Поражающие факторы пожара

Общие сведения о пожарах и взрывах на объектах инфраструктуры и пожаровзрывоопасных объектах

Общие сведения о пожарах

В соответствии с принятыми определениями ЧС пожар-неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

Возникновение и развитие процесса горения возможно при наличии горючего материала, окислителя (его роль обычно исполняет кислород воздуха) и источника возгорания.

Горючее может находиться в твердом, жидком и газообразном состоянии и виде аэрозольного облака (мелкодисперсной пыли или тумана).

Источником возгорания чаще всего является искра или пламя, однако в ряде случаев оно может происходить и без источника возгорания в результате самовозгорания или самовоспламенения. Под самовозгоранием понимают свойства некоторых горючих веществ воспламеняться при контакте с воздухом, водой или другим веществом. При этом горение может начинаться при температуре +10 — +20 °С. Самовоспламенение - это процесс ускорения реакции окисления с выделением тепла и переходом ее в фазу горения. Температура возгорания при самовоспламенении для большинства горючих материалов составляет несколько сотен градусов (для древесины 375—500 °С). Температура самовоспламенения у горючих веществ может быть различной (табл.7.1). Из растительных продуктов склонны к самовозгоранию сено, солома, клевер, листья, солод, хмель. Особенно подвержены самовозгоранию недосушенные растительные продукты, в которых продолжается жизнедеятельность растительных клеток за счёт интенсивного окисления.

Таблица 7.1

Температура самовоспламенения некоторых органических веществ

№ п.п.	Вещество	Температура	Вещество	Температура
1.	Древесина	375-500°С	Бензин авиационный	360°С
2.	Торф	405°С	Масло подсолнечное	370°С
3.	Кокс	700°С	Этиловый спирт	400°С
4.	Бумага	230°С	Хлопок	407°С

В пространстве, где развивается пожар, можно выделить три зоны:

- горения, где температура достигает многих сотен градусов;

- теплового воздействия, температура на внешней границе этой зоны составляет + 60 — +70 °С;

- задымления с опасностью для жизни и здоровья.

Интенсивность горения при пожаре на объекте инфраструктуры зависит от скорости поступления в зону горения воздуха из окружающей среды.

Рис. 7.1. Пожар в сельской местности

Поражающие факторы пожара

Поражающими факторами пожара являются:

- открытый огонь и искры, повышенная температура окружающей среды, предметов и т. п.;

- токсичные продукты горения, дым;

- пониженная концентрация кислорода;

- падающие части строительных конструкций, агрегатов, установок;

- взрывы.

Температура пламени при горении на воздухе некоторых горючих веществ достаточно высока: древесины - 850-1400°С, нефтепродуктов в резервуаре – 1100-1300°С, сероуглерода - 2195°С, стеарина -640-940° С.°

Все тепло в процессе горения выделяется из пламени. Часть этого тепла расходуется на нагревание продуктов горения и становится источником для поддержания дальнейшего горения. Вторая часть его уносится в пространство в виде тепловых лучей, которые нагревают окружающие предметы, а некоторые из них - даже поджигают.

Открытый огонь очень опасен, т.к. воздействие пламени на тело человека вызывает ожоги. Еще большую опасность представляет тепловое излучение огня, которое может вызвать ожоги тела, глаз и др. При горении технологических установок интенсивность излучения тепла настолько велика, что человек без специальных средств защиты подойти к ним ближе, чем на 10 м, не может.

Вдыхание нагретого воздуха приводит к поражению и некрозу верхних дыхательных путей, удушью и смерти человека. При воздействии температуры свыше 100°С человек теряет сознание и гибнет через несколько минут.

Нагрев тепловым потоком выражается в ожогах открытых частей тела, лёгких и дыхательных путей. Несмотря на большие успехи медицины в их лечении, у пострадавшего, получившего ожоги второй степени (30% поверхности тела), мало шансов выжить. Время же, за которое человек получает ожоги второй степени, невелико: при температуре среды 71°С - 26 сек., 15 сек. - при 100°С. Исследованиями установлено, что во влажной атмосфере, типичной для пожара, вторую степень ожога вызывает температура значительно ниже указанной. Таким образом, температура окружающей среды 60-70°С опасна для жизни человека, причем не только в горящем, но и смежных с ним помещениях, в которые попали продукты горения и нагретый воздух.

Но чаще всего люди на пожарах гибнут не от огня и высокой температуры, а из-за понижения концентрации кислорода в воздухе и отравления токсичными продуктами горения. В обычных условиях человек дышит атмосферным воздухом с содержанием кислорода 20,9%. В условиях пожара при сгорании веществ и материалов уровень кислорода в воздухе помещения уменьшается. Понижение концентрации кислорода всего лишь на 3% вызывает ухудшение двигательных функций организма человека, а до 14%° - считается очень опасным.

Задымление, помутнение воздуха, угарный газ и опасные дымы вызывают отравление людей угарным газом и другими токсичными веществами, потерю ориентации в зоне пожара.

Большую опасность для жизни людей представляют дымовые газы. Так, диоксид углерода СО₂ в концентрации 3-4,5% становится опасным для жизни при вдыхании в течение нескольких минут. Обычно при пожарах в помещениях концентрация СО₂ значительно превышает смертельную. Основным механизмом токсического воздействия СО₂ на человека является блокирование гемоглобина крови, при этом нарушается поступление кислорода из легких в ткани, что приводит к кислородному голоданию. Человек теряется способность рассуждать, становится равнодушным, не стремится избежать опасности, у него наступает оцепенение, головокружение, депрессия, нарушение координации движений, а при остановке дыхания - смерть.

Во многих случаях дымовые газы содержат окислы азота, синильную кислоту, сероводород и другие токсичные вещества, действие которых даже в небольших концентрациях (окислы азота -0,025%, синильная кислота - 0,002%) приводит к смерти.

Дымовые газы особенно опасны, если при отделке помещений и изготовлении изделий применялись полимерные материалы и пластмассы. Например, при горении линолеума "Релин" выделяется сероводород и сернистый газ, при горении мягкой мебели, вкоторой использован пенополиуретан (поролон), - цианистый водород, который поражает нервную систему и оказывает смертельное действие при содержании его в воздухе более 0,03 %; при горении винипласта - хлористый водород (при его концентрации 4,5 мг/л смерть наступает через 5-10 мин) и оксид углерода; при горении капроновых тканей - цианистый водород. Очень опасно одновременное воздействие на органы дыхания различных токсичных веществ, даже если их концентрация (в отдельности) значительно ниже предельно допустимой.

Опасность полимерных материалов при пожаре зависит от температуры нагрева, количества кислорода в воздухе и других факторов. Их пожарная опасность при горении в условиях избытка кислорода в воздухе проявляется большим количеством тепла и дыма. А при недостатке кислорода, когда температура в помещении не достигла температуры самовоспламенения продуктов термического разложения материалов (450-600 °С), опасные концентрации токсичных веществ в воздухе могут наступить раньше, чем опасная для человека температура. В состав синтетических материалов входят многие компоненты, поэтому при пожаре выделяются летучие металлосоединения, которые при вдыхании попадают в кровь и отрицательно действуют на нервную систему.

Насколько опасны токсичные продукты горения, наглядно показывает пример пожара, происшедшего в магазине одежды в г. Токио. Пожар вспыхнул не на 3 этаже, а в баре, расположенном на 7 этаже этого же здания, погибли 118 человек, из них 96 - от отравления токсичными продуктами горения, 22 человека выпрыгнули из окон. Многие люди потеряли сознание в течение первых 2-3 мин., а смерть наступила через 4-5 мин. после этого.