2015-02-27
3029
Эти методы целиком и полностью базируются на эмпирических формулах, которые представляют собой зависимость теплового потока от средней температуры газовой среды в помещении или от времени.
Применение эмпирических формул ограничивается условиями, при которых велись исследования теплообмена при пожаре (к этим условиям относятся вид и количество горючего материала, число и размеры проемов, свойства материала ограждений, размеры помещений и др.).
Первую группу таких формул представляют зависимости, полученные на основании результатов исследований М.П. Башкирцева:
при То < Тт < 333 К
(3.30)
при Тт >333 К
(3.31)
где а = 0,8 К-1; α1=4,07 Вт/м2; α2=11,6 Вт/м2; b 1 = 0,00065 К-1; n = 0,0023 К-1 ;S = SCT + Sпот + Sпол - суммарная площадь поверхностей ограждений (стен потолка, пола), м2; Тт - средняя температура газовой среды; Tо - температура среды перед пожаром; Qw - суммарный тепловой поток в ограждения, Вт.
Эти формулы были получены на основе исследования пожаров в помещениях объемом от 2,5 до 6000 м3 с ограждающими конструкциями из кирпича и бетона. В опытах сжигались горючие жидкости (дизельное топливо, бензин, спирты).
|
|
|
Позднее под руководством проф. Ю.А. Кошмарова адъюнктами СИ. Зерновым, B.C. Козловым и B.C. Агаповым были проведены исследования пожаров в помещении объемом V = 200 м3 с ограждениями из кирпича и бетона. В опытах сжигались древесина и органическое стекло. Полученная при этом зависимость, для определения потоков тепла Qw дает результаты, близкие к тем, которые следуют из вышеприведенных формул.
Вторая группа эмпирических формул для расчета тепловых потоков в ограждения была получена И.С. Молчадским. Эти формулы позволяют вычислить тепловые потоки отдельно в вертикальные стены, потолок (перекрытие) и пол. Суммарный тепловой поток есть сумма потоков тепла в стены, потолок и пол:
(3.32)
где
(3.33)
где αст, αпот, αпол - средние коэффициенты теплоотдачи соответственно для стен, потолка и пола, кВт·м-2·К-1; Тт - среднеобъемная температура среды, К; Т0 - начальная температура, К.
Значения приведенных коэффициентов теплоотдачи вычисляются по эмпирическим формулам:
|
где
G - количество (масса) горючего материала, приходящегося на 1 м2 суммарной площади поверхностей всех ограждающих конструкций (удельная горючая нагрузка), кг·м-2; М - масса горючего материала, находящегося в помещении, кг.
Приведенные здесь формулы были установлены на основе данных, полученных при исследовании пожаров в помещениях объемом от 60 до 200 м3 с ограждениями из бетона и кирпича. В опытах сжигалась древесина (G = 0,8÷11 кг∙м-2).
Третью группу эмпирических формул представляют зависимости тепловых потоков в стены, потолок и пол от времени:
|
|
|
|
где Sст, Sпот, Sпол - площади стен, потолка и пола соответственно, м2.
Значения величин q и τ зависят от удельной горючей нагрузки G:
|
где 
