Методика проведения пожарно-тактических расчетов

Методика и формулы расчета сил и средств для тушения пожара

Расчеты сил и средств выполняют в следующих случаях:

• при определении требуемого количества сил и средств на тушение пожара;
• при оперативно-тактическом изучении объекта;
• при разработке планов тушения пожаров;
• при подготовке пожарно-тактических учений и занятий;
• при проведении экспериментальных работ по определению эффектив­ности средств тушения;
• в процессе исследования пожара для оценки действий РТП и подразделений.

Расчет сил и средств для тушения пожаров твердых горючих веществ и материалов водой (распространяющийся пожар)

Исходные данные для расчета сил и средств:

• • характеристика объекта (геометрические размеры, характер пожарной нагрузки и ее размещение на объекте, размещение водоисточников относительно объекта);
  • время с момента возникновения пожара до сообщения о нем (зависит от наличия на объекте вида средств охраны, средств связи и сигнализации, правильности действий лиц, обнаруживших пожар и т.д.);
  • линейная скорость распространения пожара V_л;
  • силы и средства, предусмотренные расписанием выездов и время их сосредоточения;
  • интенсивность подачи огнетушащих средств I_тр.

1) Определение времени развития пожара на различные моменты времени.

Выделяются следующие стадии развития пожара:

• 1, 2 стадии свободного развития пожара, причем на 1 стадии (t до 10 мин) линейная скорость распространения принимается равной 50% ее максимального значения (табличного), характерного для данной категории объектов, а с момента времени более 10 мин она принимается равной максимальному значению;
• 3 стадия характеризуется началом введения первых стволов на туше­ние пожара, в результате чего линейная скорость распространения пожара уменьшается, поэтому в промежутке времени с момента введения первых стволов до момента ограничения распространения пожара (момент локали­зации), ее значение принимается равным 0,5V_л. В момент выполнения условий локализации V_л = 0.
• 4 стадия – ликвидация пожара.

t_св = t_обн + t_сооб + t_сб + t_сл + t_бр (мин.), где

• t_св – время свободного развития пожара на момент прибытия подразделения;
• t_обн – время развития пожара с момента его возникновения до момента его обнаружения (2 мин. – при наличии АПС или АУПТ, 2-5 мин. – при наличии круглосуточного дежурства, 5 мин. – во всех остальных случаях);
• t_сооб – время сообщения о пожаре в пожарную охрану (1 мин. – если телефон находится в помещении дежурного, 2 мин. – если телефон в другом помещении);
• t_сб = 1 мин. – время сбора личного состава по тревоге;
• t_сл – время следования пожарного подразделения (2 мин. на 1 км пути);
• t_бр – время боевого развертывания (3 мин. при подаче 1-го ствола, 5 мин. в остальных случаях).

2) Определение расстояния R, пройденного фронтом горения, за время t.

при t_св ≤ 10 мин.:  R = 0,5·V_л ·t_св (м);

при t_вв > 10 мин.:  R = 0,5·V_л ·10 + V_л ·(t_вв – 10)= 5·V_л + V_л·(t_вв – 10) (м);

при t_вв < t*  ≤t_лок : R = 5·V_л + V_л·(t_вв – 10) + 0,5·V_л·(t* – t_вв) (м).

• где     t_св – время свободного развития,
• t_вв – время на момент введения первых стволов на тушение,
• t_лок – время на момент локализации пожара,
• t* – время между моментами локализации пожара и введения первых стволов на тушение.

3) Определение площади пожара.

Площадь пожара S_п – это площадь проекции зоны горения на горизонтальную или (реже) на вертикальную плоскость. При горении на нескольких этажах за площадь пожара принимают суммарную площадь пожара на каждом этаже.

Периметр пожара Р_п – это периметр площади пожара.

Фронт пожара Ф_п – это часть периметра пожара в направлении (направлениях) распространения горения.

Для определения формы площади пожара следует вычертить схему объекта в масштабе и от места возникновения пожара отложить в масштабе величину пути R, пройденного огнем во все возможные стороны.

При этом принято выделять три варианта формы площади пожара:

• круговую (Рис.2);
• угловую (Рис. 3, 4);
• прямоугольную (Рис. 5).

При прогнозировании развития пожара следует учитывать, что форма площади пожара может меняться. Так, при достижении фронтом пламени ограждающей конструкции или края площадки, принято считать, что фронт пожара спрямляется и форма площади пожара изменяется (Рис. 6).

а) Площадь пожара при круговой форме развития пожара.

S_п = k ·p · R²  (м²),

• где k = 1 – при круговой форме развития пожара (рис. 2),
• k = 0,5 – при полукруговой форме развития пожара (рис. 4),
• k = 0,25  – при угловой форме развития пожара (рис. 3).

б) Площадь пожара при прямоугольной форме развития пожара.

S_п = n ·b · R  (м²),

• где n –  количество направлений развития пожара,
• b – ширина помещения.

в) Площадь пожара при комбинированной форме развития пожара (рис 7)

S_п = S₁ + S₂ (м²)

4) Определение площади тушения пожара.

Площадь тушения S_т – это часть площади пожара, на которую осуществляется эффективное воздействие огнетушащими веществами.

Для практических расчетов используется параметр, называемый глубиной тушения h_т, который равен для ручных стволов h_т = 5 м, для лафетных h_т = 10 м.

Тушение пожара производят, вводя стволы либо со всех сторон пожара – по периметру пожара (Рис. 8), либо на одном или нескольких направлениях, как правило, по фронту пожара (Рис. 9).

В некоторых случаях пожарные подразделения не могут подать огнетушащее средство одновременно на всю площадь пожара, например, при недостатке сил и средств, тогда тушение осуществляется по фронту распространяющегося пожара. При этом пожар локализуется на решающем направлении, а затем осуществляется процесс его тушения на других направлениях.

а) Площадь тушения пожара по периметру при круговой форме развития пожара.

S_т = k ·p · (R² – r²)  = k ·p··h_т· (2·R – h_т) (м²),

• где r = R – h_т ,
• h_т – глубина тушения стволов (для ручных стволов – 5м,  для лафетных  – 10 м).

б) Площадь тушения пожара по периметру при прямоугольной форме развития пожара.

S_т = 2·h_т· (a + b – 2·h_т)  (м²)– по всему периметру пожара,

где а и b  – соответственно длина и ширина фронта пожара.

S_т = n·b·h_т (м²)– по фронту распространяющегося пожара,

где b и n – соответственно ширина помещения и количество направлений подачи стволов.

5) Определение требуемого расхода воды на тушение пожара.

Q^т_тр = S_п · I_тр  – при S_п ≤S_т (л/с) или Q^т_тр = S_т · I_тр  – при S_п >S_т (л/с)

Интенсивность подачи огнетушащих веществ I_тр – это количество огнетушащего вещества, подаваемое за единицу времени на единицу расчетного параметра.

Различают следующие виды интенсивности:

Линейная – когда в качестве расчетного принят линейный параметр: например, фронт или периметр. Единицы измерения – л/с∙м. Линейная интенсивность используется, например, при определении количества стволов на охлаждение горящих и соседних с горящим резервуаров с нефтепродуктами.

Поверхностная – когда в качестве расчетного параметра принята площадь тушения пожара. Единицы измерения – л/с∙м². Поверхностная интенсивность используется в практике пожаротушения наиболее часто, так как для тушения пожаров в большинстве случаев используется вода, которая тушит пожар по поверхности горящих материалов.

Объемная – когда в качестве расчетного параметра принят объем тушения. Единицы измерения – л/с∙м³. Объемная интенсивность используется, преимущественно, при объемном тушении пожаров, например, инертными газами.

Требуемая I_тр – количество огнетушащего вещества, которое необходимо подавать за единицу времени на единицу расчетного параметра тушения. Определяется требуемая интенсивность на основе расчетов, экспериментов, статистических данных по результатам тушения реальных пожаров и т.д.

Фактическая I_ф – количество огнетушащего вещества, которое фактически подано за единицу времени на единицу расчетного параметра тушения. 

6) Определение требуемого количества стволов на тушение.

а) N^т_ст = Q^т_тр / q^т_ст – по требуемому расходу воды,

б) N^т_ст = Р_п / Р_ст – по периметру пожара,

Р_п – часть периметра, на тушение которого вводятся стволы

Р_ст = q_ст / I_тр ∙ h_т – часть периметра пожара, которая тушится одним стволом. Р = 2·p ·L (длина окружности), Р = 2·а +  2·b (прямоугольник)

в) N^т_ст = n· (m + A) – в складах со стеллажным хранением (рис. 11),

• где n –  количество направлений развития пожара (ввода стволов),
• m – количество проходов между горящими стеллажами,
• A – количество проходов между горящим и соседним негорящим стеллажами.

7) Определение требуемого количества отделений для подачи стволов на тушение.

N^т_отд = N^т_ст / n_{ст отд} ,

где n_{ст отд} – количество стволов, которое может подать одно отделение.

8) Определение требуемого расхода воды на защиту конструкций.

Q^з_тр = S_з · I^з_тр (л/с),

• где S_з – защищаемая площадь (перекрытия, покрытия, стены, перегородки, оборудование и т.п.),
• I^з_тр = (0,3-0,5)·I_тр – интенсивность подачи воды на защиту.

9) Водоотдача кольцевой водопроводной сети рассчитывается по формуле:

Q^к_сети = ((D/25)  V_в ) ² [л/с], (40) 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].

10) Определение требуемого количества стволов на защиту конструкций.

N^з_ст = Q^з_тр / q^з_ст ,

Также количество стволов часто определяется без аналитического расчета из тактических соображений, исходя из мест размещения стволов и количества защищаемых объектов, например, на каждую ферму по одному лафетному стволу, в каждое смежное помещение по стволу РС-50.

11) Определение требуемого количества отделений для подачи стволов на защиту конструкций.

N^з_отд = N^з_ст / n_{ст отд}

12) Определение требуемого количества отделений для выполнения других работ (эвакуация людей, мат. ценностей, вскрытия и разборки конструкций).

N^л_отд = N_л / n_{л отд} , N^мц_отд = N_мц / n_{мц отд} , N^вск_отд = S_вск / S_{вск отд}

13) Определение общего требуемого количества отделений.

N^общ_отд = N^т_ст + N^з_ст + N^л_отд + N^мц_отд + N^вск_отд

На основании полученного результата РТП делает вывод о достаточности привлеченных к тушению пожара сил и средств. Если сил и средств недостаточно, то РТП делает новый расчет на момент прибытия последнего подразделения по следующему повышенному номеру (рангу) пожара.

14) Сравнение фактического расхода воды Q_ф на тушение, защиту и водоотдачи сети Q_вод противопожарного водоснабжения

Q_ф = N^т_ст·q^т_ст + N^з_ст·q^з_ст ≤ Q_вод 

15) Определение количества АЦ, устанавливаемых на водоисточники для подачи расчетного расхода воды.

На водоисточники устанавливают не всю технику, которая прибывает на пожар, а такое количество, которое обеспечило бы подачу расчетного расхода, т.е.

N_АЦ = Q_тр / 0,8 Q_н  ,

где Q_н – подача насоса, л/с

Такой оптимальный расход проверяют по принятым схемам боевого развертывания, с учетом длинны рукавных линий и расчетного количества стволов. В любом из указанных случаев, если позволяют условия (в частности, насосно-рукавная система), боевые расчеты прибывающих подразделений должны использоваться для работы от уже установленных на водоисточники автомобилей.

Это не только обеспечит использование техники на полную мощность, но и ускорит введение сил и средств на тушение пожара.

В зависимости от обстановки на пожаре требуемый расход огнетушащего вещества определяют на всю площадь пожара или на площадь тушения пожара. На основании полученного результата РТП может сделать вывод о достаточности привлеченных к тушению пожара сил и средств.

Расчет сил и средств для тушения пожаров воздушно-механической пеной на площади

(не распространяющиеся пожары или условно приводящиеся к ним)

Исходные данные для расчета сил и средств:

• площадь пожара;
• интенсивность подачи раствора пенообразователя;
• интенсивность подачи воды на охлаждение;
• расчетное время тушения.

При пожарах в резервуарных парках за расчетный параметр принимают площадь зеркала жидкости резервуара или наибольшую возможную площадь разлива ЛВЖ при пожарах на самолетах.

На первом этапе боевых действий производят охлаждение горящих и соседних резервуаров.

1) Требуемое количество стволов на охлаждение горящего резервуара.

N^зг_ств = Q^зг_тр / q_ств = n ∙ π ∙ D_гор∙ I^зг_тр / q_ств, но не менее 3^х стволов,

I^зг_тр = 0,8 л/с∙м – требуемая интенсивность для охлаждения горящего резервуара,

I^зг_тр = 1,2 л/с∙м – требуемая интенсивность для охлаждения горящего резервуара при пожаре в обваловании,

Охлаждение резервуаров W_рез ≥ 5000 м³ и более целесообразно осуществлять лафетными стволами. 

2) Требуемое количество стволов на охлаждение соседнего не горящего резервуара.

N^зс_ств = Q^зс_тр / q_ств = n ∙ 0,5 ∙ π ∙ D_сос∙ I^зс_тр / q_ств, но не менее 2^х стволов,

I^зс_тр = 0,3 л/с∙м – требуемая интенсивность для охлаждения соседнего не горящего резервуара,

n – количество горящих или соседних резервуаров соответственно,

D_гор, D_сос – диаметр горящего или соседнего резервуара соответственно (м),

q_ств – производительность одного пожарного ствола

---

Ручные пожарные стволы: РСП-50, РСК-50, РСП-70, РСКЗ-70

---

Характеристики и тактико-технические характеристики (ТТХ) ручных пожарных стволов. Описание и фото

ПОДРОБНЕЕ

(л/с),

Q^зг_тр, Q^зс_тр – требуемый расход воды на охлаждение (л/с).

3) Требуемое количество ГПС N_гпс на тушение горящего резервуара.

N_гпс = S_п ∙ I^р-ор_тр / q^р-ор_гпс (шт.),

S_п – площадь пожара (м²),

I^р-ор_тр – требуемая интенсивность подачи раствора пенообразователя на тушение (л/с∙м²). При t_всп ≤ 28 ^оC I^р-ор_тр = 0,08 л/с∙м², при t_всп > 28 ^оC I^р-ор_тр = 0,05 л/с∙м² (см. приложение № 9)

q^р-ор_гпс – производительность ГПС по раствору пенообразователя (л/с).

4) Требуемое количество пенообразователя W_по на тушение резервуара.

W_по = N_гпс ∙ q^по_гпс ∙ 60 ∙ τ_р ∙ К_з (л),

τ_р = 15 минут – расчетное время тушения при подаче ВМП сверху,

τ_р = 10 минут – расчетное время тушения при подаче ВМП под слой горючего,

К_з = 3 – коэффициент запаса (на три пенные атаки),

q^по_гпс – производительность ГПС по пенообразователю (л/с).

5) Требуемое количество воды W_в^т на тушение резервуара.

W_в^т = N_гпс ∙ q^в_гпс ∙ 60 ∙ τ_р ∙ К_з (л),

q^в_гпс – производительность ГПС по воде (л/с).

6) Требуемое количество воды W_в^з на охлаждение резервуаров.

W_в^з = N^з_ств ∙ q_ств ∙ τ_р ∙ 3600 (л),

N^з_ств – общее количество стволов на охлаждение резервуаров,

q_ств – производительность одного пожарного ствола (л/с),

τ_р = 6 часов – расчетное время охлаждения наземных резервуаров от передвижной пожарной техники (СНиП 2.11.03-93),

τ_р = 3 часа – расчетное время охлаждения подземных резервуаров от передвижной пожарной техники (СНиП 2.11.03-93).

7) Общее требуемое количество воды на охлаждение и тушение резервуаров. 

W_в^общ = W_в^т + W_в^з (л) 

8) Ориентировочное время наступления возможного выброса Т нефтепродуктов из горящего резервуара.

T= (H – h) / (W+ u + V) (ч), где

H – начальная высота слоя горючей жидкости в резервуаре, м;

h – высота слоя донной (подтоварной) воды, м;

W – линейная скорость прогрева горючей жидкости, м/ч (табличное значение);

u – линейная скорость выгорания горючей жидкости, м/ч (табличное значение);

V – линейная скорость понижения уровня вследствие откачки, м/ч (если откачка не производится, то V= 0).

Тушение пожаров в помещениях воздушно-механической пеной по объему

При пожарах в помещениях иногда прибегают к тушению пожара объемным способом, т.е. заполняют весь объем  воздушно-механической пеной средней кратности (трюмы кораблей, кабельные тоннели, подвальные помещения и т.д.).

При подаче ВМП в объем помещения должно быть не менее двух проемов. Через один проем подают ВМП, а через другой происходит вытеснение дыма и избыточного давления воздуха, что способствует лучшему продвижению ВМП в помещении.

1) Определение требуемого количества ГПС для объемного тушения.

N_гпс = W_пом ·К_р / q_гпс ∙t_н   , где

W_пом – объем помещения (м³);

К_р = 3 – коэффициент, учитывающий разрушение и потерю пены;

q_гпс – расход пены из ГПС (м³/мин.);

t_н = 10 мин – нормативное время тушения пожара.

2) Определение требуемого количества пенообразователя W_по для объемного тушения.

W_по = N_гпс ∙ q^по_гпс ∙ 60 ∙ τ_р ∙ К_з (л),

Пропускная способность рукавов

Приложение № 1

Пропускная способность одного прорезиненного рукава длиной 20 метров в зависимости от диаметра

Приложение № 2

Величины сопротивления одного напорного рукава длиной 20 м

Приложение № 3

Объем одного рукава длиной 20 м

Приложение №  4

Геометрические характеристики основных типов стальных вертикальных резервуаров (РВС).

Приложение № 5

Линейные скорости распространения горения при пожарах на объектах.

Приложение № 6

Интенсивность подачи воды при тушении пожаров, л/(м².с)

* Подача тонкораспыленной воды.

Тактико-технические показатели приборов подачи пены

Линейная скорость выгорания и прогрева углеводородных жидкостей

Примечание: с увеличением скорости ветра до 8-10 м/с скорость выгорания горючей жидкости возрастает на 30-50 %. Сырая нефть и мазут, содержащие эмульсионную воду, могут выгорать с большей скоростью, чем указано в таблице.

Изменения и дополнения в Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках

(информационное письмо ГУГПС от 19.05.00 № 20/2.3/1863)

Таблица 2.1. Нормативные интенсивности подачи пены средней кратности для тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах

Примечание: Для нефти с примесями газового конденсата, а также для нефтепродуктов, полученных из газового конденсата, необходимо определение нормативной интенсивности в соответствии с действующими методиками.

Таблица 2.2. Нормативная интенсивность подачи пены низкой кратности для тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарах*

Основные показатели, характеризующих тактические возможности пожарных подразделений

Руководитель тушения пожара должен не только знать возможности подразделений, но и уметь определять основные тактические показатели:

• время работы стволов и приборов подачи пены;
• возможную площадь тушения воздушно-механической пеной;
• возможный объем тушения пеной средней кратности с учетом имеющегося на автомобиле запаса пенообразователя;
• предельное расстояние по подаче огнетушащих средств.

 Расчеты приведены согласно Справочник руководителя тушения пожара (РТП). Иванников В.П., Клюс П.П., 1987 

Определение тактических возможностей подразделения без установки пожарного автомобиля на водоисточник

1) Определение формула времени работы водяных стволов от автоцистерны:

t_раб = ( V_ц – N_p ·V_p) / N_ст ·Q_ст ·60 (мин.),

N_р = k·L / 20 = 1,2· L / 20 (шт.),

• где:   t_раб – время работы стволов, мин.;
• V_ц – объем воды в цистерне пожарного автомобиля, л;
• N_р – число рукавов в магистральной и рабочих линиях, шт.;
• V_р – объем воды в одном рукаве, л (см. прилож.);
• N_ст – число водяных стволов, шт.;
• Q_ст – расход воды из стволов, л/с (см. прилож.);
• k – коэффициент, учитывающий неровности местности (k = 1,2 – стандартное значение),
• L – расстояние от места пожара до пожарного автомобиля (м).

 Дополнительно обращаем Ваше внимание, что в справочнике РТП Тактические возможности пожарных подразделений. Теребнев В.В., 2004 в разделе 17.1 приводится, точно такая же формула но с коэффициентом 0,9: Tраб = ( 0,9Vц – Np ·Vp) / Nст ·Qст ·60 (мин.)  

2) Определение формула возможной площади тушения водой  S_Т от автоцистерны:

S_Т = ( V_ц – N_p ·V_p) / J_тр ·t_расч · 60 (м²),

• где:   J_тр – требуемая интенсивность подачи воды на тушение, л/с·м² (см. прилож.);
• t_расч = 10 мин. – расчетное время тушения.

3) Определение формула времени работы приборов подачи пены  от автоцистерны:

t_раб   = ( V_р-ра– N_p ·V_p) / N_гпс ·Q_гпс ·60 (мин.),

• где: V_р-ра – объем водного раствора пенообразователя, полученный от заправочных емкостей пожарной машины, л;
• N_гпс – число ГПС (СВП), шт;
• Q_гпс – расход раствора пенообразователя из ГПС (СВП), л/с (см. прилож.).

Чтобы определить объем водного раствора пенообразователя, надо знать, насколько будут израсходованы вода и пенообразователь.

К_В = 100–С / С = 100–6 / 6 = 94 / 6 = 15,7 – количество воды (л), приходящееся на 1 литр пенообразователя для приготовления 6-ти % раствора (для получения 100 литров 6-ти % раствора необходимо 6 литров пенообразователя и 94 литра воды).

Тогда фактическое количество воды, приходящееся на 1 литр пенообразователя, составляет:

К_ф = V_ц / V_по ,

• где V_ц – объем воды в цистерне пожарной машины, л;
• V_по – объем пенообразоователя в баке, л.

если К_ф < К_в , то V_р-ра = V_ц  /  К_в + V_ц (л) – вода расходуется полностью, а часть пенообразователя остается.

если К_ф > К_в , то V_р-ра = V_по ·К_в  + V_по (л) – пенообразователь расходуется полностью, а часть воды остается.

4) Определение возможной формула площади тушения ЛВЖ и ГЖ воздушно-механической пеной:

S_т= ( V_р-ра– N_p ·V_p) / J_тр ·t_расч · 60 (м²),

• где:    S_т –  площадь тушения, м²;
• J_тр – требуемая интенсивность подачи раствора ПО на тушение, л/с·м²;

При t_всп ≤ 28 ^оC –  J_тр = 0,08 л/с∙м², при t_всп > 28 ^оC –  J_тр = 0,05 л/с∙м².

t_расч = 10 мин. – расчетное время тушения.

5) Определение формула объема воздушно-механической пены, получаемого от АЦ:

V_п = V_р-ра ·К (л),

• где: V_п – объем пены, л;
• К – кратность пены;      

6) Определение возможного объема тушения воздушно-механической пеной:

V_т = V_п / К_з (л, м³),

• где: V_т – объем тушения пожара;
• К_з = 2,5–3,5 – коэффициент запаса пены, учитывающий разрушение ВМП вследствие воздействия высокой температуры и других факторов.

Примеры решения задач

Пример №  1. Определить время работы двух стволов Б с диаметром насадка 13 мм при напоре 40 метров, если до разветвления проложен один рукав d 77 мм, а рабочие линии состоят из двух рукавов d 51 мм   от  АЦ-40(131)137А.

Решение:

t = (V_ц – N_рV_р) / N_ст ·Q_ст · 60 =2400 – (1· 90 + 4 · 40) / 2 · 3,5 · 60 = 4,8 мин.

Пример № 2. Определить время работы ГПС-600, если напор у ГПС-600 60 м, а рабочая линия состоит из двух рукавов диаметром 77 мм от АЦ-40 (130) 63Б.

Решение:

1) Определяем объем водного раствора пенообразователя:

К_ф = V_ц / V_по= 2350/170 = 13,8.

К_ф = 13,8  <  К_в = 15,7  для 6-ти % раствора

V_р-ра = V_ц / К_в + V_ц = 2350/15,7 + 2350 » 2500 л.

2)  Определяем время работы  ГПС-600

t = ( V_р-ра– N_p ·V_p) / N_гпс ·Q_гпс ·60 = (2500 – 2 · 90)/1 · 6 · 60 = 6,4 мин.

Пример № 3. Определить возможную площадь тушения бензина ВМП средней кратности от АЦ-4-40 (Урал-23202).

Решение:

1) Определяем объем водного раствора пенообразователя:

К_ф = V_ц / V_по = 4000/200 = 20.

К_ф = 20 > К_в = 15,7  для 6-ти % раствора,

V_р-ра = V_по ·К_в  + V_по = 200·15,7 + 200 = 3140 + 200 = 3340 л.

2) Определяем возможную площадь тушения:

S_т = V _р-ра / J_тр ·t_расч ·60 = 3340/0,08 ·10 · 60 = 69,6 м².  

Пример № 4. Определить возможный объем тушения (локализации) пожара пеной средней кратности (К=100) от АЦ-40(130)63б (см. пример № 2).

Решение:

V_п = V_р-ра · К = 2500 · 100 = 250000 л = 250 м³.

Тогда объем тушения (локализации):

V_т = V_п/К_з = 250/3 = 83 м³.

Определение тактических возможностей подразделения с установкой пожарного автомобиля на водоисточник

1) Определение предельного расстояния по подаче огнетушащих средств:

 (м), где

• L_пр – предельное расстояние (м),
• H_н = 90÷100 м – напор на насосе АЦ,
• H_разв = 10 м – потери напора в разветвлении и рабочих рукавных линиях,
• H_ст = 35÷40 м – напор перед стволом,
• Z_м – наибольшая высота подъема (+) или спуска (–) местности (м),
• Z_ст – наибольшая высота подъема (+) или спуска (–) стволов (м),
• S – сопротивление одного пожарного рукава,
• Q – суммарный расход воды в одной из двух наиболее загруженной магистральной рукавной линии (л/с),

2) Определение необходимого напора на пожарном насосе H_н:

Н_н = N_рук · S · Q²  ± Z_м ± Z_ст + H_разв + H_ст (м), 

• где N_рук · S · Q² – потери напора в наиболее загруженной рукавной линии (м),
• Н_рук = N_рук · S · Q² – потери напора в рукавной линии (м)

3) Определение продолжительности работы водяных стволов от водоемов с ограниченным запасом воды:

(мин.), где

• V_ПВ – запас воды в пожарном водоеме (л);
• V_Ц – запас воды в цистерне пожарного автомобиля (л);
• N_рук  – количество рукавов в магистральных и рабочих линиях (шт.);
• V_рук  – объем одного рукава (л);
• N_СТ  – количество подаваемых стволов от пожарного автомобиля (шт.);
• q_СТ – расход воды из ствола (л/с);

Коэффициент 0,9 говорит нам о том, что всю воду из водоема мы забрать не сможем.

4) Определение продолжительности работы приборов подачи пены:

Продолжительность работы приборов подачи пены зависит от запаса пенообразователя в заправочной емкости пожарного автомобиля или доставленного на место пожара.

Способ № 1 (по расходу водного раствора пенообразователя):

t_раб   = ( V_р-ра– N_p ·V_p) / N_гпс ·Q_гпс ·60 (мин.),

N_p ·V_p = 0, т.к. весь водный раствор пенообразователя будет вытеснен из рукавов и примет участие в формировании ВМП (пенообразователь расходуется полностью, а вода остается), поэтому формула имеет окончательный вид:

t_раб   = V_р-ра  / N_гпс ·Q_гпс ·60 (мин.),

V_р-ра = V_по ·К_в  + V_по (л), т.к. воды заведомо больше и К_ф > К_в = 15,7

Способ № 2 (по расходу запаса пенообразователя):

t = V_по / N_гпс ·Q_гпс^по· 60  (мин.),

• где     N_гпс – число ГПС (СВП), шт;
• Q_гпс^по – расход пенообразователя из ГПС (СВП), л/с;
• V_по – объем пенообразоователя в баке, л.

5) Определение возможного объема тушения (локализации) пожара:

Для ускоренного вычисления объема воздушно-механической пены средней кратности (К = 100, 4- и 6 % -ный водный раствор пенообразователя), получаемой от пожарных автомобилей с установкой их на водоисточник при расходе всего запаса пенообразователя, используют следующие формулы:

а) V_п = (V_по / 4) ·10 (м³)  и  V_п = (V_по / 6) ·10 (м³),

• где    V_п – объем пены, м³;
• V_по – количество пенообразователя (л);
• 4 и 6 – количество пенообразователя (л), расходуемого для получения 1 м³  пены соответственно при 4- и 6 % -ном растворе.

Вывод формулы:

К_В = 100–С / С = 100–6 / 6 = 94 / 6

V_р-ра = V_по ·К_в  + V_по = V_по · (К_в  + 1) = V_по · (94 / 6  + 6 / 6) = V_по · 100 / 6

V_п = V_р-ра ·К = (V_по · 100 / 6)· 100 = V_по · 10000 / 6 (л)

б) V_п = V_по ·К_п (л)

V_п = V_по ·1700 (л) – при кратности 100;

V_п = V_по ·170 (л) – при кратности 10.

К_п – количество пены, получаемой из 1 литра пенообразователя (для 6% раствора).

Примеры решения задач

Пример №  1. Определить предельное расстояние по подаче ствола А с d насадка 19 мм и 2-х стволов Б с диаметром насадка 13 мм, если напор у стволов 40 м, напор на  насосе 100 м, высота подъема местности 8 м, высота подъема стволов 12 м. Рукава магистральной линии d 77 мм.

Решение:

L_пр = (Н_н – (Н_р ± z_м ± z_ст))/S·Q²)·20 = (100 -50-8-12) /0,015 ·14²) · 20 = 204 (м),

Н_р = Н_ст + 10 = 40 + 10 = 50 (м).

Пример № 2. Определить время работы двух стволов А с d насадка 19 мм и 2-х стволов Б с диаметром насадка 13 мм от автонасоса, установленного на пожарный водоем вместимостью 50 м³. Расстояние от места установки разветвления до водоема 100 метров.

Решение:

 (мин)

Пример № 3. Определить время работы двух  ГПС-600 от АЦ-5.0-40 (КАМАЗ – 4310), установленной на пожарный гидрант.

Решение:

t = V_по / N_гпс ·Q_гпс^по· 60 = 300 / 2 · 0,36 · 60 » 7 мин.

Пример № 4.  Определить возможный объем тушения (локализации) воздушно-механической пеной средней кратности, если использовался 6 %-ный раствор пенообразователя от АЦ-4-40 (ЗиЛ-433104).

Решение:

V_п = (V_по / 6) ·10 = (300 / 6) ·10 = 500 м³.

V_т = V_п / К_з = 500 / 3 » 167 м³.

Расчет основных показателей тактических возможностей подразделений позволяет заблаговременно определить возможный объем боевых действий  на пожаре и их реальное выполнение.

Организация бесперебойной подачи воды

Методика расчета потребного количества пожарных автомобилей для перекачки воды к месту тушения пожара

Перекачку воды насосами пожарных машин применяют, если рас­стояние от водоисточника до места пожара велико (до 2 км), напор, развиваемый одним насосом, недостаточен для преодоления потерь напора в рукавных линиях и для создания рабочих пожарных струй.

Перекачка применяется также, если невозможен подъезд к водоисточнику для пожарных автомобилей (при крутых или обрывистых берегах, в заболоченных местах, при вымерзании пруда или реки у берегов и т.д.). Для этого способа перекачки применяют переносные технические устройства с уста­новленными на них насосами (переносные пожарные мотопомпы).

Рис. 1. Схема подачи воды в перекачку

Расстояние в рукавах (штуках)	Расстояние в метрах
1) Определение предельного расстояния от места пожара до головного пожарного автомобиля Nгол (Lгол).
2) Определение расстояния между пожарными машинами Nмм (Lмм), работающими в перекачку (длины ступени перекачки).
3) Определение количества ступеней перекачки Nст
4) Определение общего количества пожарных машин для перекачки Nавт
5) Определение фактического расстояния от места пожара до головного пожарного автомобиля Nфгол (Lфгол).

• H_н = 90÷100 м – напор на насосе АЦ,
• H_разв = 10 м – потери напора в разветвлении и рабочих рукавных линиях,
• H_ст = 35÷40 м – напор перед стволом,
• H_вх ≥ 10 м – напор на входе в насос следующей ступени перекачки,
• Z_м – наибольшая высота подъема (+) или спуска (–) местности (м),
• Z_ст – наибольшая высота подъема (+) или спуска (–) стволов (м),
• S – сопротивление одного пожарного рукава,
• Q – суммарный расход воды в одной из двух наиболее загруженной магистральной рукавной линии (л/с),
• L – расстояние от водоисточника до места пожара (м),
• N_рук – расстояние от водоисточника до места пожара в рукавах (шт.).

Пример: Для тушения пожара необходимо подать три ствола Б с диаметром насадка 13 мм, максимальная высота подъема стволов 10 м. Ближайшим водоисточником является пруд, расположенный на расстоянии 1,5 км от места пожара, подъем местности равномерный и составляет 12 м. Определить количество автоцистерн АЦ−40(130) для перекачки воды на тушение пожара.

Решение:

1) Принимаем способ перекачки из насоса в насос по одной магистральной линии.

2) Определяем предельное расстояние от места пожара до головного пожарного автомобиля в рукавах.

N_ГОЛ = [H_Н  − (Н_Р  ± Z_М ± Z_СТ )] / SQ² = [90 − (45 + 0 + 10)] / 0,015 · 10,5² = 21,1 = 21.

3) Определяем предельное расстояние между пожарными автомобилями, работающими в перекачку, в рукавах.

N_МР = [H_Н − (H_ВХ  ± Z_М )] / SQ² = [90 − (10 + 12)] / 0,015 · 10,5² = 41,1 = 41.

4) Определяем расстояние от водоисточника до места пожара с учетом рельефа местности.

N_Р = 1,2 · L/20 = 1,2 · 1500 / 20 = 90 рукавов.

5) Определяем число ступеней перекачки

N_СТУП = (N_Р − N_ГОЛ ) / N_МР = (90 − 21) / 41 = 2 ступени

6) Определяем количество пожарных автомобилей для перекачки.

N_АЦ = N_СТУП  + 1 = 2 + 1 = 3 автоцистерны

7) Определяем фактическое расстояние до головного пожарного автомобиля с учетом установки его ближе к месту пожара.

N_{ГОЛ ф} = N_Р − N_СТУП · N_МР = 90 − 2 · 41 = 8 рукавов.

Следовательно, головной автомобиль можно приблизить к месту пожара.

Методика расчета потребного количества пожарных автомобилей для подвоза воды к месту тушения пожара

Если застройка сгораемая, а водоисточники находятся на очень боль­шом расстоянии, то время, затраченное на прокладку рукавных линий, будет слишком большим, а пожар скоротечным. В таком случае лучше подвозить воду автоцистернами с параллельной организацией перекачки. В каждом конкретном случае необходимо решать тактическую задачу, при­нимая во внимание возможные масштабы и длительность пожара, рас­стояние до водоисточников, скорость сосредоточения пожарных автомо­билей, рукавных автомобилей и другие особенности гарнизона.

Подвоз воды осуществляется при удалении водоисточника на расстоянии более 2 км или, если имеются сложности в заборе воды и отсутствии технических средств, позволяющих забрать воду в неблаго­приятных условиях.

(шт.), где

(мин.) – время следования АЦ к водоисточнику или обратно;

(мин.) – время заправки АЦ;

(мин.) – время расхода воды АЦ на месте тушения пожара;

• L – расстояние от места пожара до водоисточника (км);
• 1 – минимальное количество АЦ в резерве (может быть увеличено);
• V_движ – средняя скорость движения АЦ (км/ч);
• W_цис – объем воды в АЦ (л);
• Q_п – средняя подача воды насосом, заправляющим АЦ, или расход воды из пожарной колонки, установленной на пожарный гидрант (л/с);
• N_пр – число приборов подачи воды к месту тушения пожара (шт.);
• Q_пр – общий расход воды из приборов подачи воды от АЦ (л/с).

Рис. 2. Схема подачи воды способом подвоза пожарными автомобилями.

Подвоз воды должен быть бесперебойным.  Следует иметь в виду, что у водоисточников необходимо (в обязательном порядке) создавать пункт заправки автоцистерн водой.

Пример. Определить количество автоцистерн АЦ−40(130)63б для подвоза воды из пруда, расположенного в 2 км от места пожара, если для тушения необходимо подать три ствола Б с диаметром насадка 13 мм. Заправку автоцистерн осуществляют АЦ−40(130)63б, средняя скорость движения автоцистерн 30 км/ч.

Решение:

1) Определяем время следования АЦ к месту пожара или обратно.

t_СЛ  = L · 60 / V_ДВИЖ  = 2 · 60 / 30 = 4 мин.

2) Определяем время заправки автоцистерн.

 t_ЗАП  = V_Ц /Q_Н · 60 = 2350 / 40 · 60 = 1 мин.

3)Определяем время расхода воды на месте пожара.

t _РАСХ = V_Ц  / N_СТ · Q_СТ  · 60 = 2350 / 3 · 3,5 · 60 = 4 мин.

4) Определяем количество автоцистерн для подвоза воды к месту пожара.

N_АЦ = [(2t_СЛ + t_ЗАП ) / t_РАСХ ] + 1 = [(2 · 4 + 1) / 4] + 1 = 4 автоцистерны.

Методика расчета подачи воды к месту тушения пожара с помощью гидроэлеваторных систем

При наличии заболоченных или густо заросших берегов, а так же при значительном расстоянии до поверхности воды (более 6,5-7 метров), превышающем глубину всасывания пожарного насоса (высокий крутой берег, колодцы и т.п.) необходимо применять для забора воды гидроэлеватор Г-600 и его модификации.

1) Определим требуемое количество воды V_СИСТ, необходимое для запуска гидроэлеваторной системы:

V_СИСТ = N_Р ·V_Р ·K ,  

N_Р = 1,2·(L + Z_Ф) / 20, 

• гдеN_Р − число рукавов в гидроэлеваторной системе (шт.);
• V_Р − объем одного рукава длиной 20 м (л);
• K − коэффициент, зависящий от количества гидроэлеваторов в системе, работающей от одной пожарной машины (К = 2 – 1 Г-600, K =1,5 – 2 Г-600);
• L – расстояние от АЦ до водоисточника (м);
• Z_Ф – фактическая высота подъема воды (м).

Определив требуемое количество воды для запуска гидроэлеваторной системы, сравнивают полученный результат с запасом воды, находящимся в пожарной автоцистерне, и выявляют возможность запуска данной системы в работу.

2) Определим возможность совместной работы насоса АЦ с гидроэлеваторной системой.

И = Q_СИСТ / Q_Н ,

Q_СИСТ = N_Г (Q₁ + Q₂),

• гдеИ – коэффициент использования насоса;
• Q_СИСТ − расход воды гидроэлеваторной системой (л/с);
• Q_Н − подача насоса пожарного автомобиля (л/с);
• N_Г − число гидроэлеваторов в системе (шт.);
• Q₁ = 9,1 л/с  − рабочий расход воды одного гидроэлеватора;
• Q₂  = 10 л/с  − подача одного гидроэлеватора.

При И < 1 система будет работать, при  И = 0,65-0,7 будет наиболее устойчивая совместная работа гидроэлеваторной системы и насоса.

Следует иметь в виду, что при заборе воды с больших глубин (18-20м) необходимо создавать на насосе напор 100 м. В этих условиях рабочий расход воды в системах будет повышаться, а расход насоса – понижаться против нормального и может оказаться, что сумма рабочего и эжектируемого расходов превысит расход насоса. В этих условиях система работать не будет.

3) Определим условную высоту подъема воды Z_УСЛ для случая, когда длина рукавных линий ø77 мм превышает 30 м:

Z_УСЛ = Z_Ф + N_Р · h_Р  (м),

гдеN_Р − число рукавов (шт.);

h_Р − дополнительные потери напора в одном рукаве на участке линии свыше 30 м:

h_Р = 7 м при Q = 10,5 л/с, h_Р = 4 м при Q = 7 л/с, h_Р = 2 м при Q = 3,5 л/с.

Z_Ф – фактическая высота от уровня воды до оси насоса или горловины цистерны (м).

4) Определим напор на насосе АЦ:

При заборе воды одним гидроэлеватором Г−600 и обеспечении работы определенного числа водяных стволов напор на насосе (если длина прорезиненных рукавов диаметром 77 мм до гидроэлеватора не превышает 30 м) определяют по табл. 1.

Определив условную высоту подъема воды, находим напор на насосе таким же образом по табл. 1.

5) Определим предельное расстояние L_ПР по подаче огнетушащих средств:

L_ПР = (Н_Н – (Н_Р ± Z_М ± Z_СТ) / SQ²) · 20  (м),

• где H_Н − напор на насосе пожарного автомобиля, м;
• Н_Р − напор у разветвления (принимается равным: Н_СТ +10) , м;
• Z_М − высота подъема (+) или спуска (−) местности, м;
• Z_СТ − высота подъема (+) или спуска (−) стволов, м;
• S − сопротивление одного рукава магистральной линии
• Q − суммарный расход из стволов, подсоединенных к одной из двух наиболее нагруженной магистральной линии, л/с.

Таблица 1.

Определение напора на насосе при заборе воды гидроэлеватором Г−600 и работе стволов по соответствующим схемам подачи воды на тушение пожара.

6) Определим общее количество рукавов в выбранной схеме:

N_Р  = N_{Р .СИСТ} + N_МРЛ ,

• где N_Р.СИСТ  − число рукавов гидроэлеваторной системы, шт;
• N_МРЛ − число рукавов магистральной рукавной линии, шт.

Примеры решения задач с использование гидроэлеваторных систем

Пример. Для тушения пожара необходимо подать два ствола соответственно в первый и второй этажи жилого дома. Расстояние от места пожара до автоцистерны АЦ−40(130)63б, установленной на водоисточник, 240 м, подъем местности составляет 10 м. Подъезд автоцистерны до водоисточника возможен на расстояние 50 м, высота подъема воды составляет 10 м. Определить возможность забора воды автоцистерной и подачи ее к стволам на тушение пожара.

Решение:

1) Принимаем схему забора воды с помощью гидроэлеватора (см. рис. 3).

2) Определяем число рукавов, проложенных к гидроэлеватору Г−600 с учетом неровности местности.

N_Р = 1,2· (L + Z_Ф) / 20 = 1,2 · (50 + 10) / 20 = 3,6 = 4

Принимаем четыре рукава от АЦ до Г−600 и четыре рукава от Г−600 до АЦ.

3) Определяем количество воды, необходимое для запуска гидроэлеваторной системы.

V_СИСТ = N_Р ·V_Р ·K = 8· 90 · 2 = 1440 л < V_Ц = 2350 л

Следовательно воды для запуска гидроэлеваторной системы достаточно.

4) Определяем возможность совместной работы гидроэлеваторной системы и насоса автоцистерны.

И = Q_СИСТ / Q_Н = N_Г (Q₁ + Q₂) / Q_Н = 1·(9,1 + 10) / 40 = 0,47 < 1

Работа гидроэлеваторной системы и насоса автоцистерны будет устойчивой.

5) Определяем необходимый напор на насосе для забора воды из водоема с помощью гидроэлеватора Г−600.

Поскольку длина рукавов к Г−600 превышает 30 м, сначала определяем условную высоту подъема воды: Z_УСЛ = Z_Ф + N_Р · h_Р = 10 + 2 · 4 = 18 м.

По табл. 1. определяем, что напор на насосе при условной высоте подъема воды 18 м будет равен 80 м.

6) Определяем предельное расстояние по подаче воды автоцистерной к двум стволам Б.

L_ПР = (Н_Н – (Н_Р ± Z_М ± Z_СТ) / SQ²) · 20 = [80 − (46 +10 + 6) / 0,015 · 7² ] · 20 = 490 м.

Следовательно, насос автоцистерны будет обеспечивать работу стволов т.к. 490 м > 240 м.

7) Определяем необходимое количество пожарных рукавов.

N_Р  = N_{Р .СИСТ} + N_МРЛ = N_{Р .СИСТ}  + 1,2 L / 20 = 8  + 1,2 · 240 / 20 = 22 рукава.

К месту пожара необходимо доставить дополнительно 12 рукавов.