Периоды (промежутки) развития пожара

 

Развитие пожара - это изменение его параметров во времени и в пространстве от начала возникновения до полной ликвидации горения. В развитии пожара различают три периода (промежутка):

овиибодного развития t_св, локализации t_док и ликвидации t_лик пожа­ла (рис. 1.3).

 

 

Рис. 1.3. График развития пожара

А - начало подачи огнетушащих средств; В - момент локализации пожара; С - момент ликвидации пожара.

 

В первый период развитие пожара происходит беспрепятственно от начала его возникновения до принятия начальных мер по тушению (подачи первого ствола и других средств ликвидации горения. Этот период характеризуется ростом площади пожара (см. рис.1.3), выгоранием пожарной нагрузки, нагревом строительных конструкций, их обрушением, возможностью взрывов и других опасных факторов. Продолжительность периода определяют по формуле п.9.2 табл. 1.2.

Во второй период пожар развивается до момента ограничения распространения горения по площади сосредоточенными силами, средствами и исключения опасных ситуаций (см. рис.1.3). Этот период характеризуется дальнейшим увеличением площади пожара, сокращением скорости распространения горения за счет введенных средств тушения, выгоранием пожарной нагрузки на участках свободного горения и тления, а также другими явлениями и опасными факторами.

 

Рис. 1.4. График локализации пожара

А - начало подачи огнетушащих средств; В - момент локализации пожара

 

При горении нефтепродуктов в резервуарах опасными факторами пожара являются вскипание и выбросы. Вскипание нефтепродукта происходит из-за наличия в жидкости мелких капель воды, обводнением жидкости во время тушения пожара водой и пенами, прогревом нефтепродукта в процессе горения до температуры выше 100^оС. Вскипание сопровождается переливом вспенившейся массы продукта через борт резервуара вследствие увеличения ее объема в 4 - 5 раз по отношению к объему нагретой жидкости. Выбросы происходят при наличии под слоем нефтепродукта на дне резервуара воды (водяная подушка). Нефтепродукт состоит из смеси легких и тяжелых компонентов (т. е. неоднороден), жидкость прогревается вглубь до слоя воды, температура прогретого слоя нефтепродукта на границе с водяной подушкой значительно превышает 100 °С и давление паров на границе с водяной подушкой превышает гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре. Для оценки обстановки на пожаре важно знать характерные явления, которые предшествуют вскипанию и выбросу. Ими являются: усиление шума процесса горения, вызванное бурным кипением жидкости; дрожание металлических стенок резервуара; уменьшение дыма и посветление пламени (по сравнению с обычным горением); образование вытянутых языков пламени в виде огненных стрел. Ориентировочное время наступления выброса определяют по уравнению 1 табл. 1.2.

Продолжительность периода локализации зависит от быстроты проведения разведки пожара, оценки обстановки, скорости сосредоточения фактического расхода огнетушащих средств (Q_ф < Q_тр, рис. 1.4), тактически грамотного управления боевыми действиями подразделений, участвующих в тушении пожара, и других факторов. Ориентировочно продолжительность локализации пожара устанавливают по формулам п. 9.3 табл. 1.2. Практически определить это время до пожара невозможно. Реально его можно рассчитать в процессе тушения и исследования потушенных пожаров.

В третий период (период ликвидации) площадь пожара сокращается (см. рис. 1.3), но развитие его не приостанавливается до момента полного прекращения горения на всех поверхностях пожарной нагрузки, охваченных огнем, и исключения возможности повторного возобновления горения в этих местах.

Выявить продолжительность третьего периода до пожара (например, при разработке оперативных документов по пожаротушению, тактического замысла для проведения занятий и др.) практически невозможно. Продолжительность периода слагается из сос­тавляющих, которые указаны в уравнениях 9.4 - 9.5 табл. 1.2. При ориентировочном определении времени ликвидации пожара следует учитывать данные анализа потушенных пожаров, оперативно-тактическую характеристику конкретного объекта, тактические возможности пожарных подразделений, уровень их боеготовности, практический опыт тушения пожаров на характерных объектах и другие показатели.

 

Формы площади пожара.

 

В зависимости от места, возникновения горения, рода материалов, объемно-планировочных решений объекта, характеристики конструкций, метеорологических условий и других факторов площадь пожара имеет круговую, угловую и прямоугольную формы (рис.1.5). Такое деление является условным и применяется для упрощения расчетов при решении практических задач по пожаротушению.

 

 

Рис. 1.5. Формы площади пожара

а - круговая, б - прямоугольная; в и г – угловая.

 

Круговая форма площади пожара (рис. 1.5, а) встречается, когда пожар возникает в глубине большого участка с пожарной нагрузкой и относительно безветренной погоде распространяется во все стороны равномерно с одинаковой линейной скоростью (склады лесоматериалов, хлебные массивы, сгораемые покрытия больших площадей, производственные, а также складские помещения большой площади и т.д.).

Угловая форма (рис. 1 5, в, г) характерна для пожара, который возникает на границе большого участка с пожарной нагрузкой и распространяется внутри угла при любых метеорологических условиях. Эта форма площади пожара может иметь место на тех же объектах что и круговая. Максимальный угол площади пожара зависит от геометрической фигуры участка с пожарной нагрузкой и места возникновения горения. Чаще всего эта форма встречается на участках с углом 90° и 180°.

Прямоугольная форма площади пожара (рис. 15.6) встречается когда пожар возникает на границе или в глубине длинного участка с горючей загрузкой и распространяется в одном или нескольких направлениях: по ветру - с большей, против ветра – с меньшей, а при относительно безветренной погоде примерно с одинаковой линейной скоростью (длинные здания небольшой ширины любого назначения и конфигурации, ряды жилых домов с надворными постройками в сельских населенных пунктах и т. д.). Пожары в зданиях с помещениями небольших размеров принимают прямоугольную форму от начала развития горения. В конечном итоге при распространении горения пожар может принять форму данного геометрического участка.

 

Рис. 1.6. Расчетные схемы по формам площади пожара

а - круг; б - прямоугольник; в - сектор

Форма площади развивающегося пожара является основной для определения расчетной схемы, направлений сосредоточения сил средств тушения, а также требуемого их количества при соответствующих параметрах осуществления боевых действий. Для определения расчетной схемы реальную форму площади пожара приводят к фигурам правильной геометрической формы (рис. 1.6. а, б, в): кругу с радиусом R (при круговой форме), сектору круга с радиусом R и углом a (при угловой форме), прямоугольнику с шириной стороны а и длиной b (при прямоугольной форме). Указанные расчетные схемы являются основными, часто встречающимися в практических расчетах, хотя не исключены и другие зависимости от реальных условий развития пожара. Геометрические и физические параметры, характеризующие обстановку в зависимости от форм площади пожара, определяют по формулам, приведенным в табл. 1.14.

ТАБЛИЦА 1.14. ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФОРМ ПЛОЩАДИ ПОЖАРА

 

Определяемая величина	Форма площади пожара
круговая	угловая	прямоугольная
Площадь пожара	Sп=pR2 Sп=0,785D2	Sп=0,5aR2	Sп=ab При развитии в двух направлениях Sп=a(b1+b2)
Периметр пожара	Pп=2pR	Pп=R(2+a)	Pп=2(a+b) При развитии в двух направлениях Pп=2(a+(b1+b2)
Фронт пожара	Фп=2pR	Фп=aR	Фп=na
Линейная скорость распространения горения	Uл = R ¸ t	Uл= b ¸ t
Скорость роста площади пожара	Us = Sп / t
Us=pUл2t	Us =0,5aUл2t	Us= naUл
Скорость роста периметра пожара	Up= Pп/t	Up= 2b ¸ t Up=2Uл
Uр=2pUл	Uр=Uл(2+a)
Скорость роста фронта пожара	Uф= Фп/t	Не изменяется
Uф= 2pUл	Uф= aUл
Площадь горения	Sг=mSп

 

Примечания: 1. R и b - соответственно приведенные радиус и длина площади пожара; определяют измерением или по формулам: R = U_лt; b = U_лt.

2. U_л - линейная скорость распространения горения, м/мин (вычисляют по данным оценки обстановки пожара или принимают по справочным данным (см. разд.1.2).

3. t -время распространения горения до момента локализации пожара (см. уравнение п. 9.1 табл. 1.2).

4. a -угол, внутри которого происходит развитие пожара, рад. (1 рад» 57^оС).

5. n - число направлений развития пожара в горизонтальной проекции.

6. m - коэффициент горючей загрузки или застройки, равный <1 (принимается по данным характеристики объекта).

 

При разработке замысла на проведение пожарно-тактического учения или занятия с караулом пожарной части, составлений оперативных документов по пожаротушению и в других случаях задачи по определению основных параметров согласно табл. 1.14 решают в следующем порядке: вычерчивают план (схему) объекта в масштабе; находят возможную длину пути распространения горения R или b; полученный размер пути наносят в масштабе на план объекта и обозначают форму площади пожара; установленными условными знаками обозначают на плане возможную обстановку на пожаре по форме площади пожара устанавливают расчетную схему; определяют необходимые параметры пожара.

Пример 1. Определить возможную обстановку на пожаре, а также параметры его развития, если горение возникнет в центре складской площадки тарной базы размером 160 ´ 160 м и будет распространяться в течение 30 мин со средней линейной скоростью 1,6 м/мин (рис. 1.7), горючая загрузка площадки составляет 70%.

 

 

Рис. 1.7. Обстановка пожара на складской площадке тарной базы

Рис. 1.8. Обстановка пожара в це­хе мебельной фабрики

 

 

Рис. 1.9. Обстановка пожара в цехе оконных блоков ДОКа

Решение.

1. Находим возможную длину пути распространения горения:

R = U_л ´t =1,6-30 = 48 м.

2 Полученный размер пути наносим в масштабе на схему объкекта обозначаем форму площади и возможную обстановку пожара (см. рис. 1.7).

3. Определяем основные параметры пожара, используя формулы (табл. 1.4):

S_п = pR²= 3,14 ´ 48²» 7335 м²;

P_п = 2pR =2 ´ 3,14 ´ 48»300 м;

Ф_п = 2pR = 300 м;

S_г = mS_п = 0,7 ´ 7335» 5135 м²;

U_s = S_п / t = 7335/30 = 245,5 м^з/мин:

U_p= P_п/t = 300/30 == 10 м/мин;

U_ф= Ф_п/t =10 м/мин.

 

Пример 2. Г- образное здание цеха мебельной фабрики I степени огнестойкости, размером 36´90 м. При разработке тактического за­мысла для проведения гарнизонного учения были приняты следующие условия: место возникновения пожара - в центре у стены, сред­няя линейная скорость распространения горения - 1 м/мин, продол­жительность до момента локализации - 25 мин. (Возможная обстановка пожара по вычисленным параметрам приведена в мас­штабе на рис. 1.8).

Пример 3. Здание цеха оконных блоков ДОКа II степени огне­стойкости размером 36 ´ 144 м. При разработке оперативного плана пожаротушения приняты следующие условия: место возникновения пожара - в центре цеха, средняя линейная скорость распростране­ния горения - 0,8 м/мин, продолжительность до предполагаемого момента локализации, исходя из тактических возможностей гарни­зона, - 30 мин. (Возможная обстановка пожара по вычисленным параметрам приведена в масштабе на рис. 1.9).