бжд. Практикум Издательство Иркутского государственного технического университета 2015
 Скачать 2.74 Mb.
|
|
Таблица 4.1 Интенсивность и скорость движения людского потока при различной на разных участках путей эвакуации в зависимости от плотности Плотность потока D, м 2 /м 2 Горизонтальный путь Двер- ной проем, интен- сив- ность q, м/мин Лестница вниз Лестница вверх Скорость v, м/мин Интен- сивность q, м/мин Скорость v, м/мин Интен- сив- ность q, м/мин Скорость v, м/мин Интенсивность q, м/мин 0,01 100 1,0 1,0 100 1,0 60 0,6 0,05 100 5,0 5,0 100 5,0 60 3,0 0,10 80 8,0 8,7 95 9,5 53 5,3 0,20 60 12,0 13,4 68 13,6 40 8,0 0,30 47 14,1 16,5 52 16,6 32 9,6 0,40 40 16,0 18,4 40 16,0 26 10,4 0,50 33 16,5 19,6 31 15,6 22 11,0 0,70 23 16,1 18,5 18 12,6 15 10,5 0,80 19 15,2 17,3 13 10,4 13 10,4 0,90 и более 15 13,5 8,5 8 7,2 11 9,9 Примечание: интенсивность движения в дверном проеме при плотности потока 0,9 и более, равная 8,5 м/мин, установлена для дверного проема шириной 1,6 м и более, а при дверном проеме меньшей ши- рины интенсивность движения следует определять по формуле q = 2,5 + 3,75 Время блокирования путей эвакуации t бл вычисляется путем расчета времени достижения ОФП предельно допустимых значений на эвакуаци- онных путях в различные моменты времени. Критическая продолжительность пожара t кр , (с), рассчитывается по условию достижения каждым из ОФП предельно допустимых значений в зоне пребывания людей: – по повышенной температуре: 81 t т кр = n z t t А В 1 0 0 273 70 1 ln (4.9) – по потере видимости: 3 1 1 05 , 1 ln 1 ln Z D В l E V А В t m пр пв кр (4.10) – по понижению содержания кислорода: 3 1 1 27 , 0 044 , 0 1 ln 2 2 Z V L В А В t O О кр (4.11) – по каждому из токсичных газообразных продуктов горения: 3 1 1 1 ln Z L B X V А В t пг кр (4.12) где В – размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания материала и свободного объема помещения, кг; t 0 – начальная температура воздуха в помещении; n – показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени; А – размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего материала и площадь пожара, кг∙с -2 ; Z – безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распреде- ления ОФП по высоте помещения; Q н – низшая теплота сгорания материала, кДж/кг; С р – удельная изобарная теплоемкость газа, кДж/(кг∙К); φ – коэффициент теплопотерь; η – коэффициент полноты горения; V – свободный объем помещения,м 3 ; α – коэффициент отражения предметов на путях эвакуации; Е – начальная освещенность; L пр – предельная дальность видимости в дыму; D m – дымообразующая способность горящего материала, Н п ∙м 2 /кг; Х – предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении кг/м 3 : Х СО2 =0,11; Х СО =1,16∙10 -3 ; Х HCl =23∙10 -6$ L O2 – удельный расход кислорода; L – удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала. н p Q V C B 1 353 (4.13) 82 H h H h Z 4 , 1 exp (4.14) где h – высота рабочей зоны, рассчитанная по формуле h=h пл +1,7-0,5∙δ=1,7 м (4.15) h пл – высота площадки, на которой находятся рабочие, над полом, м; δ – разность высот пола, равная нулю при горизонтально его располо- жении, Н – высота помещения. А=1,05∙Ψ F ∙V 2 (4.16) где Ψ F – удельная скорость выгорания горючих материалов, V – линейная скорость распространения. Исходные данные для проведения расчетов могут быть взяты из справочной литературы. Из полученных в результате расчетов значений критической про- должительности пожара выбирают минимальное: , , , , min . . г т кр О кр в п кр т кр кр t t t t t 2 . (4.17) Необходимое время эвакуации людей t нб , мин, из рассматриваемого помещения рассчитывают по формуле 60 t 8 0 t кр нб , . (4.18) Вероятность эффективной работы системы противопожарной защи- ты Р пз , направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей, рассчи- тывается по формуле ) R R 1 ( ) R R 1 ( 1 Р ПДЗ обн СОУЭ обн ПЗ , (4.19) где R обн – вероятность эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации, R обн = 0,8; R СОУЭ – условная вероятность эффективного срабатывания системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей в случае эф- фективного срабатывания системы пожарной сигнализации, R СОУЭ =0,8; R ПДЗ – условная вероятность эффективного срабатывания системы про- тиводымной защиты в случае эффективного срабатывания системы пожар- ной сигнализации, R ПДЗ =0,8. Пример задачи: оценить индивидуальный риск для людей, работаю- щих в механообрабатывающем цехе (зальное помещение). В механообра- батывающем цехе размером 104х72х16,2 м произошел аварийный разлив и загорание масла на площади 420 м 2 . В цехе работают 80 чел. на четырех механических участках в три смены, Р пр = 1. Цех имеет два эвакуационных выхода посередине. Ширина центрального прохода между механическими участками равна 4 м, а ширина проходов между оборудованием и стенами равна 2 м, на участках работают по 20 чел. Люди находятся на нулевой от- метке. Время установления стационарного режима выгорания масла по 83 экспериментальным данным составляет 900 с. Характеристики горения масла, взятые из литературных источников, следующие: низшая теплота сгорания Q = 41,9 МДж/кг; дымообразующая способность, D = 243 Нп·м 2 /кг; удельный выход углекислого газа 2 CO L = 0,7 кг/кг; удельное по- требление кислорода 2 O L = 0,282 кг/кг; удельная массовая скорость выгора- ния = 0,03 кг/(м 2 · с). Решение: Расчетная схема эвакуации представлена на рис. 4.1. – место пожара; I, II – эвакуационные выходы; 1, 2 – участки эвакуационного пути. Рис. 4.1. Расчетная схема эвакуации Эвакуацию осуществляют в направлении первого эвакуационного выхода, так как второй заблокирован очагом пожара. Плотность людского потока на первом участке эвакуационного пути: 1 0 2 88 1 20 N D 1 1 1 1 , l f м -2 Время движения людского потока по первому участку: 88 0 100 88 V t 1 1 1 , l мин. Интенсивность движения людского потока по второму участку: 1 4 2 1 2 q 2 q 2 1 1 2 м/мин. Время движения людского потока по второму участку, так как q 2 = 1 < q max = 16,5: 84 52 0 100 52 V t 2 2 2 , l мин. Расчетное время эвакуации: t р = t 1 + t 2 = 0,88 + 0,52 = 1,4 мин. Геометрические характеристики помещения: h = 1,7 м; V= 0,8 · 104 · 72 · 16,2 = 94,044 м 3 При горении жидкости с неустановившейся скоростью: 277 0 420 900 03 0 67 0 F 67 0 A ст , , , , ; при п =1,5. Определяем t кр при х = 0,3 и Е = 40 лк, В = 2 136 кг: 12 0 2 16 7 1 4 1 2 16 7 1 H h 4 1 H h Z , , , , exp , , , exp ; l пр = 20 м; по повышенной температуре 362 12 0 ) 20 273 ( 20 70 1 277 0 2136 )Z t 273 ( t 70 1 A B t 5 1 1 n 1 0 0 т кр , / / , ln , ln c; по потере видимости: 135 12 0 243 2136 20 ) 40 3 0 05 1 ( 97044 1 277 0 2136 BDZ E) 05 1 ( V 1 A B t 5 1 1 1 n 1 1 пр в п кр , / / . , , , ln ln , l , ln ln c; по пониженному содержанию кислорода: ; 6 , 2 ln 7710 27 , 0 044 , 0 1 ln 5 , 1 / 1 / 1 1 2 2 )) ( ( )Z V L B ( A B t n O п O кр по выделению углекислого газа ; , ln , , 0,1 97044 ln , VX ln , / , / / 5 1 1 5 1 1 1 n 1 1 CO кр )) 016 0 ( 7710 ( 12 0 7 0 2136 1 277 0 2136 BLZ 1 A B t 2 ) t (t t в п кр т кр кр . , min = min (362, 135) = 135 c. Необходимое время эвакуации людей из помещения: t нб = К б t кр = 0,8 · 135 = 108 с = 1,8 мин. Из сравнения t р с t нб получается: t р = 1,4 < t нб = 1,8. Вероятность эвакуации по эвакуационным путям: Р э.п = 0,999. Вероятность эвакуации: Р э = 1 – (1 – (1 – Р э.п ) (1 – Р д.в ) =1 – (1 – (1 – 0,999) (1 – 0) = 0,999. 85 Расчетный индивидуальный риск: Q в = Q n P пp (1 – Р э ) (1 – Р п.з ) = 0,2 · 1 (1 – 0,999) (1 – 0) = 2 · 10 -4 ; Q в = 2 · 10 -4 > н в Q = 10 -6 Вывод: условие безопасности людей не выполнено, значение инди- видуального риска больше допустимого. Порядок выполнения работы 1. Изучить основные теоретические положения 2. Получить задание у преподавателя 3. Провести требуемые расчеты и сделать вывод о соответствии по- жарной безопасности помещения нормативным требованиям. Методические указания к выполнению работы Для определения расчетного времени эвакуации составьте план эва- куации из производственного помещения, исходя из геометрических раз- меров помещения и расположения оборудования либо воспользуйтесь планом предприятия; кроме этого вам необходимо знание количества ра- ботающих в производственном помещении. Для оценки времени блокирования эвакуационных путей необходи- мы физико-химические параметры горючего вещества, для нахождения ко- торых пригодится Интернет. Вывод по работе должен содержать заключение о величине индиви- дуального пожарного риска для работников предприятия и его сравнение с величиной допустимого пожарного риска. 86 Практическая работа 5 Оценка риска и прогнозирование аварии на химически опасном объекте Цель работы: освоить методику прогнозирования зон заражения при авариях на химически опасном объекте и научиться работать со справочной литературой. Теоретические положения Аварийно химически опасные вещества (АХОВ) – это обращающиеся в больших количествах в промышленности и на транспорте токсические хи- мические вещества, способные в случае разрушений (аварий) на объектах легко переходить в атмосферу и вызывать массовые поражения людей, проникать в различные сооружения, заражать местность и водоемы. Химически опасный объект (ХОО) – объект народного хозяйства или транспортное средство, перевозящее АХОВ, при повреждении или разру- шении которых могут произойти химически опасные аварии. Территория, подвергшаяся непосредственному воздействию химиче- ского оружия или АХОВ, и территория, над которой распространяется об- лако зараженного воздуха в поражающих концентрациях, называются зо- ной химического заражения. Методика, использованная в данной работе, позволяет прогнозировать масштабы зон поражения при авариях на техно- логических емкостях и хранилищах, при транспортировке железнодорож- ным, трубопроводным и другими видами транспорта, а также в случае раз- рушения химически опасных объектов. Она распространяется на случаи выброса АХОВ в атмосферу в газо-, парообразном и аэрозольном состоя- нии. При этом масштабы заражения АХОВ в зависимости от их физиче- ских свойств и агрегатного состояния рассчитывают по первичному и вто- ричному облаку, например для сжиженных газов – отдельно по первично- му и вторичному облаку; для сжатых газов – только по первичному облаку; для ядовитых жидкостей, кипящих при температуре окружающей среды, -только по вторичному облаку. В качестве исходных данных для прогнозирования масштабов зара- жения АХОВ приняты следующие: общее количество АХОВ на объекте. Данные по размещению их запасов в емкостях и технологических трубопроводах; количество АХОВ, выброшенных в атмосферу, и характер их раз- лива на подстилающей поверхности («свободно», «в поддон», или «обва- ловку»); высота поддонов или обваловки складских емкостей; метеорологические условия: температура воздуха, скорость ветра на высоте 10 м, степень вертикальной устойчивости воздуха. 87 Для прогнозирования масштабов заражения непосредственно после аварии необходимо учитывать конкретные данные о количестве вы- брошенных (разлившихся) АХОВ и реальные метеоусловия. Внешние границы зоны заражения АХОВ рассчитывают по пороговой ток- содозе при ингаляционном воздействии на организм человека. В работе приняты определенные допущения при выполнении расчетов. Емкости, содержащие АХОВ, при авариях разрушаются полностью; толщину слоя жидкости h (м) для АХОВ, разлившихся свободно на под- стилающей поверхности, принимают равной 0,05 по всей площади разли- ва, а для АХОВ, разлившихся в поддон или обваловку, определяют из со- отношений: при разливах из емкостей, имеющих самостоятельный поддон (обва- лование), h=H – 0,2, (5.1) где Н – высота поддона (обвалования), м; при разливах из емкостей, расположенных группой и имеющих об- щий поддон (обвалование), h = d о F Q , (5.2) где Q o- – количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т; F – реальная площадь разлива в поддон (обвалование), м 2 ; d – плотность АХОВ, т/м 3 Предельное время пребывания людей в зоне заражения и продолжи- тельность сохранения неизменными метеорологических условий (степени вертикальной устойчивости воздуха, направления и скорости ветра) со- ставляют 4 ч. По истечении указанного времени прогноз обстановки необ- ходимо уточнять. При авариях на газо- и продуктопроводах величину выброса АХОВ принимают равной их максимальному количеству, содержащемуся в тру- бопроводе между автоматическими отсекателями, например для аммиако- проводов – 275–500 т. В практической работе использованы следующие термины и опреде- ления. Аварийно химически опасное вещество (АХОВ) – химическое веще- ство, применяемое в народно-хозяйственных целях, которое при выливе или выбросе может приводить к заражению воздуха с поражающими кон- центрациями. Авария – чрезвычайное событие техногенного характера, происшед- шее по конструктивно-производственным, технологическим или эксплуа- тационным причинам либо из-за случайных внешних воздействий и за- ключающееся в повреждении, выходе из строя, разрушении технических устройств или сооружений. 88 Вторичное облако – облако АХОВ, образующееся в результате испа- рения разлившегося вещества с подстилающей поверхности. Зона заражения АХОВ – территория, зараженная АХОВ в опасных для жизни людей пределах. Первичное облако – облако АХОВ, образующееся в результате мгно- венного (1–3 мин) перехода в атмосферу части содержимого емкости, со- держащей АХОВ, при ее разрушении. Площадь зоны возможного заражения АХОВ – площадь территории, в пределах которой под воздействием изменения направления ветра может перемещаться облако АХОВ. Площадь зоны фактического заражения АХОВ – площадь террито- рии, зараженной АХОВ в опасных для человека пределах. Пороговая токсодоза – ингаляционная (полученная при вдыхании) токсодоза, вызывающая начальные симптомы поражения. Прогнозирование масштаба заражения АХОВ – определение глуби- ны и площади зоны заражения АХОВ. Разрушение химически опасного объекта – состояние объекта в ре- зультате катастроф и стихийных бедствий, приводящих к полной разгер- метизации всех емкостей и нарушению технологических коммуникаций. Чрезвычайная ситуация – обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, ката- строфы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или по- влекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окру- жающей природной среде, значительные материальные потери и наруше- ния условий жизнедеятельности людей. Эквивалентное количество сильнодействующего ядовитого веще- ства – такое количество хлора, масштаб заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения при данной степени вертикальной устойчивости воздуха количеством ядовитого вещества, перешедшим в первичное (вторичное) облако. |