14.3. Очаг поражения при природных пожарах

Зона чрезвычайной ситуации при пожарах включает в себя зону горения, теплового воздействия и зону задымления, опасную наличием продуктов пол­ного и неполного сгорания (см. раздел 12.3).

Размеры зоны горения определяются визуально по размерам пламени. Температура в зоне горения достигает 3000°С. Зона задымления, как правило, имеет форму трапеции [24].

Исходными данными для оценки пожарной обстановки являются: геогра­фическая карта района пожара; лесопожарный коэффициент rj, постоянный для региона на месяц (на июнь, июль, август //=0,65 - для большинства регионов России; ц = 0,7 — Юго-Запад и Центральный Черноземный районы); время раз­вития пожара t, с (время прибытия пожарной команды); скорость ветра v_в м/с;

310

относительная влажность щ %; запас горючих материалов G, т/га; влажность материалов со, %; крутизна склонов а, град.

Высота пламени при высокой скорости равна 50 м, при средней до 2 м. При небольшой скорости пожар может быть остановлен при встрече с препят­ствием.

Скорость распространения фронтальной кромки пожара (м/мин) определя­ется по формуле [24]

V

1 +

²

(14.1)

Скорость распространения тыловой кромки пожара рассчитывается по

формуле (м/мин)

\

1-

²

(14.2)

Скорость распространения фланговой кромки рассчитывается по формуле

(м/мин)

q =S_n + B-3 (14.3)

где v_о - скорость пожара в безветрие, м/мин (v_о = 0,4...0,6 м/мин при влаж­ности материала до 30%; v_о = 0,2...0,4 - при влажности более 30%);

С/?-коэффициенты, зависящие от типа горючего материала и его влаж­ности (табл. 14.8).

Размер зоны теплового воздействия рассчитывают аналогично безопасно­му расстоянию (подробнее см. раздел 12.4) по формуле

(14.4)

где R - приведенный размер очага горения, м; R =S - для горящих зда­ний; S = L • H (L - длина очага пожара, м; Н - высота очага пожара, м); R ⁼ ^1-(З..Л)-И_ш -для штабелей пиленого леса (h_ш-высота штабеля);

J_np — предельные критические значения теплового излучения для человека и материалов, кДж/м²-с: J_пр = 1,26 кДж/м² с -для человека; J_пр = 14 кДж/м² с -для древесины; J_np = 25 кДж/м² с -для горючих жидкостей (табл. 12.6);

Q0 -теплота пожара, кДж/м²с; Q0 = Q_y ^#iw, (табл. 12.5);

«-коэффициент, характеризующий геометрию очага (а = 0,02для плоского

311

очага; «= 0,08 для объёмного очага).

Критическое значение теплового излучения для человека, при котором че­рез 1с начинаются болевые ощущения, а через 2с появляются ожоги (покрасне-ние, пузыри), равно 30 кДж/м2 с. Длительный период (1-2ч) для человека — при тепловом излучении 1,5 кДж/ м2 с. Возгорание древесины происходит при 17,5 кДж/ м² с через 5 минут. Возгорание мазута, торфа, масла при 35 кДж/ м² с -через 3 минуты. Возгорание ацетона, бензола, спирта при 41 кДж/ м2 с - через 3 минуты.

Таблица 14.8 - Значения коэффициентов горения С, Р

Горючий материал	Влажность, %
	менее 30	от 30 до 50	более 50
Трава, хвоя, листья —ji	0,45	0,27	0,16
Трава, хвоя, листья —С	3,5	3,3	3,0
Мох зеленый —ji	0,2	0,1	0,01
Мох зеленый —С	2,4	2,2	1,8

Продолжительность пожара рассчитывается по формуле

п

М

3600-S-и

выг

•}

(14.5)

где М - масса горючего вещества, кг; S - площадь пожара, м²;

и_выг - скорость выгорания, кг/м2 с (табл. 12.5). Глубина зоны задымления рассчитывается по формуле (14.6)

Г =

34,2

M(a + b) _K₂-3_n-D_

(14.6)

где М — масса токсичных продуктов горения, кг;

D - токсическая доза, мгмин/л (табл. 12.7);

v_n- скорость переноса облака дыма, v_n =(1,5... 2) 5 _в^;

К1 - коэффициент шероховатости поверхности (К1 = 1 - открытая поверх­ность; К1 =2 - поля, степь; К1 =2,5 - кустарники, отдельные деревья; К1=3,3 -городская застройка, лесной массив);

К₂ - коэффициент степени вертикальной устойчивости атмосферы (К2=1 -инверсия; К2=1,5 — изотермия; К2=2 — конвекция);

а и b-коэффициенты, учитывающие доли массы токсических продуктов в первичном и вторичном облаке (табл. 12.7); при пожаре а=1, b = 0.

Ширина зоны задымления В определяется в зависимости от глубины рас­пространения дыма

- при устойчивом ветре

312

В = 0,1 Г

при неустойчивом ветре

В=0,4Г

(14.7) (14.8)

Пример 14.1. Недалеко от населенного пункта с преимущественно дере­вянными строениями загорелся лесной массив площадью 4000 м², масса горю­чего вещества 1000т, подстилающая поверхность - мох зеленый, влажность ма­териала 30...50%. Относительная влажность воздуха f = 65%, скорость ветра х>_в = 5... 6 м/с. Оценить пожарную обстановку.

Решение. Определим по формуле (14.5) продолжительность пожара (час), выбрав предварительно из табл. 12.5 скорость выгорания древесины ц^ = 0,015 кг/м²-с

М

1000000

^п 3600-S-» 3600-4000-0,015

= 4,5 часа

Рассчитаем скорость распространения фронтальной кромки пожара (м/мин) по формуле (14.1), приняв скорость пожара в безветрие при влажности более 30% и₀ = 0,4, коэффициенты /? = 0,1, С = 2,2 для мха зеленого (таблица 14.8)

5

5

v

1 +

²

= (0,4 + 0,1-5).

V

1 +

²

1,8 м/мин

Скорость распространения тыловой кромки пожара рассчитаем по форму­ле (14.2)

/ \² / \2

5

= 0,005м / мин

1-

= (0,4 + 0,1-5)

1-

v

Скорость распространения фланговой кромки рассчитаем по формуле

(14.3)

$ = $_Q 0 р ■ $_в = 0,4 + 0,1-5 =0,45 м/мин

Определим приведенный радиус очага пожара R =S = 4000 = 63,2 м.

Рассчитаем теплоту лесного пожара Q0=Q_y^#iw⁼l9-10³-0,015=285 кДж/м²с.

Рассчитаем безопасный радиус для деревянных строений населенного пункта по формуле (14.4), приняв предельное значение теплового излучения для древесины Jп_р = 14 кДж/м²-с

= R

= ₆₃,2.

=80,6.,,

313

Вывод. Безопасным для деревянных строений можно считать расстоя­ние 81м от горящего лесного массива.