Характеристика горючих веществ
ПОЖАРНАЯ ТАКТИКА
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИИ
Тема: Пожар и его развитие
Архангельск, 2015
Литература:
1. Федеральный закон от 21 декабря 1994 г. N 69-ФЗ «О пожарной безопасности».
2. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123 ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
3. Теребнев В.В., Подгрушный А.В.Пожарная тактика – М.:- 2007 г.
Я.С. Повзик. Справочник РТП. Москва. 2000 г.
5. Я.С. Повзик. Пожарная тактика. Москва. Стройиздат. 1999 г.
6. М.Г.Шувалов. Основы пожарного дела. Москва. Стройиздат. 1997 г.
Учебные вопросы:
1. ВопросОбщее понятие о процессе горения. Условия, необходимые для горения (горючее вещество, окислитель, источник воспламенения) и его прекращения. Продукты горения. Полное и неполное горение. Краткие сведения о характере горения твердых горючих материалов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, газов, горючих смесей паров, газов и пылей с воздухом
2. ВопросОбщее понятие о пожаре. Краткая характеристика явлений, происходящих на пожаре. Опасные Факторы пожара и их вторичные проявления. Классификация пожаров. Газовый обмен на пожаре. Условия, способствующие развитию пожара, основные пути распространения огня.
Общее понятие о процессе горения. Условия, необходимые для горения (горючее вещество, окислитель, источник воспламенения) и его прекращения. Продукты горения. Полное и неполное горение. Краткие сведения о характере горения твердых горючих материалов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, газов, горючих смесей паров, газов и пылей с воздухом.
Горением называется всякая реакция окисления, при которой выделяется тепло и наблюдается свечение горящих веществ или продуктов их распада.
Для возникновения горения необходимы определенные условия, а именно совмещение в одном месте в одно время трех основных составляющих:
· горючего вещества, в виде горючих материалов (дерево, бумага, синтетические материалы, жидкое топливо и т.д.);
· окислителя, в качестве которого при горении веществ чаще всего выступает кислород воздуха, кроме кислорода окислителями могут быть химические соединения, содержащие кислород в своем составе (селитра, перхлориты, азотная кислота, окислы азота) и отдельные химические элементы: хлор, фтор, бром;
· источника воспламенения, постоянно и в достаточном количестве поступающего в зону горения (искра, пламя).
источник зажигания
О2 горючее вещество
Рис. 1
Отсутствие одного из перечисленных элементов делает невозможным возникновение пожара или приводит к прекращению горения и ликвидации пожара.
Большинство пожаров связано с горением твердых материалов, хотя начальная стадия пожара может быть связана с горением жидких и газообразных горючих веществ, используемых в современном промышленном производстве.
Воспламенение и горение большинства горючих веществ происходит в газовой или паровой фазе. Образование паров и газов из твердых и жидких горючих веществ происходит в результате нагревания. При этом жидкости кипят с испарением, а с поверхности твердых происходит улетучивание, разложение или пиролиз материалов.
Твердые горючие вещества при нагревании ведут себя по разному:
· некоторые (сера, фосфор, парафин) плавятся;
· другие (дерево, торф, каменный уголь, волокнистые материалы) разлагаются с образованием паров, газов и твердого остатка угля;
· третьи (кокс, древесный уголь, некоторые металлы) при нагревании не плавятся и не разлагаются. Выделяющиеся из них пары и газы смешиваются с воздухом и при нагревании окисляются.
Свечение пламени происходит оттого, что излучается свет раскаленными частицами углерода, которые не успевают сгореть.
Смесь горючего вещества с окислителем называется горючей смесью. В зависимости от агрегатного состояния горючей смеси, горение может быть:
- гомогенным (газ-газ);
- гетерогенным (твердое-газ, жидкость газ).
При гомогенном горении горючее и окислитель перемешаны, при гетерогенном имеют поверхность раздела.
В зависимости от соотношения в горючей смеси окислителя и горючего вещества различают два вида горения:
· полное горение – горение бедных смесей, когда окислителя значительно больше горючего вещества и образующиеся продукты не способны к дальнейшему окислению – углекислый газ, вода, оксиды азота и сера.
· неполное горение – горение богатых смесей, когда окислителя значительно меньше горючего вещества, происходит неполное окисление продуктов разложения веществ. Продукты неполного горения – угарный газ, спирты, кетоны, кислоты.
Признаком неполного горения является дым, представляющий собой смесь парообразных, твердых и газообразных частиц. В большинстве случаев на пожарах наблюдается неполное горение веществ и сильное выделение дыма.
Возникновение горения может произойти несколькими путями:
· вспышка – быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождаемое образованием сжатых газов. Она не всегда приводит к возгоранию, так как выделяющегося тепла не хватает;
· возгорание – возникновение горения под действием внешнего источника зажигания;
· воспламенение – возгорание с применением пламени;
· самовозгорание – возникновение горения под действием внутреннего источника зажигания (теплоэкзо-термических реакций).
· самовоспламенение – самовозгорание с появлением пламени.
Характеристика горючих веществ
Вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания, называются горючими в отличие от веществ, которые на воздухе не горят и называются негорючими. Промежуточное положение занимают трудно горючие вещества, которые возгораются при действии источника зажигания, но прекращают горение после удаления последнего.
Все горючие вещества делятся на следующие основные группы.
1. Горючие газы (ГГ) - вещества, способные образовывать с воздухом воспламеняемые и взрывоопасные смеси при температурах не выше 50° С. К горючим газам относятся индивидуальные вещества: аммиак, ацетилен, бутадиен, бутан, бутилацетат, водород, винилхлорид, изобутан, изобутилен, метан, окись углерода, пропан, пропилен, сероводород, формальдегид, а также пары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.
2. Легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) - вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки не выше 61° С ( в закрытом тигле ) или 66° ( в открытом ). К таким жидкостям относятся индивидуальные вещества: ацетон, бензол, гексан, гептан, диметилфорамид, дифтордихлорметан, изопентан, изопропилбензол, ксилол, метиловый спирт, сероуглерод, стирол, уксусная кислота, хлорбензол, циклогексан, этилацетат, этилбензол, этиловый спирт, а также смеси и технические продукты бензин, дизельное топливо, керосин, уайтспирт, растворители.
3. Горючие жидкости (ГЖ) - вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки выше 61° ( в закрытом тигле ) или 66° С ( в открытом ). К горючим жидкостям относятся следующие индивидуальные вещества: анилин, гексадекан, гексиловый спирт, глицерин, этиленгликоль, а также смеси и технические продукты, например, масла: трансформаторное, вазелиновое, касторовое.
4. Горючие пыли (ГП) - твердые вещества, находящиеся в мелкодисперсном состоянии. Горючая пыль, находящаяся в воздухе ( аэрозоль), способна образовывать с ним взрывчатые смеси. Осевшая на стенах, потолке, поверхностях оборудования пыль ( аэрогель ) пожароопасна.
Горючие пыли по степени взрыво- и пожароопасности делятся на четыре класса.
1-й класс - наиболее взрывоопасные - аэрозоли, имеющие нижний концентрационный предел воспламенения ( взрываемости ) ( НКПВ) до 15 г/м3 ( сера, нафталин, канифоль, пыль мельничная, торфяная, эбонитовая ).
2-й класс - взрывоопасные - аэрозоли имеющие величину НКПВ от 15 до 65 г/м3 (алюминиевый порошок, лигнин, пыль мучная, сенная, сланцевая).
3-й класс - наиболее пожароопасные - аэрогели, имеющие величину НКПВ, большую 65 г/м3 и температуру самовоспламенения до 250° С ( табачная, элеваторная пыль ).
4-й класс - пожароопасные - аэрогели, имеющие величину НКПВ большую 65 г/м3 и температуру самовоспламенения, большую 250° С (древесные опилки, цинковая пыль).
Ниже приводятся некоторые характеристики горючих веществ, необходимые для прогнозирования аварийных ситуаций.
Показатели взрыво-пожароопасности горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
Таблица 1.
| вещество | условные обозначения | температура вспышки | концентрационные пределы взрываемости (воспламенения) | |||
| tвсп, ° С | нижний (НКПВ) | верхний (ВКПВ) | ||||
| % по объему | г/м3 при 20° С | по объему | г/м3 при 20 °С | |||
| ЭФИРЫ СЛОЖНЫЕ И ПРОСТЫЕ | ||||||
| Амилацетат | ЛВЖ | 1.08 | 90.0 | 10.0 | 540.0 | |
| Бутилацетат | ЛВЖ | 1.43 | 83.0 | 15.0 | 721.0 | |
| Диэтиловый спирт Окись этилена | ЛВЖ ВВ | -4 3 - | 1.9 3.66 | 38.6 54.8 | 51.0 80.0 | 1576.0 1462.0 |
| этилацетат | ЛВЖ | -3 | 2.98 | 80.4 | 11.4 | 407.0 |
| СПИРТЫ | ||||||
| Амиловый | ЛВЖ | 1.48 | 43.5 | - | - | |
| Метиловый | ЛВЖ | 6.7 | 46.5 | 38.5 | 512.0 | |
| Этиловый | ЛВЖ | 3.61 | 50.0 | 19.0 | 363.0 | |
| УГЛЕВОДОРОДЫ ПРЕДЕЛЬНЫЕ | ||||||
| Бутан | ГГ | - | 1.8 | 37.4 | 8.5 | 204.8 |
| Гексан | ЛВЖ | -23 | 1.24 | 39.1 | 6.0 | 250.0 |
| Метан | ГГ | - | 5.28 | 16.66 | 15.4 | 102.6 |
| Пентан | ЛВЖ | -44 | 1.47 | 32.8 | 8.0 | 238.5 |
| Пропан | ГГ | - | 2.31 | 36.6 | 9.5 | 173.8 |
| Этан | ГГ | - | 3.07 | 31.2 | 14.95 | 186.8 |
| УГЛЕВОДОРОДЫ НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ | ||||||
| Ацетилен | ВВ | - | 2.5 | 16.5 | 82.0 | 885.6 |
| Бутилен | ГГ | - | 1.7 | 39.5 | 9.0 | 209.0 |
| Пропилен | ГГ | - | 2.3 | 34.8 | 11.1 | 169.0 |
| Этилен | ВВ | - | 3.11 | 35.0 | 35.0 | 406.0 |
| УГЛЕВОДОРОДЫ АРОМАТИЧЕСКИЕ | ||||||
| Бензол | ЛВЖ | -12 | 1.43 | 42.0 | 9.5 | 308.0 |
| Ксилол | ЛВЖ | 1.0 | 44.0 | 7.6 | 334.0 | |
| Нафталин | ГП4 | - | 0.44 | 23.5 | - | - |
| Толуол | ЛВЖ | 1.25 | 38.2 | 7.0 | 268.0 | |
| СОЕДИНЕНИЯ, СОДЕРЖАЩИЕ АЗОТ И СЕРУ | ||||||
| Аммиак | ГГ | - | 17.0 | 112.0 | 27.0 | 189.0 |
| Анилин | ГЖ | 1.32 | 61.0 | - | - | |
| Сероводород | ГГ | - | 4.0 | 61.0 | 44.5 | 628.0 |
| Сероуглерод | ЛВЖ | -43 | 1.33 | 31.5 | 50.0 | 157.0 |
| НЕФТЕПРОДУКТЫ И ДРУГИЕ ВЕЩЕСТВА | ||||||
| Бензин (температура кипения 105° С) Бензин (то же 64...94 °С) Водород | ЛВЖ ЛВЖ ГГ | -36 -36 - | 2.4 1.9 4.09 | 137.0 - 3.4 | 4.9 5.1 880.0 | 281.0 - 66.4 |
| Керосин | ЛВЖ | >40 | 0.64 | - | 7.0 | - |
| Нефтяной газ | ГГ | - | 3.2 | - | 13.6 | - |
| Окись углерода | ГГ | - | 12.5 | 145.0 | 80.0 | 928.0 |
| Скипидар | ЛВЖ | 0.73 | 41.3 | - | - | |
| Коксовый газ | ГГ | - | 5.6 | - | 30.4 | - |
| Доменный газ | ГГ | - | 46.0 | - | 68.0 | - |
Температура вспышки - наименьшая температура жидкости, при которой около ее поверхности образуется паро-воздушная смесь, способная вспыхивать от источника и сгорать, не вызывая при этом устойчивого горения жидкости.
Верхний и нижний концентрационные пределы взырваемости (воспламенения) - соответственно максимальная и минимальная концентрация горючих газов, паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, пыли или волокон в воздухе, выше и ниже которых взрыва не произойдет даже при наличии источника инициирования взрыва.
Аэрозоль способна взрываться при размерах твердых частиц менее 76 мкм.
Верхние пределы взрываемости пыли весьма велики и внутри помещений практически трудно достижимы, поэтому они не представляют интереса. Например, ВКПВ пыли сахара составляет 13.5 кг/м3.
ВВ - взрывоопасное вещество - вещество, способное к взрыву или детонации без участия кислорода в воздухе.
Температура самовоспламенения - самая низкая температура горючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.
Общее понятие о пожаре. Краткая характеристика явлений, происходящих на пожаре. Опасные Факторы пожара и их вторичные проявления. Классификация пожаров. Газовый обмен на пожаре. Условия, способствующие развитию пожара, основные пути распространения огня.
Пожар – неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства. (№ 69-ФЗ «О пожарной безопасности» от 21.12.1994 г.).
Пожаром считается неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб (справочник РТП, П.П. Клюс, В.П.Иванников).
Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий помимо горения общие явления, характерные для любого пожара независимо от его размеров и места возникновения (массо-и теплообмен, газообмен, дымообразование). Эти явления взаимосвязаны и развиваются во времени и пространстве. Только ликвидация горения может привести к их прекращению.
Общие явления могут привести к возникновению частных явлений, т.е. таких, которые могут или не могут происходить на пожарах. К ним относятся: взрывы, деформация и обрушение технологических аппаратов и установок, строительных конструкций, вскипание или выброс нефтепродуктов из резервуаров и др.
Также пожар сопровождается социальными явлениями, наносящими обществу не только материальный, но и моральный ущерб. К ним относятся гибель людей, термические травмы, отравления токсичными продуктами горения, возникновение паники. Это особая группа явлений, вызывающая значительные психологические перегрузки и стрессовые состояния у людей.
Признаки пожара:
– процесс горения;
– газообмена;
– теплообмена.
Они изменяются во времени, пространстве и характеризуются параметрами пожара.
К основным факторам, характеризующим возможное развитие процесса горения на пожаре, относятся: пожарная нагрузка, массовая скорость выгорания, линейная скорость распространения пламени по поверхности горящих материалов, интенсивность выделения тепла, температура пламени и др.
Под пожарной нагрузкой понимают массу всех горючих и трудногорючих материалов, находящихся в помещении или на открытом пространстве, отнесённую к площади пола помещения или площади, занимаемой этими материалами на открытом пространстве (кг/м2).
Скорость выгорания – потеря массы материала (вещества) в единицу времени или горения (кг/ м2с).
Линейная скорость распространения горения– физическая величина, характеризуемая поступательным движением фронта пламени в данном направлении в единицу времени (м/с).
Под температурой пожара в ограждениях понимают среднеобъёмную температуру газовой среды в помещении.
Под температурой пожара на открытых пространствах – температуру пламени.
На пожаре выделяются газообразные, жидкие и твёрдые вещества. Их называют продуктами горения, т.е. веществами, образовавшимися в результате горения. Они распространяются в газовой среде и создают задымление.
Дым – дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоящая из газов, паров и раскаленных частиц. Объём выделившегося дыма, его плотность и токсичность зависят от свойств горящего материала и от условий протекания процесса горения.
Дымообразование на пожаре – количество дыма, м3/с, выделяемого со всей площади пожара.
Концентрация дыма – количество продуктов горения, содержащихся в единице объёма помещения (г/м3, г/л, или в объёмных долях).
Площадь пожара (SП) – площадь проекции поверхностного горения твёрдых и жидких веществ и материалов на поверхность земли или пола помещения.
Площадь пожара имеет свои границы: периметр и фронт.
Периметр пожара (PП) – это длина внешней границы площади пожара.
Фронт пожара (ФП) – часть периметра пожара, в направлении которой происходит распространение горения.
Формы площади пожара
| Рис. 2. Круговая форма площади пожара |
| Рис. 3. Угловая форма площади пожара с углом 90º |
| Рис. 4. Угловая форма площади пожара с углом 180º |
| Рис. 5. Прямоугольная форма площади пожара с развитием: а) в двух; б) в одном направлениях |
| а) |
| б) |
| Рис. 6. Изменение формы площади пожара при достижении фронтом пламени ограждающей конструкции из угловой (а) в прямоугольную (б) |
Круговая форма площади пожара (рис. 2) встречается, когда пожар возникает в глубине большого участка с пожарной нагрузкой и при относительно безветренной погоде распространяется во все стороны примерно с одинаковой линейной скоростью (склады лесоматериалов, хлебные массивы, сгораемые покрытия больших площадей, производственные, а также складские помещения большой площади и т. д.).
Угловаяформа (рис. 3, 4) характерна для пожара, который возникает на границе большого участка с пожарной нагрузкой и распространяется внутри угла при любых метеорологических условиях. Эта форма площади пожара может иметь место на тех же объектах, что и круговая. Максимальный угол площади пожара зависит от геометрической фигуры участка с пожарной нагрузкой и места возникновении горения. Чаще всего эта форма встречается на участках с углом 90° и 180°.
Прямоугольнаяформа площади пожара (рис. 5) встречается, когда пожар возникает на границе или в глубине длинного участка с горючей загрузкой и распространяется в одном или нескольких направлениях: по ветру — с большей, против ветра — с меньшей, а при относительно безветренной погоде примерно с одинаковой линейной скоростью (длинные здания небольшой ширины любого назначения и конфигурации, ряды жилых домов с надворными постройками в сельских населенных пунктах и т. д.).
Пожары в зданиях с помещениями небольших размеров принимают прямоугольную форму от начала развития горения. В конечном итоге при распространении горения пожар может принять форму данного геометрического участка (рис. 6)
Форма площади развивающегося пожара является основной для определения расчетной схемы, направлений сосредоточения сил и средств тушения, а также требуемого их количества при соответствующих параметрах осуществления боевых действий. Для определения расчетной схемы реальную форму площади пожара приводят к фигурам правильной геометрической формы (рис. 7 а,б,в): кругу с радиусом R (при круговой форме), сектору круга с радиусом Rи углом α (при угловой форме), прямоугольнику с шириной стороны а и длиной b(при прямоугольной форме).
Рис.7. Расчётные схемы по формам площади пожара
А ) круг; б)прямоугольник; в) сектор
Круговая форма площади пожара
Площадь пожара – SП = pR2 SП = 0,785 D2
Периметр пожара – PП = 2pR
Фронт пожара – ФП = 2pR
Линейная скорость распространения – VЛ = R/t
Угловая форма пожара
Площадь пожара – SП = 0,5 aR2
Периметр пожара – PП = R(2+a)
Фронт пожара – ФП = aR
Линейная скорость распространения – VЛ = R/t
Прямоугольная форма пожара
Площадь пожара – SП = a b.
При развитии в двух направлениях SП = a (b1 +b2)
Периметр пожара – PП = 2 (a+b).
Приразвитии в двух, направлениях PП = 2[a+(b1+b2).
Фронт пожара – ФП = n a
Линейная скорость распространения – VЛ = b/t
Примечания:
1. R и b — соответственно приведенные радиус и длина площади пожара; определяют измерением или по формулам.
2. VЛ - линейная скорость распространения горения, м/мин (вычисляют по данным оценки обстановки пожара или принимают по справочным данным (см. разд. 12).
3. t — время распространения горения до момента локализации.
4. a— угол, внутри которого происходит развитие пожара, рад. (1 рад » 57°).
5. n — число направлений развития пожара в горизонтальной проекции
Зоны пожара.
Пространство, в котором развивается пожар, условно подразделяется на три зоны: горения, теплового воздействия и задымления.
1.Зона горения
2.Зона теплового воздействия
3.Зона задымления
Зоной горения называетсячасть пространства, в котором протекают процессы термического разложения или испарения горючих жидкостей и материалов (твердых, жидких, газов, паров) в объеме диффузионного факела и пламени. Горение может быть пламенным (гомогенным) и беспламенным (гетерогенным). При пламенном горении границами зоны горения являются поверхность горящего материала и тонкий светящийся слой пламени (зона реакции окисления), при беспламенном – раскалённая поверхность горящего вещества. Примером беспламенного горения может служить горение кокса, древесного угля, тление, например, войлока, торфа, хлопка, и т.д.
Зона теплового воздействия примыкает к зоне горения. В этой зоне протекают процессы теплообмена между поверхностью пламени и горючими материалами.
Передача теплоты в окружающую среду осуществляется тремя способами конвенцией, излучением, теплопроводностью.
Тепло, передаваемое теплопроводностью, способствует разложению и испарению горючих веществ и материалов, быстрому их прогреву, распространению пожара в смежные помещения, на выше и ниже расположенные этажи посредством передачи тепла по трубам, проходящим через перегородки и перекрытия, различным металлическим и другим конструкциям.
Передача тепла конвекцией осуществляется перемещением нагретых газообразных продуктов сгорания из помещения в помещения по коридорам, шахтам лифтов, и другим путям.
Передача тепла излучением больше характерна для наружных пожаров. Тепловое излучение распространяется во всех направлениях.
Границы зоны проходят там, где тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов, конструкций и создает невозможные условия для пребывания людей без тепловой защиты.
Под зоной задымления понимается часть пространства, примыкающего к зоне горения, в котором невозможно пребывания людей без защиты органов дыхания и в котором затрудняются действия по тушению пожара.
Зона задымления может включать в себя всю зону теплового воздействия и значительно превышать ее.
Границами зоны задымления считаются места, где плотность дыма составляет 1-10-4÷6-10-4 кг/м3, видимость предметов 6-12 м, концентрация кислорода в дыме 16 % и токсичность газов не представляет опасности для людей, находящихся без средств защиты органов дыхания.
Развитие пожара – это изменение его параметров во времени и в пространстве от начала возникновения до полной ликвидации горения. В развитии пожара различают 3 периода (промежутка)(рис.8): свободного развития τ св,локализации τ лок и ликвидацииτ лик пожара.
В первый период развитие пожара происходит беспрепятственно от начала его возникновения до принятия начальных мер по тушению (подачи первого ствола и других средств ликвидации горения). Этот период характеризуется ростом площади пожара, выгоранием пожарной нагрузки, нагревом строительных конструкций, их обрушением, возможностью взрывов и других опасных факторов.
Во второй период пожар развивается до момента ограничения распространения горения по площади сосредоточенными силами, средствами и исключения опасных ситуаций. Этот период характеризуется дальнейшим увеличением площади пожара, сокращением скорости распространения горения за счет введенных средств тушения, выгоранием пожарной нагрузки на участках свободного горения и тления, а также другими явлениями и опасными факторами.
Рис.8
Продолжительность периода локализации зависит от быстроты проведения разведки пожара, оценки обстановки, скорости сосредоточения фактического расхода огнетушащих средств (Qф ³ Qтр, рис. 8 1.4), тактически грамотного управления действиями подразделений, участвующих в тушении пожара, и других факторов.
В третий период (период ликвидации) площадь пожара сокращается (см. рис. 8 1.3), но развитие его не приостанавливается до момента полного прекращения горения на всех поверхностях пожарной нагрузки, охваченных огнем, и исключения возможности повторного возобновления горения в этих местах.
Локализация пожара - действия, направленные на предотвращение возможности дальнейшего распространения горения и создание условий для его ликвидации имеющимися силами и средствами.
Ликвидация пожара - стадия (этап) тушения пожара, на которой прекращено горение и устранены условия для его самопроизвольного возникновения.
В процессе развития пожара различают три фазы (стадии):
¨ начальную,
¨ основную (развитую)
¨ конечную.
¨ Начальной стадии соответствует развитие пожара от источника зажигания до момента, когда помещение будет полностью охвачено пламенем. На этой стадии происходит нарастание температуры в помещении и снижение плотности паров в нем.
При этом количество удаляемых газов через проемы больше, чем количество поступающего воздуха вместе с перешедшими в газообразное состояние горючими веществами и материалами.
На начальной стадии пожара воздух и продукты горения в помещении увеличивается в объеме, создается избыточное давление, в результате чего газовая смесь выходит из него через не плотности в стыках строительных конструкций, зазоры в притворах дверей, окон, воздуховоды и другие отверстия. Горение поддерживается кислородом воздуха, находящегося в помещении, концентрация которого постепенно снижается.
Если помещение достаточно изолированно от окружающей среды, развитие процесса горения в нем может замедляться или прекращаться вообще. В противном случае на начальной стадии пожара горение распространяется на значительную площадь помещения, прогреваются конструкции и материалы, среднеобъемная температура в помещении поднимается до 2000-3000С, в дыму возрастает содержание оксида и диоксида углерода, происходит интенсивное дымовыделение и снижается видимость. В зависимости от объёма помещения, степени его герметизации и распределения пожарной нагрузки начальная стадия пожара продолжается 5-40 мин (иногда и более – до нескольких часов). Однако, опасные для человека условия возникают уже через 1-6 минут.
Таким образом, в 1 фазе происходит распространение горения, и огонь охватывает основную часть горючих материалов (не менее 80 %).
¨ Основной стадии развития пожара в помещении соответствует повышение среднеобъемной температуры до максимума. На этой стадии сгорает 80-90% объемной массы горючих веществ и материалов, температура и плотность газов в помещении изменяются во времени незначительно. Данный режим развития пожара называется квазистационарным (установившемся), при этом расход удаляемых газов из помещения приблизительно равно притоку поступающего воздуха и продуктов гидролиза.
Таким образом, во 2 фазе после достижения максимальной скорости выгорания материалов пожар сопровождается активным пламенным горением с постоянной скоростью потери массы.
¨ На конечной стадии пожара завершается процесс горения и постепенно снижается температура. Количество уходящих газов становится меньше, чем количество поступающего воздуха.
Таким образом, в 3 фазе скорость выгорания резко падает и происходит догорание тлеющих материалов и конструкций.
Опасные факторы пожара
Опасными факторами пожара считаются те, воздействия которых приводят к травме, отравлению или гибели людей, а также к материальному ущербу.
1. К опасным факторам пожара (в соответствии с № 123-ФЗ от 22 июля 2008 г. «Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности»), воздействующим на людей и имуществу, относятся:
1) пламя и искры;
2) тепловой поток;
3) повышенная температура окружающей среды;
4) повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;
5) пониженная концентрация кислорода;
6) снижение видимости в дыму.
2. К сопутствующим (вторичным) проявлениям опасных факторов пожара относятся:
1) осколки, части разрушившихся зданий, сооружений, строений, транспортных средств, технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
2) радиоактивные и токсичные вещества и материалы, попавшие в окружающую среду из разрушенных технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
3) вынос высокого напряжения на токопроводящие части технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
4) опасные факторы взрыва, происшедшего вследствие пожара;
5) воздействие огнетушащих веществ.
Классификация пожаров
По условиям газообмена и теплообмена с окружающей средой все пожары разделяются на 2 обширных класса: на открытом пространстве (I класс) и в ограждениях (II класс).
Пожары (I класса) на открытом пространствеусловно могут быть разделены на 3 вида: распространяющиеся, нераспространяющиеся (локальные), массовые.
Распространяющимися (класса I а)называютсяпожарыс увеличивающимися размерами (ширина фронта, периметр, радиус, протяжённость флангов пожара и т.д.).
Нераспростаняющимися (локальными) (класса I б)называютсяпожары, у которых размеры остаются неизменными. (Пример, на крупных складах нефти и нефтепродуктов пожар одного или группы резервуаров относится к виду нераспространяющихся; но при определённых условиях пожары на нефтескладах перерастают в распространяющиеся. Распространение огня на соседние резервуары может происходить при выбросах горящих нефтепродуктов и деформациях металлических резервуаров).
Массовый пожар (класса I в)– это совокупность сплошных и отдельных пожаров в зданиях или открытых крупных складов различных горючих материалов. Под отдельным пожаром подразумевают пожар, возникший в каком-либо отдельном объекте. Под сплошным пожаром подразумевается одновременное интенсивное горение преобладающего числа объектов на данном участке.
Огневой шторм – особая форма нераспространяющего сплошного пожара, характеризующаяся образованием единого гигантского турбулентного факела пламени с мощной конвективной колонкой восходящих потоков продуктов горения и нагретого воздуха, притоком свежего воздуха к границам огневого шторма со всех сторон со скоростью не менее 14-15 м/с.
Пожары (II класса) в огражденияхразличают 2 видов: открытые и закрытые. Каждый вид подразделяется на группы в зависимости от помещений и горючих материалов.
Открытые пожары (класса IIа) развиваются при полностью или частично открытых проёмах (ограниченная вентиляция). Они характеризуются высокой скоростью распространения горения с преобладающим направлением в сторону открытых, хотя бы незначительно, проёмов и переброса через них факела пламени. Следствие этого создаётся угроза перехода огня в верхние этажи здания (сооружения).
Открытые пожары обычно подразделяют на 2 группы.
К 1 группе относятся пожары в помещениях высотой до 6 м, в которых оконные проёмы расположены на одном уровне и газообмен происходит в пределах высоты этих проёмов через общий эквивалентный проём (жилые помещения, школы, больницы, административные и им подобные помещения).
Ко 2 группе относятся пожары в помещениях высотой более 6 м, в которых проёмы в ограждениях располагаются на разных уровнях, а расстояния между центрами приточных и вытяжных проёмов могут быть весьма значительными. В таких помещениях и частях здания наблюдаются большие перепады давления по высоте и, следовательно, высокие скорости движения газовых потоков, а также скорость выгорания пожарной нагрузки. К таким помещениям относятся машинные и технологические залы промышленных зданий, зрительные и сценические комплексы театров и т.д
Закрытые пожары (класса II б) протекают при полностью закрытых проёмах, когда газообмен осуществляется только вследствие инфильтрации воздуха и удаляющихся из зоны горения газов через неплотности в ограждениях, притворах дверей, оконных рам, при действующих системах естественной вытяжной вентиляции без организованного потока воздуха, а также в отсутствии систем вытяжной вентиляции.
В каждой группе пожарная нагрузка может быть сосредоточенной и рассредоточенной с различной высотой слоя и плотностью распределения материалов.
В зависимости от вида горящих материалов и веществ пожары разделены на классы (№ 123-ФЗ от 22 июля 2008 г. «Техническй регламент о требованиях пожарной безопасности» ст. 8): А, В, С, Д, Е, F.
А - пожары твердых горючих веществ и материалов;
В - пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов;
С - пожары газов;
D - пожары металлов;
E - пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением;
F - пожары ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ.