Расчетные тепловые воздействия от пожаров на конструкции убежищ гражданской обороны

Выводы

1. Нормативные документы должны содержать требования пожарной безопасности к зданиям и сооружениям, предназначенных по функциональному назначению для употребления в них спиртных напитков, особенно в части, касающейся процесса эвакуации людей.

2. Средства индивидуальной защиты и спасения человека при пожаре должны быть максимально приспособлены для их использования людьми, находящимися в состоянии алкогольного опьянения: быть удобными и простыми в использовании, травмобезопасными, в некоторых случаях, иметь световые или звуковые сигнализаторы о неправильном использовании изделия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Брушлинский Н. Н, Соколов С. В., Вагнер П Человечество и пожары. - М.: ООО «ИПЦ Маска» 2007. - С. 142.

2. Популярная медицинская энциклопедия. / Гл. ред. Б. В. Петровский. - М.: Советская энциклопедия, 1987 - 704 с. С илл., 30 л. илл.

3. Агеева Н. М., Белынцева В И, Долова И А, Родина С. М., ТутевичЛ. Н, Шварц Р. Л. К вопросу о влиянии некоторых факторов на концентрацию карбоксигемоглобина в трупной крови // Вопросы судебномедицинской экспертизы и криминалистики. - Горький, 1979.

4. Пузач С. В., Смагин А. В., Доан Вьет Мань. К вопросу обеспечения пожарной безопасности людей при возникновении пожаров в барах ресторанах и ночных клубах // Наркология. М., 2009. - № 10. с. 93-96.

5. ГОСТ* 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. - М.: Госстандарт России, 1992. - 78 с.

6. Правила пожарной безопасности в РФ. (ППБ-01-03). - М.: Книга сервис, 2003. - 96 с.

7. СНиП 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений. - М., 1997.

8. СНиП 2.08.02-89*. Общественные здания и сооружени. - М., 1989.

9. Национальный стандарт ГОСТ. Р. 53261-2009. Техника пожарная. Самоспасатели фильтрующие для защиты людей от токсичных продуктов горения при эвакуации из задымленных помещений во время пожара. Общие технические требования. Методы испытаний.

10. Пузач С. В, Смагин А. В, Лебедченко О. С, Абакумов Е. С. Новые представления о расчете необходимого времени эвакуации людей и об эффективности использования портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации на пожарах. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. - 222 с.

11. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях и сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности. Приложение к приказу МЧС России от 30.06.2009 г. № 382.

УДК 351.86

В. Н. Шульгин

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры защиты населения и территорий

Академии ГПС МЧС России

V. БМдт

РАСЧЕТНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОТ ПОЖАРОВ НА КОНСТРУКЦИИ УБЕЖИЩ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ

В статье рассмотрены исходные данные для определения тепловых воздействий массовых пожаров. Приведена классификация массовых пожаров по параметрам наружного воздуха. В графическом виде приведены «кривые температурных режимов» массовых пожаров. Дан метод расчета изменения температуры нижней поверхности завала при пожарах. Приведены расчетные тепловые воздействия на ограждающие конструкции убежищ гражданской обороны.

Ключевые слова: убежища гражданской обороны, массовый пожар, расчетные тепловые воздействия.

DESING THERMAL AFFECTINGS FROM FIRES ON A DESIGN OF SHELTERS OF A CIVIL DEFENCE

In paper initial data for definition of thermal affectings mass fires are observed. Classification of mass fires on parameters of outdoor air is resulted. In a graphical aspect «Curves of temperature fires» mass fires are resulted. The given method of calculation of a temperature variation of the bottom surface of an abatis at fires. Desing thermal affectings on fencing designs of shelters of a civil defence are resulted.

Keywords: a refuge of a civil defence, a mass fire, settlement thermal influences.

Воздействие пожаров на ограждающие конструкции убежищ связано с изменением температуры среды во времени в зависимости от вида пожара. В качестве исходных данных для определения расчетных тепловых воздействий массовых пожаров принимаются стандартные температурные данные.

В отличие от температурного режима, представленного стандартной температурной кривой, при любом одиночном пожаре распределение температуры более сложно. Различают четыре периода:

первый: начальный - воспламенение;

второй: период полного горения;

третий: период догорания;

четвертый: период остывания.

В случае возникновения пожаров в зданиях, подвергшихся воздействию ударной волны ядерного взрыва или поврежденных после обычной авиационной бомбардировки, продолжительность первого периода пожара не превышает 10-15 мин. К концу начального периода в результате горения летучих материалов температура в очаге пожара достигает 500-600 °С.

В течение второго периода происходит сгорание основной массы горючих материалов. Под воздействием высоких температур строительные конструкции здания - междуэтажные перекрытия, опоры, перегородки - нагреваются, деформируются и обрушаются. На месте здания образуется прогретый завал, в котором догорают обуглившиеся остатки.

Третий период характеризуется догоранием твердых углеродистых остатков в груде раскаленных обломков строительных конструкций.

Четвертый период - остывание прогретого завала - характерен тем, что горение в толще завала практически отсутствует.

Классификация возникших массовых пожаров по параметрам наружного воздуха, приведена в табл. 1

Таблица 1

Классификация массовых пожаров по параметрам наружного воздуха

Категория пожара Вид пожара Максимальная температура воздуха, °С Вероятные предельные концентрации, % Продолжительность пожара, ч

СО СО2 О2

I Штормовой 600-800 1,2 4,8 12,5 до 4

II Сплошной 500-600 0,5 2,4 16,5 6-8

III Отдельный до 200 0,3 1,4 18,5 6-8

IV В завалах до 40 0,2 0,8 20 до 24

На рис. 1 и 2 приведены называемые специалистами «кривые температурных режимов» массовых пожаров первых трех видов без учета продолжительности периода остывания прогретых завалов.

Рис. 1. Изменение температур в очаге пожара:

1 - пожар I категории; 2- II категории; 3- III категории; 4- IV категории

/, °С 1000

Рис. 2. Изменение температуры воздуха при пожарах:

1 - пожар I категории; 2- II категории; 3- III категории

Кривые (1, 2 3 ) рассчитаны при следующих условиях:

- длительность начального периода пожара принята равной 15 мин;

- сгораемая нагрузка на 1 м проекции этажа здания составляет 50 кг;

- характер изменения температур в течение первого и второго периодов пожара соответствует стандартной температурной кривой;

- температура в конце третьего периода пожара снижается до начальной.

Падение температуры в прогретых завалах до 100-70 °С может продолжаться в течение нескольких суток.

Специально проведенные исследования позволили установить, что температурный режим пожаров с учетом периода остывания прогретых завалов может быть представлен в виде кривой, состоящей из трех участков, приведенных на рис. 3.

Рис. 3. Графики изменения температур:

1-в очаге пожара; 2-обломков строительных конструкций после их обрушения;

3- поверхности конструкций до наступления предела их огнестойкости

На рис. 3 первый участок графика 1 ограничен по времени одним часом с момента начала пожара до обрушения строительных конструкций (в основном - межэтажных перекрытий). Расчеты показывают, что в момент обрушения температура поверхности несгораемых конструкций может достигать 700-800 °С, в то время как средняя температура обломков не превышает 250 °С. [1]

На втором участке в течение второго периода, в результате перераспределения температур по толщине обломков, происходит общее падение температуры в завале с 700 до 250 °С. Длительность этого периода, определенная расчетным путем, не превышает 8 ч и зависит от толщины обломков и их теплофизических характеристик. [1]

Третий участок кривой - это собственно период остывания завала. На его продолжительность оказывают существенное воздействие пустотность завала, его высота и температура обломков в начале этого периода. Однако решающее влияние на сокращение продолжительности третьего периода имеют конвективные токи воздуха, образующиеся в завалах в результате разности температур завала (250 °С) и окружающей среды (меньше 50 °С). Интенсивность конвективных потоков в завале значительно увеличится, если под ним заранее создать незаваливаемые сквозные каналы - продухи. [1]

Изменения температуры нижней поверхности завала во времени с учетом влияния конвективных токов можно определить, пользуясь выражением:

t= /Нач+ 230 е

-[(0,21 + £0,125)^ -пэт

0,25]

где t - искомая температура нижней поверхности завала, °С;

/нач - температура обрушающихся конструкций до пожара, °С; в - пустотность завала, доли единицы; т - время с момента возникновения пожара, сут.; пэт - количество этажей.

В отличие от прогретых завалов температурный режим завалов, образующихся в результате разрушения зданий и других инженерных сооружений ударной волной ядерного взрыва, значительно более благоприятен для ограждений убежищ (рис. 1, кривая 4 ). В то же время продолжительность пожаров в завалах (IV вид) может в 2-3 раза превышать длительность других видов массовых пожаров. Горение в таких завалах будет очаговым. В завале активно горит в среднем не более трети сгораемых материалов, которые и обеспечивают поддержание в нем высоких температур в течение 10-12 ч.

В процессе развития массовых пожаров изменяется и температура воздуха, которая достигает 800, 500 и 200 °С при пожарах I, II и III вида соответственно. Максимальный прирост температуры воздуха на территории, где возникли пожары IV вида, не превышает 10 °С.

Реальные температурные режимы в каждом отдельном случае могут несколько отличаться от приведенных на рис. 1 и 2. Однако до проведения натурных замеров предложенные температурные кривые с небольшим запасом могут быть использованы при расчете ограждающих конструкций убежищ и проектировании их внутреннего оборудования.

Ограждающие конструкции защитных сооружений при массовых пожарах, возникающих в результате ядерного взрыва, могут испытывать следующие тепловые воздействия:

- кратковременное воздействие (КВ) - продолжительностью до 12 ч, непосредственно от очага пожара и нагретого воздуха.

- длительное воздействие (ДВ) - продолжительностью более 12 ч, от прогретого завала, образовавшегося в здании в результате обрушения междуэтажных перекрытий и перегородок при наступлении предела их огнестойкости.

Кратковременному тепловому воздействию могут подвергаться перекрытия, не соприкасающиеся с грунтом или незаглубленные наружные стены и входные устройства встроенных (находящихся под наземными постройками) и отдельно стоящих защитных сооружений.

Длительному тепловому воздействию могут подвергаться только перекрытия встроенных сооружений.

Кратковременные тепловые воздействия в зависимости от вида массового пожара и возникающих при этом температур могут быть пяти типов: КВ-1, КВ-11, КВ-111, КВ-1У и КВ-У.

Расчетное тепловое воздействие на ограждающие конструкций защитных сооружений определяется по табл. 2 в зависимости от ожидаемого вида пожара, типа сооружения (встроенное или отдельно стоящее) и рассчитываемой конструкции.

Таблица 2

Расчетные тепловые воздействия

Тепловые воздействия на сооружения

Вид пожара Встроенные Отдельно стоящие

Перекрытия Стены и входные устройства Перекрытия, стены и входные устройства

I ДВ КВ-! КВ^

II ДВ КВ-Н КВ-Н

III ДВ КВ-М нет данных

IV КВ-Ш нет данных нет данных

Для массовых пожаров первых трех видов расчетные тепловые воздействия, приведенные во второй графе табл. 2, действительны только для расчета перекрытий защитных сооружений, расположенных под двухэтажными и более высокими зданиями I, II и III степени огнестойкости. Если на перекрытиях таких защитных сооружений имеются продухи, длительное тепловое воздействие должно при расчете заменяться кратковременным типа КВ-У.

Изменение температуры наружной поверхности перекрытия защитного сооружения показано на рис. 4.

ГС

Рис. 4. Изменение температуры наружной поверхности перекрытия защитного сооружения:

1- с продухом (КВ-У); 2- без продухов

Во всех остальных случаях (другие степени огнестойкости наземных зданий, одноэтажные жилые или промышленные постройки) ДВ заменяются воздействием типа КВ-к При расположении отдельно стоящих защитных сооружений в зоне образовавшегося завала их ограждения рассчитываются на кратковременное тепловое воздействие типа КВ-Ш.

Таким образом, представленный в статье материал дает возможность использовать в практике исходные данные для определения тепловых воздействий при массовых пожарах. Их классификация и кривые температурных режимов при расчете конструкций убежищ гражданской обороны при данном воздействии найдут широкое применение в практике.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шульгин В. Н. Теоретические основы инженерной защиты населения: Монография. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007.

2. БоданскийМ. Д и др. Расчет конструкций убежищ. - М.: Стройиздат, 1974.

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ

УДК 614.8:665.6.004.62

В. И. Булгаков

кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой физики Академии гражданской защиты МЧС России

П. А. Первухин

старший преподаватель кафедры физики Академии гражданской защиты МЧС России

V. Bulgakov, P. Pervukhin

ТЕХНОЛОГИЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ И ЛИКВИДАЦИИ НЕФТЯНОЙ ЛИНЗЫ С ПОМОЩЬЮ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

В статье обозначены проблемы, связанные с последствиями аварий при транспортировке и хранении нефтепродуктов, образованием нефтяной линзы. Подробно описываются новые способы локализации и ликвидации нефтяной линзы с помощью взрывчатых веществ, подчеркивается необходимость их применения.

Ключевые слова: транспортировка, нефть, нефтепродукт, нефтепровод, нефтяной терминал, авария, нефтяная линза, взрыв, локализация, ликвидация, обводнение, ударная волна.

THE TECHNOLOGY OF LOCALIZATION AND LIQUIDATION THE OIL LENS WITH EXPLOSIVES

The article is marked the problems connected with the consequences of accidents while transportation and storage of petroleum products, the formation of oil lens. The necessity of a new method for localization and liquidation of oil lens with explosives is underlined, because of few effective ways to eliminate lens.

Keywords: transportation, oil, mineral oil, an oil pipeline, the oil terminal, failure, an oil lens, explosion, localization, liquidation, a shock wave.

В настоящее время во всех странах остро стоит вопрос ликвидации экологических катастроф, связанных с авариями при транспортировке и хранении нефти и нефтепродуктов. Разрыв нефтепровода влечет за собой крупный вылив нефти в грунте или разлив ее по поверхности почвы. Нефть, проникая на достаточно большую глубину в почву, скапливается, образуя так называемую линзу. Если с поверхности почвы нефть можно собрать достаточно просто, то линзу ликвидировать весьма сложно. На настоящий момент известно не так много эффективных, экономичных и