Горение одиночных зданий и промышленных объектов

Расчет протяженности зон теплового воздействия R (м) при горении зданий и промышленных объектов производится по формуле

                                                                                 (1.66)

где q^соб – плотность потока собственного излучения пламени пожара, кВт/м², (табл.1.16); q_кр – критическая плотность потока излучения пламени пожара, падающего на облучаемую поверхность и приводящую к тем или иным последствиям, кВт/м², (табл. 1.17); R * - приведенный размер очага горения, м, равный  - для горящих зданий, (1,75…2,0)  – для штабеля пиленого леса и 0,8 D_рез – для горения нефтепродуктов в резервуаре; L, h – длина со стороны горения и высота объекта горения, м; D_рез – диаметр резервуара, м.

Таблица 1.14 -- Теплотехнические характеристики материалов и веществ

Вещества,  материалы	Массовая скорость выгорания, Vвыг, кг/(м^2с)	Теплота горения, Qv, кДж/кг	Плотность потока пламени пожара, q^соб, кВт/м^2
Ацетон Бензол Бензин Керосин Мазут Нефть Древесина Каучук натуральный Пиломатериалы	0,047 0,08 0,05 0,05 0,013 0,02 0,015   0,013 0,017	28400 30500 44000 43000 40000 43700 19000   42000 14000	1200 2500 1780-2200 1520 1300 874 260   460 150

 

Таблица 1.15 -- Значение времени (с) теплового облучения, вызывающего поражающий эффект, при различных критических значениях плотности потока падающего излучения

q кр, кВт/м^2	Ожог человека		Возгорание ГЖ	Возгорание ЛВЖ	Возгорание древесины
	I степени	II степени
40	менее 1,0	менее 1,0	180	-	-
35	менее 1,0	менее 1,0	-	180	-
30	1,0	2,0	-	-	240
20	2,0	3,0	-	-	600
15	4,0	5,0	-	-	-
10	6,0	9,0	-	-	-
5	16	25	-	-	-
4,2	20	40	-	-	-
1,5	Безопасно	Безопасно	-	-	-

Примечание: ГЖ – горючие жидкости и вещества (мазут, торф, масло и т.п.);

ЛВЖ – легко воспламеняющиеся жидкости (ацетон, бензол, спирт)

 

Образующиеся при пожаре продукты горения (или выделяющиеся в атмосферу находящиеся в зоне горения ОХВ), распространяются по направлению ветра, образуя зону задымления (заражения).

Глубину зоны задымления Г, м, определяют по формуле

                                                                                  (1.67)

Здесь М – масса токсичных продуктов, кг;

D -  пороговая или летальная токсодоза, мг_*мин/л;

w - скорость ветра, м/с;

k ₁ – коэффициент шероховатости подстилающей поверхности, равный 1 – для открытой поверхности; 2 – для степной растительности и с/х угодий; 2,5 – для кустарников и 3,3 – для леса и городской застройки;

k ₂ – коэффициент степени вертикальной устойчивости атмосферы, равный 1 – для инверсии; 1,5 – для изотермии и 2 – для конвекции (см. рисунок)

Значения токсодоз некоторых ОХВ приведены в табл. 1.18.

Таблица 1.18 -- Значения токсодоз некоторых ОХВ

ОХВ	Токсодоза, мг*мин/л
	Летальная D лет	Пороговая D пор
Аммиак, Угарный газ СО Оксид азота NOx Диоксид серы SO3 Фосген Хлор	60 60 3 70 6 6	18 25 1,5 1,8 0,2 0,6

 

Пример 7. Во время пожара на деревянном складе произошла разгерметизация емкости с хлором и утечка М = 300 кг газообразного хлора.

Характер местности – промышленная зона (городская застройка), степень вертикальной устойчивости атмосферы – инверсия, скорость ветра – 3 м/с.

Определить наибольшее безопасное по термическому воздействию на человека расстояние от горящего здания размером 10х5х3 м и размеры зон порогового и летального поражения.

Р е ш е н и е.

Безопасное для человека расстояние от горящего здания определим по формуле (1.66), принимая приведенные размеры очага поражения равными со стороны длины склада – R *₁ =  = 5,48 м, со стороны ширины склада – R *₂ =  = 3,87 м. Плотность потока собственного излучения пламени пожара для древесины находим по табл.5.29 – q^соб = 260 кВт/м², а критическую плотность потока излучения пламени пожара, безопасную для человека, по табл. 1.17 – q_кр = 1,5 кВт/м²:

м;

м,

т.е. наибольшее безопасное расстояние, равное 20 м, будет со стороны длины склада.

Размеры зон токсического поражения определим по формуле (1.67), принимая k ₁ = 3,3 (городская застройка), k ₂=1 (инверсия), D_пор = 0,6 мг_*мин/л и D_лет = 6,0 мг_*мин/л (для хлора).

 м,

 м.

Варианты исходных данных для задач по прогнозированию последствий пожара при горении одиночного объекта приведены в табл. П.2.6.