Диссертация (1172945), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

На рисунке 4.10 приведены зависимостисреднеобъемнойплотностимонооксидауглеродаотсреднеобъемнойтемпературы.Из рис. 4.10 видно, что, несмотря на существенное отличие размеровпомещений кабельных тоннелей и, следовательно, значительное различие131температурного режима пожара (рисунок 4.9), зависимости среднеобъемныхплотностей СО от среднеобъемной температуры, полученные с использованиемрешения полной системы уравнений интегральной модели (кривые 1, 2, 4, 5), атакже уравнения (4.7) (кривая 3 и 6), совпадают друг с другом с погрешностью, непревышающей 15 %, в диапазоне температур 20-100С.

При температурах более100С отличие в результатах расчетов достигает 17% для условно герметичныхпомещений и более 40% в случае помещений с проемами.T, С3412, минРисунок 4.9  Зависимости среднеобъемной температуры от времени с начала пожара: расчетпо интегральной модели: кабельный зал 35255,5 м: 1 – закрытый проем; 2 – открытый проем;кабельный тоннель 3023,1 м: 3 – закрытый проем; 4 – открытый проемОднако нас интересует температуры, не превышающие критическуювеличину для человека 70С.

Поэтому совпадение плотности СО, полученной поформуле (4.1), с величинами, рассчитанными по полной системе уравненийинтегральной модели, можно считать удовлетворительным для инженерногометода расчета.Таким образом, масштабный фактор практически не влияет на точностьрасчета плотности СО по формуле (4.1).132Зависимости среднеобъемной плотности монооксида углерода от изменениясреднеобъемной плотности кислорода приведены на рисунке 4.11.Из рисунка 4.11, а видно, что, несмотря на существенное отличие размеровпомещений кабельных тоннелей, зависимости среднеобъемных плотностей СО отизменения среднеобъемной плотности О2, полученные с использованием решенияполной системы уравнений интегральной модели (кривые 1 и 2) для условногерметичных помещений, а также уравнения (4.7) (кривая 3), совпадают друг сдругом с погрешностью, не превышающей 19 %.Вслучаепомещенийсоткрытымипроемами(рисунок4.11,б)вышеуказанная погрешность достигает 1100%.

Это объясняется тем, что впомещениях с открытыми проемами выражение (4.7) несправедливо, так какграничные условия в этом случае существенно отличаются от аналогичныхусловий в условно герметичном помещении.Таким образом, масштабный фактор практически не влияет на точностьрасчета плотности СО по формуле (4.7) только в случае условно герметичногопомещения.Зависимости массовой доли карбоксигемоглобина от времени с началапожара в случае средней массы гемоглобина в организме взрослого человекапредставлены на рисунке 4.12.На рисунке 4.13 приведены зависимости среднеобъемной плотностимонооксида углерода отвремени с начала горения. Из рисунка 4.13 можноопределить время блокирования путей эвакуации СО с использованиемсуществующего метода расчета [5, 18, 19].В таблице 4.2 приведены полученные с использованием предложенного исуществующего [5, 18, 19] методов расчета критические времена воздействия СО.133СО.ср, кг/м31а273Tср, ССО.ср, кг/м34567бTср, СРисунок 4.10  Зависимости среднеобъемной плотности монооксида углерода отсреднеобъемной температуры: расчет по интегральной модели: а – закрытый проем: 1 –кабельный зал 35255,5 м; 2 – кабельный тоннель 3023,1 м; 3 – расчет по формуле (4.1) при=0,6; б – открытый проем: 4 – кабельный зал 35255,5 м; 5 – кабельный тоннель 3023,1 м;6 – расчет по формуле (4.1) при =0,3; 7 – критическое значение CO.кр134СО.ср, кг/м3а1273О2, кг/м3СО.ср, кг/м3б4567О2, кг/м3Рисунок 4.11  Зависимости среднеобъемной плотности монооксида углерода от изменениясреднеобъемной плотности кислорода: расчет по интегральной модели: а – закрытый проем: 1 –кабельный зал 35255,5 м; 2 – кабельный тоннель 3023,1 м; 3 – расчет по формуле (4.7); б –открытый проем: 4 – кабельный зал 35255,5 м; 5 – кабельный тоннель 3023,1 м; 6 – расчетпо формуле (4.7); 7 – критическое значение CO.кр;  О2   О2 .в   О2 – изменениесреднеобъемной плотности кислорода, кг/м3135MHbCO51а62, сMHbCOб5364, сРисунок 4.12 Зависимости массовой доли карбоксигемоглобина от времени с начала пожара: а– закрытый проем: 1 – кабельный зал 35255,5 м; 2 – кабельный тоннель 3023,1 м; б –открытый проем: 3 – кабельный зал 35255,5 м; 4 – кабельный тоннель 3023,1 м; 5 – легкоеотравление;6 – среднетяжелое отравление136СО.ср, кг/м323451, минРисунок 4.13  Зависимости среднеобъемной плотности монооксида углерода от времени сначала пожара с использованием расчета по интегральной модели: закрытый проем: 1 –кабельный зал 35255,5 м; 2 – кабельный тоннель 3023,1 м; открытый проем: 3 – кабельныйзал 35255,5 м; 4 – кабельный тоннель 3023,1 м; 5 – критическое значение CO.крВ соответствии с нормативной литературой [61] критические концентрациитоксичных продуктов горения принимаются по литературным данным дляусловий одноразового воздействия на эвакуирующихся в течение несколькихминут при средних физических нагрузках и по критерию сохранения имиспособности реально оценивать окружающую обстановку, уверенно принимать ивыполнять соответствующие решения.Из таблицы 4.2 видно, что время перехода от легкой степени отравления ксредней находятся в диапазоне 2=0,622,51 мин.

Поэтому нормативноетребование к критической концентрации СО не выполняется, так как менее, чемза 3 мин человек не сможет самостоятельно покинуть помещение.137Таблица 4.2. Критические времена воздействия СОКритические временавоздействия СО, минПомещенияКабельныйзал35255,5 мКабельныйтоннель3023,1 мзакрытыйпроемоткрытыйпроемзакрытыйпроемоткрытыйпроем1, мин2, минкр.1кр.2кр.35,156,485,440,291,335,768,272,512,232,851,810,420,622,914,603,820,911,69Примечания:  - плотность СО не достигла критического значения за время пожара;1=кр.3кр.1  разница по времени между критическими временами эвакуации, полученными сиспользованием существующего и предложенного подходов; 2=кр.2кр.1  промежутоквремени перехода от легкой степени отравления к средней.Время блокирования путей эвакуации монооксидом углерода (кр.3),полученное с использованием существующего подхода [5, 18, 19], согласнотаблице 4.2 может быть больше соответствующей величины кр.1, определенной наоснове предложенного метода, на 1=0,91 мин.Кроме того, предложенный подход в случае кабельного зала с открытымпроемом (таблица 4.2) показал, что может произойти отравление человека легкойи средней степени тяжести, в то время как согласно существующему методурасчета плотность СО не достигает критического значения за все время пожара.ВыводыПредложенный новый теоретико-экспериментальный подход к расчетувремени блокирования путей эвакуации монооксидом углерода при пожаре впомещении в отличие от существующего [5, 18, 19] позволяет учесть реальныесвойствагорючихматериалов,находящихсявпомещении,атакжехарактеристики процесса дыхания и поглощения СО организмом человека вовремя его эвакуации.138Использование существующего метода расчета [5, 18, 19], основанного напонятии критической плотности СО, может привести к качественно иколичественнонекорректнымрезультатампоопределениювозможностибезопасной эвакуации людей для конкретных объемно-планировочных решенийзданий и сооружений.Предложенный подход впервые дает возможность рассчитать промежутоквремени от начала пожара, после которого люди, находящиеся в помещении безсредств защиты от СО (самоспасателей и т.п.), с большой вероятностьюнеспособны самостоятельно покинуть помещение, и существует возможность ихспасения при транспортировке в безопасную зону, т.е.

фактически определитьвремя спасения людей.4.7. Методика расчета времени блокирования путей эвакуациимонооксидом углерода при пожареПредложенный метод расчета времени блокирования путей эвакуациимонооксидом углерода при использовании интегральной модели расчетадинамики опасных факторов пожара проводится в соответствии с предложеннойметодикой, состоящей из следующих этапов:- определяется расчетная зависимость от времени среднеобъемнойплотности кислорода (O2.ср=f());- находится зависимость среднеобъемной плотности СО от времени сиспользованием экспериментальной зависимости СО.ср=f(O2.ср), полученной вмелкомасштабной экспериментальной установке [6, 7];- определяется зависимость локальной плотности СО от времени на уровнерабочей зоны путей эвакуации с помощью коэффициента неравномерностиконцентрационных полей по высоте помещения [5];- по величине локальной плотности СО рассчитывается накопление повремени массовой доли карбоксигемоглобина в крови человека с использованиемуравнения (3.8);139- по достижению массовой долей карбоксигемоглобина величины,соответствующей отравлению легкой или средней степени тяжести, определяетсясоответственно безопасное время эвакуации (кр.1) или спасения (кр.2).В случае использования зонной модели среднеобъемные величинытемпературы и плотностей О2 и СО относятся к зоне припотолочного слоя.В таблице 4.3 приведены основные положения существующего [5, 18, 19] ипредложенного подходов к расчету времени блокирования путей эвакуациимонооксидом углерода.Таблица 4.3.

Основные положения существующего и предложенного подходов квыполнению условия безопасной эвакуации и спасения людей по воздействию монооксидауглеродаСреднеобъемная плотность СОИсходные данные**Работы [5, 18, 19]Работы [6, 7]ПредложенныйподходLСОСО.ср=f(Tср)*илиРасчетная зависимостьУравнение законасохранения массыСО в помещенииуравнение законаСО.ср=f(O2.ср)*сохранения массыСО в помещенииКритическое значение СОРаботы [5, 8]Работы [6, 7]ПредложенныйподходЭвакуацияСО.кр=1,1610-3 кг/м3СО.кр=1,1610-3 кг/м3MHbCO=0,2СпасениеMHbCO=0,5Примечания: *  из эксперимента; **  остальные исходные данные совпадают1404.8. Практические рекомендации по обеспечению безопасности людейот воздействия монооксида углеродапри пожарах на объектах энергетики ВьетнамаПри определении времени блокирования путей эвакуации монооксидомуглерода, а также времени спасения людей при пожаре в ОЭ Вьетнаманеобходимо использовать разработанную методику расчета (п.

4.7 даннойработы), которая учитывает следующие основные особенности процессовэвакуации и спасения в отличие от современных научных и нормативных методикрасчета:- свойства реальной горючей нагрузки, находящейся на ОЭ;- параметры процесса дыхания и индивидуальные физиологическиехарактеристики (вес, масса крови и т.п.) людей.Для учета свойств реальных горючих веществ и материалов, находящихся впроизводственномздании,необходимопровестиэкспериментальныеисследования этих горючих материалов в мелкомасштабной экспериментальнойустановке [6, 7] по методике, описанной в п. 4.2 данной работы, с цельюполучения экспериментальной зависимости СО.ср=f(O2.ср).Дляучетапараметровпроцессадыханияииндивидуальныхфизиологических характеристик людей необходимо провести индивидуальноетестирование персонала ОЭ.После уточнения исходных данных по горючей нагрузке и персоналу, атакже по объемно-планировочным решениям ОЭ с использованием методикирасчета, описанной в п.

4.7 данной работы, определяется время блокированияпутей эвакуации СО в условиях свободного развития пожара.Если, после сравнения с расчетным временем эвакуации людей из ОЭ,условие безопасной эвакуации по повышенной концентрации СО не выполняется,то:- выбирается тип, марка и характеристики самоспасателей с защитой от СО;141-выполняютсярасчетывремениблокированияпутейэвакуациимонооксидом углерода с учетом самоспасателей.В качестве примера рассмотрим производственное здание ГЭС Шон ЛаВьетнама (рисунок 1.6 главы 1).Эвакуация происходит от наиболее удаленной точки, расположенной науровне -30.00 м, до выхода из машинного зала непосредственно наружу.Характеристики персонала принимались в соответствии с данными п. 3.4данной работы (человек массой 75 кг и т.д.).По результатам расчетов с использованием разработанной методики,представленной в п. 4.7 данной работы, критические времена по воздействиюмонооксида углерода составляли:- кабельный тоннель (горение оболочки кабелей ПВХ [5]): времяблокирования путей эвакуации кр.1 = 3,2 мин; время спасения кр.2 = 5,1 мин;- машинный зал (горение пролива турбинного масла [5]):кр.1 = 2,9 мин; кр.2 = 5,3 мин.Расчетное время (р) находилось в случае отсутствия маломобильных группнаселения.Наиболее удаленным местом начала эвакуации является кабельный тоннельна отметке 30.00 м.Плотность людского потока была меньше D < 0,05 м2/м2.Согласно [19, 92] скорость движения людского потока равна:- горизонтальный путь: v = 100 м/мин.;- лестница вниз: v = 100 м/мин.;- лестница вверх: v = 60 м/мин.Длины горизонтальных участков путей эвакуации на отметках -3.00, 6.00,10.00 и 30.00 м шириной 3 м принимались равными 70 м, на отметках +5.00,+10.00, +15.00 и +20.00 м  45 м.142Время начала эвакуации (нэ) согласно работе [19] принималось равным 0,5мин для различных уровней машинного зала и 2 мин для уровнейпроизводственного здания ниже пола машинного зала.Время движения составляло:- по горизонтальным путям кабельных тоннелей: р = 0,7 мин;- по лестнице вверх: р = 1,5 мин;- до эвакуационного выхода из машинного зала: р = 0,45 мин.Условие безопасной эвакуации для рассматриваемых сценариев развитияпожара без самоспасателей не выполняется, так как:- кабельный тоннель: кр.1 = 3,2 мин.

Характеристики

Список файлов диссертации