---

Нижняя и верхняя границы потока зависят от положения плотности равных давлений

, (Ш.13)

где р_i, р_j— статическое давление на уровне пола i-го и j-го помещений. Па;

— среднеобъемные плотности газа j-м и i-м помещениях, кг/м³.

g — ускорение свободного падения, м/с².

Если плотность равных давлений расположена вне границ рассматриваемого проема (у₀ £ h₁ или у₀ ³ h₂), то поток в проеме течет в одну сторону и границы потока совпадают с физическими границами проема h₁ и h₂. Перепад давлений Dр Па, в этом случае рассчитывают по формуле

(Ш.14)

Если плотность равных давлений расположена в границах потока (h₁ < у₀ < h₂), то в проеме текут два потока: из i-го помещения в j-е и из j-го в i-е. Нижний поток имеет границы h₁ и у₀, перепад давления Dр для этого потока рассчитывают по формуле

Dр = p_i - p_j + g (y₀ + h₁ ) (r_j - r_i)/2. (Ш. 15)

Поток в верхней части проема имеет границы у₀ и h₂, перепад давления Dр, Па, для него рассчитывают по формуле

Dр = p_i - p_j + g ( h₂ + y₀) (r_j - r_i)/2. (Ш. 16)

Знак расхода газов (входящий в помещение расход считают положительным, выходящий — отрицательным) и значение r зависит от знака перепада давлений:

(Ш.17)

Уравнение баланса массы выражается зависимостью

(Ш.18)

где Vj — объем помещения, м³;

t — время, с;

y — скорость выгорания пожарной нагрузки, кг/с;

— сумма расходов газов, входящих в помещение, кг/с;

— сумма расходов газов, выходящих из помещения, кг/с

Уравнение энергии для коридора и лестничной клетки:

, (Ш.19)

где С_n, С_р— удельная изохорная и изобарная теплоемкости, кДж/(кг · К);

Т_i, Т_j— температура газов соответственно в i-м и j-м помещениях, К.

Уравнение баланса масс отдельных компонентов продуктов горения и кислорода

, (Ш.20)

где —концентрация L компонентов продуктов горения в j-м и i-м помещениях, кг/кг;

L_L —количество L компонента продуктов горения (кислорода), выделяющегося (поглощающегося) при сгорании одного килограмма пожарной нагрузки, кг/кг.

Уравнение баланса оптической плотности дыма

(Ш.21)

где — оптическая плотность дыма в j-м и i-м помещениях, Нп/м;

D_m — дымообразующая способность пожарной нагрузки, Нп · м/кг.

Оптическая плотность дыма при обычных условиях связана с расстоянием предельной видимости в дыму соотношением

l_пр = 2,38 / m

Время начала эвакуации t_н.э для зданий (сооружений) без систем оповещения рассчитывают по результатам исследования поведения людей при пожарах в зданиях конкретного назначения.

При наличии в здании системы оповещения о пожаре t_н.э принимают равным времени срабатывания системы с учетом ее инерционности. При отсутствии необходимых исходных данных для определения времени начала эвакуации в зданиях (сооружениях) без систем оповещения t_н.э следует принимать равным 0,5 мин — для этажа пожара и 2 мин — для вышележащих этажей.

Если местом возникновения пожара является зальное помещение, где пожар может быть обнаружен одновременно всеми находящимися в нем людьми, то t_н.э допускается принимать равным нулю. В этом случае вероятность Р_э.п вычисляют по зависимости

(Ш.23)

где t_нб^— необходимое время эвакуации из зальных помещений.

Примечание— Зданиями (сооружениями) без систем оповещения считают те здания (сооружения), возникновение пожара внутри которых может быть замечено одновременно всеми находящимися там людьми.

t_нб рассчитывают для наиболее опасного варианта развития пожара, характеризующегося наибольшим темпом нарастания ОФП в рассматриваемом помещении. Сначала рассчитывают критическую продолжительность пожара t_кр, с, по условию достижения каждым из ОФП предельно допустимых значений в зоне пребывания людей (рабочей зоне):

по повышенной температуре:

(Ш.24)

по потере видимости:

(Ш.25)

по пониженному содержанию кислорода:

(Ш.26)

по каждому из газообразных токсичных продуктов горения:

(Ш.27)

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

t₀ — начальная температура воздуха в помещении, °С;

,

п — 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;

Q — низшая теплота сгорания материала, МДж/кг;

Ср — удельная изобарная теплоемкость газа, МДж/ (кг · К);

j — коэффициент теплопотерь;

h — 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;

D_m— дымообразующая способность горящего материала, Нп·м²/кг;

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

X— предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении, кг/м³ = 0,11 кг/м³; X_CO =1,16· 10^-3 кг/м³; X_HC1⁼ 23 · 10^-6 кг/м³);

— удельный расход кислорода, кг/кг.

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

Z рассчитывают по формуле

, при H £ 6 м, (Ш.28)

где h — высота рабочей зоны, м (h = h_пл + 1,7 — 0,5 d; h_пл— высота площадки, на которой находятся люди, над полом помещения, м; d — разность высот пола, равная нулю при горизонтальном его расположении, м);

H— высота помещения, м.

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 п рассчитывают так:

для случая горения жидкости с установившейся скоростью

A=y_FF при n=1,

где y_F— удельная массовая скорость выгорания жидкости, кг/(м² · с);

для кругового распространения пожара

А= 1,05 y_F n² при n = 3,

где n — 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 распространения огня в горизонтальном направлении по занавесу после охвата его пламенем по всей высоте)

А= y_F nb при n = 2,

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

При отсутствии специальных требований a и Е принимают равными 0,3 и 50 лк соответственно, и значение l_пр = 20 м.

Исходные данные для проведения расчетов могут быть взяты из справочной литературы.

Из полученных в результате расчетов значений критической продолжительности пожара выбирают минимальное:

. (Ш.29)

Необходимое время эвакуации людей t_нб, мин, из рассматриваемого помещения рассчитывают по формуле

. (Ш.30)

При расположении людей на различных по высоте площадках необходимое время эвакуации следует определять для каждой площадки.

Свободный объем помещения соответствует разности между геометрическим объемом и объемом оборудования или предметов, находящихся внутри. Если рассчитать свободный объем невозможно, то допускается принимать его равным 80 % геометрического объема.

При наличии в здании незадымляемых лестничных клеток расчетный индивидуальный риск Q_в для людей, находящихся в помещениях, расположенных выше этажа пожара, рассчитывают по формуле

Q_в= Q_п(1 - P_п.з). (Ш.31)

Ш.2.6 Вероятность эвакуации людей P_д.в по наружным эвакуационным лестницам и другими путями эвакуации принимают равной 0,05 — в жилых; 0,03 — в остальных при наличии таких путей; 0,001 — при их отсутствии.

Ш.2.7 Вероятность эффективного срабатывания противопожарной защиты Р_п.з рассчитывают по формуле

, (Ш.32)

где п — число технических решений противопожарной защиты в здании;

R_i — вероятность эффективного срабатывания i-го технического решения.

Ш.2.8 Для эксплуатируемых зданий (сооружений) расчетный индивидуальный риск допускается проверять окончательно с использованием статистических данных по формуле

, (Ш.33)

где N_T— число пожаров с гибелью людей в рассматриваемой группе однотипных зданий за период времени Т, лет;

N_об—количество наблюдаемых объектов в группе.

Однотипными считают здания (сооружения) с одинаковой категорией пожарной опасности, одинакового функционального назначения и с близкими основными параметрами: геометрическими размерами, конструктивными характеристиками, количеством горючей нагрузки, вместимостью (числом людей в здании), производственными мощностями.

Ш.3 Оценка индивидуального риска

Ш.3.1 Для проектируемых зданий (сооружений) индивидуальный риск первоначально оценивают по (Ш.2) при Р_э, равной нулю. Если при этом выполняется условие , то безопасность людей в зданиях (сооружениях) обеспечена на требуемом уровне системой предотвращения пожара. Если это условие не выполняется, то расчет индивидуального риска Q_в следует проводить по расчетным зависимостям, приведенным в разделе Ш.2.

Ш.3.2 Допускается индивидуальный риск оценивать по Q_в в одном или нескольких помещениях, наиболее удаленных от выходов в безопасную зону (например верхние этажи многоэтажных зданий).

Ш.4 Расчет социального риска

Социальный риск оценивается как вероятность гибели в результате пожара 10 и более человек в течение года. Расчеты проводят следующим образом.

Ш.4.1 Определяют вероятность Q₁₀ гибели 10 и более человек в результате пожара.

Ш.4.1.1 Для производственных помещений Q₁₀ рассчитывают по формуле

(Ш.34)

где М— максимально возможное количество погибших в результате пожара, чел.

(Ш.35)

где N— количество работающих в помещении (здании), чел.

Ш.4.1.2 Для зальных помещений вероятность Q₁₀ гибели 10 и более человек рассчитывают по формуле

(Ш.З6)

где (Ш.37

Ш.4.2 Вероятность гибели от пожара 10 и более человек в течение года R₁₀ рассчитывают по формуле

R₁₀ = Q_пP_пр (1 - Р_э) (1 - Р_пз)Q₁₀. (Ш.38)

Ш.4.3 Для эксплуатируемых здании (сооружений) расчетное значение социального риска допускается проверять окончательно с использованием аналитических данных по формуле

, (Ш.39)

где N₁₀ — число пожаров, повлекших за собой гибель 10 и более человек в течение периода наблюдения Т, лет:

N_об — число наблюдаемых объектов.

Пример — Оценить индивидуальный и социальный риск для людей, работающих в механообрабатывающем цехе (зальное помещение).

Данные для расчета

В механообрабатывающем цехе размером 104 х 72 х 16,2 м произошел аварийный разлив и загорание масла на площади 420 м².

В цехе работают 80 чел. на четырех механических участках в три смены, Р_пр = 1. Цех имеет два эвакуационных выхода посередине. Ширина центрального прохода между механическими участками равна 4 м, а ширина проходов между оборудованием и стенами равна 2 м, на участках работают по 20 чел. Люди находятся на нулевой отметке. Время установления стационарного режима выгорания масла по экспериментальным данным составляет 900 с. Характеристики горения масла, взятые из литературных источников, следующие:

низшая теплота сгорания Q = 41,9 МДж/кг; дымообразующая способность, D = 243 Нп·м²/кг; удельный выход углекислого газа ⁼ 0,7 кг/кг; удельное потребление кислорода = 0,282 кг/кг; удельная массовая скорость выгорания y = 0,03 кг/(м² · с).

Расчет

Расчетная схема эвакуации представлена на рисунке Ш.2.

— место пожара; I, II — эвакуационные выходы;

1, 2— участки эвакуационного пути.

Рисунок Ш.2 — Расчетная схема эвакуации

Эвакуацию осуществляют в направлении первого эвакуационного выхода, так как второй заблокирован очагом пожара.

Плотность людского потока на первом участке эвакуационного пути:

м^-2

Время движения людского потока по первому участку:

мин.

Интенсивность движения людского потока по второму участку:

м/мин.

Время движения людского потока по второму участку, так как q₂ = 1 < q_max = 16,5:

мин.

Расчетное время эвакуации:

t_р = t₁ + t₂ = 0,88 + 0,52 = 1,4 мин.

Геометрические характеристики помещения:

h = 1,7 м; V= 0,8 · 104 · 72 · 16,2 = 94,044 м³

При горении жидкости с неустановившейся скоростью:

; при п =1,5.

Определяем t_кр при х = 0,3 и Е = 40 лк, В = 2 136 кг:

; l_пр = 20 м;

по повышенной температуре

c;

по потере видимости:

c;

по пониженному содержанию кислорода:

по выделению углекислого газа

= min (362, 135) = 135 c.

Необходимое время эвакуации людей из помещения:

t_нб = К_б t_кр = 0,8 · 135 = 108 с = 1,8 мин.

Из сравнения t_р с t_нб получается:

t_р= 1,4 < t_нб= 1,8.

Вероятность эвакуации по эвакуационным путям:

Р_э.п = 0,999.