Пожар и его развитие

Пожар и его развитие. Прекращение горения

Общие понятия о процессе горения

Горение – экзотермическая реакция окисления горящего вещества, сопровождающаяся хотя бы одним из 3-х факторов:

Треугольник горения

Необходимы 3 условия для горения:

• Горючие вещества – ГВ
• Окислитель -О2
• Источник зажигания – ИЗ.

В зависимости от среды горения различают 2 вида горения:

• Пламенное – горение вещества и материалов сопровождается пламенем. (зона горения над поверхностью ГВ). При пожаре горят большинство ГВ, способные при нагреве выделять горючие продукты, такие как (древесина, ткани, нефтепродукты, каучук, резина, пластмассы и т.д.);
• Беспламенное – в виде тления накала ГВ горение на поверхности. (древесный уголь, кокс, атрацит, сажа, торф, и др., не способные при нагреве выделять летучие продукты);
• Дым – аэрозоль (дисперсная система) образуемый жидкими или твердыми продуктами неполного возгорания ГВ (СО, С, сажа).

Самовозгорание присуще многим горючим веществам и материалам. Эта отличительная особенность данной группы материалов.

Самовозгорание может быть:

Тепловое самовозгорание выражается в аккумуляции материалом тепла, в процессе которого происходит самонагревание материалов. Температура самонагревания вещества или материала является показателем его пожароопасности. Для большинства ГВ этот показатель лежит в пределах 80 0 – 1500 С.

Химическое самовозгорание сразу проявляется в пламенном горении. Для органических веществ данный вид самовозгорания происходит при контакте с кислотами (азотной, серной), растительными и техническими маслами. Масла и жиры, в свою очередь, способны к самовозгоранию в среде кислорода. Неорганические вещества способны самовозгораться при контакте с водой (например, гидросульфит натрия).Спирты самовозгораются при контакте с перманганатом калия. Аммиачная селитра самовозгорается при контакте с суперфосфатом и пр.

Общие понятия о пожаре

Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий, помимо горения, явления массо- и теплообмена, развивающиеся во времени и пространстве.

Распределение пожаров на группы и виды по сходствам или различиям называется классификацией.

Классификация – искусственная, если она объединяет пожары по внешним (случайным) признакам, и естественная, если она группирует пожары на основе их объективной внутренней связи и общих признаков развития. Естественная классификация пожаров считается научной, она позволяет предопределить закономерность тактики тушения различных видов пожара.

Пожары классифицируются по виду горючего материала и подразделяются на следующие классы:

1) пожары твердых горючих веществ и материалов (А);

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

3) пожары газов (С);

4) пожары металлов (D);

5) пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением (Е);

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

Под распространяющимися пожарами понимают такие пожары, у которых происходит увеличение геометрических размеров (длины, высоты, ширины, радиуса) во времени.

Под нераспространяющимися пожарами понимают такие пожары, у которых геометрические размеры остаются неизменными во времени.

Подземными пожарами называются пожары, расположенные ниже уровня земли, на любой глубине.

Под наземными пожарами понимают такие пожары, которые находятся на высоте, достигаемой при помощи ручных пожарных лестниц .

Под средневысотными пожарами понимают пожары, расположенные выше уровня поверхности земли, то есть до высоты, которая достигается при использовании пожарных автолестниц и подъемников.

Высотными пожарами называются пожары, расположенные выше 30 метров от уровня поверхности земли.

На водных пространствах ( акваториях ) : пожары морских, речных судов, а также нефтегазодобывающих платформ и др.

Пространство, в котором развивается пожар, можно условно разделить на три зоны:

• зону горения;
• зону теплового воздействия;
• зону задымления;
• горючее вещество.

Зона горения характеризуется геометрическими и физическими параметрами: площадью, объемом, высотой, горючей загрузкой, скоростью выгорания веществ (линейная, массовая, объемная) и др.

Зона теплового воздействия – часть, примыкающая к зоне горения. В этой части происходит процесс теплообмена между поверхностью пламени и окружающими строительными конструкциями, материалами. Передача тепла осуществляется конвекцией, излучением, теплопроводностью. Границы зоны проходят там, где тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов, конструкций и создает невозможные условия для пребывания людей без средств тепловой защиты.

Зона задымления – пространство, которое заполняется продуктами сгорания (дымовыми газами) в концентрациях, создающих угрозу для жизни и здоровья людей, затрудняющих действия пожарных подразделений при работе на пожарах.

Опасные факторы пожара

ОПАСНЫЙ ФАКТОР ПОЖАРА – фактор пожара, воздействие которого на людей и (или) материальные ценности может привести к ущербу.

Опасными факторами, воздействующими на людей и материальные ценности, являются:

1. пламя и искры;
2. повышенная температура окружающей среды;
3. токсичные продукты горения и термического разложения;
4. дым;
5. пониженная концентрация кислорода.

К вторичным проявлениям опасных факторов пожара, воздействующим на людей и материальные ценности, относятся:

• осколки, части разрушенных аппаратов, агрегатов, установок, конструкций;
• радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок;
• электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов;
• опасные факторы взрыва по ГОСТ 12.1.010, происшедшего в следствие пожара.

Читайте в отдельной статье больше информации:

Условия и механизм прекращения горения

Для прекращения горения необходимо либо снизить тепловыделение в зоне горения фронта пламени, либо увеличить теплоотвод из зоны горения.

Это может быть достигнуто различными путями:

Охлаждением поверхности горючего вещества или материала;

Изоляцией зоны горения от источника горючих газов, паров и окислителя (например, герметизацией либо горящего вещества, либо объема, в котором протекает процесс горения);

Разбавлением горючих газов, паров и окислителя, поступающих в зону горения инертными газами;

Ингибированием процессов горения (т.е. введением в исходную горючую смесь или в зону горения ингибиторов цепных реакций окисления).

Огнетушащее вещество (ОТВ) – это вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения.

Применяемые огнетушащие вещества и способы тушения

Основные характеристики огнетушащих веществ

Огнетушащая эффективность – это минимальное количество ОТВ, израсходованное на тушение модельного очага пожара данного класса. Для объемного способа тушения огнетушащая эффективность различных ОТВ зависит от многих факторов: природы горючего вещества, условий горения, свойств ОТВ, способов его применения и т.д.

Интенсивность подачи огнетушащего вещества (I) – это расход ОТВ во времени на единицу защищаемой поверхности или объема. Размерность при поверхностном способе тушения – [Is, кг/(с · м2) или л/(с · м2)], для объемного способа – [I v, кг/(с · м3) или л/(с · м3)], для линейного способа [I л, л/(с · м)]. I = Qотв / (П · τт · 60);

Удельный расход ОТВ (qуд) – это количество огнетушащего вещества (кг, л), которое требуется на единицу расчетного параметра пожара (м3, м2, м) для его успешного тушения:

Краткая характеристика, область применения огнетушащих веществ.

Вода – основное огнетушащие вещества охлаждения, наиболее доступные и универсальное.

Вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. При этом она частично испаряется и превращается в пар.

(из 1л воды образуется 1700 л пара). Благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения, а также вытеснению воздуха из зоны очага пожара.

• Электропроводна
• Сравнительно высокая т-ра замерзания
• Большая плотность (нельзя применять при тушении нефтепродуктов)
• Низкий коэффициент использования в виде компактных струй.
• Углекислота – тяжелея воздуха в 1,5 раза, без запаха.

Углекислота – тяжелея воздуха в 1,5 раза, без запаха.

• Их 1 кг кислоты образуется 500 л газа.
• Теплота испарения при -78,5 0С.
• Не электропроводна.
• Не взаимодействует с горючими веществами.

ВМП – воздушно механическая пена.. – образуется из раствора воды с пенообразователем ПО-1.

Обладает: стойкостью, дисперстностью, кратностью, вязкостью, охлаждающими и изолирующими свойствами.

Понятие о пожаре и его развитии. Опасные факторы пожара. Зоны и классы пожаров.

Пожар возникает при наличии функционально обусловленной или вследствие аварии, или нарушения правил пожарной безопасности горючей среды и при появлении в этой среде источника зажигания, способного зажечь эту среду.

К горючим средам относятся:

— мебель, одежда, книги и другие предметы быта, а также функциональное (технологическое) оборудование и предметы труда, выполненные из горючих материалов;

— горючие материалы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости и их пары, горючие дисперсные среды (пыли), горючие газы, применяемые или обращающиеся в функциональном (технологическом) процессе;

— строительные конструкции, их облицовка и отделка, а также элементы инженерного оборудования объектов (трубопроводы, воздуховоды, кабели и т.п.), выполненные из или с применением горючих материалов.

К основным источникам зажигания относятся:

— бытовые источники огня (спички, зажигалки, свечи, сигареты и др.);

— аварийный режим работы электротехнических изделий;

— технологические процессы, связанные с применением или образованием источников повышенных температур, открытого огня и пламени;

— разряды статического или атмосферного электричества.

Горение – сложный физико-химический процесс превращения горючих веществ и материалов в продукты сгорания, сопровождается интенсивным выделением тепла, дыма и световым излучением, структурными изменениями, в основе которых лежат быстротекущие химические реакции окисления в атмосфере кислорода в воздухе.

Горение — главный и основной процесс на пожаре.

1. возникновение горения, активное нарастание параметров пожара (вялотекущее горение) = 10 мин.

2. бурное нарастание всех параметров пожара (доступ кислорода)

3. стабилизация процесса развития пожара (выгорание пожарной нагрузки)

4. снижение активности горения, прекращение горения.

Параметры пожара: скорость выгорания, температура, площадь пожара, пожарная нагрузка.

Явления массо- и теплообмена называют общими явлениями, характерными для любого пожара независимо от его размеров и места возникновения.

Общие явления могут привести к возникновению частных явлений. К ним относят: взрывы, деформацию и обрушение строительных конструкций, вскипание и выброс нефтепродуктов из резервуаров и т.д.

Возникновение и протекание частных явлений возможно лишь при создании на пожарах определенных благоприятных для этого условий. Так, деформация или обрушение строительных конструкций происходят чаще при большой продолжительности пожаров; вскипание и выброс нефтепродуктов при горении темных и обводненных нефтепродуктов или при наличии подтоварной воды и т.д.

Под опасным фактором пожара понимают фактор пожара, воздействие которого приводит к травмам, отравлению или гибели человека, а также к уничтожению (повреждению) материальных ценностей.

Опасными факторами пожара (ОФП), воздействующими на людей, 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 и т.п.

1. Зона горения (пламенное, беспламенное)

2. Зона теплового воздействия (опасная температура 70°С)

3. Зона задымления (самая непредсказуемая и опасная)

Пространство, в котором развивается пожар, условно подразделяется на три зоны: горения, теплового воздействия и 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). При пламенном горении границами зоны горения являются поверхность горящего материала и тонкий светящийся слой пламени (зона реакции окисления), при беспламенном – раскаленная 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 границам зоны горения. В этой части пространства протекают процессы теплообмена между поверхностью пламени, окружающими ограждающими конструкциями и горючими материалами. Передача теплоты в окружающую среду осуществляется рассмотренными ранее способами: конвекцией, излучением, теплопроводностью. 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 пребывание людей без защиты органов дыхания и в котором затрудняются боевые действия подразделений противопожарной службы из-за недостатка видимости.

При пожарах в зданиях и сооружениях опасные факторы пожара являются основным препятствием для успешного выполнения боевой работы личным составом, создают опасность для жизни и здоровья людей, оказавшихся в зоне задымления. Особый отпечаток зона задымления накладывает на обстановку пожара в зданиях повышенной этажности и на объектах с массовым пребыванием людей. Кроме того, работа личного состава в задымленных помещениях требует определенных умений и навыков, высокой физической, морально-волевой и психологической подготовки.

Зона задымления может включать в себя всю зону теплового воздействия и значительно превышать ее.

Границами зоны задымления считаются места, где плотность дыма, видимость предметов, концентрация кислорода в дыме и токсичность газов не представляет опасности для людей, находящихся без средств защиты органов дыхания.

Практически установить границы зон при пожаре не представляется возможным, так как происходит их непрерывное изменение, и можно говорить лишь об условном их расположении.

С целью детального изучения пожаров и разработки тактики борьбы с ними все пожары классифицируются по группам, классам и видам. Классификация их производится на основе распределения по признакам сходства и различия.

— на открытом пространстве

По условиям массо- и теплообмена с окружающей средой все пожары разделены на две большие группы – на открытом пространстве и в ограждениях.

По признаку изменения площади горения пожары разделяются на распространяющиеся и нераспространяющиеся.

В зависимости от вида горящих материалов и веществ пожары разделены на классы:

А – твердые вещества

В – жидкие и плавящиеся в-ва

D – металлы (Т°С горения свыше 1700. При этом вода не испаряется, а разлагается.)

Е – установки под напряжением

F – горение ядерных материалов и радиоактивных отходов

Пожар и его развитие

ГЛАВА 1. ПОЖАР И ЕГО РАЗВИТИЕ

1.1. Основные понятия и определения

Пожаром называется неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Продолжительность пожара, время воздействия теплоты на окружающую среду, а также материальный ущерб зависят от характера и величины пожарной нагрузки m _п.н — массы горючих и трудногорючих материалов, в том числе конструктивных элементов, отнесенной к площади пола помещения или площади, занимаемой этими материалами в открытом пространстве (кг/м 2 ).

Пространство, в котором развивается пожар, условно подразделяется на три зоны: горения, теплового воздействия и задымления.

Зоной горения называется часть пространства, в котором протекают процессы термического разложении или испарения горючих веществ и материалов (твердых, жидких, газов, паров) в объеме диффузионного факела пламени. Данная зона может ограничиваться ограждениями здания (сооружения), стенками технологических установок, аппаратов, резервуаров.

Зона теплового воздействия примыкает к границам зоны горения. В этой части пространства протекают процессы теплообмена между поверхностью пламени, окружающими строительными конструкциями и горючими материалами. Передача теплоты в окружающую среду осуществляется тремя способами: конвекцией, излучением, теплопроводностью. Границы зоны проходят там, где тепловое воздействие проводит к заметному изменению состояния материалов, конструкции и создает невозможные условия для пребывания людей без противотепловой защиты.

Зоной задымления называются часть пространства, примыкающая к зоне горения и заполненная дымовыми газами в концентрациях, создающих угрозу для жизни и здоровья людей или затрудняющих действия пожарных подразделений. При пожарах в зданиях и на открытых пространствах зоны задымления имеют характерные особенности и зависят от различных факторов. Зона задымления может включать в себя всю зону теплового воздействия и значительно превышать ее внешними границами зоны задымления считаются места, где плотность дыма составляет 0,0001 — 0,0006 кг/м 3 . видимость предметов 6 — 12 м, концентрация кислорода в дыме не менее 16 % и токсичность газов не представляет опасности для людей, находящихся без средств противодымной защиты.

В процессе развития пожара различают три характерные фазы, В первой фазе горением охватывается до 80 % пожарной нагрузки. Во второй фазе происходит активное пламенное горение с потерей массы пожарной нагрузки скорость выгорания непрерывно увеличивается и достигает максимальных величин. В третьей фазе скорость выгорания резко падает. процесс характеризуется догоранием тлеющих материалов и конструкций.

В каждом конкретном случае процесс развития пожара протекает при определенных условиях сосредоточения или рассредоточения пожарной нагрузки и газообмена, т. е. притока воздуха в зону горения и удаления из нее нагретых продуктов сгорания, а также дымовых газов.

Газовый обмен является постоянным явлением любого пожара. При пожарах на открытом пространстве газообмен характеризуется наличием восходящего столба или движущейся колонны газообразных продуктов сгорания. При пожарах в ограждениях (зданиях) газообмен зависит от наличия, состояния и площади проемов, высоты их расположения, удельной пожарной нагрузки и других факторов.

Наиболее интенсивно газообмен протекает при наружных пожарах, пожарах в производственных зданиях со световыми фонарями, бесфонарных зданиях с дымоудаляющими люками в покрытиях, в сценической части и зрительном зале театрально-зрелищных учреждений, зданиях повышенной этажности, особенно административного и гостиничного назначения.

Мощные потоки газов, особенно при наружных пожарах, переносят искры, горящие угли и головни на значительные расстояния, создавая условия для возникновения новых очагов горения, что следует учитывать при организации боевых действий подразделений пожарной охраны.

При газообмене в зданиях, когда доступ свежего воздуха к зоне горения сокращается, происходит обильное выделение продуктов неполного сгорания и теплового разложения. Указанные обстоятельства осложняют обстановку, создают наибольшую опасность для жизни людей и затрудняют оперативные действия подразделений по тушению пожара.

При пожарах в зданиях в условиях газообмена образуются три зоны с различными давлениями: нижняя, верхняя и нейтральная (рис. 1.1). В нижней зоне (части здания или помещения) давление Продуктов сгорания меньше, а в верхней больше давления наружного воздуха. На определенной высоте давление внутри помещения равно атмосферному, т. е. перепад давлений равен 0. Условная плоскость, на уровне которой давление равно атмосферному (плоскость 0 — 0 на рис. 1.1 и 1.2) называется плоскостью равных давлений или нейтральной зоной (см. п. 1.3).

Рис. 1.1. Схема газообмена на пожаре в зданиях и расположение нейтральной зоны при открытых нижних и верхних проемах.

Рис. 1.2 Расположение нейтральной зоны при открытых нижних проемах

Общие понятия о пожаре и его развитии

Пожар — это неконтролируемое горение, вне специального очага, сопровождающиеся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни людей.

Основными параметрами, характеризующими пожар, являются: площадь очага пожара, интенсивность горения, скорость распространения и продолжительность пожара.

Под очагом пожара понимают место (участок) наиболее интенсивного горения при трех основных условиях:

непрерывное поступление окислителя (воздуха);

непрерывная подача топлива (горючих материаллов);

непрерывное выделение теплоты, необходимой для поддержания процесса горения.

В очаге пожара выделяют три зоны: зона горения, зона теплового воздействия и зона задымления.

Зона горения — часть пространства в котором происходит подготовка горючих веществ к горению.

Зона теплового воздействия — часть пространства, примыкающего к зоне горения, в котором тепловое воздействие делает невозможным пребывание в нем людей без специальной тепловой защиты.

Зона задымления — часть пространства, примыкающая к зоне горения и задымления дымовыми газами в концентрациях, создающих угрозу жизни и здоровья людей или затрудняющих действия подразделения спасателей.

Интенсивность пожаров во многом зависит от огнестойкости объектов и их составных частей.

Все пожары можно квалифицировать по внешним признакам горения, месту возникновения пожара и времени прибытия первых пожарных подразделенний.

А) По внешним признакам горения пожары делятся на наружные, внутренние, одновременно наружные и внутренние, открытые и скрытые.

К наружным относятся пожары, у которых признаки горения (пламя, дым) можно установить везуально. Такие пожары бывают при горении зданий и их конструкций, штабелей лесопиломатериаллов, угля, торфа и других материальных ценностей, размещенных на открытых складских площадках; при горении нефти и нефтепродуктов в резервуарах и т.д. Наружные пожары всегда бывают открытыми.

К внутренним относятся пожары, которые возникают и развиваются внутри зданий. Они могут быть открытыми и скрытыми.

Признаки горения при открытых пожарах можно установить осмотрами помещений (например, горение имущества в зданиях различного назначения; горение оборудования и материаллов в производственных цехах и т.д.).

У скрытых пожарах горение протекает в пустотах строительных конструкций, вентиляционных каналах и шахтах, внутри тонрфяной заляжи или штабелей торфа и т.д. Признаки горения обнаруживаютс по выходу дыма через щели, изменению цвета штукатурки и т.д.

Наиболее сложними являются пожары одновременно наружные и внутренние, открытые и скрытые. С изменением обстановки изменяется вид пожара. Так, при развитии пожара в здании скрытое внутреннее горение может перейти в окрытое внутреннее, а внутреннее — в наружное и наоборот.

• Б) По месту возникновения пожары бывают в зданиях, сооружениях, на открытых площадках складов и на згораемых массивах (лесные, степные, торфенные и хлебные поля).
• В) По времени прибытия первых пожарных подразделенний пожары подразделяются на запущенные и незапущенные.

К запущенным относятся пожары, которые ко времени прибытия первых пожарных подразделенний получили значительное развитие по различным причинам (например, в связи с поздним обнаружением пожара или сообщением в пожарную охрану). Для тушения запущенных пожаров, как правило, оказывается недостаточно сил и средств первых подразделенний.

Незапущенные пожары в большинстве случаев ликвидируются силами и средствами первого прибывшего подразделения, населением или рабочими объекта.

Процесс развития пожара можно разделить на три фазы. В первой фазе происходит распространнение горения, когда огонь охватывает основную часть горючих материаллов (не менее 80%). Вовторой фазе после достижения максимальной скорости выгорания материаллов пожар характеризуется активным пламенным горением с постоянной скоростью потери горючих материаллов. В третьей фазе скорость выгорания резко падает и происходит догарание тлеющих материаллов и конструкций.