I. Методы определения критической продолжительности пожара по опасным факторам пожара

1. Критические продолжительности пожара определяют по результатам расчета значений опасных факторов пожара на эвакуационных путях в различные моменты времени.

Значения опасных факторов пожара рассчитываются на путях эвакуации на высоте 1,7 м от пола путем решения системы уравнений тепломассообмена.

Для описания термогазодинамических параметров пожара применяются три вида моделей: интегральные, зонные (зональные) и полевые, содержащиеся в методике определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и пожарных отсеках различных классов функциональной пожарной опасности и (или) в Методике.

2. Выбор конкретной модели расчета времени блокирования путей эвакуации следует осуществлять, исходя из следующих предпосылок:

а) интегральный метод:

для зданий, содержащих развитую систему помещений малого объема простой геометрической конфигурации;

для помещений, где характерный размер очага пожара соизмерим с характерными размерами помещения и размеры помещения соизмеримы между собой (линейные размеры помещения отличаются не более чем в 5 раз);

для предварительных расчетов с целью выявления наиболее неблагоприятных сценариев пожара;

б) зонный (зональный) метод:

для зданий и помещений, для которых допустимо использование интегрального метода;

для зданий, содержащих систему помещений простой геометрической конфигурации, когда размер очага пожара существенно меньше размеров помещения;

в) полевой метод:

для зданий и помещений, для которых допустимо использование интегрального или зонного метода;

для помещений сложной геометрической конфигурации, а также помещений с большим количеством внутренних преград (в частности, многосветные пространства с системой галерей и примыкающих коридоров);

для помещений, в которых один из геометрических размеров более чем в 10 раз отличается от остальных;

для иных случаев, когда применимость или информативность зонных и интегральных моделей вызывает сомнение.

При использовании интегрального, зонного и полевого методов необходимо учитывать следующие свойства обращающихся или используемых горючих веществ и материалов, в достаточной степени отражающих характер поведения материала в условиях пожара:

низшая теплота сгорания материала, МДж/кг;

линейная скорость распространения пламени, м/с (для твердых горючих веществ и материалов);

время стабилизации горения, с (для жидких горючих веществ и материалов, в случае отсутствия данных принимать равным нулю);

удельная скорость выгорания, кг/м²·с;

дымообразующая способность, Нп·м²/кг;

потребление кислорода, кг/кг;

выделение каждого рассматриваемого токсичного газа, кг/кг.

При определении критической продолжительности пожара по токсичным газам необходимо рассматривать возможность образования и распространения наиболее опасных токсичных продуктов горения. Состав образующихся токсичных газов для горючих веществ и материалов определяется на основе справочных источников информации или результатов экспериментальных исследований.

В случае отсутствия данных о свойствах обращающихся или используемых горючих веществ и материалов необходимо экспериментальное определение указанных свойств рассматриваемых материалов.

Допускается использовать альтернативный метод расчета критических продолжительностей пожара по потере видимости и повышению концентрации токсичных продуктов горения и термического разложения, который основан на получении следующих экспериментальных зависимостей:

зависимость парциальных плотностей токсичных газов от изменения парциальной плотности кислорода;

зависимость оптической плотности дыма от изменения парциальной плотности кислорода.

В этом случае изменение парциальной плотности кислорода, необходимое для расчета парциальных плотностей токсичных газов и оптической плотности дыма, определяется в соответствии с выбранной моделью расчета времени блокирования путей эвакуации (интегральной, зонной или полевой).

Определение времени блокирования путей эвакуации по остальным опасным факторам пожара, кроме снижения видимости в дыму и повышенной концентрации токсичных продуктов горения и термического разложения, осуществляется в соответствии с выбранной моделью расчета времени блокирования путей эвакуации (интегральной, зонной или полевой).

3. Метод определения критической продолжительности пожара по условию блокирования эвакуационных путей в результате воздействия теплового излучения и (или) повышенной температуры.

Критическая продолжительность пожара по тепловому потоку и повышенной температуре определяется по времени достижения на путях эвакуации эффективной тепловой дозой Q_FED величины, равной 1.

Эффективная тепловая доза Q_FED определяется по формуле:

, (П5.1)

где t_Irad - допустимое время воздействия теплового излучения в течение промежутка времени , мин;

t_conv - допустимое время воздействия повышенной температуры в течение промежутка времени , мин;

q - интенсивность теплового потока, кВт/м²;

- промежуток времени воздействия, мин;

t₁, t₂ - границы временного интервала, в течение которого рассматривается возможность эвакуации людей из помещения, мин.

Величина, t_Irad, определяется по формуле:

t_Irad = 4,2 · q^-1,9. (П5.2)

Время t_conv для помещений, в которых концентрация паров воды в воздухе менее 10% (об.), определяется по формуле:

для людей в специальной защитной одежде пожарного:

t_conv = 4,1 · 10⁸ · T^-3,61, (П5.3)

для людей без защитной одежды:

t_conv = 5 · 10⁷ · T^-3,4,(П5.4)

где T - температура воздуха, °C.

Допускается критическую продолжительность пожара по тепловому потоку и повышенной температуре определять по достижению на путях эвакуации одного из следующих критических значений:

интенсивность теплового потока 2,5 кВт/м²;

температура воздуха 90 °C (в случае если в воздухе помещения содержание водяного пара составляет менее 10% об.).

Для помещений, в которых концентрация паров воды в воздухе составляет 10% об. и более, или при отсутствии для расчетов необходимых исходных данных критическая продолжительность пожара по тепловому потоку и повышенной температуре определяется по достижению температуры воздуха на путях эвакуации 60 °C.

4. Метод определения критической продолжительности пожара по условию блокирования эвакуационных путей по потере видимости.

Критическая продолжительность пожара по потере видимости определяется по времени достижения на путях эвакуации расстояния потери видимости:

5 м - для всех сценариев пожара при площади помещения менее 100 м²;

5 м - для всех сценариев развития пожара, связанных с успешным срабатыванием СОУЭ 2 - 5 типа при площади помещения 100 м² и более;

10 м - для всех сценариев развития пожара, связанных с неуспешным срабатыванием СОУЭ 2 - 5 типа при площади помещения 100 м² и более;

10 м - для всех сценариев развития пожара, связанных с успешным срабатыванием СОУЭ 1-го типа при площади помещения 100 м² и более;

20 м - в остальных случаях.

5. Метод определения критической продолжительности пожара по условию блокирования эвакуационных путей в результате снижения концентрации кислорода.

Критическая продолжительность пожара по пониженному содержанию кислорода в помещении определяется по времени достижения на путях эвакуации концентрации кислорода 0,226 кг/м³ (17,5% об.).

6. Метод определения критической продолжительности пожара по условию блокирования эвакуационных путей в результате повышения концентрации токсичных продуктов горения и термического разложения.

Критическая продолжительность пожара по повышению на путях эвакуации токсичных продуктов горения и термического разложения определяется по наименьшему из времен достижения на путях эвакуации эффективной дозы X_FED или эффективной концентрации X_FEC величины, равной 1 исходя из их совместного действия.

Эффективная доза X_FED рассчитывается по формуле:

, (П5.5)

где C_i - средняя концентрация i-го токсичного продукта горения или термического разложения в выбранный отрезок времени , ppm об.;

- выбранный отрезок времени, мин;

(C · t)_i - удельная экспозиционная доза, которая может воспрепятствовать самостоятельной эвакуации находящихся в опасной зоне людей, ppm(об.)·мин.

Допускается эффективную дозу X_FED для CO и HCN определять по формуле:

, (П5.6)

где - средняя концентрация CO на временном отрезке , ppm об.;

- средняя концентрация HCN на временном отрезке, , ppm об.;

- временной отрезок, мин.

В случае если концентрация CO₂ на путях эвакуации превышает 2% об., величины и в формуле (П5.6) на каждом временном отрезке должны умножаться на коэффициент v_Co2, определяемый по формуле:

(П5.7)

где - средняя концентрация CO₂, % об.

Эффективная концентрация X_FEC определяется по формуле:

, (П5.8)

где - средняя концентрация i-го токсичного продукта горения и термического разложения, ppm об.;

F_i - концентрация i-го токсичного продукта, при которой люди, находящиеся в зоне пожара, не могут предпринимать эффективные действия, направленные на спасение, ppm об.

Допускается эффективную концентрацию X_FEC для HCl, HBr, HF, SO₂, NO₂, акролеина и формальдегида определять по формуле:

. (П5.9)

Допускается критическую продолжительность пожара по повышению на путях эвакуации концентрации токсичных продуктов горения и термического разложения определять по достижению на путях эвакуации критической концентрации каждого из токсичных продуктов горения исходя из их независимого действия (при их выделении при реализации рассматриваемого сценария):

CO₂ - 0,09 кг·м^-3 (52570 ppm или мкл·л^-1);

CO - 1,16 · 10^-3 кг·м^-3 (1065 ppm или мкл·л^-1);

HCl - 23 · 10^-6 кг·м^-3 (6 ppm или мкл·л^-1);

HCN - 5,26 · 10^-6 кг·м^-3 (5 ppm или мкл·л^-1);

NO₂ - 4,45 · 10^-5 кг·м^-3 (25 ppm или мкл·л^-1);

HBr - 3,15 · 10^-4 кг·м^-3 (100 ppm или мкл·л^-1);

C₃H₄O (акролеин) - 6,54 · 10^-6 кг·м^-3 (3 ppm или мкл·л^-1);

HF - 3,89 · 10^-5 кг·м^-3 (50 ppm или мкл·л^-1);

CH₂O (формальдегид) - 5,84 · 10^-5 кг·м^-3 (50 ppm или мкл·л^-1);

SO₂ - 3,74 · 10^-5 кг·м^-3 (15 ppm или мкл·л^-1);

COCl₂ (фосген) - 2,4 · 10^-6 кг/м³.

При отсутствии данных допускается принимать критические значения концентрации только по каждому из следующих токсичных газообразных продуктов горения: CO₂, CO, HCl.