< Попер   ЗМІСТ   Наст >

Методика визначення характеристик зон НС при впливі пожеж.

Розміри зони теплового впливу розраховують за співвідношенням, яке визначає безпечну відстань, м, при заданому рівні інтенсивності теплового випромінювання для людини:

об'єкта, матеріалу тощо:

де χ – коефіцієнт, що характеризує геометрію осередку пожежі: χ = 0,02 – якщо джерело горіння плоске (розлив на поверхні землі чи води нафти, бензину, іншої легкозаймистої речовини (ЛЗР) тощо); Ж =0,08- якщо джерело горіння об'ємне (палаючий будинок, резервуар);- питома теплота пожежі, кДж/м2-с (табл. 1.13 додатку 1);-питома теплота згоряння, кДж/кг, М – маса пальної речовини, кг;- час горіння (світіння вогняної кулі), хв;- коефіцієнт, що враховує частку енергії, яка йде на променевий теплообмін (для деревини= 0,4; для нафтопродуктів= 0,6); І* – задана інтенсивність теплового випромінювання, кДж/m -с – критерій ураження людини, загорання матеріалу чи їхньої безпеки (табл. 1.14 додатку 1); R* – приведений розмір осередку пожежі:

  • – для палаючих будівель (L – довжина стіни, h – висота будівлі), м;
  • – для штабелів пильного лісу (- висота штабеля), м;
  • – при горінні нафтопродуктів у резервуарах, ЛЗР ; пальні рідини , ( – діаметр резервуара), м;
  • – при розливі пальної рідини- діаметр розливання (вільне розтікання), м:

де V – об'єм рідини, м':

– при виливанні в піддон- довжина піддону, м.

Дія теплового впливу на людину пов'язана з перегріванням і наступними біохімічними змінами верхніх шарів шкіри. Людина відчуває сильний біль, коли температура верхнього шару шкірного покриву (~ 0,1 мм) підвищується до 45°С. Час досягнення "порога болю" τ, пов'язаний зі щільністю теплового потоку q, кВт/m2, співвідношенням

При щільності теплового потоку менш за 1,7 кВт/m2 біль не відчувається навіть при тривалому тепловому впливі. Ступінь теплового впливу залежить від величини теплового потоку і тривалості теплового випромінювання. При відносно слабкому тепловому впливі буде ушкоджуватися тільки верхній шар шкіри (епідерміс) на глибину близько 1 мм (опік І ступеня – почервоніння шкіри). Збільшення щільності теплового потоку, тривалості випромінювання спричиняють вплив на нижній шар шкіри – дерму (опік II ступеня – поява пухирів) і підшкірний шар (опік III ступеня). Здорові дорослі люди і підлітки виживають, якщо опіки II і III ступеня охоплюють менш 20% поверхні тіла. Виживаємось потерпілих навіть при інтенсивній медичній допомозі різко знижується, якщо опіки II і III ступеня складають 50% і більш від поверхні тіла.

Ймовірність ураження того чи іншого ступеня при тепловому впливі визначається за допомогою пробіт-функцій, відповідні формули яких подано в табл. 5.1., стр. 190.

Тепловий вплив на легкозаймисті матеріали (наприклад внаслідок пожежі, ядерного вибуху і т.п.) може спричинити подальше поширення аварії і перехід її до стадії каскадного розвитку. За наявної статистики, поширення і розвиток пожеж у виробничих приміщеннях відбуваються в основному за матеріалами, сировиною та технологічному устаткуванню (42%), а також за спалимих будівельних конструкціях (36%). Серед останніх найбільше поширення мають деревина і пластичні матеріали. Для кожного матеріалу існує критичне значення щільності теплового потоку qкр. при якому загоряння не відбувається навіть при тривалому тепловому впливі. При збільшенні щільності теплового потоку час до початку загоряння матеріалу зменшується (табл. 1.15. додатку 1). У загальному випадку залежність часу загоряння від величини щільності теплового потоку має вигляд:

де А та п – константи для конкретної речовини (наприклад, для деревини A = 4360, n = 1,61).

При тривалості теплового впливу 30 с і щільності теплового потоку 12 кВт/м2 відбувається загоряння дерев'яних конструкцій; при 10,5 кВт/м2 – обгоряє фарба на пофарбованих металевих конструкціях, обвуглюються дерев'яні конструкції; при 8,4 кВт/м2 – спучується фарба на металевих конструкціях, руйнуються дерев'яні конструкції. Щільність теплового потоку 4,0 кВт/m2 безпечна для об'єктів. Особливо небезпечним є нагрівання резервуарів (ємностей) з нафтопродуктами, котре може привести до їхнього вибуху. У залежності від тривалості опромінення критична щільність теплового потоку для ємностей з нафтопродуктами, котрі мають температуру спалаху < 235°С значно змінюється, табл. 1.16 додатку 1.

Небезпека теплового впливу на будівельні конструкції пов'язана зі значним зниженням їхньої будівельної міцності при перевищенні визначеної температури. Ступінь стійкості споруд до теплового впливу залежить від межі вогнестійкості конструкції, котра визначається часом, після закінчення якого відбувається втрата несучої здатності. Міцність матеріалів може бути охарактеризована так називаною критичною температурою прогріву, котра для сталевих балок, ферм тощо складає 470...500°С, для металевих зварених і жорстко затиснених конструкцій – 300...350°С.

При проектуванні будинків і споруд використовують залізобетонні конструкції, межа вогнестійкості яких значно вище, ніж у металевих. Так, межа вогнестійкості залізобетонних колон з перетином 20x20 см відповідає 2 годинам, з перетином 30x50 см – 3,5. Втрата несучої здатності елементів, котрі згинаються, балок тощо, настає внаслідок прогріву розтягнутої арматури до критичної температури 470...500°С. Межа вогнестійкості попередньо напруженого залізобетону така ж, як у конструкцій з ненапруженою арматурою. Особливість напружених конструкцій – утворення незворотних деформацій при їхньому прогріві вже до 250°С, після чого нормальна експлуатація останніх неможлива.

Величини критичної температури прогріву деяких будівельних матеріалів (°С), складають: полімерні матеріали – 150, скло – 200, алюміній – 250,сталь – 500.

Розрахунок характеристик зони задимлення, що утворюється під час пожеж

Зона задимлення є небезпечною для людини, якщо вміст оксиду вуглецю складає понад 0,2%, вуглекислого газу понад 6%, кисню менше 17%. При наявності в зоні горіння НХР, пластмас, фанери можуть виділятися токсичні продукти: фенол, формальдегід, хлористий водень, ціаністий водень, оксиди азоту та інші речовини (табл. 1.17 додатку 1). Зона задимлення при пожежі має форму трапеції (рис. 5.5).

Ширину зони задимлення Ш визначають за формулою:

де – при стійкому вітрі (відхилення менш ± 6°); – під час дії нестійкого вітру (відхилення більш 6°); a, b – коефіцієнти частки маси токсичних продуктів у первинній і вторинній хмарах (таблиця 1.18 додатку 1). При пожежі коефіцієнти а і b для всіх НХР приймають значення: а = 1, b = 0; АВ – для стійкого вітру.

Зони вражаючого впливу на людину під час пожежі

Рис. 5.5. Зони вражаючого впливу на людину під час пожежі

1 – палаюча споруда; 2 – зона теплового впливу; 3 – зона задимлення; В – ширина зони горіння, м, Г – глибина зони задимлення, м, ПІ – ширина зони задимлення, м.

Глибину небезпечної за токсичною дією частини зони задимлення Г, м, визначають за співвідношенням:

де М – маса токсичних продуктів горіння, кг; D -токсична доза, мгхв/л (табл. 1.17 додатку 1); -швидкість перенесення диму, дорівнює W (табл. 2.1 додатку 2), м/с; – коефіцієнт шорсткості поверхні: відкрита поверхня – 1; степова рослинність, сільгоспугіддя – 2; чагарник, окремі дерева – 2,5; міська забудова, ліс – 3,3;- коефіцієнт ступеня вертикальної стійкості атмосфери (інверсія – 1; ізотермія – 1,5; конвекція – 2).

Суміші летких речовин, що виділяються при пожежах, складні за вмістом, їх вплив на живий організм розглядають диференційовано, а не адитивне.

Врахувати комбіновану дію різних токсичних компонентів суміші продуктів можливо з урахуванням еквівалента токсичного ефекту продуктів горіння, От що визначається за ефектом оксиду вуглецю, при умові, якщо цей компонент має токсичну дію значущим. Для цього вводиться коефіцієнт комбінованої дії rt, який визначається як:

де (с.с.к.) – середня смертельна концентрація СО при ізольованому впливу; (к.п.г.) – концентрація СО у складі продуктів горіння.

За фізичною сутністю коефіцієнт комбінованої дії прирівнює дію суміші летких речовин до певного ефекту дії СО. Тобто розрахувати умовну ймовірність токсичного ураження людей продуктами горіння можливо введенням коефіцієнта комбінованої дії у залежність:

Токсичність продуктів горіння багатьох органічних речовин визначається, в основному, за наявністю оксиду вуглецю.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >