Моделирование чрезвычайной ситуации (пожара) на объекте ТРЦ "Малина"

Внутреннее противопожарное водоснабжение осуществляется от пожарных гидрантов.

3.2 3D модель ТРЦ «Малина»

Трехмерная модель ТРЦ «Малина» построена в системе ArchiCAD 12 версии. На модели приводится собственно торговый центр, а также близлежащие объекты (торговый центр на ул.Г.Исакова 260 А) и прилегающая территория. Модель построена в натуральную величину и включает в себя 4 этажа и крышу. Внутренние помещения построены по размерам, приведенным в чертежах, а также измерениям, проведенным непосредственно на объекте. Во внутренних помещениях присутствуют объекты интерьера: огнетушители, пожарные краны, сантехническое оборудование, оборудование сети общественного питания и т.д. Смоделирован пожар на примере кафе «Сковорода» (расчет приведен в п 3.3), и согласно расчетам схематично распределены силы и средства, необходимые для локализации и ликвидации пожара. Фотографии 3D модели приводятся в приложениях.

3.3 Расчеты параметров пожара на объекте ТРЦ «Малина»

3.3.1 Методика расчета факторов пожара

Наиболее возможная причина возникновения пожара - неисправность электрооборудования (в том числе - замыкание электропроводки). Также возможен человеческий фактор (халатность или неосторожное обращение с электрооборудованием) [42].

1. Время свободного развития пожара:

, (1)

где: - промежуток времени от начала возникновения пожара до сообщения о нем в пожарную охрану, мин (принимают 8 - 12 мин, при наличии сигнализации - 5 мин.);

- время сбора личного состава боевых расчетов по тревоге, мин (принимается равным 1 мин).

- время следования подразделений на пожар, мин (принимаем

, (2)

где: N - путь от ПЧ до пожара, = 45 км/ч.)

- время боевого развертывания пожарных подразделений, мин (принимается равным 3 мин - для летнего периода, 6 - 8 мин - для зимнего периода).

2. Радиус площади пожара:

При развитии пожара до 10 мин. включительно.

R=0,5V_л t_св, м (3)

Где V_л - линейная скорость распространения горения, м/мин.

При развитии пожара более 10 мин:

R=0,5V_л10+V_л(t_св - 10), м (4)

3. Площадь пожара:

а) круговая:

S_п=пR², м² (5)

где R - радиус развития пожара

б) угловая:

S_п=0,5aR², м² (6)

где а - угол, внутри которого происходит развитие пожара, рад. (1 рад. = 570, для 90⁰ = 1,58 рад.; 180⁰ = 3,16; 270⁰ = 4,74; 360⁰ = 6,32).

в) прямоугольная:

S_п=ab, м² (7)

где: а - длина помещения; b - ширина помещения [43].

4. Требуемый расход огнетушащего вещества на тушение:

Q_тр.т.=S_п.I_тр л/с, (8)

где: S_п. - площадь пожара; I_тр - интенсивность подачи огнетушащих средств.

5.Требуемый расход огнетушащего вещества на защиту:

Q_тр.защ.=S_защ.I_тр.защ, л/с, (9)

где: S_защ - площадь защищаемой территории; интенсивность подачи огнетушащих средств на защиту:

I_тр.защ.=0,25I_тр., л/с, (10)

6. Требуемый общий расход огнетушащего вещества:

Q_тр=Q_тр.защ+Q_тр.т., л/с, (11)

где: Q_тр - требуемый расход огнетушащего вещества на тушение; Q_тр.защ - требуемый расход огнетушащего вещества на защиту.

7. Требуемое количество стволов на тушение:

N_ств.т.=Q_тр.т./q_ств., (12)

где: Q_тр.т - требуемый расход огнетушащего вещества на тушение; q_ств - мощность ствола.

8. Требуемое количество стволов на защиту:

Определяем исходя из условий обстановки на пожаре, учитывая количество смежных помещений и выше лежащие этажи.

9. Общее количество стволов на тушение пожара и защиту:

N_ств=N_ств.т.+N_{ств.защ.}, (13)

где: N_ств.т - требуемое количество стволов на тушение; N_{ств.защ} - требуемое количество стволов на защиту.

10. Фактический расход воды на тушение пожара:

Q_т.ф.=N_ств.т.q_ств., л/с, (14)

где: N_ств.т - требуемое количество стволов на тушение; q_ств. - мощность ствола.

11. Фактический расход воды на защиту:

Q_защ.ф.=N_{ств.защ}q_ств.,л/с, (15)

где: N_{ств.защ} - требуемое количество стволов на защиту; q_ств - мощность ствола.

12. Общий фактический расход воды на тушение пожара и защиту объекта:

Q_ф=Q_т.ф.+Q_защ.ф., л/с (16)

13. Требуемое количество пожарных автомобилей, которые необходимо установить на водоисточники:

N_маш.=Q_ф./Q_нас., (17)

где: Q_ф - фактический расход воды на тушение пожара и защиту объекта; Q_нас = 35 л/с. - фактический объем воды, который может подать один пожарный автомобиль [44].

14. Требуемая численность личного состава для тушения пожара:

При определении численности личного состава учитываются тактические условия тушения в зависимости от обстановки пожара; необходимость проведения разведки, боевого развертывания, спасения людей, эвакуации имущества, вскрытия и разборки конструкций и т. д.

15. Требуемое количество отделений:

N_отд.=N_л.с./4, (18)

где: N_л.с - требуемая численность личного состава для тушения пожара [45].

16. Определение необходимого времени эвакуации:

Расчетное время эвакуации людей (t_р) следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути t_i по формуле

t_p=t₁+t₂+t₃+…+t_i, (19)

где t₁ - время движения людского потока на первом 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, вычисляется по формуле

t₁=l₁/V₁, (20)

где l₁ - длина первого участка пути, м;

V₁ - значение скорости движения людского потока по горизонтальному пути на первом участке, определяется по таблице 3, в зависимости от плотности D, м/мин.

Плотность людского потока на первом участке пути, чел·м²/м², вычисляют по формуле

, (21)

где N₁ - число людей на первом участке, чел;

f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, принимаемая равной, м²:

· взрослого в домашней одежде 0,1

· взрослого в зимней одежде 0, 125

· подростка 0, 07

д₁ - ширина первого участка пути, м [46].

Таблица 3 - Зависимость скорости движения людского потока от его плотности

Плотность потока D, чел·м2/м2	Горизонтальный путь	Дверной проем	Лестница вниз	Лестница вверх
	Скорость V, м/мин	Интенсивность q, м/мин	Интенсивность q, м/мин	Скорость V, м/мин	Интенсивность q, м/мин	Скорость V, м/мин	Интенсивность q, м/мин
1	2	3	4	5	6	7	8
0,01	100	1	1	100	1	60	0,6
0,05	100	5	5	100	5	60	3
0,1	80	8	8,7	95	9,5	53	5,3
0,2	60	12	13,4	68	13,6	40	8
0,3	47	14,1	16,5	52	15,6	32	9,6
0,4	40	16	18,4	40	16	26	10,4
0,5	33	16,5	19,6	31	15,6	22	11
0,6	27	16,2	19	24	14,4	18	10,6
0,7	23	16,l	18,5	18	12,6	15	10,5
0,8	19	15,2	17,3	13	10,4	13	10,4
0,9	15	13,5	8,5	8	7,2	11	9,9
Более 0,9	15	13,5	8,5	8	7,2	11	9,9

3.2.2 Расчет сил и средств ликвидации пожара

Для расчета сил и средств ликвидации пожара на исследуемом объекте было выбрано пять мест возгорания: магазин мебели, магазин компьютерной техники, кафе-блинная «Сковорода», кафе «Манхеттен-пицца», отдел с игровыми автоматами. Для моделирования чрезвычайной ситуации - пожар было выбрано кафе «Сковорода».

Моделирование производилось по наихудшему сценарию, по которому системы автоматической установки пожаротушения и автоматической системы оповещения не выполнили своих функций.

Помещение кафе расположено на 3 этаже. Размеры помещения 8,1Ч6,7 м, т.е. общая площадь составляет 54,27 м². Смежных с кафе помещений - 3. Горючая нагрузка в помещении представлена плитой, мебелью, холодильником. Дверь из помещения очага открыта. Предполагается, что очаг пожара находится у одной из плит из-за замыкания электропроводки.

Время свободного развития пожара:

t_св=5+1+9,73+3=18,73 (мин)

Площадь пожара считаем по круговой форме:

S_п=4·7²=196 (м²)

Расход огнетушащего вещества, необходимого для тушения пожара:

Q_тр.т.=196·0,20=39,2 (л/с)

Требуемое количество стволов на тушение:

N_ств.т.=39,2/3,6=10 стволов «Б»

Расход огнетушащего вещества, необходимого для тушения смежных помещений:

Q_тр.защ.=196·0,20·0,25=9,8 (л/с)

Требуемое количество стволов на защиту смежных помещений:

N_{ств.защ.}=9,8/3,6=3 ствола «Б»

Общее количество стволов на тушение пожара и защиту:

N_ств.=10+3=13 стволов «Б»

Фактический расход воды на тушение пожара:

Q_т.ф.=10·3,6=36 (л/с)

Фактический расход воды на защиту:

Q_защ.ф.=3·3,6=10,8 (л/c)

Общий фактический расход воды на тушение пожара и защиту объекта:

Q_ф.=36+10,8=46,8 (л/с)

Определение требуемого количества пожарных автомобилей, которые необходимо установить на водоисточники:

N_маш.=46,8/35=2 ПА

Определение требуемой численности личного состава для тушения пожара:

N_л.с.=10+3+2+2+2=19 (чел.)

Определение требуемого количества отделений:

N_отд.=19/4=5 (отд.)

Таким образом, при возгорании кафе площадь пожара будет составлять - 196 м². Количество стволов на тушение пожара и защиту смежных помещений составит 13 стволов типа «Б», численность личного состава - 19 человек.

В таблице 4 приводятся результаты расчета сил и средств для 5 наиболее потенциально пожароопасных помещений ТРЦ «Малина».

Таблица 4 - Расчет сил и средств для локализации и ликвидации пожара

Параметр	Кафе-блинная «Сковорода»	Магазин мебели	Магазин компьютерной техники	Кафе «Манхеттен-пицца»	Отдел с игровыми автоматами
Линейная скорость распространения горения (м/мин)	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Время свободного развития пожара (мин)	18,73	18,73	18,73	18,73	18,73
Путь, пройденный огнем (м)	7	7	7	7	7
Размер в плане	8,1Ч6,7	11,7Ч 12,6	12,5Ч12,6	8,1Ч6,7	8,2Ч5,5
Площадь помещения (м2)	54,27	147,42	157,50	54,27	45,10
Площадь пожара (м2)	196,00	147,09	157,89	196,00	38,71
Расход огнетушащего вещества на тушение (л/с)	39,2	29,42	31,58	39,2	7,74
Требуемое кол-во стволов на тушение	10	8	9	10	2
Требуемое кол-во стволов на защиту	3	2	2	3	1
Общее количество стволов	13	10	11	13	3
Фактический расход воды на тушение пожара и защиту объекта (л/с)	46,8	36,0	39,6	46,8	10,8
Требуемое количество пожарных автомобилей, которые необходимо установить на водоисточники	2ПА	1 ПА	1 ПА	2ПА	1 ПА
Требуемая численность личного состава для тушения пожара (чел)	19	9	11	19	8
Требуемое кол-во отделений	5	2	3	5	2
Расчетное время эвакуации (мин)	1,59	0,36	0,53	1,53	1,46
Расчетное время эвакуации (сек)	95,4	21,6	31,8	91,8	87,5

Наибольшая площадь пожара будет при возгорании в кафе «Сковорода», а также «Манхеттен-пицца». По данным, предоставленным администрацией торгового центра, было выявлено количество посетителей в день - 180 человек и 120 человек персонала. Ниже изложен сценарий единовременного нахождения в торговом центре всех посетителей и их эвакуации при возгорании в кафе-блинной «Сковорода». Всего в торговом центре 7 путей эвакуации, включая центральную лестницу, один из эвакуационных выходов является смежным с кафе, поэтому его не будем брать в расчет. Пусть на каждом из 3 этажей находится по 100 человек, тогда рассчитаем время эвакуации, необходимое для выведения из здания 300 человек.

D₁=(100·0,1)/(15,0·1,7)=0,4, определяем скорость движения потока людей V₁=40 м/мин.

D₂=(100·0,1)/(10,2·5,0)=0,2, тогда V₂=60 м/мин.

D₃=(100·0,1)/(4,5·3,0)=0,8, тогда V₃=13 м/мин.

Затем считаем время, затраченное на преодоление каждого участка пути по формуле (20):

t₁=15/40=0,37 (мин);

t₂=10,2/60=0,17 (мин);

t₃=4,5/13=0,35 (мин).

Время t₃ уйдёт на преодоление одного пролета, тогда на преодоление всей лестницы - 1,05 мин.

Общее время эвакуации будет равно:

0,37+0,17+1,05=1,59 (мин)?1 мин 36 сек.

Построен сценарий эвакуации людей при пожаре в наиболее потенциально опасных местах ТРЦ «Малина». Время эвакуации рассчитано и представлено в таблице 4.

На 3 этаже, время преодоления пути от кафе «Сковорода» до пути эвакуации составило 32 сек. Время преодоления лестничных пролетов 1 мин 4 сек. Общее время следования человека до выхода составит 1 мин 36 сек.

Таким образом, при грамотном проведении эвакуации, пострадавших при возгорании в ТРЦ «Малина» быть не должно.

3.2.3 Рекомендации по действиям на объекте ТРЦ «Малина» при возникновении пожара

1. Продублировать сообщение о возникновении пожара в пожарную часть.

2. Задействовать план эвакуации, открыть все эвакуационные выходы.

3. Вывести людей в безопасное место в соответствии с планом.

4. Приступить к тушению пожара первичными средствами.

5. Встретить пожарные подразделения и сообщить о местах, где могди остаться люди и пути прохода к ним.

3.2.4 Рекомендации по повышению уровня пожарной безопасности ТРЦ «Малина»

Привести планы эвакуации в соответствие с фактическим расположением объектов здания.

пожар эвакуация безопасность

Выводы

1. При проведении оценки объекта на соответствие нормам и требованиям пожарной безопасности было выявлено:

- здание ТРЦ «Малина» оборудовано автоматической установкой пожаротушения, автоматической пожарной сигнализацией, первичными средствами пожаротушения;

- поэтажные планы эвакуации не соответствуют фактическому расположению указанных на них торговых площадей.

2. В результате расчета сил и средств локализации и ликвидации чрезвычайной ситуации (пожар) на объекте ТРЦ «Малина», установлено, что при возгорании кафе-блинная «Сковорода» и кафе «Манхеттен-пицца» будет наибольшая площадь пожара, которая составит 196 м². Для ликвидации каждого пожара потребуется 2 пожарных автомобиля, 13 стволов «Б» на тушение и на защиту объекта. Требуемое количество отделений - 5 в каждом случае.

3. Время эвакуации посетителей и персонала при возгорании составит 1 мин 36 сек.

4. Построена трехмерная модель объекта ТРЦ «Малина», а также смоделирован пожар с возгоранием в кафе-блинная «Сковорода». Разработаны рекомендации по действиям на объекте при возникновении пожара, а также рекомендации для повышения уровня пожарной безопасности.

Библиографический список

1. Human risk of fire: Building a decision support tool using Bayesian networks, Prof.dr. B.J.M. Alex, 2009. - 217 p.

2. The LDSA Fire Safety Guide No. 1 - Fire Safety Ins.20 Buildings, Ashton T.W. 1990.

3. Computer Models For Fire and Smoke, Galea E.R., Grandison A., Filippidis L.,Gwynne S., Ewer J., Lawrence P. July 2004, Vol.1.

4. 3D моделирование

5. Левковец Л.Б. Archicad 12. Базовый курс на примерах. - С-Пб.: БХВ - Петербург, 2009. - 624 с., с ил.

6. Захарова А.А., Шкляр А.В. Визуальные модели.//Институт кибернетики Национального исследовательского Томского политехнического университета. - 2011 - №9, с. 41 - 47.

7. Казанцев А.А., Анисонян В.Р. Моделирование 3D - течения CFD - кодом OpenFOAM. //Известия ВУЗов. Ядерная энергетика. - 2010 - №4, с. 183 - 192.

8. Ковалев А.С., Шалимова О.А., Польшакова Н.В. Новые технологии компьютерной графики объемного 3D моделирования и их практическая реализация.//Успехи современного естествознания. - 2010 - №10, с. 85-88.

9. Сапрыкин И.А., Пузырева М.Д. Архитектура и компьютерная графика. - Москва: МАРХИ, 2011. - 5 с.

10 Степанова Е.А. Твердотельное моделирование в AUTOCAD.//КамчатГТУ. - 2012 - №3, с.15-16.

11. Хатоум Т.С. Программно-техничексий комплекс для трехмерного моделирования объектов местности. - Новосибирск: СГГА, 2011. - 5 с.

12. Статьи для инженеров

13. Внутренний мир 3D

14. Building and Fire Publications, Patel M.K., Ewer J. 1999. - 314 p.

15. Clark A. Cory, W. Scott Meador, William A. Ross. 3D Computer Animated Walkthroughs for Architecture, Engineering, and Construction Applications. - West Lafayette, Indiana, USA: Purdue University, 2007. - 9 с.

16. Центр компетенции Grafisoft

17. Performance criteria used in fire safety design, Benichou N. Automation in construction, Canada. 1999. - 501 p.

18. Тарасов Б.В. Применение технологии 3D - моделирования при создании и управлении крупными проектами.//Информация и связь. - 2009 - №2, с. 39 - 49.

19. Википедия

20. ТСН 31-329-2004. Предприятия розничной торговли. Нормы проектирования. - Введ. 2005-01-01. - Иваново: Управление архитектуры и градостроительства. 2004 - 34 с.

21. СНиП 35-01-2001. Доступность зданий и сооружений для маломобильных групп населения. - Введ. 2002-01-01. - Москва: Министерство труда и социального развития РФ. 2001 - 18 с.

22. СНиП 2.08.02-89. Общественные здания и сооружения (с изменениями от 1.09.2009). - Введ. 1990-01-01. - Москва: Госкомархитектура. 1989 - 27 с.

23. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. - Введ. 1996-01-01. - Москва: Главтехнормирование Минстроя России. 1995 - 62 с.

24. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование. - Введ. 1992-01-01. - Москва: Управление стандартизации и технических норм в строительстве. 1991 - 34 с.

25. СНиП 2.09.04-87. Административные и бытовые здания (с изменениями от 1.03.1995). - Введ. 1989-01-01. - Москва: Управление стандартизации и технических норм в строительстве. 1987 - 19 с.

26. СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружений. - Введ. 1998-01-01. - Москва: Управление технонормирования Минстроя России. 1997 - 51 с.

27. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. - Введ. 2004-01-01. - Москва: Управление технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России. 2003 - 63 с.

28. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита здания. - Введ. 2003-10-01. - Москва: Управление технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России. 2003 - 32 с.

29. НПБ 105-03 Определение категории помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (Утвержден приказом МЧС России №314 от 18.06.2003г.)

30. НПБ 88-2001. Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования. 01.01.2002

31. Федеральный закон от 21.12.1994 № 69-ФЗ (ред. от 29.12.2010) «О пожарной безопасности» (принят ГД ФС РФ 18.11.1994)

32. Приказ МЧС РФ от 18.06.2003 № 313 «Об утверждении Правил пожарной безопасности в Российской Федерации (ППБ 01-03)» (вместе с «ППБ 01-03…») (Зарегистрировано в Минюсте РФ 27.06.2003 № 4838)

33. Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (принят ГД ФС РФ 04.07.2008)

34. ППБ 01-03. Правила пожарной безопасности в РФ. - Введ. 2003-06-30. - Москва: МЧС России. 2003 - 94 с.

35. СП 3.13130.2009. Свод правил пожарной безопасности. - Введ. 2009-05-01. - Москва: МЧС России. 2009 - 7 с.

36. ГОСТ Р 12.3.047-98 «Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля».

37. СНиП 31-03-2001 Производственные здания. Дата введения 2002-01-01

38. ППБ-С-3-81 Правилапожарной безопасности при эксплуатации зданий и сооружений. Предприятия торговли и общественного питания, базы и склады (от 1980 г.)

39. ГОСТ 30389-95 «Общественное питание. Классификация предприятий».

40. НПБ 77-98 «Технические средства оповещения и управления эвакуацией. Пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний» 24.12.1998

41. НПБ 155-2002 «Техника пожарная. Огнетушители». 01.07.2002

42. Иванников В.П., Клюс П.П. Справочник руководителя тушения пожара. М.: Стройиздат, 1987. - 288 с.

43. Повзик Я.С. Пожарная тактика. М.: ЗАО «Спецтехника», 2004. - 416 с.

44. Повзик Я.С. Справочник руководителя тушения пожара. М.: ЗАО «Спецтехника», 2000. - 361 с.

45. Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении. М.: Академия ГПС МВД России, 2000. - 118 с.

46. Теребнев В.В. Тактические возможности пожарных подразделений: справочник РТП. - М.: Изд-во Пожкнига, 2007. - 246с

Приложение А

Фотографии 3D модели ТРЦ «Малина»



Приложение Б

Планы этажей ТРЦ «Малина»



Размещено на Allbest.ru