Цель ЗАДАНИЯ

Практически изучить опасные зоны при крупном пожаре при горении зданий и промышленных объектов.

3.2 Общие положения

При горении зданий и промышленных объектов можно выделить три зоны: 1 – зона задымления; 2 – зона горения; 3 – зона теплового воздействия.

Размер зоны горения определяется той частью здания или сооружения, где образуется пламя. Температура в зоне горения внутри здания достигает диапазона 800…900 ̊С, температура при горении твёрдых веществ на воздухе - 1000…2000 ̊С, а газов и легковоспламеняющихся жидкостей – 1200…1600 ̊С.

Размер зоны теплового воздействия соответствует безопасному расстоянию при заданном уровне плотности излучения для человека, объекта, материалов, м:

где ̶ приведённый размер очага горения; ̶ плотность потока собственного излучения пламени пожара (таблица 3.1), кВт/м²: ̶ плотность потока падающего на объект излучения пламени пожара, критическая для рассматриваемого объекта, при данного степени термического воздействия (таблица 3.2), кВт/м².

Для горящих зданий

где ̶ длина стены, обращённой к объекту теплового воздействия, м; ̶ высота дома, м.

Для штабеля пиленого леса , м; для случая горения нефтепродуктов диаметром , м.

Таблица 3.1- Теплотехнические характеристики материалов и веществ

Вещество, материал	Массовая скорость выгорания , кг/(м2с)	Теплота горения кДж/кг	Плотность теплового потока собственного излучения пламени пожара , кВт/м2
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		1780…2200

Таблица 3.2-Критические значения плотностей потока падающего излучения

, кВт/м2	Время, с, до того, как
Начинаются болевые ощущения	Появляются ожоги (ожог II степени)
4,2 1,5	2,5 15…20 Безопасно	4,3 8,5 13,5 Безопасно
17,5	Возгорание древесины То же Возгорание ЛВЖ Возгорание горючих жидкостей	Через 10 мин Через 5 мин Через 3 мин То же

Примечание. Горючие жидкости – мазут, торф, масло и т.п.; ЛВЖ – ацетон, бензол, спирт и т.п.

Время продолжительности пожара, с (без вмешательства человека), характеризуется формулой

где – масса горящего вещества, кг; – площадь горящей поверхности, м²; – массовая скорость выгорания, кг/(м²с) (см. таблица 3.1)

Задавая ту или иную степень поражения человека, сооружений и т.п., по формуле (3.1) несложно определить искомое расстояние от очага пожара.

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

Глубина зоны задымления (заражения), соответствующую определённой степени поражения человека (летального или порогового), определяют по формуле, м,

где – масса токсичных продуктов, кг; – доли массы токсичных продуктов в первичном и вторичном облаке соответственно (таблица 3.3). Для продуктов горения принимают и ; - коэффициент шероховатости подстилающей поверхности, 2 – для степной растительности и сельскохозяйственных угодий, 2,5 – для кустарников и 3,3 – для леса и городской застройки; – коэффициент степени вертикальной устойчивости атмосферы, равный единицы для инверсии, 1,5 – для изотермии и 2 – для конвекции.

При изотермии распределение температуры неизменно по высоте приземного слоя атмосферы, конвективные потоки, размывающие шлейф продуктов горения пожара, практически отсутствуют и смещение потока токсических веществ с воздухом происходи только за счёт молекулярной диффузии.

При конвекции температура воздуха у поверхности Земли имеет самые высокие значения, и нагретый воздух, поднимаясь кверху, интенсивно перемешивается с воздухом размывает) поток токсичных веществ. В этом случае протяжённость зоны заражения (задымления) самая маленькая.

При инверсии у поверхности Земли находится самый холодный воздух и восходящие потоки полностью отсутствуют. Протяжённость зоны задымления в этом случае самая большая.

Таблица 3.3- Значение токсодоз некоторых опасных химических веществ

Опасные химические вещества	Токсодоза, мг·мин/л	Коэффициенты
Летальная	Пороговая
Аммиак NH3 Угарный газ CO Оксид азота NOX Диоксид серы SO3 Фосген Хлор CI		1,5 1,8 0,2 0,6	0,2 0,2 0,07 0,2	0,15 0,03 0,15 0,15 0,15

ПРИМЕР ЗАДАЧИ

Дано: При пожаре на деревянном складе химических веществ, расположенном в черте города, произошла разгерметизация ёмкости, содержащей 300 кг хлора.

Найти: 1.Определить безопасное расстояние человека и близлежащих деревянных зданий от горящего деревянного склада размером 15×20×5 м.

2. Каковы размеры зоны токсичного заражения, если скорость ветра равна 1 м/с, а класс устойчивости атмосферы – инверсия?

МЕТОДИКА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ:

1.По формуле (1) найдём безопасное для человека расстояние, заимствуя из таблицы 3.1 значение кВт/м² (для древесины) и таблицы 3.3 кВт/м² (безопасное для человека) м для торца дома и м для фасада.

Тогда безопасные расстояния, м:

2.Безопасное расстояние с точки зрения вероятности воспламенения соседнего деревянного дома определяется по формуле (3.1), но из таблицы 3.2 возьмём кВт/м² (возгорание древесины через 10 мин) и кВт/м² (возгорание древесины через 5 мин).

Минимальное безопасное расстояние от горящего здания, на которых соседнее деревянное строение загорится через 5 мин, составляет, м:

Минимальное безопасное расстояние от горящего здания, на которых соседнее деревянное строение загорится через 10 мин, составляет, м

3.Найдём протяжённости зон токсического заражения, учитывая, что при инверсии , а для условия города

Согласно таблице 3.2 пороговая токсодоза для хлора мг·мин/л, а летальная мг·мин/л;

Теперь по формуле (3.2) вычислим протяжённости зон токсического заражения, м:

· Летального

· Порогового

3.5 Индивидуальное задание:

По методике решения задачи (пункт 3.4) найти безопасное расстояние для человека и близлежащих деревянных зданий от горящего объекта с заданными размерами и размеры зон токсичного заражения согласно индивидуальным вариантам заданий (таблица 3.4). NM – варианты заданий, соответствующие двум последним цифрам зачетной книжки.

Таблица 3.4 – Варианты заданий

Литература:

1. Безопасность в чрезвычайных ситуациях / Под ред. Н. К. Шишкина. - М.: ГУУ, 2000.

2. Безопасность в чрезвычайных ситуациях/ Б.С. Мастрюков - М.: Изд. Центр "Академия", 2003.

3. Безопасность жизнедеятельности. Защита населения и территорий при ЧС: Учеб.пособие/ В.В. Денисов, И.А. Денисова. - М.:ИКЦ "МарТ", Ростов н/д: Издательский центр "Март", 2003.- 608 с.

4. Гражданская оборона /Под ред. Е.П.Шубина. - М.: Просвещение, 1991.

5. Амбросьев В. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов – М.: Юнити, 1998.

6. Атаманюк В.Г. и др. Гражданская оборона: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1986.

7. Янаев В.К. Мирный атом и его последствия. – СПб.: Питер Пресс, 1996.

8. Микрюков В.Ю. Безопасность жизнедеятельности. Ростов-на–Дону: Феникс, 2007 – 344с.

9. Организация и ведение гражданской обороны и защита населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера /Под ред. Г.Н. Кириллова. – М.: Институт риска и безопасности, 2004 – 512 с.