Лекция по теме "Оценка пожарной обстановки"

Основная причина возникновения пожара – неосторожное обращение с огнём, нарушение правил пожарной безопасности. Кроме того, они могут возникнуть в результате природных явлений (грозовых разрядов, извержения вулканов, землетрясения, самовозгорания газов и торфа).

В 2003 году в Украине был введён в действие нормативный документ (Государственные строительные нормы В.1.1.-7-2002), в котором приведена информация по огнестойкости различных материалов, зданий и сооружений.

Определение вида, масштаба и характера пожара

Сплошные пожары могут перейти в огненный шторм при сплошной застройке, отсутствии приземного ветра и малой влажности при одновременном их возникновении в нескольких местах. В этом случае создаётся мощный столб огня, который формируется воздушными потоками со скоростью до 50 км/час, которые двигаются к центру пылающего района. Загасить огненный шторм невозможно, войти в район пожара можно только через 2 суток. В новых городских районах, застроенных домами I и II степени огнестойкости, возникновение огненного шторма исключается.

Масштаб (размеры) пожара определяется видом его и зависит от конкретной обстановки (климатических условий, характера застройки, противопожарных возможностей и т. д.) Количественно масштаб оценивается плотностью пожара

,

Где Nn – количество пылающих зданий

N – общее количество зданий в районе пожара, а также по длине фронта пожара.

Максимальная скорость горения материалов наступает к моменту выгорания 30% начальной массы, что соответствует 20-25% времени пожара.

Массовые пожары могут быть двух видов: распространяющиеся и не распространяющиеся.

Распространяющиеся пожары возникают при наличии приземного ветра со скоростью свыше 5-7м/с. В этом случае, к опасным участкам относятся здания III, IV и V степени огнестойкости, плотностью свыше 20% и разрывах между зданиями не больше 20-25 м. При больших разрывах тепловая радиация пламени не является фактором распространения пожара. Распространение огня в этих условиях зависит от скорости ветра, который придавливает нагретые продукты горения к зданиям, которые не горят. Ветер, переносящий искры и головёшки на 200-500 метров, создаёт новые очаги горения.

Не распространяющиеся пожары возникают в безветренную погоду или при слабом ветре (до 5-8 м/с) при условии одновременного вспыхивания нескольких зданий. В этом случае пожар не распространяется, так как нагретый воздух уходит от середины пожара к его периметру.

Вероятность распространения пожара, в зависимости от расстояния между зданиями приведена в таблице 1.

Таблица 1 Зависимость вероятности распространения пожара от расстояния между зданиями

Расстояние между зданиями, м	0	5	10	15	20	30	40	50	70	90
Вероятность распространения, %	100	87	66	47	27	23	9	3	2	0

Распространение пожара и переход их в сплошные при других равных условиях определяется густотой застройки территории объекта. Зависимость вероятности распространения пожара от густоты застройки показана на рис.1.

Рис.1 Зависимость распространения пожара от густоты застройки

Обычно, в зависимости от степени огнестойкости зданий и сооружений, принимается следующая густота застройки: для зданий I и II степени – свыше 30%, для зданий III степени – 20%, для зданий IV и V степени – свыше 10%. При таких соотношениях огнестойкости и густоты застройки, скорость распространения огня при скорости ветра 3-5 м/с (11-12 км/час) будет составлять для зданий II и III степени огнестойкости 60 – 120 м/час, а для зданий IV и V степени 120 – 300 м/час.

Тепловая радиация при пожарах характеризуется импульсом и интенсивностью теплового излучения. Тепловой импульс – количество энергии, которое приходится на единицу площади за всё время излучения. Интенсивность – мощность, которая приходится на единицу площади.

Интенсивность величиной 1,1-1,4 кВт/м2 вызывает у человека болевые ощущения в виде жжения, температура кожи повышается до 42-46°С, пребывание людей в зоне теплового потока 4 кВт/м2 (60 ккал/мин. м2) может привести к ожогам, тепловому удару, смерти. Интенсивность загорания дерева – 22 кВт/м2, нефтепродуктов – 27,9 кВт/м2, человека – 1,2 кВт/м2.

Длительность горения на объектах может быть определена, если известна удельная горючая нагрузка и средняя скорость выгорания этих материалов на единице площади пожара в условиях, когда разрушены оконные и дверные проёмы (таблица 2).

Таблица 2 Величина удельной горючей нагрузки в жилых зданиях

Степень огнестойкости зданий	Количество этажей	Количество горючих материалов, кг/м2 (удельная горючая нагрузка)
IV, V IV, V III III III III III I, II	1 2 1 2 3 4 5 Выше 5-го	300 500 170 320 470 620 770 На каждый этаж 50-70

Таблица 3 Средние скорости горения некоторых твёрдых горючих материалов.

Наименования материалов	Влажность материалов, %	Скорость распространения пламени, м/мин
Древесина (пиломатериалы) на складах при скорости ветра V	8 – 12 16-18 18-20 20-30 Свыше 30	12 7 5 3 3
Резино-технические изделия в штабелях на открытой площадке	-	4
Покрытие цехов большой площади	8-12	5-10
Склады грубой древесины в штабелях	Свыше 30	0,7-1,1

Для пиломатериалов и большой скорости ветра до 7 м/с скорость распространения пламени увеличивается в 1,5 раза, с увеличением скорости ветра до 12 м/с – в 2 раза и с увеличением скорости ветра до 20 м/с – в 6 раз.

Температура воздуха при пожарах может быть очень высокой. Воздушные массы, нагретые до 60-70°С, особенно в условиях повышенной влажности, может привести к тепловому удару, а при задержке с эвакуацией – к смерти. Установлено, что человек при температуре 80-100°С в сухом воздухе и при 50-60°С во влажном может пребывать без средств защиты недолгое время.

Зона задымления при пожаре резко усложняет обстановку. Площадь задымления зависит в основном от размеров пожара и метеоусловий. Как показывает опыт, наибольший объём и плотность задымления при больших пожарах бывает, когда скорость ветра доходит до 10 км/час. Ветер со скоростью меньше 8км/час может не придавливать дым к земле и он будет подниматься вверх.

Опасными для людей границы зон задымления определяются по одному из таких примеров:

- по плотности и температуре дыму, которые позволяют работать на пожаре. Вдыхание продуктов сгорания, нагретых до 60°С, даже при малом содержании окиси углерода, как правило, приводит к смертельному исходу. Характеристика плотности дыма по видимости в нём предметов приводится в таблице 4.

Таблица 4 Характеристика плотности дыма при пожаре

Степень плотности дыма	Содержание частиц г/м3	Видимость предметов, освещённых лампой в 21 свечей, (метров)
Плотный Средней плотности Слабой плотности	Свыше 1,5 0,6-1,5 0,1-0,6	До 3 3-6 6-12

Входить в дым с видимостью до 10 м опасно. Необходимо учитывать:

- наименьшие опасные концентрации – 0,5-0,2 % окиси углерода;

- концентрацию кислорода в дыму, которая не должна быть ниже 16% объёма воздуха (в обычном состоянии 20,95).

При массовых пожарах в зонах задымления возникает опасность отравления людей, которые пребывают как в укрытиях, так и на территории объекта при густоте деревянной застройки свыше 20%, каменной – свыше 30%.

Исходные данные для прогнозирования пожарной обстановки:

- сведения о наиболее вероятных стихийных бедствиях, аварии, катастрофы:

- данные о пожароопасности и взрывоопасности объекта и его элементов, окружающей среды, особенно лесов и населённых пунктов;

- метеоусловия и рельеф местности:

- наличие разных препятствий, а также водоёмов;

- в условиях войны: данные о противнике, его намерениях и возможности использования ядерного оружия и зажигательных средств.

Оценка пожарной обстановки при городском пожаре

Оценка обстановки осуществляется по данным разведки, которая выясняет границы сплошных пожаров, район задымления и пути их распространения на маршруте выдвижения и местах выполнения работ; местонахождение людей и степень опасности для них при распространении пожара; способы спасения людей и маршруты их эвакуации; степень опасности возможных взрывов и разрушений оборудования и емкостей; рубежи локализации пожаров; расположение водоёмов; необходимые силы и средства для ликвидации пожаров.

Кроме того, пожарная обстановка определяется с учётом характера застройки, огнестойкости зданий и категории взрывоопасности и пожарной опасности объектов.

Исходные данные для оценки пожарной обстановки:

Sp - площадь района;

SЗ – площадь зданий;

L – длина фронта пожара, м;

a, b – длина и ширина горящего здания, м;

влажность воздуха, %;

VВ – скорость ветра, м/с;

R – расстояние между зданиями, м;

- тип зданий и сооружений, вид производства;

- тип защитных сооружений (встроенные, стоящие отдельно, негерметичные).

Для оценки пожарной обстановки в городе выполняют следующее:

1. Выясняют степень огнестойкости зданий и сооружений.

2. Определяют категории пожарной опасности объекта, исходя из характера технологического процесса и вида производства.

3. Вычисляется густота застройки района:

Г = SЗ / SP.

4. Определяется вероятность возникновения и распространения пожара по графику (рис. 1) и табл. 5.

5. Определяется скорость распространения пожара. Для средних топографических и климатических условий определение осуществляется по графику (рис. 2).

На рисунке показана зависимость скорости распространения пожаров в засушливую пору года от скорости ветра и влажности воздуха в населённом пункте. I область – пожар распространяется очень быстро, требуется эвакуация населения. II область – пожар распространяется быстро, необходима эвакуация или проведение мероприятий по локализации пожара. III область – пожар распространяется свободно.

Рис.2 Зависимость скорости распространения пожара от скорости ветра и влажности воздуха

6. Определение пропускной способности улиц для эвакуации и тушения пожара. Пропускная способность зависит от огнестойкости и времени горения.

Таблица 5 Пропускная способность улиц в населённом пункте.

7. Определение характера влияния пожара на людей, которые пребывают в защитных сооружениях.

Люди в зоне пожара подвергаются влиянию высокой температуре и вредных примесей газовой среды, в результате чего получают лёгкие, средние или тяжёлые отравления. Характер действия пожара на людей в защитных сооружениях показан в табл. 6.

Таблица 6 Характер действия поражающих факторов пожара на людей, находящихся в защитных сооружениях

Примечания:

1. Симптомы отравления окисью углерода: при лёгком отравлении (ЛО) – головная боль, пульсация в висках; при среднем отравлении (СО) – слабость, тошнота, ускоренное дыхание и пульс; при тяжёлом отравлении (ТО) – ускоренное дыхание и пульс, судороги, прерывистое дыхание.

2. При влиянии высокой температуры (ВТ) – резкое ухудшение самочувствия и снижение работоспособности.

8. Определение потребности в силах и средствах тушения пожара выполняется по формуле:

NОТД. = ,

где NОТД – потребное количество пожарных отделений,

50 – длина фронта пожара на одно отделение, м.

9. Определение расхода воды на тушение пожара в зданиях производится по формуле:

Q = a + b – 10, (литров /с)

где а, b – длина и ширина здания.

Необходимое количество пожарных машин вычисляют по формуле:

NT = Q / 40, (шт.)

где 40 – расход воды одной машины, литров /с.

Расход воды на защиту объекта от перехода огня с соседнего горящего здания принимается за 20 литров в секунду.

Оценка пожарной обстановки в лесах

Пожарная обстановка в лесах зависит от поры года, погодных условий и топографических условий.

Различают грунтовые, низовые и верховые пожары. Наиболее пожароопасный период – лето (5-7% дней в году), когда влажность уменьшается до 35-40%. Как правило, пожары возникают в утренние и дневные часы (с 10 до 17).

Исходные данные для оценки обстановки:

- географическая карта района пожара;

- значение лесопожарного коэффициента (η), величина которого постоянна на месяц для каждого региона; для большинства государств СНГ в летние месяцы η = 0,65. В юго-западном районе – η = 0,7;

-tРАЗВ –время развития пожара, т. е. время прибытия средств тушения пожара на место пожара, час;

-VB – скорость ветра, м/с;

-φ – относительная влажность воздуха, %;

-З – запас горючих материалов, т/га;

-ω – влажность материала, %;

-α – крутизна склонов, градусы.

1. Определяем площадь (S) и периметр (Р) пожара по номограмме прогнозирования лесного пожара (Sn = 1000 га). Исходные данные – время развития пожара (tразв) и коэффициента для лесного пожара (η) (рис. 3).

2. Определяем скорость распространения пожара в зависимости от влажности воздуха (φ) и скорости ветра (Vв) (рис. 4) при средних погодных и топографических условиях.

При высокой скорости распространения пожара (6-7 км/час) возникают низовые и верховые пожары – область I на диаграмме. Высота пламени до 20-50 метров.

При средней скорости возникают пожары средней силы – область II на диаграмме. Высота пламени 1-2 м, скорость распространения 200м/час.

При небольшой скорости распространения пожара, меньше 200м/час – область III на диаграмме, пожар может остановиться при встрече с препятствиями.

Рис.3. Номограмма прогнозирования лесного пожара

Рис. 4. Зависимость скорости распространения пожара от влажности воздуха и скорости ветра

Точное значение скорости распространения пожара в зависимости от крутизны склонов, запаса горючих материалов и их влажности, а также влажности воздуха можно вычислить по формуле

Vp = V0×Kx,

где V0 – скорость распространения пожара в исходных условиях;

Кх – коэффициент относительного влияния переменных факторов на скорость распространения пожара при изменении величины фактора в интервале Х0 – Х1, Кх = Кх1/Кх0 (табл. 7).

Таблица 7 Коэффициенты относительного влияния изменяемых факторов на скорость распространения низового лесного пожара

Примечания:

*- скорость ветра на высоте 0,2 – 2,5 м;

** - относительная скорость означает, что пожар идёт против ветра.

Оперативность прибытия к месту пожара и действия пожарных отделений при его тушении, в значительной степени зависят от наличия и состояния проходимости лесных дорог. Сравнительная характеристика о проходимости лесных дорог (взятая из опыта тушения лесных пожаров) приведена в табл. 8.

Проходимость дорог в зонах лесных пожаров (площадь лесного массива не меньше 3 га, длина дороги в лесу не меньше 100 м, ширина просеки, по которой проходит дорога, 20 метров)

Таблица 8

Вид пожара	Глубина опасной зоны перед фронтом пожара (метров)	Возможность прохождения людей, условия
Грунтовый	-	Возможно
Низовой слабый	До 7,5-10	Возможно, сильная задымлённость
Низовой сильный	До 10-20	Сложно, сильная задымлённость
Верховой, распространяющийся	До 100-200	Невозможно в течение 0,5 часа, сложно в течение 1,5 часа
Верховой, не распространяющийся (на площади > 30 га)	Вся зона пожара	Невозможно в течение 1,5 – 2,5 часов
Сплошной в завалах, не распростр-ся	Вся зона пожара	Невозможно в течение 3 – 4 часов

Основными мероприятиями по уменьшению или предупреждению возникновения пожаров являются:

- строительство зданий І степени огнестойкости;

- наличие источников воды, средств пожаротушения и пожарной сигнализации;

- отсутствие вблизи зданий источников пожарной опасности (легко возгораемых материалов и мусора;

- обучение населения и персонала предприятий основным правилам пожарной безопасности, умению пользоваться средствами связи и пожарным инвентарём, знанию правил поведения при пожаре.

Скачать полный текст лекции по оценке пожарной обстановки