Помимо непосредственного тушения пожара, спасатели используют ряд мер по контролю воздушных потоков в местах возгорания. Поскольку газообмен – естественное физическое явление, то для его применения часто не требуется никакого дополнительного оборудования.
Газообмен на пожаре
Газообмен – это движение воздушных струй. Возникает данное явление по следующим причинам:
- разница температур;
- ветровые нагрузки;
- вентиляционный режим в здании;
- реакция горения.
Условно процесс воспламенения в замкнутом пространстве можно разделить на три фазы:
- Начальная. Пламя начинает заниматься, процесс горения протекает только за счет воздуха, находящегося в комнате. Газообмен с внешней средой отсутствует.
- Интенсивная. Из-за увеличения интенсивности горения происходит выделение большого количества энергии, которая идет на нагрев окружающих предметов и газов внутри здания. Свежий воздух с более низкой температурой подсасывается извне в нижней части конвективной колонки, подпитывая пожар. Температура стабилизированного горения держится в пределах 600 градусов Цельсия.
- Затухающая. После выгорания пожарной нагрузки площадь горения снижается, что приводит к повышению количества свежего воздуха в зоне поражения. Температура внутри помещения идет на спад, и пожар постепенно прекращается.
Основные параметры газообмена
Для управления газообменом специалисты используют ключевые параметры этого процесса, к которым относятся:
- интенсивность газообмена – скорость притока свежего воздуха к горению;
- коэффициент избытка воздуха – отношение фактического расхода воздуха пожаром к теоретически необходимому расходу;
- скорость газового обмена.
К побочным параметрам процесса можно отнести:
- температуру воздуха в здании;
- температуру окружающей среды;
- массу втекающих в здание газов;
- массу удаляемых газов;
- давление в разных участках помещения.
Управление газообменом при пожаре
Управление газообменом при тушении пожаров в зданиях позволяет воздействовать на следующие параметры:
- зона задымления: грамотное управление потоками воздуха помогает ее уменьшить.
- направление распространения огня;
- скорость процессов.
Действия, направленные на тушение пожара, производятся в так называемой рабочей зоне. Чаще всего ее определяет уровень равных давлений.
В процессе развития пожара нагретые продукты горения поднимаются, создавая высокое давление на этом уровне. В нижней же части здания происходит разряжение из-за снижения давления кислорода в воздухе.
Высота между этими двумя точками, на которой давление совпадает с наружным (или с аналогичным показателем в смежном помещении), называют уровнем равных давлений. Как раз на данном уровне спасатели ведут борьбу с огнем, так как в этом месте наблюдается наименьшая задымленность и лучшая видимость. Обычно такая зона находится на высоте 1,5–2 метра от уровня пола.
Чем ниже область равных давлений, тем выше возможность распространения возгорания за пределы помещения. Это происходит из-за увеличения территории задымления.
В некоторых ситуациях бывает опущение рабочей площади, что приводит к повышению задымления. Например, когда часть проема, отвечавшая ранее за приток воздуха к возгоранию, начинает работать на выпуск газов из зоны поражения. Иногда неправильные действия спасателей влияют на уровень равных давлений. Например, когда нарушается соотношение площади проемов.
Способы управления газовыми потоками
Управление газообменом при возгорании совмещают с тушением огня. Комбинация данных методов позволяет ликвидировать пламя в кратчайшие сроки с минимальными потерями. Традиционно используют три способа контроля потоков воздуха.
Аэрация
Подразумевает усиление притока воздуха в здании. Достигается за счет использования физических принципов движения воздуха. Самым распространенным способом достижения аэрации является изменение площадей проемов, то есть:
- открытие и закрытие окон и дверей здания;
- проделывание отверстий;
- установка перемычек.
Оптимальное соотношение площади приточных проемов к вытяжным – 1:2 или 1:1,5.
При проведении аэрации спасатели сами регулируют местонахождение своей рабочей зоны, так как уровень равных давлений расположен рядом с проемами большей площади (вне зависимости от функции проема).
Огнетушащие средства
Противодымная защита здания, газовый обмен при пожаре внутри здания.
Подразумевает использование воды или пены для изменения направления воздушных потоков.
Для изменения газового обмена применяют следующие методы:
- Установка противодымных завес в проемах.
- Возведение преград продуктам горения из пены.
- Вытеснение дыма пеной из горящего здания. Для достижения нужного эффекта сначала следует проделать отверстия для выхода смога и закачивания пены.
Принудительная вентиляция
Наиболее эффективный способ удаления дыма, при этом считается самым рискованным. Заключается в использовании дымососов для удаления смога или для усиленной подачи свежего воздуха. Опасность метода заключается в возможном распространении пламени пустотным перемычкам, каналам вентиляции и воздухоотводам.
Использование вентиляционных агрегатов должно быть предусмотрено в документации планирования противопожарных действий.
Принудительную вентиляцию по принципу действия можно отнести к тактической вентиляции. По сути, процесс представляет собой замену продуктов горения свежим воздухом с помощью специального оборудования. Тактическая вентиляция выполняет следующие функции:
- понижение температуры возгорания;
- исключение появления обратной тяги;
- понижение интенсивности выхода продуктов горения, уменьшение их концентрации в воздухе;
- улучшение видимости в пораженной огнем зоне;
- удаление перегретого пара.
Знание порядка протекания физических процессов значительно облегчает работу пожарных, иногда играя решающую роль в спасении людей из горящего здания.
Обратная тяга при пожаре-это эффект, возникающий при возгораниях в закрытых помещениях, характеризующийся неполным окислением газообразных продуктов
