2. Зоны пожара

Пространство, в котором развивается пожар, можно условно разделить на три зоны:

1. зону горения;

2. зону теплового воздействия;

3. зону задымления.

Зона горения - та часть пространства, в которой протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов (твердых, жидких, газов, паров) и сгорания образовавшихся продуктов. Данная зона ограничивается размером языка пламени, но в некоторых случаях может ограничиваться ограждениями здания (сооружения) стенками технологических установок, аппаратов.

Горение может быть пламенным (гомогенным) и беспламенным (гетерогенным). При пламенном горении границами зоны горения являются поверхность горящего материала и тонкий светящийся слой пламени (зона реакции окисления). При беспламенном горении (войлок, торф, кокс) зона горения представляет собой горящий объем твердых веществ, ограниченный не горящим веществом.

3 3

1- зона горения;

1

2 2 2- зона теплового воздействия;

4

3- зона задымления;

4- горючее вещество.

Рис. 2. Зоны пожара.

Зона горения характеризуется геометрическими и физическими параметрами: площадью, объемом, высотой, горючей загрузкой, скоростью выгорания веществ (линейная, массовая, объемная) и др.

Тепло, выделяющееся при горении, является основной причиной развития пожара. Оно вызывает нагрев окружающих зону горения горючих и негорючих веществ и материалов. Горючие материалы подготавливаются к горению и затем воспламеняются, а негорючие материалы разлагаются, плавятся, строительные конструкции деформируются и теряют прочность.

Выделение тепла происходит не во всем объеме зоны горения, а только в светящемся ее слое, где происходит химическая реакция. Выделившееся тепло воспринимается продуктами горения (дымом), в результате чего они нагреваются до температуры горения.

Зона теплового воздействия – часть примыкающая к зоне горения. В этой части происходит процесс теплообмена между поверхностью пламени и окружающими строительными конструкциями, материалами. Передача тепла осуществляется конвекцией, излучением, теплопроводностью. Границы зоны проходят там, где тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов, конструкций и создает невозможные условия для пребывания людей без средств тепловой защиты.

Проекция зоны теплового воздействия на поверхность земли или пола помещения называется площадью теплового воздействия. При пожарах в зданиях эта площадь состоит из двух участков: внутри здания и вне его. На внутреннем участке передача тепла осуществляется преимущественно конвекцией, а на внешнем - излучением от пламени в окнах и других проемах.

Размеры зоны теплового воздействия зависят от удельной теплоты пожара, размеров и температуры зоны горения и др.

Зона задымления - пространство, которое заполняется продуктами сгорания (дымовыми газами) в концентрациях, создающих угрозу для жизни и здоровья людей, затрудняющих действия пожарных подразделений при работе на пожарах.

Внешними границами зоны задымления считаются места, где плотность дыма составляет 0,0001 - 0,0006 кг/м³, видимость в пределах 6-12 м, концентрация кислорода в дыме не менее 16% и токсичность газов не представляет опасности для людей, находящихся без средств индивидуальной защиты органов дыхания.

Нужно всегда помнить, что задымление на любом пожаре всегда представляет наибольшую опасность для жизни людей. Так, например объемная доля оксида углерода в дыме в количестве 0,05% опасна для жизни людей.

4. Назовите стадии пожара: понятие о динамике пожара и обстановка на пожаре.

Динамика пожара – процесс развития пожара во времени и пространстве, сопровождающийся воздействием его опасных факторов (ОФП) на окружающую среду. Опасным называется фактор пожара, воздействие которого приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу.

Пожарная обстановка - это масштабы и плотность поражения пожарами населенных пунктов, объектов и лесных массивов, влияет на жизнедеятельность населения, работу объектов народного хозяйства, организацию и проведение спасательных и неотложных робот

5. Основные параметры, определяющие газообмен на пожаре. Способы управления газообменом на пожаре.

6. Газообмен на внутренних пожарах (проемы расположены на одной высоте).

7. Газообмен на внутренних пожарах (проемы расположены на разной высоте).

При внутренних пожарах газовый обмен зависит от вентиляции помещения, высоты помещения, горючей загрузки, архитектурно-планировочного решения здания.

Внутри горящего помещения создаются три зоны с различными давлениями:

• верхняя зона - с давлением газообразных продуктов сгорания выше атмосферного;

• нижняя зона - с давлением воздуха ниже атмосферного;

• нейтральная зона - с давлением равным атмосферному.

Чем ниже расположена нейтральная зона, тем больше зона задымления (верхняя) и концентрация дыма, а также больше возможностей для задымления соседних помещений.

На газовый обмен влияет не только открытие наружных проемов, но и их расположение, назначение, площадь, отношение площади пола к площади горения в горящем помещении.

По расположению проемы бывают нижние и верхние, однорядные и двухрядные, по назначению - приточные, вытяжные и приточно-вытяжные.

Высота расположения нейтральной зоны в горящем помещении при газообмене через проемы расположенные на разной высоте определяется по формуле:

(1)

где H_Н.З. – высота расположения нейтральной зоны, м;

H_ПР – высота наибольшего приточного проема, м;

h₁ – расстояние от оси приточного проема до нейтральной зоны, м.

S₂

h₂

Н.З.

H

h₁

H_Н.З.

S₁

H_пр

Рис. 3. Расположение нейтральной зоны при газообмене через проемы расположенные на разной высоте.

м (2)

H – расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов, м;

S₁, S₂ – соответственно площади приточного и вытяжного проемов, м²;

ρ_в, ρ_пг – плотность соответственно атмосферного воздуха и газообразных

продуктов горения, кг/м³ (табл. 1.4., с.22, Справочник РТП, 1987г.).

Из этого уравнения можно сделать следующий вывод:

1. Чем больше расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов (H), тем выше расположена нейтральная зона.

2. Нейтральная зона будет расположена ближе к тем проемам, площадь которых больше.

3. При равенстве площадей проемов и большой разнице плотности воздуха и продуктов горения нейтральная зона будет ближе к приточному проему.

С увеличением площади вытяжных отверстий значительно увеличивается скорость газообмена. Изменяя площадь проемов, можно изменить не только расположение нейтральной зоны, но и скорость выгорания.

8. Периоды развития пожара.

Рассмотрим два варианта развития пожара:

• без учета тушения (без ввода огнетушащих веществ);

• с учетом тушения.

Рис. 1. График изменения площади пожара без учета тушения пожара.

Изменение площади пожара во времени без учета тушения происходит в два периода τ₁ и τ₂.

τ₁ - время увеличения площади пожара до максимально возможных размеров, зависит от:

1. Места возникновения пожара;

2. Формы его площади;

3. Направления распространения огня;

4. Размера объекта пожара;

5. Скорости распространения огня.

Точка В - граница возможного распространения огня, начало выгорания горючей нагрузки на площади, охваченной горением.

Время выгорания горючей нагрузки (τ₂) на площади, охваченной горением, зависит от:

• величины удельной загрузки горючим материалом на площади, охваченной горением,

• скорости выгорания материала.

Подача огнетушащего вещества не сразу обеспечивает прекращение горения, поэтому площадь пожара продолжает увеличиваться во времени. Тем не менее, введение огнетушащего вещества замедляет ее рост.

Рис. 2. График изменения площади пожара во времени с учетом тушения.

При влиянии фактора тушения на развитие пожара изменение его площади во времени будет происходить несколько иначе.

В точке А - начало ввода сил и средств на тушение (т.е. началось активное тушение), с этого момента рост площади пожара уменьшается.

При этом площадь пожара с учетом его тушения будет меньше площади пожара при его свободном развитии на величину проекции кривой АД₁ на ось ординат (S_п). Это объясняется тем, что вводимые, но еще недостаточные по количеству силы и средства начинают сдерживать распространение огня. Когда сил и средств становится достаточно, распространение огня прекращается (в точке Д). Начиная с точки Д происходит уменьшение площади, охваченной огнем, и в точке Е она становится равной 0.

Таким образом, из графика видно, что при влиянии фактора тушения три периода: τ_св, τ_лок,τ_лик.

τ_св – период свободного развития пожара (до введения сил и средств) зависит от:

• времени обнаружения и сообщения о пожаре;

• времени выезда и следования подразделений на пожар, дальности следования;

• времени, затраченного на развертывание сил и средств, длины прокладки рукавных линий, времени, затраченного на оценку обстановки на пожаре.

τ_св = τ_дс + τ_сб + τ_сл + τ_рсс; (1)

где τ_дс – промежуток времени от начала возникновения пожара до сообщения о нем в пожарную часть (при расчетах принимается 8 - 12 мин);

τ_сб – время сбора личного состава по тревоге (при расчетах принимается 1 мин);

τ_сл – время следования подразделений на пожар, мин;

τ_сл = 60L / υ_сл, мин; (2)

где L – длина пути следования подразделения от пожарной части до места пожара, км;

υ_сл – средняя скорость движения пожарных автомобилей (40 или 60 км/ч).

τ_рсс – время развертывания сил и средств по введению первых стволов (при расчетах принимается по нормативам ПСП).

τ_лок – период роста площади пожара с начала подачи огнетушащих веществ до момента прекращения развития пожара (точка Д).

τ_лик – период уменьшения площади пожара от момента прекращения его развития до полного прекращения горения (точка Е). 

9. Определение понятий локализации и ликвидации пожара, параметры и условия их определения.