Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«тюменский государственный нефтегазовый университет»

Институт геологии и нефтегазодобычи

Кафедра техносферная безопасность

Методические указания для практических занятий

по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

ОЦЕНКА ПОЖАРНОГО РИСКА АДМИНИСТРАТИВНЫХ ЗДАНИЙ

для студентов технических специальностей и направлений подготовки

всех форм обучения

Составители: Г.В.Старикова,

О.И.Филиповская,

Тюмень

2015

Аннотация

Старикова Г.В. Оценка пожарного риска административных зданий: Методические указания для практических занятий / сост. Г.В. Старикова, О.И. Филиповская.-1-е изд.-Тюмень,ТюмГНГУ 2015.- 22 с.

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры техносферной безопасности

«____» ____________ 2015 года, протокол № ____.

Методические указания по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» предназначены для студентоввсех технических специальностей и направлений подготовки и магистров направления «Техносферная безопасность» по дисциплине «Пожаровзрывозащита».

Приведен порядок расчета пожарного риска, рассмотрена методика определения расчетных величин времени эвакуации, пожарного риска и порядок разработки дополнительных противопожарных мероприятий. В методических указаниях даны варианты заданий для расчетов времени эвакуации при пожаре.

Содержание

Введение

1. Расчет и оценка пожарных рисков

1.1 Пожарные риски

1.2 Допустимые значения пожарных рисков

1.3 Основание для расчета пожарных рисков

2. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности

2.1 Общие положения

2.2 Основные расчетные величины индивидуального пожарного риска

2.3 Определение расчетного времени эвакуации по упрощенной аналитической модели движения людского потока

2.4 Определения времени блокирования путей эвакуации ОФП

2.5 Порядок разработки дополнительных противопожарных мероприятий

3. Практическая работа №1. Расчет времени блокирования путей эвакуации ОФП

4. Практическая работа №2. Расчет времени эвакуации при пожаре

5. Примеры расчета

6. Критерии оценки работы студента

7. Контрольные вопросы

Литература

Введение

Обеспечение пожарной безопасности является одной из важнейших функций государства, управления предприятий и организаций.

Для разработки противопожарных мероприятий необходимо изучать основные закономерности и факторы, определяющие возникновение и развитие пожаров на различных объектах защиты, моделировать ситуации развития событий при пожаре, эвакуации людей и т.д. Это единственно возможный путь для достижения максимальной безопасности, уменьшения материального ущербаи сохранения жизни и здоровья людей.Безопасность - состояние объекта защиты, при котором значения всех рисков, присущих этому объекту, не превышают допустимых уровней. Оценка пожарных рисков -необходимое условия обеспечения безопасности на объекте.

Цели работы:

1.Познакомиться с понятием и методикой расчета пожарного риска.

2.Познакомиться с методикой определения времени блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара(ОФП).

3.Познакомиться с методикой определения расчетного времени эвакуации по упрощенной аналитической модели движения людских потоков

4.Определить время блокирования путей эвакуации (ОФП) и расчетное время эвакуации для предложенного варианта помещения и сценария пожара.

Выполнив работу, студент должен

знать: виды пожарных рисков, ОФП, время блокирования путей эвакуации, расчетное время эвакуации, параметры, от которых зависит величина индивидуального риска;

уметь: определять время блокирования путей эвакуации, расчетное время эвакуации для простых сценариев пожара и схем эвакуации.

1. Расчет и оценка пожарных рисков

1.1 Пожарные риски

пожарный риск административный здание

Расчетные величины пожарного риска являются количественной мерой возможности реализации пожарной опасности объекта защиты и ее последствий для людей и материальных ценностей[1].

Количественной мерой возможности реализации пожарной опасности производственных объектов является риск гибели людей при пожарах, в том числе:

а) риск гибели персонала производственного объекта;

б) риск гибели людей, находящихся в селитебной зоне вблизи производственного объекта (населения, проживающего на прилегающей к производственному объекту территории).

Риск гибели людей при пожарах на производственных объектах характеризуется числовыми значениями индивидуального и социального пожарных рисков.Величинаиндивидуального риска для работника из числа персонала производственного объекта определяется как частота поражения определенного работника производственного объекта опасными факторами пожара в течение года[1].

Для производственных объектов социальный риск принимается равным частоте возникновения событий, при реализации которых может пострадать не менее 10 человек.

Количественной мерой возможности реализации пожарной опасности объектов непроизводственного назначения является индивидуальный риск гибели людей, находящихся на объекте.

Величинаиндивидуального пожарного риска для персонала и посетителей, находящихся в зданиях и сооружениях объектов непроизводственногоназначения, определяется как частота воздействия опасных факторов пожара на человека в течение года[1].

1.2 Допустимые значения пожарных рисков

Индивидуальный пожарный риск в зданиях, сооружениях и строениях не должен превышать значение одной миллионной в год при размещении отдельного человека в наиболее удаленной от выхода из здания, сооружения и строения точке. Величина индивидуального пожарного риска в зданиях, сооружениях, строениях и на территориях производственных объектов не должна превышать одну миллионную в год. Величина индивидуального пожарного риска в результате воздействия опасных факторов пожара на производственном объекте для людей, находящихся в селитебной зоне вблизи объекта, не должна превышать одну стомиллионную в год.

Величина социального пожарного риска воздействия опасных факторов пожара на производственном объекте для людей, находящихся в селитебной зоне вблизи объекта, не должна превышать одну десятимиллионную в год[1].

1.3 Основание для расчета пожарных рисков

Оценка пожарных рисков осуществляется специалистами на основе разработанного ВНИИПО МЧС России «Порядка проведения оценки пожарного риска для объектов общественного назначения»[1]. Расчет пожарного риска следует выполнять:

· при разработке Специальных технических условий обеспечения пожарной безопасности при проектировании объекта капитального строительства и иных объектов;

· при разработке раздела проектной документации "Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности";

· при разработке Декларации пожарной безопасности объекта защиты;

· при проведении оценки соответствия объекта защиты требованиям пожарной безопасности в форме независимой оценки пожарного риска[1].

Во всех вышеперечисленных случаях расчет риска проводится, если на Объекте защиты в полной мере выполняются требования Федеральных законов о технических регламентах, но имеют место отступления от требований нормативных документов по пожарной безопасности (Сводов привил и Национальных стандартов).

В настоящее время существуют методики определения величины пожарного риска:

· для объектов защиты классов функциональной пожарной опасности Ф1, Ф2,Ф3 и Ф4 [2];

· для объектов защиты классов функциональной пожарной опасности Ф5[3].

Расчетом по оценке пожарного риска можно обосновать следующие нарушения:

· Отсутствие системы автоматического пожаротушения.

· Отсутствие системы автоматического внутристеллажного пожаротушения.

· Отсутствие системы дымоудаления.

· Заужение ширины эвакуационных коридоров, проходов.

· Заужение ширины выходов на лестничные клетки и непосредственно наружу.

· Заужение ширины лестничных маршей и площадок.

· Отсутствие второго эвакуационного выхода.

· Отсутствие (недостаточность) естественного освещения в коридорах и подвалах.

· Наличие турникетов и других препятствий на путях эвакуации.

· Эвакуационные выходы не рассредоточены.

Расчет по оценке пожарного риска включает в себя экспертные работы, в рамках которых разрабатываются рекомендации по снижению опасности возникновения пожаров и смягчению их последствий.

2. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности

2.1 Общие положения

Методика устанавливает порядок определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях и распространяется на здания классов функциональной пожарной опасности:

Ф1 - здания, предназначенные для постоянного проживания и временного пребывания людей,

Ф2 - здания зрелищных и культурно-просветительных учреждений,

Ф3 - здания организаций по обслуживанию населения,

Ф4 - здания научных и образовательных учреждений, научных и проектных организаций, органов управления учреждений.

Расчеты по оценке пожарного риска проводятся путем сопоставления расчетных величин пожарного риска с нормативным значением пожарного риска, установленного Федеральным законом.

Определение расчетных величин пожарного риска осуществляется на основании:

а) анализа пожарной опасности зданий;

б) определения частоты реализации пожароопасных ситуаций;

в) построения полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития;

г) оценки последствий воздействия опасных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития;

д) наличия систем обеспечения пожарной безопасности зданий.

Определение расчетных величин пожарного риска заключается в расчете индивидуального пожарного риска для жильцов, персонала и посетителей в здании. Численным выражением индивидуального пожарного риска является частота воздействияопасных факторов пожара (ОФП) на человека, находящегося в здании[1].

Для проведения анализа пожарной опасности осуществляется сбор данных о здании, который включает:

объемно-планировочные решения;

теплофизические характеристики ограждающих конструкций и размещенного оборудования;

вид, количество и размещение горючих веществ и материалов;

количество и места вероятного размещения людей;

системы пожарной сигнализации и пожаротушения, противодымной защиты, оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей.

На основании полученных данных производится анализ пожарной опасности здания, при этом учитывается:

возможная динамика развития пожара;

состав и характеристики системы противопожарной защиты;

возможные последствия воздействия пожара на людей и конструкции здания [4].

2.2 Основные расчетные величины индивидуального
пожарного риска

Индивидуальный пожарный риск отвечает требуемому, если:

, (2.1)

где - нормативное значение индивидуального пожарного риска, = 10-6 год-1;

QВ - расчетная величина индивидуального пожарного риска.

Расчетная величина индивидуального пожарного риска Qв в каждом здании рассчитывается по формуле:

QВ=Qп(1-Rап)Pпp(1-Рэ)(1-Pп.з), (2.2)

где Qп - частота возникновения пожара в здании в течение года, определяется на основании статистических данных, определяется согласно таблице 2.1[2].

При наличии данных о количестве людей в здании необходимо использовать уточненную оценку, а при их отсутствии - оценку в расчете на одно учреждение. При отсутствии статистической информации допускается принимать Qп = 410-2 для каждого здания.

Таблица 2.1

Статистические данные о частоте возникновения пожара в зданиях

№ п/п	Наименование здания	Частота возникновения пожара в течение года
		В расчете наодно учреждение	Уточненная оценка
1	2	3	4
1	Детские дошкольные учреждения (детский сад, ясли, дом ребенка)	7,3410-3	9,7210-5 (в расчете наодного ребенка)
2	Общеобразовательные учреждения (школа, школа-интернат, детский дом, лицей, гимназия, колледж)	1,1610-2	4,1610-5 (в расчете наодного учащегося)
3	Учреждения начального профессионального образования (профессиональное техническое училище)	1,9810-2	4,5910-5 (в расчете наодного учащегося)
4	Учреждения среднего профессионального образования (среднее специальное учебное заведение)	2,6910-2	2,9410-5 (в расчете наодного учащегося)
5	Учреждения высшего профессионального образования (высшее учебное заведение)	1,39810-1	2,4310-5 (в расчете на одного учащегося)
6	Прочие внешкольные и детские учреждения	1,5210-2	2,3810-5 (в расчете наодного учащегося)
7	Детские оздоровительные лагеря, летние детские дачи	1,2610-3	3,2310-5 (в расчете наодного отдыхающего)
8	Больницы, госпитали, клиники, родильные дома, психоневрологические интернаты и другие стационары	3,6610-2	2,35810-4 (в расчете на однокойко-место)
9	Санатории, дома отдыха, профилактории, дома престарелых и инвалидов	2,9910-2	1,76710-4 (в расчете на однокойко-место)
10	Амбулатории, поликлиники, диспансеры, медпункты, консультации	8,8810-3	5,3710-5 (в расчете на одно посещение пациентом)
11	Предприятия розничной торговли: универмаги, промтоварные магазины; универсамы, продовольственные магазины; магазины смешанных товаров; аптеки, аптечные ларьки; прочие здания торговли	2,0310-2	1,57910-3 (в расчете на одного работающего)
12	Предприятия рыночнойторговли: крытые, оптовыерынки (из зданий стационарной постройки), торговые павильоны, киоски, ларьки, палатки, контейнеры	1,1310-2	1,67810-3 (врасчете на одногоработающего)
13	Предприятия общественногопитания	3,8810-2	2,06310-3 (врасчете на одного работающего)
14	Гостиницы, мотели	2,8110-2	3,25510-4 (в расчете на одноместо)
15	Спортивные сооружения	1,8310-3	-
16	Клубные икультурно-зрелищныеучреждения	6,9010-3	-
17	Библиотеки	1,1610-3	-
18	Музеи	1,3810-2	-
19	Зрелищные учреждения (театры, цирки)	9,6610-2	4,0310-7 (в расчете на одно посещ. зрителем)

Rап - вероятность эффективного срабатывания установок автоматического пожаротушения (АУПТ). Значение параметра Rап определяется технической надежностью элементов АУПТ, приводимых в технической документации. При отсутствии сведений по параметрам технической надежности допускается принимать Rап = 0,9. При отсутствии в здании систем автоматического пожаротушения Rап принимается равной нулю;

Рпр - вероятность присутствия людей в здании, определяемая из соотношения Рпр= tфункц/24, где tфункц - время нахождения людей в здании в часах;

Рэ - вероятность эвакуации людей;

Рп.з - вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре.

Вероятность эвакуации Рэ рассчитывают по формуле:

, (2.3)

где tр - расчетное время эвакуации людей, мин;

tнэ - время начала эвакуации (интервал времени от возникновения пожара до начала эвакуации людей), мин;

tбл - время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них ОФП, имеющих предельно допустимые для людей значения (время блокирования путей эвакуации), мин;

tск - время существования скоплений людей на участках пути (плотность людского потока на путях эвакуации превышает значение 0,5).

Расчетное время эвакуации людей tр из помещений и зданий определяется на основе моделирования движения людей до выхода наружу одним из следующих способов:

по упрошенной аналитической модели движения людского потока, приведенной в приложении № 2 к методике[2].;

по математической модели индивидуально-поточного движения людей из здания, приведенной в приложении № 3 к методике[2].;

по имитационно-стохастической модели движения людских потоков, приведенной в приложении № 4 к методике[2].

Выбор способа определения расчетного времени эвакуации производится с учетом специфических особенностей объемно-планировочных решений здания, а также особенностей контингента (его однородности) людей, находящихся в нем.

При проведении расчетов следует также учитывать, что при наличии двух и более эвакуационных выходов общая пропускная способность всех выходов, кроме каждого одного из них, должна обеспечить безопасную эвакуацию всех людей, находящихся в помещении, на этаже или в здании[2].

Методика определения расчетного времени эвакуации по упрощенной аналитической модели движения людских потоков приведена в параграфе 2.3.

Время блокирования путей эвакуации tбл вычисляется путем расчета времени достижения ОФП предельно допустимых значений на эвакуационных путях в различные моменты времени. Порядок проведения расчета и математические модели для определения времени блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара приведен в приложении № 6 к методике[2].В параграфе 2.4 приведена методика определения tбл для одиночного помещения , удовлетворяющего условиям применения интегральной модели, при отсутствии систем противопожарной защиты.

Вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты Рпз , направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей, рассчитывается по формуле:

, (2.4)

где Rобн - вероятность эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации. Значение параметра Rобн определяется технической надежностью элементов системы пожарной сигнализации, приводимых в технической документации. При отсутствии сведений по параметрам технической надежности допускается принимать Rобн = 0,8;

RСОУЭ - условная вероятность эффективного срабатывания системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей в случае эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации. Значение параметра RСОУЭ для данного технического решения определяется технической надежностью элементов системы оповещения людей о пожаре и управлением эвакуации людей, приводимых в технической документации. При отсутствии сведений по параметрам технической надежности допускается принимать RСОУЭ = 0,8.

RПДЗ - условная вероятность эффективного срабатывания системы противодымной защиты в случае эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации.Значение параметра RПДЗ для данного технического решения определяется технической надежностью элементов автоматики управления противодымной защиты, а также технической надежностью элементов противодымной защиты, приводимых в технической документации. При отсутствии сведений по параметрам технической надежности допускается принимать RПДЗ = 0,8[2].

Значение времени начала эвакуации tнэдля помещения очага пожара следует принимать равным 0,5 мин. Для остальных помещений значение времени начала эвакуации tнэследует определять по таблице 2.2[2].

Таблица 2.2

Время начала эвакуации

№ п/п	Класс функциональной пожарной опасности зданий и характеристика контингента людей	tнэ, мин
		Здания, оборудованные СОУЭ	Здания, не оборудованные СОУЭ
		I-II типа	III -V типа
1	2	3	4	5
1	Здания детских дошк. образовательных учреждений, спец.домов престарелых и инвалидов (неквартирные), больницы, спальные корпуса образов. учреждений интерн. типа и детских учреждений; многокв. жилые дома; однокв.жилые дома, в том числе блокированные. (Ф1.1, Ф1.3, Ф1.4) Люди могут находиться в состоянии сна, но знакомы со структурой эвак. путей и выходов.	6,0	4,0	9,0
2	Гостиницы, общежития, спальные корпуса санаториев и домов отдыха общего типа, кемпингов, мотелей и пансионатов. (Ф1.2) Жильцы могут находиться в состоянии сна и не достаточно знакомы со структурой эвакуационных путей и выходов.	3,0	2,0	6,0
3	Здания зрелищных и культурно-просветительных учреждений;здания организаций по обслуживанию населения (Ф2, Ф3). Посетители находятся в бодрствующем состоянии, но могут быть не знакомы со структурой эвак. путей и выходов	3,0	1,0	6,0
4	Здания научных и образовательных учреждений, научных и проектных организаций, органов управления учреждений (Ф4). Посетители находятся в бодрствующем состоянии и хорошо знакомы со структурой эвакуационных путей и выходов.	3,0	1,5	6,0

2.3 Определение расчетного времени эвакуации по упрощенной аналитической модели движения людского потока

Расчетное время эвакуации людей tриз помещений и зданий устанавливается по расчету времени движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей.

При расчете весь путь движения людского потока подразделяется на участки (проход, коридор, дверной проем, лестничный марш, тамбур) длиной li и шириной i. Начальными участками являются проходы между рабочими местами, оборудованием, рядами кресел и т.п.

Длину пути по лестничным маршам, а также по пандусам измеряют по длине марша. Длину пути в дверном проеме принимают равной нулю. Проем, расположенный в стене толщиной более 0,7 м, а также тамбур следует считать самостоятельными участками горизонтального пути, имеющими конечную длину li.

Расчетное время эвакуации людей tр следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути ti по формуле:

tр =t1+t2+t3+…+ti, (2.5)

где t1 - время движения людского потока на первом (начальном) участке, мин;

t1, t2, t3, ..., ti - время движения людского потока на каждом из следующих после первого участка пути, мин.

Время движения людского потока по первому участку пути ti, мин, рассчитывают по формуле:

(2.6)

где l1 - длина первого участка пути, м;

V1 - скорость движения людского потока по горизонтальному пути на первом участке, м/мин (определяется по таблице 2.3 в зависимости от плотности D[2]).

Таблица 2.3

Интенсивность и скорость движения людского потока на разных участках путей эвакуации в зависимости от плотности

Плотность потока D, м2/м2	Горизонтальный путь	Дверной проем, интенсивность q, м/мин	Лестница вниз	Лестница вверх
	СкоростьV, м/мин	Интенсивностьq, м/мин		Скорость V, м/мин	Интенсивность q, м/мин	СкоростьV, м/мин	Интенсивность q, м/мин
0,01	100	1,0	1,0	100	1,0	60	0,6
0,05	100	5,0	5,0	100	5,0	60	3,0
0,10	80	8,0	8,7	95	9,5	53	5,3
0,20	60	12,0	13,4	68	13,6	40	8,0
0,30	47	14,1	16,5	52	15,6	32	9,6
0,40	40	16,0	18,4	40	16,0	26	10,4
0,50	33	16,5	19,6	31	15,6	22	11,0
0,60	28	16,3	19,05	24,5	14,1	18,5	10,75
0,70	23	16,1	18,5	18	12,6	15	10,5
0,80	19	15,2	17,3	13	10,4	13	10,4
0,90 и более	15	13,5	8,5	8	7,2	11	9,9

Примечание -- интенсивность движения в дверном проеме при плотности потока 0,9 и более равная 8,5 м/мин, установлена для дверного проема шириной 1,6 м и более, а при дверном проеме меньшей ширины интенсивность движения следует определять по формуле q = 2,5 + 3,75д.

Плотность однородного людского потока на первом участке пути D1 рассчитывают по формуле:

(2.7)

где N1 - число людей на первом участке, чел.;

f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, м2/чел, принимаемая в соответствии с таблицей 2.4.[2]

1 - ширина первого участка пути, м.

Скорость V1 движения людского потока на участках пути, следующих по

Таблица 2.4

Площади горизонтальной проекции взрослых людей

Тип одежды	Ширина а, м	Толщина с, м	Площадь горизонтальной проекции, м2/чел.
Летняя	0,46	0,28	0,100
Весенне-осенняя	0,48	0,30	0,113
Зимняя	0,50	0,32	0,125

слепервого, принимают по таблице 2.3 в зависимости от интенсивности движения людского потока по каждому из этих участков пути, которую вычисляют для всех участков пути, в том числе и для дверных проемов, по формуле:

(2.8)

где i, i-1 - ширина рассматриваемого i-го и предшествующего ему участка пути, м;

qi, qi-1 - интенсивности движения людского потока по рассматриваемому i-му и предшествующему участкам пути, м/мин (интенсивность движения людского потока на первом участке пути qi=qi-1 определяется по таблице2.3 по значению D1, установленному по формуле (2.7)).

Если значение qi, определяемое по формуле (2.8), меньше или равно qmax, то время движения по участку пути ti, мин, равно:

(2.9)

при этом значения qmax, м/мин следует принимать равными:

16,5 - для горизонтальных путей;

19,6 - для дверных проемов;

16,0 - для лестницы вниз;

11,0 - для лестницы вверх.

Если значение qi, определенное по формуле (2.8), больше qmax то ширину i данного участка пути следует увеличивать на такое значение, при котором соблюдается условие:

qiqmax. (2.10)

При невозможности выполнения условия (2.10) интенсивность и скорость движения людского потока по участку i определяют по Таблице 2.3 при значении

D = 0,9 и более. При этом следует учитывать время задержки движения людей из-за образовавшегося их скопления, в соответствии с пунктом 4 приложения № 5 к методике.

Время задержки tз движения на участке i из-за образовавшегося скопления людей на границе с последующим участком (i+1) определяется по формуле:

, (2.11)

где N - количество людей, чел.;

f - площадь горизонтальной проекции, м2;

qпри D=0.9 - интенсивность движения через участок i+1 при плотности 0,9 и более, м/мин;

bi+1 - ширина участка, м, при вхождении на который образовалось скопление людей; qi+1 - интенсивность движения на участке i, м/мин;

bi - ширина предшествующего участка i, м.

Время существования скопления tск на участке i определяется по формуле:

. (2.12)

Расчётное время эвакуации по участку i, в конце которого на границе с участком (i+1) образовалось скопление людей равно времени существования скопления tск. Расчётное время эвакуации по участку i допускается определять по формуле:

. (2.13)

При слиянии в начале i-го участка двух и более людских потоков (рис. 1) интенсивность движения qi, м/мин, рассчитывают по формуле:

(2.14)

где qi-1 - интенсивность движения людских потоков, сливающихся в начале i-го участка, м/мин;

i-1 - ширина участков пути слияния, м;

i - ширина рассматриваемого участка пути, м.



Рис. 1. Слияние людских потоков

Если значение qi, определенное по формуле (2.14), больше qmax, то ширину i данного участка пути следует увеличивать на такое значение, чтобы соблюдалось условие (2.10). В этом случае время движения по участку i определяют по формуле (2.9).

2.4 Определения времени блокирования путей эвакуации ОФП

Для определения времени блокирования путей эвакуации ОФП необходимовыбрать сценарий развития пожара, при котором ожидаются наихудшие последствия для находящихся в здании людей.Формулировка сценария развития пожара включает в себя следующие этапы:

-выбор места нахождения первоначального очага пожара и закономерностей его развития;

-задание расчетной области (выбор рассматриваемой при расчете системы помещений, определение учитываемых при расчете элементов внутренней структуры помещений, задание состояния проемов);

-задание параметров окружающей среды и начальных значений параметров внутри помещений.

Выбор места нахождения очага пожара производится экспертным путем. При этом учитывается количество горючей нагрузки, ее свойства и расположение, вероятность возникновения пожара, возможная динамика его развития, расположение эвакуационных путей и выходов.

Наиболее часто при расчетах рассматриваются три основных вида развития пожара: круговое распространение пожара по твердой горючей нагрузке, линейное распространение пожара по твердой горючей нагрузке, неустановившееся горение горючей жидкости.

Скорость выгорания для этих случаев определяется формулами:

, (2.15)

где уд - удельная скорость выгорания (для жидкостей установившаяся), кг/(см2);

v - скорость распространения пламени, м/с;

b - ширина полосы горючей нагрузки, м;

tст - время стабилизации горения горючей жидкости, с;

F -площадь очага пожара, м2.

Выбирается метод моделирования, формулируется математическая модель, соответствующая данному сценарию, и производится моделирование динамики развития пожара. На основании полученных результатов рассчитывается время достижения каждым из опасных факторов пожара предельно допустимого значения на путях эвакуации.

Критическое время по каждому из опасных факторов пожара определяется как время достижения этим фактором предельно допустимого значения на путях эвакуации на высоте 1,7 м от пола.

Предельно допустимые значения по каждому из опасных факторов пожара составляют:по повышенной температуре - 70оС;по тепловому потоку - 1400 Вт/м2;

по потере видимости - 20 м;по пониженному содержанию кислорода - 0,226 кг/м3;по каждому из токсичных газообразных продуктов горения

Для помещений с соизмеримыми горизонтальными размерами критическое время определяется как минимальное из критических времен для эвакуационных выходов из данного помещения (время блокирования последнего выхода).

Определяется время блокирования tбл:

(2.16)

Интегральный метод используется для зданий, содержащих развитую систему помещений малого объема простой геометрической конфигурации;для помещений, где характерный размер очага пожара соизмерим с характерными размерами помещения и размеры помещения соизмеримы между собой (линейные размеры помещения отличаются не более чем в 5 раз);для предварительных расчетов с целью выявления наиболее опасного сценария пожара.

Для одиночного помещения высотой не более 6 м, удовлетворяющего условиям применения интегральной модели, при отсутствии систем противопожарной защиты, влияющих на развитие пожара, допускается определять критические времена по каждому из опасных факторов пожара с помощью аналитических соотношений:

по повышенной температуре

, (2.17)

по потере видимости

, (2.18)

по пониженному содержанию кислорода

, (2.19)

по каждому из газообразных токсичных продуктов горения

, (2.20)

где - размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания материала и свободного объема помещения, кг;

t0 - начальная температура воздуха в помещении, °С;

n - показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени;

А - размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего материала и площадь пожара, кг/сn;

Z - безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распределения ОФП по высоте помещения;

Qн - низшая теплота сгорания материала, МДж/кг;

Ср - удельная изобарная теплоемкость газа, МДж/кг;

- коэффициент теплопотерь (принимается по данным справочной литературы, при отсутствии данных может быть принят равным 0,3);

- коэффициент полноты горения ;

V - свободный объем помещения, м3;

a - коэффициент отражения предметов на путях эвакуации;

Е - начальная освещенность, лк;

lпр - предельная дальность видимости в дыму, м;

Dm - дымообразующая способность горящего материала, Н·пм2 /кг;

L - удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала, кг/кг;

Х - предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении, кг м-3 (ХСО2 =0,ll кг/м3; ХСО = 1,1610-3 кг/м3; ХHCL=2310-6 кг/м3);

LО2 - удельный расход кислорода, кг/кг.

Если под знаком логарифма получается отрицательное число, то данный ОФП не представляет опасности.

Параметр z вычисляют по формуле:

, (2.21)

где h - высота рабочей зоны, м;

Н - высота помещения, м.

Определяется высота рабочей зоны:

, (2.22)

где hпл - высота площадки, на которой находятся люди, над полом помещения, м;

- разность высот пола, равная нулю при горизонтальном его расположении, м.

Коэффициент полноты горения вычисляется по начальному содержанию кислорода в помещении (обычно Хох,а=0,21):

Следует иметь в виду, что наибольшей опасности при пожаре подвергаются люди, находящиеся на более высокой отметке. Поэтому, например, при определении необходимого времени эвакуации людей из партера зрительного зала с наклонным полом значение h следует находить, ориентируясь на наиболее высоко расположенные ряды кресел. Параметры А и n вычисляют так:

для случая горения жидкости с установившейся скоростью:

n=1,

где - удельная массовая скорость выгорания жидкости, кг/(м2с);

для кругового распространения пожара:

n=3,

где V - линейная скорость распространения пламени, м/с;

для вертикальной или горизонтальной поверхности горения в виде прямоугольника, одна из сторон которого увеличивается в двух направлениях за счет распространения пламени (например, распространение огня в горизонтальном направлении по занавесу после охвата его пламенем по всей высоте):

n=2,

где b - перпендикулярный к направлению движения пламени размер зоны горения, м.

При отсутствии специальных требований значения a и Е принимаются равными 0,3 и 50 лк соответственно, а значение lпр=20 м.

2.5 Порядок разработки дополнительных противопожарных
мероприятий

Порядок проведения расчета индивидуального пожарного рискапредставлен в виде схемы на рисунке 2. В случае, если расчетная величина индивидуального пожарного риска превышает нормативное значение, в здании следует предусмотреть дополнительные противопожарные мероприятия, направленные на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре[2].

К числу противопожарных мероприятий, направленных на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, относятся:

применение дополнительных объемно-планировочных решений и средств, обеспечивающих ограничение распространения пожара;

устройство дополнительных эвакуационных путей, отвечающих требованиям безопасной эвакуации людей при пожаре;

устройство систем оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей повышенного типа;

применение систем противодымной защиты от воздействия опасных факторов пожара;

ограничение количества людей в здании до значений, обеспечивающих безопасность их эвакуации из здания.

Эффективность каждого из перечисленных выше противопожарных мероприятий определяется степенью влияния на параметры tр , tбл, tнэ, а для системы пожарной сигнализации, противодымной защиты и системы оповещения людей при пожаре и управления эвакуацией людей также условной вероятностью выполнения задачи при пожаре (Rобн, RСОУЭ и RПДЗ ).

Применение в качестве дополнительного противопожарного мероприятия объемно-планировочных решений и средств, обеспечивающихограничение распространения пожара, достигается обеспечением нормируемых пределов огнестойкости и пониженной пожарной опасности облицовочных строительных материалов, используемых в ограждающих конструкциях помещения, в котором находится вероятный очаг пожара.

Степень влияния данного дополнительного противопожарного мероприятия на динамику распространения пожара и, соответственно, значение параметра tбл определяется путем проведения повторного расчета tбл после внесения соответствующих изменений в схему объемно-планировочных решений здания.

При применении в качестве дополнительного противопожарного мероприятия устройства дополнительных эвакуационных путей и выходов следует выполнить повторный расчет по оценке параметра tр, с учетом откорректированных объемно-планировочных решений.

При применении в качестве дополнительного противопожарного мероприятия устройства системы оповещения людей о пожаре и управления

эвакуацией людей повышенного типа следует выполнить повторный расчет пооценке параметра tр с учетом перераспределения потоков эвакуирующихся и изменения схемы эвакуации в зависимости от сценариев возникновения и развития пожара и, соответственно, алгоритма функционирования системы оповещения людей о пожаре и управлением эвакуации людей.

Влияние системы противодымной защиты на уровень обеспеченности безопасной эвакуации людей при пожаре оценивается посредством расчета значения tбл с учетом технических характеристик применяемого вентиляционного оборудования противодымной защиты. Подбор параметров вентиляционного оборудования осуществляется в соответствии с нормативными документами по пожарной безопасности. При этом для выполнения расчетов следует применять зонную (зональную) или полевую модели.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Порядок проведения расчета индивидуального пожарного риска

Ограничение количества людей в здании до значений, обеспечивающих безопасность их эвакуации из здания при пожаре, учитывается посредством повторного расчета значения параметра tр при существующих объемно-планировочных решениях и ограниченном значении количества эвакуирующихся при пожаре [2].

3. Практическая работа №1

Расчет времени блокирования путей эвакуации
опасными факторами пожара (ОФП)

ВАРИАНТ №1

Определить время блокирования путей эвакуации ОФП при возникновении пожара в магазине одежды двухэтажного кирпичного торгового центра. Магазин (10х20х6м) расположен на втором этаже в непосредственной близости от лестничной клетки, ведущей на первый этаж. Использовать аналитические соотношения параграфа 2.4. Исходные данные для расчетов:

t0 = 20 °С -начальная температура воздуха в помещении;

Qн= 2,3 МДж/кг- низшая теплота сгорания материала (мебель+ткани);

Cp= 0.001 МДж/кг·К -удельная изобарная теплоемкость воздуха;

ц= 0.3 - коэффициент теплопотерь;

б= 0.3 -коэффициент отражения предметов на путях эвакуации;

E= 50лк - начальная освещенность;

LПР= 20м - предельная дальность видимости в дыму;

DM= 172 Н·п·м2/кг - дымообразующая способность горящего материала;

LСО2=0,679 кг/кг; LCО= 0.112кг/кг,LHCL= 0,0037кг/кг - удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала;

XHCL= 23· 10 -6кг/м3, XСО2= 0.11 кг/м-3; ХСО = 1,16*10-3 кг/м-3;-- предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении,

LО2=1,7кг/кг - удельный расход кислорода ;

Ш= 0.0132 кг/м2·с- удельная массовая скорость выгорания;

х= 0.004 м/с - линейная скорость распространения пламени;

n-показатель, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени (n=3 для кругового распространения пламени);

Х0Х,а=0,21 - начальная концентрация кислорода в воздухе помещения.

ВАРИАНТ №2

Определить время блокирования путей эвакуации ОФП в 3х этажном кирпичном здании поселковой школы при возникновении пожара в уч. классе. Использовать аналитические соотношения параграфа 2.4. Исходные данные для расчетов:

t0 = 20 °С -начальная температура воздуха в помещении;

Qн= 14 МДж/кг- низшая теплота сгорания материала в помещении (мебель+бумага);

Cp= 0.001 МДж/кг·К -удельная изобарная теплоемкость воздуха;

ц= 0.3 - коэффициент теплопотерь;

б= 0.3 -коэффициент отражения предметов на путях эвакуации;

E= 50лк - начальная освещенность;

LПР= 20м - предельная дальность видимости в дыму;

DM= 53 Н·п·м2/кг - дымообразующая способность горящего материала;

LСО2= 1,434 кг/кг; LCО= 0.043кг/кг,LHCL= 0.0058кг/кг - удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала;

XHCL= 23· 10 -6кг/м3, XСО2= 0.11 кг/м-3; ХСО = 1,16·10-3 кг/м-3;- предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении,

LО2=1,161кг/кг - удельный расход кислорода ;

Ш= 0.021 кг/м2·с- удельная массовая скорость выгорания;

х= 0.0022 м/с - линейная скорость распространения пламени;

n-показатель, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени (n=3 для кругового распространения пламени);

4. Практическая работа №2

Определение расчетного времени эвакуации при пожаре

Определить расчетное время эвакуации из магазина одежды при пожаре в здании торгового центра. Здание двухэтажное, имеет размеры в плане 32x85 м, коридоры шириной 10 м. Лестничные пролеты имеют ширину 3 м и длину 15 м. Максимальное количество покупателей вмагазине25 человек, обслуживающий персонал - 3 человека. Количество людей, эвакуируемых со 2го этажа- 200 человек, с первого этажа - 250 человек. Схема эвакуации из здания представлена на рисунке3.

Рис. 3 Схема эвакуации торгового центра

Использовать упрощенную аналитическую модель движения людских потоков , изложенную в параграфе 2.3. Сделать общий вывод по результатам расчетов первой и второй практических работ.

ВАРИАНТ №2

Определить расчетное время эвакуации при пожаре в поселковой школе.Считать, что в каждом классе на третьем этаже находится 18 человек, со второго этажа всего будет эвакуироваться 25 человек, с первого - 54.Лестница имеет пять пролетов шириной 2м и длиной 7м, в конце последнего- выход на улицу. Ширина дверного проема 1,8 м. Для расчета использовать упрощенную аналитическую модель движения людских потоков, изложенную в параграфе 2.3 и схему эвакуации , изображенную на рисунке 3. Сделать общий вывод по результатам расчетов первой и второй практических работ.

Рис.3 Схема 3го этажа поселковой школы.

5. Примеры расчета

Задание. Определить время блокирования путей эвакуации ОФП взрительном залетеатра. Длина зала равна 25 м, ширина - 20 м. Высота зала со стороны сцены - 12 м, с противоположной стороны - 9 м.Длина горизонтального участка пола у сцены на нулевой отметке равна 7 м. Балкон зрительного зала расположен на высоте 7 м от нулевой отметки. Занавес массой 50 кг (40мх10м) выполнен из ткани со следующими характеристиками: Qн = 13,8 МДж·кг-1; Dm = 50 Нп·мІ·кг-1; LO2, = 1,03 кг·кг-1; LСО2 = 0,203 кг·кг-1; LСО = 0,0022 кг·кг-1; шуд = 0,0115 кг·мІ·c-1; v = 0,013 м·с-1. Обивка кресел - пенополиуретан, обтянутый дерматином. Начальная температура в зале равна 25 °С, начальная освещенность - 40 лк, объем предметов и оборудования - 200 мі. Удельная изобарная теплоемкость воздуха - 0,001МДж/кг, коэффициент теплопотерь принять равным 0,3.

Расчет.

Определяем геометрические характеристики помещения.

Геометрическийобъем равен

Приведеннаявысота Н определяется, как отношение геометрического объема к площадигоризонтальной проекции помещения

.

Помещениесодержит две рабочие зоны: партер и балкон. В соответствии с указаниями,приведенными в разделе, находим высоту каждой рабочей зоны:

Дляпартера h= 3 + 1,7 - 0,5 - 3 = 3,2 м;

длябалкона h= 7 + 1,7 - 0,5 - 3 = 7,2 м.

Свободныйобъем помещения V = 7560 - 200 = 7360 м3.

Выбираем расчетные схемы пожара. Принципиально возможны два варианта возникновения и распространения пожара в данном помещении: по занавесу и по рядам кресел. Однако загорание дерматиновой обивки кресла от малокалорийногоисточника трудноосуществимо и может быть легко ликвидировано силами находящихсяв зале людей.Следовательно,вторая схема практически нереальна и отпадает.

Находим А

А= шуд·v·b = 0,0115·0,013·10=0,0015 кг·с-2; n = 2.

Определяем В при ц = 0,3 и коэффициенте полноты горения

Параметрzнаходим для двух рабочих зон: для балкона

для партера

Последующие расчеты tбл проводим для каждой из рабочих зон.

Для балкона:

(отрицательное числопод знаком логарифма означает, что диоксид углерода в данном случае непредставляет для человека опасность и в расчет не берется);

Следовательно, для балкона tбл=min{138,86,138,504} = 86с.

Аналогичныйрасчет производим и для партера:

Значение z для партера меньше, чем для балкона. Следовательно, выделение токсичных продуктов горения не будет опасным для человека и в этой рабочей зоне (под логарифмом отрицательные числа). Тогда для партера tбл= {254,171,288} = 171 с.

Задание. Определить расчетное время эвакуации с балкона зрительного зала. Ширина балкона b=6м, длина L= 20м. Количество мест - 100. Дверной проем с балкона на лестничную площадку имеет ширину 1,8м.Лестничные марши имеют ширину 1,5м и общую длину - 15м. Длина зрительного зала - 35м, ширина - 20м, количество мест - 300.Считать, что при эвакуации всех зрителей из зала в фойе, скоплений в дверных проемах зала и выхода на улицу не образуется. Длина фойе 25м, ширина - 10м. Схема эвакуации изображена на рисунке 4.

Рис.4.План эвакуации с балкона зрительного зала

Расчет. Плотность потока на первом участке равна

Время на первом участке . (скорость определяем по таблице 2.3).

Для дверного проема:

Т.о. будет образовываться скопление, и время задержки:

Время на дверной проем:

Третий участок - лестница:

Время на лестнице:

Дверной проем с лестницы в фойе:

Т.е дверной проем людской поток проходит без образования скопления,t4=0.

Далее происходит слияние двух потоков - с лестницы балкона и потока из зрительного зала:

Т.к. плотность потока в зрительном зале D=0,05м2/м2, следовательно по таблице 2.3qзр.з=5м/мин. Значит, время на прохождение фойе:

Общее время эвакуации с балкона: tp=0,25+0,79+1,15+0,42=2,6мин=156с

Вывод: Расчетное время эвакуации зрителей составляет 156с, однако время блокирования путей эвакуации ОФП - 86с, т.е. безопасная эвакуация невозможна. Необходимы дополнительные противопожарные мероприятия. Например, расширение эвакуационного дверного проема балкона и уменьшение количества зрителей, находящихся одновременно в зрительном зале.

6. Критерии оценки работы студента

Оформляется общий отчет по двум практическим работам.

1.Отчет должен содержать:

- кратко изложенные методики расчета времени блокирования путей эвакуации ОФП и расчетного времени эвакуации;

- схему эвакуации и исходные данные для расчета;

- расчеты искомых величин;

- общий вывод по результатам расчета.

2. Подготовка к защите работы осуществляется по контрольным вопросам.

3. Максимальная оценка за каждую практическую работу - 5 баллов.

7. Контрольные вопросы

1.Что такое пожарный риск? Какие виды пожарных рисков вы знаете? Назовите допустимые значения пожарных рисков.

2.Какие нарушения норм пожарной безопасности можно обосновать расчетом пожарного риска.

3.Какие вы знаете классы функциональной пожарной опасности зданий?

4.От чего зависит расчетная величина индивидуального пожарного риска?

5. По каким критериям проводится анализ пожарной опасности здания?

6.Как формулируется сценарий развития пожара?

7.Какова общая схема расчета времени эвакуации согласно упрощенной аналитической модели движения людских потоков?

8. От чего зависит время блокирования путей эвакуации ОФП?

9. Какие противопожарные мероприятия можно рекомендовать для снижения расчетной величины пожарного риска?

Литература

1. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» / Консультант плюс, Версия проф.- ЗАО «Консультант плюс», 2015.

2.Приложение к приказу МЧС России от 30.06.2009 №382. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности./ Консультант плюс, Версия проф.- ЗАО «Консультант плюс», 2015.

3.Приложение к приказу от 10.07.2009г №404. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах./Консультант плюс, Версия проф. - ЗАО «Консультант плюс», 2015.

4. Постановление Правительства Российской Федерации от 31 марта 2009 г. № 272"О порядке проведения расчётов по оценке пожарного риска"/ Консультант плюс, Версия проф.- ЗАО «Консультант плюс», 2015.

5.Карпенко Д.Г., Шаров И.Н. Алгоритм проверки соответствия объектов защиты требованиям пожарной безопасности // Технологии техносферной безопасности: интернет журнал. Вып. 4 (50), 2013. http://ipb.mos.ru/ttb.

Размещено на Allbest.ru

...