Гпн система обеспечения пожарной безопасности в Российской Федерации, её основные элементы, функции, организационная структура
 Скачать 1.2 Mb.
|
|
Формирование очаговых признаков за счет излучения. Лучистый теплообмен не требует наличия промежуточной среды между источником и приемником тепла, и, таким образом, не зависит от направленности движения воздушных потоков. Перенос энергии при этом осуществляется посредством электромагнитных волн, которые могут поглощаться, пропускаться или отражаться поверхностью тел, а также отбрасывать тени при блокировании излучения непрозрачным объектом. Излучение становится господствующим видом теплопереноса на стадии развившегося пожара. Источником наиболее сильного излучения является пламя. Однако большая часть излучения испускается мельчайшими частицами сажи, которые сравнительно быстро заполняют объем помещения и настолько изолируют пламя, что его лучистая энергия перестает оказывать влияние на нагревание окружающих конструкций и предметов. Тепловое излучение пламени на близлежащие поверхности вносит свой вклад в формирование очаговых признаков. Под действием лучистой энергии может происходить заметный односторонний (со стороны очага) нагрев и разрушение конструкций. Это один из признаков направленности распространения горения, которые классифицировал Б.В. Мегорский и благодаря которым поверхности, обращенные в сторону очага, получают большие термические поражения. 8 У сгораемых материалов это проявляется в более глубоком обугливании со стороны более интенсивного теплового воздействия. У металлоконструкций деформация происходит преимущественно в сторону источника тепла. На ряде пожаров при достаточном количестве горючего материала и притока свежего воздуха может наступить момент полного охвата пламенем всего помещения, когда мгновенно загораются все горючие материалы. Такое явление называют часто общей вспышкой и наблюдается оно в небольших комнатах, гостиничных номерах, где на довольно ограниченной площади сосредоточена высокая пожарная нагрузка, причем состоящая из таких горючих материалов, как древесина, пластмассовая декоративная отделка, пенопласты (наполнитель мягкой мебели). Происходит общая вспышка, когда поверхности стен и потолка оказываются достаточно прогретыми конвективными потоками. Вследствие излучения от нагретых поверхностей потолка и припотолочного слоя стен, а также от раскаленных частиц сажи горючие материалы прогреваются до такого состояния, при котором они могут воспламениться и гореть. Это наступает, когда интенсивность лучистого теплового потока от припотолочного слоя достигнет 20 кВт/м2 на уровне пола или поверхности мебели. Обычно такое явление наступает, когда пламенем оказывается охваченным около 30% помещения Охарактеризуйте признаки направленности распространения горения по горизонтали и по вертикали. Что такое "верховой пожар"? Формирование признаков направленности тепловых потоков и распространения горения. Эти признаки возникают на путях распространения пожара из очага. Они могут быть расположены на значительном удалении от очага, иногда в пределах всей зоны пожара. В их формировании проявляются те же закономерности горения, что и при формировании очага, и во многом решающим здесь оказывается фактор времени. Чем дальше от очага, тем влияние тепловых потоков слабее, а собственно горение более кратковременно, поэтому меньше степень термических поражений конструкций и материалов. Такая закономерность меняется в случае распространения горения по вертикали. Признаки направленности распространения пожара по горизонтали. Если в пределах зоны пожара горение было ликвидировано достаточно быстро, и остатки конструкций хоть частично уцелели, то можно проследить признаки распространения горения и тепловых потоков по горизонтали. С удалением от очага разрушения они уменьшаются (затухают) и, соответственно, с приближением к очагу нарастают Такие последовательно затухающие (нарастающие) поражения и следы горения - первый и основной признак в группе признаков направленности распространения горения и тепловых потоков. Его можно обнаружить визуально, например, по выгоранию деревянных перегородок, стоек, других элементов. Затухающие (нарастающие) поражения могут проявляться и в других признаках - последовательно уменьшающейся глубине обугливания по длине одной деревянной конструкции, уменьшении (увеличении) деформации металлических элементов и т.д. Последовательное уменьшение (с удалением от очага) выгорания перегородок частично определяется конвекцией (чем дальше от очага, тем менее прогреты конвективные потоки), но, в большей степени, в этом сказывается действие излучения, а также меньшая, по мере удаления от очага, длительность горения. Вот почему при осмотре места пожара очень важна не просто констатация того, что деревянные стойки сарая, склада, коровника обуглены, а необходимость фиксации места обугливания путем измерений с указанием глубины обугливания. И если из результатов измерения выяснится, что глубина обугливания балок (стоек) или величина деформации металлических элементов последовательно возрастает, скажем, с севера, на юг, это будут 11 существенные фактические данные, позволяющие предметно рассуждать о месте расположения очага пожара. Конечно, с глубиной обугливания, как критерием для поисков очага пожара, не все просто. Подробнее этот вопрос будет рассмотрен в соответствующей лекции, где будут рекомендованы более информативные инструментальные методы исследования древесного угля. Но если таковые не проводятся, то лучше располагать цифровой информацией по глубине обугливания, чем вообще никакой или иметь фразы типа: "все столы сгорели". Термические поражения на одинаковых, повторяющихся в конструкции здания элементах - балках, лагах, стропилах, стойках - это периодически повторяющиеся поражения. Последовательно уменьшающаяся глубина обугливания какого-либо одного конструкционного элемента - бревна, деревянной стенки по длине - это сплошные затухающие поражения. Перейдя в последующих лекциях к отделочным материалам и методам их инструментального исследования, мы будем говорить о том, что отдельные методы позволяют оценить степень термического поражения материала в тех или иных зонах пожара и построить (установить) зоны термического поражения различных конструкций. Этим самым, по сути, выявляются невидимые глазу последовательно затухающие (нарастающие) поражения - признак направленности горения. Необходимо отметить, что последовательное изменение степени термических поражений по мере удаления от очага может нарушаться вторичными очагами горения и другими явлениями. Не все так гладко и красиво на пожаре, как хотелось бы, скорее наоборот. Но об этом более подробно речь пойдет ниже. Признаки направленности распространения горения (или признаки направленности теплового воздействия) формируются и на отдельных конструктивных элементах зданий и сооружений. Это так называемые "произвольно расположенные признаки" (по Мегорскому). Например, на отдельных деревянных столбах (стойках) всегда полезно оценить степень их термических поражений с разных сторон измерением глубины обугливания. Так можно установить, с какой стороны тепловое воздействие на столбы было более интенсивно. Это тоже признак направленности теплового воздействия. Признаки направленности распространения пожара по вертикали. Верховые пожары. 12 В случае направленности распространения горения по вертикали решающее значение в формировании очаговых признаков приобретает конвекция. Б.В. Мегорский писал: "распространение конвективных потоков на пожаре подобно стеканию воды, но обратно ей по направлению. Вода стекает сверху вниз, находя для этого малейшие щелочки, а дым, газообразные продукты сгорания точно также стремятся вверх". Это, безусловно, верное, наблюдение позволяет сформулировать следующее правило: при поисках очага необходимо найти самую нижнюю зону со следами горения. Если пожар возник, например, на втором этаже здания он редко, и уж, по крайней мере, далеко не сразу уйдет на первый этаж. Быстрее горение проникнет на третий и вышележащие этажи. Конечно, это общее правило, и из него, как и из любого правила, бывают исключения. Горящие предметы могут сверху падать вниз, создавать, таким образом, вторичные очаги горения. Все же, в общем случае, в поисках очага пожара необходимо двигаться по следам термических поражений вниз. Способность конвекции уносить тепло пожара вверх обуславливает ряд важных для эксперта обстоятельств. Вот некоторые из них. а. В помещении, в котором происходит пожар, наблюдается зонирование температуры газовой фазы по высоте. Соответственно, и конструкции (стены, перекрытия) прогреваются чем выше, тем сильнее. Поэтому термические поражения стены, отделочных материалов на ней должны нарастать снизу вверх. Если эта закономерность нарушается, если внизу стена на каком-то участке прогрелась или пострадала больше чем сверху, значит необходимо найти источник прогрева, располагавшийся именно на этом локальном участке! Наоборот, если имеется локальный более холодный (менее поврежденный) участок наверху, значит, стену что-то закрывало, экранировало от тепла. б. По тем же причинам на полу обычно более "холодно", чем в вышерасположенных зонах помещения. Снизу происходит приток свежего холодного воздуха, теплые газы уходят вверх. Поэтому признаки очага и другие характерные термические поражения конструкций, вещественные доказательства лучше сохраняются в нижней зоне, на уровне пола. Так, например, замечено, что если электрокипятильник, приведший к пожару, находился на полу или упал туда на начальной стадии пожара, на нем 13 сохраняются характерные признаки работы в аварийном режиме (без воды). Если же он при пожаре находился на столе, указанные признаки нивелируются и обнаружить их после пожара не удается. По этой же причине искать остатки горючей жидкости, применявшейся для поджога целесообразно на полу или под полом. в. Если очаг пожара расположен достаточно высоко, или горение началось в смежных помещениях и проникло в помещение поверху, то в таком помещении, обычно, сохраняются и полы, и даже мебель - столы, стулья. Их может завалить обгоревшими остатками потолка, но если не возникнет вторичных очагов, то и предметы, и сгораемая отделка стен в нижней их части сохранятся. Образуются так называемые признаки верхового пожара. Такие помещения обычно можно исключать из круга помещений, где подозревается очаг. В зданиях и сооружениях, где имеются закрытые проемы, пустотные деревянные конструкции горение часто развивается в скрытой форме именно по этим пустотам. Такие пожары сложны не только с точки зрения тушения, но и с точки зрения их расследования. В поисках очага бывает необходимо проследить, как развивалось горение по пустотным пространствам. Сделать это в ряде случаев можно следующим образом: - нужно вскрыть пустотную перегородку или поднять доски пола; - перевернуть доски "наизнанку". Если горение развивалось, например, внутри конструкции пола, то можно по характеру и степени обгорания досок попытаться проследить, где горение ушло внутрь пола, а где вышло из пустотной конструкции. Иногда это удается сделать. И, наконец, всегда нужно помнить, что направление конвективных и любых других воздушных потоков в ходе развития пожара может меняться, причем неоднократно. Происходит это вследствие нарушения оконного остекления; образования прогаров, разрушения конструкций, вскрытия их пожарными подразделениями; вследствие применения дымососов. Поэтому так важно при расследовании крупных пожаров иметь данные по динамике их развития и тушения. Какие неорганические неметаллические строительные материалы могут быть объектом экспертно-криминалистического исследования после пожара? Как осуществляется визуальная оценка термических поражений и выявление очаговых признаков на изделиях и конструкциях из неорганических неметаллических строительных материалов? - материалы на основе цемента; - извести; - гипса. Цемент, известь, гипс - три главных минеральных связующих, три "кита", на которых держится вся мировая промышленность строительных материалов. Основные материалы и  изделия, выпускаемые на основе этих вяжущих и их смесей, показаны на рис.6.1. Бетон и железо-бетон Формируются на начальной стадии пожара как след конвективного потока, восходящего от первоначальной локальной зоны горения (т. е. очага пожара). Конвекция начинает проявляться с первых минут пожара. Снизу сбоку в возникшую зону горения происходит подсос чистого воздуха, горячие газообразные продукты сгорания подымаются вверх, формируя конвективную колонку. Конструкции, предметы и их части, попадающие в зону теплового воздействия данной конвективной струи, нагреваются и получают локальные термические поражения, выражающиеся в выгорании строительных материалов и конструкций, копоти, деформациях, отслоениях штукатурки, растрескивании бетона и т. д. Форма этой зоны специфическая. В спокойной атмосфере конвективный поток направлен вверх, и локальные термические поражения образуются над очагом, на боковых ограждающих конструкциях (стенах). Над очагом, на потолке эти термические поражения имеют в идеальном случае форму круга, а на боковых поверхностях - форму конуса, вершина которого обращена вниз. В реальных ситуациях следы воздействия конвективного потока могут иметь форму конуса с вершиной в месте возникновения горения, форму "опрокинутого конуса" и любую другую форму, соответствующую конфигурации конвективного потока. Конвективный поток и, соответственно, очаговый конус отклоняются по направлению тяги в помещении. Обычно очаговый конус хорошо выражен в высоких помещениях и плохо в низких. Формируется очаговый конус и на наклонных конструкциях, по мере прогара крыши из сгораемых материалов (рубероидной). В помещениях с недостаточным воздухообменом (небольших, невентилируемых помещениях) часто возникают сосредоточенные глубокие разрушения вследствие тления в пределах ограниченного участка. Фиксируются признаки очага пожара на участке его возникновения - словесным описанием в протоколе осмотра, фото - и видеосъемкой. Какими процессами и явлениями сопровождается тепловое воздействие пожара на различные металлы и сплавы? Как осуществляется визуальная фиксация деформаций металлоконструкций на месте пожара? В чем проявляется потеря несущей способности металлических конструкций? Что такое величина относительной деформации металлоконструкции? Последствия теплового воздействия при пожаре на металлы (сплавы) и конструкции из них можно разделить на 5 основных групп, условно расположив их (исходя из температуры наступления) в следующий ряд: - деформации; - образование окислов на поверхности металла; - структурные изменения, сопровождающиеся изменением физико-химических и механических свойств; - растворение металла в металле; - расплавления и проплавления; - горение металла (сплава). Результаты протекания этих процессов при осмотре места пожара можно зафиксировать визуально или с помощью инструментальных средств, а полученную таким образом информацию использовать при поисках очага пожара 1.В условиях стандартного огневого испытания изгибаемые конструкции (балки, внецентрено-сжатые колонны) обычно претерпевают деформирование в виде изгиба (прогиба) в сторону действия изгибающего момента от внешней нагрузки, вплоть до образования “пластического шарнира”. 2. Растянутые элементы конструкций (нижний пояс фермы, раскосы) обычно утрачивают несущую способность при пожаре в результате либо утраты (потери) прочности металла, что внешне проявляется в виде разрыва элемента, либо его необратимой продольной деформации (за область предела текучести стали). 3. Сжатые конструкции (центрально сжатые колонны) и их элементы (верхние пояса, раскосы и стойки ферм, элементы рам) помимо утраты прочности металла могут претерпевать и потерю устойчивости элемента, что в обоих случаях обычно сопровождается их деформацией в виде прогиба. Такое поведение металлических конструкций (и их отдельных элементов) в условиях стандартных огневых испытаний объясняется следующими особенностями: -увеличением пластичности (снижением модуля упругости) стали при нагреве, -температурной ползучестью стали (деформированием под влиянием внешней нагрузки и температуры), -ограничением возможности свободного температурного расширения конструкций (зацепленных по концам статически неопределимых балок, колонн). Следует иметь в виду, что от поведения в условиях пожара каждой строительной конструкции будет зависеть поведение соответствующего конструктивного элемента здания. Так, например, если предел огнестойкости колонны наступит раньше, чем конструкций перекрытия, то обрушится перекрытие одновременно с обрушением колонны. Аналогично - с выходом из строя главной балки балочной клетки обрушатся и вспомогательные балки, и железобетонные плиты перекрытия, на нее опирающиеся. величину относительной деформации. Это отношение величины прогиба к величине участка конструкции, на которой этот прогиб наблюдается (b/l), (рис.7.3). Величина b/l для однотипных конструкций наносится на план места пожара. Такая информация в первом приближении характеризует распределение зон термических поражений на месте пожара и может быть использована в поисках его очага. Р  ис.7.3. Измерения величины относительной деформации в – максимальный прогиб конструкции; l – участок, на котором произошел прогиб. Какую экспертную информацию дает исследование обугленных остатков древесины и древесных композиционных материалов? Какие признаки выгорания древесных материалов следует в первую очередь отмечать при осмотре места пожара? Как следует правильно измерять глубину обугливания древесины? ----Особенности исследования обугленных остатков древесины и древесных композиционных материалов. Поражения древесины на пожаре возникают в результате ее термического разложения под воздействием внешнего тепла. Результатом термического разложения древесины является ее обугливание. При этом выделяются горючие газообразные продукты термического разложения, которые при достижении определенной концентрации в воздухе способны загораться и обеспечивать пламенное горение над поверхностью древесины. Образовавшийся угольный слой также способен выгорать, частично и полностью. Первые признаки термического разложения древесины - потемнение ее поверхности - проявляются при температуре выше 110°С. Активное тление древесины, начинается при температуре порядка 300°С; самовоспламенение древесины происходит примерно при 400°С. Глубина обугливания древесины последовательно возрастает с увеличением температуры и длительности пиролиза. Поэтому измерение глубины обугливания может применяться для фиксации и оценки изменения степени термического поражения по длине и высоте конструкции, определения направленности теплового воздействия или более интенсивного теплового воздействия. |