И экстремальных условий. Физические величины и единицы измерений

Обычно пожар сопровождается различными химическими и физическими явлениями: химической реакцией горения, выделе­нием в зоне горения тепла и продуктов сгорания, передачей в ок­ружающую среду тепла и продуктов сгорания, образованием га­зового обмена.

Явления, сопровождающие пожар, в ряде случаев могут выз­вать деформацию и обрушение строительных конструкций, тру­бопроводов с газами или жидкостями, технологического оборудо­вания; взрывы технологических установок, взрывчатых веществ, смеси горючих газов с воздухом; вскипание и выброс горящих жидкостей из резервуаров и др.

Скорость выгорания является одним из основных параметров, характеризующих обстановку пожара. Чем она больше, тем сложнее обстановка пожара, больше выделяется тепла, значи­тельно повышается температура горения, быстрее уничтожаются материальные ценности.

При анализе развития и тушения пожаров пользуются массо­вой (весовой) и объемной (линейной) скоростью выгорания. При рассмотрении процесса горения твердых веществ и материалов чаще всего оперируют массовой скоростью выгорания, а при го­рении жидкостей - объемной.

Массовой скоростью выгорания называется весовое количест­во вещества, сгораемого на единице площади горения в единицу времени.

Объемной скоростью выгорания называется объемное количес­тво вещества, сгораемого на единице площади горения в едини­цу времени (м³/м²*мин). Для оценки обстановки пожара при горе­нии жидких веществ объемную скорость выгорания часто выра­жают в м/мин или мм/мин и называют линейной.

Под линейной (объемной) скоростью выгорания понимают по­нижение уровня жидкости при ее горении в единицу времени.

Массовые и линейные скорости выгорания различных ве­ществ и материалов приведены в табл. 2.1 и 2.2 /2/.

Spravochnik_Spas_5. qxp 05.06.2006 14:50Page8

Таблица 2.1 Массовая скорость выгорания твердых материалов

Материалы, изделия	Массовая скорость выгорания, кг/м мин
Бумага разрыхленная	0,48
Древесина в изделиях (влажность 8-10%)	0,84
Изделия: из полиэтилена низкого давления из ударопрочного полистирола из полистирола с нитрильным каучуком из карболита	0,62 0,89 1,46 0,38
Каучук: натуральный синтетический	0,80 0,53
Кинопленка целлулоидная
Книги на деревянных стеллажах	0,33
Органическое стекло	0,86
Пенополиуретан	0,88-0,99
Пиломатериалы в штабеле на открытой площадке	6,7
Полистирол	0,86
Текстолит	0,4
Торф в караванах (влажность 40%)	0,18
Хлопок разрыхленный	0,24
Фенопласты	0,35
Штапельное волокно разрыхленное	0,4
Этрол ацетилцеллюлозный	0,8-1

Spravochnik_Spas_5. qxp 05.06.2006 14:50Page 9

Таблица 2.2 Скорость выгорания и прогрева жидкостей

Жидкость	Скорость выгорания	Скорость прогрева слоя, см/ч	Температура прогретого слоя, °С
массовая, кг/м мин	линейная, см/ч
Ацетон	2,83		-	-
Бензин	2,7-3,2	24-30		80-100
Бензол	2,3	18,8	-	-
Бутиловый спирт	0,81	6,6	-	-
Диэтиловый спирт	3,6			-
Изопентан	6,3		-	-
Керосин, дизельное топливо	2,9	18-24	—	220-240
Мазут	2,1	ДО 10	24-42	230-300
Нефть	1,2-1,5	до 12-15	24-36	130-160
Сероуглерод	2,2	10,2	-	-
Толуол	2,3		-	-
Этиловый спирт	1,6-2,0	12-15	-	-

Примечания: 1. С увеличением скорости ветра до 8-10 м/с скорость вы­горания возрастет на 30-50%. Сырая нефть и мазут, содержащие эмуль­сионную воду, могут выгорать с большей скоростью.

2. Обводненная нефть может иметь скорость прогрева слоя до 90-120 см/ч.

3. Знак "-" в таблице означает отсутствие данных.

Скорость выгорания в условиях пожара зависит от химическо­го состава горючего вещества, температуры пожара, удельной поверхности горения, степени влажности горючего материала, условий газового обмена, количества кислорода, участвующего в горении, вида пожара и горения, скорости ветра, температуры воздуха и других факторов (шкала приближенного определения силы ветра дана в табл. 2.3).

Скорость выгорания на разных участках площади пожара раз­лична. В зависимости от величины горючей загрузки, ее удельной поверхности и условий газообмена на отдельных участках пло­щади пожара образуются очаги с более высокой, а на других - с меньшей скоростью выгорания.

В местах с большей скоростью выгорания происходит наибо­лее интенсивное распространение огня и наносится наибольший материальный ущерб.

Spravochnik_Spas_5. qxp 05.06.2006 14:50Page 10

При горении различных веществ и материалов выделяется тепло, которое на месте пожара поглощается продуктами сгора­ния, горящим веществом и окружающей средой и оказывает влия­ние на развитие пожара и его обстановку.

Таблица 2.3 /2/ Шкала приближенного определения силы ветра

Ветер	Скорость ветра, м/с	Наблюдаемое действие ветра
Штиль	0-0,5	Дым поднимается отвесно или почти от­весно. Листья неподвижны
Тихий	0,6-1,7	Движения флюгера незаметны
Легкий	1,8-3,3	Дуновение чувствуется лицом. Листья шелестят
Слабый	3,4-5,2	Листья и тонкие ветки деревьев все время колышутся. Развеваются легкие флаги
Умеренный	5,3-7,4	Поднимается пыль. Тонкие ветки деревьев движутся
Свежий	7,5-9,8	Качаются тонкие стволы деревьев, на воде появляются волны с гребешками
Сильный	9,9-12,4	Качаются толстые сучья деревьев, гудят телефонные провода
Крепкий	12,5-15,2	Качаются стволы деревьев, гнутся большие ветки
Очень крепкий	15,3-18,2	Ломаются тонкие ветки и сухие сучья деревьев
Шторм	18,3-21,5	Небольшие разрушения. Волны на море покрываются пеной
Сильный шторм	21,6-25,1	Значительные разрушения. Деревья вырываются с корнями
Жестокий шторм	25,2-29	Большие разрушения
Ураган	Выше 29	Катастрофические разрушения

Передача тепла в окружающую среду осуществляется одно­временно тремя способами: за счет теплопроводности, конвекции и лучеиспускания.

Тепловое излучение, особенно при наружных пожарах, созда­ет трудности для подступа личного состава к границам горения. При воздействии теплового импульса 0,25 кал/смс в течение 3 мин на незащищенном кожном покрове человека появляются болевые ощущения.

Spravochnik_Spas_5. qxp 05.06.2006 14:50Page 11

Под температурой открытых наружных пожаров следует пони­мать температуру пламени, а внутренних - среднеобъемную тем­пературу смеси продуктов сгорания с воздухом в объеме горяще­го помещения.

Абсолютные значения температуры наружных пожаров выше, чем внутренних. Это зависит от размеров зоны горения, характе­ристики горючих веществ, горючей загрузки, удельной теплоты пожара, объемно-планировочных решений объекта (зданий), ус­ловий газового обмена и других факторов. Температура пожара при горении различных материалов приведена в табл. 2.4.

Таблица 2.4 /2/ Температура пожара при горении различных материалов

Материалы	Величина горючей загрузки, кг/м	Наибольшая температура пожара, °С
Бумага разрыхленная Тоже	25 50	370 510
Древесина сосновая (в помещении) То же То же	50 100	820-840 880-910 1 000
Калий металлический	-
Каменный уголь (брикеты)	-	До 1200
Карболитовые изделия Тоже	25 50	530 640
Каучук натуральный		1 200
Магний, электрон	-	До 2 000
Натрий металлический	-	800-900
Органическое стекло		1 115
Пиломатериалы из сосновой древесины в штабелях		1 300
Полистирол		1 100

При одновременном горении разнородных веществ и материа­лов среднее значение температуры пожара определяется по ве­совой доле загрузки этих материалов. В помещениях большой высоты скорость образования максимальной температуры нам­ного выше, чем в низких помещениях. Пожары в подвалах, трю­мах судов, кабельных тоннелях, сушильных камерах и других от-

Spravochnik_Spas_5. qxp 05.06.2006 14:50Page 12

носительно замкнутых помещениях характеризуются более высо­кой температурой пожара, так как в них передача тепла наружу конвекционными потоками ограничена и происходит его аккуму­ляция.

Температура пожара не является величиной постоянной. Она изменяется во времени и пространстве. Изменение температуры пожара во времени и пространстве называется температурным режимом пожара.

При внутренних пожарах под температурным режимом следу­ет понимать изменение среднеобъемной температуры во време­ни, при наружных - во времени и пространстве зоны теплового воздействия до безопасных ее границ.

Распределение температур на пожаре по высоте и в плане происходит неравномерно. Максимальная температура образует­ся в зоне горения, а минимальная - по мере удаления от нее к границам зоны теплового воздействия (граница располагается там, где температура продуктов сгорания не превышает 50-60 °С). По мере удаления от зоны горения температура снижается за счет теплообмена, происходящего в окружающей среде.

Температуру пожара можно определить измерением с по­мощью термопар, оптических и радиационных пирометров, рас­четом по теплосодержанию дымовых газов, по характерным внешним признакам нагрева тел, конструкций, материалов (плав­ление, цвета побежалости и др.). Температура пламени при горе­нии и температура плавления некоторых веществ приведены в табл. 2.5 и 2.6.

Высокая температура в зонах горения и теплового воз­действия может быть причиной гибели людей и животных, выз­вать нагрев горючих материалов, их воспламенение, деформа­цию и обрушение строительных конструкций, оказать существен­ное влияние на развитие и обстановку пожара, создать сложные условия для осуществления боевых действий по тушению пожа­ров.

Человек при температуре 80-100 °С в сухом воздухе и 50-60 °С во влажном может находиться без средств специальной защиты несколько минут. Более высокая температура и длительное пре­бывание людей в зоне вредного теплового воздействия могут привести к ожогам, тепловым ударам, потере сознания и даже смертельному исходу.

Spravochnik_Spas_5. qxp 05.06.2006 14:50Page 13

Таблица 2.5 /2/