Что относится к основным параметрам характеризующим пожар

Об основных параметрах пожара и их расчёте Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — А. В. Кузовлев, Н. Н. Тараненко

В статье рассматриваются вопросы об основных параметрах пожара и их особенностях, а также влияние, которое эти параметры оказывают на динамику развития пожара.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — А. В. Кузовлев, Н. Н. Тараненко

ABOUT THE BASIC PARAMETERS OF THE FIRE AND THEIR CALCULATION

The article deals with the main parameters of the fire and their features, as well as the impact that these parameters have on the dynamics of the fire.

Текст научной работы на тему «Об основных параметрах пожара и их расчёте»

при перекачке воды по одной линии.

Организующий перекачку должен помнить важное правило: при дефиците времени и трудности осуществления ориентировочных расчетов или если не хватает напорных пожарных рукавов для прокладки второй магистральной линии, лучше немного завысить число ступеней перекачки.

Когда вода на пожаре будет подана, в процессе тушения можно внести поправки и лишние ступени перекачки (МСП) снять, направить их на другие участки или проложить за это время вторую магистральную рукавную линию.

Все расчеты по перекачке огнетушащих веществ при сложном рельефе местности и больших расстояниях до водоисточников необходимо проводить заранее. Для этого в гарнизоне на плане района выезда обозначают районы с недостаточным водоснабжением и безводные участки и разрабатывают меры по подаче воды в этих районах.

Подвоз воды организуют в случаях, когда нет другой возможности подачи воды к месту пожара. Число привлекаемых к подвозке воды МСП зависит от расхода воды на пожаре. При участии в подвозке воды нескольких автоцистерн наиболее целесообразно одну автоцистерну установить на водоем для забора воды и заполнения емкостей прибывающих МСП.

Вторую автоцистерну устанавливают у места пожара для обеспечения работы пожарных столов. Остальные МСП подвозят воду.

Привезенной водой можно заполнять специальную промежуточную емкость или емкость автоцистерны, установленной у места пожара. При подвозе воды к месту пожара автоцистернами следует иметь в виду, что емкость автоцистерн лучше заполнять через горловину.

С учетом времени на заполнение емкости автоцистерны у водоисточника, следования до места пожара и времени слива воды с автоцистерны в промежуточную емкость, можно рассчитать необходимое число автоцистерн для обеспечения водой определенного числа пожарных стволов.

При задействовании для подвоза приспособленной техники, имеющей емкости для транспортировки воды, на пункте расхода целесообразно оставлять головную АЦ. Прибывшие к месту пожара МСП сливают воду в емкость головной цистерны, насосная установка которой обеспечивает подачу воды к пожарным стволам. Головная АЦ не участвует в цикле подвоза, поэтому при определении требуемого числа МСП в расчет не принимается.

1. ПовзикЯ.С. Пожарная тактика. М.: Спецтехника, 2001.

2. Федеральный закон от 21.12.1994 г. № 69-ФЗ «О пожарной безопасности».

3. Приказ МЧС России от 16.10.2017 № 444 «Об утверждении Боевого устава подразделений пожарной охраны, определяющего порядок организации тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ».

А.В. Кузовлев, Н.Н. Тараненко

Воронежский институт — филиал ФГБОУ ВО «Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России»

ОБ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРАХ ПОЖАРА И ИХ РАСЧЁТЕ

В статье рассматриваются вопросы об основных параметрах пожара и их

особенностях, а также влияние, которое эти параметры оказывают на динамику развития пожара.

Ключевые слова: параметры пожара, горение. A.V. Kuzovlev, N.N. Taranenko

ABOUT THE BASIC PARAMETERS OF THE FIRE AND THEIR CALCULATION

The article deals with the main parameters of the fire and their features, as well as the impact that these parameters have on the dynamics of the fire.

Keywords: parameters of fire, burning.

Пожар испокон веков являлся самым большим бедствием человека. Уничтожая порой целые города, огонь забирал с собой много человеческих жизней, ни щадя никого. Это заставило людей бороться с огнем и изобретать разнообразные способы предотвращения и борьбы с огнем. Изначально это были законы, в которых поджигателям грозило наказание, потом профилактические указы, ограничивающие обращение с открытым огнем и обязующие людей иметь первичные средства тушения в виде бочек с водой на крышах и во дворах дома. Вместе с этим были изобретены разные приспособления для тушения пожара. Так, в 1779 г. мастер слесарного дела Петр Дальгерон предложил механическую лестницу, а в 1809 г. механик К.В. Соболев изобрел выдвижную лестницу и испытал ее в Петербурге. Со временем люди стали изучать пожар как физическое явление. Выявляли особенности горения и способы тушения огня. И так как нет одинаковых пожаров, то физики и химики разделили его на стадии и выделили ряд основных параметров, которые характеризуют горение и позволяют предсказать поведение огненной стихии в разных ситуациях.

Стадий пожара всего 4:

1 — начальная стадия пожара (время от начала возгорания и до полного охвата горючей нагрузки);

2 — развивающаяся стадия пожара (период от полного охвата огнем и до момента достижения постоянной скорости выгорания);

3 — развитая стадия пожара (период максимальной интенсивности пожара);

4 — затухающая стадия пожара (уменьшение скорости выгорания до достижения начальной среднеобъемной температуры).

К основным параметрам пожара относят:

— — скорость распространения пожара;

— — скорость выгорания горючих веществ и материалов;

Теперь раскроем каждый параметр пожара подробнее.

Продолжительность пожара — это время с момента его возникновения и до полного прекращения горения. Пожарной тактике в этом параметре пожара наиболее важна начальная часть этого параметра, а именно время с момента начала горения до подачи первых огнетушащих веществ. Это нужно для того чтоб рассчитать площадь пожара, используя информацию о том, что горит и где горит.

Площадь пожара — это площадь проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость. Этот параметр важен для определения площади тушения, чтоб узнать необходимое количество сил и средств для локализации пожара. При вычислении

площади тушения очень важно соблюдать точность и не допускать округлений в большую или меньшую сторону, так как это может привести к большим материальным потерям.

Температура пожара — под температурой внутреннего пожара понимают среднеобъёмную температуру газовой среды в помещении, а под температурой открытого пожара — температуру пламени. Этот параметр очень важен, так как определяет возможность работы личного состава пожарной охраны в зоне пожара и обрушения строительных конструкций, что является прямой опасностью для участников тушения пожара. Определить температуру пожара очень сложно, однако даже приблизительные значения этого параметра дадут более четкую картину ситуации на пожаре.

Скорость распространения пожара — это скорость с которой огонь распространяется по площади и показывает, как быстро пожар может достичь определенных значений. Эта величина зависит от вида пожарной нагрузки, типа складирования, планировки и степени огнестойкости здания. Так же существует более узкое понятие, это линейная скорость распространения горения. Линейная скорость распространения горения — дальность распространения фронта пламени по поверхности горючего материала в единицу времени. Линейная скорость распространения горения определяет площадь пожара. Она зависит от вида и природы горючих веществ и материалов, от способности к воспламенению и начальной температуры, от интенсивности газообмена на пожаре и направленности конвективных газовых потоков, от степени измельчённости горючих материалов, их пространственного расположения и других факторов. Линейная скорость распространения горения непостоянна во времени, поэтому в практических расчетах пользуются средними значениями которые являются величинами весьма приближенными.

Скорость выгорания горючих веществ и материалов — потеря массы материала (вещества) в единицу времени при горении. Процесс термического разложения сопровождается уменьшением массы вещества и материалов, которая в расчете на единицу времени и единицу площади горения квалифицируется как массовая скорость выгорания. Большое влияние на этот параметр оказывает концентрация окислителя (кислорода) в окружающей среде.

Интенсивность газообмена — количество воздуха, притекающее в единицу времени к единице площади пожара. Различают требуемую интенсивность газообмена и фактическую. Требуемая интенсивность газообмена показывает, какое количество воздуха должно притекать в единицу времени к единице площади пожара для обеспечения полного сгорания материала. Полное горение в условиях пожара практически никогда не достигается. Фактическая интенсивности газообмена характеризует фактический приток воздуха на пожаре, а, следовательно, полноту сгорания, плотность задымления, интенсивность развития и распространения пожара и другие параметры.

Интенсивность или плотность задымления. Эти параметры пожара характеризуются ухудшением видимости и степенью токсичности атмосферы в зоне задымления. Ухудшение видимости при задымлении определяется плотностью, которая оценивается по толщине слоя дыма, через который не виден свет эталонной лампы, или по количеству твердых частиц, содержащихся в единице объема. Работать в задымленной зоне пожарным помогают средства индивидуальной защиты органов дыхания и зрения. А также для удаления дыма применяются различные способы и техника.

Таким образом, используя эти знания мы можем предварительно рассчитать возможное развития пожара и заранее быть готовым к его ликвидации наиболее эффективным способом, грамотно применив имеющиеся силы и средства, для предотвращения человеческих жертв и материального ущерба. Предупреждены — значит вооружены!

1. Федеральный закон РФ от 21.12.1994 № 69 «О пожарной безопасности».

2. Федеральный закон РФ от 22.07.2008 №123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

3. Теребнев В.В., Грачев В.А. Пожарная тактика. — Москва, 2015.

А.В. Кузовлев, Н.Н. Тараненко

Воронежский институт — филиал ФГБОУ ВО «Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России»

ОБ ОСОБЕННОСТЯХ РАСЧЁТА СИЛ И СРЕДСТВ

В статье рассматривается процесс расчета необходимого количества сил и средств для тушения пожара, особенности и неточности расчета.

Ключевые слова: расчёт сил и средств, необходимое количество сил и средств.

A.V. Kuzovlev, N.N. Taranenko

ABOUT FEATURES OF CALCULATION OF FORCES AND MEANS

The article discusses the process of calculating the required amount of forces and means to extinguish a fire, features and errors to simplify the calculation.

Key words: calculation of forces and means, necessary quantity of forces and means.

В современном мире инфраструктура большинства городов очень развита и имеет сложную структуру. Большое количество мест с массовым пребыванием людей, с ночным пребыванием людей, промышленных и энергетических объектов, и это еще не весь список опасных объектов, пожар в которых может привести к большим человеческим и материальным потерям. И чтобы быстро и максимально эффективно принять необходимые меры в случае пожара, разрабатываются документы предварительного действий по тушению пожаров (планы тушения пожара — ПТП и карточки тушения пожара — КТП).

Документы предварительного действий по тушению пожаров создаются для обеспечения готовности обслуживающего персонала организаций, а также пожарных подразделений и аварийно-спасательных формирований к действиям по тушению пожаров и проведению аварийно-спасательных работ. Самым главным пунктом в разработке ПТП является прогноз вероятного места возникновения наиболее сложного пожара и возможных ситуаций его развития.

При прогнозировании составляется не менее 2 вариантов возникновения и развития пожара. Расчет начинается с определения времени свободного развития пожара, то есть находим промежуток времени до момента подачи первых огнетушащих средств. Здесь все просто, эта неизвестная состоит из нескольких частей: время с момента возгорания до сообщения о пожаре, время сбора (нормативное), время следования (определяется в зависимости от загруженности дорог и местности), время развертывания подразделения.

Далее мы находим, какой путь прошёл огонь за время свободного развития. Для этого мы берем линейную скорость распространения огня и умножаем её на время свободного развития, при условии, что первые 10 минут огонь развивается в пол силы, так как среднеобъемная температура в помещении еще невысокая и пожарная нагрузка должна нагреться чтоб загореться. Линейную скорость мы можем взять из таблицы в справочнике «Руководителя тушения пожара», но правильнее и точнее будет брать этот показатель исходя из конкретной характеристики пожарной нагрузки, находящейся в помещении.

1. 3. Основные параметры пожара

К основным параметрам развития пожара относят: продолжительность пожара, площадь пожара, температуру пожара, скорость распространения пожара, скорость выгорания горючих веществ и материалов, интенсивность газообмена, интенсивность или плотность задымления,

Продолжительность пожара — τ_п [мин]. Продолжительностью пожара называется время с момента его возникновения до полного прекращения горения.

Площадь пожара — S_п [м. 2 ]. Площадью пожара называется площадь проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость. На рис.1.7. показаны характерные случаи определения площади пожара. На внутренних пожарах в многоэтажных зданиях общая площадь пожара находится как сумма площадей пожара всех этажей. В большинстве случаев пользуются проекцией зоны горения на горизонтальную плоскость, сравнительно редко на вертикальную, например, при пожаре на газовом фонтане, при пожаре в высокостелажном складе(?), при горении одиночной конструкции небольшой толщины, расположенной вертикально, например, перегородки, декорации и т.п. Площадь пожара является одним из основных параметров пожара, особенно важным при оценке его размеров, при выборе способа ликвидации горения, при определении особенностей тактики его тушения и расчете количества сил и средств, необходимых для его локализации и ликвидации.

Рис. 1. 7.Площадь пожара:

а – при горении жидкости в резервуаре; б – при горении штабеля пиломатериалов; в – при горении газонефтяного фонтана.

Температура пожара — T_п [К]; t_п [°С ]. Под температурой внутреннего пожара понимают среднеобъемную температуру газовой среды в помещении, а под температурой открытого пожара — температуру пламени. Температура внутренних пожаров, как правило, ниже, чем открытых.

Выделяющееся при горении тепло является основной причиной развития пожара и возникновения многих сопровождающих его явлений. Это тепло вызывает нагрев окружающих зону горения горючих и негорючих материалов. При этом горючие материалы подготавливаются к горению и затем воспламеняются, а негорючие разлагаются, плавятся, строительные конструкции деформируются и теряют прочность. Тепловыделение на пожаре сопровождается также движением газовых потоков и задымлением определенного объема пространства около зоны горения. Возникновение и скорость протекания тепловых процессов зависит от интенсивности тепловыделения в зоне горения, т.е. от теплоты пожара. Количественной характеристикой изменения тепловыделения на пожаре в зависимости от различных условий горения служит температурный режим. Под температурным режимом пожара понимают изменение температуры во времени.

Определение температуры пожара как экспериментально, так и расчетом чрезвычайно сложно. Для инженерных расчетов, при решении ряда практических задач температуру пожара определяют из уравнения теплового баланса

Для открытых пожаров установлено, что доля тепла, передаваемого из зоны горения излучением и конвекцией, составляет 40-50% от Q_п. Оставшаяся доля тепла (60-70% от Q_п.) идет на нагрев продуктов горения. Таким образом, 60-70% от теоретической температуры горения данного горючего ма­териала дадут приближенное значение температуры пламени. Температура открытых пожаров зависит от теплотворной способности горючих материалов, скорости их выгорания и метеорологических условий. В среднем максимальная температура открытого пожара для горючих газов составляет 1200-1350°С, для жидкостей 1100-1300°С и для твердых горючих материалов органического происхождения 1100-1250°С.

При внутреннем пожаре на температуру влияет больше факторов: вид горючего материала, величина пожарной нагрузки и ее расположение, площадь горения, размеры здания (площадь пола, высота помещений и т.д.) и интенсивность газообмена (размеры и расположение проемов).

Кривая изменения температуры внутреннего пожара во вре­мени показана на рис.1.9. Всю продолжительность пожара можно разделить на три характерных периода по изменению температуры. Начальный период, соответствующий периоду роста пожара, характеризуется сравнительно невысокой среднеобъемной температурой.

Основной период, в течение которого сгорает 70-80% общей нагрузки горючих материалов. Окончание основного периода соответствует моменту, когда среднеобъемная температура достигает наибольшего значения или уменьшается не более чем до 80% от максимального значения.

Заключительный период характеризуется убыванием температуры вследствие выгорания пожарной нагрузки. Поскольку скорость роста и абсолютное значение температуры пожара в каждом конкретном случае имеют свои характерные значения и особенности, введено понятие стандартной температурной кривой (рис.18.), обобщающей наиболее характерные особенности изменения температуры внутренних пожаров.

Рис. 1. 8. Рис. 1. 9.

Рис.1. 8. Изменение температуры внутреннего пожара во времени 1-кривая конкретного пожара; 2-стандартная температурная кривая.

Рис.1.9. Изменение температуры внутреннего пожара в зависимости от вида горючего материала и величины пожарной нагрузки (F_{пр /} F_пола-0,16):1-резина,100кг/м 2 ; 2-древесина, 100кг/м 2 ; 3-каучук, 50кг/м 2 ; 4-резина, 50кг/м 2 ; 5-древесина, 50кг/м 2 ; 6-фенопласты, 50кг/м 2 ; 7-бумага, 50кг/м 2 . Стандартная температурная кривая описывается уравнением:

=345 lg (8τ + 1) или =500τ 0.15

На рис.1.9. показана зависимость температуры пожара от вида горючего материала и величины пожарной нагрузки при определенных условиях газообмена. Из графика видно, что с увеличением пожарной нагрузки время достижения максимальной температуры возрастает.

Температура пожара является функцией его остальных параметров и, в частности, интенсивности газообмена. Интенсивность газообмена внутреннего пожара определяется, с одной стороны, конструктивными особенностями здания: высотой проема, (H_пр) или площадью оконных проемов (F_пр.) и их расположением, площадью пола помещения, размерами самого пожара, в частности его площадью (S_п.).

Соотношение между ними и площадью (S_п./ F_пола; F_пр/ S_п; F_пр/ F_пола) определяют скорость роста и абсолютное значение массовой скорости выгорания, полноту горения и, следовательно, температуру пожара. Массовая скорость выгорания горючих материалов в условиях внутреннего пожара повышается с увеличением интенсивности газообмена, а затем некоторое время остается постоянной. Однако зависимость абсолютного значения температуры от интенсивности газообмена имеет другой вид. Это обусловлено следующими обстоятельствами. Воздух, поступающий при газообмене в помещение, разделяется как бы на две части, Одна часть воздуха активно поддерживает и интенсифицирует процесс горения, другая часть вовлекается в движение внутренними конвективными токами и в зону горения не поступает. Последняя будет разбавлять продукты горения в объеме помещения и тем самым снижать их температуру. Количество воздуха, не участвующего в процессе горения, учитывается коэффициентом избытка воздуха для объема, данного помещения.

На рис.1.10. приведена зависимость температуры пожара от параметров проема, определяющих газообмен: F_пр.. Из графика видно, что приток воздуха в помещение, где происходит пожар, увеличивает его температуру при неизменной площади пола и величине пожарной нагрузки. При условиях газообмена, близких к открытым пожарам, когда массовая скорость выгорания не зависит от размеров проемов, температура пожара достигает максимума и почти такая же, как при открытом пожаре.

Влияние соотношений F_1/ S_п. и S_п./ F_пола на температуру пожара показано на рис.1.11. Из графика видно, что увеличение соотношения F_1/ S_п. ведет к увеличению скорости роста температуры и ее максимума, а уменьшение этого отношения резко увеличивает продолжительность пожара.

Рис. 1. 10. Рис. 1. 11.

Рис.1.10. Влияние газообмена на температуру внутреннего пожара.

Рис.1.11. Изменение температуры внутреннего пожара в зависимости от F_1/S_{п. и} S_п./F_{пола: 1-} F_1/S_п=1/5;2- F_1/S_{п=1/7;3,4,5-}F_1/S_{п=1/10;6 –} стандартная температурная кривая.

Существенное влияние на температурный режим пожара оказывает высота помещения. На рис.1.12. приведен график изменения температуры пожара в помещениях различной высоты, из которого следует, что в высоких помещениях скорость роста температуры выше, а максимальное значение температуры меньше, чем в помещениях малой высоты. Это объясняется тем, что во втором случае коэффициент избытка воздуха выше, чем в первом, и потери тепла из зоны горения больше.

Из приведенных данных следует, что по интенсивности газообмена, определяющего скорость роста и максимальное значение температуры пожаров, все помещения можно разделить на две группы. Помещения, у

которых соотношение относятся к помещениям с низкотемпературным режимом пожаров, т.е. для этой группы помещений развитие процесса горения, а, следовательно, и интенсивности тепловыделения, сдерживают поступление воздуха и в объем самого помещения, и в зону горения.

Зависимость температуры внутреннего пожара от высоты помещения:

Помещения, у которых отношение относятся к помещениям с высокотемпературным режимом пожаров, т.е. в этих помещениях процесс горения развивается так же, как в условиях открытого пожара или близких к ним. Изменение температуры пожаров во времени, характерное для помещения с низкотемпературным режимом, соответствует кривой 4 (рис.1.11.), а с высокотемпературным режимом — кривой 6, которая является стандартной температурной кривой. Из рис.1.12. следует, что различие температур пожара в помещениях с низкотемпературным и высокотемпературным режимами в среднем составляет 200-250 °С, При этом необходимо иметь в виду, что такая же картина может сохраниться, когда горючие материалы с высокой теплотворной способностью горят в помещениях с низкотемпературным режимом,а горючие материалы с низкой теплотворной способностью горят в помещениях с высокотемпературным режимом.

Внутренний пожар — это более сложный случай процесса горения по сравнению с открытым пожаром, так как объем, где происходит горение, ограничен и не все тепло теряется безвозвратно. Без учета начального теплосодержания горючих материалов и воздуха, на данный момент времени, он может быть представлен следующим уравнением:

Q_{п. =} Q`_п.г. + Q«_п.г. + Q_кон. + Q_г.м + Q_изл.,

где Q_п. – тепло, выделяющееся на пожаре, кДж; Q`_п.г – тепло, содержащееся в продуктах горения, удаляющихся из помещения, где произошел пожар, кДж; Q«_п.г – тепло, содержащееся в продуктах горения, находящихся в помещении, кДж; Q_кон — тепло, поступающее к строительным конструкциям и оборудованию конвекцией и излучением, кДж; Q_г.м — тепло, поступающее к горючим материалам конвекцией и излучением, кДж; Q_изл. — тепло, излучаемое из зоны горения за пределы помещения, где произошел пожар, через проемы и обрушения, кДж.

Все величины, входящие в это уравнение, переменны во времени. Они зависят от вида горючего материала, его количества, площади пожара и многих других параметров. Например, Q«_п.г + Q_г.м + Q_кон + Q_изл изменяется в пределах 10-80% всего выделяющегося тепла и зависит от условий газообмена и продолжительности горения. Как показывает практика, Q_изл составляет 3-4% Q_п; Q_кон — 6-8% Q_п; Q_г.м — 1,5-3% Q_п, т.е. примерно 85-90% всего выделяющегося тепла на внутреннем пожаре идет на нагрев продуктов горения.

Величины Q`_п.г и Q_изл не приводят к повышению температуры в зоне пожара, так как в обоих случаях тепло уходит за пределы помещения.

Q_г.м -тепло, идущее на нагрев горючего материала как горящего, так и подготавливаемого к горению, оно способствует интенсификации и распространению пожара. Количественно эта величина в общем балансе тепла мала (не превышает 3% от Q_п), но качественно этот тепловой поток — один из самых опасных. Так, сведение Q_г.м к нулю практически приводит к ликвидации горения.

Q_кон — также очень опасный тепловой поток, так как повышение температуры несущих элементов конструкции приводит к резкому снижению их механической прочности, потере устойчивости и обрушению.

Q«_п.г — это тепло, которое, выделившись в зоне горения, распределяется по всему помещению и определяет температуру пожара.

Тепло на пожаре выделяется непосредственно в зоне горения и распространяется из нее конвекцией, лучеиспусканием и теплопроводностью. Тепло, передаваемое теплопроводностью, сравнительно невелико и, как правило, в расчетах не учитывается.

Тепло, передаваемое из зоны горения конвекцией при горении жидких горючих веществ, в условиях внутреннего пожара, составляет 55— 60%, а при горении твердых горючих материалов, например, штабелей древесины, 60-70% от общего количества тепла, выделяющегося на пожаре. Остальные 30-40% тепла передаются из зоны горения излучением. Соотношение этих величин зависит не только от вида горючего, но и от стадии развития пожара, температуры окружающих предметов, оптической плотности среды, условий газообмена. Поскольку конвективные потоки направлены из зоны горения преимущественно вверх, то суммарные тепловые потоки по различным направлениям будут неравноценны. Значение величины и направления суммарных тепловых потоков позволит определить не только соответствующие зоны пожара, но и доминирующие направления, и интенсивность распространения пожара. Распределение температуры неравномерно по объему и нестационарно во времени.

Максимальная температура пожара, которая обычно выше среднеобъемной, бывает в зоне горения. По мере удаления от нее температура газов снижается за счет разбавления продуктов горения воздухом и потерь тепла в окружающее пространство.

Большое влияние на распределение температуры оказывает интенсивность газообмена и направленность конвективных газовых потоков. Например, в помещениях с большой интенсивностью газообмена и высокотемпературным режимом, несмотря на интенсивное тепловыделение и высокую температуру в верхней части помещения, в нижней его части возможно пребывание людей благодаря интенсивному притоку холодного воздуха и интенсивному оттоку горячих продуктов горения. Причем, неравномерность параметров газовой среды по вертикали проявляется тем резче, чем больше высота помещения. Очевидно, что и средняя температура такого пожара может быть сравнительно невелика.

В помещениях с малой интенсивностью газообмена и низкотемпературным режимом горение происходит с большим недостатком воздуха. Однако температура в помещении при таком горении почти одинакова по объему и может быть очень высокой за счет слабого оттока продуктов горения. Эти обстоятельства необходимо учитывать при тушении пожара для обеспечения безопасной и эффективной работы личного состава.

Очевидно, что при наличии расчетных методов, учитывающих неравномерность распределения температуры в объеме помещения, задача определения безопасных условий тактико-технических действий существенно облегчалась бы.

Линейная скорость распространения горения – V_л [м/мин], [м/сек]. Под этим параметром понимают дальность распространения фронта пламени по поверхности горючего материала в единицу времени. Линейная скорость распространения горения определяет площадь пожара. Она зависит от вида и природы горючих веществ и материалов, от способности к воспламенению и начальной температуры, от интенсивности газообмена на пожаре и направленности конвективных газовых потоков, от степени измельченности горючих материалов, их пространственного расположения и других факторов.

Линейная скорость распространения горения непостоянна во времени, поэтому в практических расчетах пользуются средними значениями V_л, которые являются величинами весьма приближенными.

Наибольшей V_л обладают газы, поскольку в смеси с воздухом они уже подготовлены к горению и для его продолжения, если горение возникло, затрачивается тепло на нагрев смеси только до температуры воспламенения.

Линейная скорость распространения горения для жидкостей в основном зависит от их начальной температуры. Особенно резкое возрастание V_л наблюдается при нагреве горючих жидкостей до температуры вспышки, так как наибольшее значение линейной скорости для горючих жидкостей наблюдается при температуре воспламенения и равно скорости распространения горения по паровоздушным смесям.

Наименьшей линейной скоростью распространения горения обладают твердые горючие материалы, для подготовки к горению которых требуется больше тепла, чем для жидкостей и газов. Линейная скорость распространения горения твердых горючих материалов зависит почти от всех перечисленных факторов, но особенно от их пространственного расположения. Например, распространение пламени по вертикальным и горизонтальным поверхностям может отличаться в большую сторону в 5-6 раз, а распространение пламени по вертикальной поверхности снизу вверх и сверху вниз приблизительно в 10 раз. Линейная скорость распространения горения по горизонтальной поверхности наиболее часто используется в расчетах.

Основные параметры пожара

Для решения вопросов пожарной безопасности в рамках системы противопожарной защиты необходимо знать и уметь прогнозировать поведение пожара в процессе его развития в конкретных условиях, правильно оценивать обстановку на пожаре. Прогнозирование развития пожара предполагает использование методов расчета направлений и скоростей распространения горения, продолжительности развития пожара, изменений во времени температуры и компонентов газовой среды, интенсивности газообмена и других параметров пожара.

Каждый пожар представляет собой единственную в своем роде ситуацию, определяемую различными событиями и явлениями, носящими случайный характер, например изменение направления и скорости ветра во время пожара и т.п. Поэтому точно предсказать развитие во всех деталях не представляется возможным. Однако пожары обладают общими закономерностями, что позволяет построить аналитическое описание общих явлений пожаров и их параметров.

Основные явления, сопровождающие пожар, – это процессы горения, газо- и теплообмена. Они изменяются во времени, пространстве и характеризуются параметрами пожара. Пожар рассматривается как открытая термодинамическая система, обменивающаяся с окружающей средой веществами и энергией.

Рассмотрим процессы, протекающие на пожаре, и параметры, их характеризующие.

Процесс горения на пожаре горючих веществ и материалов представляет собой быстро протекающие химические реакции окисления и физические явления, без которых горение невозможно, сопровождающиеся выделением тепла и свечением раскаленных продуктов горения с образованием ламинарного или турбулентного диффузионного пламени.

Основными условиями горения являются: наличие горючего вещества, поступление окислителя в зону химических реакций и непрерывное выделение тепла, необходимого для поддержания горения.

Возникновение и распространение процесса горения по веществам и материалам происходит не сразу, а постепенно. Источник горения воздействует на горючее вещество, вызывает его нагревание, при этом в большей мере нагревается поверхностный слой, происходит активация поверхности, деструкция и испарение вещества, материала вследствие термических и физических процессов, образование аэрозольных смесей, состоящих из газообразных продуктов реакции и твердых частиц исходного вещества. Образовавшиеся газообразные продукты способны к дальнейшему экзотермическому превращению, а развитая поверхность прогретых твердых частиц горючего материала способствует интенсивности процесса его разложения. Концентрация паров, газообразных продуктов деструкции испарения (для жидкостей) достигает критических значений, происходит воспламенение газообразных продуктов и твердых частиц вещества, материала. Горение этих продуктов приводит к выделению тепла, повышению температуры поверхности и увеличению концентрации горючих продуктов термического разложения станет не меньше скорости их окисления в зоне химической реакции горения. Тогда под воздействием тепла, выделяющегося в зоне горения, происходит разогрев, деструкция, испарение и воспламенение следующих участков горючих веществ и материалов.

К основным факторам, характеризующим возможное развитие процесса горения на пожаре, относятся: пожарная нагрузка, массовая скорость выгорания, линейная скорость распространения пламени по поверхности горящих материалов, интенсивность выделения тепла, температура пламени и др.

Под пожарной нагрузкой понимают количество теплоты, отнесенное к единице поверхности пола, которое может выделиться в помещении или здании при пожаре.

Пожарную нагрузку Р, МДж/м 2 , определяют как сумму постоянной и временной пожарных нагрузок. В постоянную нагрузку включаются находящиеся в строительных конструкциях вещества и материалы, способные гореть. Во временную пожарную нагрузку включаются вещества и материалы, обращающиеся в производстве, в том числе технологическое и санитарно-техническое оборудование, изоляция, материалы, находящиеся в расходных складах, мебель и другие, способные гореть.

Временную и постоянную пожарную нагрузку вычисляют по формулам:

где М_i – масса i-го вещества или материала, кг; Q_i – количество теплоты, выделяемое одним килограммом i-го вещества или материала при сгорании, МДж/кг; S — площадь зданий и сооружений или их частей, м 2 ; j – число видов веществ и материалов временной пожарной нагрузки; k – число видов веществ и материалов постоянной пожарной нагрузки.

Расчетная пожарная нагрузка для зданий и сооружений или их частей учитывает влияние ряда факторов, характеризующих горючие вещества и материалы, геометрические размеры зданий или их частей, наличие пожарной техники и пожарную нагрузку и вычисляются по формуле:

где Р – пожарная нагрузка, МДж/м 2 ; а – коэффициент скорости сгорания веществ и материалов, зависящий от их плотности и плотности их укладки; b – коэффициент скорости сгорания веществ и материалов, зависящий от параметров зданий или их частей; c – коэффициент, отражающий наличие пожарной техники.

Пожарную нагрузку и расчетную пожарную нагрузку допускается также определять в кг/м 2 . Тогда под пожарной нагрузкой объекта понимают массу всех горючих и трудногорючих материалов, приходящихся на 1 м 2 площади пола помещения или площади, занимаемой этими материалами на открытой площадке.

Расчетная пожарная нагрузка характеризуется продолжительностью пожара (чем больше нагрузка, тем продолжительнее пожар).

Под скоростью выгорания понимают потерю массы материала (вещества) в единицу времени при горении. Процесс термического разложения сопровождается уменьшением массы вещества и материалов, которая в расчете на единицу времени и единицу площади горения квалифицируется как массовая скорость выгорания, кг/(м 2 ·с), и определяется соотношением:

где dm – элементарное изменение массы материала, кг, за время dt, с; S – площадь горения, м 2 .

Массовая скорость выгорания зависит от агрегатного состояния горючего вещества или материала, начальной температуры и других условий. Массовая скорость выгорания горючих и легковоспламеняющихся жидкостей определяется интенсивностью их испарения. Массовая скорость выгорания твердых веществ зависит от вида горючего, его размеров, величины свободной поверхности и ориентации по отношению к месту горения; температуры пожара и интенсивности газообмена. Существенное влияние на массовую скорость выгорания оказывает концентрация кислорода (окислителя) в окружающей среде.

Линейная скорость распространения горения представляет собой физическую величину, характеризуемую поступательным движением фронта пламени в данном направлении в единицу времени. Она зависит от вида и природы горючих веществ и материалов, от начальной температуры, способности горючего к воспламенению, интенсивности газообмена на пожаре, плотности теплового потока на поверхности веществ и материалов и других факторов.

Линейная скорость распространения горения, м/с, по поверхности горючего материала определяется соотношением:

где l – расстояние, пройденное фронтом пламени в данном направлении, м; t – время распространения фронта пламени, с.

Отношение площади поверхности горения к площади горения характеризуется коэффициентом поверхности К_п пожарной нагрузки:

От К_п во многом зависит изменение параметров пожаров. Так, при обеспеченном газообмене с повышением К_п возрастают скорости выгорания и распространения горения, температура пожара и пр.

Это, в свою очередь, не может не отразиться на параметрах тушения и требуемых интенсивностях подачи огнетушащих средств, времени тушения, а также на общем количестве сил и средств, необходимых для ликвидации пожаров.

Под температурой пожара в ограждениях понимают средне объемную температуру газовой среды в помещении, под температурой пожара на открытых пространствах – температуру пламени. Температура пожаров в ограждениях, как правило, ниже, чем на открытых пространствах.

Одним из главных параметров, характеризующих процесс горения, является интенсивность выделения тепла на пожаре. Это величина, равная по значению теплу, выделяющемуся на пожаре за единицу времени. Она определяется массовой скоростью выгорания веществ и материалов и их теплового содержания. На интенсивность тепловыделения влияют содержание кислорода и температура среды, а содержание кислорода зависит от интенсивности поступления воздуха в помещение при пожарах в ограждениях и в зону пламенного горения при пожарах на открытых пространствах. При пожарах, регулируемых притоком воздуха, интенсивность выделения тепла пропорциональна расходу поступающего воздуха и находится по уравнению:

где Q_н p – массовая теплота сгорания, Дж/кг; η – коэффициент неполноты сгорания; v_m – массовая скорость выгорания, кг/м 2 ; х – концентрация кислорода в поступающем воздухе равная 23; L₁ – теоретически необходимое количество кислорода для сгорания массы горючего материала; G – расход воздуха в помещении, м 3 /с.

Если горение на пожаре не ограничивается притоком воздуха, интенсивность тепловыделения зависит от площади поверхности материала, охваченной горением. Площадь поверхности вещества или материала, охваченная горением, может оставаться в процессе пожара постоянной величиной (например, горение жидкости в резервуаре, обвалования и т.п.) или изменяется со временем (например, при распространении огня по мебели и другим горючим материалам). Интенсивность тепловыделения на пожаре зависит от газообмена и определяется по формуле:

При пожаре выделяются газообразные, жидкие и твердые вещества. Их называют продуктами горения, т.е. веществами, образовавшимися в результате горения. Они распространяются в газовой среде и создают задымление.

Дым – это дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоящая из газов, паров и раскаленных частиц. Объем выделившегося дыма, его плотность и токсичность зависят от свойств горящего материала и от условий протекания процесса горения.

Под дымообразованием на пожаре принимают количество дыма, м 3 /с, выделяемого со всей площади пожара. Оно может быть определено из соотношения:

где φ – коэффициент пропорциональности; v_m – массовая скорость выгорания; V_п.г. – объем продуктов горения, образовавшихся при сжигании одного килограмма горючего, м 3 /кг; T_д и T_о – температура дыма и окружающей среды (соответственно), К.

Процесс задымления зданий и помещений связан с разностью объемов образующегося дыма при горении и удаляемого из здания V_уд. Если эту разность отнести к объему помещения W, получим интенсивность задымления, м 3 /(м 3 ·с):

где W – объем помещения, м 3 ; z – концентрация дыма (в долях процентов).

Все величины, входящие в эту формулу, за исключением объема помещения, меняются во времени. Поэтому для практических расчетов данное выражение необходимо записать в дифференциальной форме. Тогда, задаваясь конечной концентрацией дыма в помещении, возможно определить время ее достижения, что особенно важно при разработке оперативной документации на тот или иной объект или анализе пожаров.

Концентрация дыма – это количество продуктов горения, содержащихся в единице объема помещения. Ее можно выразить количеством вещества г/м 3 , г/л, или в объемных долях.

Экспериментальным путем установлена зависимость видимости от плотности дыма, например, если предметы при освещении их групповым фонарем с лампочкой в 21 Вт видны на расстоянии до 3 м (содержание твердых частичек углерода 1,5 г/м 3 ) – дым оптически плотный; до 6 м (0,6-1,5 г/м 3 твердых частичек углерода) – дым средней плотности; до 12 м (0,1-0,6 г/м 3 твердых частичек углерода) – дым оптически слабый.

Газовый обмен на пожаре – это движение газообразных масс, вызванное выделением тепла при горении. При нагревании газов их плотность уменьшается, и они вытесняются более плотными слоями холодного атмосферного воздуха и поднимаются вверх. У основания факела пламени создается разрежение, которое способствует притоку воздуха в зону горения, а над факелом пламени (за счет нагретых продуктов горения) – избыточное давление. Изучение газообмена на открытых пространствах и при небольшой площади горения в помещениях проводится на основе законов аэродинамики и при рассмотрении процессов газообмена требует специальных знаний.

Процесс газообмена при пожаре в помещении на уровне средних по его объему термодинамических параметров (Р_τ, r, Т_τ – давление, плотность, температура) базируется на законах естественного газообмена, возникающего вследствие разности плотностей (гравитационных давлений) наружной и внутренней (в помещении) газовых сред.

На процесс газообмена в помещении большое влияние оказывают высота помещения, геометрические размеры проемов, скорость и направление ветра.

Процессы газообмена на пожаре могут приводить к задымлению как помещений, так и зданий в целом. Правильная организация работ по управлению газовыми потоками на пожаре может способствовать предотвращению задымлений зданий и смежных помещений, имеющих общие проемы, что значительно облегчит работы по локализации и ликвидации пожара.

Одним из главных процессов, происходящих на пожаре, являются процессы теплообмена. Выделяющееся тепло при горении, во-первых, усложняет обстановку на пожаре, во-вторых, является одной из причин развития пожара. Кроме того, нагрев продуктов горения вызывает движение газовых потоков и все вытекающие из этого последствия (задымление помещений и территории, расположенных около зоны горения и др.).

Сколько тепла выделяется в зоне химической реакции горения, столько его и отводится от нее. В качестве пояснения может служить (рис. 1).

Рис 1. Передача тепла на пожаре

где Q_об – расход тепла на подготовку горючих веществ к горению; Q_ср – отвод тепла от зоны горения в окружающее пространство.

Для поддержания и продолжения горения требуется незначительная часть тепла. Всего до 3% выделяющегося тепла путем излучения передается горящим веществам и затрачивается на их разложение и испарение. Именно это количество берут за основу при определении способов и приемов прекращения горения на пожарах и установлении нормативных параметров тушения.

Тепло, передаваемое во внешнюю среду, способствует распространению пожара, вызывает повышение температуры, деформацию конструкций и т.д.

Большая часть тепла на пожарах передается конвекцией. Так, при горении бензина в резервуаре этим способом передается 57-62% тепла, а при горении штабелей леса 60-70%.

При отсутствии или слабом ветре большая часть тепла отдается верхним слоям атмосферы. При наличии сильного ветра обстановка усложняется, так как восходящий поток нагретых газов значительно отклоняется от вертикали.

При внутренних пожарах (т.е. пожарах в ограждениях) конвекцией будет передаваться еще большая часть тепла, чем при наружных. При пожарах внутри зданий продукты сгорания, двигаясь по коридорам, лестничным клеткам, шахтам лифтов, вентканалам и т.п. передают тепло встречающимся на их пути материалам, конструкциям и т.д., вызывая их загорание, деформацию, обрушение и пр. Необходимо помнить, чем выше скорость движения конвекционных потоков и чем выше температура нагрева продуктов сгорания, тем больше тепла передается в окружающую среду.

Теплопроводностью при внутренних пожарах тепло передается из горящего помещения в соседнее через ограждающие строительные конструкции, металлические трубы, балки и т.п. При пожарах жидкостей в резервуарах тепло этим способом передается нижним слоям, создавая условия для вскипания и выброса темных нефтепродуктов.

Передача тепла излучением характерна для наружных пожаров. Причем, чем больше поверхность пламени, ниже степень его черноты, тем выше температура горения, больше передается тепла этим способом. Мощное излучение происходит при горении газонефтяных фонтанов, ЛВЖ и ГЖ в резервуарах, штабелей лесопиломатериалов и т.д. При этом на значительные расстояния передается от 30 до 40 % тепла.

Наиболее интенсивно тепло передается по нормали к факелу пламени, с увеличением угла отклонения от нее интенсивность передачи тепла уменьшается (рис. 2).

Рис 2. Направление интенсивности излучения

При пожарах в ограждениях действие излучения ограничивается строительными конструкциями горящих помещений и задымлением как тепловым экраном. В наиболее удаленных от зоны горения участках тепловое воздействие излучения существенного влияния на обстановку пожара не оказывает. Но чем ближе к зоне горения, тем более опасным становится его тепловое воздействие.

Практика показывает, что при температуре, равной 80-100°С в сухом воздухе и при 50-60°С во влажном, человек без специальной теплозащиты может находиться лишь считанные минуты. Более высокая температура или длительное пребывание в этой зоне приводит к ожогам, тепловым ударам, потере сознания и даже смертельным исходам.

Падающий тепловой поток зависит от расстояния между факелом и объектом. С этим параметром связаны безопасные условия для облучаемого объекта.

Эти условия могут быть выполнены в случае, когда между излучаемой и облучаемой поверхностями будет такое расстояние, при котором интенсивность облучения объекта или температура на его поверхности не превышала бы допустимых величин (т.е. минимальные g_доп объекта в течение определенного времени, ниже значений которых его воспламенение не происходит) или допустимых значений для данного объекта в течение определенного времени, по истечении которого необходимо обеспечить его защиту.

Допускаемые плотности теплового потока и температуры для некоторых материалов содержатся в справочной литературе. Например, для человека предельно допустимая интенсивность облучения 1,05 кВт/м 2 ; предельно допустимая температура нагревания незащищенных поверхностей кожи человека не должна превышать 40°С. Для боевой одежды пожарного эти величины соответственно равны 4,2 кВт/м 2 .

Процесс теплообмена горячих газов, факела пламени и ограждающих конструкций при пожаре в помещении носит сложный характер и осуществляется одновременно тепловым излучением, конвекцией и теплопроводностью.

На внутренних пожарах направление передачи тепла излучением может не совпадать с передачей тепла конвекцией, поэтому в помещении могут быть участки поверхности ограждающих конструкций, где действует только излучение (как правило, пол и часть поверхности стен, примыкающих к нему), или только конвекция (потолок и часть поверхности стен, примыкающих к нему), или где оба вида тепловых потоков действуют совместно.

tema5_1 (Лекции)

Файл «tema5_1» внутри архива находится в папке «Lekcii». Документ из архива «Лекции», который расположен в категории » «. Всё это находится в предмете «безопасность жизнедеятельности (бжд и гроб или обж)» из 3 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе «лекции и семинары», в предмете «гражданская оборона» в общих файлах.

Онлайн просмотр документа «tema5_1»

Текст из документа «tema5_1»

Курс «Основы гражданской защиты в чрезвычайных ситуациях»

«АВАРИИ НА ПОЖАРООПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ»

1.Общие сведения о пожарах.

Физико-химические основы пожаров.

Согласно ГОСТу пожар это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Горение представляет собой слож­ный физико-химический процесс превращения горючих веществ и материалов в продукты сгорания, сопровождаемый интенсивным выделением тепла и световым излучением.

В основе горения в подавляющем большинстве случаев лежат быстротекущие химические реакции окисления сгораемых материалов кислородом воздуха, в первую очередь углерода с образованием СО₂, и водорода с образовани­ем Н₂О. При пожарах со свободным притоком воздуха его состав условно можно считать постоянным: 21% кислорода и 79% азота (по объему) или 23% и 77% (по весу).

Основной механизм распространения горения при пожаре — теплопере­дача. Это сравнительно медленный процесс, поскольку теплопроводность распространенных сгораемых веществ невысока. Ограничена и лучевая и конвективная теплопередача.

Для всех пожаров характерны:

-горение с выделением тепла и продуктов сгорания;

-газообмен, осуществляемый по механизму конвективных газовых по­токов, обеспечивающий приток кислорода воздуха в зону горения и отвод продуктов сгорания из нее;

-передача тепла из зоны горения в окружающее пространство, в том числе горючим материалам, без чего невозможен непрерывный процесс го­рения.

Виды горения при пожарах.

Под воздействием тепла источника зажигания газы, жидкости, твер­дые вещества и пыли ведут себя поразному. При пожарах различают два основных вида горения: гомогенное и гетерогенное.

При гомогенном горении окислитель и горючее находятся в газовой фазе. Помимо того, что гомогенное горение имеет место при сгорании го­рючего газа, все горючие жидкости перед воспламенением испаряются, об­разуя газообразную среду. Большинство твердых веществ в процессе наг­рева при пожаре плавятся, разлагаются и испаряются, выделяя газообраз­ные фракции. Полученная любым из этих превращений газообразная среда смешивается с воздухом и горит.

При гетерогенном горении горючее находится в твердом состоянии, а окислитель в газообразном, и реакция окисления горючего происходит в твердой фазе. Твердые вещества, превращенные в пыль (угольную, метал­лическую, текстильную), при перемешивании с воздухом образуют пожа­ровзрывоопасные пылевоздушные смеси.

Поскольку при горении на пожарах роль окислителя чаще всего вы­полняет кислород воздуха, окружающего зону протекания химических реак­ций, интенсивность горения определяется не скоростью протекания этих реакций, а скоростью поступления кислорода из окружающей среды в зону горения.

Зоны пожара.

В пространстве, в котором развивается пожар, условно рассматрива­ют три зоны: горения, теплового воздействия и задымления.

Зоной горения называется часть пространства, в которой происходит подготовка горючих веществ к горению (подогрев, испарение, разложение) и их горение.

Зоной теплового воздействия называется часть пространства примы­кающая к зоне горения,в которой тепловое воздействие приводит к замет­ному изменению состояния материалов и конструкций и делает невозможным пребывание в ней людей без специальной защиты. Внешняя граница этой зоны соответствует температуре 60-70 о С.

Зоной задымления называется часть пространства в которой от дыма создается угроза жизни и здоровью людей (статистика показывает, что большая часть людей на пожаре гибнет от удушья).

2.Участвующие в горении вещества и характеризующие их параметры.

Основные положения

По агрегатному состоянию участвующие в горении вещества подразде­ляют на газообразные, жидкие и твердые.

К газам относятся вещества, абсолютное давление паров которых при температуре 50 о С равно или превышает 300кПа, или критическая тем­пература которых менее 50 о С.

К жидкостям — вещества, температура плавления (каплепадения) которых менее 50 о С.

К твердым — вещества с температурой плавления (каплепадения) 50 о С и выше. В твердых ве­ществах особую группу составляют пыли, т.е. диспергированные вещества с размером частиц менее 850мкм.

По возможности возгорания вещества подразделяют на негорючие, трудногорючие и горючие. Негорючие (несгораемые) — это вещества и ма­териалы, не способные гореть на воздухе. Трудногорючие (трудносгораемые) — это вещества и материалы, способные возгораться в воздухе от источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления. Горючие (сгораемые) — это вещества и материалы способные са­мовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоя­тельно гореть после его удаления.

Из группы горючих веществ выделяют легковоспламеняющиеся вещества и мате­риалы, т.е. такие, которые способны воспламеняться от кратковременного (до 30 секунд) воздействия источника зажигания с низкой энергией (пла­мя спички, искра, сигарета и т.п.). К легковоспламеняющимся относятся жидкости с температурой вспышки не выше 61 град.С в закрытом тигле или 66 град.С в открытом тигле.

Вспышка — быстрое горение горючей смеси, не сопровождающееся об­разованием сжатых газов и не переходящее в стационарное горение.

Температурой вспышки называется самая низкая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверх­ностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника за­жигания, но скорость их образования еще недостаточна для возникновения устойчивого горения.

Температурой воспламенения называется наименьшая температура ве­щества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет пары и газы с такой скоростью, что после их зажигания возникает устой­чивое пламенное горение.

Температура самовоспламенения — самая низкая температура вещест­ва, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение экзотермических реакций, заканчивающееся пламенным горени­ем. Эта температура, не являясь физико-химической константой, сущест­венно зависит от формы и объема вещества, а также ряда других факто­ров. Поэтому для определения температуры самовоспламенения использует­ся специальная установка, описанная в ГОСТ.

Параметры пожаров.

К основным параметрам пожара относятся: пожарная нагрузка, массовая скорость выгорания, скорость распространения пожара, температура пожара, интенсивность выделения тепла и др.

Пожарная нагрузка характеризует энергетический потенциал сгорае­мых материалов, приходящийся на единицу соответствующей площади (пола или участка земли). Пожарная нагрузка измеряется в единицах энергии или количества сгораемых материалов (в пересчете на древесину) на единице площади, например, Дж/м.кв (при пересчете на энергию, выделяющуюся при горении) или кг/м.кв (в пересчете на древесину — исходя из того, что при сгора­нии одного кг древесины выделяется 18,8 МДж энергии).

Пожарная нагрузка помещения состоит из постоянной (все сгораемые конструкции сооружения) и временной (находящиеся в помещении материа­лы). В зданиях пожарная нагрузка каждого этажа определяется отдельно и лимитируется соответствующими нормативами.

Массовая скорость выгорания — потеря массы горящего материала в единицу времени. Она зависит от отношения площади поверхности горения веществ к их объему, плотности упаковки, условий газообмена и других причин. (Например, скорость выгорания мебели 50 кг/м.кв.ч, бревен и крупных деревянных элементов 25 кг/м.кв.ч ; пиломатериалов в штабелях 400 кг/м.кв.ч). Чем больше скорость выгорания,тем выше температу­ра,развиваемая при пожаре.

Скорость распространения пожара определяется скоростью распрост­ранения пламени по поверхности горючего материала. Она зависит от мно­гих факторов (вида материала, способности к воспламенению, начальной температуры, направления газового потока, степени измельчения материа­ла и др.). Кроме того она непостоянна во времени. На практике при про­ведении расчетов пользуются средними значениями этого параметра:

при горении легковоспламеняющихся горючих жидкостей 30 м/мин,

по штабелям пиломатериалов 4 м/мин,

по деревянным покрытиям 1 м/мин,

по пустотам деревянных конструкций до 2 м/мин.

Скорость распространения пламени по поверхности материалов варь­ируется в широких пределах в зависимости от угла наклона этой поверх-

ности к горизонтали. При угле наклона 90 градусов скорость распростра­нения пламени вниз меньше указанных значений в 2 раза, а вверх — в 8-10 раз больше.

При увеличении температуры скорость увеличивается, а при достиже­нии температуры самовоспламенения материалов их поверхность охватыва­ется пламенем почти мгновенно.

Значения скорости распространения пламени в различных газах при атмосферном давлении и комнатной температуре приведены ниже.

Углеводородо-воздушные смеси 0,3 -0,5 м/с 18-30 м/мин

Водородо-воздушная смесь 2,8 м/с 168 м/мин

Водородо-кислородная смесь 13,8 м/с 828 м/мин

Ацителено-кислородная смесь 15,4 м/с 924 м/мин

Под температурой внутреннего пожара понимают среднеобъемную тем­пературу газовой среды помещения, а для открытого пожара — температуру пламени, поэтому температура внутренних пожаров, как правило, ниже чем открытых.

В практике проведения различных оценочных расчетов (например при оценке огнестойкости конструктивных элементов зданий) широко ис­пользуется понятие "стандартный пожар". При "стандартном пожаре" изме­нение температуры T во времени t описывается эмпирической формулой, полученной усреднением натурных измерений:

T(t) О С= A + 345 lg(8t+1) ,

где А — температура в помеще­нии до начала пожара в О С, t — в минутах.

Формула рекомендована международной организацией по стандартизации ИСО для оп­ределения T при "стандартном пожаре". Результат расчетов по этой формуле дает следующие значения :