Задача 19

Пожар произошел в помещении с размерами 15x60 м, помещение имеет дверные проемы в стенах длиной 15 м. Первоначальный очаг пожара расположен вблизи центра малой стены помещения. Пожарная нагрузка однородная и размещена равномерно по площади помещения. Скорость распространения пожара 1,2 м/мин.

Стволы на тушение, подавались на решающем направлении в следу­ющей последовательности:

15 мин — 2 ствола РС-50;

20 мин — 2 ствола РС-50;

25 мин — 1 ствол РС-70 (диаметр насадка — 19 мм);

27 мин — 1 ствол РС-70 (диаметр насадка — 19 мм);

30 мин — 1 ствол РС-70 (диаметр насадка — 25 мм);

60 мин — ликвидация.

Определить:

момент локализации пожара (нормативная интенсивность 0,3 л/(с*м²) и фактический удельный расход воды на тушение пожара.

Решение

1. Определим путь L, пройденный фронтом пламени за время свободного развития пожара (тсв = 15 мин). Так как время свободного развития более 10 мин, обратимся к формулам, предназначенным для расчета площади пожара при тсв > 10 мин,

L ^τ=15мин = 5 • V_л + V_л * τ₂ = 5 • 1,2 + 1,2 • 5 = 12 м,

где V_л — линейная скорость распространения фронта пламени (пожара) принимается равной 1,2 м/мин, согласно условиям задачи; τ₂ = τ_св - 10 = 15 - 10 = 5 мин.

Поскольку пожарная нагрузка однородная и равномерно размещена по площади пола помещения, фронт пожара с момента возникновения будет перемещаться с одинаковой скоростью, и до достижения продольных стен помещения (L = 7,5 м) площадь пожара будет иметь форму полукруга.

При достижении фронтом пожара продольных стен помещения они начнут оказывать воздействие на геометрическую форму площади пожара. С момента, когда L > 7,5 м (для данного помещения и места расположения очага пожара) форма площади пожара будет отличаться от полукруга, приближаясь с увеличением L к прямоугольнику. Поэтому на расчетной 15-й мин (при L = 12 м) Sп будет иметь форму прямоугольника с одно­сторонним направлением распространения пожара. Площадь пожара на 15-й мин может быть определена по следующей формуле:

S_п ^τ=15мин = L ^τ=15мин • а = 12 • 15 = 180 м²,

где а — ширина помещения, м.

На момент введения стволов первым подразделением (т = 15 мин)

2. Определяем возможность локализации пожара первыми подраз­делениями, подавшими на 15-й мин два ствола РС-50 на решающем на­правлении. Для данного случая решающее направление — фронт распрос­траняющегося пожара. Так как основным условием локализации пожара является Q^в_ф ≥ Q^в_тр, определим Q_ф и Q_тр на 15-й минуте. Фактический расход воды на 15-й мин известен из условия задачи и равен

Q_ф ^τ=15мин = N_ств • q_ств = 2 • 3,5 = 7,0 л/с,

где N_ств — количество стволов, шт; q_ств — расход ствола, л/с.

Требуемый расход воды на тушение на 15-й мин определим по формуле

Q^в_тр = S_т * Iтр

где S_т — площадь тушения, м²; Iтр — требуемая интенсивность, подачи воды — задана в условии задачи [0,3 л/(с-м²)].

В связи с тем, что пожар имеет прямоугольную форму и односто­роннее развитие, локализацию осуществляют по фронту распространения пожара, при этом площадь тушения имеет форму прямоугольника и может быть рассчитана по формуле:

S_т ^τ=15мин = а * h _т = 15*5 = 75 м²,

где h_т — глубина тушения, для ручных стволов принимается равной 5 м, а для лафетных —10м.

Тогда требуемый расход воды на 15-й мин будет равен

Q_тр ^τ=15мин = а * h_т =15* 5 * 0,3 = 22,5 л/с.

Так как Q_ф ^τ=15мин < Q_тр ^τ=15мин (7,0 л/с < 22,5 л/с), то можно сделать вывод, что первое подразделение локализовать пожар не сможет. Следова­тельно, после введения первых двух стволов РС-50 пожар будет распрос­траняться (одностороннее развитие), но, в соответствии с принятым в пожарно-технической литературе допущением, после введения первого ствола (при (Q_ф < Q_тр) линейная скорость распространения пожара будет составлять 50 процентов от табличного значения (V_л = 0,5 * V_л табл) вплоть до момента локализации, при котором V_л = 0.

Из схемы развития пожара нетрудно заметить, что значение площади тушения S_т будет иметь постоянное значение вплоть до момента локализации пожара (S_т = a • h, = const = 75 м²), а, следователь­но, постоянным будет и значение требуемого расхода воды (Q^в_тр = S_т * Iтр = const = 22,5 л/с)

На момент локализации (t =27 мин)

3. На основании предыдущего вывода (Q_тр = const = 22,5 л/с) мы можем пропустить все промежуточные расчеты и, обратившись к условию задачи, просуммировать расходы воды, подаваемые различными подраз делениями, определить момент локализации пожара, т. е. момент, при котором Q_ф > Q_тр. Пожар будет локализован на 27 мин.

В этом нетрудно убедиться, выполнив простейшие расчеты:

Σ Q_ф ^τ=27мин = Q_ф ^τ=15мин + Q_ф ^τ=20мин + Q_ф ^τ=25мин + Q_ф ^τ=27мин = N_ств ^τ=15мин • q_ств + N_ств ^τ=20мин • q_ств + N_ств ^τ=25мин • q_ств + N_ств ^τ=27мин • q_ств = 2 * 3,5 + 2 * 3,5 + 1 * 7,0 = 28 л/с

Следовательно, основное условие локализации выполнено на 27-й мин: Σ Q_ф ^τ=27мин > Q_ф ^τ=27мин (28,0 л/с < 22,5 л/с).

С этого момента времени движение фронта пожара остановлено (V_л = 0), пожар находится под контролем и начинается новая стадия — ликвидация пожара.

4. Определим площадь локализованного пожара (т = 27 мин). Как было установлено выше, площадь пожара имеет форму прямоугольника, распространение пожара одностороннее. Следовательно, площадь локали­зованного пожара может быть рассчитана по следующей формуле:

S_п ^τ=27мин = L ^τ=27мин • а = (5 * V_л + V_л * τ₂ + 0,5 * V_л * τ₃ ) • а = (5 • 1,2 + 1,2-5 + 0,5 • 1,2 • 12) * 15 =288 м²,

где τ₃ — разность между моментом локализации и временем свободного развития пожара, τ₃ = 27 - 15 = 12 мин.

5. Определяем фактический удельный расход воды на тушение пожара. Под удельным расходом воды принимается количество воды, поданное на единицу площади пожара за время его тушения.

Аналитически удельный расход воды выражается следующей фор­мулой:

q_уд = ΣV / S^лок_п , л/м²

где ΣV — суммарное количество воды, поданное за время тушения, л; S^лок_п — площадь локализованного пожара, м², так как максимального значения площадь пожара достигает в момент локализации.

Определяем время работы стволов на пожаре, вводимых пожарными подразделениями, которое равно разности между моментом ликвидации и временем введения стволов. Для удобства расчеты сведем в таблицу:

Наименование подразделения, подававшего стволы	Время введения стволов, мни	Количество, стволов РС-50 и расход, л/с	Количество стволов РС-70 и расход, л/с	Время ликвидации, мин	Время работы стволов, мин	Количество поданной воды, л
Первое	15	2-3,5=70		60	45	18900
Второе	20	2-3,5=7,0		60	40	16800
Третье	25	—	1-7,0=7,0	60	35	14700
Четвертое	27		1-7,0=7,0	60	33	13860
Пятое	30		110=10,0	60	30	18000

ΣV = 82260 л.

Таким образом, удельный расход воды при тушении пожара в данной задаче будет равен

q_уд = 82260 / 228 = 276 л/м²