Пожежонебезпечні властивості лісових горючих матеріалів

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Пожежонебезпечні властивості лісових горючих матеріалів

Доц. А.Д. Кузик, д-р с.-г. наук

Описано результати лабораторних досліджень пожежонебезпечних властивостей найпоширеніших видів лісових горючих матеріалів. У лабораторії за стандартною методикою визначено температуру займання хвої сосни звичайної, листя дуба звичайного, граба звичайного та вільхи чорної (свіжозірваного і сухого) та сухих фрагментів надземної частини деяких трав'яних рослин і чагарників. Виявлено, що температура займання свіжозірваної хвої є нижчою, ніж сухої. Для листя дерев спостерігається зворотна залежність, а найнижчою є температура займання листя вільхи чорної. Температура займання досліджених сухих трав'яних рослин і чагарників перебуває у межах 220-264 °С. Визначено і температуру полум'я під час горіння лісових горючих матеріалів, яка для деревних рослин є найбільшою для хвої сосни звичайної, а найменшою - для листя вільхи чорної. пожежонебезпечний лісовий займання листя

Ключові слова: лісовий горючий матеріал, температура займання, температура полум'я.

Постановка проблеми. Лісовий масив характерний великим різноманіттям видів горючого матеріалу, кожен з яких може перебувати у двох станах: живому і мертвому (сухому). Лісове середовище у взаємодії з довкіллям продукує горючий матеріал, впливаючи на динаміку його властивостей внаслідок розвитку рослин, їх взаємодії у фітоценозі, періодичного та випадкового впливу навколишнього середовища, а також антропогенного впливу. Основні види горючого матеріалу зображено на схемі (рис. 1). Кожен з них займає певне місце в горизонтальній і вертикальній структурі лісу та бере участь у пожежі відповідного виду. Займання і поширення горіння зумовлюється видом горючого матеріалу, його фізичними властивостями, зокрема геометричними розмірами, щільністю, вологістю, а також запасом і особливостями просторового розміщення. Найбільшу частку горючого матеріалу в лісовому насадженні становить деревина (стовбури та гілки). Горючі та теплофізичні властивості деревини є неоднаковими для різних порід [1, 5, с. 324]. Дослідження пожежної небезпеки цього виду горючого матеріалу описано в [2]. Одним з найважливіших пожежонебезпечних параметрів горючого матеріалу є температура займання [5]. Для деревини різних порід цей показник незначно відрізняється і становить: дуб - 230 °С, ялина - 240 °С, сосна - 250 °С [5]. Але займання стовбурів і гілок є вторинним та відбувається від полум'я інших видів горючого матеріалу. Найшвидше займаються невеликі сухі фрагменти, зокрема, хвоя, листя і представники наземного ярусу рослин.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Нестеров В.Г. [7] досліджував займистість підстилки підпалюванням. У роботах [3, 4] наведено результати лабораторних досліджень процесів займання сухої хвої частинками, нагрітими до температур 1153-1293 К. Але в цих та інших роботах не визначають температури займання підстилки та її компонентів - листя, хвої і фрагментів рослин.

Метою роботи є дослідження пожежонебезпечних властивостей хвої, листя дерев та фрагментів трав'яних рослин і чагарників наземного ярусу лісу.

Прилади і методи. Дослідження проводили в лабораторії пожежної безпеки Львівського державного університету безпеки життєдіяльності. Пожежну небезпеку лісових горючих матеріалів досліджено за ДСТУ Б В.2.7-19-95 [6]. Температуру визначено за допомогою термоперетворювача ТХА - хромель- алюмель, підключеного до персонального комп'ютера за допомогою вторинного приладу - регулятора-вимірювача РТ 0102 (розробник НВО "Термоприлад").

Виклад основного матеріалу. Найбільшу небезпеку під час низової пожежі становить наземний мертвий горючий матеріал, який складається з тонких сухих фрагментів, легко займається та є провідником горіння. У переважній більшості випадків низова пожежа починається зі займання лісового опаду та підстилки, основними компонентами якого є листя і хвоя. Займання та поширення пожежі цього виду залежить від температури займання горючого матеріалу. Верхова пожежа виникає внаслідок займання крон, а саме: гілок, вкритих листям або хвоєю. Тому температура займання живого листя (хвої) зумовлює процеси виникнення та поширення верхової пожежі.

З метою оцінювання пожежної небезпеки листя і хвої визначено температуру займання цих горючих матеріалів у сухому та свіжозірваному станах для найпоширеніших порід дерев у лісах Заходу України: сосни звичайної (Pi- nus sylvestris L.), дуба звичайного (Quercus robus L.), граба звичайного (Carpi- nus betulus L.) і вільхи чорної (Alnus glutinosa (L.) Gaerth.). Результати досліджень наведені на рис. 2.

Рис. 2. Температури займання сухого та свіжозірваного листя (хвої) найпоширеніших порід дерев Малого Полісся

Температури займання свіжозірваного листя досліджених порід є вищими за відповідні показники в сухому стані, що зумовлено сповільненими процесами висушування та піролізу, а також додатковою витратою енергії на руйнування білкової структури клітин. Для хвої спостережено протилежний ефект, який пояснюємо більшим вмістом у свіжозірваній хвої горючих речовин - живиці та скипидару. На нашу думку, відносно низька температура займання живої хвої є причиною інтенсивного розвитку верхових пожеж у хвойних лісах. Відносно низька температура займання сухого листя вільхи чорної сприяє виникненню низової пожежі в чорновільхових деревостанах за умов тривалої посухи, проте такі пожежі спостерігаються рідко через інтенсивні процеси мінералізації листяного опаду, густу трав'яну рослинність і високу вологість підстилки, зумовлену несприятливими для горіння мікрокліматичними умовами під наметом чорновільхових деревостанів навіть за умов високого рівня пожежної небезпеки за умовами погоди. Верхова пожежа у чорновільхових насадженнях виникає також рідко, оскільки вона є наслідком низової. Окрім того, температура полум'я під час горіння сухого листя вільхи чорної становить 604,7 °С і є нижчою від температури полум'я сухого листя дуба звичайного (679,3 °С) та сухої хвої сосни звичайної (696,7 °С), що погіршує умови поширення пожежі підстилкою в чорновільхових лісах.

Окрім листя та хвої, наземний горючий матеріал складається з фрагментів трав'яних рослин і невеликих чагарників, які в сухому стані також становлять пожежну небезпеку. У лабораторних умовах визначено температуру займання деяких поширених у Малому Поліссі видів рослин у сухому стані (рис. 3).

Низькі температури займання (до 230 °С) властиві ожині сизій (Rubus caesius L.), щитнику чоловічому (Dryopterisfilix mas (L.) Schott), чорниці (Vacci- nium myrtillus L.) і плауну річному (Lycopodium annotinum L.). Середні температури займання (230-250 °С) виявлено у представників тонконогових (куничник очеретяний (Calamagrostis arundinacea Roth.), пирій повзучий (Agropyrum repens P.B.)) та зонтичних (кмин (Carum carvi L.)). Високі температури займання (понад 250 °С) характерні для осоки лісової (Carex sylvatica Huds.) і розрив-трави звичайної (Impatiens noli-tangere L.).

Рис. 3. Температури займання деяких трав'яних рослин та чагарників у сухому стані

Температури полум'я під час горіння сухих трав'яних рослин і чагарників розподілені дещо інакше (рис. 4).

Рис. 4. Температури полум 'я під час горіння деяких трав 'янихрослин і чагарників у сухому стані

Низькою (до 600 °С) є температура полум'я чорниці, середніми (600700 °С) - температури полум'я ожини сизої, кмину, плауна річного, куничника очеретяного та пирію повзучого, а високими (понад 700 °С) - осоки лісової і щитника чоловічого. Але незначні (до 150 °С) різниці між температурами полум'я під час горіння лісових горючих матеріалів наземного ярусу свідчать про те, що у разі займання в сухому стані будь-який з них є пожежонебезпечним і становить загрозу для лісу.

Висновки

На відміну від листя, температура займання свіжозірваної хвої сосни звичайної є меншою, ніж сухої внаслідок вмісту горючих речовин - скипидару і живиці, що підвищує небезпеку виникнення та поширення верхових пожеж у соснових насадженнях. Незважаючи на те, що температура займання сухого листя вільхи чорної є меншою, ніж хвої та листя інших порід, пожежна небезпека чорновільхових лісів не є надто високою, оскільки мікрокліматичні умови під наметом зумовлюють підвищену вологість опаду і підстилки, яка швидко мінералізується, а температура полум'я під час горіння сухого листя вільхи чорної є нижчою за відповідні температури для листя інших порід більш як на 70 °С, а хвої сосни звичайної - на 90 °С.

Література

Асеева Р.М. Горение и пожарная опасность древесины / Р.М. Асеева, Б.Б. Серков, А. Б. Сивенков // Пожаровзрывобезопасность. - М. : Изд-во "Брансбойт". - 2012. - Т. 21, № 1. - С. 19-32.

Драйздейл Д. Введение в динамику пожаров / Д. Драйздейл. - М. : Изд-во "Стройиздат", 1990. - 424 с.

Захаревич А.В. Зажигание лесных горючих метериалов одиночными, нагретыми до высоких температур частицами / А.В. Захарович, Н.В. Барановський, В.И. Максимов // Пожаровзрывобезопасность. - М. : Изд-во "Брансбойт", 2012. - Т. 21, N° 4. - С. 13-16.

Захаревич А.В. Зажигание типичных лесных горючих материалов опада лиственных пород локальным источником энергии / А.В. Захаревич, Н.В. Барановский, В.И. Максимов // Пожаровзрывобезопасность. - М. : Изд-во "Брансбойт", 2012. - Т. 21, № 6. - С. 23-28.

Корольченко А.Я. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник. - В 2-х ч. / А.Я. Корольченко, Д.А. Корольченко. - Изд. 2-ое, [перераб. и доп.]. - М. : Изд-во Асс. "Пож"Наука"", 2004. - Ч. 1. - 713 с.

Матеріали будівельні. Методи випробувань на горючість: ДСТУ Б В.2.7-19-95 (ГОСТ 30244-94). - К. : Вид-во "Держбуд України", 1996. - 33 с. - (Національний стандарт України).

Нестеров В.Г. Горимость леса и методы ее определения / В.Г. Нестеров. - М. : Изд-во Гослесбумиздат, 1949. - 76 с.

Баратов А.Н. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: справ. изд. - В 2 кн. / А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др. - М. : Изд-во "Химия", 1990. - кн. 1. - 496 с.

Размещено на Allbest.ru