Пожар в зданиях и сооружениях

Очаг поражения при пожаре

Очаг поражения при пожаре включает в себя зоны горения, теплового воздействия и частично зону задымления, опасную по токсическому действию продуктов сгорания, рис 16.

Зона горения обычно определяется визуально. Внешними признаками этой зоны являются наличие пламени, а также раскаленных и тлеющих материалов. Поражение людей, техники, строительных конструкций и объектов происходит из-за высокой температуры, развивающейся при горении.

Как известно, при пожаре в жилых зданиях температура внутри помещений достигает 800-1000⁰С. При горении на открытом воздухе горючих газов ~ 1500⁰С, горючих жидкостей 1100 – 1200⁰С, древесины 1100- 1200⁰С, при горении термита, электрона, магния 2000 – 3000⁰С.

Характеристики зоны теплового воздействия рассматривались в §3.2, области зоны задымления, опасной по токсическому действию продуктов сгорания, в §3.3.

Рис. 16. Очаг поражения при пожаре

1 – зона горения, 2 – зона теплового воздействия, 3- область зоны задымления, опасная по токсическому действию продуктов сгорания

Прогнозирование (а при пожаре–определение) очага поражения необходимо для проведения противопожарных мероприятий и обеспечения безопасности людей.

Пожары в зданиях и сооружениях относятся к числу наиболее опасных, так как они часто приводят к человеческим жертвам.

Различают три основные стадии развития пожара в помещении: начальную, развитую (основную) и конечную. Начальной стадии соответствует развитие пожара от момента зажигания до момента времени, когда помещение полностью охвачено пламенем. Развитой стадии соответствует повышение среднеобъемной температуры в помещении до максимальной. На этой стадии сгорает 80-90 % всей массы горючих материалов. На конечной стадии завершается процесс горения и постепенно снижается температура.

На начальной стадии пожара вначале фронт огня охватывает, как правило, небольшой объем. Количества тепла, передаваемое излучением, пропорционально площади горения. Интенсивные потоки нагретых газов омывают потолок помещения и примыкающие к зоне горения участки стен. Постепенно огонь переносится на другие конструкции, материалы, оборудование. Пламя распространяется по поверхности сгораемых материалов со скоростью нагрева еще не горящих участков поверхности. При повышении температуры в помещении скорость распространения пламени увеличивается. Горение поддерживается кислородом воздуха, находящегося в помещении. На начальной стадии пожара среднеобъемная температура повышается, а концентрация кислорода снижается с 21% до 14-16 %. Возрастает содержание оксида и диоксида углерода, происходит интенсивное дымовыделение. При отделке помещения или наличия в помещении пластиков, выделяются фосген и синильная кислота, представляющие большую опасность. Начальная стадия продолжается 5-30 минут (и более), но опасные для здоровья человека последствия могут возникнуть уже через 0,5 – 5 минут.

При повышении температуры в помещении создается избыточное давление. Нагретый воздух выходит через воздуховоды, зазоры и т.п. Когда излишки нагретого воздуха вытесняются, давление в помещении снижается – приближается к атмосферному, однако под действием конвективных потоков возникает перепад давления по высоте. Пониженное давление в нижней части помещения способствует поступлению свежего воздуха и, следовательно, поддержанию процесса горения при хорошем воздухообмене, рис.17.

Рис.17. Схема движения газовых потоков в помещении в зависимости от расположения проточных и вытяжных отверстий при пожаре

Пламя быстро распространяется по поверхности сгораемых матери-алов и почти мгновенно охватывает весь объем помещения; средне-объемная температура возрастает. Это явление называют общей вспыш-кой, которая характеризует начало развитой стадии пожара. Значения температуры и продолжительности этой стадии зависят от ряда факторов, основными из которых являются пожарная нагрузка и вентиляция.

Под пожарной нагрузкой Q понимают все вещества и материалы в помещении, способные гореть. Она характеризует количество тепла, выделяющегося при сгорании горючих материалов с единицы площади пола и измеряется в МДж/м². Иногда пожарную нагрузку выражают через эквивалентное по теплоте сгорания количество древесины в кг/м². Температурный режим пожара зависит от вентиляции, которая влияет на воздухообмен и, как следствие, на интенсивность горения.

Международной организацией по стандартизации (ИСО) рекомендуется принимать определенный режим горения за стандартный. Стандарт СЭВ 100-78 «Противопожарные нормы строительного проектирования. Метод испытания строительных конструкций на огнестойкость» рекомендует зависимость [8]

(3.24)

где T, T_o – соответственно температура пожара и начальная

температура, ⁰С;

− время от начала пожара, мин.

На рис.18 кривая (3.24), обозначенная пунктиром, сопоставлена с экспериментальными температурными кривыми, полученными во ВНИИПО при сгорании древесины в количестве 25,50,100 и 150 кг/м² площади пола, что соответствует практически встречающимся загрузкам жилых и административных зданий.

Рис.18. Сравнение стандартной температурной кривой с экспериментальными данными

Удовлетворительное соответствие кривой (3.24) с данными эксперимента позволили ИСО рекомендовать её в качестве стандартной кривой температурного режима пожара в помещении.

Продолжительность горения на объекте может быть определена, если известна пожарная нагрузка и средняя скорость выгорания этих материалов на единице площади пожара в условиях, когда заполнения оконных и дверных проемов разрушены.

, (3.25)

где t_n – продолжительность пожара, мин.

– удельная пожарная нагрузка, кг/м²;

V – средняя скорость выгорания горючих материалов, кг/м².мин

Средняя пожарная нагрузка для жилых зданий показана в табл.20; значения массовой скорости выгорания некоторых веществ и материалов – в табл.3. Дополнительно к материалам табл.3 при оценке продолжительности пожара можно использовать следующие данные: массовая скорость выгорания бумаги 0, 48кг/м²мин, карболита 2 кг/м²мин, резины 0,67 кг/м²мин, текстолита 0, 4кг/м²мин.

Таблица 20

Дата добавления: 2014-12-27