Расчет сил и средств для тушения пожара

Каждый пожар характеризуется своеобразной обстановкой, для его тушения требуются различные огнетушащие средства и разное количество сил и средств. От правильного их расчёта зависит успех тушения любого пожара.

Определение площади тушения.

Площадь тушения (S_т) - это часть площади пожара, которую на момент локализации обрабатывают поданными огнетушащими средствами.

В зависимости от того, каким образом введены силы и средства, тушение в данный момент времени может осуществляться с охватом всей площади пожара или только её части. При этом расстановка сил и средств, в зависимости от обстановки на пожаре, конструктивных особенностей объекта, производится по всему периметру пожара или по фронту его локализации. Если в данный момент сосредоточенные силы и средства обеспечивают тушение пожара по всей площади горения, то расчёт их производится по площади пожара, т.е. площадь тушения будет численно равна площади пожара.

Если в данный момент времени обработка всей площади пожара огнетушащими средствами не обеспечивается, то силы и средства сосредотачиваются по периметру или фронту локализации или по фронту для поэтапного тушения. В этом случае расчет их осуществляется по площади тушения. Площадь тушения водой во многом зависит от глубины обработки горящего участка (глубина тушения), h_т. [м]. Практикой установлено, что по условиям тушения пожаров эффективно используется примерно третья часть длины струи. Поэтому в расчётах глубина тушения для ручных стволов принимается -5 метров, для лафетных – 10 метров.

Следовательно, площадь тушения будет численно совпадать с площадью пожара при её ширине (для прямоугольной формы), диаметре (для круговой формы) и радиусе (для угловой формы), не превышающих 10 метров при подаче ручных стволов, введенных по периметру навстречу друг другу, и 20 метров – при тушении лафетными стволами. В остальных случаях площадь тушения принимается равной разности общей площади пожара и площади, которая в данный момент водяными струями не обрабатывается. В жилых и административных зданиях с небольшими помещениями расчёт сил и средств целесообразно проводить по площади пожара, т.к. их размеры не превышают глубины тушения стволами.

Формулы для определения площади тушения даны в таблице 1.

Таблица 1.

Форма площади пожара	Значение угла, град	Площадь тушения при расстановке сил и средств
по фронту	по периметру
круговая	360º	При L > h Sт = π h (2L – h)	При L > h Sт = π h (2L – h)
угловая	90º	При L > h Sт = 0,25π h (2L – h)	При L > 3h Sт = 3,57h (L – h)
угловая	180º	При L > h Sт = 0,5π h (2L – h)	При L > 2h Sт = 3,57h (1,4L –h)
угловая	270º	При L > h Sт = 0,75π h (2L – h)	При L > 2h Sт = 3,57h (1,8L –h)
прямо-угольная		При b > n h Sт = n a h	При a > 2h Sт = 2h (а + b – 2h)

Примечание. При значениях «а», «b» и «L», равных и меньше значений, указанных в таблице, площадь тушения будет соответствовать площади пожара (S_т = S_п) и рассчитывается по формулам.

Определение требуемого расхода воды на тушение пожара.

Расход огнетушащего вещества (Q;q) – это количество данного вещества поданного в единицу времени (л/с, л/мин., кг/с, кг/мин., м³/мин.).

Различают несколько видов расходов огнетушащего средства: требуемый (Q_тр.), фактический (Q_ф.), общий (Q_общ.), которые приходится определять при решении практических задач по пожаротушению.

Требуемый расход – это весовое или объёмное количество огнетушащего средства, подаваемого в единицу времени на величину соответствующего параметра тушения пожара или защиты объекта, которому угрожает опасность.

В практических расчётах требуемого количества огнетушащего вещества для прекращения горения пользуются величиной его подачи.

Интенсивность подачи огнетушащих средств (I) – количество данного огнетушащего средства, подаваемого в единицу времени на единицу расчётного параметра тушения пожара (Приложение 14).

Под расчётным параметром тушения пожара (П_т) понимается:

- площадь пожара, S_п;

- площадь тушения, S_т;

- периметр пожара, P_п;

- фронт пожара, Ф_п;

- объём тушения, V_пом.

Интенсивности подачи огнетушащих средств различают:

- линейная, I_л [л/(с м); кг/(с м)];

- поверхностная, I_s [л/(с м²); кг/(с м²)];

- объёмная, I_V [л/(с м³); кг/(с м³)].

Они определяются опытным путём и расчётами при анализе потушенных пожаров. Поверхностную и объёмную интенсивности можно определить по интенсивности подачи воды при тушении пожаров (приложение 14, 15).

Линейная интенсивность определяется по формуле:

I_л = I_s h_т

Требуемый расход огнетушащего средства на тушение пожара определяется по формуле:

Q^т_тр. = П_т I_тр.,

где: П_т – величина расчетного параметра тушения пожара;

I_тр.– требуемая интенсивность подачи огнетушащего средства (Приложение 14, 15).

Определение требуемого расхода воды на защиту.

Требуемый расход воды на защиту выше и нижерасположенных уровней объекта от того уровня, где произошел пожар, рассчитывается по формуле:

Q^защ_тр. = S_защ , [л/с].

где: S_защ – площадь защищаемого участка, [м²];

– требуемая интенсивность подачи огнетушащих средств на защиту.

Если в нормативных документах и справочной литературе нет данных по интенсивности подачи огнетушащих средств на защиту объектов например, при пожарах в зданиях, её устанавливают по тактическим условиям обстановки и осуществления боевых действий по тушению пожара, исходя из оперативно-тактической характеристики объекта, или принимают уменьшенной в 4 раза по сравнению с требуемой интенсивностью подачи на тушение пожара и определяется по формуле:

= 0,25 I_тр., [л/(с*м²)]

Определение общего расхода воды.

Q_тр. = + _., [л/с].

Определение требуемого количества стволов на тушение пожара.

N^т_ств.  = _.,

где: q_ств. – расход ствола, [л/с].

При пожаре в здании со стеллажным хранением материальных ценностей требуемый расход определяется по формуле:

,

– количество стволов, необходимых для ограничения распространения пожара;

где: m – количество проходов между горящими стеллажами;

n – количество направлений введения стволов;

А – количество проходов между горящим и соседним негорящим стеллажами;

q – расход воды из ствола, л/с.

При тушении пожара воздушно-механической пеной в объеме помещения определяем количество генераторов пены средней кратности (ГПС-600, ГПС-2000):

где - объем помещения, м³;

- нормативное время тушения ( = 10 мин.);

- коэффициент разрушения пены, принимается в зависимости от условий горения на пожаре, равным 3-3,5;

- расход генератора по пене ().

Определяем количество пенообразователя (или воды для получения раствора):

= × × ×

где - количество пенообразователя, л;

- расход пенообразователя (для ГПС-600 – 0,36 л/с);

- коэффициент запаса (К=3).

Определение требуемого количества стволов на защиту объекта.

=

При осуществлении защитных действий водяными струями нередки случаи, когда требуемое количество стволов определяют не по формуле, а по количеству мест защиты, исходя из условий обстановки, оперативно-тактических факторов и требований «Порядка тушения пожаров подразделений пожарной охраны»

Например, при пожаре на одном или нескольких этажах здания с ограниченными условиями распространения огня стволы для защиты подаются в смежные с горящим помещения, в нижний и верхний от горящего этажи, исходя из количества мест защиты и обстановки на пожаре.

Если имеются условия для распространения огня по пустотам, вентиляционным каналам и шахтам, то стволы для защиты подаются исходя из обстановки на пожаре:

- в смежные с горящим помещения;

- в верхние этажи, вплоть до чердака;

- в нижние этажи, вплоть до подвала.

Количество стволов в смежных помещениях, в нижнем и верхнем от горящего этажах, должны соответствовать количеству мест защиты по тактическим условиям осуществления боевых действий, а на остальных этажах и на чердаке их должно быть не менее одного.

Определение общего количества стволов на тушение пожара и защиту объекта.

N_ств. = +

Определение фактического расхода воды на тушение пожара.

Фактический расход (Q_ф) – весовое или объёмное количество огнетушащего средства, фактически подаваемого в единицу времени на величину соответствующего параметра тушения пожара или защиты объекта, [л/с]; [кг/с]; [м³/с]; [л/мин.]; [кг/мин.]; [м³/мин.].

Фактический расход находится в зависимости от количества и тактико-технической характеристики приборов подачи огнетушащих средств и определяется по формуле:

= q_ств., [л/с].

Определение фактического расхода воды на защиту объекта.

= q_ств., [л/с].

Определение общего фактического расхода воды на тушение пожара и защиту объекта.

Q_ф = + , [л/с].

Определение водоотдачи наружного противопожарного водопровода.

При наличии противопожарного водопровода обеспеченность объекта водой проверяется по водоотдаче данного водопровода. Обеспеченность объекта считается удовлетворительной, если водоотдача водопроводной сети превышает фактический расход воды для целей пожаротушения. При проверке обеспеченности объекта водой бывают случаи, когда водоотдача удовлетворяет фактический расход, но воспользоваться этим невозможно из-за отсутствия достаточного количества пожарных гидрантов.

Следовательно, для полной обеспеченности объекта водой необходимы два условия:

- чтобы водоотдача водопроводной сети превышала фактический расход воды (Q_cети Q_ф);

- чтобы количество пожарных гидрантов соответствовало бы количеству пожарных автомобилей, которые необходимо установить на эти гидранты (N_пг N_авт.).

Водопроводные сети бывают двух видов:

- кольцевые;

- тупиковые.

Водоотдача кольцевой водопроводной сети рассчитывается по формуле:

Q^к_сети = (D/25)² V_в, [л/с],

где: D – диаметр водопроводной сети, [мм];

25 – переводное число из миллиметров в дюймы;

V_в – скорость движения воды в водопроводе, которая равна:

- при напоре водопроводной сети Hв =1,5 [м/с];

- при напоре водопроводной сети H>30 м вод.ст. -V_в =2 [м/с].

Водоотдача тупиковой водопроводной сети рассчитывается по формуле:

Q^т_сети = 0,5 Q^к_сети, [л/с].

Определение времени работы пожарного автомобиля от пожарного водоёма.

При наличии на объектах пожарных водоёмов и использовании их для целей пожаротушения определяют время работы пожарного автомобиля установленного на данный водоисточник по формуле:

= , [мин.],

где: 0,9 – коэффициент заполнения пожарного водоема;

V_пв – объем пожарного водоема, [м³];

1000 – переводное число из м³ в литры.

Время работы пожарного автомобиля с установкой его на пожарный водоём должно составлять для тушения пожаров в зданиях не менее 2-х часов.

Определение требуемого запаса воды для тушения пожара и защиты объекта.

На объектах, где запас воды для целей пожаротушения ограничен, проводится расчёт требуемого запаса воды для тушения и защиты по формуле:

W_в = Q^т_ф 60 t_р К_з + Q^защ_ф 60 t_з, [л]

где: t_з – расчётное время запаса определяется по таблице (приложение 17) ч.

В тех случаях, когда на объектах огнетушащих средств недостаточно, принимаются меры к их увеличению: повышается водоотдача путём увеличения напора в сети, организуется перекачка или подвоз воды с удалённых водоисточников, специальные средства доставляются с резервных складов гарнизона и опорных пунктов тушения крупных пожаров.

При наличии рек, озёр и других естественных водоисточников с неограниченным запасом воды обеспеченность объекта данным видом огнетушащего средства в расчётах не проверяется.

Определение предельного расстояния подачи огнетушащих средств.

L_пред = , [м]

где:

Н_н – напор на насосе, который равен 90-100 м вод.ст.;

Н_разв – напор у разветвления, который равен 40-50 м вод.ст.;

Z_м – наибольшая высота подъёма (+) или спуска (-) местности на предельном расстоянии, [м];

Z_ств - наибольшая высота подъёма (+) или спуска (-) ствола от места установки разветвления или прилегающей местности на пожаре, [м];

S - сопротивление одного пожарного рукава, (Приложение 6);

Q - суммарный расход воды одной наиболее загруженной магистральной рукавной линии, [л/с];

«20» - длина одного напорного рукава, [м];

«1,2» - коэффициент рельефа местности.

Полученное расчётным путём предельное расстояние по подаче огнетушащих средств следует сравнить с расстоянием от водоисточника, на который установлен пожарный автомобиль, до места пожара (L). При этом должно соблюдаться условие:

L_пред > L

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

А) Использование насосов на полную тактическую возможность в практике тушения пожаров является основным и обязательным требованием. При этом боевое развёртывание производится в первую очередь от пожарных автомобилей, установленных на ближайших водоисточниках.

Требуемое количество пожарных автомобилей, которые необходимо установить на водоисточники, определяется по формуле:

N_авт.= ,

где: 0,8 – коэффициент полезного действия пожарного насоса;

Q_н – производительность насоса пожарного автомобиля, [л/с].

При одинаковой схеме боевого развёртывания отделений на основных пожарных автомобилях расчет проводится по формуле:

N_авт.= ,

где: Q_отд. – расход огнетушащего средства, которое может подать одно отделение, [л/с].

Б) при установке на пожарный гидрант в зависимости от расхода водопроводной сети, л/с;

В) по количеству пожарных рукавов для прокладки магистральных линий;

где L - расстояние от водоисточника до места пожара, м;

1,2 - коэффициент неровности местности;

20 - длина одного рукава, м;

n_P - количество рукавов, используемых при прокладке магистральных линий, вывозимых на одном пожарном автомобиле.

Аналогично проводится проверка и по рабочим рукавам.

В результате проведенных расчетов принимается то количество пожарных автомобилей (по подаче или по количеству пожарных рукавов), которое является максимальным.

В любом из указанных случаев, если позволяют условия (в частности, насосно-рукавная система), боевые расчёты прибывающих подразделений должны использовать для работы уже установленные на водоисточники пожарные автомобили. Это не только обеспечит использование техники на полную мощность, но и ускорит введение сил и средств на тушение пожара.

Определение требуемой численности личного состава для тушения пожара.

N_л.с.=N_гдзс 3+ N_{ств.«А»} 2+ _«Б» 1 + _«Б» 2+ N_п.б. 1+ N_авт. 1+ N_л 1+ +N_св. 1+...,

где:

N_гдзс - количество звеньев ГДЗС («3» – состав звена ГДЗС 3 человека)

N_{ств.«А»} - количество работающих на тушении и защите стволов РС-70 («2» – два человека, работающих с каждым стволом). При этом не учитываются те стволы РС-70, с которыми работают звенья ГДЗС;

_«Б» - количество работающих на тушении пожара стволов РСК – 50 («1» – один человек, работающий с каждым стволом). При этом не учитываются те стволы РСК-50, с которыми работают звенья ГДЗС;

_«Б» - количество работающих на защите объекта стволов РСК – 50 («2» – два человека, работающих с каждым стволом). При этом не учитываются те стволы РСК-50, с которыми работают звенья ГДЗС, производящие защиту объекта;

N_п.б. – количество организованных на пожаре постов безопасности;

N_авт

Общую численность личного состава определяют путём суммирования числа людей, занятых на проведении различных видов боевых действий. При этом учитывают обстановку на пожаре, тактические условия его тушения, действия, связанные с проведением разведки пожара, боевого развертывания, спасения людей, эвакуации материальных ценностей, вскрытия конструкций и т.д.

С учётом сказанного формула для определения численности личного состава будет иметь следующий вид:

- количество пожарных автомобилей, установленных на водоисточники и подающих огнетушащие средства. Личный состав при этом занят контролем за работой насосно-рукавных систем из расчёта: 1 человек на 1 автомобиль;

N_л - количество выдвижных лестниц на которые задействованы страховщики из расчета: 1 человек на 1 лестницу;

N_св. – количество связных, равное количеству прибывших на пожар подразделений.

Ориентировочные нормативы требуемой численности личного состава для выполнения работ на пожаре приведены в (Приложение 8).

Определение количества отделений.

При определении требуемого количества подразделений исходят из следующих условий: если в боевых расчётах гарнизона находятся преимущественно пожарные автоцистерны, то среднюю численность личного состава для одного отделения принимают 4 человека. В указанные числа не входят водители пожарных автомобилей.

Требуемое количество отделений на основных пожарных автомобилей (АЦ) определяется по формулам:

N _отд. = ;

где - количество человек в одном отделении.

Вывод о достаточности сил и средств.

По требуемому количеству отделений определяют достаточность сил и средств для тушения пожара, определяется (согласно расписанию выездов пожарных подразделений) автоматический номер вызова на заданный объект и делается вывод. В данном случае считается, что на ваш объект определён автоматический повышенный номер вызова, т.е. при получении сообщения о пожаре подразделения, которые привлекаются для тушения пожара согласно расписанию выездов пожарных подразделений, одновременно получают информацию с ДДС-01 о пожаре и одновременно выезжают к месту вызова.

Расчет параметров пожара по установленному расчетом сил и средств повышенному рангу пожара:

1. Определение параметров пожара на момент введения сил и средств вторым подразделением.

При определении расчётом сил и средств повышенного номера вызова пожарных подразделений возникает необходимость расчёта параметров пожара на момент введения сил и средств вторым подразделением. Разница времени введения сил и средств первым и вторым подразделением будет равна разнице времени следования их к месту пожара.

1.1. Определение времени введения сил и средств вторым подразделением.

t_вв.2. = t_св. + (t_сл.2 - t_сл.1), [мин.]

где: t_сл.2 – время следования второго подразделения от ПЧ до места вызова (определяется из расписания выездов пожарных подразделений), [мин.].

1.2. Определение пути, пройденного огнём.

Путь, пройденный огнём на момент введения сил и средств второго подразделения, определяется по формуле:

L = 5V_л + V_л (t_св. - t₁) + 0,5V_л (t_сл.2 - t_сл.1), [м]

1.3. Определение параметров пожара на момент введения сил и средств второго подразделения аналогично определению параметров пожара на момент сообщения о пожаре (с п.1.2. по п.1.8.).

2. Время следования службы пожаротушения.

t_спт = t_д.с. + t_сб. + t_сл.3, [мин.]

где: t_сл.3 – время следования третьего подразделения от ПЧ до места вызова (определяется из расписания выездов пожарных подразделений (приложение 3), [мин.].

3. Определение параметров пожара на момент локализации.

3.1. Определение времени локализации.

Продолжительность периода локализации зависит от быстрого проведения разведки пожара, оценки обстановки, скорости сосредоточения фактического расхода огнетушащих средств (Q_ф>Q_тр.), тактически грамотного управления боевыми действиями подразделений, участвующих в тушении пожара, и других факторов.

Время локализации пожара определяется по формуле:

t_лок. = t_cв. + (t_cл.N - t_cл.1), [мин.]

где: t_cл.N – время следования N-го подразделения, которое определяется следующим образом: в расчёте сил и средств для тушения пожара было определено требуемое количество отделений, например: N _отд. = 7. Семь отделений на основных пожарных автомобилях входят в состав четырёх пожарных подразделений. В данном случае в формуле по определении времени локализации пожара t_cл.N будет соответствовать времени следования от ПЧ до места вызова четвёртого (по порядку) подразделения (t_cл.4).

3.2. Определение пути, пройденного огнём.

Путь, пройденный огнём на момент локализации, определяется по формуле:

L = 5V_л + V_л (t_св. - t₁) + 0,5V_л (t_{сл. N} - t_сл.1), [м]

3.3. Определение параметров пожара на момент введения сил и средств второго подразделения (площади, периметра и фронта пожара) аналогично определению параметров пожара на момент сообщения о пожаре (с п.1.2. по п.1.5.).

Определение требуемого расхода воды для локализации пожара производится в последовательности, изложенной выше. При этом надо учитывать, что силы и средства необходимы не только для ограничения развития пожара, но и для эвакуации людей и материальных ценностей, для защиты смежных помещений, для вскрытия и разработки конструкций, для прокладки магистральных линий от удаленных водоисточников и т.д.

Если окажется, что силы и средства по вызову №2 не обеспечат подачу требуемого расхода огнетушащего вещества и локализацию пожара, то определяется обстановка по следующему повышенному номеру вызова №3.

Параметры, характеризующие обстановку на пожаре по вызову №3, определяются так же, как к моменту введения сил и средств по повышенному номеру вызова №2.

Если будет выявлено, что даже по прибытии сил и средств по наибольшему номеру вызова, указанному в задании, их окажется недостаточно для локализации пожара, то слушатель (студент) останавливается на этом максимальном вызове и предполагает вариант тушения пожара с учетом недостатка сил и средств.