Установление причины пожара. Применяемые методы (определение температуры наружной поверхности трубки ТЭНа)

При проведении пожарно-технических экспертиз имеют место случаи, когда для правильного определения причины пожара, обоснованного подтверждения сделанного вывода и разработки профилактических мероприятий необходимо проведение расчетов, основанных на знании законов термодинамики и теплопередачи. Данные знания дают возможность рассчитать множество экспертных и практических задач, в том числе:

распределение температур по толщине теплопроводящей стенки при известной плотности теплового потока;

количество тепла, теряющегося в окружающую среду через определенную нагретую стенку при известной температуре ее наружной поверхности;

через какое время, после начала теплового воздействия на материал, он нагреется до температуры самовоспламенения или температуры начала самонагревания;

величину противопожарного разрыва между зданиями и сооружениями;

при какой интенсивности теплового воздействия может быть достигнута потеря несущей способности стальной арматуры (по прогреву до допустимой температуры) через определенное время после начала огневого воздействия;

могут ли воспламениться вещества и материалы, находящиеся на необогреваемой стороне стены;

температуру поверхности токопровода, трубчатого электронагревателя (ТЭНа) или другого устройства, омываемого воздухом или жидкостью;

плотность теплового потока с конвекцией к предметам и материалам при оценке возможности их воспламенения или разрушения;

температуру среды при движении ее в теплообменных аппаратах и других устройствах (например, в жидкостных обогревателях, дымовых трубах и т.п.).

В тоже время, органы и подразделения по ЧС в своей практической работе расчетные возможности используют крайне редко, в первую очередь из-за того, что в нормативной и технической литературе изложены лишь основные принципы проведения исследований по данному вопросу, без разъяснения конкретного пути решения задачи.

В данном информационном письме приводится частный случай расчета максимально возможной температуры поверхности ТЭНа, обнаруженного на месте происшествия и на основании полученного результата обоснование вывода о причастности изделия к возникновению пожара.

6 марта 2002 года в частном жилом доме № 28, расположенном по ул. 60 лет СССР в г. Чаусы Могилевской области произошел пожар.

Дом представлял собой деревянное строение размерами в плане 8х10 метров, стены были выполнены из бревен, перекрытие деревянное, кровля двускатная, шиферная по деревянным стропилам и обрешетке. Отопление печное, освещение электрическое.

В результате пожара погибла гражданка Березовская О.Ф., была повреждена кровля дома, перекрытие на площади 20 м², закопчены жилые помещения. Ущерб составил 600000 рублей.

При осмотре места происшествия было установлено, что у южной стены помещения кухни в деревянном полу имеется прогар размерами 0,50,5 метров, в котором находился U-образный электрический обогреватель. Потолочное перекрытие над прогаром имело следы термического воздействия, наибольшие повреждения получила южная стена кухни дома. По мере удаления от места прогара степень термических повреждений строительных конструкций и имущества уменьшалась.

Так как при осмотре места пожара по следам наибольших термических повреждений был установлен очаг, в котором был обнаружен трубчатый электронагреватель, то у дознавателя появились версии о том, что изделием, из-за которого произошел пожар, является ТЭН, а причина пожара – контакт электрического нагревательного прибора с твердыми горючими материалами, находившимися в кухне.

Общеизвестно, что электронагревательный прибор (в данном случае ТЭН) при определенных условиях может явиться причиной пожара. Вместе с тем данные знания являются субъективными и оперировать ими без соответствующей доказательной основы, полученной с помощью эксперимента или необходимых расчетов нельзя.

Так как провести эксперимент по объективным причинам было невозможно, то наиболее приемлемым вариантом являлся математический расчет, основанный на известных закономерностях конвективного и лучистого теплообмена.

Для определения возможности воспламенения веществ и материалов, находящихся в кухне жилого дома от контакта с ТЭНом, решалась задача по расчету температуры наружной поверхности трубки ТЭНа.

Решение этой задачи осуществлялось методом последовательных приближений, предварительно выбрав величину искомой температуры наружной поверхности ТЭНа и рассчитывая, исходя из этого, суммарные потери тепла с конвекцией и тепловым излучением в окружающую среду. Расчет был прекращен, когда результат стал отличаться от заданного по плотности теплового потока (Q) менее чем на 5%.

Расчет температуры ТЭНа производился по стандартным формулам с учетом справочных данных и данных, полученных при осмотре места пожара, а именно: длина трубчатого электронагревателя составляла 1,75 м, диаметр трубки 13 мм, потребляемая мощность 1,5 кВт (по маркировке, выбитой на электронагревательном элементе), материалом, из которого была выполнена оболочка ТЭНа, являлась сталь. Также в материалах дела было зафиксировано, что до пожара в помещении была температура около 20⁰С.