Противопожарное расстояние: Какое противопожарное расстояние предусмотрено законом между объектами?

Какое противопожарное расстояние предусмотрено законом между объектами?


При ведении жилищного или хозяйственного строительства непременно должно быть соблюдено противопожарное расстояние между зданиями и сооружениями (противопожарный разрыв). Так называют минимально допустимое, в соответствии с документально установленными нормами, расстояние между соседними объектами, призванное минимизировать риск распространения пожара.


Перечень ключевых и дополнительных требований и норм, регламентирующих минимальные пределы противопожарных расстояний между зданиями и строениями в зависимости от их специфических характеристик, задекларирован в ФЗ №123 от 22.07.2008 г. в редакции 2017 г., и в СП 4.13130.2013. 


Наиболее жесткие требования установлены для взрывопожароопасных объектов, таких как перерабатывающие производства, нефтехранилища. АЗС и т.п. – расстояние от них до общественных учреждений должно быть не менее 50 метров. Аналогичным принимается противопожарное расстояние до лесных насаждений от границ многоэтажной городской застройки, либо 15 метров – от строений высотой не более 2 этажей.

Основные критерии расчетов


Важнейший параметр, предопределяющий регламентацию противопожарных разрывов между домами и строениями любых иных видов – их принадлежность к определенному классу конструктивной пожароопасности и степень устойчивости к огневому воздействию (огнестойкости). При этом для многих объектов (производства, складские здания, открытые складские площадки и пр.) введены уточняющие требования. Поэтому, чтобы избежать нарушения противопожарного расстояния между постройками, следует еще на этапе проектирования провести консультации и согласования с квалифицированными специалистами, владеющими актуальной информацией.


С учетом классификации зданий по целевой принадлежности, степени огнестойкости конструкционных материалов, положений СНиП II-А. 5-70, СНиП 21-01-97, НПБ 106-95 и многих иных нормативных актов:

  • противопожарные разрывы между фасадами зданий или расстояния от гаражей в городах и поселках установлены в пределах от 6 до 18 метров, с возможностью уменьшения на 25-50% или необходимостью увеличения до 50% в определенных случаях;
  • противопожарные нормы на расстояния на дачных участках – не менее 6 метров для кирпичных строений и не менее 15 метров для зданий из материалов 5 степени огнестойкости;
  • базовые противопожарные расстояния между производственными и складскими зданиями варьируют от 10 до 18 м.

Базовые положения


Чтобы определить противопожарное расстояние между объектами на стадии проектирования необходимо учесть несколько ключевых факторов: назначение сооружения и его тип, категорию взрывоопасности, степень огневой устойчивости, огнестойкость соседствующих строений, скорость распространения открытого огня при пожаре, тепловое излучение и конвективные потоки.


Во многих случаях требуется также выполнить расчет расстояния до противопожарных резервуаров. При этом аналогичным образом должны быть учтены характеристики строений, наличие автонасосов или мотопомп, иные специфические критерии.


Соблюдению норм противопожарных разрывов необходимо уделять особое внимание. При выявлении нарушений в этой сфере предусмотрены не только серьезные штрафные санкции, но и демонтаж либо снос строения, прекращение прав собственника.

Безопасное противопожарное расстояние между постройками

Основополагающим документом, регулирующим пожарную безопасность (ПБ) в РФ является Федеральный закон №123 ФЗ с изменениями от 27.12.2018 г.

В зависимости от взаимного расположения различных частей зданий, архитектурных решений и материала применяемого в процессе строительства, расстояния между постройками регламентированы в СП 4.13130 «Требования к объёмно-планировочным и конструктивным решениям».
Требования документа не применяются при возведении строения высотой более 75м с классом опасности Ф1.3 и более 50 м соответствующих другим классам ПБ.

Возведение зданий в черте населённых пунктов

Действующие требования определяют измерять противопожарное расстояние между жилыми домами, как дистанцию между стенами или выступающими конструктивными элементами строений.

Так расстояние между одноэтажными деревянными домами не должно превышать 15м, а между кирпичными менее 6м. < Расстояние до проезжей части должно быть более чем 3м, а до красной линии улицы проходящей параллельно с другой стороны смежных построек, более чем 5м.

Когда стена одного из строений глухая, допускается уменьшить расстояние на 20%, от номинального показателя.

Напротив, регионах с повышенной опасностью землетрясений, дистанция должна быть увеличена на 20% от номинального показателя, данное требование также распространяется на объекты возведённые каркасно-щитовым методом.

В случае, если проектом предусмотрены дополнительные меры ПБ, среди которых:

  • возведение противопожарной стены;
  • монтаж автоматической системы пожаротушения оборудованной звуковой
  • отсутствие проёмов в стенах со степенью огнестойкости ниже 3а — возможно уменьшение расстояния между объектами.

Решение о согласовании данного отступления принимает орган пожарного надзора, на этапе согласовании проекта.

Дистанция между домами в дачных посёлках

1. Расположение строений возведённых в садоводческих некоммерческих товариществах, также должны соответствовать условиям ПБ.

2. Требования к постройкам определены в документе НПБ 106-95.

3. Дистанция между кирпичными или бетонными домами должно быть более 8м, если одно из строений имеет глухую стену, дистанцию возможно сократить до 6м.

4. Между постройками, возведёнными из материалов соответствующих 5-й степени огнестойкости, допустимая дистанция не должна быть мене 15м, расстояние можно сократить, если одно из строений будет возведено из кирпича или бетона.

5. Ограждения дачных участков не должно превышать 1,5м в высоту.

6. Расположение домов должно обеспечивать свободное перемещение спецтехники, при этом, проезд вместе с пешеходной зоной и газоном, должен равняться или превышать 6м, по ширине.

7. Свободная от насаждений зона, от края участка до лесополосы должна быть более 15м.

Несмотря на самодеятельность владельцев участков в вопросах соблюдения пожарной безопасности, при выявлении нарушений требований, к ним будут применены административные санкции.

Безопасное расстояние между промышленными и складскими объектами

               В своде правил 4.13130 от  2013г противопожарные расстояния между цехами и складскими помещениями производственных предприятий, а также логистических компаний оговорены особо детально.

               Исключения составляют случаи:

  • если в сладе хранится менее 1т каменного угля;
  • если в складе отсутствуют оконные и иные проёмы (стены глухие) и в нём хранится менее 100м3 горючих жидкостей или 1000т каменного угля.

               К основным требованиям, обеспечивающим противопожарную эксплуатацию зданий, относятся.

               — Производственные и офисные многоэтажные здания должны быть оборудованы внешними лестничными маршами для эвакуации, с отдельным выходом на них с каждого этажа.

               — Наличие в помещениях локальных средств тушения пожара и схем эвакуации.

               — Монтаж автоматической системы пожаротушения, оборудованной звуковым оповещением, при этом, допустимо уменьшить расстояние между постройками на 50% от номинального показателя.

При специализированном хранении взрывоопасных и легковоспламеняющихся веществ, противопожарное расстояние увеличивается на 20%, от номинального показателя.

Огнестойкость строений

               Требования ПБ распространяются на материалы, а также на конструктивные решения принимаемые при проектировании и возведении объектов.

               Основным показателем, является огнестойкость – способность противостоять воспламенению, в течение определённого времени, выражается в часах.

               Признаками превышения огнестойкости являются:

  • деформации и разрушения основных конструкций строения;
  • поверхностные деформации и трещины;
  • оплавление и обугливание материалов.

               Детальные требования к огнестойкости определены в СНиП II-А.5-70 «Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений».

               Документ дифференцирует материалы, применяемые при проведении строительных работ на:

  • несгораемые – «Н»;
  • трудно сгораемые – «Т»;
  • сгораемые – «С». 

               Также в нормах регламентировано применение материала, исходя из степени огнестойкости, в различных строительных работах.

Дополнительные меры обеспечения пожарной безопасности

               Правилами ПБ предусмотрен комплекс мер обеспечивающих профилактику ситуации приводящих к возгоранию, среди которых:

  • регулярный периодический осмотр и обслуживание систем отопления – дымоходов, котлов и других газовых и электрических приборов для подогрева воды;
  • соблюдение требований по безопасному обустройству и эксплуатации электрических сетей;
  • разделение систем вентиляции и дымоудаления;
  • применение возле источников открытого огня напольных покрытий из негорючих материалов;
  • применение строительных и отделочных материалов имеющих сертификат ПБ;
  • обработка анитипирином деревянных конструкций и строительных элементов;
  • обустройство противопожарных выходов для каждого яруса в многоэтажных домах;
  • обеспечение свободного беспрепятственного подъезда спецтехники;

               Объекты общественного использования – торговые и развлекательные центры, спортивные комплексы, концертные и конференцзалы, оборудуются автоматической системой оповещения на случай задымления или возгорания.

Определение расстояния между объектами

               Безопасная дистанция между строениями определяется расчетным путём. При этом принимаются во внимание следующие факторы и показатели:

  • огнестойкость возводимого и соседних зданий;
  • пожароопасность, в случае необходимости взрывоопасность;
  • величину теплового излучения;
  • быстроту распространения пламени;
  • тип и назначение здания.

               Например, при тепловом излучении 35кВт/м2, воспламеняются деревянные элементы конструкции и изделия.

Санкции за нарушение требований ПБ

               Правительственное постановление №390 с изменениями от 20.09.2019г, «О противопожарном режиме». Правоприменение данного постановления показывает, что наиболее часто применяются следующие меры, направленные на выполнение установленных требований ПБ:

  • перенос или снос поостренного объекта;
  • демонтаж строящегося объекта;
  • устранение препятствия для свободного доступа к зданию спецтехники;
  • лишение права собственности на здание и/или земельный участок и другие.

               Статья 20.4 КоАП предъявляет к нарушителям ПБ следующие санкции:

  • штраф от 10 до 15 тыс руб – для физических лиц;
  • штраф от 6 до 50 тыс руб — для предпринимателей или должностных лиц;
  • штраф от 15 тысяч до 1 млн руб – для юридических лиц.

               При нарушении условий ПБ пострадали люди или нанесён значительный ущерб, виновные привлекаются к уголовной ответственности.
               Наказание определено в УК РФ:

  • согласно Ст. 219 ч. 1 – виновному грозит штраф в сумме 80 тыс руб или равный сумме заработной плате за полугодовой период; тюремное заключение сроком до 3 лет; арест на 3 года или лишение права вести установленные законом виды деятельности в течение 3 лет.
  • согласно Ст. 219 ч. 2 – виновному грозит тюремное заключение до 5 лет или лишение права вести установленные законом виды деятельности в течение 3 лет.

               Соблюдение требований ПБ при определении расстояния между зданиями и сооружениями на этапе проектирования – залог безопасной эксплуатации объектов в течении всего срока службы.

 

 

Номинальные значения противопожарных расстояний

               При возведении в черте городов и посёлков определены следующие значения расстояний между строениями.






Степень огнестойкости

Расстояние в зависимости от степени огнестойкости, м.

1,2

3

3-а, 3-б, 4, 4-а, 5

1,2

6

8

10

3

8

8

10

3-а, 3-б, 4, 4-а, 5

10

10

15

               Классификация зданий по степени огнестойкости определена в СНиП 21-01-97.

               Противопожарная дистанция между сооружениями промышленных предприятий и складскими помещениями регламентирует п. 4.3 СП 4.13130.2013.







Степень огнестойкости

Класс пожароопасности

Расстояние в зависимости от степени огнестойкости и класса пожароопасности, м.

1, 2, 3, С0

2, 3, С1

4, С0, С1

4, 5, С2, С3

1, 2, 3

С0

10

12

12

12

2, 3

С1

12

12

12

12

4

С0, С1

12

12

12

15

4, 5

С2, С3

15

15

15

18

               Значения степени огнестойкости в соответствии сл СНиП II-А.5-70







Степень огнестойкости

Несущие стены, лестничные клетки

Фасадные панельные и фахкверковые стены

Межэтажные и чердачные перекрытия

Конструкции покрытий

Противопожарные стены

1

Н – 2,5

Н – 0,5

Н – 1

Н – 0,5

Н – 2,5

2

Н – 2

Н – 0,25

Т – 0,5

Н – 0,75

Н – 0,25

Н – 2,5

3

Н – 2

Н – 0,25

Т – 0,15

Т – 0,75

С — 0

Н – 2,5

4

Т – 0,5

Т – 0,25

Т – 0,25

Н – 2,5

5

С — 0

С — 0

С — 0

Н – 2,5

               Н – несгораемые, Т – трудно сгораемые, С – сгораемы.

Противопожарные расстояния между домами: зачем их соблюдать?

Ссылка на источник http://yug-gelendzhik.ru/protivopozharnye-rasstoyaniya-mezhdu-domami-zachem-ix-soblyudat/

Не знаю, может быть самовольное строительство многоквартирных многоэтажных жилых домов на земельных участках, предназначенных под индивидуальное жилищное строительство – это проблема только Геленджика и других курортных городов. Но факт остается фактом – люди продолжают строить высокие дома на несколько квартир там, где по нормам этого делать нельзя. Кроме этого, даже индивидуальные жилые дома в некоторых районах нашего города  построены так близко друг к другу, что можно совершенно спокойно дотянутся из своего окна до стены (или окна) соседнего здания.

Давайте попробуем разобраться, почему существуют определенные нормы, зачем их соблюдать и действительно ли жить в таких домах опасно?

И начнем мы с расстояний между соседними зданиями.

Противопожарные расстояния между домами (именно так называется такое расстояние на языке норм) НЕ позволяют ОГНЮ ПЕРЕКИНУТЬСЯ с одного здания на другое.

Предположим, что у нас есть два жилых дома «А» и «Б», стоящих на небольшом расстоянии друг от друга:

И окна в этих домах расположены как обычно. То есть жильцы дома «А» спокойно заглядывают в окна к жильцам дома «Б» (и наоборот) :(.

В доме «А» произошел пожар – загорелась квартира на первом этаже.

А в квартире были мебель, обои на стенах, вещи и т.п. Пожар вовремя не заметили, пожарных не вызвали и пламя перекинулось уже и в соседние квартиры. Лопнули стекла на окнах, а жар от огня стал такой, что в соседнем здании «Б» (построенном слишком близко  к дому «А») воздействия температуры не выдержали оконные рамы, а затем мебель и вещи в квартире. Не забывайте, что горит и дерево, и пластик (который, кстати, еще и деформируется при этом), и ткань. Пожар перекинулся на новую «пищу» — квартиру дома «Б».

Думаете, так не бывает?

Бывает, и очень часто. Ведь при пожаре температура пламени может достигать 1200 градусов и выше (!), «прогревая» довольно большое пространство вокруг. Древесина же воспламеняется «всего лишь» при 450-600 градусах, которые могут «образоваться» в нескольких метрах от очага загорания. Нагрелись оконные рамы, мебель, вещи до «нужной» температуры и – воспламенились (даже если они находились в соседнем здании «Б»).

….

Если же дома буквально «прикасаются» друг к другу оконными проемами, то огонь «перескочит» с одной горящей квартиры в другую за несколько минут.

На этой фотографии пожар, который произошел не в Геленджике. Хотя и у нас были такие «примеры» (несколько лет назад около здания администрации Геленджика также «красиво» горел клуб «Академия», где огонь по пути «съел» и все остальные примыкающие к нему без противопожарных разрывов здания).

Именно для того, чтобы такие ситуации не происходили, и были «придуманы» противопожарные разрывы между домами  – расстояния между зданиями. Зависят они от того, из каких материалов построено то или иное здание. Если дома деревянные, то и гореть они будут в случае пожара сильно и долго, поэтому и расстояние между такими домами должно быть максимальным (не меньше 15 метров). Если же здания кирпичные, то расстояние уменьшается. Минимальное рекомендуемое расстояние, до которого можно «пододвинуть» два здания друг к другу, составляет 5-6 метров (это если в нем практически вообще нет горючих элементов – один железобетон, кирпич, металл, натуральная черепица по негорючей стропильной системе или плоская кровля из негорючих материалов). В остальных случаях – лучше не рисковать и отодвинуть свой дом от соседа подальше.

Конечно, в идеале, Вы с соседом должны отодвигаться зданиями друг от друга РАВНОМЕРНО (например, Вы – 4 метра от забора, и он – 4 метра от забора). Но на практике все обычно совсем не так:

И это лишь один из многих примеров ОПАСНЫХ зданий , построенных без соблюдения противопожарных расстояний между домами в нашем городе.

Но, что самое интересное, соседи продолжают давать разрешения друг другу на нарушение противопожарных расстояний между строящимися домами, не думая о своей безопасности, абсолютно добровольно :(.

Как показала практика, жизненный закон «Хотели как лучше, а получилось — как всегда» относительно противопожарных норм подействовал на 100 %. Если кто не понял, то речь идет о противопожарных расстояниях между частными жилыми домами и о том, как их определить  .

А чтобы было понятно, о чем сейчас будет идти речь, расскажу Вам «сказочку»: Жили-были сначала в Советском Союзе, а потом уже и в России СНиПы — Строительные Нормы и Правила, которым подчинялись ВСЕ проектировщики и застройщики. СНиПы имели определенное деление (отточенное временем и опытом их использования), позволявшее вышеупомянутым категориям граждан (проектировщикам и строителям) легко находить нужные пункты. Вот только противопожарные нормы был разбросаны по нескольким СНиПам (что впрочем сотрудникам противопожарной службы нисколько не мешало в них ориентироваться, а также консультировать всех желающих по этим вопросам БЕСПЛАТНО).

Несколько лет назад в «одну умную голову», которая, вероятно, ничего не понимала в СНиПах и смотрела на них, как на диковинных зверей, пришла мысль провести очередную реформу и вместо СНиПов создать Технические регламенты. Мысль быстро нашла союзников, получила одобрение в высших кругах и… начала потихоньку наводить бардак (иными словами и не скажешь). Через некоторое время на свет родился «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» в виде Федерального Закона.  Вот только при его тщательном изучении выяснилось, что из «употребления» исчезло очень много нужных противопожарных норм. Пожарные инспектора схватились за голову — с огнем шутить нельзя, но и внести поправки в Федеральный Закон очень сложно и очень-очень долго (это как татуировки на пальцах рук — сначала прикольно, а потом — фиг исправишь, если разонравится  ) . Тогда вслед Тех.регламенту родились Своды Правил (все те же СНиПы, но объединенные очередными «умельцами» в новые книжки и опять же потерявшие часть норм). В итоге началась неразбериха, в том числе и в отношении противопожарных расстояний между частными домами, повлекшая за собой судебные споры. Ведь норма, которая раньше «обитала» в СНиПе «Градостроительство…» позволявшая не учитывать противопожарные расстояния между отдельными зданиями в рамках одного квартала застройки при соблюдении определенных требований, ПРОПАЛА и ни в Тех.регламент, ни в СП так и не вернулась.

А так как в Тех.регламенты противопожарные расстояния между частными домами вообще не прописаны ни коим образом, в их определении теперь приходится опираться на СП (Свод Правил) 4.13130.2013 «Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям».

Ну а что же СНиПы? А они тоже применятся сейчас и сотрудниками МЧС, и судьями, так как прямого запрета на их использование до сих пор нет. Хотя Строительные нормы и правила не являются нормативными правовыми актами — этот вывод подтверждается Определением Верховного Суда РФ от 16 ноября 2000 г. N ГКПИ 2000-1356.

Поэтому резонно возникает вопрос: как в настоящее время правильно определить необходимое противопожарное расстояние между жилыми домами (частными индивидуальными)?

Заглянем в СП 4.13130.2013:

….

Это основная норма, позволяющая ответить на вопрос, как определить противопожарное расстояние между жилыми домами, когда речь идет о домах индивидуальных Но чтобы выбрать по таблице необходимое Вам значение расстояния, надо знать степень огнестойкости здания и класс конструктивной пожарной опасности. Точно установить эти значения может только экспертиза (она всегда платная). Приблизительное — дать на консультации пожарный инспектор (бесплатно).

Однако значения противопожарных расстояний могут быть УВЕЛИЧЕНЫ:

Но что делать, если «норма» превышает то расстояние, которое у Вас возникает фактически между двумя жилыми частными домами? Правильно, искать «лазейки». Поэтому листаем СП дальше:

Если два частных дома относятся к степени огнестойкости от первой до третьей, то руководствоваться следует вот эти нормами:

Для начала следует уяснить, что если Вы собрались строить, к примеру, деревянный дом (то есть степень огнестойкости Вашего дома четвертая или пятая), то руководствоваться надо таблицей 1, а не пунктом 5.3.2 данного СП.

 

Противопожарное расстояние

На этот раз мы поговорим о том, что такое противопожарное расстояние (разрыв), для чего оно предназначено, исходя из каких предпосылок выбирается и нормируется.
Прежде всего дадим определение, что такое противопожарный разрыв (расстояние). Итак, противопожарное расстояние – это нормированные расстояния между объектами (зданиями, сооружениями и (или) строениями), которые устанавливаются с целью предотвращения распространения пожара между ними.

На момент опубликования данной статьи противопожарные расстояния нормируются в соответствии с СП 4.13130.2013 «Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям».

Ключевой характеристикой при выборе противопожарных разрывов между зданиями, сооружениями и строениями в соответствии с действующей нормативной базой являются их степень огнестойкости и класс конструктивной пожарной опасности.
Например, для производственных и складских зданий, открытых наземных складов вводятся различные уточняющие требования по противопожарным расстояниям в зависимости от категории пожарной опасности и вида (объема) хранящихся материалов.

Степень огнестойкости здания, как известно, характеризует геометрическую неизменяемость здания во время пожара, проще говоря, его неразрушаемость (устойчивость) при пожаре. Поэтому, чем ниже степень огнестойкости здания, сооружения или строения, тем раньше произойдет разрушение его или отдельных конструкций, что может привести к распространению пожара на соседние объекты.

Класс конструктивной пожарной опасности, как известно, характеризует пожарную опасность строительных конструкций, из которых состоит здание. Чем выше пожарная опасность строительных конструкций, тем быстрее развивается пожар и тем выше вероятность его перехода на соседние здания, сооружения и строения.

Таким образом, как следует из определения термина «противопожарное расстояние», так и из понятия тех параметров, по которым оно выбирается, противопожарное расстояние должно исключать распространение пожара от горящего объекта на соседние. Если говорить отвлеченно от требований норм пожарной безопасности, то выбор значения противопожарного разрыва основан, конечно же, на факторах, предопределяющих распространение пожара от одного объекта к другому. Давайте рассмотрим их.

Распространение пожара между зданиями.
Итак, к основным факторам (механизмам) определяющим распространение пожара между зданиями, сооружениями и строениями являются следующие:

Горящие частицы (искры). В процессе горения различных материалов могут образовываться искры, которые способны преодолевать значительные расстояния, зачастую превышающие противопожарные разрывы, при этом, не теряя своей зажигательной способности. Горящие частицы в большинстве случаев не представляют большой опасности, как непосредственного источника зажигания. Следует отметить, что это относится прежде всего к зданиям, сооружениям и строениям, поэтому при определении противопожарных расстояний, например, между жилым и общественным зданиями, или между двумя жилыми домами, возможность переноса горения посредством искр не принимается в учет.

Появление искр возле «холодных», ну или незначительно нагретых выше температуры окружающей среды горючих конструкций, как уже отмечено, не представляет серьезной опасности. Вместе с тем, на пожаре возможны случаи, когда переход пожара от одного строения к другому не происходит лишь по причине нагрева горючих конструкций до температур, лежащих в диапазоне между температурой воспламенения и самовоспламенения. Т.е. не хватает всего лишь инициатора горения (источника зажигания) – искры! Другими словами, искры представляют пожарную опасность в случае комбинированного действия, как самих искр, так и теплового излучения.

Непосредственное воздействие пламени. В случае близкого расположения горящего и облучаемого здания возможно распространение пожара в результате непосредственного воздействия открытого огня на сгораемые конструкции здания. Как правило, на практике это происходит в результате несоблюдения противопожарных расстояний. Определяющими факторами в распространении пожара между зданиями по данному механизму помимо расстояния являются мощность очага пожара, скорость ветра, а также размеры проема, через который осуществляется выброс пламени из горящего строения.

Конвективные потоки. Распространение пожара по данному механизму возможно лишь в случае, когда здания, сооружения или строения расположены очень близко между собой и температура конвективных потоков (дыма) составляет несколько сотен градусов Цельсия. На практике такая возможность также реализуется из-за несоблюдения противопожарного разрыва.

Тепловое излучение. Данный механизм распространения пожара между зданиями является основным, определяющим значение противопожарного расстояния. Зажигание излучением происходит на гораздо более значительных расстояниях, нежели в результате зажигания непосредственным воздействием пламени или конвективными потоками. Тепловой поток в 35 кВт/м2 способен привести к самовоспламенению древесины практически мгновенно без наличия каких-либо источников зажигания. А тепловой поток в 12,5 кВт/м2 приводит к воспламенению древесины источником зажигания, таким как искра или горящая головня, к примеру. Данное значение широко используется в мировой практике.

Следует сделать очень важную оговорку. Дело в том, что тепловое излучение является наиболее опасным фактором в распространении пожара между зданиями сооружениями и строениями, тогда как горящие частицы не учитываются ввиду их слабой зажигательной способности (большой термической толщины строительной конструкции). Однако, когда речь идет о пожаре в лесных или других растительных массивах, на открытых складах горючих материалов, нельзя не учитывать перенос горящих частиц на большие расстояния. Разброс искр и головней при таких пожарах происходит в радиусе до 300 м, а при штормовой скорости ветра на расстояния до 1 км.

Нельзя не сказать о том, что на развитие пожара в здании и, следовательно, на выбор противопожарных разрывов оказывает влияние наличие автоматических установок пожаротушения, а также время прибытия первых пожарных подразделений. Другими словами, данные факторы существенно влияют на развитие пожара и распространение его между зданиями.
Поэтому в отечественной практике нормирования противопожарных разрывов изначально учитывалось время введения сил и средств пожаротушения.

Ну, и напоследок хотелось бы отметить, что в настоящее время отсутствуют какие-либо нормативные требования в области пожарной безопасности, которые бы позволяли обосновывать расчетом противопожарные расстояния между зданиями, сооружениями и строениями.

Важное дополнение к статье от 07.11.2013 года! Требования к противопожарным расстояниям.

Правильный вопрос был поставлен в комментариях – «остался не раскрыт вопрос об обязательности применения противопожарных расстояний, так как данная норма исключена из 123-ФЗ. И как быть с противопожарными расстояниями на сегодняшний день вопрос остался открытым.» Что ж, будем его закрывать, насколько это возможно.

Итак, в настоящее время существует всего лишь два (!) способа, при которых объект защиты соответствует требованиям пожарной безопасности. Данные условия, или способы обеспечения требований пожарной безопасности описаны в статье 6 Технического регламента о требованиях пожарной безопасности.

Пожарная безопасность объекта защиты считается обеспеченной при выполнении одного из следующих условий:
1) в полном объеме выполнены требования пожарной безопасности, установленные техническими регламентами, принятыми в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании», и пожарный риск не превышает допустимых значений, установленных настоящим Федеральным законом;
2) в полном объеме выполнены требования пожарной безопасности, установленные техническими регламентами, принятыми в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании», и нормативными документами по пожарной безопасности.

Требования пожарных норм. Рассмотрим второе условие. 12 июля 2012 года вступил в силу ФЗ-117, который внес изменения в ФЗ-123, фактически убрав из него требования по противопожарным расстояниям между зданиями и сооружениями. Важно заметить, что требования к противопожарным расстояниям между объектами хранения нефтепродуктов и смежными объектами, все еще остались в Техническом регламенте.

Затем, с некоторым опозданием пожарное сообщество узнало, что уже действует СП 4.13130, который утвержден приказом МЧС России №288 от 24 апреля 2013 года и вступил в силу в тот же день.
Таким образом, на данный момент, как уже указывалось ранее, в отношении зданий и сооружений различных классов функциональной пожарной опасности (за исключением складов нефтепродуктов и др., см. ФЗ-123 в новой редакции), действует СП 4.13130.

При этом, как следует из положений СП 4.13130 требования к противопожарным расстояниям между зданиями и сооружениями применяются детерминированно, т.е. обосновать расчетами противопожарные разрывы нельзя.

В этой ситуации есть две стороны – отрицательная и положительная.

Отрицательный аспект невозможности обоснования расчетным путем противопожарных разрывов заключается в слишком узком применении пожарных норм и в применении ко многим разнообразным по своему конструктивному и объемно-планировочному решению объектам одних и тех же требования. Другими словами, нормы в отношении противопожарных расстояний не являются гибкими.

Положительный аспект того, что расчетом нельзя обосновывать требования СП 4.13130, заключается в том, что исключается возможность «халтурить» и подгонять расчеты под нужные условия, как это в свое время происходило после широкого внедрения практического применения ухода от требований пожарной безопасности путем расчета пожарного риска. Ведь утвержденной методики для подобных расчетов в настоящее время не имеется.

Противопожарное расстояние и пожарные риски. Рассмотрим первое условие, связанное с возможностью отступления от требования нормативных документов по пожарной безопасности расчетом пожарного риска, при котором он будет меньше нормативного значения. Допустим, здание или сооружение проектируется уже с нарушением требований СП 4.13130, но все обязательные требования, установленные техническими регламентами, принятыми в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании» выполнены. В таком случае, по требованиям ФЗ-123 здание имеет право на существование при условии соответствия пожарного риска требуемым значениям.

Для определения пожарного риска в настоящее время существует две методики, утвержденные приказами МЧС России:
— методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности, утвержденная приказом МЧС России №382 от 30 июня 2009 года;
— методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах, утвержденная приказом МЧС России №404 от 10 июля 2009 года.

К счастью, изменениями, внесенными приказом МЧС России №749 от 12 декабря 2011 года, из методики были убраны объекты классов функциональной пожарной опасности Ф1.1, Ф1.3 и Ф1.4. Поэтому, в настоящее время для данных объектов обосновать соответствие требованиям пожарной безопасности путем расчетов пожарного риска не представляется возможным.

Для остальных объектов общественного назначения методика позволяет рассчитывать пожарный риск для людей, находящихся в здании. Однако, алгоритм расчета и соответствующий математический аппарат, позволяющий рассчитывать пожарный риск, создаваемый объектом защиты для соседних объектов, отсутствует. Также отсутствуют соответствующие критерии, по которым можно судить об уровне пожарной опасности общественных зданий, создаваемом для соседних объектов, противопожарное расстояние до которых может быть ниже нормативного.

Иная ситуация с производственными объектами. Помимо того, что в случае пожара (взрыва) на производственном объекте создается пожарный риск как для людей на территории самого объекта, так и для людей, находящихся в соседних объектах.

В соответствии с пунктом 4 статьи 93 ФЗ-123 величина индивидуального пожарного риска в результате воздействия опасных факторов пожара на производственном объекте для людей, находящихся в жилой зоне, общественно-деловой зоне или зоне рекреационного назначения вблизи объекта, не должна превышать одну стомиллионную в год.

Таким образом, с этой точки зрения расчетное обоснование противопожарных разрывов между производственными объектами и соседними зданиями и строениями с помощью расчета пожарного риска возможно.

Судебная практика. На мой взгляд, интересная ситуация может сложиться, когда вопрос о противопожарных разрывах рассматривается в суде, например по иску на признание права собственности на самовольную постройку, либо по иску о признании недействительным заключения эксперта Госэкспертизы.

Вот выдержка из статьи 222 Гражданского кодекса РФ:
Право собственности на самовольную постройку не может быть признано за указанным лицом, если сохранение постройки нарушает права и охраняемые законом интересы других лиц либо создает угрозу жизни и здоровью граждан.

Несмотря на то, что определения термина «угроза жизни и здоровью» никогда не существовало в нормативно-правовых актах и нормативных документах по пожарной безопасности, суд вправе решить, создает или нет рассматриваемый объект защиты угрозу жизни и здоровью людей, находящихся в соседних зданиях и сооружениях.

Судебное решение по данному вопросу может строиться на доказательствах состязающихся сторон, в том числе на расчетах, в которых обосновано противопожарное расстояние.
Возможно, подобные судебные решения уже имеются в регионах, очень интересно было бы о них узнать.

Спасибо за внимание, буду признателен за ваши мнения!

Обсудить на форуме

Противопожарные разрывы между зданиями и сооружениями

Противопожарные разрывы – нормированные расстояния между различными объектами (зданиями или сооружениями), устанавливаемые для остановки распространения огня между ними. Эти расстояния регламентируются СП «Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты». Ключевые параметры при определении противопожарных разрывов – степень огнестойкости и класс конструктивной пожарной опасности. Противопожарное расстояние – своего рода «ограничитель», который не дает перейти огню с горящего объекта (здания) на близлежащие.

Факторы, влияющие на значения противопожарных разрывов

Выбор показателей противопожарных разрывов на объекте производится в зависимости от факторов, которые провоцируют перемещение очага возгорания от одного сооружения (здания) к другому. К таким факторам относят:

  1. Горящие искры. При горении материалов образуются искры, которые могут разлетаться на большие расстояния, с превышением противопожарных разрывов. Основную опасность представляют искры, попадающие на горящие конструкции.
  2. Непосредственное попадание источника возгорания, огня с горящих конструкций на соседние здания. На процесс распространения пожара влияют такие факторы как скорость ветра, мощность источника возгорания и пр.
  3. Конвективные потоки. Пожар распространяется с учетом этого фактора лишь при близком расположении зданий, без соблюдения противопожарных разрывов.
  4. Тепловое излучение – один из основных механизмов, который определяет значения противопожарных расстояний.

Расчет противопожарных расстояний регламентируется основным документом – СНиП. В нем оговариваются противопожарные требования, с расчетами допустимого противопожарного расстояния между сооружениями (зданиями).

Как определяются противопожарные разрывы

Первое условие при определении разрывов заключается в том, что расстояния между зданиями должны быть достаточно просторными для работы пожарного транспорта. Расстояния между наружными стенами должны быть 6-10 метров, а для деревянных построек – 15 метров. Разрыв может быть уменьшен в некоторых случаях, например, при установке противопожарной стены, сигнализации и пр. С другой стороны вышеуказанные расстояния могут быть увеличены в сейсмически активных зонах или между зданиями, сделанными из каркаса или покрытыми горючими материалами.

На определение противопожарных разрывов влияет огнестойкость рядом стоящих зданий (сооружений), категории производства. Для складских помещений разрывы устанавливаются в соответствии с природой и пожароопасностью хранимого материала, степенью огнестойкости зданий. Порядок расчета противопожарных разрывов:

  1. Установление класса огнестойкости здания (сооружения).
  2. Определение конструктивной пожарной безопасности здания (разрыв тем больше, чем выше устойчивость здания к пожару).
  3. Расчет функциональной безопасности. Учет этого показателя  важен, поскольку есть разница в плане негативных последствий пожаров – между производственными цехами или частными домами (в первом случае они выше).
  4. Определение значений пожарных рисков.

На значения противопожарных разрывов между домами влияют материалы, из которых сделано сооружение. При постройке деревянных домов это расстояние должно быть не менее 15 метров, соответственно при расчете расстояний между кирпичными или бетонными зданиями значения уменьшаются. При отсутствии в конструкции жилого здания горючих материалов расстояние от одного до другого жилого здания может быть 5-6 метров.

При создании планов промышленных предприятий на этапе проектировки следует обеспечить безопасные расстояния от границ до зданий жилого типа, следуя определенным значениям противопожарных разрывов. В любом случае на этапе проектировки строительного объекта следует с тщательностью подходить к такому вопросу как определение противопожарных разрывов, поскольку от этого показателя зависят пожарная безопасность и жизнь людей.

Какое расстояние должно быть между домами

Расстояние между жилыми зданиями, жилыми и общественными, а также производственными зданиями принимаются проектными организациями на этапе проектирования объекта капитального строительства на основе расчетов инсоляции и освещенности в соответствии с требованиями, приведенными в разделе 14 СП 42.13330.2011 «Свод правил. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. Актуализированная редакция СНиП 2.07.01-89*», нормами освещенности, приведенными в СП 52.13330, а также в соответствии с противопожарными требованиями, приведенными в разделе 15 указанного свода правил.

Согласно п.7 СП 42.13330.2011, между длинными сторонами жилых зданий следует принимать расстояния (бытовые разрывы): для жилых зданий высотой 2 — 3 этажа — не менее 15 м; 4 этажа — не менее 20 м; между длинными сторонами и торцами этих же зданий с окнами из жилых комнат — не менее 10 м.

Проектная документация объектов капитального строительства и результаты инженерных изысканий, выполняемые для подготовки такой проектной документации, подлежат государственной экспертизе.

В соответствии с п. 5 и п. 9 ст.49 Градостроительного кодекса РФ, предметом государственной экспертизы являются оценка соответствия проектной документации требованиям технических регламентов, в том числе санитарно-эпидемиологическим, экологическим требованиям, требованиям государственной охраны объектов культурного наследия, требованиям пожарной, промышленной, ядерной, радиационной и иной безопасности, а также результатам инженерных изысканий, и оценка соответствия результатов инженерных изысканий требованиям технических регламентов. Результатом государственной экспертизы проектной документации является заключение о соответствии (положительное заключение) или несоответствии (отрицательное заключение) проектной документации требованиям технических регламентов и результатам инженерных изысканий.

С проектом планировки (после корректировки) территории микрорайона №14 Заводского района города Кемерово, утвержденным постановлением администрации города Кемерово от 03.09.2012 №1351, можно ознакомиться на официальном сайте администрации города Кемерово (www.kemerovo.ru) и на портале обеспечения градостроительной деятельности (www.mgis42.ru) в сети Интернет.

Противопожарные расстояния между домами в СНТ

С точки зрения закона и безопасности, документ, регламентирующий противопожарные расстояния между домами и другими строениями в СНТ, представляется очень важным.

Ну как же, в случае пожара у чиновников всегда имеется возможность указать на тот факт, что расстояние между домами в СНТ было не выдержано и из-за этого сгорели 3-5-10 домов в садовом товариществе.

Вот посмотрите на выдержку из СНиП 30-02-97, который регламентирует эти параметры в садовых товариществах:

Из чего строят дома в СНТ? Чаще всего – из дерева. То есть, по указанным в документе нормам, между двумя деревянными домами должно быть расстояние в 15 метров. А теперь давайте подумаем, как можно выдержать такие расстояния при площади участка в 6 соток?

Стандартная нарезка участков в дачных товариществах – это обычно 20 на 30 метров. При этом закономерно, что основная территория в СНТ отводится под огороды и сады. Это значит, что дом располагается обычно на углу участка, ближе к дороге.

Чтобы обеспечить противопожарные расстояния на таких участках, придется все дома располагать единым образом, выдерживая между ними не менее 15 метров.


И дома придется делать небольшие, с шириной фасадов от 5 до 6 метров. Естественно, на территории садоводческих кооперативов и не предполагалась постройка больших домов – ведь СНиП принят в 1997 году.

Однако, с тех пор ситуация кардинально изменилась. На территории товариществ, которые расположены рядом с городской чертой, активно строятся дома для ПМЖ. Они и размерами отличаются и живут в них люди круглый год.

Если дом имеет размеры отличные от размеров небольшого садового домика, то для соблюдения противопожарных норм в рамках небольших участков СНТ выход один – строить из негорючих материалов – блоков, кирпича, железобетона. В этом случае, как видно из Таблицы 2, можно ощутимо сократить расстояния от вашего дома до соседских домов, построенных даже из дерева или на деревянном каркасе.

Небольшое примечание. Как видите, СНиП приравнял каркасные дома к домам из дерева. То есть и каркасник тоже должен отстоять о деревянных домов соседей не менее, чем на 15 метров.

Естественно, самая благоприятная ситуация, когда ваш дом и дом соседа построены, например, из кирпича или блоков. Тогда расстояние между вашими домами может быть всего 6 метров. Вы отступаете от границы участка 3 метра, и сосед отступает от границы участка со своей стороны также 3 метра – и можно с чистой совестью строить дома.

Хотя, как видно из текста СНиП, можно вообще пристроить друг к другу (сблокировать) ваш дом и дом соседа, если договоритесь об этом.

А если захотите, то можно объединить 4 дома на соседних четырех участках, получив, таким образом, таунхаус (при застройке в 2 ряда) с четырьмя отдельными выходами и крылечками.




Более узкие размеры участков Сосредоточьте больше внимания на расстоянии от пожара

Не секрет, что многие застройщики, архитекторы, а также застройщики домов и многоквартирных домов уменьшают размер участков, поскольку это единственный способ снизить расходы на жилье и сохранить рентабельность.

Рост числа домов с нулевым участком, застройка нечетных участков / застройки, а также сжатые размеры и расстояние между участками помогают формировать новое жилье, нормальное для многих сообществ:

  • Ведущее национальное агентство по исследованию новых домов, Metrostudy, недавно сообщило, что средний размер дома на 15 крупнейших рынках жилья за последние два года снизился.
  • Бюро переписи населения США объявлены в конце августа средний размер много нового дома для одной семьи упорно остается на рекордно низком размере за последние два года, как раз под 8600 квадратных футов. Напротив, средний размер участка в начале 1990-х годов составлял 10 000 квадратных футов.
  • В Нэшвилле старые дома сносятся и заменяются двумя «высокими тощими» домами на одном участке.
  • В Калифорнии теперь предлагается новый класс отдельно стоящих домов площадью от 1000 до 1400 квадратных футов.Крошечный, да. Но для Калифорнии, испытывающей нехватку жилья, скромная цена от 150 000 до 175 000 долларов является открытием для покупателей жилья, привыкших к ценам, во много раз превышающим их.
Развивающаяся категория жилья

Для многих профессионалов в области кодирования эта линия тренда означает, что нетрадиционные участки и конфигурации домов станут все более распространенной чертой жилой застройки. Во многих частях страны внедряется новая терминология для описания нестандартных партий и местоположений, в том числе:

  • Ломтик
  • Треугольник
  • Остаток
  • переулок
  • Заброшенная полоса отвода
  • клин
  • Тандем
  • Центральный блок
  • Малый
  • Бэк-лот
  • мелкое
  • Проезд
  • Внутренний суд
  • Шлюз

Защитники доступного жилья, девелоперы, архитекторы и строители теперь рассматривают несоответствующие участки как новые возможности для жилищного строительства.Например, центр Бостона считается густо застроенным. Фактически, в центре Бостона имеется надежное предложение участков с разноплановыми участками, на которые не обращали внимания при коммерческой застройке. Сегодня многие из этих участков могут стать первоочередной целью для оппортунистических застройщиков.

дома шириной 10 футов?

Один из лидеров жилищного движения — Джонатан Тейт. Тейт — архитектор и руководитель компании OJT, расположенной в Новом Орлеане, специализирующейся на застройке жилых домов.По оценкам Тейт, в Новом Орлеане насчитывается более 5000 пустых участков неправильной формы. Там, где другие видят участок, который нельзя строить, Тейт видит новый, доступный дом для одной семьи.

«В этих кварталах есть много фрагментов земли, которые вы, вероятно, могли бы принять за чей-то боковой двор», — объясняет Тейт. «Один из первых домов, который мы построили, был на участке шириной 16 с половиной футов. В итоге у нас осталось три фута с каждой стороны, так что это дом шириной 9 с половиной футов. Это не для всех, но это отличный дом.Теперь мы понимаем, что если участок имеет ширину менее 16 футов, мы идем дальше ».

2018 Значение IRC

Тейт допускает, что плотная застройка Нового Орлеана может дать некоторые преимущества во время инспекции. Тем не менее, необычно узкие линии участков действительно вызывают пристальное внимание со стороны официальных лиц, занимающихся кодексом. Тем не менее, Тейт предпочла избегать просьб об отказе и отклонениях. Скорее, правила есть правила. «Что мы можем сделать в них?» — спрашивает Тейт.

При строительстве городской засыпки большое значение имеет расстояние отвода огня.Раздел R302 Международного жилищного кодекса 2018 года — Огнестойкая конструкция — описывает требования к огнестойкости в непосредственной близости от соседних участков. Раздел R302.1 требует, чтобы внешние стены в пределах 5–0 дюймов от границы участка или прилегающей конструкции имели рейтинг огнестойкости 1 час, рассчитанный как изнутри, так и снаружи. В Луизиане-Пасифик есть сборка несущей стены LPB / WPPS-60-01, которая обычно используется в этом приложении, когда требуется 1-часовая огнестойкая стена, соответствующая Таблице 302.1.

Отчет об оценке ICC-ES (ESR) 1365 описывает испытанный продукт для облицовки, который соответствует Международным строительным нормам 2018, 2015, 2012 и 2009 годов в отношении характеристик горения поверхности, долговечности, теплового барьера, компонента огнестойких сборок. , и компонент классифицированных узлов кровельного покрытия. Как указано в ESR-1365: «Продукт представляет собой композитную панель, состоящую из слоя пиротита ® — негорючего инертного неорганического противопожарного экрана — наносимого на заводе на фанеру или ориентированно-стружечную плиту (OSB), отвечающую, соответственно, US DOC PS1 или US COC PS2.В отчете дана оценка огнестойкой оболочки LP ® FlameBlock ® .

Часы для оболочки, соответствующей нормам

Сегодняшний растущий акцент на меньшие размеры партий и сжатые интервалы между партиями проливает еще более яркий свет на расстояние разделения огня. Как никогда ранее, ищите продукты для облицовки наружных стен, которые соответствуют сертификации ICC по устойчивости к распространению пламени и прожогу.

Взгляды и мнения, выраженные в этой статье, принадлежат LP и не обязательно отражают точку зрения Международного совета по кодексу или Hanley Wood.

Расстояние от огня — ЛОДКА

Среди проектировщиков, архитекторов и официальных лиц существуют распространенные заблуждения относительно нескольких зданий на одном участке, пристройки к существующим зданиям и расстояния от огня. Часто не полностью учитывается расстояние от огня и допустимые отверстия, или эти специалисты считают, что между зданиями требуется произвольное расстояние (например, 10 футов).

Как правило, проблема возникает, когда предлагается пристройка к существующему зданию без орошения, где дополнительные квадратные метры потребовали бы обрызгивания здания.Чтобы избежать требований к поливу, проектировщик рассматривает возможность создания второго здания в непосредственной близости от существующего здания и спрашивает: «Как далеко должно быть новое здание от существующего?» В качестве альтернативы, тот же вопрос возникает при застройке с нуля, когда будет построено несколько зданий, а не одно большое, либо для того, чтобы избежать требований к спринклерным системам, либо по причинам, желаемым с точки зрения архитектуры.

Ответ на этот вопрос не является установленным числом, он содержится в Международных строительных правилах (IBC) 2015 года, раздел 705.3, строения на том же участке, в котором частично указано:

Для целей определения необходимой защиты стен и проемов, выступов и требований к кровельному покрытию предполагается, что строение на одном участке имеет воображаемую линию между ними. Если новое здание должно быть возведено на том же участке, что и существующее здание, местоположение предполагаемой воображаемой линии по отношению к существующему зданию должно быть таким, чтобы внешняя стена и защита проема существующего здания соответствовали установленным критериям. далее в Разделах 705.5 и 705,8.

Исключения:

  1. Два или более здания на одном участке должны либо регулироваться как отдельные здания, либо считаться частями одного здания, если общая площадь таких зданий находится в пределах, указанных в Главе 5 для одного здания. Если здания состоят из разных групп проживания или относятся к разным типам конструкции, площадь должна быть такой, которая разрешена для наиболее ограниченного проживания или строительства.

Исключение 2, которое конкретно касается гаражей и жилых помещений, было исключено для этой темы. Обратите внимание, что раздел 705.3 IBC относится к разделам 705.5 и 705.8, которые впоследствии относятся к таблицам 601, 602 и 705.8. Из этих разделов мы видим, что существует ряд критериев, определяющих необходимое расстояние между зданиями. Однако суть в том, что если несколько зданий должны рассматриваться либо как отдельные здания (и, таким образом, избегать требований к поливу), либо как одно здание (и, таким образом, избегать ограничений по открытию), как новые, так и существующие здания должны соответствовать требованиям IBC 705.3.

Здесь важно понимать, что в коде указывается не расстояние между зданиями, а расстояние до воображаемой линии между зданиями, как показано в Разделе 705.3 и Таблице 602. Начиная с 2015 года IBC Chapter 2:

РАССТОЯНИЕ ОТДЕЛЕНИЯ ПОЖАРА. Расстояние, измеренное от фасада здания до одного из следующих значений:

  1. Ближайшая внутренняя линия лота.
  2. До средней линии улицы, переулка или проезжей части.
  3. К воображаемой линии между двумя зданиями на участке.

Расстояние следует измерять под прямым углом от лицевой стороны стены.

Обычно дизайнеры и должностные лица кодекса сосредотачиваются на расстоянии между двумя зданиями, вместо этого они должны сосредоточиться на расстоянии до воображаемой линии, рассматриваемой так же, как внутренняя линия участка, между зданиями. Расположение этой воображаемой линии не обязательно должно быть посередине между рассматриваемыми зданиями; его расположение и конфигурация определяются профессиональным дизайнером.Как только местоположение воображаемой линии определено, ее местоположение фиксируется. Другими словами, воображаемая линия не может быть в одном месте при определении требований к защите проема для одного здания, а затем перемещена в другое место для определения требований к защите проема для другого здания, поскольку это противоречит цели и цели определения расстояния отвода огня. . Независимо от местоположения, которое профессионал-проектировщик выберет для воображаемой линии, все здания на участке должны соответствовать требованиям Раздела 705.3 и дополнительные ссылки.

В зависимости от расстояния от огня, степени защиты проема и процента проемов требуемое расстояние между зданиями на одном участке может варьироваться от 0 футов до 60 футов в соответствии с таблицей IBC 705.8. Из-за этого воображаемая линия (и расстояния от внешних стен до линии) должны быть очерчены в строительной документации так же, как должна быть очерчена реальная линия участка, чтобы можно было выполнить надлежащий анализ кода. Это становится особенно важным при поэтапной застройке, когда в течение длительного времени будут построены дополнительные здания или где впоследствии многие участки могут быть разделены и проданы.Решения, которые архитектор принимает на этапе проектирования, могут повлиять на то, где будут располагаться будущие здания (и даже навесы для автомобилей) на участке, или могут повлиять на расположение реальной линии участка в будущем.

Понимая правильное определение расстояния от огня и учитывая полное влияние Раздела 705.3 IBC 2015 года и всех включенных дополнительных ссылок на ранних этапах процесса проектирования, специалисты по проектированию и должностные лица могут помочь разработчикам и владельцам зданий понять последствия наличия нескольких здания на одном участке, вне зависимости от того, засыпаны они дождеванием, их близость друг к другу и что это может означать для будущего развития.

Эд Грин, инспектор планов города Кэрроллтон

5.3 Расстояние распространения | NWCG

Расстояние распространения (SD) — это расстояние вперед, на которое огонь распространяется за заданный промежуток времени. SD можно рассчитать на основе скорости распространения (ROS) и прогнозируемого времени (PT).

Расстояние распространения = скорость распространения × прогнозируемое время
SD = ROS × PT

Пример 1 — Каково расстояние распространения в футах для пожара, скорость распространения которого составляет 6 цепей в час в течение 3 часов. промежуток времени?

Шаг 1. Используйте уравнение для определения расстояния распространения.

Шаг 2. Ответ должен быть в футах. Настройте таблицу отмены так, чтобы отменяли все единицы, кроме
желаемых единиц, футов.

Расстояние распространения составляет 1188 футов.

Пример 2 — Используя информацию из Примера 1, найдите на карте расстояние распространения огня. Масштаб карты — 1: 31 680 (дюйм / дюйм).

Шаг 1. Преобразуйте дюйм / дюйм в футы / дюйм.Настройте таблицу отмены так, чтобы отменялись все единицы, кроме желаемой единицы, футы / дюймы.

Шаг 2. Преобразуйте расстояние распространения земли в расстояние распространения карты.

Расстояние карты составляет 0,45 дюйма.

РАБОЧАЯ ТАБЛИЦА РАЗВЕРТЫВАНИЯ КАРТЫ

Эти значения могут быть сведены в Таблицу электронных таблиц.

Лист карты (пустая версия)

строка 1 x строка 2)

9018 ____ 9018, разделенная строкой 6)

Строка Вход
0 PP Точка проекции 9018 ____8__ 9018 9018 Скорость разбрасывания, ч / ч ______ ______
2 PT Время проецирования, ч ______ ______
SD ______ ______
4 SDFT Расстояние разброса, футы (строка 3 x 66 футов / канал) ______ ______
5

Масштаб карты ______ ______
6 CF Коэффициент преобразования, фут / дюйм (см. Преобразование масштаба карты ) ______ ______
Выход
1 MD Расстояние распространения карты, дюйм (строка 4185

Рабочий лист разворота карты (завершен)

9018 9018 9018 9018 Точка проекции Задано

Строка Вход
0 PP ROS Скорость распространения, ч / ч 6 Дано
2 PT Время проецирования, ч 3 Из прим.1
3 SDCM Расстояние разброса, ch (строка 1 x строка 2) 18 Из пр. 1
4 SDFT Расстояние разброса, фут (линия 3 x 66 футов / канал) 1188 Из прим. 9
5 SCL Масштаб карты 1: 31,680 Из прим. 2
6 CF Коэффициент преобразования, фут / дюйм (см. Преобразование масштаба карты) 2640 Из прим.2
Выход
1 MD Расстояние распространения карты, дюйм (строка 4 разделена на строку 6) .45 от ex. 2

При заполнении электронной таблицы карты обратите внимание, что точка проекции — это нулевая линия. Строка 1 начинается со ставки спреда.

Таблица размеров зоны возгорания

/ ч
Линия Вход
0 PP Точка выступа ______
______
2 EWS Эффективная скорость ветра, миль / ч ______
3 PT Время проецирования, ч

SD

Разброс, ch ______
Выход
PER Периметр, ch ______ 9018 9018 AC 9018

ПРАКТИКА

Упражнение 1.Заполните таблицу значений карты для пожара с ROS 12 цепей / час и PT 3 часа. Масштаб карты — 1:21 120.









ПЕРЕДНЯЯ СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

Форма костра зависит от наклона и эффективной скорости ветра. Чем выше скорость ветра и процент уклона, тем длиннее и сигарной формы зона ожога.

Щелкните, чтобы просмотреть анимацию уклона и воздействия ветра при пожаре

Безопасность требует размещения пожарных на флангах (сторонах) или позади огня.Пожарный никогда не должен подниматься вверх (во главе) очага пожара с максимальной скоростью распространения. См. Стандартные приказы пожарной безопасности (F-I-R-E-O-R-D-E-R-S) в Справочнике Fireline, PMS 410-1 или NFES 0065.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАСШТАБИРОВАННОЙ ЛИНЕЙКИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ

При рисовании или измерении расстояний иногда необходима масштабированная линейка для прямых измерений. Шкала линейки или линейка инженера имеет шаг 1 дюйм, разделенный на шаг 1/10 дюйма, что удобно для наземных измерений.Наземные измерения обычно даются в долях, кратных 10. Рассмотрим расстояние на карте 3,7 дюйма, где 1 дюйм равен 100 футам. В этом случае каждая десятая дюйма будет равна 10 футам. Следовательно, 3,7 дюйма равняются 370 футам.

РАБОЧАЯ ТАБЛИЦА РАЗВЕРТЫВАНИЯ КАРТЫ

Все собранные и рассчитанные данные, относящиеся к расстоянию и скорости распространения, могут быть помещены в электронную таблицу карты.

Пример 3 — Используя линейку с шагом 1/10 дюйма или 0,1 дюйма, нарисуйте эскиз прожога в Примере 2.Эффективная скорость ветра составляет 3 мили / час. Заполните электронную таблицу карты. См. Шаги и иллюстрации ниже.

Шаг 1. Нарисуйте линию 0,5 дюйма от точки A вверх по склону до точки B.
A — B

Шаг 2. Посмотрите на огненные формы на рисунке ниже, чтобы определить, какой ширины сделать. эллипс.

Шаг 3. Нарисуйте эллипс вокруг нарисованной линии.

Форма пожара зависит от эффективной скорости ветра.

Расчет максимального расстояния обнаружения частиц в идеализированных сценариях лесных пожаров

Моделирование больших вихрей поверхностного слоя ветра над и внутри растительности было проведено в присутствии идеализированного лесного пожара с использованием эквивалентного объемного источника тепла. Частицы Firebrand представлены в виде сферических частиц с широким диапазоном размеров, которые случайным образом располагались в объеме горения и конвектируются в восходящем шлейфе в виде точек Лагранжа.Термически тонкие частицы подвергаются сопротивлению по отношению к потоку и потере влаги при сушке и пиролизе, сгоранию полукокса и потере массы при горении. Импульс частиц, тепломассоперенос и основные уравнения горения были вычислены вдоль траекторий частиц в нестационарном трехмерном поле ветра до их осаждения на землю. Дистанция обнаружения сравнивается с максимальной дальностью обнаружения, полученной с помощью модели Альбини для нескольких сценариев идеализированных линейных пожаров травы или факелов деревьев.Прогноз максимального расстояния обнаружения частиц для пожара с короткой травой мощностью 2000 кВт / м удовлетворительно сравнивался с результатами модели Альбини и на 40% занижал результаты для пожара высокой интенсивности 50000 кВт / м. Для случаев с одним и четырьмя деревьями факела модель предсказывает максимальные расстояния согласованно, но для немного различающихся диаметров частиц.

1. Введение

Точечные пожары возникают во время лесных пожаров при сжигании мусора, переносимого ветром, и приземления конвекционной колонны вдали от активного очага возгорания.При таком возникновении существует вероятность возгорания еще одного пожара с опасными последствиями для пожарных бригад и тушения пожаров, которые должны учитываться системами поддержки принятия решений для управления и планирования лесных пожаров [1–3]. Было разработано много головных транспортных моделей; см. пионерские работы Tarifa et al. [4], Ли и Хеллман [5] и Альбини [6]. Модель Альбини предсказывает максимальное расстояние обнаружения [6–10] и была включена в несколько моделей распространения лесных пожаров [11–17].Время вычислений, необходимое для получения прогнозов с помощью модели Альбини, намного быстрее, чем в реальном времени, из-за присущих корреляций на основе модели. Это большое преимущество перед предсказаниями многомерной вычислительной гидродинамики (CFD); однако считается, что явления лесных пожаров выиграют от CFD, как и для прогнозов пожаров в ограждении; см., например, [18–20].

Задача очень сложная, так как представлено большое количество случайных параметров. Транспортировка головешков сопряжена с рядом трудностей моделирования: во-первых, знание формы и размера частиц, которые поднимаются в области пламени; во-вторых, перенос частиц нестационарными полями ветра и конвективного столба; и, наконец, что не менее важно, вероятность зажечь огонь после приземления частицы.Эта работа связана только с транспортировкой головорезов с целью прогнозирования максимального расстояния обнаружения частиц. Однако он включает в себя совместное прогнозирование (i) ветрового потока через растительность и над ней; (ii) очаг пожара вблизи области и конвекционная колонна; и (iii) тепломассообмен частицы и горение вдоль ее траектории.

Взаимодействие ветрового потока с кронами деревьев широко изучено [21–25]. Средняя вертикальная скорость ветра имеет экспоненциальный профиль внутри леса, а уровни турбулентности в основном связаны с производством турбулентной кинетической энергии за счет сдвига на вершине полога, а не за счет образования следа отдельными элементами.Поток внутри и над лесом связан турбулентными движениями в больших масштабах по сравнению с глубиной леса, которые имеют сильно прерывистый характер [22, 26, 27]. Было предложено несколько попыток смоделировать обмены между лесом и нижними слоями атмосферы путем сборки усредненных статистических моделей турбулентности, таких как; см. [28–31]. Эти модели неадекватны для представления прерывистого характера потока. Моделирование больших вихрей (LES) явно моделирует доминирующие энергетические турбулентные масштабы, разрешенные трехмерной сеткой [32–34], и, следовательно, оно было использовано в этой работе.

Из-за несоответствия масштабов в области тепловыделения при пожаре от масштабов оставшейся расчетной области практически невозможно определить и спрогнозировать скорость тепловыделения, но она должна быть задана как входной параметр. Так называемые лагранжевые тепловые элементы [35, 36] используются для моделирования тепловыделения при пожаре, поскольку они переносятся тепловым движением. Согласно этому предположению, пожар представляет собой большой набор капель, переносимых крупномасштабным движением, а скорость тепловыделения, связанная с каждым элементом, представлена ​​простой функцией с временным масштабом, определенным из корреляций шлейфа, обобщенных в [37].Гораздо более упрощенная модель состоит в том, чтобы предписать источник тепла либо на поверхности, либо в объеме, обычно аппроксимируемый гауссовыми профилями [38] и корреляциями высоты пламени как функции интенсивности огневой мощи. Это была процедура, принятая для моделирования самого пожара, и источник предполагался стационарным, поскольку скорость распространения огня мала по сравнению со скоростью ветра.

В своих работах первопроходцы использовали подход классической модели шлейфа интегральных моделей для прогнозирования всплывающих шлейфов в поперечном потоке, ответственном за подъем головной части.Примерами разработанных упрощенных моделей являются исходно осесимметричные струи [39, 40] и плавучие струи от пожаров [5, 7, 9] или интегральные модели струй для линейных пожаров в поперечном потоке [41]. Эти модели сводят проблему к набору обыкновенных дифференциальных уравнений, которые необходимо решить с помощью приближенного выражения или с помощью эмпирической подгонки для расчета траектории, ширины, скорости и температуры факела. Трехмерные полевые расчеты пожарных шлейфов были тщательно исследованы; см., например, [36, 38, 42].В данной работе используется последний подход и была выбрана модель LES, которая явно учитывает подсеточные напряжения и турбулентные тепловые потоки [43].

В рамках моделирования осредненного по времени турбулентного потока проблема мгновенной скорости, действующей на частицу, обычно рассматривается в рамках лагранжевых стохастических моделей; см. обзор в [44]. Для данной цели LES-расчетов во время траектории головокружения предполагалось, что вычисленное мгновенное поле скорости действует в частице в течение рассматриваемого временного шага.Есть три основных способа учесть взаимодействие с ветром в частицах головешков. Первый способ заключается в рассмотрении сферических частиц с широким диапазоном размеров, испытывающих сопротивление относительно потока и потери влаги при сушке и пиролизе, сгорании полукокса и потере массы при горении. Модели для расчета траекторий полета дисперсных частиц в турбулентном потоке хорошо известны, и предполагается, что частицы имеют сферическую форму из-за трудностей, присущих определению коэффициентов сопротивления и импульса для других форм; см., например, [45].Второй способ заключается в рассмотрении формы несферических частиц, цилиндров или дисков, при одностороннем взаимодействии, что означает, что ветер влияет на ориентацию несферических частиц относительно местного ветра, полученного с помощью баланса импульсов, но с заданными коэффициентами сопротивления и импульса в зависимости от относительная ориентация частиц. Третий будет соответствовать навязчивой геометрии реального тела несферической частицы и расчету (с помощью химеры или движущихся сеток) их следа, который может мешать самой частице во время кувырка, трепета или хаотического движения свободного падения.

Недавно была построена экспериментальная установка для создания контролируемого распределения по размеру и массе светящихся головешков; см., например, [46, 47], позволяющие изучать горючесть головного материала, такого как сосновые шишки и чешуйки, а также кусочки коры эвкалипта; см. [48]. Теоретические модели коэффициента сопротивления несферических частиц разрабатываются (см. [49–51]), но широкий диапазон случайных форм, размеров и конечных скоростей требует проверочных испытаний перед практическим использованием в реактивных многомерных расчетах.

Модель горения древесных, целлюлозных или угольных топливных частиц обычно включает процессы сушки, пиролиза и окисления угля. Их характеристики горения и диаметр при приземлении связаны с возможностью воспламенения головней прилегающей растительности [52–55], и были представлены обзоры моделирования химических и физических процессов пиролиза древесины и биомассы; см., например, [56–58]. Прогнозирование распространения огня основано либо на модели шлейфа, либо на модели сопряженного пожара и атмосферы, либо на полуэмпирических моделях для прогнозирования распространения пожара; см., например, [59–61].Траектории частиц и расстояния обнаружения были получены для широкого диапазона идеализированных случаев с использованием этих основных предположений об источнике огня, ответственного за конвекционный столб; см., например, [55, 61–63].

Физика, основанная на связанных моделях пожара и атмосферы, рассматривает аппроксимации определяющих уравнений гидродинамики, горения и термического разложения твердого топлива (см., Например, [64–66]), стремясь исключить использование существующих упрощенных эмпирические модели лесных пожаров, потому что они не предсказывают общее поведение пожаров; однако высокое разрешение и высокоточное сгорание в настоящее время не подходят из-за их вычислительной стоимости.Было проведено несколько исследований физики, основанных на совместных исследованиях пожара и атмосферы (см. [67–72]), и некоторые из этих исследований были применены к проблеме обнаружения пожара. Среди них [71] рассмотрено горение частиц цилиндрических и дискообразных головешков по нескольким геометрическим параметрам. Диски перемещаются дальше, чем цилиндры; также головни от пожаров под навесом летят дальше, чем головни от надводных пожаров. В зависимости от того, где происходит горение, например, на лицах или по окружности, это влияет на срок службы головней.Кроме того, моделирование показывает, что совместное поведение огня и атмосферы доминирует в траекториях и схемах посадки.

Основная трудность при валидации модели Альбини или модели CFD в реальных условиях заключается в том, что большие полевые лесные пожары показывают признаки пятнистых пожаров на земле только после того, как пожар был потушен, и неизвестно, соответствуют ли они. на максимальное расстояние обнаружения частицы. Частица, отвечающая за максимальное расстояние обнаружения, может не зажечь огонь в противовес другим частицам, которые обнаруживают слишком короткие расстояния.Следовательно, взаимное сравнение различных моделей может способствовать оценке шкалы погрешности схемы расстояний обнаружения.

Основная цель этой работы — сравнить максимальное расстояние обнаружения, полученное с помощью модели Альбини, с максимальным расстоянием обнаружения частиц, полученным с помощью моделей сгорания LES и firebrand. Таким образом, в этой работе получено совместное решение трехмерных нестационарных полей скорости и температуры, и для каждого временного шага частицам позволяют сгореть во время их конвекции.Для каждого размера частиц рассчитанные расстояния образования пятен, а также их обугливание, зола и температура позволяют получить максимальное расстояние обнаружения при заданном пожаре. Представлены два класса пожаров: травяные пожары и горение деревьев. В обоих случаях прогнозируемые максимальные расстояния обнаружения сравниваются с результатами модели Альбини.

В следующем разделе кратко представлены модели. Раздел «Результаты» следует за этим, но до получения результатов по транспортировке головного мозга был проведен тестовый пример LES.Это соответствует моделированию LES нижней атмосферы с однородным лесом [22] для исследования зависимости решения LES от разрешения грубой сетки. Затем исследуется обнаружение головных головок с использованием связанного LES пожара и атмосферы (моделирование больших вихрей), в котором связаны процессы подъема, распространения и осаждения головных головок. Идеализированные сценарии соответствуют «примерам определения расстояния» Альбини [6] для пожара с короткой травой мощностью 2000 кВт / м и ветрового пожара при пожаре чапараль мощностью 50000 кВт / м.Вдобавок рассматривались поджигающие деревья на основе сценария, приведенного в [73], первое из которых соответствует одному дереву Великой ели, а второе — четырем деревьям, горящим вместе. Статья завершается сводными выводами о сравнении максимальных дистанций обнаружения.

2. Математическая и численная модель
2.1. Управляющее уравнение

Управляющими уравнениями являются уравнения Навье-Стокса неразрывности и уравнения энергии. Используется приближение Буссинеска, а уравнения включают дополнительные члены для учета сопротивления деревьев навесом и тепла, получаемого воздухом при контакте с растительностью.Отфильтрованные уравнения модели Навье-Стокса могут быть выражены следующим образом: Здесь — давление, — гравитационное ускорение, — коэффициент объемного расширения, и — постоянные молекулярные коэффициенты диффузии импульса и тепла. Полоса обозначает среднее значение по ячейке расчетной сетки, а двойным штрихом — его отклонения. Сила Кориолиса была исключена, поскольку она не имеет прямого отношения к масштабам движения для рассматриваемой области порядка 1 км.

2.2. Модель подсеточного масштаба (SGS)

Существует широкий диапазон моделей подсеточного масштаба (SGS), а также большое знание проблем моделирования, таких как гипотеза градиентной диффузии, используемая в некоторых моделированиях крупных вихрей; см., например, [74, 75].Для атмосферных потоков первые классические модели (см., Например, [33, 34]) были усовершенствованы моделями, основанными на уравнениях переноса для напряжений и потоков SGS. Модель подсеточных уравнений замыкания второго порядка, описанная в [43], была выбрана для настоящей цели для прогнозирования шлейфа при поперечном потоке в приземном слое атмосферы. В модели используется уравнение переноса для подсеточной кинетической энергии. Турбулентные потоки тепла и импульса и их соответствующие анизотропные компоненты определяются из следующего набора алгебраически аппроксимированных уравнений замыкания второго порядка: Уравнения (6a) — (6c) были решены в явном виде, как предложено в [43], что дает коэффициенты модели SGS, перечисленные в таблице 1 в соответствии с [43].


0,5 1,63 2,02 0,845

Масштаб длины задается в зависимости от высоты над поверхностью земли и размера ячейки: описанные процедуры повышения числовой стабильности по [76] были использованы для решения (4).

Была также рассмотрена вторая модель SGS, классическая модель Смагоринского [77], поскольку она широко используется в прогнозировании атмосферного пограничного слоя. Простая подсеточная модель Смагоринского должна быть достаточной при условии, что временное и пространственное разрешение достаточно хорошо, чтобы разрешить большую часть энергетических масштабов; см., например, [78]. Эти требования к разрешению становятся невозможными с вычислительной точки зрения при более высоком разрешении, особенно вблизи поверхности.

2.3. Дополнительные условия для моделирования леса

Дополнительный член в (2) представляет силу сопротивления из-за навеса, смоделированного как пористое тело с однородной плотностью поверхности. Сила сопротивления была принята согласно [18] как зависящая от времени и равная произведению локальной плотности листвы (функция только вертикального положения), постоянного коэффициента сопротивления и квадрата локальной скорости, так что сила -направление задается где — скалярная скорость. Коэффициент сопротивления изотропен, а сила сопротивления прямо противоположна локальному мгновенному вектору ветра.

Член в (3) учитывает источник тепла, обеспечиваемый листвой, которая нагревается, исходя из предположения, что солнечное излучение проникает через полог и нагревает листву. Мощность источника тепла, включенная в (3), тогда является вертикальной производной восходящего кинематического вертикального теплового потока, определяемого как где — нисходящий кумулятивный индекс площади листа (безразмерный), который является коэффициентом ослабления и принимается равным 0,6. Только тестовый случай, соответствующий условиям слабой конвекции, = 0.005, считалось соответствующим = 1.1, где — масштаб конвективной скорости, и, где обозначает длину Монина-Обухова и плотность площади листьев, (интегрирование плотности площади растений), рассматриваемое как описано в [43].

Последний член в (3) представляет излучающий источник тепла, предполагающий упрощенные потери тепла: где означает постоянную Стефана-Больцмана, а коэффициент излучения был принят равным.

Последний член в (4) представляет собой дополнительный процесс рассеивания из-за сопротивления купола, в котором есть временная шкала сопротивления, определяемая формулой (9).Этот член учитывает удаление кинетической энергии SGS под действием сопротивления, исходя из предположения, что следовые движения имеют еще меньший масштаб, чем те, которые составляют основную часть кинетической энергии SGS.

Дополнительное скалярное уравнение переноса для моделирования «концентрации дыма» было добавлено только для визуализации.

2.4. Модель

«Поджигатель» Движение головни изучается, предполагая, что они ведут себя как точечная масса, а аэродинамическое сопротивление действует в направлении, противоположном движению центра тяжести от головешка.Рассматривая только сопротивление и гравитацию, трехмерное движение головешка массы, движущегося со скоростью в пределах скорости огня, регулируется следующей системой дифференциальных уравнений: где сила тяжести действует только в вертикальном координатном направлении.

Коэффициент лобового сопротивления зависит от формы частиц. Здесь сферическая форма выбрана для головешки из-за хорошо известной зависимости коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса: где число Рейнольдса частицы равно Частицы для исследуемых тестовых случаев имеют диапазон в несколько миллиметров, и они сделаны из угля и целлюлоза.Скорость уменьшения массы частицы из-за испарения воды, пиролиза и горения полукокса может быть представлена ​​суммой массовых скоростей: во время процессов сушки и пиролиза предполагается, что объем частицы остается постоянным, и уравнение массы сводится к во время сжигания угля предполагается, что плотность частиц остается постоянной, а уравнение массы сводится к. Скорости потери массы из-за высыхания в [79] и пиролиза [80] могут быть выведены из следующих законов типа Аррениуса: После сушки и пиролиза, изменение массы частицы из-за горения полукокса дается формулой [56]: где — давление кислорода, прилегающего к частице.

Принимая во внимание допущение, что частицы термически тонкие, температура по всей частице одинакова во время ее нагрева или горения. Уравнение теплопроводности (конвекции) частицы сводится к тому, что представляет собой долю тепла частицы от сгорания полукокса, которая передается частице. Здесь = 0,3. Испарение воды и пиролиз являются эндотермическими процессами (= 2,4 кДж / кг и = 0,418 кДж / кг), в то время как горение полукокса является сильно экзотермическим (= -32,74 кДж / кг).Лучистым теплопереносом между частицей и газом здесь пренебрегли. Конвективная теплопередача достигается для сферы, движущейся со скоростью скольжения через газ: где число Нуссельта Nu определяется как Теплопроводность является функцией средней температуры газа и частицы. Для расчета движения частицы используется лагранжев подход. В этой процедуре траектории частиц интегрируются с учетом мгновенной средней скорости газа на каждом временном шаге.

2.5. Численный метод и граничные условия

Дискретизация нестационарной формы уравнений импульса, энергии и скалярной концентрации проводилась методом конечных объемов вместе со схемой БЫСТРОЙ дискретизации [81], которая имеет 3-й порядок точности в пространстве. и время. Явная схема использует квадратичный тип Лейта временной дискретизации и восходящую квадратичную интерполяцию с участием 21 точки сетки для оценки конвективных потоков в трехмерных задачах.Уравнение Пуассона было решено, чтобы гарантировать, что поле скорости бездивергентное. Максимальное использованное число Куранта было равно 0,5, а подробности о схеме БЫСТРЫЙ приведены в [82, 83]. Расчеты были также выполнены с помощью другого собственного разработанного кода конечного объема, SOL (см. [84, 85]), который использует неструктурированные сетки и, несмотря на формальную точность второго порядка, его порядок точности, вероятно, будет снижен за счет использования ограничителей потока до Избегайте колебаний раствора.

На рисунке 1 также показаны граничные условия, используемые в каждой плоскости блочной области; в продольном направлении непериодический градиент давления регулируется на каждом временном шаге для поддержания заданной средней скорости с периодическими условиями в плоскостях, перпендикулярных продольному направлению.

Граничные условия, используемые для сценариев пожара, представляют собой антисимметричные условия в направлении размаха, в то время как на входе был задан профиль скорости, а на выходе была рассмотрена экстраполяция волн Зоммерфельда для минимизации отражения. Внизу используется граничное условие противоскольжения, в котором вертикальные потоки горизонтального импульса оцениваются из соотношения Монина-Обухова согласно [43]. Вверху для горизонтальных составляющих скорости используются граничные условия свободного скольжения, а вертикальная производная температуры и вертикальный поток кинетической энергии SGS устанавливаются равными нулю.Это искусственное граничное условие можно интерпретировать как сильную инверсию. Для тестового случая однородного леса используются периодические граничные условия в поперечном направлении.

3. Результаты
3.1. Ветровой поток над модельным лесом и внутри него
3.1.1. Поля скорости

Расчетная область простирается на 9,6 × 4,8 на земле и более чем на 3 на вертикали однородного лиственного леса, как предложено в [22] (см. Рисунок 1), где это высота дерева.Вертикальный профиль плотности площади листа рассматривается с распределением, указанным в справке, которое соответствует индексу площади листа, равному 5. В [22] использовалась однородная сетка, содержащая 96 × 48 × 30 узлов сетки, которая включает 10 узлов сетки ниже высоты навеса. .

Прогнозы с помощью кода QUICKEST используют 5-узловое разрешение высоты дерева, соответствующее 50 × 26 × 17 узлам сетки. Была использована более грубая сетка, потому что для определения расстояний в случаях лесных пожаров требуются расстояния, охватывающие гораздо более широкую область, примерно на два порядка величины высоты дерева, а для практических ситуаций разрешение, используемое в [22], было бы непрактичным.

На рисунке 2 показана усредненная продольная скорость для индекса листовой поверхности, равного 5. Настоящие прогнозы показывают сильный дефицит скорости из-за деревьев, а изменение скорости с высотой удовлетворительно согласуется с [22]. Прогнозируемый вертикальный профиль кинетической энергии турбулентности, полученный с помощью Smagorinsky, показан на рисунке 3 (а), и ниже купола разрешения сетки все еще недостаточно. Но в целом это следует в удовлетворительном соответствии с кинетической энергией турбулентности, сообщенной в [22], а также с уравнением переноса SGS LES для подсеточных потоков, используемых в QUICKEST.Вклад подсеточного масштаба невелик, и тенденция удовлетворительно согласуется с заявленными значениями. Результаты, полученные с помощью QUICKEST, показывают некоторые расхождения с данными [22] из-за отсутствия разрешения сетки.

На рис. 3 (b) показано прогнозируемое турбулентное напряжение сдвига для индекса площади листа, равного 5. Безразмерные значения по его значению на высоте верхушек деревьев показывают удовлетворительное согласие в быстром и почти линейном распаде внутри леса в соответствии с требованиями. из-за сильных сил сопротивления и над куполом почти линейным образом, вызванного существованием глубокого перемешанного слоя.Также, как показано в [22], вклад SGS в напряжение Рейнольдса невелик, что указывает на то, что это, как правило, очень малая составляющая полного потока импульса. Вклад подсеточного напряжения в общее напряжение сдвига очень невелик, что означает, что крупномасштабное движение в основном отвечает за большие значения, наблюдаемые на куполе и в сдвиговом потоке.

На рисунках 4 (a) и 4 (b) показан горизонтальный срез в середине области с векторами скорости (и компонентами) вместе с контурами компонент скорости по размаху и вертикали, соответственно.На рисунках показаны области восходящих и нисходящих потоков из-за прерывистого характера крупномасштабных явлений. На рис. 4 (c) показан контурный график скорости вертикального среза с векторами скорости (и компонентами), где можно наблюдать две отдельные области с высокой и низкой скоростью из-за наличия лесных деревьев в нижней части области.

Этот тестовый пример показывает, что разработанный программный код с включением модели LES удовлетворительно воспроизводит поток внутри и над модельным лесом.Хотя использовалась грубая сетка, САМЫЕ БЫСТРЫЕ прогнозы удовлетворительно согласуются с [22]. Для исследования, связанного с обнаружением расстояния от лесного пожара, мы выбрали модель QUICKEST с уравнением турбулентной кинетической энергии SGS. Эта по-прежнему современная модель должна работать намного лучше для струи в поперечном потоке, чем концепция вихревой диффузии SGS, воплощенная в модели Смагоринского для обработки тепловых потоков SGS.

3.1.2. Дисперсия частиц

Однородный лес представляет собой хороший сценарий для анализа дисперсии частиц, которые выбрасываются на определенной высоте над пологом.В периодических ветровых граничных условиях частица будет переноситься нестационарным ветром и может испытывать несколько оборотов домена вплоть до осаждения на землю. Для этого вертикальный размер расчетной области был увеличен вдвое, и частицы выбрасывались на 50-метровую высоту. При, начальная продольная и вертикальная компоненты скорости приравнивались к локальной скорости ветра и конечной скорости частицы соответственно. Этот сценарий без взаимодействия с атмосферой всплывающего шлейфа актуален только для моделирования конечной траектории полета частиц после выхода из конвективной колонны и их взаимодействия с потоком, в котором преобладает купол.Кроме того, скорость ветра составляла 15 м / с для имитации сильного ветра, который очень часто случается при крупных пожарах. Предполагалось, что частицы имеют сферическую форму с различными коэффициентами сопротивления 0,4, 0,5 и 1,2 и плотностями 150 кг / м 3 , 300 кг / м 3 и 600 кг / м 3 , чтобы моделировать различные времена релаксации частиц.

На рисунках 5 (a), 5 (b) и 5 ​​(c) показаны вероятности обнаружения расстояний для трех коэффициентов сопротивления соответственно. Легкие частицы перемещаются больше и сильно зависят от коэффициента сопротивления.Высокая сила сопротивления передает более высокий импульс частицы в продольном направлении, а частицы с низкой плотностью, 150 кг / м 3 , имеют максимальное расстояние обнаружения, соответствующее 140 м для Cd = 0,4 и достигающее 230 м для Cd. = 1,2; кривая плотности вероятности обозначает увеличение изменчивости с увеличением сопротивления. Для тяжелых частиц с плотностью 600 кг / м 3 расстояния пятен изменяются гораздо меньше с учетом рассматриваемых коэффициентов сопротивления. Следует отметить, что, несмотря на простоту анализа, выявляется большая изменчивость, от 130 до 230 мкм для легких частиц с реалистичным Cd = 1.2. Поднятые частицы, которые достигают высоты 50 м, например, в результате кратковременных событий интенсивного воспламенения изолированных горящих деревьев, и начинают свой перенос полем ветра за пределы конвекционной колонны, могут осаждаться с большим разбросом, создавая большую неопределенность. вторичных пожаров.

3.2. Расстояния обнаружения модельного пожара

В предыдущем подразделе были выполнены количественные или качественные сравнения прогнозов, в результате которых был сделан вывод о том, что, хотя используются грубые сетки, численные результаты по-прежнему согласуются с параметрами, которые влияют на перенос головок большого диаметра.

Все последующие прогнозы используют объемную мощность источника тепла, рассчитанную на основе расчетной мощности, длины линии пожара и мощности на единицу объема. Интеграл получен в призматической области пламени с основанием, равным высоте пламени. Было принято гауссово распределение функции глубины источника, и были сделаны корректировки, чтобы удовлетворить (17a), (17b) и (17c) в расчетной области.

3.2.1. Line Grass Fire

Первый сценарий соответствует примерам, приведенным в [6, 86].Задача состоит в оценке максимального расстояния от очага пожара от встречного пожара в невысокой траве с интенсивностью 2000 кВт / м при скорости ветра на высоте 10 м 5 м / с. Высота растительности равна 2,5 м, а плотность площади растительности соответствует треугольному вертикальному распределению с максимальным значением 0,5. Скорость на входе является степенной (1/7) и линейно стратифицированной 0,003 К / м выше 30 м. Высота пламени была оценена на основе корреляций Ротермеля [41] и составила 2,6 м, а длина линии пожара — 60 м.Объемный источник тепла размещался в призматическом объеме с равносторонним треугольным поперечным сечением высотой 3 м (предсказано корреляциями Ротермеля). Среднее значение прочности составило 49 кВт / м 3 и на земле 10 кВт / м 2 для обеспечения пожара 2000 кВт / м. Поле скорости и температуры на входе возмущалось на каждом временном шаге в соответствии с гауссовым случайным числом с нулевым средним и единичной дисперсией, а также конвективным масштабом и. Эта процедура необходима, потому что нельзя рассматривать однородные направления и для рассматриваемого явления требуется профиль скорости на входе.

Сетка из 64 × 64 × 64 узлов дискретизирует расчетную область размером 1000 × 300 метров в горизонтальной плоскости и 250 метров в вертикальном направлении. Сетка неравномерно распределена по окрестностям местности с разрешением 1 м и по области очага пожара; обычно выполнялось 8000 временных итераций (16 минут в реальном времени). Частицы выходили с нулевой скоростью внутри области заданного тепловыделения. Были рассмотрены десять классов размеров частиц от 0,5 до 9,5 мм в диаметре, и для каждого класса 50 частиц были случайным образом распределены по контрольным объемам по размаху.Частицы могут подвергаться отложению или выгоранию или выходу из области, и когда это происходит, новая частица была вставлена ​​в область тепловыделения. В общей сложности 500 частиц всегда отслеживалось на каждом временном шаге в течение 6000 временных шагов, а общее количество осаждений измельченных частиц составляло около 20000. Начальная плотность частиц составляла 200 кг / м 3 и процентное содержание по массе полукокса, золы, вода и пиролиз составляли 70%, 20%, 1% и 4% соответственно.

На рис. 6 (а) показано трехмерное изображение скалярного поля концентрации дыма.Плавучее течение при поперечном потоке порождает две характерные вихревые структуры, а вдали от источника вращающаяся пара вихрей порождает две дымовые трубы, где концентрация дыма максимальна. Для наглядности в объеме тепловыделения задавалась концентрация дыма, равная единице.

Модель Альбини была запрограммирована, и их корреляции для растительных пожаров или поджигающих деревьев дают максимальное расстояние обнаружения, а для поджигающих деревьев выходные данные модели включают также диаметр частиц.Однако для растительных пожаров модель Альбини не предсказывает диаметр частиц, соответствующий максимальному расстоянию обнаружения. Другое замечание касается предписания огня, а также его поведения по сравнению с реальной ситуацией, когда присутствуют сильные колебания пламени и которые принимаются во внимание Альбини. Рассмотрение нестационарных источников объемного тепловыделения не предпринималось. Прогнозируемое выдувание шлейфа могло затронуть только очень мелкие частицы.

На рис. 6 (b) показаны координаты точки, в которой частица достигает максимальной высоты вдоль своей траектории частицы, и расстояние обнаружения соответствующей частицы.Для каждого класса размера частиц максимальное местоположение сильно зависит от его исходного положения. Если плавучая колонна не захватывает частицу, ее траектория очень короткая. Поскольку общее количество частиц составляло около 20000, считается, что было обеспечено хорошее статистическое описание положений источника выброса. Согласно модели Альбини, частица достигает максимальной высоты 68 м для этого сценария. По нынешним предсказаниям это должно соответствовать частицам диаметром около 2 мм.Частицы размером менее 1 мм сгорают во время полета согласно рассматриваемой модели горения. Из рисунка 6 (b) можно сделать вывод, что частицы, захваченные выше в шлейфе, уносятся дальше по потоку.

Результаты, соответствующие вероятности осаждения грунта, показаны на Рисунке 6 (c). Следует упомянуть, что вероятность оценивалась путем подсчета для каждого класса частиц, осаждающихся в каждом продольном срезе длиной 2 м, и деления количества на общее количество отложившихся частиц для каждого класса.Следовательно, если бы был выбран больший размер среза, вероятность увеличилась бы, но с аналогичным распределением. Тем не менее на рис. 6 (c) показано, что частицы осаждаются близко к впускному отверстию из-за большого размера или частицы небольшого размера высвобождаются в слишком низком начальном положении, или они выпадают из конвекционной колонны. Рисунок 6 (c) показывает, что относительно небольшое количество частиц разлетается на расстояние более 200 метров. Но существуют различия в расстоянии распространения между частицами, случайно выпущенными на одной и той же высоте. Максимальное прогнозируемое расстояние обнаружения составляло 400 метров для 1.Диаметр сферической части 5 и 2,5 мм. Прогнозы модели Альбини, исправленные [86], показывают, что максимальное расстояние обнаружения составляет 450 м.

Второй тестовый пример соответствует ветровому пожару в чапарале, когда скорость ветра на высоте 10 м составляет 20 м / с, а интенсивность пожара составляет 50000 кВт / м. Это соответствует сильному наземному пожару очень высокой интенсивности и очень сильному ветру. В свете результатов первого примера можно ожидать больших расстояний обнаружения. Были использованы условия, аналогичные предыдущему примеру, но расчетная область простирается до 3 км в продольном направлении и на 500 м как по размаху, так и по вертикали.Использовалась грубая сетка 64 × 64 × 64, предполагалось, что растительность имеет высоту 4 м, а высота пламени — 10 м. В области пламени 100-метрового линейного пожара была предписана объемная скорость тепловыделения 508 кВт / м 3 .

На рис. 7 (а) показано трехмерное изображение концентрации дыма на расстоянии до 1 км от источника. В нашем моделировании наблюдались несколько различных типов когерентных вихревых структур. Можно идентифицировать сворачивающийся сдвиговый слой («висящий» неустойчивость Кельвина-Гельмгольца), подобный описанному в [87].Из-за большой длины линии возгорания вихревые структуры, соответствующие встречно вращающемуся вихревому воздуху, еще не раздваивались. Также можно различить зарождающиеся краевые вихри на наветренных углах поверхности магистрального топлива и вблизи поверхности земли. Наконец, в следе, не видимом на рисунке, есть вихри следа, которые взаимодействуют с землей, создавая сильный ветер.

На рис. 7 (b) показана вероятность расстояния пятен как функция диаметра частиц, оцениваемого по количеству частиц, оседающих на 10-метровом продольном срезе.Во время полета выгорают частицы диаметром менее 2 мм. Из-за сильного ветра и конвекционного столба более крупные частицы могут переноситься на большие расстояния без горения. Модель Альбини предсказывает максимальное расстояние обнаружения на уровне 2820 м. Настоящие трехмерные прогнозы показывают меньшие расстояния обнаружения до 1800 м, но при существующей когерентной структуре потока плюма захваченные частицы будут описывать траектории, которые не могут быть зафиксированы упрощенными классическими моделями. Движение Firebrand очень чувствительно к переменному полю потока, окружающему его, которое регулируется динамической системой огонь-атмосфера.

Рисунок 6 (b) также показывает, что распределение точечных пожаров быстро уменьшается с расстоянием по ветру от места пожаров и может быть описано с помощью отрицательной экспоненциальной функции (см. Рисунок 6 (b)), тогда как на рисунке 7 (b) обозначено около 100 ма небольшое увеличение с последующим быстрым уменьшением. Это может быть связано с сильными вертикальными потоками.

На рис. 7 (c) показано расстояние до пятен, а также содержание полукокса, разделенное на начальную массу полукокса. Следует заметить, что по оси ординат отображаются две шкалы: (i) единицы расстояния до пятен в км и (ii) содержание частиц угля при пятнистости, деленное на исходное содержание частиц; это соотношение представлено в масштабе от 0 до 1.Мелкие частицы осаждаются с высоким содержанием полукокса, а крупные частицы осаждаются с процентным содержанием полукокса, которое колеблется почти от нуля (выгорание) до 80% из-за разного времени пребывания на их траекториях. Частицы с низким содержанием углерода означают, что их плотность ниже, и, следовательно, при том же сопротивлении, вероятно, они будут перенесены дальше вниз по потоку.

3.2.2. Поджигающие деревья

Расчеты соответствуют примеру Ротермеля [73], в котором используется версия модели Альбини для расчета максимального расстояния до поджигающих деревьев.Первый пример соответствует одиночному поджигающему дереву Grand Fir высотой 50 м в лесу с высотой другого дерева 43 м и скоростью ветра 9 м / с на высоте 6 м. Тепло 38 кВт / м. 3 выделялось в конусе диаметром 12 м и высотой 40 м над 10-метровым уровнем земли, которому соответствует мощность 180 МВт, оцененная на основе корреляций Ротермеля скорости горения и доступной массы топлива. Однако автор не уверен в объемном тепловыделении горящего дерева Гранд-Пихта при рассматриваемой скорости ветра.

Плоскости мгновенного сечения скалярной концентрации дыма демонстрируют подковообразную структуру с вращающимися в противоположных направлениях вихрями. На рисунке 8 (а) показано максимальное расстояние обнаружения для примера одиночного дерева. Модель Альбини предсказывает максимальное расстояние пятен 560 м, соответствующее диаметру частиц 4,9 мм. Однако Альбини предположил, что коэффициент сопротивления бесконечной цилиндрической формы частицы. Простой баланс между силами сопротивления и веса показывает, что цилиндр может иметь диаметр 1.В 9 раз больше диаметра шара. Предсказания для сферических частиц показывают, что частицы размером 3 мм могут достигать максимального расстояния 600 м, а частицы 2 мм — 900 м, и, следовательно, настоящие прогнозы удовлетворительно согласуются с моделью Альбини.

На рисунке 8 (b) показаны три разные величины. Первый — это расстояние наблюдения в километрах. Второй — отношение массы полукокса при осаждении к его начальному значению по шкале от 0 до 1, а третий — средняя температура частицы относительно исходных 973 К, также в шкале от 0 до 1.Прогнозы показывают, что более крупные частицы осаждаются с более высокой температурой, чем мелкие из-за более короткого времени полета и меньшего тепловыделения в холодную окружающую среду. Распространение содержания угля в частицах увеличивается с размером частиц. На рисунке 8 (c) показана зависимость полукокса от расстояния пятен частиц, означающая, что частицы, которые перемещаются больше, израсходовали большую часть полукокса, как и следовало ожидать, но частицы размером 10 мм имеют самую высокую изменчивость полукокса при осаждении. Эта информация будет полезна для вероятностных моделей возгорания, которые учитывают растительность, влажность и т. Д.Зависимость содержания полукокса от температуры показана на рисунке 8 (d), что означает, что более крупные частицы имеют более низкое содержание полукокса и широкий диапазон температур, чем мелкие частицы, которые поддерживают высокое значение полукокса и очень быстро остывают. Это следствие того, что использованные константы модели горения и другие значения дадут разные результаты, но не было обнаружено данных о реальных пятнах горения материала (листья, плоды и т. Д.).

Второй пример соответствует четырем подожженным деревьям Grand Fir, выровненным по размаху с интервалом 12 метров.На рисунке 9 (а) показаны расстояния обнаружения. Модель Альбини предсказывает 780 мкм для цилиндрических частиц диаметром 7,4 мм. Настоящие прогнозы предполагают, что максимальное расстояние обнаружения между 700 и 800 м достижимо для частиц размером 1,5 и 2,5 мм. Расстояния обнаружения и соответствующие уголь и температура частиц для четырех горящих деревьев Гранд-Пихта представлены на Рисунке 9 (b). Среднее содержание полукокса уменьшается с увеличением диаметра частиц, но его изменчивость увеличивается так же, как в предыдущем примере с одним деревом для сжигания.

В этой работе расстояния обнаружения частиц были предсказаны с помощью LES-моделирования, связанного с пламенем и атмосферой. Объемный источник тепла использовался для имитации пожара, а LES ветра над однородной растительностью и сквозь однородную растительность проводилась с кинетической моделью SGS. Эта модель была выбрана потому, что она удовлетворительно отражает эффекты среднего потока и температуры, которые могут иметь значение для расчета расстояний обнаружения частиц в различных условиях атмосферного пограничного слоя: слабо нестабильном, нейтральном и стратифицированном.

Максимальное расстояние обнаружения, полученное с помощью корреляционной модели на основе Альбини, сравнивается с соответствующим расстоянием, полученным из тысяч смоделированных частиц в трехмерном поле ветра. Классические примеры рассматривались в качестве эталонных тестовых примеров, соответствующих пожарам по линии растительности и поджигающим деревьям, о которых сообщили исследователи-новаторы Ротермель и Альбини.

Начальное положение частицы было задано случайным образом во всех объемах пламени, и для линии пожара растительности низкой интенсивности согласие между двумя очень разными моделями весьма удивительно: максимальные расстояния обнаружения различаются только на 10%.Это было получено из широкого класса размеров частиц, которые случайным образом расположены вокруг линии огня, меняют плотность во время полета и так далее, и не могут быть интерпретированы, поскольку всегда происходят мелочи, которые, кажется, совпадают с целевым результатом. Модель Альбини очень популярна в исследованиях лесных пожаров и представляет собой простую интегральную модель для прогнозирования максимального расстояния обнаружения. Настоящая работа показывает, что в некоторых случаях это согласуется с предсказаниями трехмерной мультифизической модели.

Для сильного ветра и высокой интенсивности, 50000 кВт / м, пожара растительности, где прогнозы показывают более короткое максимальное расстояние обнаружения, между двумя моделями присутствуют большие различия, и это может быть отнесено к сформированным сложным вихревым потокам или различным модель горения частиц, которая изменяет плотность частиц и изменяет время релаксации частиц.

Настоящие прогнозы также показывают, что частицы оседают от источника до максимального расстояния обнаружения в обратной экспоненциальной функции, и большая часть частиц оседает в непосредственной близости от огня. Некоторые из них не были увлечены конвекционной колонной и имеют короткую траекторию полета. Помимо исследованных случаев, частицы диаметром до 10 мм могут перемещаться на несколько сотен метров. Вероятность достичь больших расстояний увеличивается для частиц размером от 2 до 4 мм, но события с низкой вероятностью могут переносить более крупные частицы, на 10 мм близко к максимальному расстоянию обнаружения.Это стохастическое явление, которое в будущем следует рассматривать с помощью инструментов прогнозирования количественной оценки неопределенности.

Были сделаны различные существенные предположения; некоторые из них могут быть улучшены и приближены к реальности, а именно модель горения частиц для конкретных растительных остатков. На неустойчивую структуру пожара и моделирование могут влиять конкретные рассматриваемые случаи, сопротивление частиц, сферическая форма и т. Д. Другим важным фактором влияния являются местные геофизические и атмосферные условия, которые могут влиять на структуру плюма.Другие могут быть легче решены теми, у кого есть доступ к суперкомпьютерам, например, разрешение сетки или улучшение неоднородности топлива и структуры растительности смешанных типов топлива и топологии местности. Ожидаемое постоянное увеличение скорости и памяти компьютеров способствует разработке и применению связанных моделей LES пожара и атмосферы, поскольку это увеличивает объем существующих эмпирических или полуэмпирических операционных моделей.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Эта работа была поддержана Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT, Португалия) через IDMEC в рамках проекта UID / EMS / 50022/2013 в рамках LAETA. Третий автор хотел бы поблагодарить за поддержку, полученную Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT, Португалия) в рамках проекта «Extreme — PTDC / EMEMFE / 11343/2009». Последний автор хотел бы поблагодарить за поддержку, полученную во время его докторской диссертации. исследование Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT, Португалия) (грант SFRH / BD / 48150/2008, софинансированный POPH / FSE).

Ущерб, нанесенный лесными пожарами на больших расстояниях

«Даже если кто-то находится далеко от источника пожара, он все равно может испытывать неблагоприятные последствия для здоровья от вдыхания сильно разбавленного и окисленного дыма», — говорит Атанасиос Ненес, химик по атмосфере Швейцарский федеральный технологический институт в Лозанне и Институт химико-технических наук в Патрах, Греция, которые руководили исследованием. «Мы увидели, что окислительный потенциал дыма от лесных пожаров может быть в четыре раза выше, если дым был обработан атмосферным способом.”

Дым от лесных пожаров может висеть в атмосфере в течение нескольких дней, недель или даже месяцев, в зависимости от того, как долго горит огонь. Одна из причин, по которой он может это сделать, заключается в том, что перегретый дым и пепел, поднимающийся в воздух, могут вызвать пирокумулонимбус или вызванные огнем грозы.

Эти грозы образуются на высоте не менее 10 миль (16 км) над землей в стратосфере. Здесь они перемещаются ветрами и погодой в реактивном потоке, позволяя частицам дыма «оставаться в стратосфере в течение нескольких недель, потому что это очень стабильный слой», — говорит Майк Фланниган, директор Канадского партнерства по изучению лесных пожаров при Университете им. Альберта.

Это также позволяет дыму от лесных пожаров распространяться на огромные расстояния. Крупные лесные пожары могут распространять дым над целыми континентами и даже над океанами. В 2019 году было зафиксировано распространение дыма от лесных пожаров в Альберте, Канада, через Атлантику в Европу. Дым от недавних пожаров в Австралии был унесен пирокумуло-дождевыми облаками над Новой Зеландией, где он повлиял на качество воздуха и заметно затемнил снег в горах. Дым даже добрался до Южной Америки.

Такие эксперты, как Хендерсон и Ненес, опасаются, что распространение дыма от лесных пожаров может усугубить вредное воздействие на здоровье существующего загрязнения воздуха в оживленных и перенаселенных городах.По оценкам, во всем мире дым от лесных пожаров является причиной более 339 000 преждевременных смертей в год — гораздо больше, чем те, кто погибает непосредственно в этих пожарах. Хендерсон предупреждает, что это также может привести к сокращению продолжительности жизни населения, которое регулярно переживает сезоны пожаров.

IBC и наружные противопожарные отверстия

IBC и внешние противопожарные отверстия

Вы когда-нибудь не понимали, как правильно выбрать огнестойкое стекло для наружных работ? Если ваш ответ утвердительный, это не удивительно.В этой статье представлены ответы на часто задаваемые вопросы о IBC и наружных огнестойких отверстиях, касающихся противопожарных и противопожарных требований к остеклению.

Рейтинг огнестойкости наружных стен основан на типе конструкции, количестве людей и расстоянии от огня, как определено в Разделе 6 IBC. Эти требования к огнестойкости варьируются от необязательного до 3 часов. Наружные стены обычно имеют рейтинг, основанный исключительно на использовании внутренних помещений и конструктивных требованиях.Тем не менее, внешние стены, которые находятся на расстоянии 10 футов или меньше от границы участка, должны иметь рейтинг огнестойкости, основанный на близости к соседним зданиям и внутренним условиям проживания. IBC 2009 увеличил это расстояние с пяти до 10 футов.

Сколько стекла можно использовать в проеме в наружной стене?

Проемы во внешней стене обычно состоят из окон и дверей. Во внешней стене могут быть или не быть проемы в зависимости от расстояния отвода огня.Когда это разрешено, коды различают проемы, которые являются «защищенными» (огнестойкие двери, окна, ставни) и «незащищенными» (без огнестойкости).

Таблицы 704.8 (IBC 2006 г.) и Таблица 705.8 IBC 2012 г. (IBC 2009 и 2012 гг.) Показывают процент защищенных и незащищенных проемов, а также допустимые пределы размеров в наружных стенах. Противопожарное стекло, такое как керамика, армированное стекло и специальное закаленное стекло, либо ограничено по размеру, либо запрещено вообще, в зависимости от расстояния от огня.Вообще говоря, по мере увеличения расстояния отвода огня допустимая площадь открывания и процент допустимых противопожарных отверстий увеличиваются.

Например, в соответствии с Таблицей 705.8 IBC 2009 и 2012 годов противопожарные отверстия вообще не допускаются, если расстояние отвода огня меньше 3 футов. IBC 2009 и 2012 годов также учитывает наличие автоматических спринклеров при определении количества разрешенных отверстий. Когда здание не защищено автоматическими оросителями, разрешенные отверстия более ограничены.Если расстояние противопожарной защиты составляет менее 5 футов, кодекс не допускает незащищенных проемов в здании, которое также не защищено автоматической спринклерной системой. В здании, которое полностью защищено спринклерами, процент незащищенной площади стен ограничен 15%.

Применяются ли те же ограничения к огнестойкому остеклению?

Означает ли таблица 705.8 (IBC 2009 и 2012 гг.), Что вы не можете использовать остекление в наружной стене, если расстояние отвода огня меньше 3 футов? Нет.Допускаются огнестойкие материалы для остекления, протестированные в составе стеновых конструкций, такие как SuperLite II-XL от SAFTIFIRST. Такие продукты, как SuperLite II-XL, были протестированы на соответствие более строгим требованиям к рабочим характеристикам ASTM E119, который требует, чтобы любое превышение температуры было менее чем на 250 ° F выше температуры окружающей среды на стороне, не связанной с возгоранием. Передовые продукты, такие как огнестойкое остекление SuperLite II-XL и каркас SAFTIfire GPX, позволяют строительным проектировщикам превышать пределы защиты открывания, ограничивающие использование противопожарного остекления в противопожарных дверях и окнах.В результате дизайнерам не нужно жертвовать широким четким обзором и обильным естественным освещением, чтобы соответствовать требованиям кодекса.

Где предъявляются требования к допуску окон или дверей для наружных стен?

После того, как вы определили из таблицы 705.8, что защищенные проемы разрешены, а также допустимый процент, вы можете перейти к таблицам 715.4 и 715.5 (пересмотренная таблица IBC 2012 г. и таблица 716.6 IBC 2012 г.), чтобы найти требуемый рейтинг для противопожарных дверей. и окна во внешней стене.

Например, для наружных стен с выдержкой времени 1 час требуются противопожарные двери и оконные конструкции с выдержкой времени 45 минут. Для наружных стен, рассчитанных на 2 и 3 часа, дверные и оконные проемы должны иметь рейтинг 90 минут. Sidelite и фрамуги, которые являются частью 90-минутной сборки двери в наружной стене, рассчитанной на 2 или 3 часа, должны быть рассчитаны на 2 или 3 часа, а не 90 минут.

У меня есть еще вопросы. Куда мне обратиться за дополнительной информацией?

Если у вас есть вопросы относительно выбора продукта, разрешенных приложений или вам нужна помощь в понимании требований кодекса, стоит привлечь производителя на ранней стадии проектирования.Квалифицированный производитель может помочь вам понять ваши варианты и варианты выбора, чтобы убедиться, что выбранный продукт остекления является наиболее подходящим и совместимым с кодексом решением для проекта.

У вас есть вопросы по пожаробезопасности стекла и обрамления? Тренируйтесь у признанного эксперта по кодам и заработайте 1 балл AIA LU и 1 балл HSW с помощью нашей аккредитованной AIA программы вебинаров «Проектирование с использованием огнестойкого стекла». Чтобы запланировать бесплатный веб-семинар для вашей компании, посетите веб-сайт www.safti.com/webinar. Для получения дополнительной информации о продуктах SAFTI FIRST посетите сайт www.safti.com.

Исследователи изучают факторы, влияющие на обнаружение лесных пожаров на большом расстоянии

Результаты могут привести к более точным моделям обнаружения и поведения при пожаре

Линия развертки Сельской пожарной службы Нового Южного Уэльса показывает три отдельных очага возгорания (три самых больших полигона). Наиболее активно горящий огонь имеет желтый цвет, оранжевый остается горячим после того, как прошел основной фронт пожара, коричневый — потушенный, зеленый — несгоревшая растительность, синий — часть дымового шлейфа.Красные пунктирные линии обозначают расстояния от пятен (маленькие многоугольники), измеренные для анализа. Красная стрелка указывает направление распространения. (из исследования)

Данные, собранные в ходе австралийского исследования, могут привести к разработке более точных моделей прогнозирования поведения и обнаружения лесных пожаров, особенно в случае экстремальных лесных пожаров.

Горящие угли, заброшенные перед лесным пожаром, могут значительно увеличить скорость распространения и опасность, с которой сталкиваются пожарные и население. В условиях умеренного горения небольшое количество точечных пожаров может быть подавлено, если имеется достаточно средств для тушения пожара, но при больших пожарах с преобладанием шлейфов, вызванных сильным ветром, точечные пожары вдали от основного пожара могут гореть вместе, что делает подавление огня невозможным. .Во многих случаях ливни тлеющих углей были основным источником возгорания для разрушения структур на границе дикой местности с городами.

Во время лесных пожаров в Черную субботу 2009 года в лесах с преобладанием эвкальпитов в Австралии максимальное расстояние между очагами пожара составляло от 30 до 35 км (от 18 до 22 миль), а во время лесных пожаров 1965 года в восточной части Виктории — 29 км (18 миль). Точечные пожары в Северной Америке были зарегистрированы на расстоянии до 19 км (12 миль).

Исследовательская статья о расстоянии наблюдения в Виктории и Новом Южном Уэльсе была опубликована ранее на этой неделе в Международном журнале Wildland Fire, написанном Майклом А.Стори, Оуэн Ф. Прайс, Джейсон Дж. Шарплс и Росс А. Брэдсток, озаглавленные «Факторы дальних наблюдений во время лесных пожаров на юго-востоке Австралии».

Исследователи воспользовались все более широким использованием технологий воздушного картографирования лесных пожаров в Австралии, включая инфракрасное и многоспектральное линейное сканирование, для анализа данных 338 наблюдений. (См. Карту выше.) Они использовали ArcGIS, чтобы вручную нарисовать многоугольники и определить размер активно горящих областей огня, которые они назвали «очагами возгорания», и измерили расстояние до очагов возгорания и размер каждой из них.Они также собирали информацию о топливе, погоде и топографии.

Ниже приводится отрывок из исследования:

Максимальные расстояния от очага пожара варьировались от 5,0 м до 13,9 км (среднее значение 0,9 км; 95-й процентиль 3,9 км). Среднее количество точечных возгораний на один очаг пожара (независимо от расстояния) составляло 13. Распределение значений максимального расстояния выглядело экспоненциальным, с высокой долей более коротких расстояний (рис. 4a). Обнаружение на очень большом расстоянии было редкостью; только 11 очагов возгорания имели максимальную дальность обнаружения> 5 км.

Гистограммы частотного распределения (а) значений максимального расстояния от очага пожара от каждого очага возгорания и (b) количества значений точечного возгорания на большом расстоянии (> 500 м) от каждого очага возгорания. (из исследования)

Одиннадцать пожаров имели дальность обнаружения более 5 км (3,1 мили). Наибольшее расстояние до очага возгорания составило 13,9 км (8,6 мили).

Анализ 338 наблюдений с линейным сканированием лесных пожаров показал, что размер активной области очага возгорания является самым надежным показателем дальнего обнаружения.Важными вторичными эффектами были топливо, погода и топография.

Выдержки:

Скорость ветра была важна как для максимального, так и для дальнего расстояния. Скорость ветра на высотах оказывала более слабое, но все же значительное влияние на модели. Ветер на разных уровнях может влиять на многие аспекты поведения лесных пожаров, включая развитие шлейфа, турбулентность и наклон шлейфа, интенсивность пожара, развитие завихренности, перенос головных пожаров и вероятность воспламенения в топливе-приемнике.

Крутой уклон где-то в пределах очага возгорания (т. Е. Максимальный уклон очага возгорания) увеличивал максимальное расстояние от очага возгорания и вероятность возникновения очага возгорания> 500 м. TRI [индекс жесткости местности] показал аналогичные результаты, но сильно коррелировал с уклоном (> 0,9), поэтому не был включен в те же модели. Область с относительно сильным ветровым воздействием (например, открытый гребень) также увеличивала максимальное расстояние обнаружения. Склон и воздействие ветра могут быть важны из-за взаимодействия с ветром, изменения скорости ветра, увеличения турбулентности и, возможно, усиления пироконвекции, что приводит к увеличению образования и переноса пожаров.

[W] e не обнаружил, что обычно используемый показатель потенциала пятнистости коры является значимым предиктором. Наши результаты показывают, что для точного прогнозирования обнаружения на большом расстоянии модели должны включать в себя измерение площади очага возгорания. Сбор данных о пятнах и развитии шлейфа при лесных пожарах с различной интенсивностью (включая измерение интенсивности и частое линейное сканирование) и улучшение топливных карт должны быть приоритетными для разработки надежных прогнозных моделей обнаружения пятен.

Волокнистая или волокнистая кора некоторых видов эвкалипта особенно аэродинамически подходит для подъема в конвекционной колонне и перемещения на большие расстояния, продолжая гореть, и является одним из основных источников возгорания при обнаружении на больших расстояниях в Австралии.