Решение

1. Определим путь (L), пройденный фронтом пламени за время свободного развития пожара (_св= 11 мин). Так как время свободного развития пожара более 10 мин, расчеты будем производить по формулам, предназначенным для расчета площади пожара при_св10 мин:

L^{ = 11 мин}= 5V_л+V_л₂= 51,5 + 1,51,0 = 9,0 м

где V_л– линейная скорость распространения фронта пламени (пожара), равная 1,5 м/мин согласно условию задачи;₂=_св- 10 = 11 - 10 = 1,0 мин.

Поскольку пожарная нагрузка однородная и равномерно размещена по площади пола помещения, фронт пожара с момента его возникновения будет перемещаться по пожарной нагрузке с одинаковой скоростью во всех направлениях из первоначального очага, который, согласно условию задачи расположен в центре помещения (и условно принят точечным). Фронт пожара будет перемещаться из очага пожара во всех направлениях с одинаковой скоростью до момента достижения продольных стен помещения (L= 10 м, рис.9.8)

Рис. 9.8. Обстановка на пожаре в различные моменты времени.

На расчетной 11-й минуте фронт пожара распространяется из первоначального места возникновения на расстояние 9,0 м (L^{ = 11 мин}= 9,0 м) во всех направлениях и нигде не достигает стен помещения.

Следовательно, пожар на 11-й минуте будет иметь круговую форму с радиусом R=9м. Площадь пожара на 11-й минуте может быть определена по следующей формуле:

S_п^{ = 11 мин}=R²= 3,149,0²255 м²

Также площадь пожара на 11-й минуте может быть рассчитана по известной в тактике формуле:

S_п^{ = 14 мин}=(5V_л+V_л₂)²= 3,14(51,5 + 1,51,0)²255 м²

2.Определяем возможность локализации пожара первым подразделением, подавшим на 11-й минуте один ствол РС-50 (с диаметром насадка 19 мм, q_ств= 7,0 л/с) с восточной стороны помещения.

Известно, что основным условием локализации пожара является равенство фактического расхода воды (подаваемого на тушение пожарными подразделениями) требуемому расходу воды (расчетному) или превышение фактического расхода воды над требуемым Q^в_ф()Q^в_тр() в определенный момент времени развития пожара.

Определим Q_фиQ_трна 11-й минуте пожара. Фактический расход воды, поданной на тушение на 11-й минуте, может быть определен из условия задачи

Q_ф^{ = 11 мин}=N_ствq_ств= 17,0 = 7,0 л/с,

где N_ств– количество поданных стволов, шт;q_ств– расход воды из ствола, л/с, для ствола РС-70 с диаметром насадка 19 мм принят равным 7,0 л/с. Требуемый расход воды на тушение на 11-й минуте определим по формуле

Q_тр^{ = 11 мин}=S_т()I_тр = 2040,15 = 30,6 л/с,

где S_т() — площадь тушения на определенный момент времени, м²;I_тр– требуемая интенсивность подачи воды — задана в условии задачи, 0,15 л/(см²).

Так как на 11-й минуте пожар имеет круговую форму, локализацию осуществляют по его периметру, при этом площадь тушения имеет вид кольца и может быть рассчитана по формуле

S_т^{ = 11 мин}=h_т(2R_п-h_т) = 3,145(29 - 5)204 м²

где h_т– глубина тушения, для ручных стволов принимается равной 5 м, а для лафетных стволов — 10 м;R_п– радиус пожара, м.

Так как на 11-й минуте пожара фактический расход воды меньше требуемого (Q_ф^{ = 11 мин}Q_тр^{ = 11 мин}), можно сделать вывод, что первое подразделение локализовать пожар не сможет. Следовательно, после введения первого ствола (= 11 мин) пожар будет распространяться во все стороны. Но в соответствии с принятым в пожарно-технической литературе допущением после введения первого ствола приQ^в_ф()Q^в_тр() линейная скорость распространения пожара будет составлять 50 % от табличного значенияV_л= 0,5V_л^табл.вплоть до момента, при которомV_л= 0.

3. Определим параметры пожара на момент введения стволов вторым подразделением, т. е. на 17-й минуте. Определим путь, пройденный фронтом пожара на 17-й минуте:

L^{ = 17 мин}= 5V_л+V_л₂+ 0,5V_л(-_св) = 51,5 + 1,51,0 + 0,51,5(17-11) = 13,5м.

Так как на 17-й минуте расчетный путь, пройденный фронтом пожара (13,5 м), больше, чем расстояние от очага пожара до продольных стен помещения (рис 9.8.б), площадь пожара будет иметь форму прямоугольника с двухсторонним направлением распространения пожара. Площадь пожара на 17-й минуте может быть определена по следующей формуле:

S_п^{ = 17 мин}=nLa= 213,520 = 540 м²,

где a– ширина помещения, м;n– количество направлений распространения пожара при двухстороннем распространении,n=2.

Или по известной в тактике формуле:

S_п^{ = 17 мин}=n[5V_л+V_л₂+ 0,5V_л(-_св)]a= 2[51,5 + 1,51,0 + 0,51,5(17-11)]20 = 540 м².

4. Определяем возможность локализации пожара пожарными подразделениями на 17-й минуте пожара. В связи с тем, что пожар имеет прямоугольную форму и двухстороннее распространение, локализацию пожара осуществляют по фронту распространения пожара — через входы с восточной и западной стороны помещения. При этом площадь тушения имеет форму прямоугольника и ее суммарное значение может быть рассчитано по формуле

 S_т^{ = 17 мин} = n  a  h_т  2 20  5 = 200 м²,

где n– количество направлений распространения пожара.

Нетрудно заметить, что значения площадей тушения на восточном и западном направлениях равны и соответственно составляют по 100 м².

В практике пожаротушения во всех случаях определяется решающее направление боевых действий и на этом направлении с целью ограничения распространения пожара сосредоточивается, в первую очередь, наибольшее количество сил и средств. Поэтому ограничение распространения пожара может происходить на различных направлениях в различные моменты времени.

Схема развития пожара показывает, что суммарное значение площади тушения (S_т) будет иметь постоянное значение вплоть до момента его локализации, а следовательно, будет постоянным и значение требуемого расхода воды (Q^в_тр=30 л/с).

Определим Q^в_триQ^в_фна 17-й минуте:

 Q_тр^{ = 17 мин}=S_тI_тр= 2000,15 = 30 л/с;

 Q_ф^{ = 17 мин}=Q_ф^{ = 11 мин}+Q_ф^{ = 17 мин}=N_ств^{ = 11 мин}q_ств+N_ств^{ = 17 мин}q_ств= 17,0 + 17,0 + 13,5 = 17,5 л/с.

Так как на 17-й минуте фактический расход воды (Q^в_ф= 17,5 л/с) меньше требуемого (Q^в_тр= 30 л/с), можно сделать вывод, что пожарные подразделения локализовать пожар не смогут.

Поскольку на 17-й минуте на восточном и западном направлениях, согласно условию задачи, пожарными подразделениями обеспечивались различные расходы воды — на восточном (2 ствола РС—70) Q_ф^вост= 14 л/с, а на западном (1 ствол РС-50)Q_ф^зап.= 3,5 л/с, — необходимо проверить не произошло ли ограничение распространения пожара на одном из этих направлений. Для этого необходимо определить требуемый расход воды для ограничения распространения пожара на одном из этих направлений и сравнить его с фактическим. Требуемый расход может быть рассчитан для нашего случая по формуле:

Q_тр^вост=Q_тр^зап.=ah_тI_тр= 2050,15 = 15 л/с.

На 17-й минуте ни на одном из направлений распространения пожара не соблюдается условие локализации, следовательно, после 17-й минуты пожар будет иметь по-прежнему двухстороннее распространение.

5. На основании предыдущих пояснений о равенстве требуемых расходов на восточном и западном направлениях распространения пожара (Q_тр^вост=Q_тр^зап.=const= 15 л/с) мы можем пропустить все промежуточные расчеты и, обратившись к условию задачи, определить момент ограничения распространения пожара на одном из направлений и момент локализации пожара, т. е. изменение фактических расходов по времени и направлениям распространения пожара, и сравнить их с требуемым расходом.

Нетрудно заметить, что на 19-й минуте произойдет ограничение распространения пожара только в восточном направлении, т. к. в этот момент времени на восточном направлении будет подано 2 ствола РС-70 и 1 ствол РС-50 с суммарным расходом Q_ф^{ = 19 мин}= 27 + 13,5= 17,5 л/с, что больше требуемогоQ_тр^{ = 19 мин}= 15 л/с (рис. 9.8.в). А на западном направлении в этот момент времени будет подано 2 ствола РС-50 с суммарным расходомQ_ф^{ = 18 мин}= 23,5= 7 л/с, что меньше требуемого. Следовательно, начиная с 19-й минуты пожара, он будет распространяться только в западном направлении, т. е. иметь одностороннее прямоугольное распространение.

Площадь пожара на 19-й минуте может быть вычислена по формуле

S_п^{ = 19 мин}=n[5V_л+V_л₂+ 0,5V_л(-_св)]а = 2[51,5 + 1,51,0 + 0,51,5(17-11)]20 = 600 м².

Локализация пожара наступит в момент времени, когда фактический расход воды на западном направлении будет больше или равен требуемому. Согласно условию задачи, это произойдет на 25-й минуте, так как в это время пожарные подразделения обеспечивают на этом направлении подачу воды с суммарным расходом Q_ф= 17 л/с, что больше требуемогоQ_тр= 15 л/с.

6. Площадь локализованного пожара может быть определена по формуле

S_п^{ = 25 мин}=S_п^{ = 19 мин}+S_п,

где S_п– прирост площади в промежутке времени между 19-й и 25-й минутами;n– количество направлений распространения пожара после 19-й минуты, принимается равным 1.

Тогда

S_п^{ = 25 мин}= 600 +n0,5V_л(- 19)a= 600 + 1,00,51,5(25 - 19)20 = 690 м².

Нетрудно заметить, что пожар будет локализован ни различных расстояниях (L) от первоначального места возникновения с восточной и западной сторон здания (рис. 9.8.г):

L^вост= 5V_л+V_л₂+ 0,5V_л(-_св) = 51,5 + 1,51,0 + 0,51,5(19-11) = 15 м;

L^зап.= 5V_л+V_л₂+ 0,5V_л(-_св) = 51,5 + 1,51,0 + 0,51,5(25-11) = 19,5 м.

Для удобства построения совмещенного графика расчетные данные сведем в таблицу.

№	Время, мин	Площадь пожара, м^2	Площадь тушения суммарная и по направлениям, м^2			Фактический расход воды, суммарный и по направлениям, л/с				Требуемый расход воды, суммарный и по направлениям, л/с
			Сум.	Вост.	Зап.	Сум.	Вост.	Зап.	Сум.		Вост.	Зап.
1	11	258	204	–	–	7,0	7,0	–	30,6		–	–
2	17	540	200	100	100	17.5	14,0	3,5	30		15	15
3	19	600	200	100	100	24,5	17,5	7,0	30		15	15
4	25	690	200	100	100	34,5	17,5	17,0	30		15	15
5	27	690	200	100	100	41,5	21,0	20,5	30		15	15

Рис.9.9 Совмещенный график изменения площади пожара (тушения),

требуемого и фактического расходов воды по времени пожара.

По данным таблицы строим график изменения площади пожара, площади тушения (суммарной и по направлениям), фактических и требуемых расходов воды по направлениям и суммарного (рис.9.9)

Из графика видно, что на 19-й минуте происходит ограничение распространения пожара на восточном направлении, а на 25-й минуте — локализация пожара.

Задача №9.5

Пожар произошел в помещении с размерами 24х72 м, помещение имеет дверные проемы в стенах длиной 24 м. Первоначальный очаг пожара расположен в углу помещения (см. рисунок). Пожарная нагрузка - однородная и размещена равномерно по площади пола помещения. Скорость распространения пожара 1,2 м/мин.

Прибывающими на пожар подразделениями подача стволов на тушение осуществлялась с восточной стороны помещения в следующей последовательности:

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

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

35 мин — 1 ствол РС-70 (диаметр насадка — 25 мм) и 1ствол РС-50;

40 мин — 1 ствол РС-70 (диаметр насадка — 19 мм).

Определить:

момент локализации и площадь локализованного пожара, построить совмещенный график требуемых и фактических расходов воды, если нормативная интенсивность подачи воды - 0,2 л/(см²).