Температура при пожаре в здании: определение показателя, от чего зависит

Температура горения материалов

Строительные материалы делятся на несколько групп горючести. Нас интересует именно класс топлива, создающий температурный режим пожара внутри здания. Приводим показатели, не в которых горят эти материалы, а при горении которых формируется температурная ситуация.

  1. Древесина в среднем составляет 1000С.
  2. Бумага — 400С.
  3. Оргстекло — 1150С.
  4. Полимеры — 1100С.
  5. Каменный уголь — 1500С.
  6. Резина — 1200С.
  7. Краски разные — 500С.
  8. Пропан — 2700С.
  9. Ацетилен — 3000С.

Как видите, к температуре пожара при горении различных веществ нужно подходить с точки зрения горючести. Например, если горит склад с нефтепродуктами, действия по тушению пламени пожара полностью отличаются от действий при тушении склада изделиями из дерева, бумаги или картона. И тем более, если горит компания, производящая пропан или ацетилен. Кстати, экстремальные ситуации в последних конструкциях часто приводят к взрыву. Так что здесь можно условно говорить о температуре.

Горит склад с нефтепродуктами
Горит склад с нефтепродуктами

Твердые материалы

Но следует отметить, что температура пожара при горении твердых материалов имеет такую ​​же зависимость от продолжения процесса, а точнее от продолжительности горения этих материалов. То есть характер их горения практически одинаков. И это проходит по сценарию:

  • сначала резко повышается температура;
  • когда материалы горят, они падают и исчезают.

понятно, что при разных пожарных нагрузках продолжительность горения разная. Например, дерево горит дольше бумаги. В результате температура огня в помещении будет отличаться от этой и спад горения будет происходить медленнее. Но характер течения пожарного процесса в двух случаях остается неизменным. Правда, нужно добавить, что в помещении, когда кислород поступает в ограниченном количестве, подъем температуры происходит намного медленнее.

График роста реального пожара
График роста реального пожара

Жидкие материалы

Если речь идет о температурном режиме при сжигании жидкостей, необходимо учитывать, что они находятся в некоторых емкостях. Поэтому возгорание легковоспламеняющихся жидкостей носит локальный характер. Причем здесь учитывается пропорция отношения общей площади горения к площади горения жидкостей. Например, если это соотношение равно «1», температура при пожаре составляет 1100 ° C. Если этот показатель ниже единицы, температура также будет ниже.

Не забывайте, что твердые и жидкие горючие материалы часто горят одновременно во время пожара. Какая температура при пожаре в этом случае учитывается. Все зависит от типа материала, который больше всего горит. Если в общем объеме сгорает больше твердых частиц, температура горения берется из расчета твердых материалов. То же самое и с жидкостями.

Горящие жидкие материалы
Горящие жидкие материалы

Что влияет на температуру пожара

При пожарах в одних и тех же зданиях, квартирах, деревянных домах распространение огня происходит по-разному. От чего зависит сценарий развития пожара? Давайте проанализируем это относительно параметра, отображаемого в заголовке.

Во-первых, расположение, состав и масса пожарной нагрузки имеют большое влияние на все характеристики пожара.

Во-вторых, материал конструкции здания.

В-третьих, планировка комнаты, высота потолков, наличие перегородок и вентиляционных проемов.

В-четвертых, показатели развития пожара и температуры окружающих поверхностей зависят от характеристик окружающей среды.

В-пятых, время горения также напрямую влияет на значение t.

При таком количестве параметров, влияющих на конечные значения, тепловые показатели рассчитываются с использованием разработанных математических моделей.

Газообмен

Влияние этой особенности на температурные параметры велико, но во многом оно зависит от источника пламени, характеристик помещения для горения.

При отсутствии ограничений по газообмену интенсивность возгорания и температура в зоне горения повышаются. При этом в остальных частях помещения газовая среда среднего объема охлаждается.

При отсутствии или незначительном доступе кислорода в космос температурные параметры в разных точках будут ближе друг к другу, чем в предыдущем варианте, но средние значения в обоих случаях могут быть одинаковыми.

Высота помещения

Обмен газа и тепла в ограниченном объеме зависит от места перекрытия.

Поднимаются нагретые продукты сгорания. Чем большее расстояние им предстоит преодолеть, тем медленнее будет повышаться температура в случае пожара в нижней части комнаты, в зоне, где нет пламени.

Если потолок невысокий, то нагретый газ, достигая потолка, разливается по нему по-другому

Если потолок невысокий, нагретый газ, достигая перекрытия, разливается по нему в разные стороны, частично охлаждает, одновременно согревая детали конструкции конструкции, уходит вниз.

Чем меньше высота помещения, тем выше скорость обогрева.

2. Классификации и виды пожаров

Пожарная классификация основана на положениях Федерального закона от 22 июля 2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» по следующим категориям:

  1. Тип горючего материала (используется для обозначения области применения средств пожаротушения);
  2. По сложности их тушения (используется для определения состава сил и средств пожарных и других служб, необходимых для тушения пожаров);
  3. Опасные факторы пожара (используются для обоснования мер пожарной безопасности, необходимых для защиты людей и имущества в случае пожара).

Расчет температуры внутри горящего здания

Как определить температуру в огне
Во время пожара можно выделить 3 основных периода по изменению тепловых показателей.

Первый — начальный, средние значения t в это время не превышают 80% верхней границы параметра.

Второй — главный, самый опасный. Более интенсивное время горения. Средняя объемная температура в этой фазе достигает максимальных значений и поддерживается в коридоре 80–100% от максимального значения.

Последнее — последнее. Период угасания пламени из-за исчерпания пожарной нагрузки и постепенного снижения среднего объемного t.

В связи с тем, что такой процесс происходит при любом пожаре в закрытом помещении, была выведена формула, описывающая зависимость температуры от времени пожара:

t = 345log8τ + 1,

— период в часах, прошедший с момента начала пожара.

Но при расчете средней объемной температуры помещения необходимо учитывать свойства пожарной нагрузки.

Выделение химических веществ в условиях некоторых пожаров

Вещество при горении и нагревании

области

Вещества, образующиеся при горении и термическом разложении

Ароматические вещества, содержащие воду

Сероводород, меркаптаны, тиоэфиры, тиофен, диоксид серы

Бездымный порох

Ацетилен, нитрилы, оксид углерода, оксиды азота

Волосы, кожа, ткань, шерсть

Продукты с неприятным запахом: пиридин, хинолин, цианистые соединения, серосодержащие соединения, а также газы с резким резким запахом (альдегиды, кетоны)

Ртутное взрывчатое вещество

Уксусный эфир, уксусная кислота, сложные эфиры азотной кислоты, цианистый водород, нитрилы, пары ртути и летучие органические соединения ртути

Формальдегид, ацетальдегид, валеральдигид, фурфурол, ацеталь, смоляные кислоты, спирты, сложные эфиры, кетоны, фенолы, амины, пиридин, метилперидин, окись углерода

Жиры, мыло, мясные продукты

Помимо других химических веществ образуется акролеин. Человек переносит концентрацию акролеина около 0,003% более 1 минуты

Изопрен, высшие непредельные углеводороды

Краски, содержащие нитроцеллюлозу

Окись углерода, двуокись углерода, окись азота, цианистый водород

Нитроглицерин

Окись углерода, двуокись углерода, окись азота

Пластик, целлулоид

Окись углерода, окись азота, цианидные соединения, хлорангидрид, формальдегид, фенол, фторфосген, аммиак, фенол, ацетон, стирол и др.

Изопрен, гомологи бензола и др.

Окись углерода, водород, формальдегид, ацетальдегид, метан, кротоновый альдегид, ацетилен и т.д.

Этиловый эфир

Ацетальдегид, этан, перекись винила

Смелые иностранцы

Самовоспламеняющиеся материалы


Наиболее известные вещества, способные к самовоспламенению и, следовательно, имеющие повышенную пожароопасность, включают:

  • бурый уголь;
  • торф;
  • опилки;
  • минеральное масло;
  • белый фосфор;
  • эфир;
  • скипидар.

Эти вещества могут воспламениться сами по себе, только при контакте с воздухом. Некоторые из них, такие как бурый уголь и белый фосфор, воспламеняются при нормальной температуре, в то время как другим требуется комнатное отопление, чтобы вызвать реакцию. В соответствии с ГОСТ 12.1.011-78 по классификации взрывоопасных смесей все эти элементы разделены на группы по температуре самовоспламенения. К группе Т6 относятся вещества с самой низкой температурой самовозгорания в пределах 85 ℃, Т1 — с самой высокой, более 450 °.

Некоторые вещества воспламеняются при контакте не с атмосферным воздухом, а, например (как ни странно) с водой. К ним относятся гидриды натрия, кальция и магния, а также смесь йода и цинка.

Другие группы веществ могут воспламениться при контакте с сильными кислотами, такими как азотная кислота.

Самовозгорание не всегда сопровождается пламенем. В частности, торф или опилки при контакте с атмосферой могут гореть медленно, выделяя большое количество дыма, но почти не выделяя пламени.

Показатели пожарной опасности

В отдельную группу выделяются строительные материалы, оживальные и текстильные материалы, которые очень часто становятся источником возгорания. Таким образом, 13-я статья закона п. Ей отдельно посвящен 123-ФЗ, в котором описаны основные показатели и свойства этих веществ применительно к пожару.

Показатели пожарной опасности этих материалов включают воспламеняемость, горючесть, возможность распространения пламени, образование дыма, токсичность.

Параметр воспламеняемости указывает количество энергии, которое должно быть затрачено тепловым потоком, чтобы зажечь определенную область поверхности. Определяется в киловаттах на квадратный метр. Для легковоспламеняющихся веществ требуется 20 кВт / м2, для легковоспламеняющихся — 20-35 кВт / м2, для трудновоспламеняющихся веществ требуется более 35 кВт / м2 для разжигания огня.

По горючести материалы этой группы делятся на негорючие и горючие, последние имеют градацию: слабая, умеренная, нормальная, сильногорючая. Параметр определяется температурой выделяемого дыма, степенью поражения объекта и продолжительностью самостоятельного горения (без внешнего источника.

Стол. Классификация горючих материалов по токсичности продуктов сгорания

Класс опасности Индикатор токсичности продуктов сгорания в зависимости от времени воздействия
5 минут 15 минут 30 минут 60 минут
Низкий риск более 210 более 150 более 120 более 90
Умеренно опасно более 70, но не более 210 более 50, но не более 150 более 40, но не более 120 более 30, но не более 90
Очень опасно более 25, но не более 70 более 17, но не более 50 более 13, но не более 40 более 10, но не более 30
Чрезвычайно опасно не более 25 не более 17 не более 13 не более 10

Большинство органических веществ этой группы умеренно, нормально и легко горючие (например, дерево, хлопок). Легковоспламеняющиеся — это, как правило, композиты из органических и неорганических веществ, например, ДВП, войлок, пропитанный глиной.

Большинство негорючих материалов неорганические. Штукатурка, глина, бетон — хорошие примеры.

Способность веществ распространять пламя по своей поверхности, то есть быстро гореть, зависит от количества тепла, необходимого для воспламенения определенной области. Как и воспламеняемость, она выражается в киловаттах на квадратный метр. Для нерасширяющихся материалов этот параметр выше 11 кВт / м2, для материалов с высоким коэффициентом распространения ниже 5 кВт / м2.

Фактор дымообразования — это количество дыма, образующегося при горении. Выражается коэффициентом дымообразования, минимальный — 50 м2 / кг, максимальный — 500 м2 / кг.

Исходя из токсичности продуктов сгорания (газов и веществ, содержащихся в дымах, выделяющихся во время этого процесса), все вещества классифицируются от чрезвычайно опасных до малоопасных.

Температурный режим

Абсолютные значения температуры наружных пожаров выше, чем у домашних пожаров. Это связано с размером зоны горения, а также характеристиками горючих веществ, удельной теплотой огня, газообменом и другими факторами.

Температура возгорания непостоянна. Это зависит от фактора пространства-времени, он может увеличиваться или уменьшаться. Изменение температуры в пространстве и времени — температурный режим (ТП) пожара.

Внутренний огонь

В помещениях

TR внутренних возгораний — средние объемные колебания температуры во времени. Скорость роста и абсолютное значение температуры зависят от многих факторов:

  • объем здания;
  • заряд огня;
  • характеристики газообмена;
  • легковоспламеняющиеся вещества;
  • теплопотери для отопительных конструкций;
  • отношение площади входных отверстий к площади горения;
  • отношение площади горения к поверхности пола;
  • высота здания.

Высота помещения — один из ключевых факторов, определяющих температурный режим. В высоких конструкциях скорость роста t больше, однако по максимальному значению она ниже, чем у низких. Это связано с тем, что в помещениях небольшой высоты коэффициент избытка воздуха больше, поэтому потери тепла из зоны горения также больше.

Например, подвалы, трюмы судов, кабельные туннели, сушильные камеры и другие относительно ограниченные пространства имеют более высокие температуры возгорания. Передача тепла наружу ограничена, запускается процесс его накопления.

Наружные

TR наружных пожаров — средние объемные колебания температуры в зависимости от времени и площади теплового воздействия на безопасных границах. Границы располагаются там, где температура не превышает 50-60 ° С. На это влияют тепло и скорость горения, возможности дымообразования.

Среднее значение для горючих газов составляет 1200-1300 ° C, для жидкостей — 1100-1300 ° C, для твердых веществ органического происхождения — 1000-1250 ° C.

Температуры при пожаре распределяются по высоте неравномерно. Максимальные значения расположены непосредственно в зоне горения, минимальные — по мере удаления от нее до границ теплового воздействия. Чем дальше от зоны горения, тем ниже степень, что объясняется процессами теплопередачи, происходящими в окружающей среде.

Лесные пожары

Защита лесов — серьезная экологическая проблема. Задача мониторинга лесных пожаров — прогнозировать температуру горения коронного пожара. Согласно действующему Лесному кодексу Российской Федерации и другим нормативным актам классификация пожарной опасности в лесах определяется как степень вероятности возникновения пожаров на соответствующих территориях.

Пожар в лесу

Для количественной оценки используется комплексный показатель (КП), который рассчитывается ежедневно каждые 12-15 часов. Класс пожарной опасности определяется на основании ТУ. Формула для его расчета представляет собой сумму произведений t воздуха на разницу между t воздуха и точкой росы за определенное количество дней без осадков.

Лесные пожары делятся на две категории:

  • нижние — покрывающие землю и нижние уровни деревьев.
  • верховая езда — начинающиеся при сильном ветре переходят в кроны.

Температура горения вала составляет примерно 400-900 ° C в основании и 1000-1100 ° C в верхней части.

Особенности температурных расчетов

Чтобы установить использование:

  • термопара;
  • оптический или радиационный пирометр;
  • расчеты методом последовательных приближений.

Чаще всего используется формула зависимости температурных показателей от времени:

t = 345lg (8t + 1), где t — период развития пожара, выраженный в минутах.

Этот ТУ считается стандартным. Он демонстрирует чисто экспериментальные данные при условии, что воспламенение не ограничено.

Также при определении оцениваются внешние признаки нагрева: плавление, цвет и т.д.

В сухом воздухе и ТП 80-100 ° С, а также во влажном воздухе и ТП 50-60 ° С человек может оставаться без специальных средств защиты в течение нескольких минут. Более высокие значения и длительное нахождение в зоне опасного теплового воздействия приводят к ожогам, перегреву, обмороку и, в крайнем случае, к смерти.

Лошадь огонь

Как начинается горение


Пожарная безопасность во многом зависит от условий, при которых начинается горение. Источником горения является катализатор, запускающий процесс. В случае легковоспламеняющихся веществ источником возгорания становится сам источник огня (система поддерживает себя). Некоторые топливные системы веществ и материалов способны к самовозгоранию при определенных условиях. Как правило, в их основе лежат горючие жидкости.

Степень пожарной опасности любого вещества может быть охарактеризована его температурой вспышки, точкой воспламенения и точкой самовоспламенения. Для жидкостей и газов также вводится такое понятие, как верхний и нижний пределы воспламеняемости.

Стол. Температура воспламенения и взрыва некоторых горючих газов

Название газа

Химическая формула

Температура возгорания

Пределы взрываемости при 20 ° C

и давление 760 мм
rt. Изобразительное искусство.

низший

начальство

Ацетилен

C2H2

305–500

2.3

82

Бутан

C4H10

430–569

1.9

8,5

Водород

H2

510–590

4.2

75

Метан

CH4

537 — 850

5,3

15

Монооксид углерода

CO

610–658

12,5

75

Пропан

C3H8

466–588

2.1

9,5

Сероводород

H2S

290–487

4.3

45,5

Пентан

C5H12

530–610

1.4

7,8

Этан

C2H6

510–594

3

14

Этилен

C2H4

450–550

3

тридцать

Вспышка — это кратковременная реакция воспламенения, которая происходит при минимальном нагреве, когда определенное вещество испаряется или частично разлагается с образованием газов, которые могут попасть в топливную систему. Молния может возникнуть в результате поджога или повышения температуры до критического уровня, но сама по себе она не может перейти в устойчивое горение — скорость образования горючих газов слишком мала.

Температура возгорания — это температура, при которой горючая система веществ или материалов переходит в автономный режим. В этом случае скорость газообразования равна или больше скорости их сгорания.

Температура самовоспламенения — это самая низкая температура, при которой в результате внутренней химической реакции вещество может быть нагрето до такого состояния, что оно воспламеняется без внешнего источника. Вещества в этом состоянии представляют наибольшую опасность возгорания.

Пределы воспламеняемости определяются степенью концентрации горючих газов в объеме воздуха, при котором они могут гореть.

Разделение на группы по горючести

Для правильной оценки пожарной безопасности различных материалов и веществ Закон № 123-ФЗ (последняя действующая редакция от 29 июля 2017 г).

В этом нормативном акте различаются все известные материалы в строительстве, ткань, кожа и все остальные. Для последних, не относящихся к строительной, текстильной или кожевенной отрасли, используется упрощенная градация по степени пожарной опасности.

Итак, все вещества и материалы, за исключением вышеупомянутых изолированных групп, делятся на горючие, трудногорючие и негорючие.

Первые способны воспламеняться или гореть без источника возгорания, включая возгорание сами по себе, поэтому они представляют высокую опасность возгорания.

Антипирены могут гореть, но только при прямом контакте с источником пламени. С точки зрения пожарной опасности это не самый плохой вариант материала.

Негорючие вещества или материалы не взаимодействуют с воздухом для горения (или вообще не горят). Но в эту группу входят и те, которые могут образовывать горючие смеси при контакте, например, с водой, а также с окислителями, например, с самим кислородом.

Следует помнить, что некоторые негорючие вещества могут поддерживать горение или быть взрывоопасными.

Особенности развития пожара

Процесс определяется несколькими факторами:

  • физико-химические характеристики воспламеняемых элементов;
  • заряд огня;
  • показатели истощения;
  • характеристики газообмена.

Есть три этапа:

  1. Первоначально: когда огонь превращается в огонь, область горения увеличивается. Средняя объемная температура повышается до 200 ° С. Скорость роста составляет около 15 ° С / мин.
  2. Фаза объемного розжига — когда пламя заполняет весь объем помещения. Стеклянные конструкции разрушаются, приток свежего воздуха усиливает развитие. Значения температуры достигают 800-900 ° C. Скорость роста составляет около 50 ° C / мин.
  3. Затухание — когда пространство, в котором развивается пожар, четко разделено на следующие области: горение, тепловое воздействие и дым.

При внутреннем возгорании рассчитывается средний объемный объем газовой среды в здании. При открытии — показатели максимальной температуры пламени.

Источники

  • https://PozharaNet.com/pozhar/temperatura-pri-pozhare-v-zdanii.html
  • https://opozhare.ru/faq/opredelenie-temperatury-pri-pozhare
  • https://www.flamax.ru/pressroom/articles/vidy-kategorii-i-klassifikatsiya-pozharov/
  • https://aspektcenter.ru/temperatura-goreniya-veshchestv-tablitsa/
  • https://ProtivPozhara.com/zaschita/teorija-stojkosti/pozharnaja-opasnost-veshhestv-i-materialov
  • https://www.pozhmashina.ru/articles/articles-pozhary/temperatura-pozhara-pri-gorenii.html

Оцените статью
Блог про пожары