Определение температуры при пожаре

Для того чтобы правильно организовать эвакуацию людей, определить необходимую защиту спасателей, мероприятия по ликвидации возгорания, необходимо уметь рассчитывать, визуально оценивать температуру пожара. Методы вычисления оценки теплового параметра. От чего он зависит. Таблицы характеристик веществ.

Одной из важных характеристик пожара является показатель температуры. По нему можно определить стадию возгорания, вероятность взрыва, наличие или отсутствие живых людей в помещении, степень риска для спасателей и много других факторов.

Разберем подробнее этот показатель, какие характеристики на него влияют, как и для чего определяется.

Значение температурного параметра

Сразу после появления огня в пространстве начинаются теплообменные процессы.

В пламени и вокруг возникает зона высокой температуры, газы в которой нагреваются и начинают конвекционное движение. В результате теплообмена происходит постепенный рост площади пожара, температурных показателей, что влечет за собой дальнейшее распространение огня.

После того как пламя захватило значительный объем пространства, начинается стадия интенсивного пожара с резким ростом всех показателей: площади, задымления, скорости теплообмена, температуры (t).

При возгорании на открытых территориях интенсивность зависит от пожарной нагрузки охваченного пламенем пространства. В закрытых помещениях газообмен и тепловые значения во многом зависят от притока свежего воздуха.

Определение температуры при пожареПри достижении величины температуры 290–310 градусов Цельсия могут лопнуть оконные стекла, что приведет к кратковременному и незначительному охлаждению помещения.

После чего в силу увеличения содержания кислорода в атмосфере огонь начинает бурно развиваться, повышая температуру более чем 500 °C и увеличивая тепло и газообмен.

Пожар достигает максимального значения (t может превысить 900 °C), его параметры стабилизируются.

По мере выгорания пожарной нагрузки пламя начинает стихать, площадь огня уменьшается, температура постепенно понижается, хотя тепловыделение от нагретых конструкций помещения и дыма, находящегося в нем, еще не прекратилось.

Для восстановления значений t до нормальных показателей может потребоваться несколько часов.

Что влияет на температуру пожара

При возгораниях в одинаковых зданиях, квартирах, деревянных домах распростране-ние огня происходит по-разному. Отчего же зависит сценарий развития возгорания? Разберем применительно к параметру, вынесенному в заголовок.

Во-первых, большое влияние на все характеристики пожара оказывает размещение, состав и масса пожарной нагрузки.

Во-вторых, материал конструкций строения.

В-третьих, планировка помещения, высота потолков, наличие перегородок и вентиляционных отверстий.

В-четвертых, показатели развития огня и температура ограждающих поверхностей зависят от характеристик окружающей среды.

В-пятых, время горения тоже оказывает прямое влияние на значение t.

При таком количестве параметров, имеющих воздействие на окончательные величины, тепловые показатели рассчитываются с помощью разработанных математических моделей.

Газообмен

Влияние этой характеристики на температурные параметры велико, но во многом зависит от источника пламени, особенностей горящего помещения.

При отсутствии ограничений для газообмена возрастает интенсивность огня и температура в зоне горения. При этом в остальных частях помещения происходит охлаждение среднеобъемной газовой среды.

При отсутствии или незначительном доступе кислорода в пространство параметры температуры в разных точках будут более близкими друг к другу, чем в предыдущем варианте, но средние значения в обоих случаях могут быть одинаковыми.

Высота помещения

От расположения перекрытия зависит газо- и теплообмен в ограниченном объеме.

Нагретые продукты горения поднимаются. Чем больший отрезок им необходимо преодолеть, тем медленнее будет расти температура при пожаре в нижней части помещения, на территории, где пламя отсутствует.

Если потолок расположен невысоко, то разогретый газ, достигая перекрытия, растекается по нему в разные

Если потолок расположен невысоко, то разогретый газ, достигая перекры-тия, растекается по нему в разные стороны, частично охлаждается, параллельно раскаляя детали конструкции строения, спускается.

Чем меньше высота помещения, тем выше скорость его нагрева.

Расчет температуры внутри горящего здания

Как определить температуру при пожареВ процессе пожара можно выделить 3 основных периода по изменению тепловых показателей.

Первый – начальный, средние значения t в этот момент не превышают 80% от верхней границы параметра.

Второй – основной, самый опасный. Время наиболее интенсивного горения. Среднеобъемная температура на этом этапе достигает максимальных показателей и держится в коридоре 80–100% от наибольшей величины.

Последний – заключительный. Период угасания пламени вследствие выгорания пожарной нагрузки и постепенного падения показателей среднеобъемной t.

В связи с тем, что такой процесс происходит при любом возгорании в закрытом помещении, то выведена формула, описывающая зависимость температуры от времени пожара:

t=345log8τ+1,

τ – период в часах, который прошел с момента возникновения возгорания.

Но при расчете среднеобъемной температуры помещения необходимо учитывать и свойства пожарной нагрузки.

Горючесть веществ и материалов

Общая классификация приводится в 123-ФЗ, а подробные характеристики по способности материи к горению даются в ГОСТ 12.1.044-89.

Для определения температуры во время пожара можно использовать таблицы средних значений для компонентов пожарной нагрузки.

Температура пламени при горении некоторых веществ и материалов

Наименование t, °C
Нефть в разлитом виде 1 200
Фонтан нефти 1 100
Дерево, древесина, лес 800
Торф 800
Бумага в пачках 400
Каменный уголь 1 500
Пластиковые полимеры 1 100
Спирт 900
Сера 1 820
Краска 500

Твердые

Несмотря на четкие параметры, проявляющиеся при горении конкретного вещества, редко приходится говорить о пожаре, при котором пламя охватывает один материал. В большинстве случаев огнем поражаются все субстанции в зоне возгорания. Но их можно разделить на группы с одинаковыми признаками. Сначала опишем особен-ности твердых веществ при пожаре.

В процессе горения на первом этапе при распространении пламени температура постоянно растет до момента охвата всего объема материала, затем какое-то время она держится на максимальном уровне и по мере выгорания составляющих начинает понижаться, приближаясь к тепловым показателям окружающей среды.

На описанный процесс влияет количество пожарной нагрузки, температура горения вещества, газовый и тепловой обмен в помещении, но при этом характер протекания процесса во всех случаях одинаков.

Жидкие

Зачем определять температуру при пожареОсобенность такой формы нахождения вещества в том, что для нее требуется емкость. А это сразу ограничивает размер пожара.

При воспламенении жидкостей важной характеристикой является соотношение всей площади помещения и локальной захваченной огнем. Например, при равенстве этих двух величин в случае горения нефти температура очага пожара принимается за 1 200 °C.

Если же отношение площади воспламенения к общей площади меньше единицы, то и температурные показатели ниже указанных значений.

В большинстве случаев во время пожара огонь охватывает субстанции в разных агрегатных состояниях. Тогда производится выявление преобладающей формы вещества, и его тепловые характеристики берутся за основной показатель.

Распределение температуры

И еще один способ установления тепловых показателей при пожаре – по зонной модели расчета температуры. Этот метод удобен своей простотой и возможностью определить период, в течение которого в описанной зоне может находиться человек.

В таблице указано время для нахождения в помещении с заданными термическими параметрами без тепловой защиты.

t, °C Период воздействия t, минуты
Безопасно Возможно Критический уровень
40

50

60

70

120–240

15–30

10–20

5–10

180–30

30–60

15–30

10–20

240–360

60–90

25–60

20–35

Вернемся к зонной модели, разделяющей помещение на несколько частей, в которых рассмотрим, как протекают процессы теплообмена.

В первом сегменте расположен источник горения, его температура принимается равной средней температуре пламени вещества.

Вторая часть – это конусообразный столб, имеющий вершину в предыдущей зоне и расширяющийся по мере устремления вверх. В его нижней доли температура меньше из-за поступления охлажденного воздуха и газов, спускающихся ближе к полу. В средней и верхней части имеет температуру, близкую к значениям первого сегмента.

Зачем рассчитывать температуру при пожареТретий – газовая подушка, располагающаяся под потолком. Нагретый воздух, достигая перекрытия, расползается вдоль него по всей поверхности, передавая тепло и охлаждаясь. Толщина дымовой завесы под перекрытием растет по мере развития пожара.

Четвертый сегмент – самая «прохладная» зона. В ней находятся охлажденные поступающие извне газы с максимальным содержанием окислителя в атмосфере.

Между всеми частями происходит постоянный газообмен, что в итоге приводит к выравниванию тепла и содержания продуктов горения в атмосфере по всему объему в интенсивной фазе пожара.

Все описанные методики оценки среднеобъемной, точечной, зонной температурных параметров при возгорании позволяют разработать правильные мероприятия для эвакуации людей, защиты пожарных и быстрейшей ликвидации огня.

О воздействии природных внешних условий на технические изделия можно ознакомиться в следующем файле:

ГОСТ_Р_54081-2010

Детальная информация видна на видео:

Оцените статью
Пожар и средства тушения
Добавить комментарий