Верховые пожары. При таких пожарах горят кроны деревьев верхнего яруса. Различают два вида верховых пожаров - беглые и устойчивые. При беглом пожаре пламя по пологу насаждений распространяется неравномерно, уступами, вытянутыми по направлению ветра. За 8-12 с пламя проходит расстояние около 100-120 м, затем движение его резко замедляется. Спустя несколько минут загорается и нижний (напочвенный) покров. Горение нижнего яруса растительности усиливается за счет падающих горящих веток и хвои. Через некоторое время кромка низового пожара опережает кромку верхового и сливается с отдельными очагами горения, которые, как правило, возникают от искр на некотором удалении от фронта пламени, ветер усиливает пожар. Беглые верховые пожары происходят в первой и второй половине лета в чисто хвойных лесах. В ельниках и сосняках со значительной примесью березы такие пожары наблюдаются редко. Огонь при устойчивом верховом пожаре двигается сравнительно медленно сплошной стеной. Это наиболее разрушительный вид пожара. В огне устойчивого пожара сгорают подлесок, хвоя, сучья, вершины деревьев, а напочвенный покров и подстилка часто выгорают до минерального слоя. Устойчивые верховые и низовые пожары чаще происходят после длительной засухи во второй половине лета в безветренную погоду, в средневозра-стных сосновых и лиственных типах лесов. Если на пути устойчивого верхового пожара встречается участок лиственных пород, он не является препятствием и, как правило, сгорает в огне.

Высота пламени при верховом пожаре достигает 120 м и выше.

Подземные пожары. При этих пожарах уничтожается органическая часть почвы. Подземные пожары являются следствием низовых и верховых пожаров. После продолжительного засушливого периода низовые пожары могут охватывать лесные площади с торфянистыми почвами. После сгорания верхнего напочвенного покрова продолжается тление отдельных сухих кочек, пней. Затем огонь углубляется в торфянистый горизонт почвы, выжигает ямы в виде воронок, начинает распространяться в горизонтальном направлении. Такие пожары принято называть торфяными. Так как при торфяном пожаре сгорает слой, где находятся корни, то деревья, лишенные опоры корней, падают. Тактика борьбы с лесными пожарами разрабатывается с учетом вида лесного пожара и площади леса, на которых они произошли. Условия для возникновения торфяных пожаров создаются редко, обычно во второй половине лета. Почвенные пожары составляют по официальным данным 1,7-2 % всех пожаров, а их площадь - 0,3 % от общей площади лесных пожаров в РФ и сопредельных государствах.

Торфяные пожары характеризуются тем, что горение торфа происходит при недостатке кислорода, поэтому температура пожара на полях добычи торфа довольно низкая - 300-500 ^оС, в зависимости от влажности. При горении штабелей торфа температура на 150-250 ^оС выше.

Луговые пожары возникают через 4-7 дней после схода снега, а также осенью после первых заморозков. Скорость огня составляет около 7 м/мин, высота пламени 1,5-2 м. При пожарах происходят плохо объяснимые явления: горит живая листва, подстилка и т.д., имеющие влажность от 30 до 100 %, а сухая листва влажностью 15-20 % не поддерживает горение. В табл. 20 приведены виды пожаров и их частота.

Лесной пожар обычно начинается с низового и только потом, встречая на своем пути низко опущенные ветки, сухостой, поваленные деревья и т.д., переходит в верховой. Лесные пожары делят также на слабые, средние и сильные.

Скорость распространения слабого низового пожара не превышает 1 м/мин, среднего - от 1 до 3 м/мин, сильного - свыше 3 м/мин.

Слабый верховой пожар имеет скорость до 3 м/мин, а сильный - свыше 100 м/мин.

Слабым подземным пожаром по этой классификации рекомендуется считать такой, у которого глубина прогорания не превышает 25 см, средним - от 25 до 50 см и сильным - более 50 см. Наглядной характеристикой силы низовых пожаров является также высота пламени по кромке. Слабые низовые пожары имеют высоту пламени до 0,5 м, средние - 0,5-1,5 м, а сильные - более 1,5 м. Сила низовых пожаров зависит от времени суток. С 11 до 17 часов дня, когда наблюдается максимальная скорость ветра и уменьшается влажность горючих материалов, низовые пожары достигают наибольшей силы. Утром и ночью с повышением влажности материалов и уменьшением ветра наблюдаются слабые низовые пожары.

Безопасный костер

Устраивая костер в лесу, следует соблюдать особую осторожность. При этом главным является выбор места для костра в зависимости от времени года и погодных условий. Следующие советы помогут вам разжечь костер, не подвергая опасности лес и себя самого.

1. В бесснежный, пожароопасный период используйте для разведения костра только специально оборудованные места или уже имеющиеся старые кострища, песчаные или галечниковые косы, площадки от выворота корней или другие места, где обнажен минеральный слой почвы диаметром не менее 1,5 - 2 м.

Если такого места нет, то его нужно подготовить и окопать предполагаемое кострище с помощью лопаты, топора или другого подручного инструмента.

2. Никогда, даже в дождливую погоду, не разводите костер на подстилке из мхов и лишайников, а также посреди или рядом с высоким травостоем из сухих злаков (вейника, тростника и т.п.), легковоспламеняющихся кустарников (багульника, рододендрона, леспедецы, можжевельника и т.п.)

3. Не разводите большой костер. Небольшой, но хорошо сложенный костер, обложенный камнями, даст достаточно тепла.

4. Раскладывайте костер подальше от нависающих ветвей, крутых склонов, гнилых пней, бревен, сухой травы и листвы. Всегда следует очищать место вокруг костра, убирать с него все легковоспламеняющиеся материалы. Очень важно убедиться, что рядом есть какой-нибудь водоем, позволяющий набрать воды для надежного тушения костра.

5. Никогда не оставляйте костер без присмотра. Даже небольшой ветерок способен вызвать быстрое распространение огня. Немедленно и тщательно тушите любое расползание огня за пределы кострища.

6. На привале желательно иметь с собой емкость с водой и лопату.

7. Покидая привал, тщательно залейте костер водой, затем разворошите его, залейте еще раз, пока он не перестанет парить, и на ощупь удостоверьтесь, что он действительно потух.

Как затушить костер

Костер в лесу в бесснежный период надо тушить в любом случае, даже в сырую погоду и в дождь, чтобы быть уверенным, что огонь не затаился в подстилке, в каком-нибудь кусочке древесины или в сухой гнилушке.

Такие действия должны превратиться в привычку - нужно точно знать, что вами сделано все, чтобы исключить загорание. Помните, никогда нельзя оставлять костер без присмотра, даже небольшой ветерок способен вызвать быстрое распространение огня.

Всегда имейте под рукой воду и держите наготове лопату, чтобы можно было немедленно забросать землей вырвавшееся пламя.

Чтобы надежно затушить костер, необходимо:

1. Залить костер водой. Воду можно принести пластиковыми пакетами, стеклянными или жестяными банками и т.п.

2. Надо хорошо перемешать костер лопатой (если у вас нет лопаты, можно использовать топор, заостренную сырую палку, и т.п.). Не забудьте сдвинуть все камни, крупные головешки, обгоревшие остатки бревен - под ними могут быть угли - и залить их дополнительно водой.

3. Залить водой периферийную часть кострища.

4. Проверить угли и пепел на ощупь - они должны быть холодными.

Чтобы надежно затушить костер без воды, необходимо:

1. Сбить пламя, разобрать костер, разворошить угли и головешки.

2. Перемешать лопатой или другим подручным инструментом пепел и окопать кострище по кругу.

3. Забросать костер толстым слоем грунта, обязательно взятого с глубины не менее 30 см, лучше влажного. В слое почвы до 30 см содержатся органические вещества, которые могут позволить огню снова разгореться. Грунт можно взять с выворотов корней, почвенных обнажений, либо выкопать яму, сняв предварительно дерн или убрав подстилку (органический слой).

4. Тщательно затоптать слой земли на кострище, пока оно не перестанет дымиться.

5. Крупные тлеющие головешки (остатки обугленных дров) можно закопать отдельно в яме, на глубине не менее 30 см.

8. Не уходите сразу от кострища, убедитесь, что через 15-20 минут оно не начнет снова дымиться.

Безопасное курение в лесу

Если вы курите, обязательно помните, что, находясь в лесу, особенно в сухую, ветреную, жаркую погоду, вы являетесь источником повышенной пожарной опасности. Во время курения любое непреднамеренное неосторожное движение, непотушенная спичка, оброненная частичка тлеющего табака или брошенный окурок могут вызвать загорание. Возьмите за правило следующие простые вещи:

Никогда не курите во время движения по лесу!

1. Курите только в отведенных, специально оборудованных для этих целей местах или во время привала, убедившись, что в радиусе минимум одного метра от вас нет легковоспламеняющихся материалов.

2. Тщательно затушите окурок водой или слюной. Затем разотрите его или затопчите в глину или песок, либо хорошо затушите окурок о подошву ботинка.

3. Если вы прикурили от спички, дождитесь, пока она не только потухнет, но и остынет.

4. Если разрешено курить в транспортном средстве (машина, поезд), пользуйтесь пепельницами. Никогда не выбрасывайте окурки из транспортных средств.

Помните, дополнительные предосторожности отнимут у вас лишь несколько минут. Но они предотвращают лесные пожары.

Что делать при приближении лесного пожара

Если лесной пожар угрожает вашему дому (даче), по возможности эвакуируйте всех членов семьи, которые не смогут оказать вам помощь при защите дома от пожара. Также следует эвакуировать домашних животных. Заранее договоритесь с соседями и членами семьи о совместных мерах по борьбе с огнем.

1. Слушайте передачи местных средств массовой информации о пожаре. Если есть возможность, держите телефонную или радио связь, в том числе со штабом ГО.

2. Закройте все вентиляционные отверстия снаружи дома.

3. Закройте все наружные окна и двери.

4. В доме: наполните водой ванны, раковины и другие емкости. Снаружи: наполните водой бочки и ведра.

5. Приготовьте мокрые тряпки. Ими можно будет затушить угли или небольшое пламя.

6. При приближении огня обливайте крышу и стены дома водой, но расходуйте воду экономно. Начинайте обливать крышу, когда начнут падать искры и угли.

7. Постоянно осматривайте территорию дома и двора с целью обнаружения тлеющих углей или огня.

6.11. ЭКСПЕРТ

Установление причины пожара

После того как пожар потушен, работа пожарной охраны и милиции не заканчивается - наступает новый ее этап, не менее ответственный, чем тушение пожара. Эта работа протекает в двух направлениях:

1. установление наличия признаков преступления и его предварительное расследование (процессуальное направление);

2. исследование, описание пожара, выполняемое исключительно техническими специалистами, и установление причин и обстоятельств пожара.

Установление причины пожара - обязательная процедура расследования пожара. Причина пожара фиксируется в карточке учета пожара работником, проводившим проверку. Статистический учет пожаров и их последствий осуществляется в установленном порядке, которым также регламентируются правила заполнения карточки учета пожара.

Установление причины пожара проводится в результате расследования и экспертизы пожара техническими специалистами, пожарно - техническими экспертами, пожарными дознавателями.

Общеизвестно, что расследовать преступления, связанные с пожарами, сложнее, чем многие другие. Любое такое расследование начинается с ответа на вопросы - где загорелось, что загорелось и почему? Место пожара - сложнейший объект экспертного исследования.

Конечно, разрушительное действие огня очень велико, но, к счастью, огонь скрывает далеко не все. К тому же он сам формирует следовую картину пожара, которая весьма информативна для профессионала, - нужно только научиться ее выявлять, анализировать и эффективно использовать полученные данные. В настоящее время на базе многих научных разработок сформированы специальные методики, которые позволяют путем исследования материальной обстановки на месте пожара установить место его возникновения (очаг пожара), пути развития горения, установить причину пожара, причем сделать это объективно и доказательно на весьма крупных и сложных пожарах.

Расследование гибели при пожаре

Одна из трагедий. Приведём описание характерной трагедии, связанной с пожаром. В частном доме проживала пожилая женщина и её тётя. Стояла холодная погода, и печь в доме непрерывно топилась. Однажды женщины проснулись от треска горящего дерева, это загорелся пол около печи в соседней комнате. Недолго думая, племянница схватила ведро с водой и бросилась тушить пожар. Лишь убедившись, что с огнём ей не справиться, она позвонила в пожарную охрану. Поднятые по тревоге пожарные быстро выехали по вызову, и уже через четверть часа были перед горящим домом. У порога их никто не встретил, и пожарные поняли, что хозяев дома надо срочно спасать. Однако, пробравшись в дом, они обнаружили два обгоревших женских трупа, один из них - с ведром в согнутых руках.

При экспертизе было установлено, что обитательницы дома, спасая своё жилище и пытаясь загасить огонь водой, отравились угарным газом, потеряли сознание и погибли прежде, чем обгорели.

Принцип экспертизы. Проводится анализ крови погибшего человека, определяется количество (%) гемоглобина в крови, который превратился в карбоксигемоглобин.

На основании результатов анализа крови делают вывод о том, действительно ли человек задохнулся при пожаре, или же был мертв до пожара.

Лекция № 7. Динамика развития пожаров в ограждениях

Цель занятия: ознакомление пожарами возникающие в ограждениях

Рассматриваемые вопросы:

1. Взаимодействие пламени пожара с границами горящих помещений

2. Развитие пожара до полного охвата пламенем закрытого помещения.

3. Характерные схемы развития пожаров.

Взаимодействие пламени пожара с границами горящих помещений. Для  неограниченного  пламени  пожара  отсутствуют  физические  преграды.  ограничивающие  вертикальное  движение  или  мешающие  захвату  воздушных масс на границе пламени (т. е. система является симметричной). Если источник  пожара  находится  в  окрестности  стены  или  в  углу,  то  ограничения свободного  доступа  воздуха  будут  иметь  существенные  последствия.  У  факела,  формируемого  восходящими  потоками,  падение  температуры  по  высоте будет  происходить  значительно  медленнее,  так  как  скорость  перемешивания с  холодным  воздухом  окружающей  среды  будет  значительно  меньше,  чем  в случае  неограниченного  пожара.  В  случае  пожара  около  невозгораемой  стены  распространение  пламени  будет  происходить  в  аналогичных  условиях:

пламя  стремится  распространиться  на  достаточно  большую  площадь,  позволяющую  захват  воздуха,  обеспечивающего  сгорание  паров.  По-видимому, влияние  этого  явления  на  видимую  высоту  пламени  не получило  достаточной теоретической  оценки.  Однако  воздействие  этого  явления  на  температуры, которые  достигаются  на  потолке  помещения,  были  довольно  детально  рассмотрены.  Следует  отметить,  что  если  приток  воздуха  в  диффузионное  пламя не  будет  симметричным,  то  в  таком  случае  пламя  будет  отклоняться  к  ограничивающей  его  распространение  стене  (стенам),  что  обусловлено  однонаправленным воздушным потоком, устремленным в пламя (рис. 7.1.)

Благодаря  этому  происходит  ускорение  процесса  распространения восходящего  пламени  на  наклонные  и  вертикальные  возгораемые  поверхности,  а  также  перебрось  пламени  с  горящих  предметов  на  вертикальные  поверхности.

Если  распространение  пламени  пожара  вверх  ограничено  потолком,  то в  таком  случае  горячие  газы  будут  отклоняться,  образуя  горизонтальные припотолочные  струи  (Рис.  2.2.).  Характер  этого  процесса  может  служить объяснением  механизма  срабатывания  пожарных  извещателей,  укрепленных на  потолке,  к  которым  пристеночными  струями  доставляются  продукты  сгорания.

Установлено,  что  в  любой  точке  на  расстоянии  (по  радиусу)  от  оси пламени  пожара  температура  по  вертикали  распределялась  таким  образом, что  максимум  приходился  на  близкую  окрестность  потолка  при  Y  >  0,01  Н (рис.  7.2.).  Ниже  этого  уровня  температура  быстро  падает  до  температуры окружающей  среды  при  Y  >  0,125  Н.  Эти  цифры  справедливы  лишь  при  горизонтальном  перемещении  газов  и  при  условиях,  если  статический  слой горячих газов не накапливается под потолком

Эти  условия  в  первом  приближении  соблюдаются,  если  пожар  возник на  расстоянии  3Н  от  ближайшей  вертикальной  преграды.  Однако  если  ограничения  распространению  пламени  происходят у  самой  стены или  в углу, то для  соблюдения  этого  условия  протяженность  свободного  потолка  по  горизонтали  от  точки  столкновения  факела  с  потолком  должна  быть  гораздо большей.

Заметьте,  что  эти  формулы  вряд  ли  можно  применить  к  пятиметровым потолкам из-за соударения пламени с потолком.

Если пожар развивается у стены или в углу, то в этом случае температура  будет  более  высокой.  Это  объясняется  ограничением  потока  горючих газов под потолком.

При  достаточно  низких  потолках  (или  при  достаточно  мощном  пожаре),  когда  происходит  непосредственное  соударение  пламени  с  потолком, имеет  место  не  только  отклонение  пламени  в  горизонтальном  направлении (образование  припотолочной  струи),  но  и  значительное  расширение  пламени из-за  резкого  уменьшения  скорости  захвата  воздуха.  По  существу  это  обусловлено  достигнутой,  относительно  устойчивости,  конфигурацией,  т.  е.  благодаря восходящему потоку горячих газов через холодный воздух.

Перепад  плотности  противодействует  процессу  перемешивания,  и, следовательно,  это  задерживает  сгорание  паров  горючего.  Распространение пламени  под  потолком  может,  оказаться  важным  этапом  нарастания  пожара  в замкнутых помещениях.

Развитие пожара до полного охвата пламенем закрытого помещения.

Понятие  пожара  в  закрытом  помещении  используется  для  описания пожара,  который  ограничен  комнатой  или  аналогичным  закрытым  помещением  внутри  здания.  Безусловно,  важную  роль  в  развитии  рассматриваемого явления  играют  общие  размеры  помещения.  Характер  пожара  в  вытянутых помещениях  или  в  весьма  значительных  пространствах  (>1000  м³)  будет  зависеть в большей мере от геометрии ограждения.

В  начальный  период,  следующий  за  зажиганием,  характер  пожара  будет  аналогичен  характеру  пожара  в  условиях  открытого  пространства.  При наличии  возможности  нарастания  огня,  что  может  быть  обусловлено  либо распространением  пламени  над  вспыхнувшим  предметом,  либо  распространением  пламени  на  соседние  объекты, пожар достигнет этапа, на  котором  на развитие  пожара  начнет  влиять  ограничение,  накладываемое  конечностью пространства  помещения.  При  достаточной  вентиляции  помещения,  позволяющей  обеспечивать  дальнейшее  разрастание  масштаба  пожара,  его  дальнейший характер может быть описан с помощью схемы зависимости средней температуры  внутри  помещения  от  времени  (рис.  2.3.).  (Полезнее  и  более реальным  оказался  бы  график  зависимости  полной  скорости  горения  от  времени,  хотя форма  его  была бы подобной форме графика, представленного на рис. 7.3.).

Пунктирной  линией  обозначено  уменьшение  горючего  материала  перед  достижением  полного  охвата  помещения  пламенем  1  -  период  нарастания: 2 - полный охват помещения пламенем; 3 - полностью развитый пожар; 4 - период затухания пожара.

Чисто  схематически  рис.  7.7.  показывает,  что  пожар  в  помещении можно представить тремя этапами.

1.  Этап  нарастания  или  начальный  этап  пожара  до  полного  охвата  помещения  пламенем;  на  этом  этапе  средняя  температура  незначительна,  и пламя существует в окрестности очага.

2.  Этап  полностью  развитого  пожара  или  пожара,  полностью  охватившего  помещение;  на  этом  этапе  горят  все  горючие  предметы  в  помещении, пламя заполняет весь объем.

3. Этап затухания, на этом этапе пожара средняя температура снижается до уровня, который составляет 80 % пикового значения.

Несмотря  на  низкую  среднюю  температуру  на  первом  этапе  пожара, внутри  и  вокруг  зоны  горения  местные  температуры  достигают  значительного  уровня.  В  течение  периода  нарастания,  пожар  увеличивает  свои  размеры, сначала  достигая,  а  затем,  проходя  момент,  при  котором  значительную  роль начинает  играть  взаимодействие  с  границами  помещения.  Переход  к  полностью  развитому  пожару  (этап  2)  назван  этапом  полного  охвата  помещения пламенем,  при  этом  пламя  быстро  распространяется  от  области  местного  горения  на  все  горючие  поверхности  внутри  помещения  (объема).  В  обычных условиях  переход  этот  непродолжителен  по  сравнению  с  длительностью  основных  этапов  пожара,  но  он  часто  рассматривается  как  поворотное  событие, подобное тому явлению, каким является зажигание.

На  этапе  полностью  развитого  пожара  интенсивность  тепловыделения достигает  максимума  и  угроза  соседним  помещениям  и  объектам  наибольшая.  Пламя  может  вырываться  через  окна,  двери  и  технологические  проемы, что  приводит  к  распространению  пожара  на  остальную  часть  здания.  Это распространение  может  носить  внутренний  (через  открытые  дверные  проемы),  либо  внешний  характер  (через  окна).  Кроме  очевидной  угрозы  жизни оставшимся  в  здании  людям  на  данном  этапе  может  произойти  разрушение конструкций,  что  в  свою  очередь  может  привести  либо  к  частичному,  либо полному  обрушению  здания.  В  период  охлаждения  (этап  3)  интенсивность горения уменьшается  по  мере того,  как в  составе горючих веществ  все меньше  и  меньше  будет  оставаться  летучих  продуктов.  Это  приведет  к  тому,  что пламя  прекратится,  образовав  после  себя  массу  тлеющих  в  золе  углей,  которые  будут  продолжать  гореть  в  течение  некоторого  времени,  в  результате чего будут поддерживаться высокие местные температуры.

Понимание  характера  этапа  пожара  до  полного  охвата  пламенем  помещения имеет  прямое  отношение  к  обеспечению  безопасности  людей,  находящихся  в  здании.  Если  пожаром  полностью  охвачено  одно  помещение,  то создается  непосредственная  угроза  для  тех  людей,  которые  находятся  в  остальной  части  здания.  Значение  различных  событий  последовательно  происходящих во время пожара, можно представить в форме неравенства:

Где: ф_р- время, прошедшее с момента воспламенения до момента, когда пожар был обнаружен; ф_a - длительность задержки, т. е. время от момента, когда  пожар  был  замечен,  до  момента  начала  эвакуации  людей;  ф_rs -  время, необходимое  для  перехода  в  безопасное  место;  ф_u -  время  (от  момента  воспламенения),  за  которое  пожар  принимает  такие  размеры,  которые  делают условия  пребывания  человека  в  рассматриваемом  месте  неприемлемыми  для жизни.

Время  до  момента  автоматического  обнаружения  пожара  (ф_р)  можно уменьшить,  причем  в  некоторых  случаях  весьма  значительно,  тогда  успех эвакуации  зависит  от  нарастания  параметров  опасных  факторов  пожара,  т.е. от ф_u.

Таким  образом,  время  полного  охвата  помещения  пламенем  является важным  фактором  определения  пожароопасности  данного  помещения.  Чем больше  это  время,  тем  больше  шансов  для  своевременного  обнаружения  пожара и принятия мер по его ликвидации (как вручную, так и с помощью автоматических средств), а также для эвакуации людей в безопасное место.

После того, как локальное воспламенение перешло в устойчивое горение, дальнейший процесс может пойти по одному из трех направлений.

1.  Загоревшийся  предмет  сгорит  полностью,  и  пожар  прекратится,  не распространившись на  другие изделия из горючего материала, это имеет место, в частности, при условии, если первый загоревшийся предмет находится в изолированном положении.

2. При недостаточной вентиляции пожар может автоматически прекратиться,  или  горение  будет  происходить  с  такой  малой  скоростью,  которая диктуется поступлением кислорода.

3. При достаточном количестве горючего материала и притоке свежего воздуха,  пожар  может  полностью  охватить  пламенем  помещение  (объем) комнаты, когда горят все поверхности горючих материалов.

Для  большинства  горючих  веществ  и  материалов  приблизительно 30% выделяемого пламенем тепла приходится на излучение в окружающую среду, а  остальная  часть  тепла  рассеивается  за  счет  конвекции  в  восходящей  струе газа или дыма. Если объект  горит в помещении, это тепло не полностью теряется  средой,  окружающей  горючий  материал,  так  как  поток  дыма  и  газов отклоняется и скапливается под потолком, который в результате этого нагревается.  Если  размер  площади  пожара  возрастает  настолько,  что  высота  пламени превысит высоту помещения, произойдет расширение пламени до припотолочной  струи, что приведет к резкому увеличению теплоотвода к потолку. Это в свою очередь вызовет все возрастающий обратный лучистый тепловой поток от потолка к горючему, так как температура потолка увеличивается.  Но слой раскаленного дыма и газов, образовавшихся на раннем этапе пожара,  будет накапливаться под потолком и излучать тепло на расположенные внизу  объекты  со  все  возрастающей  интенсивностью,  так  как  концентрация дыма,  толщина  слоя  и  температура  будут  увеличиваться.  В  результате  этого скорость  горения  начнет  увеличиваться,  нарастающая  интенсивность  лучистого  теплового  потока,  исходящего  от  припотолочного  слоя,  будет  способствовать  распространению  пламени  за  пределы  первоначального  загоревшегося  объекта;  рядом  расположенные  предметы  в  свою  очередь  расширят  область  горения.  Максимальная  интенсивность  горения  в  ограждениях  в  три раза превышает значение этой величины при пожаре на открытом месте. При этом  время достижения  максимума в три раза меньше срока достижения минимума  интенсивности  при  горении  на  открытом  месте.  Например,  интенсивность  горения  при  пожаре  спирта  в  малом  ограниченном  пространстве может  достигать  восьмикратного  увеличения  по  сравнению  со  значением аналогичной величины для пожара на открытом пространстве.

Принимая  во  внимание,  что  ряд  признаков  определяют  начало  полностью развитого  пожара,  понятие полного  охвата помещения  пламенем  можно сформулировать следующим образом:

-  переход от локального пожара, к пожару по всему помещению, когда горят все горючие поверхности (пожар, регулируемый пожарной нагрузкой);

-  переход  от  пожара,  который  регулируется  расходом  горючего  к  пожару,  который  регулируется  интенсивностью  вентиляции  помещения  (пожар, регулируемый его вентиляцией);

-  внезапное  проникание  пламени  через  не загоревшиеся  газы  и  пары, скопившиеся под потолком.

Следует  подчеркнуть,  что  явление  полного  охвата  помещения  пламенем надо рассматривать как переход от одного состояния к другому, а не как точное обозначенное изолированное событие.

Во  время  начального  этапа  пожара,  предшествующего  полному  охвату помещения  пламенем,  пожар  развивается  от  места  его  зарождения,  причем процесс горения первоначально проходит так, как это имеет место на открытом  месте,  но  постепенно  на  ход  этого  процесса  все  больше  и  больше  начинает  влиять  обратный  тепловой  поток,  исходящий  из  верхних  областей  помещения.  Увеличение  интенсивности  лучистого  теплового  потока,  действующего  на  нижние  области  помещения,  в  конце  концов  вызывают  быстрое распространение  пламени  по  всем  воспламеняющимся  поверхностям,  и  как только это случится, принято считать, что наступил полный охват помещения (ограждения) пламенем.

Длительность  начального  этапа  пожара  до  полного  охвата  помещения пламенем  обуславливает  обеспечение  безопасности  людей,  поэтому  существенное внимание должно уделяться параметрам горючих веществ и материалов и условиям вентиляции, которые влияют на скорость нарастания опасных факторов пожара.

Рассмотрим факторы, имеющие влияние первого порядка на процессы, протекающие на пожаре:

a.  Источник  зажигания. Время  охвата  помещения  пламенем  уменьшается  при  центральном  расположении  источника  зажигания,  так  как  площадь,  охваченная  пожаром,  на  начальном  его  этапе  в  этом  случае  нарастает быстрее.  Подобно  этому,  большая  площадь  сечения  источника  зажигания сокращает время  ф3, так как в момент зарождения пожара в процессе горения вовлечена и большая площадь очага пожара.

б.  Высота  очага  горючего  материала. При  высоком  расположении очага  пожара,  пламена  достигают  потолка  быстрее,  тем  самым,  способствуя распространению пожара на раннем этапе по возгораемым поверхностям.

в. Средняя плотность горючего материала. По штабелям с большим шагом  расположения  брусьев  в  рядах,  пожар  распространяется  быстрее,  так как диаметр пожара увеличивается с большей скоростью и полный охват помещения  пламенем  наступает  гораздо  раньше.  Применительно  к  реальному пожару это соответствует распространению пламени между соседними предметами с низкой теплоемкостью.

г.  Материал  облицовки  стен  и  потолка. Хотя  возгораемый  облицовочный  материал  уменьшает  время,  необходимое  для  полного  охвата  помещения пламенем, но это не самая важная переменная. При полномасштабном пожаре  в  помещении  при  центральном  расположении  источника  зажигания горючая  облицовка  стен  не  охватывается  пламенем  до  тех  пор,  пока  пламя пожара не коснется потолка.

Важно  знать  факторы  взаимного  влияния.  Самым  важным  из  таких факторов  является  взаимное  влияние  положения  источника  зажигания  и  характера  облицовочного  материала.  Время  полного  охвата  помещения  пламенем  резко  уменьшается,  если  облицовочный  материал  является  возгораемым и охватывается огнем в результате непосредственного зажигания от источника  воспламенения,  расположенного  в  углу.  Аналогично  этому  имеет  место взаимодействие,  хотя  менее  ярко  выраженное,  между  двумя  другими  переменными: между высотой очага и его средней плотностью.

Дополнительный  фактор,  который  может  влиять  на  время  перехода  к полному  охвату  помещения  пламенем,  является  тепловая  инерция  пола,  потолка  и  стен  помещения.  Время,  необходимое  для  полного  охвата  помещения пламенем  зависит  от  плотности  материала  облицовки  стен.

Характерные схемы развития пожаров. Рассмотрим  зависимость  интенсивности  развития  пожара  от  вида  и  характера  пожарной  нагрузки,  состояния  горючих  материалов  и  некоторых  их специфических  особенностей.  Если  горючий  материал,  составляющий  пожарную  нагрузку,  однороден  (например,  древесина,  кипы  бумаги)  и  равномерно  размещен  по  площади  пола,  и  если  в  помещении  нет  ориентированных газовых  потоков,  то  процесс  горения  будет  распространяться  равномерно  во все  стороны,  будет  иметь  форму,  близкую  к  круговой.  Чем  больше  скорость линейного  распространения  пламени,  тем  выше  скорость  роста  площади  пожара;  чем  выше  теплота  сгорания  данного  материала,  тем  больше  скорость роста  интенсивности  тепловыделения  на  пожаре,  выше  скорость  роста  температуры  пожара;  чем  мельче  частицы  материала  (больше  дисперсность),  тем больше  скорость  выгорания  его.  Чем  менее  компактно  уложен  материал,  тем больше  коэффициент  поверхности  горения  КП,  тем  больше  поверхность  нагревания  горючего  материала,  легче  поступает  воздух  в  зону  горения  и  интенсивнее  выходят  летучие  фракции  из  горючего  материала  и  тем,  соответственно, выше скорость линейного распространения пожара и т.д.

Но  поскольку  неизвестно  истинное  значение  зависимости  скорости распространения  пожара  во  времени,  то  в  расчетные  формулы  для  определения  площади  пожара  в  начальной  стадии  его  развития  и  после  введения  первых  стволов  на  ликвидацию  горения  вводят  поправочный  коэффициент  скорости распространения пожара: а < 1.

Условно  а  принят  равным  0,5.  Также  условно  принято,  что  этот  коэффициент  в  формулу  S_n =  k  (аV_nф)ⁿ вводится  для  расчета  площади  пожара  в первые  10  минут  развития  пожара  и  после  введения  первых  стволов,  независимо  от  того,  насколько  l_Ф и  Q_Фсоответствует  l_ТР и  Q_ТР (фактические и  требуемые интенсивности подачи и расходы огнетушащих веществ).

Эти  взаимосвязи  просматриваются  при  принятых  ранее  условиях:  однородной  пожарной  нагрузке;  равномерном  ее  расположении  в  горизонтальной  плоскости;  отсутствии  ярко  выраженных  других  факторов,  влияющих  на скорость  и  направление  развития  пожара  (при  равномерном  и  однородном поле  температур,  отсутствии  внешних  принудительных  газовых  потоков  и др.).

Если  пожарная  нагрузка  неоднородна,  то  распространение  и  развитие пожара  существенно  изменится.  В  характере  процесса  горения  появится  доминирующее направление распространения  V^dom_P. Этот фактор и будет определять  направление  и  скорость  распространения  процесса  горения,  а  стало быть,  величину  и  форму  площади  пожара,  и  все  остальные  параметры  динамики его развития.

То  же  самое  произойдет  в  случае,  если  однородная  пожарная  нагрузка размещена  неравномерно.  Особенно  если  часть  ее  расположена  горизонтально (т.е. размещена в плоскости пола или на некотором уровне от пола), а значительная  часть  ее  размещена  вертикально  (обшивка  стен  горючими  материалами,  картины,  занавеси,  стеллажное  хранение  горючих  материалов,  и др.).  При  прочих  равных  условиях  доминирующим  направлением  распространения процесса горения станет вертикальное. Причем  V^dom_Pможет быть в 2-3 раза больше, чем Vn.

Рассмотрим некоторые простейшие схемы распространения и развития пожара, когда пожарная нагрузка неоднородна или размещена неравномерно:

Пожарная  нагрузка  неоднородна. Таких  вариантов  множество.  Одного и того же вида пожарная нагрузка неравномерно размещена (рис. 2.4.).

При  разнородной  пожарной  нагрузке  (рис.  2.5.)  пожар  будет  распространяться  быстрее  и  интенсивнее  по  более  легкогорючим  материалам.  Если  пожарная  нагрузка  размещена  неравномерно  и  различается  по  структуре  (рис. 2.6.),  в  реальных  условиях  процесс  горения  будет  распространяться  неравномерно и по направлению, и по скорости.

Пространственное  размещение  однородной  и  неоднородной  пожарной  нагрузки. При  пространственном  (наиболее  реальном)  размещении однородной  пожарной  нагрузки  преимущество  распространения  пожара  будет  определяться  направлением  действия  сил  конвекции.  Примером  может служить  распространение  пожара  в  высотных  зданиях  и  высокостеллажных  складах (рис. 7.7.).

Известно, что, когда вектор распространения горения совпадает с вектором  конвективных  потоков,  скорость  распространения  горения  увеличивается в 2-3 раза и более. И наоборот, если направление вектора распространения  горения  не  совпадает  с  вектором  конвективных  потоков,  скорость  распространения горения начинает убывать и в пределе может стать равной нулю.

Еще  больше  усложнится  и  задача  прогнозирования  обстановки  на  пожаре,  если  в  зоне  горения  находятся  неоднородные  горючие  вещества  и  материалы.  Например,  если  в книгохранилище по полу выстлана ворсистая ковровая  дорожка  из  синтетического  материала,  то  пламя  распространяется  по ней,  как  по  «пороховой  дорожке»,  как  по  специальному  пламяпроводу  (рис. 2.7.).  Тогда,  по  законам  действия  конвективных  газовых  и  тепловых  потоков, пламя  по стеллажу пойдет  вверх,  а по  легкогорючей и  легковоспламенимой  ковровой  дорожке  распространяется  до  противоположной  стены  книгохранилища.  Если  стеллажи  по  торцам  отделаны  декоративным  легковоспламенимым и быстрогорящим пластиком, лаком, масляной краской и другими

Распространение пожара по этим видам горючих материалов вверх и в направлении  их  размещения  будет  еще  интенсивнее,  а  задача  правильного расчета  и  прогнозирования  направлений  и  скорости  развития  пожара  еще сложнее.  И  тем  не  менее,  уметь  хотя  бы  приблизительно  оценивать  направление и интенсивность развития пожара в реальных условиях крайне необходимо. Необходимо это и инженерам-конструкторам и проектировщикам, разрабатывающим  автоматические  системы  сигнализации  о  пожаре  и  системы автоматического  пожаротушения,  а  также  оперативным  работникам  пожарной охраны.

При возникновении пожара в складе у основания стеллажей уже через 3  мин скорость его распространения достигает 10 м/мин. Увеличение высоты стеллажей с 2,5 м до 5 м повышает интенсивность тепловыделения в 9-10 раз, а  поскольку  в этих  условиях она пропорциональна интенсивности выгорания пожарной  нагрузки,  значит,  и  скорость  выгорания  возрастает  более  чем  в  10 раз.  Локальная  температура  под  крышей  уже  через  3-5  мин  достигает  870°С (а  прочность  металлических  конструкций  резко  снижается  при  t_п ~  350- 400°С, и при 450°С происходит потеря устойчивости).

Распространение  пожара  за  пределы  одного  помещения.  Как  известно, реальные пожары сравнительно редко ограничиваются зоной их первоначального  возникновения.  Если  не  будут  приняты  специальные  активные меры по их локализации и тушению, то через некоторое время, после разрушения  остекления,  прогорания  дверей,  изолирующих  перегородок,  перекрытий или по другим каналами коммуникациям, пожар перебрасывается за пределы одного помещения и начинает интенсивно распространяться дальше.

Раньше  всего  пламя  пожара  выходит  за  пределы  помещения,  где  оно первоначально возникло, через оконные проемы, если дверь помещения была при  этом  плотно  закрыта.  Это  происходит  потому,  что  остекление  окон,  как правило,  разрушается  при  среднеобъемной  температуре  пожара  250-300°С (т. е. через 10-15 мин после начала пожара); а. при недостатке воздуха в зоне горения, который обычно имеет место при внутренних пожарах, эти горючие газы сгорают за пределами помещения, в оконных проемах и над ними. Языки  пламени  из  окна  с  разрушившимся  остеклением  вместе  с  горячими  продуктами  горения  устремляются  вверх  и  достигают  оконных  переплетов  верхних этажей, которые могут воспламениться (рис. 7.8.).

При  очень  интенсивном  горении  пожар  может  переброситься  на  расположенное  вблизи  здание  по  механизму  передачи  лучистой  энергии  или  от искр и головней (рис. 7.9.).

Еще  более  естественным  и  опасным  путем  распространения  пожара  за пределы  помещения,  где  он  первоначально  возник,  являются  дверные  проемы,  если  дверь  в  момент  возникновения  пожара  не  была  закрыта  или  если она  самопроизвольно  открылась  под  действием  избыточного  давления  газовой  среды  в  горящем  помещении.  Даже  если  дверь  плотно  закрыта,  это  одно из  слабых  мест  в  отношении  опасности  распространения  пожара  за  пределы горящего  помещения,  так  как  огнестойкость  дверей,  как  правило,  сравнительно мала и составляет 10-15 мин, а иногда и 4-5 мин. Огнестойкость двери зависит  от  конструкции  материала,  из  которого  она  изготовлена,  от  режима горения  в  помещении, а также от характера размещения пожарной нагрузки и относительного расположения первоначального очага пожара.

Если очаг пожара расположен далеко от двери, то до начала ее загорания  она  будет  испытывать  в  течение  некоторого  времени  более  или  менее интенсивное  тепловое  воздействие  процесса  горения  внутри  помещении.  Поэтому  она  будет  разогрета  и  подготовлена к  горению. Кроме  того,  когда  пламя  достигнет  двери  и  начнется  процесс  ее  горения,  он  будет  протекать  под интенсивным  воздействием  лучистого  теплового  потока  от  зоны  горения, расположенной  внутри  помещения.  Поэтому  огнестойкость  двери,  как  огне преграждающей  конструкции,  с  момента  ее  воспламенения,  будет  минимальна,  она  прогорит  быстро,  и  пламя  пожара  (а  также  продукты  полного  и  неполного  горения)  начнет  распространяться  на  смежные  помещения.  Но  с  момента  начала  пожара  это  произойдет  не  сразу,  а  через  более  или  менее  продолжительный  промежуток  времени  (складывающийся  из  времени,  за  которое  пламя  пожара  достигнет  двери  и  времени,  за  которое  прогорит  сама дверь). Если же очаг пожара находится в непосредственной близости от двери,  например,  при  загорании  бумаги  и  мусора  в  урне,  стоящей  под  дверью, она загорится практически сразу, как только ее поверхность прогреется до температуры  начала  пиролиза  древесины  ( t_НАЧ^ПИР ~  250°С).  А  окрашенная краской  или  оклеенная  горючими  синтетическими  декоративно-отделочными материалами  дверь  загорится  еще  раньше.  При  этом  огнестойкость  двери будет  даже  выше,  чем  в  предыдущем  случае.  Но  пожар  выйдет  за  пределы горящего помещения еще быстрее, чем в первом случае.