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): свободного развития t_св, локализации t_лок и ликвидации t_лик пожа­ра (рис. 1.3).

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.

При горении нефтепродуктов в резервуарах опасными фактора­ми пожара являются вскипание и выбросы. Вскипание нефтепродук­та происходит из-за наличия в жидкости мелких капель воды, об­воднения жидкости во время тушения пожара водой и пенами, про­гревом нефтепродукта в процессе горения до температуры выше 100 ⁰С. 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 и 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 ³} 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 горючих материалов, объемно-планировочных решений объекта, характерис­тики конструкций, метеорологических условий и других факторов площадь пожара имеет круговую, угловую и прямоугольную форму рис. 1.5). Такое деление является условным и применяется для упрощения расчетов при решении практических задач по пожароту­шению.

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

Угловаяформа (рис. L5, 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 Цвета возникновении горения. Чаще всего эта форма встречается на Щетках с углом 90° и 180°.

Прямоугольнаяформа площади пожара (рис. 1.5,6) 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 прямоугольною форму от начала развития горения. В конечном итоге при распрост­ранении горения пожар может принять форму данного геометриче­ского участка.

Форма площади развивающегося пожара является основной для определения расчетной схемы, направлений сосредоточения сил и 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., б, а,б,в): кругу с радиусом R (при круговой форме), сектору круга с радиусом Rи углом α (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 = 0,785 D2	SП = 0,5 aR2	SП = a b. При раз­витии в двух на­правлениях SП = a(b1 +b2)
Периметр пожара	PП = 2pR	PП = R(2+a)	PП = 2(a+b).Приразвитии в двух, направлениях PП = 2[a+(b1+b2).
Фронт пожара	ФП = 2pR	ФП = aR	ФП = n a
Линейная ско­рость распростра­нения горения	VЛ = R/t	VЛ = b/t
Скорость роста площади пожара	VS = SП / t
VS = pV2Л t	VS = 0,5 aV2Л t	VS = naVЛ
Скорость роста периметра пожа­ра	VР = РП / t	VР = 2b/t VР = 2VЛ
VР = 2pVЛ	VР = VЛ (2+a)
Скорость роста фронта пожара		He изменяется
VФ = 2pVЛ	VФ = aVЛ
Площадь горения	SГ = mSП

Примечания:

1. R и b — соответственно приведенные радиус и длина площади пожара; определяют измерением или по формулам:

2. V_Л - линейная скорость распространения горения, м/мин (вычисляют по данным оценки обстановки пожара или принимают по справочным данным (см. разд. 12).

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°).

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, составлении 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 Rили 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 основные параметры его развития, если горение возникнет в центре складской площадки тарной базы размером 160х160 м и будет распространяться в течение 30 мин со средней линейной скоростью 1,6 м/мин (рис, 1.7), горючая загрузка площадки составляет 70 %.

Решение.

1. Находим возможную длину пути распространения горения

R = V_Л t = 1,6 ´ 30 = 48 м.

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

3. Определяем основные параметры пожара, используя формулы (табл. 1.14):

S_П = pR² = 3,14 ´ 48² » 7335 м²;

P_П = 2pR = 2 ´ 3,14 ´ 48 » 300 м;

ф_п = р_п = 300 м;

S_Г = mS_П = 0,7 ´ 7335 » 5135 м²;

V_S = S_П / t = 7335 ´ 30 » 245,5 м²/мин;

V_Р = Р_П / t = 300/30 = 10 м/мин;

V_Ф = V_Р = 10 м/мин.

Пример 2. Г-образное здание цеха мебельной фабрики I степени огнестойкости, размером 36х90 метров. 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 36х144 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),