 |
Признаки ОП. 5.2. Формирование признаков очага пожара. Роль конвекции. 5.3. Роль излучения и кондукции
|
|
|
|
Признаки ОП
Рис. 5. 1 Классификация признаков очага пожара по Б. В. Мегорскому
Известно, что передача тепла на пожаре осуществляется:
- конвекцией;
- кондукцией (теплопроводностью);
- излучением.
Все эти три физических процесса вносят свой вклад в формирование признаков очага пожара. Рассмотрим, как это происходит.
5. 2. Формирование признаков очага пожара. Роль конвекции
Конвекция возникает сразу, как только начинается горение и в очаговой зоне повышается температура. Причиной возникновения естественной конвекции является перемещение нагретых и холодных частиц, происходящее вследствие разной их плотности. Действие конвекции стимулирует подсос воздуха в зону горения, он же способствует развитию начинающегося пожара.
Конвективные потоки с высокой температурой нагревают на путях своего распространения конструкции, предметы и материалы, что может вызвать их воспламенение, а также деформацию и разрушение негорючих элементов и частей здания. Именно поэтому в зоне конвективной струи от очага образуются, часто имеющие локальный характер, термические поражения материалов и конструкций.
В чем, собственно, эти термические поражения для различных материалов проявляются, как их выявлять и оценивать, будет рассмотрено в дальнейшем. Пока же констатируем, что все эти выгорания сгораемых конструкций, деформации, изменения цвета бетона, штукатурки и т. д. происходят, и происходят в локальной зоне.
Форма этой зоны специфическая. В спокойной атмосфере конвективный поток направлен вверх, и локальные термические поражения образуются над очагом, на боковых ограждающих конструкциях (стенах) (рис. 5. 2. ).
|
|
|
Над очагом, на потолке, эти термические поражения имеют в идеальном случае форму круга, а на боковых - форму конуса, вершина которого обращена вниз, в сторону очага.
Необходимо отметить, что очаговый конус классической формы формируется далеко не на каждом пожаре и тем более, не всегда сохраняется:
- элементы конуса часто отклоняются от вертикали под влиянием воздушных потоков в помещении;
- в низких помещениях конус выражен хуже, так как разность температур по высоте незначительна. Кроме того, конвективный поток быстро " упирается" в потолок и как бы " размазывается" вширь (рис. 5. 3. ).
Лучше всего конвективная струя формируется в высоких помещениях, высотой более 8-10м. Соответственно, здесь и лучше выражены очаговые признаки (следы конуса).
Формируется очаговый конус и на наклонных конструкциях, например, по мере прогара крыши из сгораемых материалов (рубероидной).
Рис. 5. 3. Формирование конвективного потока и очагового конуса в низких помещениях.
По мере развития пожара коэффициент теплообмена конвекцией сначала увеличивается, а затем уменьшается. На стадии резвившегося пожара преобладающее значение приобретает теплообмен излучением.
5. 3. Роль излучения и кондукции
Излучение тепла пламенем и продуктами горения (лучистый теплообмен) не зависит от направленности движения воздушных потоков, конвекции. Источником наиболее сильного излучения является пламя. Однако пожары внутри зданий характеризуются, как правило, излучением, в основном, нагретых продуктов горения, которые сравнительно быстро заполняют объем помещения и настолько изолируют пламя, что его лучистая энергия практически не оказывает влияния на нагревание окружающих конструкций и предметов.
И, тем не менее, излучение вносит свой вклад в формирование очаговых признаков. Под действием лучистой энергии может происходить заметный односторонний (со стороны очага) нагрев и разрушение конструкций. Это один из тех самых признаков направленности распространения горения, о которых говорит Б. В. Мегорский. Поверхности, обращенные в сторону очага, в результате получают большие термические поражения.
|
|
|
У сгораемых материалов это проявляется в более глубоком обугливании со стороны более интенсивного теплового воздействия. У металлоконструкций деформация происходит преимущественно в сторону источника тепла.
Кондукция (передача тепла теплопроводностью) может играть существенную роль в возникновении и развитии пожара, особенно при наличии материалов с достаточно высокой теплопроводностью (прежде всего, металлов). Известно достаточно большое количество пожаров на морских и речных судах, происходящее по схеме: электро- или газосварка - прогрев металлической переборки - загорание материалов за переборкой, в соседнем помещении.
Теплопроводность, кроме того, играет основную роль в формировании разрушения следов горения в очаге (см. рис. 5. 1). Ведь, как известно, горение любого твердого материала есть постепенное продвижение фронта горения (фронта пиролиза).
За счет теплопроводности впереди зоны горения материал прогревается (возникает так называемая зона подготовки) и, в конечном счете, воспламеняется. Так происходит продвижение фронта пламени (или тлеющего горения) по материалу. За счет прогрева металла кондукция может формировать очаговые признаки на внешней поверхности кузова автомобиля, на борту морского судна и в других подобных ситуациях. Проявляется это в выгорании краски на обратной стороне металлоконструкции, деформации металла и т. д. Иногда эти признаки внешне напоминают " очаговый конус", хотя у собственно очагового конуса, как было указано выше, конвективная природа.
|
|
|
