ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЛЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ЧАСТИЦ В ПОТОКЕ ВОЗДУХА
|
АННОТАЦИЯ
Введение 3
1. Перенос тлеющих и горящих частиц при природных пожарах 11
2. Экспериментальное исследование частиц, тлеющих в потоке воздуха 14
2.1 Экспериментальная техника и методика проведения эксперимента 14
2.2 Результаты экспериментов и обработка полученных данных 17
Заключение 28
Список литературы 29
Введение 3
1. Перенос тлеющих и горящих частиц при природных пожарах 11
2. Экспериментальное исследование частиц, тлеющих в потоке воздуха 14
2.1 Экспериментальная техника и методика проведения эксперимента 14
2.2 Результаты экспериментов и обработка полученных данных 17
Заключение 28
Список литературы 29
Природные пожары происходят по всему миру приводя не только к огромным экономическим затратам, но также угрожают здоровью и жизни человека, уничтожают лесную растительность и биомассу, что, в свою очередь, влечет значительную эрозию почв под воздействием воды и ветра. За период с 2015 по 2016 гг. ежегодно в России в среднем происходило 285 тыс. пожаров и выгорало более 45 млн. га покрытой лесом площади и прочих земель. Самые крупные выгоревшие площади отмечались в США, Канаде, Бразилии, Португалии, России, Польше, Испании, Венгрии, Аргентине и др. странах.
В июле и августе 2010 года в результате аномально высокой температуры и длительного отсутствия осадков площадь лесных пожаров в нашей стране, по данным Федеральной службы государственной статистики Российской Федерации, составила более 2,1 млн. га, сгорело около 2,5 тыс. жилых домов, а общий материальный ущерб оценивается в 85,5 млрд. руб. В 2011 году лесными пожарами была охвачена Сибирь и Дальний Восток, по данным космоснимков огнем пройдена площадь около 10 млн. га. Огромный урон пожарами наносится и Гослесфонду. По данным Росстата [1] площадь погибших лесных насаждений в России за 10 лет (с 2000 по 2009 гг. включительно) составила 4,7 млн. га. Из них почти 68% погибло от пожаров и сгорело на корню более 290 млн. куб. м. древесины. Среднее число пожаров за указанные 10 лет составило почти 28 тыс. возгораний в год, а потери древесины - 29,1 млн. куб. м. в год.
Ситуация с природными пожарами за рубежом в последние годы также остается напряженной, о чем свидетельствуют пожары в Греции (2007, 2009 гг.), США (2009, 2011, 2013 гг.), Португалии (2003, 2005 гг.), Австралии (2009, 2015 гг.).
Вопросам, связанным с изучением возникновения и распространения природных пожаров, посвящено множество работ как российских, так и
зарубежных авторов. Физико-математическому исследованию лесных пожаров относятся работы Конева Э.В [2], Гундара [3], Гришина А.М.[4], Доррера Г.А. [5], F.A. Albini [6], R.C. Rothermel [7].
Как показывает практика, количество разрозненных очагов возгорания, либо крупномасштабных пожаров, не уменьшается год от года, несмотря на усовершенствование систем прогноза систем лесной пожарной опасности. В последнее время очаги возгорания возникают в более отдаленных и заболоченных местностях, что осложняет доставку техники для их локализации. Отчасти это связано с расширением хозяйственной деятельности человека, что повышает риск появления пожара, а также вырубку доступных лесных ресурсов. Пожары в зоне раздела природной и городской сред (WUI) распространяются как при помощи растительных, так и конструкционных горючих материалов. Эти пожары могут возникать в любом типе горючих материалов, но, как правило, начинаются с природных горючих материалов по естественной (например, удары молний) или искусственной (например, костры, неуправляемые предусмотренные пожары, вышедшие из строя или искрящиеся линии электропередач, поджоги) причинам. По своей сути, проблемы пожаров на WUI это проблема конструкционного возгорания и самый лучший подход, направленный на снижение тяжести проблемы заключается в снижении потенциала конструкционного возгорания (например, Коэн, 2008).
По этой причине, текущее состояние и необходимость проведения исследований в другом аспекте относительно проблемы пожаров на WUI, такие как ликвидация природных пожаров или эвакуация крупных территорий здесь рассматриваться не будет. Причиной исходного конструкционного возгорания на WUI территории преимущественно является воздействие потока тепла от огня или тлеющих угольков от природного пожара. Поскольку конструкционные материалы и
растительность в населенных пунктах подвержены горению, то они тоже
могут внести существенный вклад в непрерывное распространение пожара на
4
WUI территории (Cohen 1995). Вероятность возгорания конструкций зависит как от физических свойств (например, кровельный материал, доски, вентиляционные отверстия), так и от условий воздействия факторов пожара (например, масштабы и продолжительность теплового потока от пламени и тлеющих угольков). Пожары на WUI представляют серьезную угрозу для многих стран. Разрушительные пожары на WUI произошли во Флориде в 1998, Южная Калифорния в 2003 и 2007 году, в Греции в 2007 году, и недавно в Виктории, Австралии в 2009 году. Такие пожары могут принести повреждения на миллиарды долларов. Авторы хорошо знакомы с текущим состоянием инструментария и исследований, связанных с пожарами на WUI в США. По этой причине, статья будет сфокусирована на проблеме пожаров на WUI в США. Цель (и организационная структура) данной статьи это обзор проблемы пожаров на WUI, краткий обзор современных подходов к решению проблемы пожаров на WUI и снижению конструкционных возгораний, обсуждение и оценка дальнейших исследований, а также обзор текущей работы в Национальном институте стандартов и технологий (NIST), рассматривающую необходимость исследований.
Несмотря на споры о пожарной статистике, самые значительные пожары произошли в новейшей истории. Некоторые из этих событий включают в себя Черную субботу (2009 года в Виктория, Австралия), пожар, который привел к гибели 173 человек и уничтожил свыше 2000 строений, несколько пожаров в Средиземноморье, включая пожары в Португалии, Франции и Испании в 2003 году, крупнейший пожар Вальпараисо, Чили в котором погибло 16 человек и уничтожено более 2500 построек. В Сибири в 2015 весной бушевали природные пожары, перекинувшиеся на несколько десятков населенных пунктов. В Хакассии огонь охватил почти 40 населенных пунктов. Около 5 тысяч человек остались без жилья, погиб 31 человек. По данным властей республики, в Хакасии полностью сгорели или оказались повреждены огнем 1,7 тысячи домов. Увеличение пожаров на природно-урбанизированной территории наблюдаются во всем мире, 5
особенно в Бразилии, Австралии, Китае, России, США, и Средиземноморье. Огромные пожары в США , такие как пожар в 1991 года в Окленд Хилз, в 2012 в Вальдо-Каньоне и в 2003, 2007 и 2014 в Сан-Диего служат в качестве постоянного напоминанием об угрозе крупных лесных пожаров на природно¬урбанизированной территории. Наглядно проблема представлена на рис. 1., который отображает годовые потери населенных пунктов и жилых домов в период с 1999 по 2013 гг в США и Австралии.
Рис. 1. - Годовые потери населенных пунктов и жилых домов в период с 1999 по 2013 гг в США и Австралии.
В России за 2010 год было повреждено около 150 городов и населенных пунктов в результате пожара на природно-урбанизированной территории.
Воспламенение построек в зоне раздела природной и городской сред (WUI) является серьезной международной проблемой из-за крупномасштабных WUI пожаров в Австралии, Греции, Португалии, Испании и США. Что касается США, три серьезных WUI пожара произошли в течение последних шести лет в Калифорнии. Среди них пожар в 2003 привел к 2-х миллиардным долларам застрахованным убыткам и уничтожил более трех тысяч домов. Недавние разрушительные WUI пожары, которые произошли в Южной Калифорнии в 2007 году, оставили без крова более
300000 человек, разрушили более одной тысячи построек, а страховым компаниям пришлось выплатить один миллиард долларов только в 2007 году [1]. Недавние пожары в Виктории, (Австралия) в 2009 году привели к гибели более 150 человек и более трех тысяч построек были разрушены. Послепожарные повреждения свидетельствует о том, что обгоревшие частицы являются основной причиной воспламенения построек во время пожаров в зоне раздела природной и городской сред (WUI) в США и Австралии [2,3]. Япония также страдает от воспламенения построек обгоревшими частицами. Инициирующий механизм возгорания отличается, поскольку WUI пожары не распространены в Японии.
Япония часто испытывает землетрясения из-за своего географического положения. Эти землетрясения являются причинами многих пожаров. Обгоревшие частицы образуются при горении построек, и при сильном ветре они распространяются в атмосфере и становятся причинами очаговых пожаров, которые приводят к серьезным городским пожарам, которые сложно ликвидировать. Отсутствие информации о том, как обгоревшие частицы воспламеняют постройки в WUI пожарах, а также являются источниками городских пожаров, делает невозможным развитие методов оценивания рисков и их минимизации, предназначенные для уменьшения повреждения построек в этих пожарах. Особенно необходимы строительные нормы и стандарты для руководства строительством новых построек в районах, склонных к таким пожарам, для уменьшения риска воспламенения при воздействии обгоревшими частицами.
Для получения актуальных стандартов необходимо тщательно разработать научную методологию для классификации типов материалов (например, кровля и отделочные материалы), которые могут воспламеняться обгоревшими частицами, а также уязвимых мест построек, куда обгоревшие частицы могут легко проникнуть (например, вентиляционные отверстия).Довольно сложно разрабатывать методы измерения, имитирующие воздействие обгоревших частиц на постройки, что случается в 7
реальных WUI пожарах. Требуются совершенно новые экспериментальные подходы для решения этой проблемы. Прошлые исследования обгоревших частиц, экспериментальные или численные, были сосредоточены на понимании того, как далеко могут распространиться обгоревшие частицы (точное расстояние); эти исследования не оценивали уязвимость построек при воспламенении воздействием обгоревших частиц [4-15]. В частности, требуется воспроизвести и спроектировать определенный размер обгоревших частиц и распределение массы (на основе измерений при горении растительности и построек) и направить этот поток обгоревших частиц к полномасштабным элементам построек. Кроме того, поток обгоревших частиц должен быть получен в полномасштабной аэродинамической трубе, предназначенной для проведения экспериментальных пожаров, так как ветер играет ключевую роль в распространении WUI и городских пожаров. Пожары в зоне раздела природной и городской сред (WUI) представляют значительную угрозу Соединенным Штатам. К последним WUI пожарам относят пожары в Южной Калифорнии (2003). Обгоревшие частицы представляют собой растительность и сгорают в WUI пожарах. Такие обгоревшие частицы захватываются и могут переноситься ветрами на большие расстояния. Обгоревшие частицы, в конечном счете, прекращают движение и способны воспламенить слои горючих материалов, находящиеся далеко от пожара, приводя к распространению пожаров. Понимание того, как эти обгоревшие частицы могут воспламенить окружающие слои горючих материалов, является важным фактором в снижении рисков распространения пожаров в населенных пунктах [1].
К сожалению, очаговое воспламенение является сложным аспектом для понимания WUI пожаров [2]. Кроме того, распределение обгоревших частиц по размерам, получаемых при горении растительности и конструкционных материалов почти неизвестно. Основным достижением в исследованиях WUI пожаров была бы разработка модели прогнозирования: получение
обгоревших частиц при горении растительности и конструкционных
8
материалов, их последующий перенос в атмосфере, и конечная степень воспламеняемости материалов вследствие их воздействия [2].
С появлением более экстремальных видов пожаров, стало нормой создание новых методов борьбы с пожарами и оценки угроз, нежели того что традиционно использовалось. Если количество легковоспламеняющихся и уязвимых строений выходит за пределы возможностей местной противопожарной защиты, то эффективность этой защиты снижается и многие постройки остаются под угрозой. При пожаре на природно¬урбанизированной территории, катастрофы можно избежать, даже в экстремальных условиях, но в том случае если постройки устойчивы к возгоранию. При исследовании лесных пожаров, связанных с гибелью построек в Австралии, выяснилось, что почти все потери связаны с благоприятными для пожаров условиями, а именно низкой влажностью и сильным ветром. В строительстве для борьбы с пожарами размещают схематический план здания, пассивные системы противопожарной защиты, системы автоматической противопожарной защиты, чтобы обеспечить достаточную безопасность для жителей, а также доступ для входа в здание пожарных служб.
В большинстве случаев пожарные не могут являться гарантией полной ликвидацией возгорания, так как строение может вновь вспыхнуть даже после десятков часов после основной линии огня из-за тлеющих частиц. Тлеющие частицы, которые трудно выявить, могут медленно превратится из безобидных источников в пылающие, становясь новыми очагами пожара. Тлеющие частицы также могут разлететься вперед перед фронтом пожара на несколько километров в зависимости от атмосферных условий, в результате чего будут поражены большие площади, вызывая новые очаги возгорания или линии огня. Для покрытия такой большой территории ни одна пожарная команда не обладает достаточными ресурсами и должны быть предусмотрены новые методы или подходы для тушения пожаров, чтобы предотвратить будущие масштабные потери. Нынешние системы для 9
наружной охраны в природно-урбанизированной территории (памятки для домовладельцев, форточные сетки) слабы по сравнению с внутренними системами (спринклеры, датчики задымленности, огнеупорные материалы). Одна из стратегий заключается в том, чтобы обеспечить защиту путем ограничения распространения тлеющих частиц и других источников возникновения огня которые могли бы проникнуть в постройки, находящиеся на территории населенных пунктов.
Существует множество способов сократить возгорания на природно-урбанизированной территории. Местные законы могли бы устранить проблемы пространства, входов, выходов и водоснабжения, а также создать более безопасные условия для пожарных сил, в результате чего сохранилось бы больше строений. Многие из этих вопросов уже затронуты в существующих актах и стандартах, однако они могут быть улучшены с помощью дополнительных знаний, включая дополнительные исследования, так как существующих данных для качественного анализа сильно не хватает. Защита собственности в природно-урбанизированной территории сейчас становится главной задачей пожаротушения. На данный момент существуют пробелы в знаниях о том, как изменение климата влияет и может изменить лесную пожарную активность в мире . Мнения большинства предполагают, что пожарная активность в одних районах может увеличится, но сократится в других. В западной части Соединенных Штатов тенденция увеличения числа и размеров лесных пожаров было выявлено в период с 1984 по 2011 гг. Количество возгораний увеличилось до 7 в год, а площадь выжженной территории и на 35500 гектаров в год. Данные изменения были характерны для южных или горных экорегионов, где засуха была основным фактором пожарной опасности. В некоторых регионах с ведением лесного хозяйства ведется практика спланированного выжигания, которая может помочь в борьбе с проблемой, по снижению интенсивности возгораний.
В июле и августе 2010 года в результате аномально высокой температуры и длительного отсутствия осадков площадь лесных пожаров в нашей стране, по данным Федеральной службы государственной статистики Российской Федерации, составила более 2,1 млн. га, сгорело около 2,5 тыс. жилых домов, а общий материальный ущерб оценивается в 85,5 млрд. руб. В 2011 году лесными пожарами была охвачена Сибирь и Дальний Восток, по данным космоснимков огнем пройдена площадь около 10 млн. га. Огромный урон пожарами наносится и Гослесфонду. По данным Росстата [1] площадь погибших лесных насаждений в России за 10 лет (с 2000 по 2009 гг. включительно) составила 4,7 млн. га. Из них почти 68% погибло от пожаров и сгорело на корню более 290 млн. куб. м. древесины. Среднее число пожаров за указанные 10 лет составило почти 28 тыс. возгораний в год, а потери древесины - 29,1 млн. куб. м. в год.
Ситуация с природными пожарами за рубежом в последние годы также остается напряженной, о чем свидетельствуют пожары в Греции (2007, 2009 гг.), США (2009, 2011, 2013 гг.), Португалии (2003, 2005 гг.), Австралии (2009, 2015 гг.).
Вопросам, связанным с изучением возникновения и распространения природных пожаров, посвящено множество работ как российских, так и
зарубежных авторов. Физико-математическому исследованию лесных пожаров относятся работы Конева Э.В [2], Гундара [3], Гришина А.М.[4], Доррера Г.А. [5], F.A. Albini [6], R.C. Rothermel [7].
Как показывает практика, количество разрозненных очагов возгорания, либо крупномасштабных пожаров, не уменьшается год от года, несмотря на усовершенствование систем прогноза систем лесной пожарной опасности. В последнее время очаги возгорания возникают в более отдаленных и заболоченных местностях, что осложняет доставку техники для их локализации. Отчасти это связано с расширением хозяйственной деятельности человека, что повышает риск появления пожара, а также вырубку доступных лесных ресурсов. Пожары в зоне раздела природной и городской сред (WUI) распространяются как при помощи растительных, так и конструкционных горючих материалов. Эти пожары могут возникать в любом типе горючих материалов, но, как правило, начинаются с природных горючих материалов по естественной (например, удары молний) или искусственной (например, костры, неуправляемые предусмотренные пожары, вышедшие из строя или искрящиеся линии электропередач, поджоги) причинам. По своей сути, проблемы пожаров на WUI это проблема конструкционного возгорания и самый лучший подход, направленный на снижение тяжести проблемы заключается в снижении потенциала конструкционного возгорания (например, Коэн, 2008).
По этой причине, текущее состояние и необходимость проведения исследований в другом аспекте относительно проблемы пожаров на WUI, такие как ликвидация природных пожаров или эвакуация крупных территорий здесь рассматриваться не будет. Причиной исходного конструкционного возгорания на WUI территории преимущественно является воздействие потока тепла от огня или тлеющих угольков от природного пожара. Поскольку конструкционные материалы и
растительность в населенных пунктах подвержены горению, то они тоже
могут внести существенный вклад в непрерывное распространение пожара на
4
WUI территории (Cohen 1995). Вероятность возгорания конструкций зависит как от физических свойств (например, кровельный материал, доски, вентиляционные отверстия), так и от условий воздействия факторов пожара (например, масштабы и продолжительность теплового потока от пламени и тлеющих угольков). Пожары на WUI представляют серьезную угрозу для многих стран. Разрушительные пожары на WUI произошли во Флориде в 1998, Южная Калифорния в 2003 и 2007 году, в Греции в 2007 году, и недавно в Виктории, Австралии в 2009 году. Такие пожары могут принести повреждения на миллиарды долларов. Авторы хорошо знакомы с текущим состоянием инструментария и исследований, связанных с пожарами на WUI в США. По этой причине, статья будет сфокусирована на проблеме пожаров на WUI в США. Цель (и организационная структура) данной статьи это обзор проблемы пожаров на WUI, краткий обзор современных подходов к решению проблемы пожаров на WUI и снижению конструкционных возгораний, обсуждение и оценка дальнейших исследований, а также обзор текущей работы в Национальном институте стандартов и технологий (NIST), рассматривающую необходимость исследований.
Несмотря на споры о пожарной статистике, самые значительные пожары произошли в новейшей истории. Некоторые из этих событий включают в себя Черную субботу (2009 года в Виктория, Австралия), пожар, который привел к гибели 173 человек и уничтожил свыше 2000 строений, несколько пожаров в Средиземноморье, включая пожары в Португалии, Франции и Испании в 2003 году, крупнейший пожар Вальпараисо, Чили в котором погибло 16 человек и уничтожено более 2500 построек. В Сибири в 2015 весной бушевали природные пожары, перекинувшиеся на несколько десятков населенных пунктов. В Хакассии огонь охватил почти 40 населенных пунктов. Около 5 тысяч человек остались без жилья, погиб 31 человек. По данным властей республики, в Хакасии полностью сгорели или оказались повреждены огнем 1,7 тысячи домов. Увеличение пожаров на природно-урбанизированной территории наблюдаются во всем мире, 5
особенно в Бразилии, Австралии, Китае, России, США, и Средиземноморье. Огромные пожары в США , такие как пожар в 1991 года в Окленд Хилз, в 2012 в Вальдо-Каньоне и в 2003, 2007 и 2014 в Сан-Диего служат в качестве постоянного напоминанием об угрозе крупных лесных пожаров на природно¬урбанизированной территории. Наглядно проблема представлена на рис. 1., который отображает годовые потери населенных пунктов и жилых домов в период с 1999 по 2013 гг в США и Австралии.
Рис. 1. - Годовые потери населенных пунктов и жилых домов в период с 1999 по 2013 гг в США и Австралии.
В России за 2010 год было повреждено около 150 городов и населенных пунктов в результате пожара на природно-урбанизированной территории.
Воспламенение построек в зоне раздела природной и городской сред (WUI) является серьезной международной проблемой из-за крупномасштабных WUI пожаров в Австралии, Греции, Португалии, Испании и США. Что касается США, три серьезных WUI пожара произошли в течение последних шести лет в Калифорнии. Среди них пожар в 2003 привел к 2-х миллиардным долларам застрахованным убыткам и уничтожил более трех тысяч домов. Недавние разрушительные WUI пожары, которые произошли в Южной Калифорнии в 2007 году, оставили без крова более
300000 человек, разрушили более одной тысячи построек, а страховым компаниям пришлось выплатить один миллиард долларов только в 2007 году [1]. Недавние пожары в Виктории, (Австралия) в 2009 году привели к гибели более 150 человек и более трех тысяч построек были разрушены. Послепожарные повреждения свидетельствует о том, что обгоревшие частицы являются основной причиной воспламенения построек во время пожаров в зоне раздела природной и городской сред (WUI) в США и Австралии [2,3]. Япония также страдает от воспламенения построек обгоревшими частицами. Инициирующий механизм возгорания отличается, поскольку WUI пожары не распространены в Японии.
Япония часто испытывает землетрясения из-за своего географического положения. Эти землетрясения являются причинами многих пожаров. Обгоревшие частицы образуются при горении построек, и при сильном ветре они распространяются в атмосфере и становятся причинами очаговых пожаров, которые приводят к серьезным городским пожарам, которые сложно ликвидировать. Отсутствие информации о том, как обгоревшие частицы воспламеняют постройки в WUI пожарах, а также являются источниками городских пожаров, делает невозможным развитие методов оценивания рисков и их минимизации, предназначенные для уменьшения повреждения построек в этих пожарах. Особенно необходимы строительные нормы и стандарты для руководства строительством новых построек в районах, склонных к таким пожарам, для уменьшения риска воспламенения при воздействии обгоревшими частицами.
Для получения актуальных стандартов необходимо тщательно разработать научную методологию для классификации типов материалов (например, кровля и отделочные материалы), которые могут воспламеняться обгоревшими частицами, а также уязвимых мест построек, куда обгоревшие частицы могут легко проникнуть (например, вентиляционные отверстия).Довольно сложно разрабатывать методы измерения, имитирующие воздействие обгоревших частиц на постройки, что случается в 7
реальных WUI пожарах. Требуются совершенно новые экспериментальные подходы для решения этой проблемы. Прошлые исследования обгоревших частиц, экспериментальные или численные, были сосредоточены на понимании того, как далеко могут распространиться обгоревшие частицы (точное расстояние); эти исследования не оценивали уязвимость построек при воспламенении воздействием обгоревших частиц [4-15]. В частности, требуется воспроизвести и спроектировать определенный размер обгоревших частиц и распределение массы (на основе измерений при горении растительности и построек) и направить этот поток обгоревших частиц к полномасштабным элементам построек. Кроме того, поток обгоревших частиц должен быть получен в полномасштабной аэродинамической трубе, предназначенной для проведения экспериментальных пожаров, так как ветер играет ключевую роль в распространении WUI и городских пожаров. Пожары в зоне раздела природной и городской сред (WUI) представляют значительную угрозу Соединенным Штатам. К последним WUI пожарам относят пожары в Южной Калифорнии (2003). Обгоревшие частицы представляют собой растительность и сгорают в WUI пожарах. Такие обгоревшие частицы захватываются и могут переноситься ветрами на большие расстояния. Обгоревшие частицы, в конечном счете, прекращают движение и способны воспламенить слои горючих материалов, находящиеся далеко от пожара, приводя к распространению пожаров. Понимание того, как эти обгоревшие частицы могут воспламенить окружающие слои горючих материалов, является важным фактором в снижении рисков распространения пожаров в населенных пунктах [1].
К сожалению, очаговое воспламенение является сложным аспектом для понимания WUI пожаров [2]. Кроме того, распределение обгоревших частиц по размерам, получаемых при горении растительности и конструкционных материалов почти неизвестно. Основным достижением в исследованиях WUI пожаров была бы разработка модели прогнозирования: получение
обгоревших частиц при горении растительности и конструкционных
8
материалов, их последующий перенос в атмосфере, и конечная степень воспламеняемости материалов вследствие их воздействия [2].
С появлением более экстремальных видов пожаров, стало нормой создание новых методов борьбы с пожарами и оценки угроз, нежели того что традиционно использовалось. Если количество легковоспламеняющихся и уязвимых строений выходит за пределы возможностей местной противопожарной защиты, то эффективность этой защиты снижается и многие постройки остаются под угрозой. При пожаре на природно¬урбанизированной территории, катастрофы можно избежать, даже в экстремальных условиях, но в том случае если постройки устойчивы к возгоранию. При исследовании лесных пожаров, связанных с гибелью построек в Австралии, выяснилось, что почти все потери связаны с благоприятными для пожаров условиями, а именно низкой влажностью и сильным ветром. В строительстве для борьбы с пожарами размещают схематический план здания, пассивные системы противопожарной защиты, системы автоматической противопожарной защиты, чтобы обеспечить достаточную безопасность для жителей, а также доступ для входа в здание пожарных служб.
В большинстве случаев пожарные не могут являться гарантией полной ликвидацией возгорания, так как строение может вновь вспыхнуть даже после десятков часов после основной линии огня из-за тлеющих частиц. Тлеющие частицы, которые трудно выявить, могут медленно превратится из безобидных источников в пылающие, становясь новыми очагами пожара. Тлеющие частицы также могут разлететься вперед перед фронтом пожара на несколько километров в зависимости от атмосферных условий, в результате чего будут поражены большие площади, вызывая новые очаги возгорания или линии огня. Для покрытия такой большой территории ни одна пожарная команда не обладает достаточными ресурсами и должны быть предусмотрены новые методы или подходы для тушения пожаров, чтобы предотвратить будущие масштабные потери. Нынешние системы для 9
наружной охраны в природно-урбанизированной территории (памятки для домовладельцев, форточные сетки) слабы по сравнению с внутренними системами (спринклеры, датчики задымленности, огнеупорные материалы). Одна из стратегий заключается в том, чтобы обеспечить защиту путем ограничения распространения тлеющих частиц и других источников возникновения огня которые могли бы проникнуть в постройки, находящиеся на территории населенных пунктов.
Существует множество способов сократить возгорания на природно-урбанизированной территории. Местные законы могли бы устранить проблемы пространства, входов, выходов и водоснабжения, а также создать более безопасные условия для пожарных сил, в результате чего сохранилось бы больше строений. Многие из этих вопросов уже затронуты в существующих актах и стандартах, однако они могут быть улучшены с помощью дополнительных знаний, включая дополнительные исследования, так как существующих данных для качественного анализа сильно не хватает. Защита собственности в природно-урбанизированной территории сейчас становится главной задачей пожаротушения. На данный момент существуют пробелы в знаниях о том, как изменение климата влияет и может изменить лесную пожарную активность в мире . Мнения большинства предполагают, что пожарная активность в одних районах может увеличится, но сократится в других. В западной части Соединенных Штатов тенденция увеличения числа и размеров лесных пожаров было выявлено в период с 1984 по 2011 гг. Количество возгораний увеличилось до 7 в год, а площадь выжженной территории и на 35500 гектаров в год. Данные изменения были характерны для южных или горных экорегионов, где засуха была основным фактором пожарной опасности. В некоторых регионах с ведением лесного хозяйства ведется практика спланированного выжигания, которая может помочь в борьбе с проблемой, по снижению интенсивности возгораний.
1. Разработана методика определения теплофизических характеристик частиц, тлеющих в потоке воздуха.
2. Проведены экспериментальные исследования по установлению времен тления частиц, тлеющих в потоке воздуха.
3. Установлено, что время тления частиц в потоке воздуха зависит от геометрических характеристик этих частиц, а также от скорости набегающего потока.
4. Замечено, что, степень состаривания образцов сосновых веточек существенно влияет на время их тления. Так время тления образцов «свежих» веточек существенно выше времён тления образцов, длительное время подвергавшихся атмосферному воздействию.
5. Сделано предположение о характере распространения тлеющих частиц потоком воздуха.
6. Установлено, что расстояние, пройденное тлеющей частицей, может достигать 400:600 м.
2. Проведены экспериментальные исследования по установлению времен тления частиц, тлеющих в потоке воздуха.
3. Установлено, что время тления частиц в потоке воздуха зависит от геометрических характеристик этих частиц, а также от скорости набегающего потока.
4. Замечено, что, степень состаривания образцов сосновых веточек существенно влияет на время их тления. Так время тления образцов «свежих» веточек существенно выше времён тления образцов, длительное время подвергавшихся атмосферному воздействию.
5. Сделано предположение о характере распространения тлеющих частиц потоком воздуха.
6. Установлено, что расстояние, пройденное тлеющей частицей, может достигать 400:600 м.