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
Эффективная тепловая доза QFED определяется по формуле:
где tIrad - допустимое время воздействия теплового излучения в течение промежутка времени
tconv - допустимое время воздействия повышенной температуры в течение промежутка времени
q - интенсивность теплового потока, кВт/м2;
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
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
4. Метод определения критической продолжительности пожара по условию блокирования эвакуационных путей по потере видимости.
Критическая продолжительность пожара
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
6. Метод определения критической продолжительности пожара по условию блокирования эвакуационных путей в результате повышения концентрации токсичных продуктов горения и термического разложения.
Критическая продолжительность пожара
Эффективная доза XFED рассчитывается по формуле:
где Ci - средняя концентрация i-го токсичного продукта горения или термического разложения в выбранный отрезок времени
(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:
где
В случае если концентрация CO2 на путях эвакуации превышает 2% об., величины
где
Эффективная концентрация XFEC определяется по формуле:
где
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:
Допускается критическую продолжительность пожара
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.