Газовый обмен при внутренних пожарах.

При внутренних пожарах газовый обмен зависит от вентиляции помещения, высоты помещения, горючей нагрузки, архитектурно-планировочного решения здания.

Внутри горящего помещения создаются три зоны с различными давлениями:

· верхняя зона - с давлением газообразных продуктов сгорания выше атмосферного;

· нижняя зона - с давлением воздуха ниже атмосферного;

· нейтральная зона - с давлением равным атмосферному.

Чем ниже расположена нейтральная зона, тем больше зона задымления (верхняя) и концентрация дыма, а также больше возможностей для задымления соседних помещений.

На газовый обмен влияет не только открытие наружных проемов, но и их расположение, назначение, площадь, отношение площади пола к площади горения в горящем помещении.

По расположению проемы бывают нижние и верхние, однорядные и двухрядные, по назначению - приточные, вытяжные и приточно-вытяжные.

Н.З.

Рис. 6. Расположение нейтральной зоны при газообмене через проемы расположенные на разной высоте.

Высота расположения нейтральной зоны в горящем помещении при газообмене через проемы расположенные на разной высоте определяется по формуле:

(1)

где: H_Н.З. – высота расположения нейтральной зоны, м;

H_ПР – высота наибольшего приточного проема, м;

h₁ – расстояние от оси приточного проема до верхней границы нейтральной зоны, м.

м (2)

H – расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов, м;

S₁, S₂ – соответственно площади приточного и вытяжного проемов, м²;

ρ_в, ρ_пг – плотность соответственно атмосферного воздуха и газообразных

продуктов горения, кг/м³

Из этого уравнения можно сделать следующий вывод:

1. Чем больше расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов (H), тем выше расположена нейтральная зона.

2. Нейтральная зона будет расположена ближе к тем проемам, площадь которых больше.

3. При равенстве площадей проемов и большой разнице плотности воздуха и продуктов горения нейтральная зона будет ближе к приточному проему.

С увеличением площади вытяжных отверстий значительно увеличивается скорость газообмена. Изменяя площадь проемов, можно изменить не только расположение нейтральной зоны, но и скорость выгорания.

Н.З.

Рис. 7. Расположение нейтральной зоны при газообмене через проемы расположенные на одной высоте.

При открытых нижних проемах, т.е. когда они являются приточно-вытяжными, расположение нейтральной зоны определяют по формуле:

(3)

где: H_пр – высота наибольшего проема, м;

ρ_в, ρ_пг – плотность соответственно атмосферного воздуха и газообразных продуктов горения, кг/м³ (табл. 1.4, с. 22, Справочник РТП, 1987 г.).

Чтобы ограничить развитие пожара (уменьшить скорость выгорания) необходимо до минимума сократить площадь приточных отверстий, затем, для снижения скорости притока воздуха и увеличения скорости вытяжки дыма, следует площадь вентиляционных отверстий привести в соответствие с площадью приточных отверстий.

Наиболее рациональное соотношение:

(S₁/S₂) = 0,4 - 0,5 для помещений высотой до 3 м;

(S₁/S₂) = 0,7 - 1,0 для помещений высотой более 3 м.

В этих случаях нейтральная зона будет находиться выше рабочей зоны.

Таким образом, при внутренних пожарах можно изменить скорость и направление газовых потоков, а также удалить дым и снизить температуру среды путем отвода тепла (распыленной струи воды, воздушно-механической пены, изменения площадей проемов и т.п.).