Формирование признаков очага пожара

Как известно, передача тепла при пожаре осуществляется конвекцией, теплопроводностью (кондукцией) и излучением. В зависимости от конкретных местных условий может преобладать тот или иной способ теплопередачи.

За счет теплопередачи происходит формирование признаков очага пожара. Давайте рассмотрим каждый из видов теплопередачи в отдельности.

1. Формирование очаговых признаков за счет конвекции.

Конвективная теплопередача – это процесс передачи тепла в жидкости или газе с неоднородным распределением температуры посредством частиц среды при перемешивании.

Конвективный теплообмен характерен для любой стадии развития пожара, но особенно важна роль конвекции в начальной стадии, когда мощность излучения от очага горения не слишком велика. Вследствие разности плотностей нагретых продуктов горения и окружающего воздуха возникает подъемная сила, которая выталкивает продукты горения вверх. За счет движения восходящей струи продуктов горения формируется конвективная колонка. При этом воздух вовлекается как в очаг пожара, что приводит к интенсификации горения и в конвективную колонку, что приводит к увеличению объема дыма. Протекание данных процессовсильно зависят от мощности, выделяемой при горении.

При движении нагретых продуктов горения происходит их взаимодействие с окружающей вещественной обстановкой, нагрев строительных и других материалов. Происходит нагрев окружающих материалов, их термическая деструкция. Различные материалы по-разному ведут себя при нагреве. Например, для древесины достаточно 150-200°С, а для металлоконструкций 300-700°С, чтобы на них остались следы термического воздействия. Струя продуктов горения, движущаяся вверх от очага пожара, постепенно расширяется. При этом, на окружающих предметах обстановки, расположенных в стороне от очага пожара воздействиюформируется «очаговый конус».Конус правильной формы формируется в неподвижном воздухе.

Как правило, «очаговый конус» имеет неправильную форму, искаженную существующими воздушными потоками в здании. Над очагом пожара в неподвижной атмосфере формируется зона термических повреждений округлой формы, которая затем в процессе развития пожара может быть нивелирована.

Наиболее четко формирование признаков очага пожара происходит в помещениях большой высоты при непродолжительном горении. В помещениях небольшого объема после общей вспышки и длительном горении «очаговый конус» визуально, как правило, не наблюдается.

В этом случае зону наибольших термических повреждений можно выявить с применением инструментальных методов исследования. Как показывает практика исследования пожаров, в результате применения полевых инструментальных методов исследования, форма выявленной зоны максимальных термических повреждений также напоминает форму конуса.

2. Формирование очаговых признаков за счет теплопроводности (кондукции).

Теплопроводность – передача тепла между непосредственно касающимися объектами, имеющими разную температуру. При теплопроводности перенос вещества в отличие от конвекции уже не происходит.

Кондукция имеет значительную роль в процессе горения материалов. Любой горючий материал, для его устойчивого горения необходимо прогреть на некоторую толщину (так называемая термическая толщина). Наиболее теплопроводными материалами, встречающимися на пожаре являются металлы.

В практике исследования пожаров известно много случаев, когда при сварочных работах загорались строительные конструкции, вплотную касающиеся свариваемых деталей. Расплавленные частицы металлов, особенно легкоплавких, могут попадать на горючие материалы, вызывая их возгорание.

За счет теплопроводности формируются термические повреждения на окрашенных металлоконструкциях, например, на кузове автомобиля. При возникновении пожара в моторном отсеке автомобиля на внешней поверхности кузова довольно часто можно выявить очаговые признаки в виде обугливания, отслоения и выгорания лакокрасочного покрытия.

3. Формирование очаговых признаков за счет излучения.

По мере роста размеров очага и его мощности роль излучения в передаче тепловой энергии возрастает. Теплопередача осуществляется без переноса вещества, поэтому действие излучения возможно на значительном удалении от места горения. Термические повреждения на окружающих предметах формируются только в тех местах, которые непосредственно облучаются пламенем. За непрозрачными предметами обстановки термические повреждения могут отсутствовать либо носить не столь значительный характер. Данный эффект условно можно назвать «эффектом экранирования» и он несет в себе довольно значительную информацию о месте возникновения первоначального горения и путях распространения пожара. Излучающая способность пламени напрямую зависит от мощности очага горения, который в свою очередь зависит от свойств веществ и материалов, входящих в пожарную нагрузку.

Излучение может происходить не только от пламени, но и от нагретых до высокой температуры продуктов горения, образующих дымовой слой. Например, в помещениях с относительно низким  потолком излучение от дымового слоя на горючие материалы, расположенные под ним, имеет довольно высокое влияние на быстроту возникновения «общей вспышки».

Известно также, что скорость выгорания горючей нагрузки также регулируется излучением от пламени, образующимся над горящими материалами. За счет тепловой радиации, действующей на горящий материал, увеличивается скорость газификации, что в свою очередь приводит к увеличению мощности очага пожара и увеличению излучения. Образуется некая положительная тепловая связь, за счет которой огонь постепенно разгорается все сильнее.

Распространение пожара за счет излучения возможно на значительные расстояния, особенно при горении проливов нефтепродуктов и факельном горении газов при разрыве газопроводов. Основным фактором, влияющим на распространение горения от одного горящего автомобиля к другому на открытых и закрытых автостоянках также является излучение.

Подводя итог, хочу отметить, что формирование признаков очага пожара может происходить как всеми тремя способами теплопередачи, так и каждым в отдельности. Правильное понимание механизмов теплопередачи позволит на качественно высоком уровне определить место первоначального возникновения горения.