Содержание
№ п/п СОДЕРЖАНИЕ СТР
1. 1. Введение. 4
2. 2. Анализ пожаров с 2010 по 2014 года. 5
3. 2.1Анализ пожаров в Республики Казахстан. 5 4. 2.2Анализ пожаров в Карагандинской области. 9
5. 3. Методика установления очага пожара. 11
6. 3.1Физико-химические основы формирования очаговых признаков пожара. Классификация очаговых признаков. 11
7. 3.2 Система следов на месте пожара 24
8. 3.3 Показания свидетелей. 32
9. 34 Косвенные признаки очага пожара 34
10. 3.5 Остановка часов 35
11. 3.6 Заключительный этап в методике исследования 41
12. 4. Разработка трехмерного симулятора 44
13. 3.1 Особенности програмного обеспечения Autodesk 3ds Max и
Unity 3D 44
14. 4.2 Этап разработки трехмерного объекта при помощи
Autodesk 3ds Max 47
15. 4.3 Экспорт модели Autodesk 3ds Max в Unity 3D 50 16. 4.4 Создание анимации распространения пламени 50 17. 4.5 Создание симулятора при помощи Unity 3D 53
18. 4.6 Функционирование симулятора 57
19. 5. Описание пожара 59
20. 5.1 Описание пожара в кафе «LOVE STORY» 59
21. 5.2 Выводы по произошедшему пожару в кафе «LOVE
STORY» 62
22. 6. Выводы по работе 63
23. 7. Заключение 65
24. 8. Список литературы 66
Введение
Современный мир уже невозможно представить без компьютеров и других новых электронных устройств, которые появляются практически каждый день. Количество людей, ими пользующихся, так же стремительно растет, охватывая все более широкие слои населения. Современное компьютерное программное обеспечение познавательное и интереснейшее
«искусство». Компьютерная грамотность становится важным навыком, без которого сложно устроится на хорошую работу, продуктивно и объёмно работать.
Программное обеспечение уже стоит на вооружении противопожарной службы, но это лишь электронные журналы, электронно-вычислительные программы, позволяющие как-то упростить работу сотрудников. Имеется огромнейший ассортимент компьютерных программ с неограниченными возможностями, стоит только адаптировать их для использования в противопожарной службе.
Благодаря возможностям, которые могут предоставить нам некоторые программы, представляется возможным создание специально адаптированных программ для противопожарной службы, при чем это не будет своего рода программы обработки и приема информации, какие-либо программы облегчающие расчеты, это будет совершенно новый шаг, глоток свежего воздуха в программном обеспечении для ОГПС.
В дипломной работе пойдет речь о совместной работе двух программных гигантах с невообразимыми возможностями, которые были применены для создания симулятора в трехмерном режиме, с добавлением анимации и описания разного рода частей объекта. Этими программами являются Autodesk 3ds Max и Unity 3D. Благодаря им удалось разработать симулятор для изучения причин и условий возникновения пожара, а также ознакомление с местом пожара.
Актуальность данной работы заключается в самом симуляторе, так как в Республике Казахстан программы не применялись в противопожарной службе, а тем более в программировании и создании симулятора, ориентированного для противопожарной службы.
Применение данного симулятора в учебном процессе будет возможным на операционной системе Windows с предустановленной программой Unity 3D.
Курсанты, слушатели смогут благодаря симулятору повысить свои знания и провести осмотр места пожара, наглядно ознакомиться с местом пожара, на примере произошедшего пожара в 2014 году в торговом доме «Абсолют», по адресу г. Караганда, район Казыбек би, проспект Бухар-Жырау 55.
2. Анализ пожаров с 2010 по 2014 года 2.1 Анализ пожаров в Республики Казахстан
За 2010 год в Республике Казахстан произошло 17823 производственных и бытовых пожаров. При них пострадали 1248 человек, из них 527 человек погибли. Материальный ущерб составил 4936,4 млн. тенге.
По сравнению с 2009 годом количество пожаров возросло на 9 %, пострадавших на 8,2 %, погибших сократилось на 4,5%, материальный ущерб снизился на 1,6 %.
Наибольшее количество погибших людей при пожарах приходится в Восточно-Казахстанской (91), Алматинской (63), Карагандинской (58), Северо- Казахстанской (51), Костанайской (47), Павлодарской (42) областях.
Основным объектом возникновения пожаров продолжает оставаться жилой сектор, что составляет 78,6 % всех пожаров, 11,6 % приходится на транспортные средства, на лесные массивы 3,8 %, на степные массивы, луга и пастбища – 3,1 %, производственные объекты составили 2,9%.
Диаграмма 1.
Объекты возникновения пожара в 2010 году
Жилой сектор Транспортные средства
лесные масивы луга, пасбища, степные массивы
2010 год
Основными причинами возникновения пожаров являются: неосторожное обращение с огнем, нарушения правил монтажа и эксплуатации электрооборудования, нарушения правил пожарной безопасности при эксплуатации печей. Вместе с тем курение в нетрезвом виде является еще и основной причиной гибели людей при пожарах (281 человек за 2010 год или 53,2 %).
В 2011 году произошло 14599 пожаров. При них пострадали 1082 человека, из них 487 человек погибли. Материальный ущерб составил 4769,6 млн. тенге.
Диаграмма 2.
Объекты возникновения пожара в 2011 году
79.30%
16.70%
4.00%
2011 год
2011год жилой сектр транспортные средста обьекты трговли
Основными объектами возникновения пожаров продолжает оставаться жилой сектор, что составляет около 79,3 % всех пожаров, 16,7 % приходится на транспортные средства, на объекты торговли 4 %.
Вместе с тем, основной причиной гибели людей при пожарах является алкогольное опьянение (236 человек за 2011 год или 48,4%).
Основными причинами возникновения пожаров являются: неосторожное обращение с огнем около 41,4%,нарушения правил монтажа и эксплуатации электрооборудования около 18,9%, нарушения правил пожарной безопасности при эксплуатации печей около 13,6%, установленные поджоги около 10,7 %.
В 2012 году в Республике произошло 16144 производственных пожаров. При них пострадало 1112 человек, из них 518 человек погибло.
Материальный ущерб составил 5035,9 млн. тенге.
Основными объектами возникновения пожаров продолжает оставаться жилой сектор, что составляет около 71% всех пожаров, 14.6 % приходится на транспортные средства, на леса 4%, 3,3% на открытые территории (пустыри, обочины дорог, улицы и др.), 3 % на предприятия торговли, 2,5% на здания и сооружения производственного назначения, и 1,6% на административно- общественные здания.
Гибель людей в нетрезвом виде является еще и основной причиной при пожарах (264 человека за отчетный период или 50,6%).
Основными причинами возникновения пожаров являются: неосторожное обращение с огнем около 38%, нарушения правил монтажа и эксплуатации электрооборудования около 20%, установленные поджоги около 14%, нарушения правил пожарной безопасности при эксплуатации печей около 13%.
Диаграмма 3.
Объекты возникновения пожара в 2012 году
жилой сектор транспортные средства
леса
открытые территори
предприятия торговли
здания производственного значения административно-общественные здания
2012 год
В 2013 году произошло 13621 пожар. При них пострадало 1034 человека, из которых 455 человек погибло (в том числе 57 детей). Материальный ущерб составил 4882,3 млн. тенге.
Основными объектами возникновения пожаров продолжает оставаться жилой сектор, что составляет около 72% всех пожаров, 16,9% приходится на транспортные средства, 3,4% на предприятия торговли, 2,9% на прочие открытые территории (пустыри, обочины дорог, улицы и др.), 2,8% на здания и сооружения производственного назначения, 2% на леса.
Диаграмма 4.
Объекты возникновения пожара в 2013 году
жилой сектор транспортные средства
предприятия торговли
открытые территории здания производственного значения Леса
2013 год
Вместе с тем, гибель людей в нетрезвом виде является еще и основной причиной гибели людей при пожарах (212 человек за отчетный период или 46,6%).
Основными причинами возникновения пожаров являются: неосторожное обращение с огнем около 35%, нарушения правил монтажа и эксплуатации электрооборудования около 23%, установленные поджоги около14%, нарушения правил пожарной безопасности при эксплуатации печей около 11,2%.
За 2014 год произошло 14477 пожаров. При них пострадало 1011 человек, из них 401 человек погибло. Материальный ущерб составил 3107,3 млн. тенге.
Основным объектом возникновения пожаров продолжает оставаться жилой сектор, что составляет 67,8% всех пожаров, 19,5% приходится на транспортные средства, 3,8% на леса, 3,1% на предприятия торговли, 3% на прочие открытые территории (пустыри, обочины дорог, улицы и др.), 2,5% на здания и сооружения производственного назначения.
Диаграмма 5.
Объекты возникновения пожара в 2014 году
жилой сектор транспортные средства
предприятия торговли предприятия торговли
открытые территори леса
2014 год
Основными причинами возникновения пожаров являются: неосторожное обращение с огнем около 37%, нарушения правил монтажа и эксплуатации электрооборудования около 22,8%, нарушения правил пожарной безопасности при эксплуатации печей около 12,9%, установленные поджоги около 11,9%.
Диаграмма 6.
Анализ пожаров, ущерба и жертв за 2010 -2014 года
2010 год 2011 год 2012 год 2013 год 2014 год
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000
17823
14599
16144
13621 14477
1246527 1082 1112 1034 1011
487 518 455 401
4936.4 4769.6 5035.9 4882.3
3107.3
кол-во пожаров пострадало
погибло материальный ущерб млн. тг
2.2Анализ пожаров в Карагандинской области
В период с 2010 по 2014 года на территории карагандинской области и города Караганды произошло 4468 пожаров, что составляет 26,8% от всех пожаров, произошедших на территории Республики за этот же период, самое большее количество пожаров произошло в 2010 году - 1005 пожаров.
Диаграмма 7.
Сравнение по пожарам в Республике и Карагандинской области.
2010 год 2011 год 2012 год 2013 год 2014 год
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000
1005 847 953 802 761
17823
14599
16144
13621 14477
Колличество пожаров в Карагандинской области Колличество пожаров в Рспублике
Во время тушения пожаров и проведении аварийно-спасательных работ, сотрудниками ГУ «СПиАСР ДЧС Карагандинской области» было спасено 157 человек. Не обошлось и без травматизма. За вышеуказанный период было травмировано 257 человек. С 2010 по 2015 года на пожарах погибло 97 человек.
Все пожары, произошедшие на территории карагандинской области можно подразделить по причинам их возникновения:
Таблица 2.1 Причины возникновения пожаров
Причины возникновения пожара 201 0 год
201 1 год
201 2 год
201 3 год
2014 год
Поджоги 65 80 61 69 60
Неиспр.произ. оборуд. Наруш.тех.пр-са 4 2 1 1 0
Разрушение движущихся узлов 1 0 1 0 0
Неисправность системы ох-я, трение пов. 1 0 1 0
Неисправность искрогасительных устройств 1 1 0 0 0 НППБ при электрогазосварочных работах 8 5 1 3 2
НПУиЭ теплогенерирующих установок 0 0 0 0 0
Разряды статического электричества 2 0 0 0 1
Нед-ток конс-ии и изготов.электрооб 50 92 113 94 100
НПМ электрооборудования 75 58 13 22 41
НПЭ электроустановок 83 77 146 104 81
НППБ при эксп. Быт-ых электроприборов 13 5 3 9 8 НПЭ быт. приборов на газе и жидком
топливе
6 4 8 16 6
НПУиЭ печей 57 58 69 45 70
НППБ при эксплуатации печей 15 17 15 24 22
Самовозгорание веществ и материалов 17 8 2 4 5
Неосторожное обращение с огнем 543 419 491 379 346
НППБ при проведении огневых работ 21 9 9 9 3
Неосторожность при курении 19 2 4 4 5
Детская шалость 3 2 4 9 1
Грозовые разряды 0 2 0 0 0
Взрывы 0 0 0 0 0
Неустановленные причины 1 0 0 0 0
Прочие причины 20 6 11 10 10
Из выше представленной таблицы видно, что самая распространенная причина возгорания, это неосторожное обращение с огнем, далее нарушение правил эксплуатации электроустановок и поджоги.
3. Методика установления очага пожара.
3.1 Физико-химические основы формирования очаговых признаков пожара.
При установлении причины пожара могут быть использованы данные о температурном режиме и характере горения (тление, пламенное горение различной интенсивности) в очаговой зоне. Известно, что при источниках зажигания различной мощности характер разнообразен.
Под очагом пожара принято понимать место первоначального возникновения горения (место, с которого начался пожар). На пожаре помимо очага пожара могут формироваться так называемые очаги горения или вторичные очаги.
Очаги горения могут быть территориально независимы от первоначального очага, но взаимосвязаны с ним различными теплофизическими явлениями. Очаги горения возникают уже на стадии развившегося пожара, то есть всегда обусловлены влиянием развивающегося пожара.
Установление очага пожара - первый, основной и важнейший шаг на пути установления причины пожара, поскольку искать причину пожара (непосредственный источник зажигания) следует только в очаге. Любые попытки установить причину пожара, даже если они опираются на самые
«неопровержимые», на первый взгляд, свидетельства, будут неубедительны, если не удастся установить, что эти свидетельства находились именно в очаге пожара. Поэтому установление очага пожара - одна из основных задач в работе пожарного специалиста при расследовании пожара. И решается эта задача, в основном, при осмотре места пожара.
Чем ограниченнее по величине зона горения, тем, как правило, легче установить место его возникновения. Если пожар ликвидирован на начальном этапе или по тем или иным причинам не получил значительного развития и площадь горения составила, скажем, 1/2 квадратных метра, задача установления очага вообще не актуальна или легко разрешима. При более- менее значительной площади зоны горения очаг приходится искать, причем поиски эти должны обязательно опираться на объективные данные. Делается это путем анализа всей совокупности сведений по пожару. Основные сведения могут быть получены в ходе осмотра места пожара, во время которого выявляются признаки очага пожара. Другими источниками информации по этому вопросу являются показания свидетелей, данные по действиям пожарных подразделений при тушении, данные по распределению пожарной нагрузки, сведения о срабатывании пожарной сигнализации и т.д.
Признаки очага пожара или очаговые признаки - это, в первую очередь, характерные зоны термических поражений конструкций и предметов,
образовавшиеся в результате специфических для очага особенностей процесса горения.
Очаговые признаки пожара классифицируются следующим образом:
1. следы в очаговой зоне пожара:
а) в очаге пожара (при недостаточном газообмене и при благоприятных условиях для горения);
б) над местом возникновения пожара;
в) «очаговый конус»;
2. следы направленности распространения горения:
а) последовательно затухающие (нарастающие) поражения;
б) произвольно расположенные поражения и следы.
Следует отметить, что вторая из перечисленных групп следов формируется не только за счет распространения собственно горения, но и за счет передачи тепла излучением, конвекцией, теплопередачей. Термические поражения предметов и материалов в очаге пожара, как правило, более значительны, чем в других зонах пожара. И это является следствием более длительного горения, то есть более продолжительного воздействия высокой температуры в данной зоне.
Однако явное выражение этого явления проявляется обычно только на небольших (неразвившихся) пожарах. Скажем, сосредоточенные термические поражения материалов в очаге пожара могут возникать в результате длительного, но не очень интенсивного теплового воздействия при тлеющем горении.
Известно, что передача тепла на пожаре осуществляется путем конвекции, кондукции (теплопроводности), излучения. На той или иной фазе развития пожара или на отдельных его участках может преобладать один из видов теплообмена. Все эти три физических процесса вносят свой вклад в формирование признаков очага пожара.
Конвективный теплообмен протекает между газом (жидкостью) и твердым телом при массопереносе. Конвекция имеет место на всех стадиях пожара, но особенно велика ее роль в начале горения, когда уровень теплового излучения еще недостаточно высок. Конвекция возникает сразу, как только начинается горение и в очаговой зоне повышается температура. Причиной возникновения естественной конвекции является взаимное перемещение нагретых и холодных частиц газа, происходящее вследствие разницы их плотностей. За счет конвекции осуществляется подсос воздуха в зону горения, что способствует развитию начинающегося пожара.
Конвективные потоки, имеющие высокую температуру, нагревают на путях своего распространения конструкции, предметы и материалы, что может вызвать воспламенение горючих веществ, а также деформацию и разрушение негорючих элементов и частей здания. Из-за этого на пути распространения от очага пожара конвективной струи образуются термические поражения материалов и конструкций. Форма этой зоны весьма специфична.
В спокойной атмосфере конвективный поток направлен вверх и локальные термические поражения образуются над очагом, на потолке и на боковых ограждающих конструкциях (стенах). На потолке эти термические поражения имеют в идеальном случае форму круга, а на боковых поверхностях форму конуса, вершина которого обращена вниз, в сторону очага. Такой формы термические поражения принято называть «очаговым конусом» часто с добавлением термина «конвективный».
Необходимо отметить, что очаговый конус классической формы формируется далеко не на каждом пожаре и тем более, не всегда сохраняется, элементы конуса часто отклоняются от вертикали под влиянием воздушных потоков в помещении.
В низких помещениях конус выражен хуже, так как разность температур при небольшом перепаде высоты незначительна. Кроме того, конвективный поток быстро «упирается» в потолок и «размывается» вширь.
Лучше всего конвективная струя формируется в высоких помещениях, высотой более 8-10 м. Соответственно, здесь лучше выражены очаговые признаки (следы конуса).
Формируется очаговый конус и на наклонных конструкциях, например, по мере прогара рубероидной крыши.
По мере развития пожара коэффициент теплообмена конвекцией сначала увеличивается, а затем уменьшается. На стадии развившегося пожара преобладающее значение приобретает теплообмен излучением.
Лучистый теплообмен не требует наличия промежуточной среды между источником и приемником тепла, и, таким образом, не зависит от направленности движения воздушных потоков. Перенос энергии при этом осуществляется посредством электромагнитных волн, которые могут поглощаться, пропускаться или отражаться поверхностью тел, а также отбрасывать тени при блокировании излучения непрозрачным объектом.
Излучение становится господствующим видом теплопереноса, если диаметр очага пожара превышает 0,3 м. Источником наиболее сильного излучения является пламя. Однако большая часть излучения испускается мельчайшими частицами сажи, которые сравнительно быстро заполняют объем помещения и настолько изолируют пламя, что его лучистая энергия перестает оказывать влияние на нагревание окружающих конструкций и предметов.
Тепловое излучение пламени вносит свой вклад в формирование очаговых признаков в основном на близлежащих поверхностях. Под действием лучистой энергии может происходить заметный односторонний (со стороны очага) нагрев и разрушение конструкций. Это один из признаков направленности распространения горения, благодаря которым поверхности, обращенные в сторону очага, получают большие термические поражения.
У сгораемых материалов это проявляется в более глубоком обугливании со стороны более интенсивного теплового воздействия. У металлоконструкций деформация происходит преимущественно в сторону источника тепла.
На ряде пожаров при достаточном количестве горючего материала и притока свежего воздуха может наступить момент полного охвата пламенем всего помещения, когда мгновенно загораются все горючие материалы. Такое явление называют часто общей вспышкой и наблюдается оно в небольших комнатах, гостиничных номерах, где на довольно ограниченной площади сосредоточена высокая пожарная нагрузка, причем состоящая из таких горючих материалов, как древесина, пластмассовая декоративная отделка, пенопласты (наполнитель мягкой мебели).
Происходит общая вспышка, когда поверхности стен и потолка оказываются достаточно прогретыми конвективными потоками. Вследствие излучения от нагретых поверхностей потолка и припотолочного слоя стен, а также от раскаленных частиц сажи горючие материалы прогреваются до такого состояния, при котором они могут воспламениться и гореть.
Это наступает, когда интенсивность лучистого теплового потока от припотолочного слоя достигнет 20 кВт/м на уровне пола или поверхности мебели. Обычно такое явление наступает, когда пламенем оказывается охваченным около 30 % помещения.
Кондукция или теплопроводность определяет интенсивность тепловых потоков в твердых материалах с высоким коэффициентом теплопроводности.
Во-первых, кондукция может играть существенную роль в возникновении и развитии пожара, особенно при наличии материалов с достаточно высокой теплопроводностью (прежде всего, металлов). Известно достаточно большое количество пожаров, произошедших в результате прогрева металлоконструкций от электро- или газосварки и последующего загорания материалов в соседнем помещении, в которое выходит прогретая металлоконструкция.
Во-вторых, теплопроводность играет основную роль в формировании разрушений и следов горения в очаге. Чтобы понять это, необходимо знать механизм горения твердых материалов. Горение любого твердого материала есть постепенное продвижение фронта горения (фронта пиролиза) по его поверхности. За счет теплопроводности впереди зоны горения материал прогревается (возникает так называемая зона подготовки), из него выделяются горючие летучие продукты, которые и воспламеняются. Так происходит продвижение фронта пламени (или фронта тления) по материалу.
В-третьих, за счет прогрева металла кондукция может формировать очаговые признаки на внешней поверхности металлических стен и корпусов, например, кузова автомобиля, борта морского судна, внешней поверхности холодильника или иного металлического шкафа и т.д. Проявляется это в выгорании краски на обратной стороне металлоконструкции, деформации металла. Иногда эти признаки внешне напоминают «очаговый конус», хотя у собственно очагового конуса природа, как было указано выше, конвективная.
Для того чтобы очаговые признаки успели сформироваться, необходимо время. Достаточно быстрое распространение горения из очага не способствует формированию очаговых признаков. Такая ситуация может возникнуть,
например, в случае если в помещении на большой площади была разлита и подожжена легковоспламеняющаяся жидкость. Наоборот, в условиях, когда материалы горят не очень интенсивно и медленно распространяют горение по поверхности, в условиях ограниченного воздухообмена очаговые признаки, как правило, образуются очень явственно.
Практически, сочетание необходимых и благоприятных для быстрого интенсивного горения факторов создается очень редко, и обычно очаговые признаки все же успевают сформироваться. Особенно это характерно для помещений с явно недостаточным воздухообменом - небольших, невентилируемых помещений, типа кладовых. Там в зоне очага часто возникают сосредоточенные глубокие разрушения вследствие длительного тления в пределах ограниченного участка.
Вообще, в условиях ограниченного воздухообмена внешние признаки очага могут не зависеть даже от мощности источника зажигания. В таком случае сосредоточенные и схожие между собой прогары могут образоваться как при горении, возникшем от такого маломощного источника зажигания, как тлеющее табачное изделие, так и в результате поджога с применением ЛВЖ.
Признаки направленности распространения горения возникают на путях распространения пожара из очага. Они могут быть расположены на значительном удалении от очага, иногда в пределах всей зоны пожара. В их формировании проявляются тс же закономерности горения, что и при формировании очага, и во многом решающим здесь оказывается фактор времени. Чем дальше от очага, тем горение более кратковременно, тем меньше степень термических поражений конструкций и материалов. Такая закономерность изменяется в случае распространения горения по вертикали.
В принципе конвективные потоки больше прогревают участки конструкций, обращённых в сторону очага, и с этой стороны конструкции разрушаются больше, чем с обратной стороны.
Если в пределах зоны пожара горение было ликвидировано достаточно быстро, и остатки конструкций хоть частично уцелели, то можно проследить признаки распространения горения по горизонтали. С удалением от очага разрушения они уменьшаются (затухают) и, соответственно, с приближением к очагу нарастают
Такие последовательно затухающие (нарастающие) поражения и следы горения - первый и основной признак в группе признаков направленности распространения горения. Его можно обнаружить визуально, например, по выгоранию деревянных перегородок, стоек, других элементов. Образуется как бы макро-конус. Последовательно уменьшается глубина обугливания по длине одной деревянной конструкции, уменьшается деформация металлических элементов и т.д.
Последовательное уменьшение (с удалением от очага) степени термического поражения конструкций в основном связано с уменьшением интенсивности теплового потока от очаговой зоны, а также меньшей, по мере удаления от очага, длительностью теплового воздействия.
Вот почему при осмотре места пожара важно не просто констатировать то, что деревянные стойки сарая, склада, коровника обуглены, а необходимо зафиксировать места обугливания путем измерений с указанием глубины обугливания. И если из результатов измерения выяснится, что глубина обугливания балок (стоек) или величина деформации металлических элементов последовательно возрастает, скажем, с севера, на юг, это будут существенные фактические данные, позволяющие предметно рассуждать о месте расположения очага пожара.
Термические поражения на одинаковых, повторяющихся в конструкции здания элементах - балках, лагах, стропилах, стойках - это периодически повторяющиеся поражения.
Последовательно уменьшающаяся глубина обугливания какого-либо одного конструкционного элемента - бревна, деревянной стенки по длине - это сплошные затухающие поражения.
Существуют инструментальные методы, позволяющие оценить степень термического поражения материала в тех или иных зонах пожара и построить (установить) зоны термического поражения различных конструкций. Этим самым, по сути, выявляются невидимые глазу последовательно затухающие (нарастающие) поражения - признак направленности горения.
Признаки направленности распространения горения (или признаки направленности теплового воздействия) формируются и на отдельных, порой единичных, конструктивных элементах зданий и сооружений. Это так называемые «произвольно расположенные признаки» (по Мегорскому).
Например, на отдельных деревянных столбах (стойках) всегда полезно оценить степень их термических поражений с разных сторон измерением глубины обугливания. Так можно установить, с какой стороны тепловое воздействие на столбы было более интенсивно. Это тоже признак направленности теплового воздействия.
В случае направленности распространения горения по вертикали решающее значение в формировании очаговых признаков приобретает конвекция. Б.В. Мегорский писал: «распространение конвективных потоков на пожаре подобно отеканию воды, но обратно ей по направлению. Вода стекает сверху вниз, находя для этого малейшие щелочки, а дым, газообразные продукты сгорания точно также стремятся вверх». Это, безусловно, верное, наблюдение позволяет сформулировать следующее правило: при поисках очага необходимо найти самую нижнюю зону со следами горения.
Если пожар возник, например, на втором этаже здания он редко, и уж, по крайней мере, далеко не сразу уйдет на первый этаж. Быстрее горение проникнет на третий и вышележащие этажи. Конечно, это общее правило, и из него, как и из любого правила, бывают исключения. Горящие предметы могут сверху падать вниз, создавать, таким образом, вторичные очаги горения. Все же, в общем случае, в поисках очага пожара необходимо двигаться по следам термических поражений вниз.
Способность конвекции уносить тепло пожара вверх обуславливает ряд важных для специалиста обстоятельств. Вот некоторые из них.
В помещении, в котором происходит пожар, наблюдается зонирование температуры газовой фазы по высоте. Соответственно, и конструкции (стены, перекрытия) прогреваются чем выше, тем сильнее. Поэтому термические поражения стены, отделочных материалов на ней должны нарастать снизу вверх.
Если эта закономерность нарушается, если внизу стена на каком-то участке прогрелась или пострадала больше чем сверх, значит необходимо найти источник прогрева, располагавшийся именно на этом локальном участке.
Наоборот, если имеется локальный более холодный (менее поврежденный) участок наверху, значит, стену что-то закрывало, экранировало от тепла.
По тем же причинам на полу обычно более «холодно», чем в вышерасположенных зонах помещения. Снизу происходит приток свежего холодного воздуха, теплые газы уходят вверх. Поэтому признаки очага и другие характерные термические поражения конструкций, вещественные доказательства лучше сохраняются в нижней зоне, на уровне пола. Так, например, замечено, что если электрокипятильник, приведший к пожару, находился на полу или упал туда на начальной стадии пожара, на нем сохраняются характерные признаки работы в аварийном режиме (без воды).
Если же он при пожаре находился на столе, указанные признаки нивелируются и обнаружить их после пожара не удается. По этой же причине искать остатки горючей жидкости, применявшейся для поджога целесообразно на полу или под полом.
Если очаг пожара расположен достаточно высоко, или горение началось в смежных помещениях и проникло в помещение поверху (через верхнюю часть дверных проемов), то в таком помещении, обычно, сохраняются и полы, и даже мебель - столы, стулья. Их может завалить обгоревшими остатками потолка, но если не возникнет вторичных очагов, то и предметы, и сгораемая отделка стен в нижней их части сохранятся. Образуются так называемые признаки верхового пожара. Такие помещения обычно можно исключать из круга помещений, где подозревается очаг.
В зданиях и сооружениях, где имеются закрытые проемы, пустотные деревянные конструкции горение часто развивается в скрытой форме именно по этим пустотам. Такие пожары сложны не только с точки зрения тушения, но и с точки зрения их расследования. В поисках очага бывает необходимо проследить, как развивалось горение по пустотным пространствам. Сделать это в ряде случаев можно следующим образом: нужно вскрыть пустотную перегородку или поднять доски пола, перевернуть доски «наизнанку».
Если горение развивалось, например, внутри конструкции пола, то можно по характеру и степени обгорания досок попытаться проследить, где горение ушло внутрь пола, а где вышло из пустотной конструкции. Иногда это удается сделать.
Направление конвективных и любых других воздушных потоков в ходе развития пожара может меняться, причем неоднократно. Происходит это вследствие нарушения оконного остекления; образования прогаров, разрушения конструкций, вскрытия их пожарными подразделениями;
вследствие применения дымососов. Поэтому так важно при расследовании крупных пожаров иметь данные по динамике их развития и тушения.
В многочисленных реальных ситуациях пожара:
1. очаговые признаки могут вообще не сформироваться;
2. очаговые признаки могут нивелироваться или исчезнуть совсем в ходе развития горения;
Очаговые признаки могут представлять собой так называемые «вторичные очаги» или «очаги горения». При этом на пожаре вторичных очагов бывает зачастую многократно больше, чем первичных. И они могут запутать даже опытного дознавателя.
Ситуации, когда очаговые признаки изначально не сформировываются.
Такие ситуации складываются довольно редко и при очень быстром развитии горения, а это может произойти в случаях:
1. очень хороших условий воздухообмена:
2. мощных источников зажигания:
3. применения инициатора горения (ЛВЖ, ГЖ и др.):
4.особых архитектурных особенностей здания (наличие объемных пустотных пространств);
5. особых пожароопасных свойств отделки помещений, способствующих быстрому развитию горения.
Очень благоприятное для развития горения сочетание факторов встречается довольно редко и горение на первой (начальной) стадии пожара чаще протекает все-таки в пределах ограниченного участка. Это и приводит к образованию более или менее выраженных очаговых поражений и следов.
Нивелирование и исчезновение очаговых признаков в ходе развития горения.
Нивелирование (сглаживание) визуально наблюдаемых очаговых признаков, вплоть до их полного исчезновения складывается на пожаре более часто, нежели не формирование очаговых признаков.
Такая ситуация особенно характерна для крупных пожаров, где, как правило, отдельные четко выраженные локальные очаги оказываются вторичными, а первичный очаг пожара часто скрыт на больших пространствах основной зоны горения площадью иногда в сотни и тысячи квадратных метров.
Процессы, приводящие к исчезновению очаговых признаков, могут быть различными и сами по себе представляют очень опасные явления в развитии пожара, как с точки зрения уничтожения материальных ценностей, так и с позиции опасности для жизни людей. Эти же процессы многократно усложняют работу дознавателей (технических специалистов), расследующих пожар.
К таким явлениям относится, например, «общая вспышка». Общая вспышка и следующее за ней интенсивное горение может нивелировать следы очаговых признаков, сложившиеся на начальном этапе или даже полностью уничтожить их, что затрудняет поиски очага пожара.
Общая вспышка, как уже указывалось, происходит при достаточном притоке воздуха в помещение, то есть в режимах горения, регулируемых вентиляцией.
При недостаточной вентиляции пожар, если он самопроизвольно не прекратился, может происходить с весьма малой скоростью, которая диктуется ограниченной доступностью кислорода. При этом горение часто происходит в режиме тления, а такой режим подразумевает образование и накопление в замкнутом объеме большого количества продуктов неполного сгорания. С другой стороны, при тлении происходит слабое тепловыделение, недостаточное для того, чтобы воспламенить образовавшуюся газовоздушную смесь в тот период, когда ее концентрация находится в диапазоне концентрационных пределов распространения пламени.
Таким образом, концентрация образовавшихся горючих газов и паров может превысить верхний концентрационный предел распространения пламени, а в таком состоянии смесь уже не может воспламениться, хотя интенсивность тепловыделения к этому моменту может оказаться уже достаточной для того, чтобы тлеющий материал стал потенциальным источником зажигания. Помещение оказывается «готовым» к тому, чтобы мгновенно вспыхнуть (иногда со взрывом) при внезапном резком доступе воздуха, что может произойти или при разрушении остекления или, что чаще бывает, при открытии двери. Такое явление называют обратной тягой или
«эффектом сауны». По чисто внешним признакам явления общей вспышки, и обратной тяги могут оказаться очень схожими, но по существу это два совершенно различных процесса, одинаково приводящие к нивелировке или полному уничтожению следов первоначального очага.
В случаях такого рода пожаров остается только применять инструментальные методы для выявления скрытых очаговых признаков пожара. Например, существует надежный инструментальный метод выявления протекания процесса тлеющего горения, основанный на исследовании обугленных остатков древесины.
Оказавшись на месте пожара и довольно быстро обнаружив «очаговый конус», не следует тут же успокаиваться и воображать, что очаг пожара уже найден.
Существуют вторичные очаги, которые бывают двух типов: местные очаги и изолированные очаги.
Местные очаги возникают в пределах зоны горения за счет:
1. сосредоточения горючих материалов;
2. более благоприятных условий горения (например, за счет лучшего доступа воздуха;
3. менее эффективного или запоздалого тушения.
Выяснить природу формирования таких очагов можно
только с использованием всей имеющейся информации по распределению пожарной нагрузки, по условиям развития горения и динамике тушения.
Изолированные очаги горения - это очаги, непосредственно не связанные с основной зоной горения. Образуются они на смежных, а иногда и весьма удаленных постройках, сооружениях, частях здания, путем передачи тепла излучением, конвекцией, теплопроводностью, а также при непосредственном попадании горящих углей, искр на горючие материалы, находящиеся вне зоны горения.
В формировании вторичных очагов очень велика роль конвекции.
Особенно это свойственно крупным пожарам, на которых возникают мощные вихревые конвективные потоки, состоящие как из собственно конвективных газовых струй, так и из подхваченных этими струями мелких и крупных горящих частиц.
Известен случай пожара на мебельном комбинате в поселке Невская Дубровка Ленинградской области, распространившегося вдоль реки Невы по территории комбината более чем на 3 км. Способствовал этому, кроме всего прочего, сильный ветер.
На месте пожара, при движении по направлению распространения огня, зоны горения площадью несколько сотен квадратных метров (обгоревшие горы технологической щепы, бревен, досок, деревянных отходов) чередовались с зонами, протяженностью в десятки метров где горения не было, зеленела трава и лежали не обгоревшие опилки, доски. Создавалось впечатление вытянувшихся в цепочку, но не связанных друг с другом очаговых зон. Было, однако, достоверно доказано, что очаг пожара в данном случае был один; все остальные зоны были очагами горения, возникавшими за счет переноса горящих частиц на десятки метров.
Практика исследования крупных пожаров показывает, что десятки метров - не предельный радиус разноса горящих частиц. Так, на пожарах лесоскладов и лесобирж, при площади пожара до 3000 квадратных метров радиус разлета может быть до 440 м, а при площади горения 25000 квадратных метров наблюдался разлет горящих частиц на расстояние до 2 километров. И величина разлетающихся горящих частиц может быть очень велика. Иногда в конвективные струи вовлекаются целые горящие головни, размером до полуметра.
Роль тепловой радиации в образовании изолированных очагов горения должна быть понятна без пространных комментариев. Лучистое тепло от одного горящего объекта может привести к загоранию другого объекта.
Произойдет это, если тепловой поток, воздействующий на второй объект, превысит критические значения, необходимые для загорания обращенных к горящему объекту материалов и конструкций. Данные по критическим тепловым потокам, необходимые при расследовании таких пожаров можно найти в специальной справочной литературе. Стоит отметить, что явление
