Пожар, его развитие и основы прекращения горения.
Пожар — неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.
Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий помимо горения явления газо и теплообмена, развивающиеся во времени и пространстве. [2]
Эти явления взаимосвязаны и характеризуются параметрами пожара: скоростью выгорания, температурой и т.д. и определяются рядом условий, многие из которых носят случайный характер.
Основными параметрами развития пожара являются:
Основные явления, сопровождающие пожар-это процессы горения, газо и теплообмена.
Основными условиями горения являются: наличие горючего вещества, поступление окислителя в зону химических реакций и непрерывное выделение тепла, необходимого для поддержания горения.
К основным факторам, характеризующим возможное развитие процесса горение 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 количество теплоты, отнесенное к единице поверхности пола, которое может выделиться в помещении или здании при пожаре. [2]
Пожарную нагрузку и расчетную пожарную нагрузку допускается также определять в кг/м². Расчетная пожарная нагрузка характеризуется продолжительностью пожара (чем больше нагрузка, тем продолжительнее пожар).
Под скоростью выгорания понимают потерю массы материала (вещества) в единицу времени при горении. [2]
Процесс термического разложения сопровождается уменьшением массы вещества и материалов, которая в расчете на единицу времени и единицу площади горения квалифицируется как массовая скорость выгорания, кг/(м²с). Массовая скорость выгорания зависит от агрегатного состояния горючего вещества или материала, начальной температуры и других условий. Массовая скорость выгорания горючих и легковоспламеняющихся жидкостей определяется интенсивностью их испарения. Массовая скорость выгорания твердых веществ зависит от вида горючего, его размеров величины свободной поверхности и ориентации по отношению к месту горения; температуры пожара и интенсивности газообмена. [2]
Линейная скорость распространения горения представляет собой физическую величину, характеризуемую поступательным движением фронта пламени в данном направлении в единицу времени. Она зависит от вида и природы горючих веществ и материалов, от начальной температуры, способности горючего к воспламенению, интенсивности газообмена на пожаре, плотности теплового потока на поверхности веществ и материалов и других факторов.
Одним из главных параметров, характеризующих процесс горения, является интенсивность выделения тепла на пожаре. Это величина равная по значению теплу, выделяющемуся на пожаре за единицу времени. Она определяется массовой скоростью выгорания веществ и материалов и их теплового содержания. [2]
При пожаре выделяются газообразные, жидкие и твердые вещества. Их называют продуктами горения, т.е. веществами, образовавшимися в результате горения. Они распространяются в газовой среде и создают задымление.
Дым- это дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоящая из газов, паров и раскаленных частиц. Объем выделившегося дыма, его плотность и токсичность зависят от свойств горящего материала и от условий протекания процесса горения.
Под дымообразованием на пожаре принимают количество дыма, м³/с, выделяемого со всей площади пожара.
Газовый обмен на пожаре – это движение газообразных масс, вызванное выделением тепла при горении. При нагревании газов их плотность уменьшается, и они вытесняются более плотными слоями холодного атмосферного воздуха и поднимаются вверх.
Одним из главных процессов, происходящих на пожаре, являются процессы теплообмена. Выделяющееся тепло при горении, во-первых, усложняет обстановку на пожаре, во-вторых, является одной из причин развития пожара. Кроме того, нагрев продуктов горения вызывает движение газовых потоков и все вытекающие из этого последствия (задымление помещений и территории, расположенных около зоны горения и др.).
Сколько тепла выделяется в зоне химической реакции горения, столько его и отводится от неё. Тепло, передаваемого внешнюю среду, способствует распространению пожара, вызывает повышение температуры, деформацию конструкций и т.д.
Пространство, в котором развивается пожар, условно подразделяются на три зоны: — горения, теплового воздействия и зона задымления.
Зоной горения называется часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов (твердых, жидких, газов, паров) в объеме диффузионного факела пламени.
Горение может быть пламенным (гомогенным) и беспламенным (гетерогенным).
В процессе развития пожара различают три стадии: начальную, основную (развитую) и конечную.
Эти стадии характерны для всех пожаров независимо от того, где произошел пожар: на открытом пространстве или в помещении.
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 газов в нём. Горение поддерживается кислородом воздуха, находящимся в помещении, концентрация которого постепенно снижается. Если помещение достаточно изолировано от окружающей среды, то развитие горения в нем может замедлиться или прекратиться вообще. В зависимости от объема помещения, степени его герметизации и распределения пожарной нагрузки начальная стадия пожара продолжается 5-40 мин.(иногда и до нескольких часов). [2]
Однако опасные для человека условия возникают уже через 1-6 мин.
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 изменяется во времени незначительно. На конечной стадии пожара завершается процесс горения и постепенно снижается температура. Количество уходящих газов становится меньше, чем количество поступающего воздуха.
2.2. Основные понятия и определения.
Безопасное место — место, удаленное от источника опасности, где обеспечивается защита людей, животных, веществ, материалов и других объектов от опасных факторов техногенных и природных проявлений.
Боевая готовность (боеготовность) — состояние сил и средств гарнизона, подразделения, противопожарного формирования, обеспечивающее успешное выполнение задачи, возложенной на него Боевым Уставом. [2]
Боевые действия — предусмотренное Уставом организованное применение сил и средств пожарной охраны для выполнения основной боевой задачи.
Боевая позиция — место расположения сил и средств пожарной охраны, осуществляющих непосредственное ведение боевых действий по спасению людей и имущества, подаче огнетушащих веществ, выполнению специальных работ на пожаре.
Боевое дежурство — период непрерывного несения службы личным составом караула или дежурной смены, включая участие их в тушении пожара.
Боевое развертывание — приведение сил и средств в состояние готовности для немедленного выполнения боевых задач на пожаре.
Боевой расчет — личный состав на пожарном автомобиле в определенном количестве, имеющий готовность к выполнению боевых задач на пожаре, аварии.
Боевой участок — участок в здании или на местности, где работают силы и средства по выполнению конкретной задачи и под единым руководством.
Боеспособность— способность подразделения выполнить боевую задачу в пределах своих тактических возможностей.
Водяной пожарный ствол — устройство для подачи определенного вида водяной струи.
Вероятность возникновения пожара — математическая величина возможности появления необходимого и достаточного условия возникновения загорания. (пожара).
Газодымозащитник — лицо рядового или начальствующего состава пожарной охраны, имеющее специальную подготовку и выполняющее боевую задачу в непригодной для дыхания среде в составе звена ГДЗС.
Зона горения — часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов в объеме диффузионного факела пламени.
Зона задымления — часть пространства, примыкающего к зонам горения и теплового воздействия, заполненная дымовыми газами с концентрациями вредных веществ, создающих угрозу для жизни.
Зона теплового воздействия — часть пространства, примыкающего к зоне горения, в которой протекают процессы теплового обмена между поверхностью пламени и материалами, объектами, людьми и животными, окружающими его.
Карточка пожаротушения — оперативный документ, содержащий данные об объекте, наличии людей и путях их эвакуации.
Ликвидация пожара— стадия (этап) тушения пожара, на которой прекращено горение, и устранены условия для его повторного возникновения.
Локализация пожара— стадия (этап) тушения пожара, на которой отсутствует или ликвидирована угроза людям или животным, прекращено распространение пожара и созданы условия для его ликвидации имеющимися силами и средствами.
Номер(ранг) пожара— условный признак сложности пожара, определяющий в расписании выезда необходимый состав сил и средств гарнизона, привлекаемых к тушению пожара. [2]
Опасные факторы пожара.
Опасный фактор пожара— фактор пожара, воздействие которого на людей или материальные ценности может привести к ущербу.
Оперативная обстановка— совокупность обстоятельств и условий в районе выезда подразделения(гарнизона), влияющих на определение задач и характер их выполнения.
Оперативный штаб на пожаре — временно сформированный РТП орган для управления силами и средствами на пожаре.
Основная боевая задача — достижение локализации и ликвидации пожара в сроки и в размерах, определяемых возможностями сил и средств, привлеченных на тушение пожара.
Оценка обстановки на пожаре — вывод, сформированный на основе результатов разведки пожара, обобщения и анализа полученных сведений.
План привлечения сил и средств— расписание выезда, устанавливающее порядок привлечения сил и средств гарнизона (гарнизонов) к тушению пожаров на территории субъекта Российской Федерации, сельского района.
План пожаротушения — оперативный документ РТП (штаба), прогнозирующий обстановку на пожаре и устанавливающий основные вопросы организации тушения развившегося пожара.
Пожарный гидроэлеватор — устройство эжекторного типа для забора воды из водоисточника с уровнем, превышающим высоту всасывания насоса, или при невозможности подъезда к водозабору.
Пожарное оборудования — оборудование, входящее в состав коммуникаций пожаротушения(рукавные линии, развертки, пожарный кран, стволы и т.п.), а также средства технического обслуживания этого оборудования.
Пожарный пенносмеситель — устройство для получения раствора пенообразователя в воде с заданными концентрацией и расходом.
Пожарный поезд — железнодорожный состав, оснащенный средствами подачи и запасами воды и пены для тушения пожаров, ликвидации аварий на железной дороге и вблизи нее.
Пожарная техника — технические средства для предотвращения, ограничения развития, тушения пожара, защиты людей и материальных ценностей на пожаре.
Пожарно-техническое вооружение-комплект, состоящий из пожарного оборудования, ручного пожарного инструмента, пожарных спасательных устройств, средств индивидуальной защиты, технических устройств для конкретных пожарных машин в соответствии с их назначением.
Расписание выезда — установленный в соответствии с законодательством и Уставом порядок привлечения сил и средств гарнизона к тушению пожаров в городе или населенном пункте.
Район выезда подразделения — территория, на которой расписанием выезда предусмотрено первоочередное направление подразделения по вызову на пожар.
Решающее направление—направление боевых действий, на котором использование сил и средств пожарной охраны в данный момент времени, обеспечивает наилучшие условия решения основной боевой задачи.
Рукавная задержка — устройство для закрепления по высоте пожарных напорных рукавов, по которым подается вода или раствор пенообразователя.
Рукавная катушка — устройство для размещения намоткой предварительно соединенных между собой напорных пожарных рукавов и их быстрой прокладки по земле. Рукавный переходник — арматура для соединения двух пожарных головок на рукавах с разными их размерами сечений или разного типа.
Рукавное разветвление (разветвление) — устройство для разделения водяного потока по рукавным линиям и регулирования ее расхода.
Силы и средства пожарной охраны— личный состав пожарной охраны, пожарная техника, средства связи и управления, огнетушащие вещества и иные технические средства, находящиеся на вооружении пожарной охраны.
Спасательный рукав — пожарное спасательное устройство из специальной ткани в виде рукава для скользящего спуска спасаемых с этажей здания.
Средство индивидуальной защиты — технические средства индивидуального пользования для предохранения человека от опасных факторов пожара.
Тыл на пожаре — участок (территория), на котором сосредоточены силы и средства, обеспечивающие боевые действия по тушению пожара.
Тушение пожара— комплекс управленческих решений и боевых действий, направленных на обеспечение безопасности людей, животных, спасение материальных ценностей и ликвидацию горения.
Фронт пожара— часть периметра пожара, по направлению которой он распространяется.
Фланг пожара— левая и правая части периметра пожара, где горение распространяется перпендикулярно фронту пожара.
Чрезвычайная ситуация — обстановка, при которой сил и средств гарнизона пожарной охраны, а также служб жизнеобеспечения, дислоцированных на данной территории, недостаточно для ликвидации пожара.
Опасными факторами пожара являются:
— открытый огонь, искры;
— повышенная температура окружающей среды и предметов;
— токсичные продукты горения;
— дым;
— сниженная концентрация кислорода в воздухе;
— падающие части строительных конструкций;
— опасные факторы взрыва, (ударная волна, световое излучение);
— ядовитые вещества, поступающие в окружающую среду из поврежденного оборудования.
Повышение температуры воздуха приводит к снижению работоспособности организма человека. Работоспособность резко снижается уже при температурах порядка 35-40С˚. Повышение влажности воздуха ещё больше ограничивает предельное время пребывания людей в нем. При температуре более 60С˚, в условиях пожара может наступать потеря сознания. Критической считается температура воздуха в помещении 70С˚. Тепловой поток может привести к ожогу незащищенных участков кожи людей или служить источником зажигания.
Дым на пожаре содержит в себе токсичные продукты и продукты неполного сгорания, отрицательно влияющие на организм человека. Так при горении некоторых органических материалов (шерсти, кожи)выделяются такие вещества как сероводород, синильная кислота, пиридин, акролеин, ацетальдегид. При разложении древесины выделяются формальдегид, ацетальдегид, фенолы, кетоны, оксид углерода и другие соединения. Дым резко снижает видимость, что затрудняет эвакуацию людей и ликвидацию пожара.
В процессе горения происходит снижение концентрации кислорода в воздухе. Концентрация кислорода в 15-16% является опасной для жизни человека.
Формы площади пожара.
Площадь пожара (периметр) может быть постоянной или переменной. Характер развития пожара, его форма является основой для расчета. В зависимости от места, возникновения горения, рода материалов, объемно-планировочных решений объекта, характеристики конструкций, метеорологических условий и других факторов площадь пожара имеет круговую, угловую и прямоугольную формы. [2]
Круговая форма площади пожара встречается, когда пожар возникает в глубине большого участка с пожарной нагрузкой и относительно безветренной погоде распространяется во все стороны равномерно с одинаковой линейной скоростью (склады лесоматериалов, хлебные массивы, сгораемые покрытия больших площадей, производственные, а также складские помещения большой площади и т.д.). [2]
Угловая форма 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 возникновения горения. Чаще всего эта форма встречается на участках с углом 90° и 180°.[2]
Прямоугольная форма площади пожара 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. [2]