1 калория на см2

Общие сведения

Мощность теплового излучения или энергетическая экспозиция — это количество тепла, выделяемое на определенной площади. Плотность горючей нагрузки при пожаре — пример энергетической экспозиции. Эта величина определяет общее количество энергии, выделяемое на площадь во время пожара, при условии, что все горючие материалы на этой площади сгорят. В системе СИ эти величины измеряют в джоулях на квадратный метр или Дж/м².

Плотность горючей нагрузки при пожаре позволяет приблизительно представить как долго и с какой интенсивностью будет гореть пожар. Это, в свою очередь, помогает инженерам и архитекторам, проектирующим здание, оценить, где и в какой степени необходимо защитить здание от пожара.

Энергетическая экспозиция

Знания об энергетической экспозиции полезны в ряде дисциплин, например в области информационных технологий. Чем выше энергетическая экспозиция, тем сильнее необходимо охлаждать комнаты, в которых находятся сервера, так как они могут работать только при определенной температуре. Площадь помещения обычно стараются использовать как можно более эффективно, поэтому сервера часто сконцентрированы в одной комнате, в небольшом пространстве. Каждый сервер выделяет большое количество тепла, поэтому много серверов в одной комнате означает высокую энергетическую экспозицию, то есть высокую температуру в комнате, если ее не охлаждать. Это — серьезная проблема в дата-центрах.

В дата-центрах обычные способы охлаждения часто оказываются недостаточными, поэтому там нередко устанавливают фальшпол, под которым циркулируют холодный воздух. Этот воздух попадает в помещение через отверстия в полу. По мере нагревания он поднимается наверх и уходит в отверстия в потолке, откуда попадает в кондиционер. Там его охлаждают, и снова подают в пространство под полом. Иногда холодный воздух подают не только снизу, но и с потолка.

Плотность горючей нагрузки

Материалы

Плотность горючей нагрузки зависит не только от количества горючих материалов на данную площадь, но и от горючести этих материалов. Например, если в помещении находятся предметы из целлюлозы или пластика, у которых высокая горючесть, то плотность горючей нагрузки в этом помещении выше, чем если бы там были предметы из слабогорючих веществ, например из стекла.

Зная плотность горючей нагрузки, можно предсказать как быстро будет распространяться пожар. На эту скорость влияют и другие факторы, например наличие или отсутствие вентиляции. Плотность горючей нагрузки значительно влияет на то, как быстро загораются и выгорают материалы на рассматриваемом участке. Она также влияет на общую интенсивность огня, на время, возможное для спасения людей, и на другие факторы.

Урон от городских пожаров также сильно зависит от плотности горючей нагрузки. Например, когда в городе много деревянных построек, то плотность горючей нагрузки высока, и там часто случаются пожары. Эти пожары горят с большей интенсивностью, чем пожары в менее пожароопасных районах. С тех пор, как люди стали жить в городах, много пожаров произошло именно из-за того, что многие дома в городах были построены из дерева. Вот некоторые примеры таких пожаров.

• Великий пожар Рима в 64 году нашей эры уничтожил большую часть города.
• Московский пожар 1547 года, в результате которого сгорела 1/3 часть города.
• Великий пожар периода Мэйрэки в 1657 году в городе Токио, который тогда назывался Эдо, уничтожил больше 60% города. Согласно легенде, пожар начался из-за проклятого кимоно. Священнослужитель пытался сжечь его потому, что все три его предыдущих хозяйки умерли в раннем возрасте. В результате загорелся храм, и пожар перекинулся на город.
• Великий лондонский пожар в 1666, который полыхал три дня. Считается, что он начался в пекарне, перекинулся на другие дома и быстро охватил весь город.
• Великий чикагский пожар бушевал в городе в 1871 году и уничтожил большую часть строений.
• Ряд пожаров в Канто последовал за землетрясением в Токио в 1923 году.

Ситуация изменилась, когда перестали строить так много деревянных домов в городах. Пожары в 20 и 21 веках, которые возникли из-за деятельности людей, чаще всего случались на заводах по переработке нефти и других промышленных предприятиях, а не в городах, несмотря на то, что плотность горючей нагрузки в городах и сейчас достаточно велика и может вызвать пожар высокой интенсивности, который трудно потушить.

Огненные смерчи

Огненный смерч — явление, вызванное большим пожаром, при котором пламя влияет на движение ветра и создает восходящие потоки воздуха. Плотность горючей нагрузки влияет на то, достигнет ли пожар уровня огненного смерча. Огненные смерчи могут быть вызваны как людьми, так и природными явлениями. Например, при бомбежке во время войн они иногда возникают в городах.

Чаще всего, для того, чтобы пожар достиг уровня смерча, в районе должны гореть несколько больших пожаров одновременно, и чем больше плотность горючей нагрузки, тем эта вероятность выше. В природе огненные смерчи чаще всего случаются в лесах, так как деревья создают большую плотность горючей нагрузки. Проблема огненных смерчей особо остро стоит в Австралии, где в лесах растет большое количество эвкалиптовых деревьев. Содержащиеся в них эвкалиптовое масло еще больше увеличивает интенсивность пожара. Такой пожар поднимает вверх столб горячего воздуха, и в результате поднимается ветер, который движется по направлению к пожару. Это опасно для людей и животных, потому что ветер сильнее распространяет пожар вокруг, валит деревья и мешает животным и людям уйти из опасных районов.

Вычисления

Плотность горючей нагрузки площади вычисляют для всех предметов, на ней находящихся. При вычислении горючей нагрузки зданий, учитывают не только предметы, находящиеся внутри помещения, но и строительные материалы, из которых сделано строение. Так, например, вычисляя плотность горючей нагрузки одного квадратного метра площади в книжном магазине, в вычислениях учитывают материалы, из которых сделаны находящиеся на этой площади стены, книжные полки, покрытие пола (например, ковер), и, конечно, сами книги. Плотность горючей нагрузки, даже на маленьком участке, может сильно отличаться от одного места к другому. Это хорошо видно на карте плотности горючей нагрузки.

На иллюстрации справа — план спальной комнаты, а слева — карта горючей нагрузки этой комнаты. В комнате — кровать, два круглых ночных столика из стекла и стали, телевизор перед кроватью, и встроенный шкаф для одежды.

Самая низкая горючая нагрузка показана на карте белым цветом. Окраска переходит к желтому, оранжевому и красному цветам по мере увеличения горючей нагрузки. Матрас на кровати сделан из особо горючего вспененного полиуретана, а одеяло — из шерсти. Плотность горючей нагрузки у этих материалов высока. Обе синтетические подушки на кровати тоже хорошо горят и легко воспламеняются, поэтому кровать обозначена красным цветом. Стены, двери, телевизор, и встроенный шкаф с его содержимым не так легко воспламеняются, поэтому их цвет светлее. Обработанный антипиреном ковер почти не горит, а бетонный пол, стекла и туалетные столики совсем не горят. Столики стоят на ковре, поэтому общая плотность горючей нагрузки на занимаемой ими площади вычисляют в сумме с ковром — из-за этого они обозначены светло-желтым, хотя сами столики и не воспламеняются.

Плотность горючей нагрузки можно вычислить с помощью программного обеспечения, которое имитирует горение различных материалов в здании. Такое моделирование основано на вычислениях, полученных при сжигании этих веществ в лаборатории в калориметре. Также при вычислениях с использованием таких программ обычно учитывают статистические данные о горении различных материалов. На основе этих данных специалисты по пожарной безопасности время от времени проверяют плотность горючей нагрузки в общественных зданиях, школах, гостиницах, офисах, аэропортах, магазинах, на складах и внутри общественного транспорта.

Горючая нагрузка помещения бывает неподвижной и передвижной. Первая включает материалы, из которых построено здание, встроенную мебель и покрытие на полу. Мебель и другие предметы, которые не прикреплены к полу, стенам или потолку, например товары в магазине и другие переносные вещи, включают в передвижную горючую нагрузку. Некоторые вещи из этой категории — почти неподвижны, например товары в магазине, который всегда имеет одинаковые товарные запасы, но для простоты вычислений их все равно включают в переносную нагрузку.

Важно помнить, что при вычислении плотности горючей нагрузки предполагают, что все предметы в комнате сгорят при пожаре. Это не совсем верно, так как даже очень горючие материалы могут остаться неповрежденными огнем, если находились в закрытой от пожара оболочке, например в железном ящике или сейфе. То есть, вычисления плотности горючей нагрузки не всегда точны.

Оценка и применение

В правилах противопожарной безопасности, особенно в документах, предназначенных для общественных зданий, обычно указывают максимально разрешенную плотность горючей нагрузки помещения. Эта величина часто зависит от ряда условий, таких как доступ к пожарным лестницам и аварийным пожарным выходам, количество установок пожаротушения, например спринклеров, и других факторов. В индивидуальных жилых домах можно приблизительно оценить плотность горючей нагрузки во время их постройки. Для этого представляют, какую мебель жильцы будут использовать в каждой комнате. В комнатах с мебелью из легковоспламеняющихся материалов, например в спальне, такие вычисления сделать труднее, так как больше половины плотности горючей нагрузки зависит от этой мебели. Так, например, двуспальная кровать сильно увеличит плотность горючей нагрузки, по сравнению с односпальной.

В общественных помещениях, например в торговых центрах, время от времени проверяют плотность горючей нагрузки. Эта плотность выше всего обычно в магазинах, которые продают матрасы, подушки и одеяла, которые делают из легковоспламеняющихся материалов, например полипропилена, полиэфирных тканей и шерсти.

Литература

Автор статьи: Kateryna Yuri

Термодинамика — теплота

Термодинамика — раздел физики, изучающий соотношения и превращения теплоты и других форм энергии. Термодинамика определяет макроскопические переменные (называемые также термодинамическими переменными), такие как температура, энтропия и давление, которые описывают усредненные свойства материальных тел и излучение, их соотношения и законы, регулирующие их изменения.

Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения

Мощность теплового излучения (также энергетическая экспозиция и плотность горючей нагрузки при пожаре) представляет собой тепловую нагрузку на единицу площади. В Международной системе единиц (СИ) мощность теплового излучения выражается в джоулях на квадратный метр.

Использование конвертера «Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения»

На этих страницах размещены конвертеры единиц измерения, позволяющие быстро и точно перевести значения из одних единиц в другие, а также из одной системы единиц в другую. Конвертеры пригодятся инженерам, переводчикам и всем, кто работает с разными единицами измерения.

Пользуйтесь конвертером для преобразования нескольких сотен единиц в 76 категориях или несколько тысяч пар единиц, включая метрические, британские и американские единицы. Вы сможете перевести единицы измерения длины, площади, объема, ускорения, силы, массы, потока, плотности, удельного объема, мощности, давления, напряжения, температуры, времени, момента, скорости, вязкости, электромагнитные и другие.
Примечание. В связи с ограниченной точностью преобразования возможны ошибки округления. В этом конвертере целые числа считаются точными до 15 знаков, а максимальное количество цифр после десятичной запятой или точки равно 10.

Для представления очень больших и очень малых чисел в этом калькуляторе используется компьютерная экспоненциальная запись, являющаяся альтернативной формой нормализованной экспоненциальной (научной) записи, в которой числа записываются в форме a · 10x. Например: 1 103 000 = 1,103 · 106 = 1,103E+6. Здесь E (сокращение от exponent) — означает «· 10^», то есть «…умножить на десять в степени…». Компьютерная экспоненциальная запись широко используется в научных, математических и инженерных расчетах.

• Выберите единицу, с которой выполняется преобразование, из левого списка единиц измерения.
• Выберите единицу, в которую выполняется преобразование, из правого списка единиц измерения.
• Введите число (например, «15») в поле «Исходная величина».
• Результат сразу появится в поле «Результат» и в поле «Преобразованная величина».
• Можно также ввести число в правое поле «Преобразованная величина» и считать результат преобразования в полях «Исходная величина» и «Результат».

Мы работаем над обеспечением точности конвертеров и калькуляторов TranslatorsCafe.com, однако мы не можем гарантировать, что они не содержат ошибок и неточностей. Вся информация предоставляется «как есть», без каких-либо гарантий. Условия.

Если вы заметили неточность в расчётах или ошибку в тексте, или вам необходим другой конвертер для перевода из одной единицы измерения в другую, которого нет на нашем сайте — напишите нам!

Канал Конвертера единиц TranslatorsCafe.com на YouTube