I. Методы определения критической продолжительности пожара по опасным факторам пожара

I. Методы определения критической продолжительности пожара
по опасным факторам пожара

1. Критические продолжительности пожара определяют по результатам расчета значений опасных факторов пожара на эвакуационных путях в различные моменты времени.

Значения опасных факторов пожара рассчитываются на путях эвакуации на высоте 1,7 м от пола путем решения системы уравнений тепломассообмена.

Для описания термогазодинамических параметров пожара применяются три вида моделей: интегральные, зонные (зональные) и полевые, содержащиеся в методике определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и пожарных отсеках различных классов функциональной пожарной опасности и (или) в Методике.

2. Выбор конкретной модели расчета времени блокирования путей эвакуации следует осуществлять, исходя из следующих предпосылок:

а) интегральный метод:

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 неблагоприятных сценариев пожара;

б) зонный (зональный) метод:

для зданий и помещений, для которых допустимо использование интегрального метода;

для зданий, содержащих систему помещений простой геометрической конфигурации, когда размер очага пожара существенно меньше размеров помещения;

в) полевой метод:

для зданий и помещений, для которых допустимо использование интегрального или зонного метода;

для помещений сложной геометрической конфигурации, а также помещений с большим количеством внутренних преград (в частности, многосветные пространства с системой галерей и примыкающих коридоров);

для помещений, в которых один из геометрических размеров более чем в 10 раз отличается от остальных;

для иных случаев, когда применимость или информативность зонных и интегральных моделей вызывает сомнение.

При использовании интегрального, зонного и полевого методов необходимо учитывать следующие свойства обращающихся или используемых горючих веществ и материалов, в достаточной степени отражающих характер поведения материала в условиях пожара:

низшая теплота сгорания материала, МДж/кг;

линейная скорость распространения пламени, м/с (для твердых горючих веществ и материалов);

время стабилизации горения, с (для жидких горючих веществ и материалов, в случае отсутствия данных принимать равным нулю);

удельная скорость выгорания, кг/м2·с;

дымообразующая способность, Нп·м2/кг;

потребление кислорода, кг/кг;

выделение каждого рассматриваемого токсичного газа, кг/кг.

При определении критической продолжительности пожара по токсичным газам необходимо рассматривать возможность образования и распространения наиболее опасных токсичных продуктов горения. Состав образующихся токсичных газов для горючих веществ и материалов определяется на основе справочных источников информации или результатов экспериментальных исследований.

В случае отсутствия данных о свойствах обращающихся или используемых горючих веществ и материалов необходимо экспериментальное определение указанных свойств рассматриваемых материалов.

Допускается использовать альтернативный метод расчета критических продолжительностей пожара по потере видимости и повышению концентрации токсичных продуктов горения и термического разложения, который основан на получении следующих экспериментальных зависимостей:

зависимость парциальных плотностей токсичных газов от изменения парциальной плотности кислорода;

зависимость оптической плотности дыма от изменения парциальной плотности кислорода.

В этом случае изменение парциальной плотности кислорода, необходимое для расчета парциальных плотностей токсичных газов и оптической плотности дыма, определяется в соответствии с выбранной моделью расчета времени блокирования путей эвакуации (интегральной, зонной или полевой).

Определение времени блокирования путей эвакуации по остальным опасным факторам пожара, кроме снижения видимости в дыму и повышенной концентрации токсичных продуктов горения и термического разложения, осуществляется в соответствии с выбранной моделью расчета времени блокирования путей эвакуации (интегральной, зонной или полевой).

3. Метод определения критической продолжительности пожара по условию блокирования эвакуационных путей в результате воздействия теплового излучения и (или) повышенной температуры.

Критическая продолжительность пожара по тепловому потоку и повышенной температуре определяется по времени достижения на путях эвакуации эффективной тепловой дозой QFED величины, равной 1.

Эффективная тепловая доза QFED определяется по формуле:

, (П5.1)

где tIrad - допустимое время воздействия теплового излучения в течение промежутка времени , мин;

tconv - допустимое время воздействия повышенной температуры в течение промежутка времени , мин;

q - интенсивность теплового потока, кВт/м2;

- промежуток времени воздействия, мин;

t1, t2 - границы временного интервала, в течение которого рассматривается возможность эвакуации людей из помещения, мин.

Величина, tIrad, определяется по формуле:

tIrad = 4,2 · q-1,9. (П5.2)

Время tconv для помещений, в которых концентрация паров воды в воздухе менее 10% (об.), определяется по формуле:

для людей в специальной защитной одежде пожарного:

tconv = 4,1 · 108 · T-3,61, (П5.3)

для людей без защитной одежды:

tconv = 5 · 107 · T-3,4,(П5.4)

где T - температура воздуха, °C.

Допускается критическую продолжительность пожара по тепловому потоку и повышенной температуре определять по достижению на путях эвакуации одного из следующих критических значений:

интенсивность теплового потока 2,5 кВт/м2;

температура воздуха 90 °C (в случае если в воздухе помещения содержание водяного пара составляет менее 10% об.).

Для помещений, в которых концентрация паров воды в воздухе составляет 10% об. и более, или при отсутствии для расчетов необходимых исходных данных критическая продолжительность пожара по тепловому потоку и повышенной температуре определяется по достижению температуры воздуха на путях эвакуации 60 °C.

4. Метод определения критической продолжительности пожара по условию блокирования эвакуационных путей по потере видимости.

Критическая продолжительность пожара по потере видимости определяется по времени достижения на путях эвакуации расстояния потери видимости:

5 м - для всех сценариев пожара при площади помещения менее 100 м2;

5 м - для всех сценариев развития пожара, связанных с успешным срабатыванием СОУЭ 2 - 5 типа при площади помещения 100 м2 и более;

10 м - для всех сценариев развития пожара, связанных с неуспешным срабатыванием СОУЭ 2 - 5 типа при площади помещения 100 м2 и более;

10 м - для всех сценариев развития пожара, связанных с успешным срабатыванием СОУЭ 1-го типа при площади помещения 100 м2 и более;

20 м - в остальных случаях.

5. Метод определения критической продолжительности пожара по условию блокирования эвакуационных путей в результате снижения концентрации кислорода.

Критическая продолжительность пожара по пониженному содержанию кислорода в помещении определяется по времени достижения на путях эвакуации концентрации кислорода 0,226 кг/м3 (17,5% об.).

6. Метод определения критической продолжительности пожара по условию блокирования эвакуационных путей в результате повышения концентрации токсичных продуктов горения и термического разложения.

Критическая продолжительность пожара по повышению на путях эвакуации токсичных продуктов горения и термического разложения определяется по наименьшему из времен достижения на путях эвакуации эффективной дозы XFED или эффективной концентрации XFEC величины, равной 1 исходя из их совместного действия.

Эффективная доза XFED рассчитывается по формуле:

, (П5.5)

где Ci - средняя концентрация i-го токсичного продукта горения или термического разложения в выбранный отрезок времени , ppm об.;

- выбранный отрезок времени, мин;

(C · t)i - удельная экспозиционная доза, которая может воспрепятствовать самостоятельной эвакуации находящихся в опасной зоне людей, ppm(об.)·мин.

Допускается эффективную дозу XFED для CO и HCN определять по формуле:

, (П5.6)

где - средняя концентрация CO на временном отрезке , ppm об.;

- средняя концентрация HCN на временном отрезке, , ppm об.;

- временной отрезок, мин.

В случае если концентрация CO2 на путях эвакуации превышает 2% об., величины и в формуле (П5.6) на каждом временном отрезке должны умножаться на коэффициент vCo2, определяемый по формуле:

(П5.7)

где - средняя концентрация CO2, % об.

Эффективная концентрация XFEC определяется по формуле:

, (П5.8)

где - средняя концентрация i-го токсичного продукта горения и термического разложения, ppm об.;

Fi - концентрация i-го токсичного продукта, при которой люди, находящиеся в зоне пожара, не могут предпринимать эффективные действия, направленные на спасение, ppm об.

Допускается эффективную концентрацию XFEC для HCl, HBr, HF, SO2, NO2, акролеина и формальдегида определять по формуле:

. (П5.9)

Допускается критическую продолжительность пожара по повышению на путях эвакуации концентрации токсичных продуктов горения и термического разложения определять по достижению на путях эвакуации критической концентрации каждого из токсичных продуктов горения исходя из их независимого действия (при их выделении при реализации рассматриваемого сценария):

CO2 - 0,09 кг·м-3 (52570 ppm или мкл·л-1);

CO - 1,16 · 10-3 кг·м-3 (1065 ppm или мкл·л-1);

HCl - 23 · 10-6 кг·м-3 (6 ppm или мкл·л-1);

HCN - 5,26 · 10-6 кг·м-3 (5 ppm или мкл·л-1);

NO2 - 4,45 · 10-5 кг·м-3 (25 ppm или мкл·л-1);

HBr - 3,15 · 10-4 кг·м-3 (100 ppm или мкл·л-1);

C3H4O (акролеин) - 6,54 · 10-6 кг·м-3 (3 ppm или мкл·л-1);

HF - 3,89 · 10-5 кг·м-3 (50 ppm или мкл·л-1);

CH2O (формальдегид) - 5,84 · 10-5 кг·м-3 (50 ppm или мкл·л-1);

SO2 - 3,74 · 10-5 кг·м-3 (15 ppm или мкл·л-1);

COCl2 (фосген) - 2,4 · 10-6 кг/м3.

При отсутствии данных допускается принимать критические значения концентрации только по каждому из следующих токсичных газообразных продуктов горения: CO2, CO, HCl.