Критические значения теплового излучения для человека и материалов
Предельное значение  , кВт/  | Время в секундах до того как |
| Начинаются болевые ощущения | Проявляются ожоги (покраснения ,пузыри) |
| 2,5 | 4,3 |
| 8,5 | |
| 10,5 | |
| 13,5 | |
| 4,2 | 15-20 |
| 2,5 | |
| 1,5 | Длительный период (1-2 часа) |
| 1,25 | Безопасный тепловой поток |
| 17,5 | Возгорание древесины (  =15%) через t=5 мин. |
| Возгорание древесины через t=10 мин. | |
Возгорание горючих жидкостей веществ с  =  С(мазут, торф, масло) через t=3 мин. | |
Возгорание ЛВЖ с >  С(ацетон, бензол, спирт) через t=3 мин. |
Безопасные расстояния для человека, объекта, материала при заданной плотности теплового потока определяются по формулам:
— пожар разлития, горение зданий
, (8.18)
, (8.19)
где 
– коэффициент , характеризующий геометрию очага горения: =0,02 — для плоского источника излучения(разлив горючей жидкости) =0,08 – для объёмного источника излучения(горящее здание, резервуар), 
=4 кВт/ .
Вероятность летального исхода при тепловом воздействии пожара на человека вычисляется по формуле :
, (8.20)
где Ф – функция Лапласа, а значения пробит-функции Pr на человека вычисляется по формуле:
. (8.21)
Здесь время термического воздействия 
, с равно
, (8.22)
где 
— время обнаружения пожара ( 
5с.), x – расстояние на котором плотность теплового потока снижается до безопасного значения 
= 4 кВт/ ( 
).
Пожарная обстановка в населенных пунктах определяется характеристиками застройки и огнестойкостью зданий.
Плотность застройки населенного пункта(объекта) определяется по формуле :
,% (8.23)
где 
— площадь, занимаемая зданиями, 
— площадь, занимаемая населенным пунктом(объектом).
График, связывающий вероятность распространения пожара Р,% и плотность застройки П,% представлен на рис.8.4
Рис.8.4 График для определения вероятности распространения пожара по плотности застройки П.
Продолжительность пожара 
определяется по формуле:
, (8.24)
где m – масса горючего вещества.
В населенном пункте с каменными зданиями при скорости ветра 
=(3…4)м/c скорость распространения пожара 
=60-120 м/ч.
Пример расчёта.
Населенный пункт, занимающий прямоугольную территорию размерами 2х1 км., застроен кирпичными зданиями с плотностью 40%. В противоположных углах территории находятся резервуары, содержащие 1 тыс. 
мазута и 1 тыс. 
керосина. В результате взрыва оба резервуара были разрушены. Из-за разрушения резервуара и разлива мазута возник пожар разлития. При разрушении резервуара с керосином источник зажигания отсутствовал, в результате чего 3 тонны керосина испарилось с образованием паровоздушного облака, которое воспламенилось с образованием огненного шара. В центре населенного пункта загорелся склад пиломатериалов размерами 20х10х5 м., содержащий 800 тонн горючего материала.
Для каждого пожара определить границы безопасных зон; определить вероятность смертельного поражения людей, находящихся на разных расстояниях от центра пожара. Оценить возможную продолжительность пожаров и вероятность распространения пожара в населенном пункте.
Дата добавления: 2015-02-05 ; просмотров: 1139 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Критические значения ОФП
Температура среды. Эффект воздействия высокой температуры на организм человека в значительной мере зависит от влажности воздуха: чем выше влажность, тем ниже критическая температура. Для начальной стадии пожара, которая характеризуется сравнительно высокой влажностью, критическая температура находится в пределах 60-70 °С.
Наибольшую опасность представляет вдыхание нагретого воздуха, приводящее к поражению и некрозу (омертвению) верхних дыхательных путей, удушью и смерти. Так, воздействие температуры свыше 100 °С приводит к потере сознания и гибели через несколько минут. Опасны также ожоги кожи. Несмотря на большие успехи медицины в лечении ожогов, человек, получивший ожоги II степени на 30 % поверхности тела, имеет мало шансов выжить.
Исследованиями установлено, что во влажной атмосфере вторую степень ожога вызывает температура 55 °С при воздействии в течение 20 с и 70 °С — в течение 1 с. Температура 69—71 °С при времени воздействия несколько минут является опасной для человека.
Лучистые потоки. В некоторых случаях опасность для людей могут представлять лучистые потоки. Исследованиями установлено, что при пожаре в сценической коробке зрелищного предприятия лучистые потоки представляют опасность для зрителей первых рядов партера уже через 30 с пожара. Еще большая интенсивность лучистых потоков наблюдается при пожарах технологических установок. В некоторых случаях человек без специальных средств защиты не в состоянии приблизиться к таким установкам ближе 10 м.
Переносимость человеком лучистых потоков зависит от интенсивности облучения. Чем выше интенсивность облучения, тем меньше время, в течение которого человек способен выдерживать воздействие лучистых потоков. В качестве критической может быть принята интенсивность, равная 3000 Вт/м, при которой время до появления болевых ощущений составляет примерно 10-15 с, а время переносимости — 30-40 с.
Токсичные продукты горения. При пожарах в современных зданиях с применением полимерных и синтетических материалов на человека могут воздействовать токсичные продукты горения. Хотя в продуктах горения нередко содержится 50—100 видов химических соединений, оказывающих токсическое воздействие, по мнению большинства ученых разных стран, основной причиной гибели людей при пожарах является отравление окисью углерода.
Окись углерода (СО) опасна тем, что она в 200—300 раз лучше реагирует с гемоглобином крови, чем кислород, вследствие чего красные кровяные тельца утрачивают способность снабжать организм кислородом. Наступает кислородное голодание, гипоксия тканей, теряется способность рассуждать, человек становится равнодушным и безучастным, не стремится избежать опасности, наступает оцепенение, головокружение, нарушение координации движения, а при остановке дыхания — смерть.
Концентрация оксида углерода в размере 0,5 % вызывает смертельное отравление через 20 мин., а при концентрации 1,3 % смерть наступает в результате 2-3 вдохов.
Критическое содержание кислорода для человека – менее 17 % (об.)
В 50—80 % случаев гибель людей на пожарах вызывалась отравлением окисью углерода и недостатком кислорода.
Другие продукты горения могут также представлять опасность для жизни человека (таблица 2).
Таблица 2 — Действие газов и паров на организм человека
| Вещество | Смертельно при вдыхании в течение 5-10 мин | Опасно (ядовито) При вдыхании в течение 0,5-1ч | Переносимо при вдыхании в течение 0,5- 1ч | |||
| Концентрация | ||||||
| % | мг/л | % | мг/л | % | мг/л | |
| Аммиак Бензин Бензол Окислы азота Окись углерода Сернистый газ Сероводород Синильная кислота Углекислый газ Фосген Хлор Хлористый водород Хлороформ | 0,5 3,0 2,0 0,05 0,5 0,3 0,08 0,02 0,005 0,025 0,3 2,5 | 3,5 1,0 6,0 8,0 1,1 0,2 0,2 0,7 4,5 | 0,25 2,0 0,75 0,01 0,2 0,04 0,04 0,01 5,0 0,0025 0,0025 0,1 1,5 | 1,7 0,2 2,4 1,1 0,6 0,1 0,1 0,07 1,5 | 0,025 1,5 0,3 0,005 0,1 0,01 0,02 0,005 3,0 0,0001 0,00025 0,01 0,5 | 0,17 0,1 1,2 0,3 0,3 0,05 0,004 0,007 0,15 |
Пожаровзрывоопасность и основные показатели её оценки
Если горючим веществом является газ, основными показателями являются:
· концентрационные пределы распространения пламени (КПР), называемые также пределами воспламенения или взрываемости;
· нормальная скорость распространения пламени (Uн, м/с);
· температура самовоспламенения (Тс, °C);
· минимальная энергия зажигания (МЭЗ, Дж);
· максимальное давление взрыва (Рmax, КПа).
Концентрационный предел распространения пламени (КПР) — содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой (окислителем), при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. По максимальному и минимальному содержанию горючего в воздухе различают соответственно верхний концентрационный предел распространения пламени (ВКПР) и нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР) (рис. 6).
Горение возможно в области составов между НКПР и ВКПР. Это пространство называется областью воспламенения. Вне этой области горение в режиме распространения пламени невозможно.
Содержание горючего в воздухе (размерность КПР) может выражаться в % (по объему) или в г/м 3 .
Рис. 6 Схема концентрации пределов распространения пламени.
Нормальная скорость распространения пламени —это скорость перемещения фронта пламени относительно несгоревшего газа в направлении, перпендикулярном к его поверхности.
Температура самовоспламенения — наименьшая температура горючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции с воздухом, заканчивающееся воспламенением.
Минимальная энергия зажигания — это наименьшая энергия искрового разряда, способная воспламенить наиболее легковоспламеняющуюся смесь вещества с воздухом.
Pmax– максимальное давление, развиваемое при воспламенении (зажигании) стеклометрической смеси данного горючего вещества.
При оценке пожаровзрывоопасности жидкостей необходимо знать и другие показатели. К ним относятся:
температура воспламенения (Тв), °С;
температурные пределы воспламенения (ТП: нижний – НТП, верхний – ВТП), °С.
Температура вспышки Твсп – минимальная пожароопасная температура жидкости, при которой внесённый извне в паровое пространство над жидкостью источник зажигания вызывает быстрое сгорание паров, но при удалении источника зажигания горение прекращается. По физическому смыслу Твсп – это минимальная температура жидкости, при которой давление насыщенных паров жидкости создаёт концентрацию паров над жидкостью, соответствующую НКПР.
В зависимости от летучести, характеризуемой температурой вспышки и позволяющей судить о возможности образования взрывоопасной среды, жидкости подразделяются на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ). К ЛВЖ относятся жидкости с Tвсп £ 61 °С и к ГЖ – с Твсп > 61 °С.
Нагрева жидкостей до Твсп недостаточно для устойчивого горения жидкости. Для обеспечения требуемой интенсивности испарения для устойчивого горения необходим нагрев жидкости до более высокой температуры, называемой температурой воспламенения (Тв). Температура воспламенения — наименьшая температура вещества, при которой пары над поверхностью горючего вещества выделяются с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенение.
Если для устойчивого горения жидкости нагрев до Твсп недостаточен, то для достижения НКПР паров необходим нагрев именно до этой температуры. Взрывоопасность жидкостей можно характеризовать как КПР, так и ТП. Температурные пределы – это температуры жидкостей, при которых давление насыщенных паров создает концентрацию паров, соответствующую концентрационному пределу распространения пламени. Зависимость между ТП и КПР выражается следующим образом:
где Рнтп, Рвтп – давление насыщенных паров при нижнем температурном пределе (НТП) и верхнем температурном пределе (ВТП) соответственно;
Ратм – атмосферное давление.
Пожарная опасность твердых веществ и материалов характеризуется их склонностью к возгоранию и самовозгоранию. К возгоранию относятся случаи возникновения горения при воздействии внешних источников зажигания с температурой выше температуры самовозгорания (Тсв). К самовозгоранию относятся случаи горения, возникающие при температуре окружающей среды или при умеренном нагреве ниже Тсв.
Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью, и осуществляется согласно СНиП 21-01-97.
Одной из важнейших пожароопасных характеристик веществ и материалов является их горючесть, под которой понимается способность распространять по себе горение.
По горючести вещества и материалы подразделяют на три группы:
негорючие (несгораемые) — вещества и материалы, не способные к горению в воздухе (например: бетон, железобетон, кирпич и др.). Негорючие вещества могут быть пожаровзрывоопасными (например, окислители или вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом);
трудногорючие (трудносгораемые) — вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления (гипсовые и бетонные изделия с органическими заполнителями, древесина, пропитанная огнестойкими составами и др.);
горючие (сгораемые) — вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления (лесоматериалы, битум, рубероид и многие пластические материалы).
К легковоспламеняющимся веществам относятся те, которые могут воспламенятся при кратковременном воздействии источника зажигания (пламя спички, искра, накалённый электропровод и т.п.).
Трудновоспламеняющимися считают вещества, воспламеняющиеся под действием мощного источника зажигания.
Горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы:
Горючесть и группы строительных материалов по горючести устанавливают по ГОСТ 30244.
| Группа горючести материалов | Параметры горючести | |||
| Температура дымовых газов Т, °С | Степень повреждения по длине SL, % | Степень повреждения по массе Sm, % | Продолжительность самостоятельного горения tc.r, с | |
| Г1 | ||||
| Г2 | ||||
| Г3 | >85 | |||
| Г4 | >450 | >85 | >50 | >300 |
| Примечание — Для материалов групп горючести Г1 — Г3 не допускается образование горящих капель расплава при испытании |
Строительные материалы относят к негорючим при следующих значениях параметров горючести:
— прирост температуры в печи не более 50 °С;
— потеря массы образца не более 50 %;
— продолжительность устойчивого пламенного горения не более 10 с.
Строительные материалы, не удовлетворяющие хотя бы одному из указанных значений параметров, относятся к горючим.
Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяются и не нормируются.
Горючие строительные материалы по воспламеняемости подразделяются на три группы:
Группы строительных материалов по воспламеняемости устанавливают по ГОСТ 30402.
Поверхностная плотность теплового потока (ППТП) — лучистый тепловой поток, воздействующий на единицу поверхности образца.
Критическая поверхностная плотность теплового потока (КППТП) — минимальное значение поверхностной плотности теплового потока, при котором возникает устойчивое пламенное горение.
| Группа воспламеняемости материала | КППТП, кВт/м  |
| В1 | 35 и более |
| В2 | От 20 до 35 |
| В3 | Менее 20 |
Горючие строительные материалы по распространению пламени по поверхности подразделяются на четыре группы в зависимости от величины КППТП:
Группы строительных материалов по распространению пламени устанавливают для поверхностных слоев кровли и полов, в том числе ковровых покрытий, по ГОСТ 30444 (ГОСТ Р 51032—97).
| Группа распространения пламени | КППТП, кВт/м 2 |
| РП1 РП2 РП3 РП4 | 11,0 и более от 8,0, но менее 11,0 от 5,0, но менее 8,0 менее 5,0 |
Для других строительных материалов группа распространения пламени по поверхности не определяется и не нормируется.
Горючие строительные материалы по дымообразующей способности подразделяются на три группы:
Д1 (с малой дымообразующей способностью) — КД до 50 м 2 /кг включ.;
Д2 (с умеренной дымообразующей способностью) — КД св. 50 до 500 м 2 /кг включ.;
Д3 (с высокой дымообразующей способностью) — КД св. 500 м 2 /кг.
Группы строительных материалов по дымообразующей способности устанавливают по 2.14.2 и 4.18 ГОСТ 12.1.044.
Коэффициент дымообразования — показатель, характеризующий оптическую плотность дыма, образующегося при пламенном горении или термоокислительной деструкции (тлении) определенного количества твердого вещества (материала) в условиях специальных испытаний.
Значение коэффициента дымообразования необходимо включать в стандарты или технические условия на твердые вещества и материалы.
Горючие строительные материалы по токсичности продуктов горения подразделяются на четыре группы:
Группы строительных материалов по токсичности продуктов горения устанавливают по 2.16.2 и 4.20 ГОСТ 12.1.044.
Показатель токсичности продуктов горения — отношение количества материала к единице объема замкнутого пространства, в котором образующиеся при горении материала газообразные продукты вызывают гибель 50 % подопытных животных.
Значение показателя токсичности продуктов горения следует применять для сравнительной оценки полимерных материалов, а также включать в технические условия и стандарты на отделочные и теплоизоляционные материалы.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
