Вопрос 1 Общая характеристика пожаров

Лекция 9 Защита от техногенных ЧС, вызванных пожарами и взрывами

1 Общая характеристика пожаров

2 Нормирование противопожарных требований в строительстве

3 Организационные и технические противопожарные мероприятия

4 Инженерные решения по противопожарной защите здания

5 Взрывы: поражающие факторы и средства защиты

6 Профилактика пожаров и взрывов в быту

Вопрос 1 Общая характеристика пожаров

Основой любого пожара является процесс горения. Горениемназывают химическую реакцию окисления, сопровождающуюся выделением большого количества теплоты и обычно свечением. Для про­цес­са го­ре­ния не­об­хо­ди­мо:

1) на­ли­чие го­рю­чей сре­ды, со­стоя­щей из го­рю­че­го ве­ще­ст­ва и окис­ли­те­ля;

2) ис­точ­ни­ка вос­пла­ме­не­ния.

Что­бы воз­ник про­цесс го­ре­ния, го­рю­чая сре­да долж­на быть на­гре­та до оп­ре­де­лен­ной тем­пе­ра­ту­ры при по­мо­щи ис­точ­ни­ка вос­пла­ме­не­ния (пла­мя, ис­кра элек­три­че­ско­го или ме­ха­ни­че­ско­го про­ис­хо­ж­де­ния, на­ка­лен­ные те­ла, те­п­ло­вое про­яв­ле­ние хи­ми­че­ской, элек­три­че­ской или ме­ха­ни­че­ской энер­гий).

По­сле воз­ник­но­ве­ния го­ре­ния по­сто­ян­ным ис­точ­ни­ком вос­пла­ме­не­ния яв­ля­ет­ся зо­на го­ре­ния. Воз­ник­но­ве­ние и про­дол­же­ние го­ре­ния воз­мож­но при оп­ре­де­лен­ном ко­ли­че­ст­вен­ном со­от­но­ше­нии го­рю­че­го ве­ще­ст­ва и ки­сло­ро­да, а так­же при оп­ре­де­лен­ных тем­пе­ра­ту­рах и за­па­се те­п­ло­вой энер­гии ис­точ­ни­ка вос­пла­ме­не­ния. Наи­боль­шая ско­рость ста­цио­нар­но­го го­ре­ния на­блю­да­ет­ся в чис­том ки­сло­ро­де, наи­мень­шая - при со­дер­жа­нии в воз­ду­хе 14 - 15% ки­сло­ро­да. При мень­шем со­дер­жа­нии ки­сло­ро­да в воз­ду­хе го­ре­ние боль­шей час­ти ве­ществ пре­кра­ща­ет­ся. Го­ре­ние ве­ществ мо­жет про­те­кать не толь­ко в сре­де ки­сло­ро­да, но так­же в сре­де не­ко­то­рых ве­ществ, не со­дер­жа­щих ки­сло­ро­да, хло­ра,
па­ров бро­ма, се­ры и т.д.

Го­рю­чие ве­ще­ст­ва мо­гут быть в трех аг­ре­гат­ных со­стоя­ни­ях: жид­ком, твер­дом, га­зо­об­раз­ном. От­дель­ные твер­дые ве­ще­ст­ва при на­гре­ва­нии пла­вят­ся и ис­па­ря­ют­ся, дру­гие - раз­ла­га­ют­ся и вы­де­ля­ют га­зо­об­раз­ные про­дук­ты и твер­дый ос­та­ток в ви­де уг­ля и шла­ка, тре­тьи не раз­ла­га­ют­ся и не пла­вят­ся. Боль­шин­ст­во го­рю­чих ве­ществ не­за­ви­си­мо от аг­ре­гат­но­го со­стоя­ния при на­гре­ва­нии об­ра­зу­ют га­зо­об­раз­ные про­дук­ты, ко­то­рые при сме­ши­ва­нии с ки­сло­ро­дом воз­ду­ха об­ра­зу­ют го­рю­чую сре­ду.

По аг­ре­гат­но­му со­стоя­нию го­рю­че­го и окис­ли­те­ля раз­ли­ча­ют;

- го­мо­ген­ное го­ре­ние - го­ре­ние га­зов и го­рю­чих па­ро­об­ра­зую­щих ве­ществ в сре­де га­зо­об­раз­но­го окис­ли­те­ля;

- го­ре­ние взрыв­ча­тых ве­ществ и по­ро­хов;

- ге­те­ро­ген­ное го­ре­ние - го­ре­ние жид­ких и твер­дых го­рю­чих ве­ществ в сре­де га­зо­об­раз­но­го окис­ли­те­ля;

- го­ре­ние в сис­те­ме «жид­кая го­рю­чая смесь - жид­кий окис­ли­тель»
Раз­ли­ча­ют сле­дую­щие ре­жи­мы рас­про­стра­не­ния пла­ме­ни (го­ре­ния) (рис. 9.1):

а) Нор­маль­ный ре­жим го­ре­ния на­блю­да­ет­ся при спо­кой­ном ге­те­ро­ген­ном двух­фаз­ном диф­фу­зи­он­ном го­ре­нии. Ско­рость го­ре­ния бу­дет оп­ре­де­лять­ся ско­ро­стью диф­фу­зии ки­сло­ро­да к го­рю­че­му ве­ще­ст­ву в зо­ну го­ре­ния. Нор­маль­ные ско­ро­сти го­ре­ния не­ве­ли­ки. В этом слу­чае по­вы­ше­ния дав­ле­ния и об­ра­зо­ва­ния удар­ной вол­ны не про­ис­хо­дит.

б) В ре­аль­ных ус­ло­ви­ях вслед­ст­вие про­те­ка­ния внут­рен­них про­цес­сов и при внеш­них ос­лож­няю­щих фак­то­рах про­ис­хо­дит ис­крив­ле­ние фрон­та пла­ме­ни, что при­во­дит к рос­ту ско­ро­сти го­ре­ния. При дос­ти­же­нии ско­ро­стей рас­про­стра­не­ния пла­ме­ни до де­сят­ков и со­тен мет­ров в се­кун­ду, но не пре­вы­шаю­щих ско­ро­сти зву­ка в дан­ной сре­де (300 – 320м/сек) про­ис­хо­дит взрыв­ное (де­фла­гра­ци­он­ное) го­ре­ние. При­ме­ни­тель­но к слу­чай­ным про­мыш­лен­ным взры­вам под де­флаг­ра­ци­ей обыч­но по­ни­ма­ют го­ре­ние об­ла­ка с ви­ди­мой ско­ро­стью по­ряд­ка 100 - 300 м/сек, при ко­то­рой ге­не­ри­ру­ют­ся удар­ные вол­ны с мак­си­маль­ным дав­ле­ни­ем 20 - 100 кПа.

в) В оп­ре­де­лен­ных ус­ло­ви­ях взрыв­ное го­ре­ние мо­жет пе­рей­ти в де­то­на­ци­он­ный про­цесс, при ко­то­ром ско­рость рас­про­стра­не­ния пла­ме­ни пре­вы­ша­ет ско­рость рас­про­стра­не­ния зву­ка и дос­ти­га­ет 1 - 5 км/сек. Из­бы­точ­ное дав­ле­ние в пре­де­лах де­то­ни­рую­ще­го об­ла­ка сме­си мо­жет дос­ти­гать 2 МПа. При де­то­на­ци­он­ном ре­жи­ме го­ре­ния об­ла­ка ГВ боль­шая часть энер­гии взры­ва пе­ре­хо­дит в воз­душ­ную удар­ную вол­ну.

Пожары в соответствии с ФЗ №123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (22.07.2008) классифицируются по виду горючего материала и подразделяются на следующие классы:

- пожары твердых горючих веществ и материалов (А);

- пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов (В);

- пожары газов (С);

- пожары металлов (Д);

- пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящиеся под напряжением (Е);

- пожары ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ (F).

Пожары по своим масштабам и интенсивности могут подразделяться на следующие виды: отдельные пожары;сплошной пожар;огневой шторм;массовый пожар.

Пожарная опасность проявляется в факторах, которые воздействуют на людей и материальные ценности (риc. 9.1). Классификация опасных факторов пожаров проводится для:

- обозначения области применения средств пожаротушения;

- классификации пожаров по сложности тушения;

- обоснования мер пожарной безопасности.

Рисунок 9.1 – Поражающие факторы пожара

Пожары часто сопровождаются выделением большого количества дыма. Его опасность заключается не только в раздражающих и токсичных свойствах компонентов, входящих в состав дыма, но и в уменьшении видимости и потере людьми ориентации.

В помещениях при пожарах концентрация кислорода по сравнению с нормальной может резко уменьшиться (20,8 %). Человек теряет сознание при уменьшении содержания кислорода до 18 %. При этом обеднение кислородом воздушной среды в очаге пожара происходит очень быстро. У человека может внезапно возникнуть удушье, а затем страх и слабость, и в результате он не может самостоятельно выбраться из помещения.

Пожары характеризуются следующими параметрами:

- Продолжительность пожара - время с момента его возникновения до полного прекращения горения.

- Температура внутреннего пожара - среднеобъемная температура газовой среды в помещении.

- Температура открытого пожара - температура пламени.

- Площадь пожара - площадь проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость.

- Зона горения - часть пространства, в котором происходит подготовка горючих веществ к горению и их горение.

- Зона теплового воздействия - часть пространства, примыкающего к зоне горения, в котором тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов и конструкций и делает невозможным пребывание в нем людей без специальной тепловой защиты.

- Зона задымления - часть пространства, примыкающего к зоне горения и заполнения дымовыми газами в концентрациях, создающих угрозу жизни и здоровью людей или затрудняющих действия пожарных подразделений.

- Фронт сплошного пожара - граница сплошного пожара, по которой огонь распространяется с наибольшей скоростью.

- Скорость распространения сплошного пожара - скорость его перемещения.

- Распространение пожара - процесс распространения зоны горения по поверхности материалов за счет теплопроводности, тепловой радиации и конвенции. Основную роль в распространении пожара играет тепловая радиация племени. Тепло в окружающую среду передается за счет теплопроводности, конвенции и излучения.

Раз­ли­ча­ют сле­дую­щие ви­ды го­ре­ния:

- пол­ное - го­ре­ние при дос­та­точ­ном ко­ли­че­ст­ве или из­быт­ке ки­сло­ро­да;

- не­пол­ное - го­ре­ние при не­дос­тат­ке ки­сло­ро­да.

При пол­ном го­ре­нии про­дук­та­ми сго­ра­ния яв­ля­ют­ся дву­окись уг­ле­ро­да (CO₂), во­да (H₂O), азот (N), сер­ни­стый ан­гид­рид (SO₂), фос­фор­ный ан­гид­рид. При не­пол­ном го­ре­нии обыч­но об­ра­зу­ют­ся ед­кие, ядо­ви­тые го­рю­чие и взры­во­опас­ные про­дук­ты: окись уг­ле­ро­да, спир­ты, ки­сло­ты, аль­де­ги­ды.

Классификация веществ и материалов по пожарной опасности основывается на их свойствах и способности к образованию опасных факторов пожара или взрыва. Степень огнестойкости строительных конструкций зависит от пожарная опасности материалов обусловливается горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью.

Строительные материалы подразделяются на две группы: негорючие (НГ) и горючие (Г). Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяются и не нормируются. Горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы (ГОСТ 30244 -94 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть» ): Г1 (слабогорючие); Г2 (умеренногорючие); Г3 (нормальногорючие); Г4 (сильногорючие). Классификация горючих строительных материалов представлена в таблице 9.1.

Таблица 9.1 – Классификация горючих строительных материалов

Виды классификаций по:
Воспламеняемости	Распространению пламени	Дымообразую-щей способности	Токсичности продуктов горения
В1 (трудновоспламе-няемые)	РП1 (нераспростра-няющие)	Д1 (с малой способностью)	Т1 (малоопасные)
В2 (умеренновоспламе-няемые)	РП2 (слабораспро-страняющие)	Д2 (с умеренной способностью)	Т2 (умеренноопасные)
В3 (легковоспламе-няемые)	РП3 (умереннорас-пространяющие)	Д3 (с высокой способностью)	Т3 (высокоопасные)
	РП4 (сильнораспро-страняющие)		Т4 (чрезвычайно опасные)

В целом, по пожарной опасности, строительные конструкции подразделяются на четыре класса: К0 (непожароопасные); К1 (малопожароопасные); К2 (умереннопожароопасные); К3 (пожароопасные).