Температурный режим пожара

Под температурой пожара понимается: для открытых пожаров – температура пламени, а для внутренних – среднеобъемная температура смеси продуктов сгорания с воздухом в объеме помещения, в котором происходит горение. Температурным режимом пожара называется изменение среднеобъемной температуры во времени.

Температура открытых пожаров в основном зависит от теплоты сгорания веществ, скорости их выгорания и дымообразующей способности. В среднем максимальная температура открытого пожара для горючих газов составляет 1200-1350°, для жидкостей 1100-1300° и для твердых органических веществ 1000-1250°.

На спорость роста и абсолютное значение температуры внутренних пожаров, кроме факторов, определяющих температуру наружных пожаров, большое влияние оказывает отношение площади приточных отверстий к площади горения, высота помещения и отношение площади горения к площади пола помещения. Исключение составляют пожары веществ, содержащих кислород в достаточном для горения количестве. На рис. 8.8 приведены кривые изменения температуры пожаров во времени в зависимости от отношения площади приточных отверстии к площади пожара и отношения площади пожара к площади пола помещения.

Рис. 8.8 График изменения температуры пожара в зависимости от
S₁ : S_П и S_П : S_ПОЛА

1 – при S₁ : S_П = 1:5; 2 – S₁ : S_П = 1:7; 3,4,6 – S₁ : S_П = 1:10;

5 – стандартная кривая

Существенное влияние на температурный режим пожара оказывает высота помещения. На рис. 8.9 приведен график изменения температуры пожара в помещениях различной высоты, из которого следует, что в высоких помещениях скорость роста температуры выше, но по максимальному значению она меньше, чем в помещениях малой высоты. Объясняется это тем, что во втором случае коэффициент избытка воздуха несколько выше и потери тепла из зоны горения больше.

Рис. 8.9. График изменение температуры пожара о зависимости
от высоты помещения h при

1 – h = 3,2 м; 2 – h = 6,4 м

По условиям, определяющим скорость роста и максимальное значение температуры пожаров, все помещения можно разделить на две группы. При этом I и II группы классификации помещений по газообмену можно отнести к помещениям с низкотемпературным режимом пожаров, а III и IV – с высокотемпературным. Изменение температуры пожаров, характерное для помещений с низкотемпературным режимом, описывается кривой 4 (рис. 8.9), а с высокотемпературным режимом – кривой 5, которая является стандартной температурной кривой, принятой для испытаний строительных конструкций на огнестойкость. Из рис. 8.9 следует, что температура пожара в помещениях с низкотемпературным режимом в среднем на 200-250° ниже, чем при стандартном температурном режиме. Поэтому пределы огнестойкости конструкций будут в 1,3- 1,5 раза выше, чем при пожарах в помещениях с высокотемпературным режимом. Однако необходимо отметить, что данное положение не распространяется на случаи, когда пламя непосредственно касается поверхности конструкций.

Большое влияние на температурный режим пожаров оказывает удельная теплота сгорания материалов и удельная загрузка ими помещения.

Следовательно, в некоторых случаях при горении веществ с меньшей теплотой сгорания, но в помещениях с высокотемпературным режимом пожаров значение температуры и скорость ее роста могут превосходить температуру и скорость ее роста при горении веществ с большей теплотой сгорания, но в помещениях с низкотемпературным режимом пожаров.

Знание среднеобъемной температуры продуктов сгорания в объеме помещения и скорости ее роста позволяет правильно предвидеть ход развития пожаров, производить расчеты по газообмену, определять время возможного обрушения или деформации строительных конструкций, определять время возможных взрывов или разрывов технологических аппаратов и коммуникаций. Однако на пожарах распределение температуры по высоте и в плане помещений происходит неравномерно. Максимальная температура пожара, которая обычно выше среднеобъемной, бывает в зоне горения, а по мере удаления от нее температура газов снижается за счет разбавления продуктов сгорания воздухом и прочих потерь тепла в окружающее пространство. Большое влияние на распределение температуры оказывает интенсивность газообмена, направленность и конвективность газовых потоков. Нередко, несмотря на высокую среднеобъемную температуру в помещении, пожарные в потоке холодного воздуха могут довольно близко подходить к зоне горения.

Так, в помещениях с большой интенсивностью газообмена и высоким температурным режимом пожаров нейтральная зона в основном располагается сравнительно высоко, поток холодного воздуха значителен но объему и поэтому, несмотря на высокую температуру в верхней частя помещения, в его нижней части возможно пребывание людей. Особенность таких помещений заключается в том, что вследствие наличия большой площади проемов можно сравнительно быстро создать благоприятную обстановку для проведения работ по тушению путем вскрытия или закрытия проемов, ввести в действие дымососы и работать со стволами через проемы.

В помещениях с низкотемпературным режимом пожара вследствие малой интенсивности газообмена и низкого расположения нейтральной зоны поступающий к зоне горения воздух быстро перемешивается с нагретыми продуктами сгорания и температура по высоте и в плане помещения становится почти одинаковой, т.е. принимает значение, близкое к среднеобъемной температуре пожара. А так как температура 60°, устанавливаемая в помещении в течение первых нескольких минут, для человека является минимально опасной, то к моменту прибытия первых подразделений проникнуть к зоне горения без теплозащитных средств невозможно. Поэтому в таких помещениях чаще всего приходится принимать меры для снижения температуры

Большое влияние на распределение температуры в помещении оказывает тушение водой, особенно в начальный период. При подаче на горящую поверхность воды происходит ее испарение, вследствие чего приток воздуха уменьшается, возникают бурные конвективные потоки, которые быстро выравнивают температуру газов в объеме помещения. Эти обстоятельства необходимо учитывать, и при тушении пожаров с малой интенсивностью газообмена следует применять теплозащитные средства.

IX Тушение пожаров