Объект пожара как энергетическая система

Практика показывает, что абсолютно пожаробезопасных объектов не существует. Пожар возможен под водой и под землей, на воде, на земле, в воздухе и даже в космическом полете.

При таком подходе к вопросу все материальные элементы данного объекта, включая и элементы конструкций зданий, необходимо рассматривать не с точки зрения их функционального назначения, их материальной или духовкой ценности, а как пожарную нагрузку данного объекта, т.е. как вещества и материалы, способные гореть в случае возникновения пожара.

Тогда весь запас потенциальной химической энергии E₀, сосредоточенной на данном объекте пожара и способной выделиться в виде тепловой энергии или теплоты пожара при его возникновении, может быть выражен через суммарную массу горючих веществ и материалов Р и их теплотворную способность или их теплоту сгорания Q_н^Р.

Наиболее просто запас потенциальной химической энергии можно определить, когда горючий материал однороден, например, для резервуара с горючей жидкостью, склада пиломатериалов или для других подобных им объектов. Тогда весь запас потенциальной химической энергии, которая может выделиться в виде тепловой энергии пожара, можно записать в следующем виде (13):

 ,                      (13)

где E₀ - потенциальный запас химической энергии, переходящий в теплоту пожара, кДж; β - коэффициент полноты сгорания (коэффициент химического и физического недожога); Р — масса горючего материала, кг;  - низшая теплота сгорания, кДж/кг.

Для объектов, содержащих разнородные горючие вещества и материалы, E₀ определяется как сумма теплот сгорания всех видов, имеющихся на объекте горючих веществ и рассчитывается по формуле (14):

                       (14)

Большинство современных зданий построено преимущественно из негорючих материалов, и вся пожарная нагрузка размещается в основном на полу более или менее равномерно. Тогда E₀ для таких объектов может быть определена по формуле (15):

                           (15)

где F_пола - площадь помещения или площадь размещения пожарной нагрузки; Р_Г.Н - удельная или приведенная пожарная нагрузка, кг/м².

А для объектов с существенно разнородной пожарной нагрузкой E₀ может быть рассчитана по формуле вида (16):

   или   (16)

,

где индексы 1, 2, ...n - относятся соответственно к каждому виду пожарной нагрузки в отдельности, отражая ее полноту сгорания, площадь ее размещения, ее удельную теплоту сгорания и т.д.

Зная величину полного запаса потенциальной химической энергии, заключенной во всех горючих и трудногорючих веществах, расположенных на объекте, можно вычислить полную продолжительность пожара, если известно, с какой интенсивностью этот запас энергии будет расходоваться. И наоборот, рассчитать интенсивность тепловыделения на пожаре, если бы могли вычислить его полную продолжительность (при условии, что процесс пожара был равномерным, стационарным в течение всего времени его горения).

Рассматривая все содержимое данного объекта как пожарную нагрузку, обладающую некоторым потенциальным запасом тепловой энергии, сам процесс горения на пожаре можно рассматривать как своеобразную форму самопроизвольного выделения (т.е. освобождения) и расходования E₀ в виде тепловой энергии пожара (Q_п или Е_п), которая определяется по формуле (17):

       (17)

Записать аналитическую зависимость Q_п =f(r) в явном виде для большинства реальных пожаров не представляется возможным, так как она обусловлена закономерностями сложного процесса диффузионного горения на пожаре. Закономерности процесса горения и их зависимость от наиболее существенных параметров объекта пожара и определяют интенсивность тепловыделения на пожаре, температуру пожара, его продолжительность, сложность боевой обстановки на пожаре, размеры материального ущерба и многое другое. И поскольку описать эти зависимости в общем виде для широкого класса пожаров не представляется возможным, рассмотрим отдельно несколько простейших частных случаев, когда интенсивность процесса выделении энергии на пожаре поддается описанию [13, 24].

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: