Что является основными составляющими пожара
Перейти к содержимому

Что является основными составляющими пожара

  • автор:

Базовые сведения о пожарах. Определение и классификации.

Согласно статистике МЧС России на территории Российской Федерации за 12 месяцев 2022 г. произошло 352 323 пожара, на которых погибло 7 709 человек, в том числе 305 несовершеннолетних, получили травмы 8 148 человек, зарегистрированный материальный ущерб составляет 18,4 млрд. рублей. В среднем ежедневно происходило 965 пожаров, на которых погибал 21 человек, получали травмы 22 человека, огнем уничтожалось 141 строение. К сожалению, похожая неутешительная картина наблюдается на протяжении ряда последних лет.

Проблема профилактики и борьбы с пожарами актуальна во всем мире из-за высокой тяжести последствий, которые они вызывают. Данный обзор ставит своей целью предоставить ознакомительную обобщенную информацию, которая касается данного явления.

Пожар – это неконтролируемый процесс горения (цепная реакция окисления горючих веществ), развивающийся вне специального очага, в ходе которого выделяются тепловая энергия и продукты горения, и который сопровождается материальным ущербом, угрожает здоровью или жизни людей, а также причиняет вред интересам общества и государства. Для возникновения и дальнейшего развития пожара (как разновидности процесса горения) необходимо наличие трех составляющих: горючей среды, источника зажигания и окислителя (кислорода), образующих так называемый «треугольник пожара» (Рис. 1).

Рис. 1. Схематический «треугольник пожара»

Рис. 1. Схематический «треугольник пожара»

В общем смысле принято выделять три основные стадии (фазы) пожара: начальная, полного горения, затухающая. Начальная стадия пожара инициируется воспламенением, длится не более 10 минут и включает в себя переход возгорания, собственно, в пожар (продолжительность около 1–3 мин.) с последующим ростом образовавшейся зоны горения (продолжительность около 5–6 мин.). На начальной стадии процесс горения сопровождается обильным выделением дыма, объемная температура повышается до 200 °С, а приток воздуха в помещение сначала увеличивается, после чего начинает медленно снижаться. В стадии объемного развития (продолжительность 30–40 мин) огонь распространяется по всему объему, возможный приток свежего воздуха способствует резкому увеличению площади пожара, температура может повыситься до 800 — 900 °С, а стабилизация пожара происходит примерно через 20 минут и продолжается около получаса. В течение последующей затухающей стадии происходит тление, после которого происходит окончательное догорание и завершение процесса (Рис. 2).

Рис. 2. Стадии развития пожара

Рис. 2. Стадии развития пожара

В пространстве, в котором наблюдается динамика развития пожара, условно можно выделить три специфических зоны: активного развития экзотермической цепной реакции окисления (горения), нарастания тепловых потоков (теплового воздействия), увеличения концентрации продуктов горения (задымления). Каждой из упомянутых зон присущи свои специфические особенности. Первая зона характеризуется гомогенным (реакция протекает в системе, состоящей из одной фазы) и гетерогенным (реакция протекает на поверхности раздела фаз) горением. Зона теплового воздействия примыкает к границам зоны горения и в ней протекают сложные процессы теплообмена (конвекция, излучение, теплопроводность). Зона задымления примыкает к зоне горения, а безопасное нахождение в ней подразумевает использование средств защиты органов дыхания (СИЗОД), а кроме того, затруднена или полностью отсутствует видимость (Рис. 3).

Рис. 3. Зоны пожара

Рис. 3. Зоны пожара

Поскольку пожар независимо о природы своего происхождения представляет серьезную угрозу для здоровья и самой жизни человека, необходимо принимать во внимание опасные факторы, которыми он сопровождается. На законодательном уровне понятие опасных факторов пожара (ОФП) приведено в Федеральном законе от 22.07.2008 N 123-ФЗ. Итак, ОФП включают в себя: пламя и искры, тепловой поток, повышенные температуру окружающей среды и концентрацию токсичных продуктов горения (термического разложения), пониженную концентрацию окислителя (кислорода), потерю видимости в дыму. ОФП, в свою очередь, могут сопровождаться сопутствующими проявлениями, к которым относятся осколки, фрагменты разрушившихся зданий (конструкций) и иного имущества; радиоактивные и токсичные вещества и материалы, выделившиеся в окружающую среду; прохождение электрических токов через встретившиеся на пути токопроводящие части; деструктивное воздействие ОТВ (Рис. 4).

Рис. 4. Сравнение огнетушащей способности пены низкой и средней кратности

Рис. 4. Опасные факторы пожара

Классификация пожаров в различных первоисточниках носит свою специфику, поэтому попробуем выделить обобщенные базовые признаки: по месту возникновения, по плотности застройки; по сложности тушения; по виду горящих материалов и веществ.

В зависимости от места возникновения пожары бывают природные (степные, полевые, торфяные, лесной огненный смерч); бытовые (наружные и внутренние возгорания в жилых помещениях и на транспорте); промышленные (на предприятиях добычи, хранения, переработки и транспортировки нефти и продуктов ее переработки, на объектах энергетики и т.д.) (Рис. 5)

Рис. 5. Лесной пожар (слева), пожар на транспорте (в центре) и на предприятии (справа) Рис. 5. Лесной пожар (слева), пожар на транспорте (в центре) и на предприятии (справа) Рис. 5. Лесной пожар (слева), пожар на транспорте (в центре) и на предприятии (справа)

Рис. 5. Лесной пожар (слева), пожар на транспорте (в центре) и на предприятии (справа)

В зависимости от плотности застройки пожары можно классифицировать на сплошные (плотность застройки от 20%); локальные (плотность застройки до 20–25%); огненные штормы (плотность застройки около 30%); тление в завалах.

По сложности тушения пожары подразделяются на шесть рангов — условному признаку сложности пожара, определяющему состав сил и средств, привлекаемых к борьбе с ним (Рис. 6).

Рис. 6. Номер (ранг) пожара

Рис. 6. Номер (ранг) пожара

В зависимости от вида горючих веществ и материалов пожары подразделяются на классы, обозначаемые печатными заглавными буками латинского алфавита, причем чем дальше от его начала отстоит буква, тем сложнее классифицируемый пожар. Предусмотренное шесть основных классов: А — пожары твердых веществ и материалов; B — пожары жидкостей (плавящихся твердых веществ и материалов); C — пожары газов; D — пожары металлов; E — пожары составных элементов конструкции электроустановок, находящихся под действием напряжения; F — неконтролируемое горение ядерных материалов, радиоактивных отходов (веществ). В ряде случаев, на образцах продукции пожарно-технического назначения (в частности, на этикетках огнетушителей) для улучшения идентификации и упрощения визуального восприятия пользователем, буквенные индексы, характеризующие пожары, дополняются соответствующими им интуитивно понятными пиктограммами (Рис. 7).

Рис. 7. Классификация пожаров

Рис. 7. Классификация пожаров

Отдельного упоминания заслуживают подклассы ряда классов пожаров, которые позволяют потенциальному пользователю избежать грубых ошибок при выборе оптимального огнетушащего вещества (ОТВ) и средства его подачи к очагу возможного горения для достижения эффекта тушения. Наиболее распространенными в рассматриваемом случае по частоте возникновения можно считать пожары классов А и В, а довольно экзотическими — класса D. Пожары классов С, Е и F отдельных подклассов не имеют (Рис. 8).

Рис. 8. Подклассы пожаров

Рис. 8. Подклассы пожаров

Из анализа характеристик приведенных подклассов можно предварительно сделать несложные аналитические выводы. Во-первых, газовыми огнетушителями (углекислотными, хладоновыми) не получится ликвидировать пожары подкласса А1, поскольку содержащееся в них ОТВ не позволит обеспечить устойчивого изолирующего покрытия. В отношении иных видов огнетушителей (порошковые, воздушно-пенные, водные и пр.) такие противопоказания отсутствуют. Во-вторых, с пожарами подкласса В2 не справятся пенообразователи общего назначения, поскольку их водная основа будет способствовать перемешиванию ОТВ с объектом тушения и не удастся получить изолирующий пенный слой. В данном случае необходимо ориентироваться на спиртоустойчивые пеноконцентраты целевого назначения или ориентироваться на другой вид ОТВ. В-третьих, для ликвидации пожаров подклассов D1 — D3 подходят только специальные огнетушащие порошки и огнетушители специального конструкционного исполнения. При сохранности этикетки огнетушителя, все необходимые для грамотной эксплуатации сведения, включая классы пожаров, с которыми он может справиться, включены в ее состав (Рис. 9). Для классов пожаров, не указанных на этикетке или перечеркнутых по диагонали красной линией, данное устройство не предназначено. В том случае, если эти факторы не принимать во внимание, цена проявленной некомпетентности или даже безграмотности может привести к непредсказуемым последствиям или завершится трагически. Действующее законодательство предусматривает возможность установления дополнительных классов и подклассов пожаров нормативными документами по пожарной безопасности.

Рис. 9. Конструктивное исполнение порошкового (слева), порошкового специального (в центре) и углекислотного (справа) огнетушителей Рис. 9. Конструктивное исполнение порошкового (слева), порошкового специального (в центре) и углекислотного (справа) огнетушителей Рис. 9. Конструктивное исполнение порошкового (слева), порошкового специального (в центре) и углекислотного (справа) огнетушителей

Рис. 9. Конструктивное исполнение порошкового (слева), порошкового специального (в центре) и углекислотного (справа) огнетушителей

Любое средство тушения пожара имеет свою область применения и обладает, как преимуществами, так и недостатками. В частности, различные виды огнетушителей зачастую обладают своим набором уникальных эксплуатационных особенностей, и это обстоятельство следует обязательно учитывать при обеспечении надлежащей пожарной безопасности защищаемого объекта. Приведенные выше примеры являются исключительно иллюстративными и не отражают полного спектра применяемых на практике эксплуатационных характеристик технических средств пожаротушения.

В рамках одного обзора сложно претендовать на исчерпывающее рассмотрение всего массива информации, однако, на ключевых факторах мы постарались заострить внимание читателей. С этой целью необходимо упомянуть еще такой оценочный параметр, как модельный очаг пожара, который предназначен для испытания пожарной техники, причем его форма и размеры установлены нормативными документами. Модельный очаг пожара класса А состоит из брусков пиломатериалов определенного размера, формы и количества, из которых выкладывается штабель в виде куба. Модельный очаг пожара класса В представляют собой противень круглой формы с фиксированными геометрическим размерами, заполненный определенным количеством горючей жидкости. Ключевым параметром очага будет являться его объем или площадь горения соответственно. Очаги поджигают, выжидают определенное время, после чего производят их тушение разными типами огнетушителей (Рис. 10). По успешным итогам данной процедуры огнетушителям присваивается ранг, определяющий показатель их качества, также отображаемый на этикетке каждого изделия.

Рис. 10. Образцы модельных очагов пожаров класса А (слева) и класса В (справа) Рис. 10. Образцы модельных очагов пожаров класса А (слева) и класса В (справа)

Рис. 10. Образцы модельных очагов пожаров класса А (слева) и класса В (справа)

Следует помнить, что любой пожар всегда легче предупредить, чем потушить. Выражаем надежду, что данный обзор позволит всем заинтересованным лицам расширить свой кругозор или повысить уровень компетентности в области пожарной безопасности.

В данном обзоре проанализированы, обобщены и использованы материалы, полученные из открытых источников, размещенных в сети Интернет, в том числе на следующих информационных ресурсах:

Что является основными составляющими пожара

Глава 1. Общие сведения

Глава 2. Профессиональное
обучение спасателей МЧС

Глава 3. Организация и проведение
поисково-спасательных работ (ПСР)

Глава 4. Оказание первой
медицинской помощи пострадавшим

Глава 5. Охрана труда при ликвидации
последствий чрезвычайных ситуаций

Пожаром называется неконтролируемый процесс горения вне специального очага, наносящий материальный ущерб и создающий опасность для жизни и здоровья людей. Пожар сопровождается горением, газо- и теплообменом. Пожары бывают открытыми, закрытыми, массовыми, сплошными и шквальными. В зависимости от вида горящих материалов и веществ пожары разделяются на четыре основных класса:
А — горение твердых веществ;
В — горение легковоспламеняющихся горючих жидкостей;
С — горение газов;
D — горение металлов.

По количеству и качеству горючих материалов, площади охвата, времени горения и последствиям пожары оцениваются по пятибалльной шкале. Самые крупные из них — пятибалльные. В зависимости от места пожары подразделяются на бытовые, промышленные (техногенные) и природные.

Обязательным условием возникновения любого пожара является наличие горючего материала, окислителя и источника возгорания.
Пространство, в котором происходит пожар, делится на три зоны: горения, теплового воздействия, задымления.
Зона горения представляет собой часть пространства, в котором расположены горючие материалы и вещества и где происходит их непосредственное горение.
Зона теплового воздействия — часть пространства, окружающего зону горения. Тепловое воздействие изменяет состояние веществ и материалов, подготавливая их к горению.
Зона задымления — часть пространства, примыкающего к зоне горения, заполненного дымом и продуктами термического разложения.

Основными составляющими пожара являются огонь (пламя), дым, пепел, сажа. Пространство, в котором сгорают пары, газы и взвеси, называется пламенем. Несгораемые мелкие частицы сажи и твердых окислов, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, образуют дым, более крупные несгоревшие частицы образуют пепел.

Основные поражающие факторы пожара:
— открытый огонь;
— искры;
— тепловое излучение;
— дым;
— пониженная концентрация кислорода;
— токсичные продукты горения (синильная кислота, окись углерода, фосген, акрилонитрил);
— падающие предметы и конструкции.

Каждый пожар имеет свои характерные признаки.
Черный цвет дыма свидетельствует о наличии в пожаре сажи, что типично для горения нефтепродуктов, резины, угля. Светлый дым — о наличии в нем окислов магния и значительного количества паров воды.

В зависимости от объема кислорода пламя бывает несветящимся (до 50%) и светящимся (свыше 50%). При наличии углерода в горящих веществах пламя сопровождается выделением копоти.

По специфическому запаху, цвету, вкусу, действиям на слизистые оболочки глаз, носа, дыхательных путей спасатели могут определить в воздухе (дыме) наличие опасных веществ. Характерные признаки таких веществ представлены в таблице.

Модель «Пожарный треугольник»

Под «пожарным треугольником» специалисты понимают схему в виде треугольника, в вершинах (или на сторонах) которого находятся три условия возникновения пожара, а именно горючий материал или вещество; теплота, повышающая температуру пара данного материала или вещества; а также кислород, без которого воспламенение не возможно. Данная схема иллюстрирует тот факт, что если хотя бы одно из данных условий отсутствует, то пожар начаться никак не может. Также пожар не сможет продолжаться, если одно из условий будет в дальнейшем устранено прибывшими на место возникновения возгорания пожарными бригадами. Однако многие специалисты все же склонны считать, что модель «пожарный треугольник» – недостаточно информативная схема возникновения и протекания пожара, поскольку не учитывает в себе цепную химическую реакцию между твердым или жидким горючим материалом, кислородом и теплотой, выделяемой при горении. Более наглядным представлением пожара, по их мнению, является «пожарный тетраэдр», включающий в себя в одной из четырех вершин также и химическую реакцию между основными компонентами возникновения пожара, которая и удерживает их во взаимосвязи.

При химической цепной реакции при горении пара горючего вещества образуется теплота, которая, в свою очередь, воспламеняет все большее количество пара, а они затем выделяют еще больше теплоты и так далее. Если этот процесс не остановить, то пожар будет развиваться и продолжаться до тех пор, пока будут сохраняться его основные условия, отраженные на схеме «пожарный треугольник». Только после того, как в ходе возгорания будет уничтожена большая часть горючего материала, пожар вступит в стадию стагнации и его скорость относительно стабилизируется. Еще через некоторое время, когда количество пара и образующейся теплоты будет снижаться, пожар станет угасать. Если при горении жидких веществ выгорание обычно бывает практически полным, то оставшаяся на месте горения твердых материалов зола будет еще довольно продолжительное время поддерживать на месте пожара тление. Таким образом, «пожарный треугольник» иллюстрирует условия возникновения пожара, однако не включает в себя химическую цепную реакцию взаимодействия базовых компонентов пожара. Именно для ее предотвращения пожарные бригады купируют один из компонентов из схемы «пожарный треугольник» и останавливают или снижают динамику распространения огня.1

1.2 Составляющие пожара и взрыва.

Все горючие материалы (вещества) можно разделить на твердые, жидкие и газообразные. Твердые горючие вещества. Наиболее типичные твердые горючие вещества – дерево, бумага и ткани. Они находятся на судне в виде растительных тросов, брезента, подстилочного и сепарационного материала, мебели, фанеры, обтирочных материалов и матрацев. Краска на переборках также представляет собой твердое горючее вещество. Кроме того, суда перевозят разнообразные твердые горючие вещества в виде груза. Древесина и древесные материалы обладают горючестью и в зависимости от температуры и притока воздуха могут обугливаться, тлеть и гореть. Максимальная пожаробезопасная температура — 100 0 С, при температуре около 204 0 С – они самовоспламеняются. Скорость горения зависит от притока воздуха, содержания влаги и др. Наиболее быстро сгорают тонкие древесные изделия большой площади. Продуктами сгорания являются: двуокись углерода, водяной пар, окись углерода, альдегиды и кислоты. В начальной стадии пожара могут выделять много дыма. Текстильные и волокнистые материалы в зависимости от состава волокон имеют температуру воспламенения 400 – 600 с. растительные волокна легко воспламеняются и хорошо горят, выделяя много густого дыма. Частично сгоревшие растительные волокна могут самовоспламеняться; сильно разбухают под воздействием воды. При горении выделяется большое количество едкого плотного дыма. Жидкие горючие вещества. Воспламеняющиеся жидкости присутствуют на судне в основном в виде мазута, смазочного масла, дизельного топлива, керосина, масляных красок и их растворителей. Воспламеняющиеся жидкости и сжиженные воспламеняющиеся газы могут перевозиться в качестве груза. Все воспламеняющиеся жидкости испаряются, скорость испарения нарастает с повышением температуры. Пары в концентрации с воздухом взрывоопасны, особенно в закрытых объемах (цистернах, танках). Воспламеняющиеся жидкости выделяют теплоту в 3-10 раз быстрее, чем дерево, и ее количество примерно в 2,5 раза больше. Эти соотношения достаточно наглядно показывают, почему пары жидкости горят с большой интенсивностью. При растекании воспламеняющиеся жидкости распространяются по очень большой площади, выделяя при этом значительное количество паров, при воспламенении которых, образуется большое количество теплоты. Газообразные горючие вещества. Эти вещества уже находятся в необходимом для горения состоянии. Для их возгорания требуется только высокая температура и определенная пропорция кислорода. Газы, как и воспламеняющиеся жидкости, всегда образуют видимое пламя и не тлеют. При хранении или образовании газов в закрытых емкостях в случае появления источника теплоты резко возрастает вероятность взрыва.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *