Глубина обугливания

Оценить степень термических поражений древесины можно достаточно просто измерением глубины обугливания. При этом решаются следующие задачи:

а) оценивается изменение степени термического поражения по длине и высоте конструкции;

б) определяется направленность теплового воздействия или более ин­тенсивного теплового воздействия.

Пример определения направленности теплового воздействия показан на рис. 8.2. Из результатов измерения глубины обугливания с разных сторон деревянного столба следует, что наиболее интенсивному нагреву он подвергался с левой стороны.

Рис.8.2.Определение направленности теплового воздействия на

деревянный столб по глубине обугливания.

Информация о глубине обугливания деревянных конструкций в различ­ных зонах пожара обязательно должна присутствовать в протоколах осмот­ра места пожара. Недопустимы общие фразы типа "деревянные стойки обуг­лены"; было бы странно, если бы в зоне горения они не были обуглены.

Измерение глубины обугливания древесины проводится методом пенетрации (протыкания). Делается это с помощью любого острого металлического предмета, например, шила, гвоздя, спицы. Такой предмет достаточно свободно протыкает уголь, но хуже входит в более плотную древесину. Правда, таким способом сложно измерить толщину слоя угля при минусовых температурах после тушения водой. При плюсовых же температурах или после размораживания угля на локальном участке сделать это не представляет трудностей.

Лучше всего измерять глубину обугливания с помощью колумбуса - штангенциркуля-глубиномера, который имеет выдвижной хвостовик. Такой штангенциркуль обязательно должен иметь с собой дознаватель или инже­нер ИПЛ - он пригодится не только при измерении глубины обугливания, но и при производстве других измерений.

hп

Схема измерения глубины обугливания приведена на рис.8.3.

Рис.8.3.Схема измерения глубины обугливания.

Обратим внимание, что, кроме толщины слоя угля h_у, в точке измерения следует определить величину потери сечения конструкции h_п. А глубина обугливания Н рассчитывается как сумма этих двух величин:

H = h_у + h_п (1)

Измеренные на месте пожара величины Н можно и нужно использовать как критерий степени термического поражения древесины в различных зо­нах пожара.

Однако многие пожарные специалисты в течение ряда лет шли дальше и пытались по глубине обугливания (Н) определять длительность горения в тех или иных зонах пожара.

Известно, что в условиях специальных испытаний (при сжигании деревянных конструкций в огневых печах по стандартному температурному режиму пожара) скорость обугливания ее вглубь составляет 0,6-0,8 мм/мин. Руководствуясь этой цифрой, а то и принимая скорость обугливания для простоты равной 1 мм/мин, некоторые специалисты ИПЛ и эксперты рассчитывали длительность горения, рассуждая следующим образом: если доска обугли­лась на глубину, например, 23 мм, а скорость обугливания 1 мм/мин, то значит доска горела 23: 1= 23 мин.

Правомерен ли такой подход при экспертизе пожаров?

Д.Драйздейл в своей книге "Введение в динамику пожаров" указывает, что скорость обугливания древесины непосредственно зависит от теплового потока, на нее воздействующего, и эта зависимость выражается формулой:

Rw = 2,2 Ÿ10^-2 ·I, мм/мин, (2)

где I - тепловой поток, воздействующий на поверхность древесины, кВт/м².

При температуре равной 1100 ⁰С, которая достигается в от­дельных зонах помещения при пожаре, излучение черного тела составляет 200 кВт/м². Подставив данное значение теплового потока (I) в приведенную выше формуле, легко сосчитать, что в этом случае скорость обугливания Rw составит 4,4 мм/мин. А общий диапазон значений Rw на пожаре в зависимости от теплово­го потока или соответствующей температуры пиролиза может составить: 0,3-4,5 мм/мин, т.е. различаться в 15 (!) раз.

Таким образом, рассчитывать длительность горения на пожаре, исходя из средней скорости обугливания, опасно – ошибка может быть слишком велика.

К сожалению, большей точности определения длительности горения визуальным осмотром и простейшими измерениями не добиться. Нужны инструментальные методы и методики; они существуют и будут рассмотрены ниже.