Alcanza valores que provocan un efecto destructivo en los objetos circundantes y es peligroso para los humanos.
Por definición, en la zona efecto térmico incluye la distancia a la que la temperatura del aire y los productos de combustión alcanza más de 60-80 ° C. El intercambio de aire durante un incendio es más activo que en tiempos de calma. El aire frío y caliente se mezcla con los productos de la combustión. Este proceso es lo que hace que se mueva. Como se mencionó anteriormente, los productos de la combustión, junto con el aire caliente, se elevan, dando paso a un aire más denso y frío. Lo que, a su vez, al meterse en el fuego, lo infla aún más. Cuando se produce un incendio en el interior de un edificio, un factor importante en su intensidad es el espacio en el que se propaga el fuego. Aquí, las cosas importantes son la ubicación de las aberturas en las paredes, los pisos interiores (incluidos los materiales de los que están hechos). La altura de la habitación también juega papel importante, así como la composición y cantidad de objetos potencialmente incendiarios en esta sala.
No es tan difícil entender en qué dirección se propagará el fuego, lo principal es determinar la dirección de las vías respiratorias causadas por el fuego. El aire caliente puede llevar chispas que, a su vez, forman una nueva fuente de ignición, por ejemplo, en una zona de humo. Dado que los productos de la combustión incompleta permanecen, son la causa de las explosiones de gas (durante la interacción con el oxígeno).
ver también
Fundación Wikimedia. 2010 .
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La relación (3.12) se utiliza tanto para determinar la intensidad de la irradiación J* a varias distancias de un objeto en llamas, y para encontrar distancias seguras contra incendios entre edificios, estructuras (cortafuegos) y determinar la zona de impacto térmico.
Distancias seguras entre edificios, estructuras rcr, metro, se determina resolviendo la relación (3.12) con respecto a r y reemplazando el valor J* sobre el Jmin
en esta proporción Jmin- la intensidad mínima de exposición, cuyo exceso conduce a la ignición del objeto en cuestión, J / m 2 s; do 0- coeficiente, cuyo valor numérico en las condiciones de los incendios ordinarios puede tomarse igual a 3,4 kcal/m 2 h 4 o 3,96 J / m 2 s 4 ; Tf es la temperatura de la llama, k(ver Tabla 12), valores y 1 , y 2 , F f se encuentran de acuerdo a las recomendaciones del párrafo anterior.
Cálculo de temperatura T pag se basa en la solución del problema de la propagación del calor a través de una estructura calentada, que se cierra con datos experimentales.
Como es sabido, el proceso de transferencia de calor en un cuerpo sólido se describe mediante la ecuación de calor de Fourier. Aplicada al problema unidimensional, la ecuación tiene la forma
donde T- temperatura, t-hora, X- coordenada, - coeficiente de difusividad térmica, l - coeficiente de conductividad térmica, c.p. es la capacidad calorífica del material a presión constante, r es la densidad del material.
La ecuación (3.14) es una ecuación de tipo parabólico. La solución de esta ecuación bajo las condiciones iniciales y de contorno determinadas por la entrada de calor a la superficie irradiada aplicada a las condiciones incendios reales dedicado a una serie de estudios.
Los datos experimentales sobre la distribución de la temperatura se obtuvieron en instalaciones térmicas especiales con la ayuda de sensores instalados en varios puntos del cuerpo de la estructura.
Como ejemplo, la Fig. 12 muestra la distribución de temperatura durante la irradiación con un flujo de calor de una estructura como una pared vertical.
Figura 12. Distribución de temperatura en el cuerpo de la estructura durante la irradiación
flujo de calor
Puede verse que la temperatura máxima se produce en la superficie frontal de la estructura irradiada.
Como se señaló anteriormente, al determinar el valor Jmin bajo temperatura T pag en relación con (3.13) implican la temperatura máxima permisible de la superficie irradiada, por encima de la cual la estructura puede inflamarse. Criterio de evaluación T pag y Jmin para madera, cartón, turba, algodón, se acostumbra considerar la aparición de chispas en una superficie calentada. Valores T pag y Jmin para líquidos inflamables y combustibles se encuentran según la temperatura de autoignición.
En cálculos aproximados para la irradiación de madera de pino, madera contrachapada, papel, tableros de fibra, aglomerado, algodón, caucho, gasolina, queroseno, aceite combustible, aceite, se permite tomar T pag=513K .
Valores Jmin para materiales sólidos en función de la duración del fuego, es decir, la duración de la exposición se da en la Tabla 13, para líquidos inflamables y combustibles - en la Tabla 14.
La relación (3.12) se utiliza tanto para determinar la intensidad de la irradiación J* a varias distancias de un objeto en llamas, y para encontrar distancias seguras contra incendios entre edificios, estructuras (cortafuegos) y determinar la zona de impacto térmico.
Distancias seguras entre edificios, estructuras rcr, metro, se determina resolviendo la relación (3.12) con respecto a r y reemplazando el valor J* sobre el Jmin
en esta proporción Jmin- la intensidad mínima de irradiación, cuyo exceso conduce a la ignición del objeto en cuestión͵ J / m 2 s; do 0- coeficiente, cuyo valor numérico en las condiciones de los incendios ordinarios puede tomarse igual a 3,4 kcal/m 2 h 4 o 3,96 J / m 2 s 4 ; Tf es la temperatura de la llama, k(ver Tabla 12), valores y 1 , y 2 , F f se encuentran de acuerdo a las recomendaciones del párrafo anterior.
Cálculo de temperatura T pag se basa en la solución del problema de la propagación del calor a través de una estructura calentada, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ se cierra con datos experimentales.
Como saben, el proceso de transferencia de calor en un cuerpo sólido se describe mediante la ecuación de calor de Fourier. Aplicada al problema unidimensional, la ecuación tiene la forma
donde T- temperatura, t-hora, X– coordenada͵ – coeficiente de difusividad térmica, l - coeficiente de conductividad térmica, c.p. es la capacidad calorífica del material a presión constante, r es la densidad del material.
La ecuación (3.14) es una ecuación de tipo parabólico. Se han dedicado varios estudios a la solución de esta ecuación en condiciones iniciales y de contorno determinadas por la entrada de calor a la superficie irradiada en relación con las condiciones de incendios reales.
Los datos experimentales sobre la distribución de temperatura se obtuvieron en instalaciones térmicas especiales utilizando sensores instalados en varios puntos del cuerpo de la estructura.
Como ejemplo, la Fig. 12 muestra la distribución de temperatura durante la irradiación con un flujo de calor de una estructura como una pared vertical.
Figura 12. Distribución de temperatura en el cuerpo de la estructura durante la irradiación
flujo de calor
Puede verse que la temperatura máxima se produce en la superficie frontal de la estructura irradiada.
Como se señaló anteriormente, al determinar el valor Jmin bajo temperatura T pag en relación con (3.13) implican la temperatura máxima permisible de la superficie irradiada, por encima de la cual la estructura puede inflamarse. Criterio de evaluación T pag y Jmin para madera, cartón, turba, algodón, se acostumbra considerar la aparición de chispas en una superficie calentada. Valores T pag y Jmin para líquidos inflamables y combustibles se encuentran según la temperatura de autoignición.
En cálculos aproximados para la irradiación de madera de pino, madera contrachapada, papel, tableros de fibra, aglomerado, algodón, caucho, gasolina, queroseno, aceite combustible, se permite tomar T pag=513K .
Valores Jmin para materiales sólidos según la duración del fuego, ᴛ.ᴇ. la duración de la exposición se da en la Tabla 13, para líquidos inflamables y combustibles - en la Tabla 14.
El espacio en el que se desarrolla el fuego se puede dividir en tres zonas:
zona de combustión;
zona afectada por el calor;
zona de humo
La zona de combustión es aquella parte del espacio en la que tienen lugar los procesos de descomposición térmica o evaporación de sustancias y materiales combustibles (sólidos, líquidos, gases, vapores) y la combustión de los productos formados. esta zona limitado por el tamaño de la lengua de llama, pero en algunos casos puede estar limitado por las cercas del edificio (estructura) por las paredes de las instalaciones tecnológicas, aparatos.
La combustión puede ser con llama (homogénea) y sin llama (heterogénea). En la combustión con llama, los límites de la zona de combustión son la superficie del material en llamas y una fina capa luminosa de llama (zona de reacción de oxidación). En la combustión sin llama (fieltro, turba, coque), la zona de combustión es un volumen de sólidos en combustión, limitado por una sustancia que no se quema.
Arroz. 2. Zonas de fuego.
1 - zona de combustión; 2 - zona de influencia térmica; 3 - zona de humo; 4 - sustancia combustible.
zona de quema Se caracteriza por parámetros geométricos y físicos: área, volumen, altura, carga combustible, tasa de quemado de sustancias (lineal, masa, volumen), etc.
El calor liberado durante la combustión es la causa principal del desarrollo del fuego. Provoca el calentamiento de sustancias y materiales combustibles y no combustibles que rodean la zona de combustión. Los materiales combustibles se preparan para la combustión y luego se encienden, mientras que los materiales no combustibles se descomponen, se derriten, las estructuras de los edificios se deforman y pierden resistencia.
La liberación de calor no ocurre en todo el volumen de la zona de combustión, sino solo en su capa luminosa, donde ocurre una reacción química. El calor liberado es percibido por los productos de combustión (humo), por lo que se calientan a la temperatura de combustión.
Zona afectada por el calor - la parte adyacente a la zona de combustión. En esta parte tiene lugar el proceso de intercambio de calor entre la superficie de la llama y las estructuras y materiales de construcción circundantes. La transferencia de calor se lleva a cabo por convección, radiación, conductividad térmica. Los límites de la zona transcurren donde el efecto térmico conduce a un cambio notable en el estado de los materiales, estructuras y crea condiciones imposibles para que las personas permanezcan sin protección térmica.
La proyección de la zona afectada por el calor sobre la superficie del suelo o el piso de una habitación se denomina área afectada por el calor. En caso de incendios en edificios, esta zona consta de dos secciones: interior del edificio y exterior del mismo. En la sección interna, la transferencia de calor se lleva a cabo principalmente por convección, y en la sección externa, por radiación de la llama en ventanas y otras aberturas.
Las dimensiones de la zona afectada por el calor dependen del calor específico del fuego, del tamaño y temperatura de la zona de combustión, etc.
zona de humo - el espacio que se llena de productos de la combustión (gases de combustión) en concentraciones que suponen una amenaza para la vida y la salud humana y dificultan la actuación de los cuerpos de bomberos cuando trabajan en incendios.
Los límites externos de la zona de humo son lugares donde la densidad del humo es de 0,0001 - 0,0006 kg/m 3 , la visibilidad es de 6 a 12 m, la concentración de oxígeno en el humo es de al menos el 16 % y la toxicidad de los gases no representa un problema. peligro para las personas que no tienen medios de protección respiratoria personal.
Siempre se debe recordar que el humo en cualquier incendio siempre representa el mayor peligro para la vida de las personas. Por ejemplo, la fracción de volumen de monóxido de carbono en el humo en una cantidad de 0,05% es peligrosa para la vida humana.
En algunos casos, los gases de combustión contienen dióxido de azufre, ácido cianhídrico, óxidos de nitrógeno, haluros de hidrógeno, etc., cuya presencia, incluso en pequeñas concentraciones, provoca la muerte.
En 1972, en Leningrado, se produjo un incendio en una casa de empeño en Vladimirsky Prospekt, cuando llegó el guardia, prácticamente no había humo en la habitación y el personal realizaba un reconocimiento sin protección respiratoria, pero después de un tiempo el personal comenzó a pierden el conocimiento, 6 fueron evacuados en estado inconsciente por los bomberos que fueron hospitalizados.
Durante la investigación se constató que el personal resultó intoxicado por productos tóxicos liberados durante la combustión de la naftalina.
El análisis de incendios muestra que la gran mayoría de las personas mueren por intoxicación por productos de combustión incompleta, inhalación de aire con baja concentración de oxígeno (menos del 16%). Con una disminución en la fracción de volumen de oxígeno al 10%, una persona pierde el conocimiento y al 6% tiene convulsiones, y si no recibe ayuda inmediata, la muerte se produce en unos minutos.
En un incendio en el Hotel Rossiya en Moscú, de 42 personas, solo 2 personas murieron en el incendio, el resto murió por envenenamiento por productos de combustión.
¿Cuál es la insidiosidad del humo en las instalaciones de un incendio, incluso con una pequeña cantidad de combustión? Si una persona se encuentra directamente en la zona de combustión o exposición al calor, entonces, naturalmente, inmediatamente siente el peligro que se aproxima y toma las medidas adecuadas para garantizar su seguridad. Cuando aparece el humo, muy a menudo las personas que están en las habitaciones (y esto es más típico de los edificios de gran altura) en los pisos superiores no le dan mucha importancia, y mientras tanto, se forma un llamado tapón de humo a lo largo de la escalera, que impide la salida de personas de las zonas altas. Los intentos de las personas de atravesar el humo sin protección respiratoria personal, por regla general, terminan trágicamente.
Entonces, en 1997 en San Petersburgo, mientras se extinguía un incendio en el tercer piso de un edificio residencial en el rellano del séptimo piso, se encontraron tres residentes muertos del quinto piso que, como mostró la investigación, intentaron escapar del humo. en su departamento, con amigos que vivían en el piso 8. piso.
En la práctica, no es posible establecer los límites de las zonas durante un incendio, porque existe su cambio continuo, y solo podemos hablar de su ubicación condicional.
En el proceso de desarrollo del fuego se distinguen tres etapas: inicial, principal (desarrollada) y final. Estas etapas existen para todos los incendios independientemente de su tipo.
La etapa inicial corresponde al desarrollo de un fuego desde una fuente de ignición hasta el momento en que la habitación se encuentra completamente envuelta en llamas. En esta etapa, hay un aumento de la temperatura en la habitación y una disminución en la densidad de los gases en ella. Esta etapa dura de 5 a 40 minutos y, a veces, varias horas. Por regla general, no afecta a la resistencia al fuego de las estructuras de los edificios, ya que las temperaturas aún son relativamente bajas. La cantidad de gases eliminados a través de las aberturas es mayor que la cantidad de aire entrante. Por eso la velocidad lineal en espacios cerrados se toma con un factor de 0,5.
La etapa principal del desarrollo de un incendio en una habitación corresponde a un aumento en la temperatura del volumen promedio hasta un máximo. En esta etapa, se quema el 80-90% de la masa volumétrica de sustancias y materiales combustibles. En este caso, la tasa de flujo de gases eliminados de la habitación es aproximadamente igual a la entrada de aire y productos de pirólisis.
En la etapa final del fuego, se completa el proceso de combustión y la temperatura disminuye gradualmente. La cantidad de gases de escape se vuelve menor que la cantidad de aire entrante y productos de combustión.
Conclusión sobre la pregunta 2:
Al evaluar la situación en un incendio, el RTP debe tener en cuenta los peligros que amenazan al personal cuando se encuentran en:
Zona afectada por el calor;
Zona de humo.
El profesor responde a las preguntas de los alumnos.