CC BY
23
3. ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ .ИСОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ
УДК 630 *431:614.841 Доц. А.Д. Кузик, д-р с.-г. наук -
Львiвський ДУ безпеки життедгяльностг
ПОЖЕЖОНЕБЕЗПЕЧН1 ВЛАСТИВОСТ1 Л1СОВИХ ГОРЮЧИХ МАТЕР1АЛ1В
Описано результати лабораторних дослщжень пожежонебезпечних властивостей найпоширешших видiв лiсових горючих матерiалiв. У лаборатори за стандартною методикою визначено температуру займання хво! сосни звичайно!, листя дуба звичайного, граба звичайного та вшьхи чорно! (свiжозiрваного i сухого) та сухих фрагменпв над-земно! частини деяких трав'яних рослин i чагарникiв. Виявлено, що температура займання свiжозiрвано! хво! е нижчою, нiж сухо!. Для листя дерев спостершаеться зво-ротна залежшсть, а найнижчою е температура займання листя вшьхи чорно!. Температура займання дослщжених сухих трав'яних рослин i чагарниюв перебувае у межах 220-264 °С. Визначено i температуру полум'я пiд час горшня лiсових горючих матер^ алiв, яка для деревних рослин е найбшьшою для хво! сосни звичайно!, а найменшою -для листя вшьхи чорно!.
Ключовг слова: люовий горючий матерiал, температура займання, температура полум'я.
Постановка проблеми. Люовий масив характерний великим р1зномашт-тям вид1в горючого матер1алу, кожен з яких може перебувати у двох станах: живому 1 мертвому (сухому). Люове середовище у взаемодп з довкшлям проду-куе горючий матер1ал, впливаючи на динам1ку його властивостей внаслщок розвитку рослин, !х взаемодп у ф1тоценоз1, перюдичного та випадкового впливу навколишнього середовища, а також антропогенного впливу. Основш види горючого матер1алу зображено на схем1 (рис. 1). Кожен з них займае певне мюце в горизонтальны 1 вертикальны структур! люу та бере участь у пожеж1 вщпо-вщного виду. Займання 1 поширення горшня зумовлюеться видом горючого ма-тер1алу, його ф1зичними властивостями, зокрема геометричними розм1рами, щшьшстю, вологютю, а також запасом 1 особливостями просторового розмь щення. Найбшьшу частку горючого матер1алу в люовому насадженш становить деревина (стовбури та гшки). Горкга та теплоф1зичш властивосп деревини е неоднаковими для р1зних порщ [1, 5, с. 324]. Дослщження пожежно! небезпеки цього виду горючого матер1алу описано в [2]. Одним з найважливших пожежонебезпечних параметр1в горючого матер1алу е температура займання [5]. Для деревини р1зних порщ цей показник незначно в1др1зняеться 1 становить: дуб -230 °С, ялина - 240 °С, сосна - 250 °С [5]. Але займання стовбур1в 1 гшок е вто-ринним та вщбуваеться в1д полум'я шших вид1в горючого матер1алу. Найшвид-ше займаються невелик сух1 фрагменти, зокрема, хвоя, листя 1 представники наземного ярусу рослин.
Науковий вкник НЛТУ Украши. - 2014. - Вип. 24.4
Рис. 1. Схема основных eudie лкового горючого Marnepimy
Нестеров В.Г. [7] дослщжував займистють тдстилки тдпалюванням. У роботах [3, 4] наведено результати лабораторних дослщжень процеЫв займання сухо! хво! частинками, нагрiтими до температур 1153-1293 К. Але в цих та ш-ших роботах не визначають температури займання пiдстилки та !! компонен-тiв - листя, хво! i фрагментiв рослин.
Метою роботи е дослiдження пожежонебезпечних властивостей хво!, листя дерев та фрагментiв трав'яних рослин i чагарникiв наземного ярусу люу.
Прилади i методи. Дослщження проводили в лабораторп пожежно! без-пеки Львiвського державного yнiверситетy безпеки життедiяльностi. Пожежну небезпеку лiсових горючих матерiалiв дослiджено за ДСТУ Б В.2.7-19-95 [6]. Температуру визначено за допомогою термоперетворювача ТХА - хромель-алюмель, пiдключеного до персонального комп'ютера за допомогою вторинно-го приладу - регyлятора-вимiрювача РТ 0102 (розробник НВО "Термоприлад").
Виклад основного матерiалу. Найбiльшy небезпеку пiд час низово! по-жежi становить наземний мертвий горючий матерiал, який складаеться з тонких сухих фрагменпв, легко займаеться та е проввдником горiння. У переважнш бiльшостi випадкiв низова пожежа починаеться зi займання лiсового опаду та тдстилки, основними компонентами якого е листя i хвоя. Займання та поши-рення пожежi цього виду залежить вщ температури займання горючого матерь алу. Верхова пожежа виникае внаслщок займання крон, а саме: гшок, вкритих листям або хвоею. Тому температура займання живого листя (хво!) зумовлюе процеси виникнення та поширення верхово! пожежi.
З метою ощнювання пожежно! небезпеки листя i хво! визначено температуру займання цих горючих матерiалiв у сухому та свiжозiрваномy станах для найпоширешших порiд дерев у люах Заходу Укра!ни: сосни звичайно! (Pinns sylvestris L.), дуба звичайного (Quercus robus L.), граба звичайного (Carpi-nus betulus L.) i вшьхи чорно! (Alnus glutinosa (L.) Gaerth.). Результати досль джень наведет на рис. 2.
Сосна звичайна Дуб звичайний Граб звичайний Вшьха чорна
Рис. 2. Температури займання сухого та свiжозiрваного листя (xeoï) найпоширенших nopid дерев Малого Полся
Температури займання свiжозiрваного листя дослщжених порщ е вищи-ми за вщповщт показники в сухому стат, що зумовлено сповiльненими проце-сами висушування та пiролiзу, а також додатковою витратою енергiï на руйну-вання бiлковоï структури клiтин. Для хвоï спостережено протилежний ефект, який пояснюемо бiльшим вмiстом у свiжозiрванiй хвоï горючих речовин - жи-вицi та скипидару. На нашу думку, вщносно низька температура займання жи-воï хвоï е причиною штенсивного розвитку верхових пожеж у хвойних люах. Вiдносно низька температура займання сухого листя вшьхи чорно!' сприяе ви-никненню низовоï пожежi в чорновiльхових деревостанах за умов тривалоï по-сухи, проте таю пожежi спостерiгаються рiдко через штенсивш процеси мшера-лiзацiï листяного опаду, густу трав'яну рослиннiсть i високу волопсть тдстил-ки, зумовлену несприятливими для горшня мiкроклiматичними умовами шд наметом чорновiльхових деревостанiв навпъ за умов високого рiвня пожежноï не-безпеки за умовами погоди. Верхова пожежа у чорновшьхових насадженнях ви-никае також рiдко, оскшьки вона е наслiдком низово1\ О^м того, температура полум'я пiд час горшня сухого листя вшьхи чорноï становить 604,7 °С i е ниж-чою вiд температури полум'я сухого листя дуба звичайного (679,3 °С) та сухоï хвоï сосни звичайноï (696,7 °С), що попршуе умови поширення пожежi пiд-стилкою в чорновiльхових лiсах.
Окрiм листя та хво", наземний горючий матерiал складаеться з фрагмен-тiв трав'яних рослин i невеликих чагарниюв, яю в сухому станi також станов-лять пожежну небезпеку. У лабораторних умовах визначено температуру займання деяких поширених у Малому ПолюЫ видiв рослин у сухому станi (рис. 3).
Низью температури займання (до 230 °С) властивi ожинi сизiй (Rubus caesius L.), щитнику чоловiчому (Dryopteris filix mas (L.) Schott), чорнищ (Vacci-nium myrtillus L.) i плауну рiчному (Lycopodium annotinum L.). Середт температури займання (230-250 °С) виявлено у представниюв тонконогових (куничник очеретяний (Calamagrostis arundinacea Roth.), пирш повзучий (Agropyrum repens P.B.)) та зонтичних (кмин (Carum carvi L.)). Висою температури займання (понад 250 °С) характернi для осоки лiсовоï (Carex sylvatica Huds.) i розрив-тра-ви звичайноï (Impatiens noli-tangere L.).
Науковий вкник НЛТУ УкраТни. - 2014. - Вип. 24.4
О
270 260 | 250
I 240
« 230
ев
^ 220 I, 210
к
Ц 200 н 190
—
Ожина Щитник Чорниця Плаун Куничник Кмин Пирш Осока Розрив-трава сиза чолов1чий р1чний очеретяний повзучий люова звичайна
Рис. 3. Температури займання деяких трав'янихрослин та чагарнишву сухому
стан
Температури полум'я шд час горшня сухих трав'яних рослин i чагарни-кiв розподiленi дещо iнакше (рис. 4).
О 7ПП-
Чорииця Ожина Кмин Плаун Куничник Пирш Осока сиза р1чний очеретяний повзучий люова
Рис. 4. Температури полум 'я тд час горшня деяких трав 'яних рослин i чагарнишв у сухому стан
Низькою (до 600 °С) е температура полум'я чорнищ, середшми (600700 °С) - температури полум'я ожини сизо!, кмину, плауна рiчного, куничника очеретяного та пирш повзучого, а високими (понад 700 °С) - осоки люово! i щитника чоловiчого. Але незначш (до 150 °С) рiзницi мiж температурами полум'я пiд час горшня люових горючих матерiалiв наземного ярусу свщчать про те, що у разi займання в сухому стат будь-який з них е пожежонебезпечним i становить загрозу для лку.
Висновки. На вiдмiну вщ листя, температура займання свiжозiрваноl хво! сосни звичайно! е меншою, шж сухо! внаслiдок вмiсту горючих речовин -скипидару i живицi, що пiдвищуе небезпеку виникнення та поширення верхо-вих пожеж у соснових насадженнях. Незважаючи на те, що температура займання сухого листя вшьхи чорно! е меншою, нiж хво! та листя iнших порiд, пожежна небезпека чорновшьхових лiсiв не е надто високою, оскiльки мшрок-лiматичнi умови пiд наметом зумовлюють тдвищену вологiсть опаду i шдстил-ки, яка швидко мiнералiзуеться, а температура полум'я шд час горiння сухого листя вшьхи чорно! е нижчою за вiдповiднi температури для листя шших порiд бiльш як на 70 °С, а хво! сосни звичайно! - на 90 °С.
Л1тература
1. 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.
2. Драйздейл Д. Введение в динамику пожаров / Д. Драйздейл. - М. : Изд-во "Стройиздат", 1990. - 424 с.
3. 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.
4. 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, N° 6. - С. 23-28.
5. 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.
6. Матерiали будiвельнi. Методи випробувань на горючють: ДСТУ Б В.2.7-19-95 (ГОСТ 30244-94). - К. : Вид-во "Держбуд Укра1ни", 1996. - 33 с. - (Нацюнальний стандарт Укра1ни).
7. Нестеров В.Г. Горимость леса и методы ее определения / В.Г. Нестеров. - М. : Изд-во Гослесбумиздат, 1949. - 76 с.
8. 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.
Кузык А.Д. Пожароопасные свойства лесных горючих материалов
Описаны результаты лабораторных исследований пожароопасных свойств распространенных видов лесных горючих материалов. В лаборатории по стандартной методике определена температура воспламенения хвои сосны обыкновенной, листья дуба обыкновенного, граба обыкновенного и ольхи черной (свежесорванного и сухого) и сухих фрагментов надземной части некоторых травянистых растений и кустарников. Обнаружено, что температура воспламенения свежесорванной хвои ниже, чем сухой. Для листьев деревьев наблюдается обратная зависимость, а самой низкой является температура воспламенения листьев ольхи черной. Температура воспламенения исследованных сухих травяных растений и кустарников находится в пределах 220-264 °С Определена и температура пламени при горении лесных горючих материалов, которая для древесных растений является наибольшей для хвои сосны обыкновенной, а наименьшей - для листьев ольхи черной.
Ключевые слова: лесной горючий материал, температура воспламенения, температура пламени.
Kuzyk A.D. The Forest Fire Behaviour of Combustible Materials
The results of laboratory tests on flammable properties of the most common types of forest combustible materials are described. The ignition temperature of pine needles, leaves of oak, hornbeam and alder usual black (live and dry) and dried aerial parts of some fragments of herbaceous plants and shrubs is defined in the laboratory using the standard method. The ignition temperature of live needles is found to be lower than dry ones. For the leaves of the trees there is an inverse relationship, and the lowest ignition temperature is for black alder leaves. Flashpoint investigated dry herbaceous plants and shrubs is in the range 220-264 °C. The flame temperature during combustion of forest combustible materials is defined, concerning woody plants it is the highest for pine needles, and the least - for black alder leaves.
Key words: forest combustible material, ignition temperature, flame temperature, needles, leaves.
