Энергетика пожара

С энергетической стороны процессы горения характеризуются двумя основными факторами: теплотой и температурой горения. Эти же факторы характеризуют и энергетику пожара. Величина их зависит от пожарной нагрузки объекта.

Пожарную нагрузку любого объекта можно рассматривать как источник потенциальной химической энергии Е₀, которая способна выделяться в виде тепловой энергии или теплоты пожара при его возникновении. Потенциальная теплота пожара может быть выражена через суммарную массу горючих веществ и материалов Р и их теплоту горения Q_h. Если горючий материал неоднороден, то потенциальную теплоту пожара можно выразить следующим образом:

Е₀ = Q_нР, кДж.

Поскольку при горении вещество сгорает не полностью, а имеет место химический недожог, то для его учета вводится коэффициент полноты горения:

Е₀ = К_п×Q_н×Р,

где К_п - коэффициент полноты горения (обычно К_п = 0,76 - 0,95).

Для отдельных реальных объектов Е₀ будет определяться суммой теплот горения всех видов пожарной нагрузки:

Е₀ = F_п S(К_п,i×Q_н,i×Р_i).

Для облегчения расчетов в пожарном деле используют, так называемую, приведенную пожарную нагрузку.

Приведенная пожарная нагрузка - это пожарная нагрузка реального объекта, выраженная массой условной древесины, при полном сгорании которой выделяется эквивалентное количество теплоты. В этом случае потенциальная теплота пожара определяется следующим выражением:

Е₀ = F_п К_п Q_н^прР_пн^пр,

где Q_н^пр - приведенная теплота горения пожарной нагрузки (т.е. удельная

теплота горения условной древесины), кДж/кг;

Р_пн^пр - приведенная пожарная нагрузка, кг/м²;

F_п - площадь выгородки, помещения и т.п. с негорючими

ограждениями, м².

Для прогнозирования теплового режима пожара важное значение имеет интенсивность тепловыделения, которую принято называть удельной теплотой пожара.

Удельная теплота пожара q_o - это количество теплоты, выделяющейся с

единицы площади пожара в единицу времени, МДж/м²×с или МВт/м²:

q_o = Q_н U_m,

где U_m - удельная скорость выгорания пожарной нагрузки, кг/м²×с.

Прогресс в области высоких технологий постоянно ведет к расширению сферы использования синтетических материалов и, как следствие, к неминуемому росту пожарной опасности объектов, росту теплоты пожара на них. Исследования показали, что удельная теплота пожара на объектах с пожарной нагрузкой из полимеров примерно в полтора раза выше, чем с традиционным материалом - древесиной.