Өртті сөндіру жағдайларын анықтайтын өрттің маңызды параметрлері болып табылатын:
– өрт сөндіретін заттарды таңдау тәуелді жанғыш материалдардың физика-химиялық қасиеттері;
– өрт ауырлығы деп, қарастырылатын нысандағы бөлме еденіне немесе жердегі ауданды материалдар алып жатқан, барлық жаңғыш және әрең жанатын материалдардың массасын айтады;
– өрт ауырлығының жанып біту жылдамдығы;
– сыртқы атмосфераның және қоршаған ортамен өрт ошағының газ алмасуы;
– өрт ошағы және қоршаған орта мен құрастырмалар арасындағы жылу алмасулар;
– өрт болған жердегі өрт ошағы және бөлменің көлемі мен формасы;
Жаңғыш материалдардың физика-химиялық қасиеттері өрт сөндіру құралдарды таңдайды, анықтайды. Жанғыш және тотықтырғыштармен қатты әсерлесетін заттарды өрт сөндіру үшін қолдануға болмайды.
Мысалы, сумен жерлесіп жаңғыш газдар немесе жылу бөлетін материалдарды (сілтілі металдар және басқада жанғыш материалдар) сумен сөндіру ерекше қиындық туғызады, өйткені ондай материалдардың саңылауларына өрт сөндіргіш заттардың ену қиындығынан. Мысалы мынандай жағдайлар белгілі; жанып жатқан мақта киімдерін суға салған кезде, олар ұзақ уақыт жана берген. Бықсыған материалдарды сөндіру үшін көбінесе су шығыны көп болады. Сол себепті қосымша шаралар және құралдар қолдануға тура келеді (бұл мақсатта суға арнайы қоспалар – суландырғыштар қосады).
Өрт ауырлығы, жанатын үйлердің құрастырмалық элементтері және оның жанып біту жылдамдығы, үйлердің негізгі элементтері және оның жанып біту жылдамдығы, өрттің келесідей негізгі: температуралық режимі және өрт ұзақтығы, адамдарға және басқаларға әсер ететін қауіпті өрт факторлары сипаттамаларымен анықталады.
Өрттерді классификациялаған кезде жанғыш материалдардың физикалық-химиялық қасиеттеріне және әртүрлі өрт сөндіргіш заттардың және құралдардың сөндіру мүмкіндігіне байланысты олар 5 класқа бөлінеді және бұл мәндер 10.1 – кестеде берілген.
10.1 кесте - Өрт классификациясы Өрт
класы
Жанғыш ортаның немесе жанатын нысанның сипаттамасы
Ұсынылатын өрт сөндіргіш құрамдар және құралдар А Кәдімгі жанғыш қатты материалдар
(ағаш, көмір, қағаз, рәзеңке, тігін материалдары және т.б.)
Барлық өрт сөндіретін құралдар түрі (ең бірінші су) В Жанғыш сұйықтар және қыздырған
кезде еритін материалдар (мазут, бензин, лактар, майлар, сипрт, сеарин, каучук, кейбір синтетикалық
материалдар және т.б.)
Су, көбікті құрамның барлық көбікті түрі
С Жанғыш газдар (сутегі, ацетилин, көмірсутектері және т.б.)
Газдық құрамдар: инертті қоспалар (N2,CO2), галогенді
көмірсутектері, ұнтақтар, су (суыту үшін)
Д Металдар және олардың қортпалары (калий, натрий, алюминийй, магний)
Ұнтақтар (жанып жатқан бетке сабырлы беру кезінде) Е Кернеудегі жабдықтар Ұнтақтар, СО2, хладондар
Өрт ауырлығын аудан бойынша бөлінген және шоғырланып бөлінгеніне қарай дифференциялайды және массаның еден бетінің бірлігімен сипаттайды
(кг/м2). Өрттің дамуы және оның параметрлері өрт ауырлығының түрі мен мәндеріне қатты тәуелді.
Өрт ауырлығының таралу тәсілі бойынша бөлмелер екі класқа бөлінеді:
І-үлкен нысандар бөлмелері, оларда өрт ауырлығы жинақталған және жану жалпы жану аймағын тудырмай-ақ жеке бөлмелерде жүруі мүмкін; ІІ- бөлмелер, оларда өрт ауырлығы барлық ауданға жинақталғандықтан, жану жалпы жану аймағын құрып жанады. Бөлме класына қарай өрт сөндіру тәсілін таңдайды.
Мысалы, екінші класты бөлмелер үшін көлемдік тәсіл өте ыңғайлы болу мүмкін.
Өрт үш аймаққа бөлінуі мүмкін (төтенше жағдайлар аймағы): жану, жылулық әсер ету, және түтіндеу.
Жану аймағы тікелей жану болып жатқан кеңістік бөлігін алады. Ол бөлменің (үйдің) қоршағыш құрастырмаларымен, техникалық жабдықтың қабырғаларымен шектелуі мүмкін.
Газдардан және сұйықтықтардан қатты материалдың айырмасы, оларда жану жазық, көлденең және тік беттерде жүреді. Жанудың таралу жылдамдығы жанудың көлбеу бұрышы мен бағытына өте тәуелді.
Жалынның тік төмен таралу жылдамдығы жазық беттен таралудан екі есе аз және тік жоғары таралғанда 8·10 есе жоғары.
Жылулық әсер ету аймағы жану аймағына жанасқан кеңістік бөлігін құрайды, онда жану аймағымен және қоршаған құрастырмалармен, материалдар мен және кеңістікпен жылу алмасу жүреді.
Түтіндену аймағы-жану аймағы мен аралас үш түтінді газдар концентрациясы толған, адамдар денсаулықтарына және өмірлеріне қауіп төндіретін немесе өрт бөлімдерінің іс-әрекетін қиындататын кеңістік.
Жану аймағының көлемі жалын және жанып жатқан материалдар көлемі бойынша көз мөлшермен анықталады.
Жану аймағының температурасы:
– ғимараттың ішінде: t = 800-9000С;
– ауадағы газдар мен ЖТС жануы t = 1200-16000С;
– қатты заттардың жануы t=1000-12000С;
– напалманың жануы t = 1200-15000С;
– термиттің, электронның жануы t = 2000-30000С.
Напалм – нафтендік және пальмитиндік қышқылдардың алюминий тұздарының қоспаларының бензиндегі ерітіндісі.
Термит – 3:1 қатынастағы темір мен алюминий тотықтарының механикалық қоспалары.
Электрон – алюминий (≈8%) және магний (≈90%) қорытпасы.
Қауіпсіз анықталған арақашықтықта берілген мөлшердегі интенсивті жылулық сәулелену адамдарға, материалдарға, объектілерге және басқаға, жылулық аймақты мөлшерге сүйене отырып қатынасына әсер етеді.
Rбез =R∙ *
0
I
Q
, м (10.1)
немесе
Rбез =
св v
t I
Q M
2 *
, м, (10.2)
мұнда ζ – жану ошағының геометриясын сипаттайтын коэффициент, егерде жану көзі жалпақ болса (жер бетіне, суға, мұнай, бензин, ЖЖСС төгілсе) – ζ = 0,02; егерде сәулелену көзі көлемді болса (жанып тұрған мекеме, резервуар) – ζ = 0,08;
Q0 – өрттің меншікті жылылығы, кДж/м2∙с, яғни уақыт бірлігінде аудан бірлігінен жалын бөлінетін жылылықтың көлемі: ацетон үшін Q0 = 1200 кДж/м2·с; бензин үшін Q0 = 1780-2200 кДж/м2∙с; керосин үшін Q0 = 1520 кДж/м2·с; ағаш үшін Q0 = 260 кДж/м2·с; мазут үшін Q0 = 1300 кДж/м2·с;
Qv – жанудың меншікті жылылығы, кДж/кг, ацетон үшін Qv = 28,4·103 кДж/кг, бензин Qv = 44·103 кДж/кг; отын Qv = 19·103 кДж/кг; мазут Qv = 40·103 кДж/кг, яғни жылылықтың саны, 1кг жанар, жағар затты өртеген кезде шығады;
М – жанатын заттың массасы, кг;
tcв – еркін жанудың уақыты, с;
α – коэффициенті сәулелі жануға әкелетін энергия үлесі (отын α=0,4;
мұнай α = 0,6).
Сонда tсв = tT1,2864,8 , мин, (10.3) tТ=60,1+0,34 Fп, мин, (10.4) мұнда tT – жанудың ұзақтығы, мин;
Fп – өрттің ауданы, м2; R* – өрттің көлемі:
а) өртеніп тұрған мекеме үшін:
R*= S = Lh, м, (10.5)
мұнда L – қабырғаның ұзындығы, м;
һ – үйдің биіктігі, м;
б) кесілген орман штабелі үшін:
R*= L(34)hш , м, (10.6) мұнда һш – штабель биіктігі, м
– жеңіл тұтанатын сұйықтықтар резервуарында мұнай заттарының жануы кезінде R* = dрез ,( dрез – резервуар диаметрі);
– жанатын сұйықтар жануы кезінде R* = 0,8∙dрез, м;
– жанатын сұйықтар төгілген кезде R* = dж, м;
d – төгілген заттың диаметрі (еркін төгілу) м немесе
R* = d= 25,5V , м, (10.7) мұнда V = сұйықтың көлемі, м2;
– поддонға төгілу кезінде R* = L поддон, м, мұнда L – поддон ұзындығы, м.
ГАҚ (газды-ауалы қоспа) өртенген кезде (метан, пропан, бутан, этилен және т.б.) радиусы мына формуламен анықталады:
Rош=2,25∙3 М , м, (10.8) мұнда М – жанатын заттың массасы, м.
Өртті шардың жылылық радиусы:
R=
* 3 / 2
I
М , м, (10.9)
мұнда М – газ массасы кг;
І* – жылулық сәуленің қарқынды көрсеткіші, кДж/м2·с.
Адам және материал үшін қажетті жану сәулелері 10.2 кестеде келтірілген.
10.2 кесте – Адам және материалдар үшін жылулық сәулеленудің шекті (критикалық) мәні
Шекті мәні І*, кДж/м2·с;
Секунд бойынша
Ауруды сезудің басталуы Күюдің пайда болуы (қызару, көпіршектер)
30 1 2
22 2 3
5 16 25
2,5 40 65
1,26 Қауіпсіз
14 t = 10 минуттан кейін ағаштың жануы
35 t = 3 минуттан кейін Tс=3000С (мазут, май) жанғыш заттардың, сұйықтардың жануы
Түтін аймағы құрамында көміртек тотығы 0,2 % астам, көмірқышқыл газда 6% астам, кислородта 17% кем болса, түтіннен түтін шығу адам үшін қаупі бар. Өрт зонасында пластмасса, фанера болса, олар улы өнімдер бөледі:
фенол, формальдегид, хлорлы сутегі, цианисті сутек, азот оттектері.
Өрт кезіндегі түтін аймағы трапеция формасына ұқсайды (10.1 сурет).
Δ-өртену аймағының ені, м; ΔВ-түтіндену аймағының ені, м; 1-өртеніп тұрған мекеме; 2-жылудың әсер ету аймағы; 3-түтіндену аймағы.
10.1 сурет – Өрт кезінде адамға тиіп әсер ететін аймақтар В-түтіндену аймағының ені, м;
Δ-жану аймағының ені, м;
Δ В=0,1г-бір қалыпты жел, кезіндегі (ауытқу ±60 аз);
Δ В=0,4г-тұрақсыз жел, кезінде (ауытқу±60 көп);
Г-түтіндену аймағының улы әсер ету бойынша қауіптілік тереңдігі.
Жанғыш материалдардың жану жылдамдығы жанғыш материалдың массасын беттің бірлігіндегі уақыт ішінде сипатталады [кг/(м2∙с)].
Қатты материалдың меншікті жану жылдамдығы өрт кезінде 5∙10-3 – 2∙10-2 кг/(м2∙с) құрайды.
Бұл жылдамдық материалдардың үгітілу кезінде өзгеруі мүмкін. Жану ең жоғарғы жылдамдығы ауа жеткілікті кезінде өрт ауырлығының тығыздығының таралуы 0,25 – 0,3 кезінде байқалады. Ацетонның жану жылдамдығы νвыг=0,047 кг/м2∙с, бензин – 0,05 кг/м2∙с, ағаш – 0,015 кг/м2∙с, мазут – 0,013 кг/м2∙с.
Өрт ошағының қоршаған ортамен газ алмасуы өрттің жолы мен таралу жылдамдығын және алдындағы параметрлер мен қоса өрттің жылу бөліну қарқындылығы мен жүру режимін анықтайды.
Газ алмасу-бөлмелердің аралықтарының ауданымен, орналасуымен, биіктігімен, қабат сандарымен, құрастырмалық шешімдердің ерекшеліктерімен және басқа да факторлармен сипатталады. Газалмасу жағдайына байланысты өрттер: жабық, шектелген көлемде (бөлмелерде, үйлерде, ғимараттарда, аппараттарда және т.б.) және ашық, ашық ауада өтетін немесе І класты бөлмелерде деп бөлінеді.
Өртті сөндіру тәсілі көп жағдайларда газ алмасу жағдайына тәуелді.
Уақыт ішіндегі өрттің дамуы өрттің нақты өту жағдайына байланысты (газалмасу, өрт ауырлығы, және т.б.) үш фазалармен сипатталады.
І фазада орташа температураның көлемі 2000С-ға дейін көтерілгенде ауа қысымы ұлғаяды, содан кейін жайлап төмендейді.
Осыдан кейін оттегі төмендейді, өрт шығады, газификация толық жанбайды.
І фазаның жалғасуы жалпы өрттің жалғасының 2 - 30 % құрайды.
І фазаның соңына қарай жанып жатқан зонада температура өседі, жалын жанып жатқан материалдар мен құрастырманың көпшілік бөлігіне жайылады.
ІІ фазада өрт максимальдық ұзындыққа тез жетеді, ал барлық параметрлер және қауіпті факторлары өрттің көп мағынаны қамтиды.
Мұндай фазада өртті сөндіру қиынырақ болады. Сондықтан ІІ фазалық өртті жібермеуге тырысу керек.
ІІІ фазада материал түгел жанып кетеді. Орташа температура жоғары деңгейде болады. Мұндай жағдайда, ережеге сай өрт сөндіргіштердің расходы өседі, ал кейде керексіз боп қалады.
Метеорологиялық шарттар ашық өртте маңызды рөл атқарады.
Жаңбырлы күндер өртті сөндіруді жеңілдетеді, ал жел бұл үрдісті күрделендіреді.
10.3 Өрттен қорғанудың активті және пассивті әдістері