Устойчивость функционирования объекта и его систем в ЧС (стр. 4 из 5)

где Vм - массовая скорость выгорания кг/м² мин, которая является табличной величиной.

Зная время охвата огнем здания, характерное для отдельных и сплошных пожаров, время развития сплошных пожаров и время выгорания пожарной нагрузки, можно определить продолжительность пожара на участках застройки:

- для отдельных пожаров τ_оп= τ_охв + τ_выч

- для сплошных пожаров τ_сп= τ_охв + τ_разв + τ_выч

Пожарную нагрузку в производственных зданиях и сооружениях можно определить по формуле:

Рн =(Рпост + Рпер) * а * в * с

где Рпост и Рпер - постоянная и переменная пожарные нагрузки; а, в - коэффициенты, учитывающие скорости выгорания вещества и материалов в зависимости от их физических свойств и конструктивных особенностей зданий; с - коэффициент, учитывающий наличие в зданиях автоматических установок пожаротушения, внутренних пожарных кранов и др.

В постоянную пожарную нагрузку включают материалы, входящие в строительные конструкции и способные гореть.

В переменную пожарную нагрузку входят вещества и материалы, обращающиеся в производстве, в т.ч., технологическое оборудование и материалы, находящиеся в расходных складах, мебель и т.п., способные гореть.

Величина постоянной и переменной нагрузки может быть определена по формуле:

Р=

где mi - масса горючего вещества (материала), кг; Qi - количество тепла, выделяемого при сгорании одного кг вещества (материала) мДж/кг; Sзд - площадь здания, м ; n - число видов горящих материалов (веществ).

6. Взрыв газовоздушной смеси

В очаге взрыва газовоздушной смеси выделяют три круговые зоны:

- зону детонационной волны (зона - 1);

- зону действия продуктов взрыва (зона -11);

- зону воздушной взрывной волны (зона -111).

“Зона-1” находится в пределах облака взрыва. Радиус зоны (R ) можно определить по формуле: R1 = 18,5

где Q - количество сжиженного газа, т.

Этот радиус может составлять от десятков до сотен метров. В пределах "Зоны-1" действует избыточное давление во фронте ударной волны ΔРф1 , которое можно считать постоянным и равным 1700 кПа.

“Зона 11” охватывает всю площадь разлета продуктов газшной смеси в результате ее детонации. Радиус зоны определяют по формуле: R2 = 1,7 R₁ .

Избыточное давление в пределах зоны - 11 может быть определено
по формуле: R 2 = 1,7R1

Избыточное давление в пределах зоны - 11 может быть определено по формуле:

Δт™₂=1300

где R - расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки, м.

“Зона 111” формируется в радиусе действия воздушной ударной волны (взрывной волны), распространяющейся по поверхности земли. Оценку избыточного давления в любой точке зоны 111 в зависимости от расстояния до центра взрыва газовоздушной смеси R, производят следующим образом:

а) определяют относительную величину ψ (пси), характеризующую расстояние от центра взрыва.

ψ=0,24

где R3 больше или равно R2 м.

б) расчет избыточного давления во фронте взрывной волны ведут исходя из значений величины ψ :

при ψ < 2

ΔРф3 =

, кПа

при ψ>2

Рф₃ =

, кПа

Взрыв газовоздушной смеси может происходить и в замкнутом объеме, например в шахтах.

Характер разрушений зданий, сооружений и оборудования, а также степень поражения людей, вызванные получейным избыточным давлением, могут приниматься такими же, как и при оценке последствий воздействия избыточного давления во фронте ударной волны ядерного взрыва.

Поскольку, как говорилось выше, пожар - это неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни людей, необходимо организовать противопожарную защиту и комплекс профилактических мероприятий с целью предупреждения пожаров , ограничения их распространения и создание условий для безопасности людей. Для этого предусматриваются способы тушения (прекращения), основными из которых являются:

- охлаждение зоны реакции или горения;

- разбавливание реагирующих веществ;

- изоляция реагирующих веществ в зоне горения;

- химическое торможение реакции горения.
Защитными мероприятиями в условиях пожара являются:

- тушение пожара;

- оповещение персонала;

- использование средств индивидуальной и коллективной защиты;

- экстренный вывод людей из зоны пожара;

- медицинская помощь пострадавшим.

Профилактикой возникновения взрывов и пожаров нужно считать увеличение огнестойкости зданий и сооружений, совершенствование противопожарной защиты, соблюдение правил обращения и хранения взрыво-пожароопасных веществ.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Задача №1

Имеется здание цеха с железобетонным каркасом, процент армирования μ < 0,03, высота 12 м, грузоподъемность кранов 10 т, проемность 8%, район не сейсмичный.

Кк = 2 (коэффициент, учитывающий тип конструкции) - каркасная;

Км = 2 (коэффициент, учитывающий вид материала) – железобетон с коэффициентом армирования μ < 0,03;

Кс=1,5 (коэффициент, учитывающий сейсмичность) – объект, запланированный;

Кпр=1 (коэффициент, учитывающий степень проемности) – проемность до 10 %.

Кв - коэффициент, учитывающий высоту зданий (парусность) определяется по формуле:

Кв =

где Нзд - высота здания, м;

Кв = 12-2 Кв = 0,831

3 (1+0,43 (12-5))

Для оценки устойчивости зданий рекомендуется использовать эмпирические формулы, апробированные ВЦОК ГО, которые дают однозначные решения и более широко учитывают некоторые конструктивные особенности зданий и сооружений.

Для производственных зданий: ΔРф = 0,14* Кп*Кк* Км*Кс*Кв* Ккр,

где Кп-0,35 числовой коэффициент, характеризующий степень разрушения.

Ккр - коэффициент, учитывающий влияние на устойчивость кранового оборудования, определяется по формуле:

Ккр= 1+4,65 *10^-3*Q,

где Q - грузоподъемность крана, т; при наличии кранов разной грузоподъемности принимается их среднее значение.

Ккр = 1+ 4,65 10^-3 * 10 = 1,0465

Для слабых разрушений (Кп = 0,35), Δ Р = 0,14*0,35*2*2*1,5*0,831*1,0465= 0,26 кгс/см² (26 кПА);

для средних (Кп = 0,56)(Кпр = 1) Δ Р = 0,14*0,56*2*2*1,5*0,831*1,0465= 0,41 кгс/см² (41 кПа);

для сильных (Кп = 0,87; Кпр=1) ΔР = 0,14*0,87*2*2*1,5*0,831*1,0465= 0,63 кгс/см² (63кПа);

для полных (Кп = 1; Кпр = 1) Δ Р = 0,14*1*2*2*1,5*0,831*1,0465= 0,73 кгс/см² (73кПа).

Предел устойчивости принимаем как среднее значение для слабых и средних разрушений (0,26 + 0,41):2 = 0,34 кгс/см² (34 кПа).

После оценки устойчивости каждого цеха (здания, сооружения) составляется таблица по определению устойчивости (табл. 1).

Таблица 1 Определение предела устойчивости здания, цеха

Элементы цеха и их краткая характеристика	Степень разрушения ∆Р кгс/см2				Предел устойчивости
	0,20...0,30	0,40…0,50 0,30..	0,60…	0,70
ЗДАНИЕ: каркасное, высота 12м, крановое оборудование Q= 10 т.	слаб. 0,26	сред. 0,41	сильн. 0,63	полное 0,73	0,26+0,41
Проемность 8%, не сейсмостойкое	2 = 0,34

Как показывают данные, приведенные в таблице 1 здание цех находится в зоне средних разрушений, при этом вероятное максимальное избыточное давление на данный объект может составить меньшее значение рассчитанного предела устойчивости сборочного цеха (34 кПа), следовательно здание не устойчиво к воздействию ударной волны. Таким образом, необходимо повысить предел устойчивости элементов до уровня, который бы позволил выдержать избыточное давление ударной волны в 34 кПа.

Задача №2

Режим радиационной защиты можно определить расчетным путем, используя усредненные показатели, учитывающие защитные свойства зданий (сооружений) и продолжительность пребывания в них людей. Такими усредненными показателями являются:

- коэффициент защищенности людей (Сэ);

- коэффициент безопасной защищенности людей (Сбз).

Коэффициент защищенности показывает, во сколько раз доза радиации, накопленная людьми за сутки при установленном режиме поведения, меньше дозы, которую они получили бы за сутки, находясь непрерывно на открытой местности.

Сз =

где 24 - количество часов в сутках; t1 - время открытого пребывания людей на зараженной местности (t1); t₂, t₃, tn, - время пребывания людей в течении этих суток в укрытиях, зданиях, транспортных средствах и т.п. (ч); K1, К_2. Kn, - коэффициенты ослабления гамма-излучения укрытиями, зданиями и т.п.

Условия задачи: на работу они идут пешком (t1), работают в одноэтажном каменном здании (К =2) в течении 2 ч (t₂), возвращаются домой 1 час на автомобиле (t₁) в течении остальных 4 часов (t₃) - находиться в деревянном доме (К =4).

Отсюда Сз = 24 = 4,8

1 + 1 + 1 + 1

Переоблучение рабочих и служащих не произойдет, если доза облучения на открытой местности будет лишь в 2,8 раза больше установленной. Так, если на первые сутки допустимая для них доза облучения установлена в 30 Р, и она обеспечивается при указанном коэффициенте защищенности (Сз = 2,8), то при открытом пребывании на местности в течении тех же суток, без рекомендованного выше режима поведения, люди получат дозу облучения, равную 81 Р (30 * 2,8).