Wykorzystanie GIS do symulacji rozprzestrzeniania się pożaru: ukierunkowanie na rurociąg gazu ziemnego na terenie zurbanizowanym

Wykorzystanie GIS do symulacji rozprzestrzeniania się pożaru: ukierunkowanie na rurociąg gazu ziemnego na terenie zurbanizowanym (Fire spread simulation using GIS: Aiming at urban natural gas pipeline), Liang Cheng, Shuang Li, Lei Ma, Manchun Li, Xiaoxue Ma, Safety Science 75 (2015), s. 23-35.

W artykule opisano sposób wykorzystania analiz przestrzennych na potrzeby szacowania zasięgu i rozwoju zagrożenia pożarowego. Zagrożenie to miało swoje źródło w rurociągu gazu ziemnego. Dotyczyło terenu zurbanizowanego, przez który przebiegał ten rurociąg.

Naukowcy przeprowadzili następujące badania: 1) Analiza możliwości wycieku gazu ziemnego na terenie miasta, 2) Analiza właściwości fizykochemicznych gazu ziemnego, 3) Analiza rezultatu zapłonu gazu ziemnego wskutek jego wycieku na terenie miasta, 4) Symulacja rozprzestrzeniania się pożaru na terenie miasta.

Wzięto pod uwagę trzy podstawowe rodzaje pożaru w obliczu powstania wycieku gazu ziemnego: pożar rozlewiska (flash fire), pożar strumieniowy (jet fire) oraz pożar w formie kuli ognia (fire ball). Strefy zagrożenia zostały wyznaczone na podstawie pięciu wartości charakterystycznych promieniowania cieplnego: 37,5 kW/m2 - 100% śmiertelność osób w ciągu 1 min narażenia i/lub uszkodzenia wszystkich elementów infrastruktury, 25 kW/m2 - poważne termiczne obrażenia ciała wskutek 10 s narażenia korespondujące z minimalną energią zapłonu drewna, 12,5 kW/m2 - poważne termiczne obrażenia ciała wskutek 1 min narażenia korespondujące z minimalną energią zapłonu tworzyw sztucznych (plastik), 4 kW/m2 - uczucie bólu, a nawet poparzenia wskutek 20 s narażenia i/lub pękanie szyb w przypadku 30 min oddziaływania promieniowania termicznego, a także 1,6 kW/m2 - brak negatywnych skutków dla ludzi i/lub infrastruktury.

W artykule można znaleźć szczegółowe opisy modeli obliczeniowych, pozwalających wyznaczyć m.in. wielkość rozlewiska gazu ziemnego z uszkodzonego rurociągu, parametry strumienia cieplnego, a także intensywność promieniowana termicznego. Ciekawie został opisany model rozprzestrzeniania się zagrożenia pożarowego. Uwzględnia on zarówno moc źródła promieniowania cieplnego (pożar), jak i podatność na promieniowanie cieplne sąsiadujących elementów infrastruktury (otoczenie pożaru). Na tej podstawie dokonano obliczeń pozwalających określić, w którą stronę i w jakim czasie będą się rozprzestrzeniać płomienie. Wyniki tych obliczeń zostały następnie naniesione na mapę miasta. Autorzy zwizualizowali w ten sposób zagrożenie pożarowe w czasie zapłonu, jak również w czasie 30, 60, 90 i 120 min. Na mapach wyszczególniono budynki o określonej konstrukcji (drewniana lub żelbetowa), obiekty całkowicie objęte pożarem, a także uznane za całkowicie zniszczone w rozpatrywanym czasie.

Bryg. dr inż. Waldemar Jaskółowski, mł. kpt. dr inż. Paweł Gromek i mł. kpt. Szymon Ptak są pracownikami Szkoły Głównej Służby Pożarniczej