ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ ПРИ ПОЖАРЕ В ЗДАНИИ

TEMPERATURE CONDITIONS IN CASE OF FIRE IN A BUILDING

Igor Kozhevnikov

student, Institute of Correspondence and Distance Learning, St. Petersburg University of the State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia,

Russia, St. Petersburg

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены факторы пожара, влияющие на температурные режимы в условиях внутренних пожаров в зданиях.

ABSTRACT

The article considers the fire factors affecting the temperature conditions in the conditions of internal fires in buildings.

Ключевые слова: температурный режим, условия пожара, режим пожара, предел.

Keywords: building structures, compliance with requirements, study of characteristics.

От теплоты пожара или его температурного режима зависит образование и скорость распространения всех тепловых потоков при пожаре. С этого условия вытекает такой физический процесс в горении как температурный режим. Количество тепла выделяемых при пожаре и будет являться температурным режимом при пожаре [1].

Температурный режим при пожаре это:

- количество выделяемой температуры при пожаре;

- скорость распространения тепловых потоков.

Тепловой баланс служит основной величиной при расчетах температурных режимов при пожарах в различных помещениях.

Тепловой баланс служит:

- для определения температуры пожара;

- определения количества распределения тепловой энергии [6].

Условия для расчета температурного режима при пожарах [2]:

- при вступлении в реакцию горючего и воздуха (кислорода) при определенной температуре (t, ⁰C);

- необходимое количество воздуха (кислорода) (α=1);

- полное окисление при пожаре таких веществ как СО₂, Н₂О, SO₂ (но только без образования СО);

- передача всей теплоты продуктам горения, используемая для их нагрева.

Рассчитанная при этих условиях температура называется теоретической. Среднеобъемная температура в помещении при пожаре определяется из теплового баланса пожара.

Тепловой баланс при пожарах определяется следующим уравнением [2]:

q_п = q_дг + q_изл + q_кон + q_гм − q_в,                                                    (1)

где q_п − интенсивность выделения тепла на пожаре, кВт (кДж/с);

q_дг − интенсивность удаления тепла из помещения с дымовыми газами, кВт;

q_изл − интенсивность излучения тепла за пределы помещения, кВт;

q_кон − интенсивность поглощения тепла строительным конструкциям и стенам помещения, кВт;

q_гм − интенсивность поглощения тепла горючими материалами, кВт;

q_в − интенсивность поступления тепла в помещение с воздухом, кВт.

Как показывает практика, при непродолжительном пожаре на теплоотвод за исключением удаления тепла с дымовыми газами приходится 15 % от теплоты пожара, т. е.:

0,15q_п= q_изл + q_кон + q_гм                                                             (2)

С учетом этого, уравнение теплового баланса примет вид:

0,85q_п + q_в=q_дг                                                                        (3)

Интенсивность выделения тепла на пожаре рассчитывается по формуле [3 ]:

q_п = β ^. m_др ^. Q_н^р                                                                  (4)

где β − коэффициент полноты сгорания;

m_др − массовая скорость выгорания древесины, кг/с;

Q_н^р − низшая теплота сгорания горючего материала, кДж/кг.

Коэффициент полноты сгорания чаще всего имеет значения 0,9 − 0,95.

Массовая скорость выгорания, например древесины зависит от времени пожара и в каждый момент времени рассчитывается по формуле:

m_др = Δm / Δτ                                                                    (5)

т. е. как отношение массы сгоревшего вещества (убыли массы) ко времени.

Низшую теплоту сгорания древесины рассчитывают, используя предложенную для этой цели Д.И. Менделеевым формулу для углеводородного горючего [3]:

Q_н^р = 339,4С + 1257Н - 108,9(O - S) 25,1(9H - W)                                (6)

где С, H, O, S и W − элементный состав древесины и влажность в массовых %, соответственно.

Пример. Рассчитаем низшую теплоту сгорания древесины с влажностью 14 масс. %, зольностью 1,0 масс. % и следующим элементным составом, масс. %:

С = 41, 5; H = 5; N = 0,2; O = 38,3.

Q_н^р = 339,4 ^. 41,5 + 1257 ^. 5 - 108,9 ^. (38,3 - 0) 25,1(9 ^. 5 - 4)= 15421,1 кДж/кг.

 При внутреннем пожаре на температуру влияет больше факторов (рис. 1).

Рисунок 1. Факторы влияющие на температурные режимы при пожаре

С увеличением пожарной нагрузки время достижения максимальной температуры возрастает.

• влияние природы пожарной нагрузки;
• влияние интенсивности газообмена tп =φ(Iг).

Таким образом, для определения температурного режима при пожарах различных помещениях используются такие величины как пожарная нагрузка, геометрические параметры помещения, вид горючего материала и характер газообмена. Температура пожара в большинстве случаев достигает максимумов.

Список литературы:

1. Моделирование пожаров и взрывов. Монография / под общ. ред. Н. Н. Брушлинского, А. Я. Корольченко. М.: Пожнаука, 2015. – 482 с.
2. Маскаева Л. Н., Марков В. Ф. Теоретический расчет основных параметров горения и тушения пожаров газовых фонтанов: учебно-методическое пособие к курсовой работе по дисциплине «Физико-химические основы развития и тушения пожаров». Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2018. – 28 с.
3. Физико‐химические основы развития и тушения пожара: учебное пособие / под ред. Н. В. Кострюковой; [Н. В. Кострюкова и др.]: [Электронный ресурс] / Уфимск. гос. авиац. техн. ун‐т. – Уфа : УГАТУ, 202 1. – URL: https:// www.ugatu.su/media/uploads/MainSite//Izdateli/El_izd/2021-32.pdf.