Посетители исторических горных деревень в центральной Японии восхищаются элегантностью фермерских домов с крутыми соломенными крышами. Этот архитектурный стиль, известный как «гассё-дзукури», что в переводе с японского означает «похоже на руки в молитве», появился более 250 лет назад, чтобы стойко противостоять обильным зимним снегопадам. Недавно исследователь пожаров из Национального института стандартов и технологий (NIST) и его японский коллега провели специальное огневое испытание, чтобы узнать, как защитить эти заветные иконы и другие конструкции с соломенными крышами по всему миру от более коварной угрозы: огня.
И это было сделано с помощью правительственного «дракона» США.
Чтобы лучше понять механизмы, с помощью которых головни - переносимые по воздуху тлеющие угли, выбрасываемые уличным пожаром, - могут зажечь соломенную крышу, инженер-механик NIST Сэмюэл Манцелло и научный сотрудник Саяка Судзуки из Японского национального исследовательского института пожаров и стихийных бедствий. (NRIFD) использовала генератор NIST Firebrand Generator, получивший прозвище NIST Dragon, для обливания непрерывными потоками горящих головней макетов крыш размером 1,1 м на 0,9 м (3,6 фута на 3 фута), сделанных из водяного тростника, бамбука и дерево.
Как сообщается в последнем выпуске журнала Fire Safety Journal, эти первые в истории испытания по изучению уязвимости соломенных крыш к возгоранию были проведены на ветроустановке NRIFD, специально предназначенной для проведения пожарных экспериментов. Исследователи смоделировали движение головешек при двух скоростях ветра.
«Исследования крупных наружных пожаров, таких как лесные пожары, распространяющиеся на городские районы в Соединенных Штатах, или городские пожары после землетрясений в Японии, отстают от других областей науки о пожарной безопасности», - сказал Манцелло.«В обоих случаях тлеющие угли вносят основной вклад в распространение огня от строения к строению. Тем не менее, у нас есть только данные наблюдений, а не количественные измерения того, как это происходит. Наше исследование было проведено, чтобы продолжить пополнение этих знаний. пробел."
Из-за непрекращающегося потока головней от Дракона несколько светящихся головней достигли макета с соломенной крышей. Они накапливались на поверхности, в основном у основания конструкции, при этом воспламенение происходило в среднем в течение 90 секунд. После возгорания пожары быстро распространялись. В течение 20 секунд после первоначального возгорания в большинстве испытаний пламя достигало верха кровельного узла и полностью проникало сквозь него.
Манцелло сказал, что результаты испытаний воспламенения с соломенной крышей с использованием Дракона для создания и распределения горючих частиц сравнивались с результатами обычного испытания на возгорание, в котором головни исходили из горящей «деревянной кроватки», расположенной рядом с мишенью..
Рабочие строят соломенную крышу японского дома.
«Хотя пылающие головешки из колыбели зажгли макеты быстрее, чем светящиеся, созданные Драконом, это, вероятно, не точное воспроизведение того, что происходит в реальном открытом огне», - сказал Манцелло. «Большинство полевых наблюдений во время реальных пожаров показали потоки светящихся, а не горящих головней, поэтому мы считаем, что наш метод испытаний лучше отражает эту важную характеристику».
Манцелло сказал, что результаты нового исследования первоначально будут использоваться NRIFD, чтобы помочь японским пожарным службам оценить и разработать эффективные контрмеры для защиты сооружений с соломенными крышами от городских пожаров, которые распространяются через головни. К ним относятся исторические места, внесенные в список Организации Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО).
«После этого мы надеемся, что эти знания помогут другим уменьшить ущерб и потери от крупных наружных пожаров в районах, где до сих пор используются дома с соломенными крышами, таких как Дания, Англия, Франция, Германия и Юго-Восточная Азия», - он сказал.