При решении пожарно-тактических задач используют следующие параметры развития пожара:
Пространственные: площадь пожара S п, м²; площадь тушения S т, м²; периметр пожара Р п, м; фронт пожара Фп, м.
Временные: время свободного развития пожара τсв.р, мин.
Скоростные: линейную скорость распространения пламени V л, м/мин; скорость роста площади пожара VS п, м²/мин; скорость роста периметра пожара V Рп, м/мин; скорость роста фронта пожара V Фп, м/мин.
Линейная скорость распространения горения характеризует способность горючего материала к перемещению по своей поверхности высокотемпературной зоны химических превращений (пламенной зоны горения). Этот параметр зависит от многих факторов, в частности от физико-химических свойств горючего материала, его агрегатного состояния, условий тепло-, массо- и газообмена на пожаре и т.п. Величину V л определяют по формуле
D L
V л =
Dt
; (1.1)
где: Δ L – путь, пройденный пламенем за время Δτ, м.
Средние значения V л при пожарах на различных объектах приведены в справочной литературе.
Время свободного развития пожара tсв.р
- временной промежуток от
момента возникновения горения до начала подачи первых приборов тушения на его ликвидацию:
tсв.р
=tд.с
+ tсб
+ tсл
+ tб.р; (1.2)
где: τд.с - время от возникновения до сообщения о пожаре (принимается 8-10 мин для городских населённых пунктов, 10-14 мин - для сельских населенных пунктов или исходя из опыта тушения пожаров), мин; τсб - время, затрачиваемое на обработку вызова диспетчером, сбор и выезд по тревоге; tсб составляет 1 мин; τсл - время следования к месту пожара расчётов пожарных подразделений, мин; τб.р
- время развёртывания.
Площадь пожара - площадь проекции зоны горения на горизонтальную (вертикальную) плоскость, м².
Если горение происходит на нескольких этажах здания, то общая площадь пожара определяется как сумма площадей на всех этажах:
n
S п =å S п, i i =1
; (1.3)
где: S п i - площадь пожара на i -м этаже, м2; n - число этажей.
Периметр пожара - длина внешней границы площади пожара, м.
Фронт пожара - часть периметра (или периметр) пожара, в направлении которого происходит наиболее интенсивное распространение горения, м.
Для вычисления площади пожара, его периметра и фронта необходимо знать его геометрическую форму.
При определении формы площади пожара задаются следующими условиями (ограничениями):
1) огонь от очага воспламенения распространяется по всем направлениям с одинаковой скоростью. Поэтому, первоначально пожар имеет круговую форму и его площадь можно определить по формуле
S п = k × p × L 2; (1.4)
где: k - коэффициент, учитывающий величину угла a, в направлении которого происходит распространение пламени; k = 1, если a = 360º (рис. 1.1); k = 0,5, если α = 180º (рис. 1.2); k = 0,25, если α = 90º (рис.1.3); L - путь, пройденный пламенем за время τ.
2) при достижении пламенем границ горючей нагрузки или ограждающих стен здания (помещения), фронт горения спрямляется и распространение пламени идет вдоль границы горючей нагрузки или стен здания (рис.1.4);
3) линейная скорость распространения пламени V л
с развитием пожара
меняется: в первые 10 мин свободного развития пожара V л принимают равной
половине V норм; после 10 мин - нормативные значения (V норм), с начала
л л
воздействия огнетушащими средствами на зону горения до локализации пожара,
| л |
Для определения формы площади пожара и численных значений S п на конкретный момент времени необходимо знать путь, пройденный пламенем на
этот момент времени. В общем случае путь пройденный пламенем за промежуток времени определяется по формуле:
L = Vл ·τ; (1.5)
С учётом условия 3), при известных значениях V л, путь, пройденный пламенем, для характерных временных промежутков развития пожара, будет определяться по следующим формулам:
1) [0< τ ≤10] L = 0,5 · V Л ·τ (1.6)
2) [10< τ< tсв.р] L = 0,5 · V Л·10+ V Л·(τ-10) (1.7)
3) [ tсв.р≤ τ<τЛОК] L = 0,5 · V Л·10+ V Л·(tсв.р-10)+0,5· V Л·(τ- tсв.р) (1.8)
Динамика изменения площади пожара характеризуется скоростью роста площади пожара. Этот параметр определяется как первая производная от площади пожара по времени:
V S п = dS п; (1.9)
d t
| L |
Рис. 1.1. Форма площади пожара при k = 1
| L |
Рис. 1.2. Форма площади пожара при k = 0,5
Рис.1.3. Форма площади пожара при k = 0,25
Рис. 1.4. Форма площади пожара при достижении пламенем ограждающих стен здания (границ горючей нагрузки)