Безопасность объектов, зданий и сооружений

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

КОМАНДНО-ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра автоматических систем безопасности

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Безопасность объектов, зданий и сооружений

Слушатель

Талецкий Евгений Валерьевич

1. Определить необходимое и расчетное время эвакуации людей из зального помещения при пожаре

Параметры помещения, пожарной нагрузки и путей эвакуации приведены в таблицах 1-2. Схемы помещений представлены на рисунке 1. Количество людей в помещении принять равным количеству посадочных мест.

Таблица 1 - Параметры путей эвакуации

Предпоследняя цифра номера з/к	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Схема помещения	а	б	в	г	д	е	а	б	в	е
Параметр a, м	1,5	2,3	0,8	1,3	1,6	1,9	2,5	3,0	0,9	1,0
Параметр b, м	-	1,5	1,0	-	-	-	-	1,2	1,0	-
Параметр c, м	0,8	0,6	0,9	1,0	0,6	1,2	1,4	1,6	2,0	1,1
Параметр d, м	0,45	0,3	0,5	0,7	0,6	0,55	0,8	1,0	0,45	0,7
Параметр e, м	1,2	1,6	2,0	1,8	1,0	1,3	2,5	0,6	0,9	1,6
Параметр g, м	1,1	2,0	1,8	1,6	1,5	1,0	0,8	1,1	0,7	0,9
Высота помещения, м	5,7	5,9	5,0	5,6	5,5	5,4	5,3	5,9	6,0	5,7
Площадь горизонтальной проекции человека принимается f, м2	0,10	0,11	0,12	0,13	0,15	0,14	0,09	0,16	0,12	0,125

Примечание:

1. Размеры кресла принять равным 0,5Ч0,5м.

2. Расстояние между всеми рядами кресел d принимается одинаковым.

Таблица 2 - Характеристики помещения и тип пожарной нагрузки

Последняя цифра номера з/к	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Начальная температура в помещении t0, С	34	35	36	37	34	35	36	37	34	35
Начальная освещенность Е, лк	50	100	150	200	50	100	150	200	100	150
Вид нагрузки	бумага	древе-ина	пено-поли-урентан	поли-стирол	поли-этилен	РТИ	линолеум ПВХ	ДСП	ДВП	хлопок
Объем помещения, м3	240	350	300	500	180	400	280	1000	630	550

Зальное помещение имеет 72 посадочных места (8 рядов по 4 мест и 8 рядов по 5 мест). Геометрический объем помещения составляет 630,0м³. Зальное помещение имеет 2 рассредоточенных эвакуационных выхода (шириной 1,8 и 0,9 м). Определяем необходимое и расчетное время эвакуации людей из помещения при пожаре, а также выполнение условия безопасной эвакуации. Расчетная схема эвакуации, учитывающая один из возможных вариантов движения людского потока, приведена на рисунке 1 в приложении. Движение начинается от первоначальных участков (пространство между рядами кресел), с которых поток, объединяясь на каждом ряду, движется по оси проходов к эвакуационным выходам. При проведении расчета принимается что в зальном помещении пожар может быть обнаружен одновременно всеми находящимися в нем людьми, следовательно время начала эвакуации _н.э =0,0 мин.

1. Расчет произведен в соответствии с ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования».

2. В помещении при эвакуации могут быть составлены следующие маршруты эвакуации:

t_{M А} = ;

t_{M Б} = ;

3. Для каждого из расчетных участков определяется длина l_i и ширина д_i:

4. Для упрощения вычислений расчет выполнен в программе Excel и сведено в таблицу.

2. Определение расчетного времени эвакуации людей

Расчетное время эвакуации людей из помещений и здания в целом устанавливаются по расчету времени движения людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест расположения людей.

При расчете весь путь движения людского потока разбивается на участки (проход, коридор, проем, лестничный марш, тамбур и т.д.) длиной l и шириной .

При определении расчетного времени длина и ширина каждого участка принята по проекту. Длина пути в дверном проеме принята равной 0 м. Проем, расположенный в стене толщиной более 0,7 м, а также тамбур следует считать самостоятельным участком горизонтального пути, имеющим конечную длину l_i.

Расчетное время эвакуации людей (t_р) следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути t_i по формуле 6 приложения 2 [1]:

(4.1)

гдеt₁ - время движения людского потока на первом (начальном) участке, мин;

t₂, t₃,..., t_i - время движения людского потока на каждом из следующих после первого участка пути мин;

Время движения людского потока по первому участку пути (t₁), мин, вычисляют по формуле 7 приложения 2 [1]:

(4.2)

где l₁ - длина первого участка пути, м;

v₁ - значение скорости движения людского потока по горизонтальному пути на первом участке, определяется по табл. 2 [1] в зависимости от плотности D, м/мин.

Плотность потока на начальных участках определяется по формуле 8 приложения 2 [1]:

, (4.3)

где N - количество людей на участке, чел;

- ширина участка, м;

l - длина участка, м;

f - средняя площадь горизонтальной проекции взрослого в домашней одежде - f = 0,1 м²/чел;

Интенсивность q_i движения людского потока на участках пути, следующих после первого, вычисляют для всех участков пути, в том числе и для дверных проемов, по формуле 9 приложения 2 [1]:

, (4.4)

где _i, _i-1 - ширина рассматриваемого i-гo и предшествующего ему участка пути, м;

q_i, q_i-1 - значения интенсивности движения людского потока по рассматриваемому i-му и предшествующему участкам пути, м/мин, значение интенсивности движения людского потока на первом участке пути (q = q_i-1), определяемое по табл. 2 приложения 2 [1] по значению D₁ установленному по формуле 8 приложения 2 [1].

Слияние людских потоков может происходить на участках пути, где соединяются несколько путей и идущие по ним потоки, слившись в один общий поток, затем идут по общему пути [1, 27].

Рис. 1. Схема слияния людских потоков.

Процесс слияния всегда сопровождается процессами движения потоков через границы смежных участков. В ходе натурных наблюдений (согласно [27]) одновременный подход головных частей потоков к месту слияния происходит редко. Как правило, люди из боковых проходов выходят либо в общий проход без слияния, либо вклиниваясь в поток идущих людей.

Рис. 2. Слияние людских потоков.

Слияние людских потоков происходит при выполнении условия слияния потоков: передний фронт потока i₁ должен подойти к месту слияния до того, как последний человек из потока i₂ пройдет место слияния потоков.

Для упрощения расчетов принимается, что слияние потоков всегда происходит при выполнении условия слияния потоков.

При слиянии в начале участка i двух и более людских потоков интенсивность движения (q_i,), м/мин, вычисляют по формуле 12 приложения 2 [1]:

, (4.5)

где q_i-1 - интенсивность движения людских потоков, сливающихся в начале участка i, м/мин

_i-1 - ширина участков пути слияния, м;

_i - ширина рассматриваемого участка пути, м;

Значения интенсивности q_i, скорости v_i принимается по табл. 2 приложения 2 [1] в зависимости от значения интенсивности движения людского потока по каждому из этих участков пути с применением метода линейной интерполяции.

Если значение q_i, определяемое по формулам 3.4 и 3.5, меньше или равно значению q_max, то время движения по участку пути (t_i) определяется по формуле:

(4.6)

Согласно [24] обычно в слиянии участвуют два или три потока, поскольку в зданиях, как правило, не применяются планировочные узлы с большим количеством соединяющихся в одном месте коммуникационных помещений. Если имеется неравенство , то при слиянии потоков сразу возникает плотность, превышающая D=0,9 м²/м², и начинается скопление людей на всех участках (n₁, n₂ и n₃).

Образование скоплений людей при эвакуации их из помещений и зданий допускается, если ширина путей эвакуации обеспечивает продолжительность движения в пределах предусмотренного времени эвакуации. Нормирование путей эвакуации только с учетом обеспечения беспрепятственного и комфортного движения существенно повышает безопасность людей, но должно быть увязано с другими факторами, определяющими планировочное решение зданий и сооружений ([24], стр. 301).

Рис. 3. Схема слияния потоков с образованием скопления людей.

эвакуация пожар помещение

Согласно [27], при этом возможны два варианта развития процесса движения людского потока по участку i+1. Первый вариант: поток продолжает движение при плотности D_max. Второй вариант: люди, переходя на участок i+1, имеют перед собой пространство, свободной для движения, поэтому они увеличивают скорость движения до скорости, соответствующей значению интенсивности движения в скоплении q_max, но при значении плотности в интервале до D (см. график ниже).



Рис. 4. График зависимости D от q, по данным табл. 2 [1].

В соответствии с принятой для нормирования «жесткой» моделью, [1] принимает первый вариант: «При невозможности выполнения условия интенсивность и скорость движения определяется при значении D = 0,9 и более.

Время движения по участку n+1 в этом случае определяется по формуле (т.н. формуле Предтеченского):

, (4.7)

где t_i - время движения людского потока на участке, мин;

l_i - длина участка пути, м;

v_пред - значение предельной скорости движения людского потока на участке, при этом значения v_пред следует принимать равными, м/мин:

для горизонтальных путей 15,0

для дверных проемовсогласно примечанию к таблице 2 [1]

для лестницы вниз 8,0

для лестницы вверх 11,0

q_пред - значение предельной интенсивности движения людского потока на участке, при этом значения q_пред следует принимать равными, м/мин:

для горизонтальных путей 16,5

для дверных проемов 19,6

для лестницы вниз 16,0

для лестницы вверх 11,0

_i, _i-1 - ширина рассматриваемого i-гo и предшествующего ему участка пути, м;

q_i, q_i-1 - значения интенсивности движения людского потока по рассматриваемому i-му и предшествующему участкам пути, м/мин,

При этом необходимо иметь в виду что, пандусы, если их наклон незначителен (меньше 1:8), можно относить к горизонтальным путям, при более значительных наклонах - к лестницам [27, стр. 98].

Для уменьшения трудозатрат на оформление материала и большей наглядности результатов расчета расчет предоставим в табличной форме.

3. Определение расчетного времени эвакуации зала в эвакуационные выходы ВЫХ-1 и ВЫХ-2

Таблица 3

№ РЭП	Описание участка	li, м	i, м	Ni, чел	qi, м/мин	Vi м/мин	ti, мин	Прим.
1-1	начальный	3,8	0,5	4	13,11	53,16	0,071
1-2	начальный	2,7	0,5	4	15,16	43,11	0,063
1-3	лестница вверх (1-1)+(1-2)	1,0	2,0	8	7,07	44,49	0,022
1-4	лестница вверх (1-2)+(1-3)	1,0	2,0	12	10,86	22,93	0,044
1-5	лестница вверх (1-2)+(1-4)	1,0	2,0	16	9,90	11,00	0,122	задержка
1-6	лестница вверх (1-2)+(1-5)	1,0	2,0	20	9,90	11,00	0,124	задержка
1-7	лестница вверх (1-2)+(1-6)	1,0	2,0	24	9,90	11,00	0,131	задержка
1-8	горизонтальный (1-2)+(1-7)	1,0	2,0	28	13,69	49,54	0,020
1-9	горизонтальный (1-2)+(1-8)	1,3	1,8	32	13,50	15,00	0,135	задержка
1-10	дверной проем (1-9)	0,0	1,6	32	16,88	-	0,0
2-1	начальный	4,3	0,5	5	13,66	49,72	0,086
2-2	начальный	3,2	0,5	5	15,33	41,75	0,077
2-3	лестница вверх (2-1)+(2-2)	1,0	2,0	10	7,25	43,62	0,023
2-4	лестница вверх (2-2)+(2-3)	1,0	2,0	15	9,90	11,00	0,101	задержка
2-5	лестница вверх (2-2)+(2-4)	1,0	2,0	20	9,90	11,00	0,125	задержка
2-6	лестница вверх (2-2)+(2-5)	1,0	2,0	25	9,90	11,00	0,133	задержка
2-7	лестница вверх (2-2)+(2-6)	1,0	2,0	30	9,90	11,00	0,142	задержка
2-8	лестница вверх (2-2)+(2-7)	1,0	2,0	35	9,90	11,00	0,150	задержка
2-9	горизонтальный (2-2)+(2-8)	1,4	1,7	40	16,16	37,82	0,048
2-10	дверной проем (2-9)	0,0	0,8	40	5,50	-	0,916	задержка

Примечания:

1. При определении интенсивности на начальных участках принимаем, что средняя площадь горизонтальной проекции человека f = 0,12 м²/чел.

2. Значения, выделенные жирным шрифтом и подчеркиванием - предельные значения соответствующего аргумента.

3. Время начала эвакуации принимаем 0,0 мин.

Расчетное время эвакуации людей из диктующей точки «А» торгового зала в эвакуационный выход ВЫХ-1 находим как сумму времени движения на участках, начиная от диктующей точки до выхода наружу.



Расчетное время эвакуации людей из диктующей точки «Б» торгового зала в эвакуационный выход ВЫХ-2 находим как сумму времени движения на участках, начиная от диктующей точки до выхода наружу.

Сравнивая расчетное время эвакуации из зала в эвакуационные выходы ВЫХ-1 и ВЫХ-2, начиная от диктующих точек, выбираем максимальное. Расчетное время эвакуации людей из зала в эвакуационные выходы составляет:

4. Определение необходимого времени эвакуации из зала

Принимаем, что пожар произошел зале. Наблюдается круговое распространение пожара. Принимаем, что основной горючей загрузкой является: ДВП. Показатели горючей загрузки находим в [8] Кошмаров Ю.А. «Прогнозирование опасны факторов пожара в помещении», начальную освещенность принимаем Е= 100 лк.

Свободный объем гардероба определяем по формуле:

Таблица 4

Исходные данные	Обозначения	Значение
свободный объем	V, м3	504,000
теплоемкость	Ср, МДж/кг К	0,0011850
коэффициент теплопотерь	ц	0,250
коэффициент полноты горения	з	0,970
низшая теплота сгорания	Q, МДж/кг	18,100
скорость выгорания	ш, кг/(м2•с)	0,014300
линейная скорость распространения пламени	V, м/с	0,04050
высота рабочей зоны	h, м	1,700
высота помещения	Н, м	5,000
высота площадки	hПЛ, м	1,800
разность высот пола	?, м	1,800
начальная температура в помещении	t0, 0С;	34,000
коэффициент отражения предметов	?	0,300
начальная освещенность	Е, лк	100,000
предельная дальность видимости	lПР, м	10,000
дымообразующая способность	Dm, НпЧм2Чкг-1;	130,000
удельный расход кислорода	L O2, кг/кг;	1,150
выход токсичных газов (СО2)	L, кг/кг	0,6860
предельно допустимое содержание токсичного газа (СО2)	Х, кг/м3	0,1100000
выход токсичных газов (СО)	L, кг/кг	0,0215000
предельно допустимое содержание токсичного газа (СО)	Х, кг/м3	0,0011600
выход токсичных газов (HCl)	L, кг/кг	0,0000
предельно допустимое содержание токсичного газа (HCl)	Х, кг/м3	0,0000230

Таблица 5

ИТОГИ	Критическое время эвакуации при круговом распространении пламени, с	Необходимое время эвакуации при круговом распространении пламени, мин
по повышенной температуре	50,161	0,669
по потере видимости	47,575	0,634
по пониженному содержанию кислорода	58,261	0,777
по газообразному токсичному продукту (СО2)	не представляет опасности	не представляет опасности
по газообразному токсичному продукту (СО)	не представляет опасности	не представляет опасности
по газообразному токсичному продукту (HCl)	не представляет опасности	не представляет опасности

В графе «Необходимое время эвакуации при круговом распространении пламени, мин» время указано с учетом коэффициента безопасности, равным 0,8.

Анализируя итоги расчетов, приведенные в таблице, приходим к выводу, что необходимое время эвакуации из магазина определяется потерей видимости.

Необходимое время эвакуации из зала равно Т_НБ = 0,634 мин.

Анализируя расчеты, приходим к выводу, что необходимое время эвакуации людей в выход ВЫХ-1 и ВЫХ-2 определяется ЗАДЫМЛЕНИЕМ равно Т_НБ = 0,634 мин.

Поскольку рассматриваемое здание относится к IV степени огнестойкости, то с учетом требования п. 5.2.9 [5] необходимое время оставляем неизменным.

Результаты определения расчетного времени эвакуации из магазина, гардероба и помещений сведем в итоговую таблицу.

Таблица 6

Направление эвакуации	Расчетное время эвакуации, мин.
Из зала в эвакуационный выход ВЫХ-1	0,669
Из зала в эвакуационный выход ВЫХ-2	1,724

Результаты расчетов времени наступления опасных факторов в здании и сравнение их с расчетным временем эвакуации сведем в таблицу.

Таблица 7

Направление эвакуации	Расчетное время эвакуации, мин.	Необходимое время эвакуации, мин.	Вывод о соответствии
Из зала в эвакуационный выход ВЫХ-1	0,669	0,634	Не Соотв.
Из зала в эвакуационный выход ВЫХ-2	1,724	0,634	Не Соотв.

Выводы и предложения

В результате расчета установлено, что безопасная эвакуация людей из здания не может быть обеспечена, так как расчетное время эвакуации значительно превышает необходимое время эвакуации.

Предложения:

Увеличение ширины эвакуационных выходов ВЫХ-1 (не менее 2,0 м) и ВЫХ-2 (не менее 1,8 - 2,0 м).

Размещено на Allbest.ru