Файл: Kindeev - Prognozirovaniye opasnikh faktorov pozhara 2016.pdf

41 

температурой  среды  20°С.  Большинство  пожаров,  связанных  с  горением 

ТГМ (кроме некоторых частных случаев, когда пожар является следствием 

взрыва  или  умышленного  поджога),  начинается,  как  правило,  с 

возникновения  открытого  пламенного  горения  или  тления  на 

сравнительно  небольшом  участке.  Пламя,  возникшее  от  постороннего 

источника  зажигания,медленно  распространяется  по  поверхности 

горючего материала. Вокруг зоны горения сразу возникнет конвективный 

газовый  поток,  обеспечивающий  необходимый  газообмен.  Поверхность 

горючего  материала  под  зоной  горения  и  перед  ней  начнет  прогреваться 

на  большую  глубину.  Интенсивность  выделения  летучих  фракций  и 

продуктов пиролиза ТГМ повысится. Размер факела пламени увеличится в 

объеме,  продолжая  распространяться  и  по  поверхности  горючего 

материала  на  те  зоны,  где  поверхностный  слой  материала  прогрелся  до 

температуры,  равной  или  выше  температуры  его  воспламенения. 

Одновременно  интенсифицируется  конвективный  газовый  поток  вокруг 

факела  пламени  больших  размеров  и  вместе  с  тем  растет, 

интенсифицируется лучистый поток тепла из зоны горения в окружающее 

пространство,  в  том  числе  и  к  поверхности  горючего  материала.  Эта 

первая фаза пожара, точнее, перехода загорания в пожар, длится 1...3 мин. 

Затем  начинается  этап  развития  пожара.  Вступает  в  действие  новый 

фактор - медленное повышение температуры среды в помещении ( вторая 

фаза  пожара).  Весь  описанный  выше  процесс  повторяется,  но  уже  с 

большей  интенсивностью:  быстрее  прогревается  вглубь  "горящий"  слой 

древесины на большей площади, соответственно интенсивнее выделяются 

летучие  фракции  горючих  материалов.  Быстрее  растет  объем  зоны 

горения,  еще  интенсивнее  конвективный  тепловой,  газовый  и  лучистый 

потоки, увеличивается площадь пожара, в том числе и за счет увеличения 

скорости  распространения  пожара,  круче  растет  температура  в 

42 

помещении.  Этот  второй  этап  длится  примерно  5...10  мин.  Начинается 

третий  этап  пожара  -  бурный  процесс  нарастания  всех  рассмотренных 

выше  параметров.  Температура  в  помещении  поднимается  до 

+250...+300°С.  Начинается  так  называемая  стадия  объемного  развития 

пожара,  когда  пламя  заполняет  практически  весь  объем  помещения,  а 

процесс  распространения  пламени  происходит  уже  не  по  поверхности 

твердых  горючих  материалов,  а  дистанционно,  через  разрывы  пожарной 

нагрузки,  под  действием  конвективных  и  лучистых  потоков  тепла 

воспламеняются  отдельно  отстоящие  от  зоны  горения  предметы  и 

горючие материалы. 

Начинается  "объемная  фаза"  развития  пожара  и  фаза  объемного 

распространения  пожара.  При  температуре  газовой  среды  в  помещении 

+300°С  происходит  разрушение  остекления.  Догорание  продуктов 

сгорания может при этом происходить и за пределами помещения (огонь 

вырывается  из  проемов  наружу).  Скачком  изменяется  интенсивность 

газообмена:  она  резко  возрастает,  интенсифицируется  процесс  оттока 

горячих  продуктов  горения  и  приток  свежего  воздуха  в  зону  горения  ( 

четвертый  этап  пожара).  При  этом  температура  в  помещении  может 

кратковременно  несколько  снизиться.  Но  в  соответствии  с  изменением 

условий  газообмена  резко  возрастают  такие  параметры  пожара,  как 

полнота  сгорания,  скорость  выгорания  и  скорость  распространения 

процесса  горения.  Соответственно  резко  возрастает  удельное  и  общее 

тепловыделение  на  пожаре.  Температура,  несколько  снизившаяся  в 

момент  разрушения  остекления  из-за  притока  холодного  воздуха,  резко 

возрастает,  достигая  +500...+600  °С.  Процесс  развития  пожара  бурно 

интенсифицируется,  увеличивается  численное  значение  всех  параметров 

пожара,  рассмотренных  выше.  Площадь  пожара,  среднеобъемная 

43 

температура  в  помещении  (+800...+900  °С),  интенсивность  выгорания 

пожарной нагрузки и степень задымления достигают наксимума. 

Параметры пржара стабилизируются. Эта пятая фаза наступает обычно 

на 20...25 минуте пожара и длится в зависимости от величины и характера 

пожарной нагрузки еще 20...30 минут и более. 

Затем (при условии свободного развития пожара) начинает постепенно 

наступать  шестая  фаза  пожара,  характерная  постепенным  снижением  его 

интенсивности, так как основная часть пожарной нагрузки уже выгорела. 

Толщина  обугленного  слоя  на  поверхности  горючего  материала, 

составляющая 5...10 мм, препятствует дальнейшему проникновению тепла 

вглубь  и  выходу  летучих  фракций  из  горючего  материала.  Кроме  того, 

наиболее летучие фракции под действием высокой средней температуры в 

помещении  уже  выделились.  Интенсивность  их  поступления  в  зону 

горения  снижается.  Верхний  слой  угля  начинает  гореть  беспламенным 

горением по механизму гетерогенного окисления, поглощая значительную 

часть  кислорода  воздуха,  поступающего  в  зону  горения.  В  помещении 

накопилось  большое  количество  продуктов  горения.  Среднеобъемная 

концентрация  кислорода  в  помещении  снизилась  до  16...17%,  а 

концентрация  продуктов  горения,  препятствующих  интенсивному 

горению,  возросла  до  предельного  значения.  Интенсивность  лучистого 

переноса  тепла  к  горючему  материалу  уменьшилась  и  из-за  снижения 

температуры  в  зоне  горения,  и  из-за  повышения  оптической  плотности 

среды. Из-за большого задымления она стала менее прозрачной даже для 

теплового излучения. 

Интенсивность  горения  медленно  снижается,  что  влечет  за  собой 

понижение  всех  остальных  параметров  пожара  (вплоть  до  площади 

горения).  Площадь  пожара  не  сокращается,  она  может  расти  или 

стабилизироваться,  а  площадь  горения  сокращается.  Наступает  седьмая 

44 

стадия  пожара  -  догорание  в  виде  медленного  тления,  после  чего  через 

некоторое,  иногда  весьма  продолжительное  время,  пожар  догорает  и 

прекращается. 

В 

настоящее 

время 

большинство 

объектов 

оборудуются 

автоматическими  системами  пожарной  сигнализации  и  тушения  пожара. 

Автоматические  системы  пожарной  сигнализации  должны  сработать  на 

первой  стадии  развития  пожара.  Автоматические  системы  тушения 

пожара  должны  включаться  на  первой  или  второй  фазе  его  развития.  В 

этой  фазе  пожар  еще  не  достиг  максимальной  интенсивности  развития. 

Тушение  пожара  передвижными  средствами  начинается,  как  правило, 

через  10...15  мин после извещения  о  пожаре,  т.е. через  15...20  мин после 

его  возникновения  (3...5  мин  до  срабатывания  системы  сигнализации  о 

пожаре;  5...10  мин  -  следование  на  пожар;  3...5  мин  разведка  и  боевое 

развертывание).  То  есть,  тактические  боевые  действия,  как  правило, 

начинаются  на  третьей  -  четвертой  фазе,  а  иногда  и  на  пятой  фазе  его 

развития,  когда  параметры  пожара  достигли  наибольшей  интенсивности 

своего развития или максимального значения. 

Тепловой режим пожара 

Выделяющееся  при  горении  тепло  является  основной  причиной 

развития пожара и возникновения многих сопровождающих его явлений. 

Это  тепло  вызывает  нагрев  окружающих  зону  горения  горючих  и 

негорючих материалов. При этом горючие материалы подготавливаются к 

горению  и  затем  воспламеняются,  а  негорючие  разлагаются,  плавятся, 

строительные  конструкции  деформируются  и  теряют  прочность. 

Тепловыделение  на  пожаре  сопровождается  также  движением  газовых 

потоков  и  задымлением  определенного  объема  пространства  около  зоны 

горения. 

45 

Возникновение и скорость протекания тепловых процессов зависит от 

интенсивности  тепловыделения  в  зоне  горения,  т.е.  от  теплоты  пожара. 

Количественной характеристикой изменения тепловыделения на пожаре в 

зависимости  от  различных  условий  горения  служит  температурный 

режим.  Под  температурным  режимом  пожара  понимают  изменение 

температуры во времени. 

Определение  температуры  пожара  как  экспериментально,  так  и 

расчетом  чрезвычайно  сложно.  Для  инженерных  расчетов,  при  решении 

ряда  практических  задач  температуру  пожара  определяют  из  уравнения 

теплового  баланса.  Баланс  тепла  на  пожаре  составляется  не  только  для 

определения  температуры  пожара,  но  и  для  выявления  количественного 

распределения тепловой энергии.  

Для открытых пожаров установлено, что доля тепла, передаваемого из 

зоны горения излучением и конвекцией, составляет 40...50%. Оставшаяся 

доля  тепла  (50...60%)  идет  на  нагрев  продуктов  горения.  Таким  образом, 

60%  от  теоретической  температуры  горения  данного  горючего  материала 

дадут  приближенное  значение  температуры  пламени.  Температура 

открытых  пожаров  зависит  от  теплотворной  способности  горючих 

материалов,  скорости  их  выгорания  и  метеорологических  условий.  В 

среднем максимальная температура открытого пожара для горючих газов 

составляет  +1200...+1350  ºС,  для  жидкостей  +1100...+1300  ºС  и  для 

твердых горючих материалов органического происхождения +1100...+1250 

ºС. 

При внутреннем пожаре на температуру влияет больше факторов: вид 

горючего  материала,  величина  пожарной  нагрузки  и  ее  расположение, 

площадь  горения,  размеры  здания  (площадь  пола,  высота  помещений  и 

т.д,)  и  интенсивность  газообмена  (размеры  и  расположение  проемов). 

Рассмотрим подробнее влияние перечисленных факторов.