Файл: Лекция тема 1 Пожарная безопасность зданий и сооружений Литература Основная.pdf

давление больше наружного. Разность этих давлений на эпюре изображена стрелками, направленными
«из помещения».
На всех уровнях, расположенных ниже плоскости равных давлений, внутреннее давление меньше наружного. Разность этих давлений изображена на эпюре стрелками, направленными «в помещение».
Рисунок. Схема помещения с тремя проемами, расположенными на трех уровнях, и эпюра давлений: проем 1 – работает в режиме оттока; проем 2 – работает в смешанном режиме; проем 3 – работает в режиме притока
Процесс термического разложения, в том числе горения материалов на пожаре, сопровождается уменьшением массы веществ и материалов. Эта потеря массы, в расчете на единицу времени и единицу площади горения, квалифицируется как удельная массовая скорость выгорания.
Массовая скорость выгорания (или удельная массовая скорость
выгорания) (ψ
уд
, кг/(м
2
·с)) – скорость выгорания на единицу поверхности воспламенившихся твердых и жидких горючих материалов.
Удельная массовая скорость выгорания определяется экспериментально для каждого вещества методом их сжигания в специальной лабораторной установке и определении потери массы образца за определенный промежуток времени.

Из сказанного следует, что величина массовой скорости выгорания, т.е.
ψ
уд
, зависит от природы ГМ. Это утверждение относится только к твёрдым и жидким горючим материалам.
Скорость выгорания газообразных веществ (метан, пропан и т.д.), поступающих в помещение из отверстий в стенках трубопроводов или аппаратов, равна расходу газа из отверстий и не зависит от природы этого газа.
Скорость выгорания зависит не только от свойств горючего материала.
Скорость выгорания вещества в помещении может отличаться от скорости его выгорания и тепловыделения на открытом пространстве. Возможны два предельных режима горения материала в помещении:

пожар, регулируемый нагрузкой (ПРН) – этот режим характеризуется наличием достаточного количества кислорода (воздуха); горение материала в помещение происходит аналогично горению на открытом воздухе;

пожар, регулируемый вентиляцией (ПРВ) – этот режим характеризуется тем, что кислорода в помещении мало и скорость тепловыделения лимитируется количеством кислорода
(воздуха), поступающего извне.
В реальных условиях в процессе развития пожара один режим выгорания может переходить в другой, т.е. вслед за ПРН наступает ПРВ и наоборот. Кроме того, между ПРН и ПРВ имеют место промежуточные режимы.
Следует отметить, что скорость выгорания материала в определенной степени зависит от температуры газовой среды в помещении.
Все пожары можно представить в виде трех стадий развития пожара:

н
н
I – стадия начала горения, нарастания температуры. На этой стадии практически отсутствует приток свежего воздуха в помещение, наблюдается только отток нагретых газов.
II – квазистационарная стадия (стадия «как бы постоянства» температуры).
Приток примерно равен оттоку нагретых газов из помещения.
III – стадия затухания. На этой стадии приток свежего воздуха больше оттока нагретых газов из помещения.
Ограждающие конструкции поглощают тепло, выделяющееся при пожаре. Суммарный тепловой поток в ограждения (Вт) складывается из тепловых потоков во все конструкции (в стены, потолок и пол):
Q
w

Q
ст

Q
пот

Q
пол
Ограждающие конструкции поглощают часть тепловой энергии, которая выделяется внутри помещения в результате горения горючих материалов. Исходя из этого, можно написать следующую формулу для суммарного теплового потока в ограждения:
Q
w


Q
пож
, где
Q
пож


Q
р
- выделяющаяся в пламенной зоне в единицу времени тепловая энергия (скорость тепловыделения), Вт;
φ – коэффициент теплопоглощения (представляет собой долю поглощенного тепла от выделившегося). В ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования» этот коэффициент называется коэффициентом теплопотерь;
ψ – количество сгорающего (окисляемого за единицу времени) горючего материала (скорость выгорания), кг/с;
η – коэффициент полноты сгорания (η ≤1; вычисляется по эмпирическим формулам, полученным при исследованиях пожаров);
Q
р
– теплота сгорания, Дж/кг (зависит от природы горючего материала).
Исследования пожаров показали, что доля поглощенного тепла, т.е. коэффициент φ, не является «универсальной» константой. Значение этого коэффициента зависит от большого числа параметров (размеров помещения, количества горючего материала, свойств ограждений и др.), и, кроме того, изменяется во времени по мере развития пожара, т.е. этот коэффициент является функцией времени.

Экспериментальные исследования разных пожаров и их различных стадий показали, что доля поглощенного конструкциями тепла от выделяемого может составлять от 0,2 до 0,75. При приближенных оценках опасных факторов пожара в некоторых случаях используют допущения о постоянстве величины φ. Такое допущение приемлемо, только если рассматривается достаточно малый интервал времени развития пожара.
Методы, используемые для противодействия ОФП в помещении:
1. Способы ограничения площади, на которой хранится горючая
нагрузка
Правила хранения горючей нагрузки в складских помещениях зафиксированы в действующих правилах противопожарного режима.
Пожарная нагрузка должна храниться на стеллажах или в штабелях с обеспечением пожарных проходов между ними. Если нагрузка хранится с нарушением этих требований сплошным складированием на большой площади, то у пожара есть возможность быстро распространяться и ОФП будут превышать обычные значения.
2. Использование автоматических установок пожаротушения (АУП).
Пожаротушение инертным газом (азот, углекислый газ) в рамках интегральной модели заключается в сильном разбавлении имеющегося к помещениям кислорода ниже порогового значения его концентрации, при котором ещё поддерживается горение. По оценкам экспертов из разных источников, пороговая концентрация кислорода находится в области от 3 до
8% масс. С помощью АУП инертным газом целесообразно защищать следующие объекты:
− имеющие высокую стоимость и совершенно неподходящие для тушения водой или пеной (электроустановки под напряжением, серверы с базой данных)
− предметы, имеющие особую ценность (архивы, музейные экспонаты);
При организации газового пожаротушения важно соблюдать несколько условий: полная герметичность помещения, позволяющая исключить утечку тушащего газа и поступление в помещении новых порций кислорода (в герметизированных помещениях ОФП нарастают быстрее, что позволяет датчикам срабатывать быстрее); ограничение доступа людей; рекомендуется подавать газ в помещение с максимальной скоростью; необходимо провести выбор датчиков на срабатывание.
3. Использование систем противодымной защиты (СПДЗ)
Все системы вентиляции можно разделить на 2 группы:
1) вентиляция общего назначения, предназначена для выполнения санитарных правил и норм;
2) специальная вентиляция, спроектированная с учетом специальных пожарных требований, она включается только на момент проведения эвакуации и по её завершении должна быть обязательно выключена.
(приточная, вытяжная, приточно-вытяжная).
Работа СПДЗ существенно оказывает влияние на развитие параметров пожара. Основные цели использования СПДЗ: не пустить опасные факторы

на пути эвакуации или удалить их оттуда, обеспечив при этом эвакуировавшихся свежим воздухом.
4. Использование специальных механических преград
Противопожарные шторы, диафрагмы и т.д.

Эвакуация - не только индивидуальная потребность человека, но и первостепенное требование обеспечения безопасности людей в отечественных противопожарных нормах строительного проектирования, раздела «Обеспечение безопасности людей» которых гласит: «Требования настоящего раздела направлены:
- на своевременную и беспрепятственную эвакуацию людей;
- спасение людей, которые могут подвергнуться воздействию опасных факторов пожара;
- защиту людей на путях эвакуации от воздействия опасных факторов пожара».
Нормы определяют: «Эвакуация представляет собой процесс организованного самостоятельного движения людей наружу или в безопасную зону из помещений, в которых имеется возможность воздействия на людей опасных факторов пожара» [1]. Эвакуацией также следует считать несамостоятельное перемещение людей, относящихся к маломобильным группам населения, осуществляемое обслуживающим персоналом. Эвакуация осуществляется по путям эвакуации через эвакуационные выходы.
При этом согласно ст.53 Технического регламента о требованиях пожарной безопасности [1]:
1. Каждое здание или сооружение должно иметь объемно- планировочное решение и конструктивное исполнение эвакуационных путей, обеспечивающие безопасную эвакуацию людей при пожаре. При невозможности безопасной эвакуации людей должна быть обеспечена их защита посредством применения систем коллективной защиты.
2. Для обеспечения безопасной эвакуации людей должны быть:
1) установлены необходимое количество, размеры и соответствующее конструктивное исполнение эвакуационных путей и эвакуационных выходов;
2) обеспечено беспрепятственное движение людей по эвакуационным путям и через эвакуационные выходы;
3) организованы оповещение и управление движением людей по эвакуационным путям (в том числе с использованием световых указателей, звукового и речевого оповещения).
3. Безопасная эвакуация людей из зданий и сооружений при пожаре считается обеспеченной, если интервал времени от момента обнаружения пожара до завершения процесса эвакуации людей в безопасную зону не превышает необходимого времени эвакуации людей при пожаре.
4. Методы определения необходимого и расчетного времени, а также условий беспрепятственной и своевременной эвакуации людей определяются нормативными документами по пожарной безопасности.
6.1. Опасные факторы пожара
В развитии пожара в помещении обычно выделяют три стадии:
- начальная стадия - от возникновения локального неконтролируемого очага горения до полного охвата помещения пламенем; при этом средняя температура среды в помещении имеет невысокие значения, но внутри и вокруг зоны горения температура такова, что скорость тепловыделения

выше скорости отвода тепла из зоны горения, что обуславливает самоускорение процесса горения;
- стадия полного развития пожара - горят все горючие вещества и материалы, находящиеся в помещении; интенсивность тепловыделения от горящих объектов достигает максимума, что приводит и к быстрому нарастанию температуры среды помещения до максимальных значений;
- стадия затухания пожара - интенсивность процесса горения в помещении снижается из-за расходования находящейся в нем массы горючих материалов или воздействия средств тушения пожара.
Однако в любом случае, как показывает уравнение «стандартного пожара», температура в очаге пожара через 1,125 мин достигает значения
365°С. Поэтому очевидно, что возможное время эвакуации людей из помещений не может превосходить продолжительности начальной стадии пожара.
В начальной стадии развития пожара опасными для человека факторами являются: пламя, высокая температура, интенсивность теплового излучения, токсичные продукты горения, дым, снижение содержания кислорода в воздухе, поскольку при достижении определенных уровней они поражают его организм, особенно при синергическом воздействии.
Исследованиями отечественных и зарубежных ученых установлено, что максимальная температура, кратковременно переносимая человеком в сухой атмосфере, составляет 149°С, во влажной атмосфере вторую степень ожога вызывало воздействие температуры 55°С в течение 20с и 70°С при воздействии в течение 1с; а плотность лучистых тепловых потоков 3500 вт/м
2
вызывает практически мгновенно ожоги дыхательных путей и открытых участков кожи; концентрации токсичных веществ в воздухе приводят к летальному исходу: окиси углерода (СО) в 1,0 % за 2-3 мин, двуокиси углерода (СО
2
) в 5 % за 5 мин, цианистого водорода (HCN) в
0,005 % практически мгновенно; при концентрации хлористого водорода
(HCL) 0,01-0,015 % останавливается дыхание; при снижении концентрации кислорода в воздухе с 23 % до 16 % ухудшаются двигательные функции организма, и мускульная координация нарушается до такой степени, что самостоятельное движение людей становится невозможным, а снижение концентрации кислорода до 9 % приводит к смерти через 5 минут.
Совместное действие некоторых факторов усиливает их воздействие на организм человека (синергический эффект). Так, токсичность окиси углерода увеличивается при наличии дыма, влажности среды, снижении концентрации кислорода и повышении температуры. Синергический эффект обнаруживается и при совместном действии двуокиси азота и понижении концентрации кислорода при повышенной температуре, а также при совместном воздействии цианистого водорода и окиси углерода.
Особое воздействие на людей оказывает дым. Дым представляет собой смесь несгоревших частиц углерода с размерами частиц от 0,05 до
5,0 мкм. На этих частицах конденсируются токсичные газы. Поэтому воздействие дыма на человека также имеет, по-видимому, синергический эффект.