На какой стадии оптимально вызвать пожарное подразделение
Перейти к содержимому

На какой стадии оптимально вызвать пожарное подразделение

  • автор:

Фазы развития пожара

Фазы развития пожара – это отдельные этапы развития пожара, характеризуемые определенными значениями ряда физико-химических и других параметров, соответствующих специфике объектов, в которых возможно возникновение пожара.

В процессе развития пожара различают три характерные фазы: начальную, основную и конечную. Эти фазы характерны для всех пожаров независимо от того, где произошел пожар – на открытом пространстве или в помещении. Каждая фаза развития пожара может быть охарактеризована длительностью и интенсивностью развития пожара, а также другими показателями: интенсивностью тепловыделения, температурой газовой среды в помещении, тепловыми потоками и др.

Начальная фаза пожара

Общие сведения

Начальной фаза развития пожара соответствует развитие пожара от источника зажигания до момента, когда помещение будет полностью охвачено пламенем.

В этой фазе происходят распространение горения, нарастание температуры в помещении и снижение плотности газов в нем. При этом количество удаляемых газов через проемы больше, чем количество поступающего воздуха вместе с перешедшими в газообразное состояние горючими веществами и материалами. Воздух и продукты горения в помещении увеличиваются в объеме, создается избыточное давление до нескольких десятков паскалей, в результате чего газовая смесь выходит из него через неплотности в стыках строительных конструкций, зазоры в притворах дверей, окон, воздуховоды и другие отверстия. Горение поддерживается кислородом воздуха, находящимся в помещении, концентрация которого постепенно снижается.

На эту тему ▼
Его признаки, стадии, характеристики и пр.

Если помещение достаточно изолировано от окружающей среды, например, не нарушено остекление оконных проемов или они вообще отсутствуют, плотно закрыты двери и перекрыты заслонки на воздуховодах, развитие процесса горения в нем может замедлиться или прекратиться вообще. В противном случае в начальной фазе развития пожара горение распространяется на значительную площадь помещения, прогреваются конструкции и материалы, среднеобъемная температура в помещении достигает 200-250 °С, в дыму возрастает содержание оксида и диоксида углерода, происходит интенсивное дымовыделение и снижается видимость.

В зависимости от объема помещения, степени его герметизации и распределения пожарной нагрузки начальная фаза развития пожара продолжается 5-40 мин (иногда до нескольких часов). Эта фаза развития пожара, как правило, не оказывает существенного влияния на огнестойкость строительных конструкций, поскольку температура пока еще сравнительно невелика. Вследствие того что линейная скорость распространения пламени – величина непостоянная и зависит от многих факторов, в том числе от фазы развития пожара, при практических расчетах геометрических параметров пожара в расчете сил и средств пожарной охраны в первые 10 мин развития в закрытых помещениях она принимается с коэффициентом 0,5. Уменьшение линейной скорости развития пожара в 2 раза отражает факт замедления процесса горения в I фазе.

Очень важно в это время обеспечить изоляцию помещения от наружного воздуха и вызвать подразделения пожарной охраны при первых признаках пожара (дым, пламя). Не рекомендуется открывать или вскрывать окна и двери в горящее помещение. В некоторых случаях, при достаточном обеспечении герметичности помещения, наступает самозатухание пожара. Если очаг пожара виден, обнаружен в этой фазе развития пожара, тогда существует возможность принять эффективные меры по его тушению первичными средствами пожаротушения (огнетушители, песок, асбестовые полотна, грубошерстные ткани, бочки или емкости с водой) до прибытия пожарных.

Фаза I: начало горения

Начало горения

Схема начальной стадии горения (рисунок: wiki-fire.org)

В I фазе пожара при повышении среднеобъемной температуре до 200 °С и более расход приточного воздуха увеличивается, а затем постепенно снижается. Одновременно понижается уровень нейтральной зоны (плоскости равных давлений), сокращается площадь приточной части проемов в ограждениях и, соответственно, увеличивается площадь вытяжной части. С такой же примерно скоростью снижается уровень объемной доли кислорода, поступающего в зону горения (до 8 %), и повышается объемная доля диоксида углерода в уходящих газах (до 13 %). Этот процесс объясняется тем, что при температуре 150-200 °С бурно проходят экзотермические реакции разложения горючих материалов, растет скорость их выгорания под влиянием теплоты, выделяющейся на пожаре. Количество теплоты, выделяющейся на пожаре в единицу времени, зависит от низшей теплоты сгорания материалов, площади поверхности горения, массовой скорости выгорания материалов с единицы поверхности и полноты сгорания.

На эту тему ▼
Зоны пожара
Горения, теплового воздействия и задымления

При пожаре в помещении нагрев горючих материалов и ограждающих конструкций происходит как конвективным, так и лучистым теплообменом. При открытых пожарах теплота в окружающую среду передается излучением.

Независимо от механизма передачи теплоты продолжительность I фазы пожара полностью зависит от скорости выгорания материалов и скорости распространения пламени. В зависимости от условий газообмена, состава и способа распределения пожарной нагрузки в помещении или на открытом пространстве, время развития пожара в I фазе колеблется от 2 до 30 % общей его продолжительности.

К концу I фазы пожара резко возрастает температура в зоне горения, пламя распространяется на большую часть горючих материалов и конструкций, стремительно увеличивается высота факела, значительно уменьшается концентрация кислорода и соответственно увеличивается концентрации оксида и диоксида углерода.

Фаза II : интенсификация горения

Интенсификация горения

Схема интенсификации горения (рисунок: wiki-fire.org)

Затем начинается II этап развития пожара (II фаза пожара). Весь описанный выше процесс повторяется, но уже с большей интенсивностью. Быстрее растет объем зоны горения, еще интенсивнее конвективный тепловой, газовый и лучистый потоки, увеличивается площадь пожара, в том числе и за счет увеличения скорости распространения пожара, круче растет температура в помещении. Этот II этап длится примерно 5-10 мин.

Основная фаза пожара

Общие сведения

Основной фазой развития пожара в помещении соответствует повышение среднеобъемной температуры до максимума. Происходит активное пламенное горение с потерей массы пожарной нагрузки; скорость выгорания непрерывно увеличивается и достигает максимальной величины. В этой фазе развития пожара сгорает от 80 % до 90 % объемной массы горючих веществ и материалов, температура и плотность газов в помещении изменяются во времени незначительно. Данный режим развития пожара называется квазистационарным (установившимся), при этом расход удаляемых газов из помещения приблизительно равен притоку поступающего воздуха и продуктов пиролиза.

В этой фазе развития пожара попытки тушить его первичными средствами пожаротушения не только бесполезны, но и приводят к гибели людей. Если очаг горения выявлен на стадии объемного развития пожара, то роль первичных средств пожаротушения сводится только к тому, чтобы не допустить распространение огня по путям эвакуации и, тем самым, обеспечить беспрепятственное спасение людей. Для непосредственного тушения пожара и недопущения распространения огня на новые площади, до прибытия подразделений пожарной охраны, возможно применение (при условии предварительного обесточивания объекта тушения и отсутствия угрозы для жизни и здоровья персоналу объекта) воды из пожарных кранов.

Фаза III: стадия объемного развития пожара в закрытом объеме

Развитие пожара в закрытом объеме

Схема развития пожара в закрытом объеме (рисунок: wiki-fire.org)

Начинается III фаза пожара – бурный процесс нарастания всех рассмотренных выше параметров. Среднеобъемная температура в помещении поднимается до 250-300 °С. Начинается так называемая стадия объемного развития пожара, когда пламя заполняет практически весь объем помещения, а процесс распространения пламени происходит уже не по поверхности твердых горючих материалов, а дистанционно, через разрывы в пожарной нагрузке, под действием конвективных и лучистых потоков тепла воспламеняются отдельно отстоящие от зоны горения предметы и горючие материалы.

Фаза IV: стадия объемного развития пожара в открытом объеме

Развитие пожара в открытом объеме

Схема развития пожара в открытом объеме (рисунок: wiki-fire.org)

Продолжается фаза объемная развития пожара и фаза его объемного распространения. При температуре газовой среды в помещении более 300 °С происходит разрушение остекления, догорание продуктов сгорания может при этом происходить и за пределами помещения (огонь вырывается из проемов наружу). Скачком изменяется интенсивность газообмена: она резко возрастает, интенсифицируется процесс оттока горячих продуктов горения и приток свежего воздуха в зону горения (IV фаза пожара). При этом температура в помещении может кратковременно несколько снизиться. Но, в соответствии с изменением условий газообмена, резко возрастают такие параметры пожара, как полнота сгорания, скорость выгорания и скорость распространения процесса горения. Соответственно резко возрастает удельное и общее тепловыделение на пожаре. Температура, несколько снизившаяся в момент разрушения остекления из-за притока холодного воздуха, резко возрастает, достигая 500-600 °С. Процесс развития пожара бурно интенсифицируется, увеличивается численное значение всех параметров пожара, рассмотренных выше. Площадь пожара, среднеобъемная температура в помещении (800-900 °С), интенсивность выгорания пожарной нагрузки и степень задымления достигают максимальных величин.

Фаза V: стабилизация пожара

Стабилизация пожара

Схема стабилизации пожара (рисунок: wiki-fire.org)

Параметры пожара стабилизируются. Эта V фаза наступает обычно на 20-25 мин и длится в зависимости от величины и характера пожарной нагрузки еще 20-30 мин и более.

Конечная фаза пожара

Общие сведения

На конечной фазе развития пожара температура постепенно снижается, скорость выгорания резко падает, процесс характеризуется догоранием тлеющих материалов и конструкций. Количество уходящих газов становится меньше, чем количество поступающего воздуха и продуктов горения.

Фаза VI: снижение интенсивности горения

Снижение интенсивности горения

Схема снижения интенсивности горения (рисунок: wiki-fire.org)

Затем (при условии свободного развития пожара) начинает постепенно наступать VI фаза пожара, характерная постепенным снижением его интенсивности, так как основная часть пожарной нагрузки уже выгорела.

Толщина обугленного слоя на поверхности горючего материала, составляющая 5-10 мм, препятствует дальнейшему проникновению тепла вглубь и выходу летучих фракций из горючего материала. Кроме того, наиболее летучие фракции под действием высокой температуры в помещении уже выделились. Интенсивность их поступления в зону горения снижается. Верхний слой угля начинает гореть беспламенным горением по механизму гетерогенного окисления, поглощая значительную часть кислорода воздуха, поступающего в зону горения. В помещении накопилось большое количество продуктов горения. Среднеобъемная концентрация кислорода в помещении снизилась до 16-17 %, а концентрация продуктов горения, препятствующих интенсивному горению, возросла до предельного значения. Интенсивность лучистого переноса тепла к горючему материалу уменьшилась из-за снижения температуры в зоне горения и повышения оптической плотности среды. По причине большого задымления среда стала менее прозрачной даже для теплового излучения.

Фаза VII: догорание

Догорание

Схема догорания (рисунок: wiki-fire.org)

Интенсивность горения медленно снижается, что влечет за собой понижение всех остальных параметров пожара (вплоть до площади горения). Площадь пожара не сокращается, она может расти или стабилизироваться, а площадь горения сокращается. Наступает VII фаза пожара – догорание в виде медленного тления, после чего через некоторое, иногда весьма продолжительное время, пожар догорает и прекращается.

Уроки гражданской обороны: основные фазы развития пожара

Уроки гражданской обороны: основные фазы развития пожара

В ходе Месячника гражданской обороны мы продолжаем рассказывать о том, как обезопасить себя в условиях ЧС природного и техногенного характера. Сегодня речь пойдет о пожарах.

В развитии пожара специалисты выделяют различать три основные фазы — начальная стадия, стадия объемного развития пожара, затухающая стадия пожара.

Начальная стадия пожара длитсяне более 10 мин. Она включает в себя переход возгорания в пожар (1–3 мин.) и рост зоны горения (5–6 мин.). В течение первой фазы происходит преимущественно линейное распространение огня вдоль горючего вещества или материала. Горение сопровождается обильным выделением дыма, что затрудняет определение места очага пожара. Среднеобъемная температура повышается в помещении до 200 °С. Приток воздуха в помещение сначала увеличивается, а затем медленно снижается. Очень важно в это время обеспечить изоляцию данного помещения от наружного воздуха и вызвать пожарные подразделения при первых признаках пожара (дым, пламя). Не рекомендуется открывать или вскрывать окна и двери в горящее помещение. В некоторых случаях, при достаточном обеспечении герметичности помещения, наступает самозатухание пожара. Если очаг пожара виден, необходимо принять меры по тушению огня первичными средствами пожаротушения — огнетушители, песок, бочки или емкости с водой и т.п.

Вторая фаза пожара (30–40 мин) – стадия объемного развития пожара, когда пламя заполняет весь объем помещения, и процесс распространения пламени происходит уже не поверхностно, а дистанционно, через воздушные разрывы. Из-за разрушения остекления (через 15–20 мин от начала пожара) приток свежего воздуха резко увеличивает развитие пожара. Температура внутри помещения повышается до 800–900 °С. Максимальная скорость выгорания – 10–12 мин. Стабилизация пожара происходит на 20–25 минуте от начала пожара и продолжается 20–30 мин. На этой стадии развития пожара попытки тушить огонь первичными средствами пожаротушения не только бесполезны, но и могут привести к гибели. Если очаг горения выявлен на стадии объемного развития пожара, то роль первичных средств пожаротушения сводится только к тому, чтобы не допустить распространение огня по путям эвакуации и, тем самым, обеспечить беспрепятственное спасение людей.

Третья фазазатухающая стадия пожара. В течение нее происходит догорание в виде медленного тления, после чего через некоторое время (иногда весьма продолжительное) пожар догорает и прекращается. Однако, несмотря на затухающую стадию, пожар все равно требует принятия мер по его ликвидации, иначе, под воздействием внезапного порыва ветра или обрушения конструкции, пожар может разгореться с новой силой. Обычно, ликвидация пожара, прошедшего полную стадию объемного развития, требует тщательного пролива водой всех пораженных огнем площадей. При этом, для обнаружения горящих углей и очагов тления необходимо проводить частичную разборку конструкций, сдвигать с мест крупные обгоревшие предметы, а также проверять стены, полы и потолки на ощупь: они должны быть холодными.

Важно помнить, что даже после полной ликвидации пожара свободный доступ на место пожара должен быть запрещен, т.к. всегда существует угроза обвала поврежденных конструкций строения.

Пресс-служба ГУ МЧС России по Республике Марий Эл (по материал портала МЧС России).

Пожар и его развитие. Способы прекращения горения на пожаре.

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

Эти явления взаимосвязаны и характеризуются параметрами пожара: ско­ростью выгорания, температурой и т. д. и определяются рядом условий, многие из которых носят случайный характер.

Явления массо- и теплообмена на­зывают общими явлениями, характер­ными для любого пожара независимо от его размеров и места возникнове­ния. Только ликвидация горения мо­жет привести к их прекращению. При пожаре процесс горения в течение достаточно большого промежутка вре­мени не управляется человеком. След­ствием этого процесса являются боль­шие материальные потери.

Общие явления могут привести к возникновению частных явлений, т. е. таких, которые могут или не могут про­исходить на пожарах. К ним относят: взрывы, деформацию и обрушение тех­нологических аппаратов и устано­вок, строительных конструкций, вски­пание или выброс нефтепродуктов из резервуаров и другие явления.

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

Пожар сопровождается еще и социальными явлениями, наносящими обществу не только материальный, но и моральный ущерб. Гибель людей, термические травмы и отравления токсичными продуктами горения, воз­никновение паники на объектах с массовым пребыванием людей и т. п.– тоже явления, происходящие на по­жарах. И они тоже частные, так как вторичны от общих явлений, сопро­вождающих пожар. Это особая группа явлений, вызывающая значительные психологические перегрузки и даже стрессовые состояния у людей.

Статистический учет пожаров, ве­дущийся в нашей стране и других развитых странах, позволяет выявить примерное распределение ущерба и гибели людей по зданиям различного назначения от опасных факторов пожара, 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.;
  • опасные факторы взрыва (ГОСТ 12.1. 004–85).

Гибель людей в основном происхо­дит на ранних стадиях развития пожа­ра преимущественно от удушья. Чаще всего на пожаре погибают дети, пожилые люди и инвалиды.

Рост числа пожаров, величина материального ущерба и человеческих жертв определяются концентрацией производства, увели­чением производительности ранее из­вестных и созданием новых, опасных в пожарном отношении технологий, увеличением плотности населения, уровнем оснащенности пожарных ча­стей, несвоевременностью принятия мер и т. д.

Таким образом, на пожарах проис­ходят различные явления, взаимо­связанные друг с другом. Они проте­кают на основе общих физико-химических и социально-экономичес­ких законов, характеризуются соответ­ствующими параметрами, знание ко­торых позволяет определить количест­венные характеристики каждого явле­ния, необходимые для качественной оценки обстановки на пожаре (фор­мирования вывода на основе обобще­ния и анализа сведений о явлениях, сопровождающих пожар) и принятия оптимального решения на его тушение. 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.

Классификация пожаров.

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

В зависимости от вида горящих материалов и веществ пожары разделены на классы А, В, С, D, Е, F и подклассы А1, А2, В1, В2, Д1, Д2 и ДЗ.

К пожарам класса А относится горение твёрдых веществ. При этом, если горят тлеющие вещества, например древесина, бумага, текстильные изделия и т.п., то пожары относятся к подклассу А1; неспособные тлеть, например пластмассы, – к подклассу А2.

К классу В относятся пожары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. Они будут относиться к подклассу В1, если жидкости нерастворимы в воде (бензин, дизтопливо, нефть и др.) и к подклассу В2 – растворимые в воде (например, спирты).

Если горению подвержены газы, например водород, пропан и др., то пожары относятся к классу С, при горении же металлов – к классу Д. Причём подкласс Д1 выделяет горение лёгких металлов, например алюминия, магния и их сплавов; Д2– щелочных и других подобных металлов, например натрия и калия; ДЗ – горение металлосодержащих соединений, например металлоорганических, или гидридов.

К классу Е относится горение материалов в электрических установках под напряжением.

К классу F относятся пожары ядерных материалов, радиоактивных веществ и радиоактивных отходов.

По признаку изменения площади горения пожары можно разделить на распространяющиеся и нераспространяющиеся.

Классифицируют пожары по размерам и материальному ущербу, по продолжительности и другим признакам сходства или различия.

Кроме того, в классификации следует отдельно выделить подгруппу пожаров на открытых пространствах – массовый пожар, под которым понимают совокупность отдельных и сплошных пожаров в населённых пунктах, крупных складах горючих материалов и на промышленных предприятиях. Под отдельным пожаром подразумевается пожар, возникающий в отдельном здании или сооружении. Одновременно интенсивное горение преобладающего числа зданий и сооружений на данном участке застройки принято называть сплошным пожаром. При слабом ветре или при его отсутствии массовый пожар может перейти в огневой шторм.

Огневой шторм – это особая форма пожара, характеризующаяся образованием единого гигантского турбулентного факела пламени с мощной конвективной колонкой восходящих потоков продуктов горения и нагретого воздуха и притоком свежего воздуха к границам огневого шторма со скоростью не менее 14 – 15 м/с.

Пожары в ограждениях можно разделить на два вида: пожары, регулируемые воздухообменом, и пожары, регулируемые пожарной нагрузкой.

Под пожарами, регулируемыми вентиляцией, понимают пожары, которые протекают при ограниченном содержании кислорода в газовой среде помещения и избытке горючих веществ и материалов. Содержание кислорода в помещении определяется условиями его вентиляции, т.е. площадью приточных отверстий или расходом воздуха, поступающего в помещение пожара с помощью механических систем вентиляции.

Под пожарами, регулируемыми пожарной нагрузкой, понимают пожары, которые протекают при избытке кислорода воздуха в помещении и развитие пожара зависит от пожарной нагрузки. Эти пожары по своим параметрам приближаются к пожарам на открытом пространстве.

По характеру воздействия на ограждения пожары подразделяются на локальные и объёмные.

Локальные пожары характеризуются слабым тепловым воздействием на ограждения и развиваются при избытке воздуха, необходимого для горения, и зависят от вида горючих веществ и материалов, их состояния и расположения в помещении.

Объёмные пожары характеризуются интенсивным тепловым воздействием на ограждения. Для объёмного пожара, регулируемого вентиляцией, характерно наличие между факелом пламени и поверхностью ограждения газовой прослойки из дымовых газов, процесс горения происходит при избытке кислорода воздуха и приближается к условиям горения на открытом пространстве. Для объёмного пожара, регулируемого пожарной нагрузкой, характерно отсутствие газовой (дымовой) прослойки между пламенем и ограждением.

Объёмные пожары в ограждениях принято называть открытыми пожарами, а локальные пожары, пожары, протекающие при закрытых дверных и оконных проёмах, – закрытыми.

Основные параметры пожара.

Каждый пожар представляет собой единственную в своем роде ситуацию, определяемую различными событиями и явлениями, носящими случайный харак-тер, например изменение направления и скорости ветра во время пожара и т.п. Поэтому точно предсказать развитие пожара во всех деталях не представляется возможным. Однако пожары обладают общими закономерностями, что позволяет построить аналитическое описание общих явлений пожаров и их параметров.

Основные явления, сопровождающие пожар – это процессы горения, газо- и теплообмена. Они изменяются во времени, пространстве и характеризуются параметрами пожара. Пожар рассматривается как открытая термодинамическая система, обменивающаяся с окружающей средой веществами и энергией.

Рассмотрим основные параметры, характеризующие процесс горения.

К основным факторам, характеризующим возможное развитие процесса горения на пожаре, относятся:

  • пожарная нагрузка;
  • массовая скорость выгорания;
  • линейная скорость распространения горения (пожара);
  • площадь пожара, площадь поверхности горящих материалов;
  • температура пламени;
  • интенсивность выделения тепла;
  • дымообразование;
  • концентрация дыма.

Под пожарной нагрузкой понимают количество теплоты, отнесённое к единице поверхности пола, которое может выделиться в помещении или здании на пожаре.

Под скоростью выгорания понимают потерю массы материала (вещества) в единицу времени при горении. Процесс термического разложения сопровождается уменьшением массы вещества и материалов, которая в расчёте на единицу времени и единицу площади горения квалифицируется как массовая скорость выгорания, кг/(м 2 ×с).

Линейная скорость распространения горения (пожара) 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.

Под температурой пожара в ограждениях понимают среднеобъёмную температуру газовой среды в помещении, под температурой пожара на открытых пространствах – температуру пламени. Температура пожаров в ограждениях, как правило, ниже, чем на открытых пространствах.

Одним из главных параметров, характеризующих процесс горения, является интенсивность выделения тепла при пожаре. Это величина, равная по значению теплу, выделяющемуся при пожаре за единицу времени. Она определяется массовой скоростью выгорания веществ и материалов и их теплового содержания. На интенсивность тепловыделения влияют содержание кислорода и температура среды, а содержание кислорода зависит от интенсивности поступления воздуха в помещение при пожарах в ограждениях и в зону пламенного горения при пожарах на открытых пространствах.

Если горение на пожаре не ограничивается притоком воздуха, интенсивность тепловыделения зависит от площади поверхности материала, охваченной горением. Площадь поверхности вещества или материала, охваченная горением, может оставаться в процессе пожара постоянной величиной или изменяется со временем.

При 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 – это дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоящая из газов, паров и раскалённых твёрдых частиц. Объём выделившегося дыма, его плотность и токсичность зависят от свойств горящего материала и от условий протекания процесса горения.

Под дымообразованием на пожаре принимают количества дыма, м 3 /с, выделяемого со всей площади пожара.

Концентрация дыма – это количество продуктов горения, содержащихся в единице объёма помещения. Её можно выразить количеством вещества, г/м 3 , г/л, или в объёмных долях.

Экспериментальным путём установлена зависимость видимости от плотности дыма, например, если предметы при освещении их групповым фонарём с лампочкой в 21 Вт видны на расстоянии до 3 метров (содержание твёрдых частичек углерода 1,5 г/м 3 ) – дым оптически плотный; до 6 метров (0,6-1,5 г/м 3 твёрдых частичек углерода) – дым средней оптической плотности; до 12 метров (0,1- 0,6 г/м твёрдых частичек углерода) – дым оптически слабый.

Условия прекращения горения. Принципы прекращения горения.

Процесс горения – быстро протекающие химические реакции окисления и физические явления, без которых горение невозможно, сопровождающиеся выделением тепла и свечением раскалённых продуктов горения с образованием пламени.

  • наличие горючего вещества;
  • поступление окислителя в зону химических реакций;
  • непрерывное выделение тепла, необходимого для поддержания горения.

Пожар развивается на определённой площади или в объёме и может быть условно разделён на три зоны, не имеющих, однако, чётких границ: горения, теплового воздействия и задымления.

Зоной горения называется часть пространства, в котором происходит подготовка горючих веществ к горению (подогрев, испарение, разложение) и их горение. Она включает в себя объём паров и газов, ограниченный собственно зоной горения и поверхностью горящих веществ, с которой пары и газы поступают в объём зоны горения. При беспламенном горении и тлении, например, хлопка, кокса, войлока, торфа и других твёрдых горючих веществ и материалов, зона горения совпадает с поверхностью горения. Иногда зона горения ограничивается конструктивными элементами – стенами здания, стенками резервуаров, аппаратов и т.д. Характерные случаи пожаров и зоны горения на них показаны на рис. 3.1. Зона горения является теплогенератором на пожаре, так как именно здесь выделяется всё тепло и развивается самая высокая температура. Однако процесс тепловыделения происходит не во всей зоне, а во фронте горения, и здесь же развиваются максимальные температуры. Внутри факела пламени температура значительно ниже, а у поверхности горючего материала ещё ниже. Она близка к температуре разложения для твёрдых горючих веществ и материалов и к температуре кипения жидкости для ЛВЖ и ГЖ. Схемы распределения температур в факеле пламени при горении газообразных, жидких и твёрдых веществ показаны на рис. 3.2.

Зоны горения на пожарах: а – при горении жидкости в резервуаре; б – при горении внутри зданий; в – при горении угля.

Распределение температур в пламени при горении:

а – газообразных веществ; б – жидкостей; в – твёрдых материалов.

Зона теплового воздействия.

Зоной теплового воздействия называется часть пространства, примыкающая к зоне горения, в котором тепловое воздействие приводит к заметному изменению материалов и конструкций и делает невозможным пребывание в нём людей без специальной тепловой защиты (теплозащитных костюмов, отражательных экранов, водяных завес и т.п.).

Если в зоне теплового воздействия находятся горючие вещества или материалы, то под действием тепловых потоков происходит их подготовка к горению, создаются условия для их воспламенения и дальнейшего распространения огня. С распространением зоны горения, границы зоны теплового воздействия расширяются, и этот процесс повторяется непрерывно.

Тепло из фронта горения распространяется в окружающее пространство, как конвекцией, так и излучением. Конвективные потоки горячих газов направлены преимущественно вверх, а количество тепла, переносимое ими в единицу времени, пропорционально градиенту температур между газом-теплоносителем и тепловоспринимающей средой, и коэффициенту теплообмена.

Зона теплового воздействия на внутренних пожарах будет меньше по размерам, чем на открытых, так как стены здания играют роль экранов, а площадь проёмов, через которые возмож­но излучение, невелика. Кроме того, дым, который выделяется на внутренних пожарах, резко снижает интенсивность излучения, поскольку является хорошей поглощающей средой. Направления передачи тепла в зоне теплового воздействия на открытых и внутренних пожарах также различны.

На открытых пожарах верхняя часть зоны теплового воздействия энергетически более мощная, поскольку конвективные токи и излучение совпадают по направлению. На внутренних пожарах направление передачи тепла излучением может не совпадать с передачей тепла конвекцией, поэтому зона теплового воздействия может состоять из участков, где действует только излучение или только конвекция или где оба вида тепловых потоков действуют совместно.

При ликвидации горения на пожарах необходимо знать границы зоны теплового воздействия. Ближней границей зоны теплового воздействия является зона горения, а дальняя определяется по двум показателям: или по термодинамической температуре в данной точке пространства или по интенсивности лучистого теплового потока. По температуре граница зоны теплового воздействия принимается в той части пространства, где температура среды превышает 60 ÷ 70°С. При данной температуре невозможно длительное пребывание людей и выполнение ими активных действий по тушению пожара.

За дальнюю границу зоны теплового воздействия по интенсивности лучистого теплового потока принимают такое удаление от зоны горения, где лучистое тепло, воздействуя на не­защищенные части тела человека (лицо, руки) вызывают болевое ощущение не мгновенно, а через промежуток времени, соизмеримый с оперативным временем, т.е. временем, необходимым для активного воздействия пожарного, вооруженного средствами тушения, на основные параметры пожара. Численную величину этого времени следует определять экспериментально на характерных реальных пожарах. Для внутренних пожаров в зданиях при средней интенсивности их развития, при современном вооружении участника тушения пожара (например, стволом тонкораспылённой воды, с раствором смачивателя или загустителя) это время условно мож­но принять равным 15 сек. Тогда, по экспериментальным данным, за дальнюю границу зоны теплового воздействия можно условно принять интенсивность лучистого потока примерно 3500 Вт/м 2 .

Зоной задымления называется часть про­странства, примыкающая к зоне горения и заполненная дымовы­ми газами в концентрациях, создающих угрозу жизни и здо­ровью людей или затрудняющих действия пожарных подразделе­ний.

Зона задымления может частично включать в себя зону го­рения и всю или часть зоны теплового воздействия. Как пра­вило, зона задымления – самая большая часть пространства на пожаре. Это объясняется тем, что дым представляет собой аэрозоль (смесь воздуха с газообразными продуктами полного и непол­ного горения и мелкодисперсной твёрдой и жидкой фазой), по­этому он легко вовлекается в движение даже слабыми конвек­тивными потоками, а при наличии мощных конвективных потоков, которые наблюдаются на пожарах, дым разносится на значитель­ные расстояния.

Дым определяется как совокупность газообразных продуктов горения органических материалов, в которых рассеяны небольшие твёрдые и жидкие частицы. Это определение шире, чем большинство распространённых определений дыма.

Сочетание сильной задымлённости и токсичности представляет наибольшую угрозу тем, кто находится в здании, охваченном пожаром. Статистические данные позволяют сделать вывод о том, что более 50% всех смертельных исходов при пожарах можно отнести за счёт того, что люди находились в среде, заполненной дымом и токсичными газами.

За небольшими исключениями, дым образуется на всех пожарах. Дым уменьшает видимость, тем самым он может задержать эвакуацию людей, находящихся в помещении, что может привести к воздействию на них продуктов сгорания, причем в течение недопустимо длительного периода времени. При этих обстоятельствах люди могут быть поражены вредными составляющими дыма, даже находясь в мес­тах, удалённых от очага пожара. Влияние пониженного содержания кислорода и вдыхаемых, горячих газов становится весьма значительными лишь поблизости от пожара.

Особое значение зона задымления и изменение её параметров во времени имеет на внутренних пожарах, при пожарах в зданиях и помещениях.

На открытых пожарах дым, как правило, поднимается выше зоны действия людей и редко оказывает большое влияние на выполнение тактико-технических действий. Положение зоны задымления, зависит в основном от размеров площади пожара и метеорологических условий.

При горении в зоне реакции (тонкий светящийся слой пламени) выделяется теплота Q. Часть этого тепла передается внутрь зоны горения QГ, а другая в окружающую среду QСР. Внутри зоны горения теплота расходуется на нагрев горючей системы, способствует продолжению процесса горения, а в окружающей среде тепловые потоки воздействуют на горючие материалы, конструкции и при определённых условиях могут вызвать воспламенение их или деформацию.

При установившемся горении в зоне реакции существует тепловое равновесие, которое выражается формулой:

Q – общее количество теплоты, выделенной в зоне реакции горения, кДж.

Каждому тепловому равновесию соответствует определённая температура горения ТГ, которая иначе называется температурой теплового равновесия. При этом состоянии скорость тепловыделения равна скорости теплоотдачи. Данная температура не является постоянной, она изменяется с изменением скоростей тепловыделения и теплоотдачи.

Задача подразделений пожарной охраны заключается в том, чтобы конкретными действиями добиться такого понижения температуры в зоне реакции, при которой горение прекратится.

Ликвидация горения – это воздействие на тепловыделение и теплоотдачу. С уменьшением тепловыделения или с уменьшением теплоотдачи снижается температура и скорость реакции. При введении в зону горения огнетушащих веществ температура может достигнуть значения, при котором горение прекращается. Минимальная температура горения, ниже которой скорость теплоотвода превышает скорость тепловыделения и горение прекращается, называется температурой потухания.

В процессе тушения пожара условия потухания создаются: охлаждением зоны горения или горящего вещества, изоляцией реагирующих веществ от зоны горения, разбавлением реагирующих веществ, химическим торможением реакции горения.

В практике тушения пожаров чаще всего используют сочетание приведённых принципов, среди которых один является в ликвидации горения доминирующим, а остальные – способствующими.

Вид и характер выполнения действий по тушению пожара в определенной последовательности, направленных на создание условия прекращение горения, называют способом тушения пожара.

Способы тушения пожаров (прекращения горения) по принципу, на котором основано условие прекращения горения, подразделяются на четыре группы:

1) способы, основанные на принципе охлаждения зоны горения или горящего вещества;

2) способы, основанные на принципе изоляции реагирующих веществ от зоны горения;

3) способы, основанные на принципе разбавления реагирующих веществ;

4) способы, основанные на принципе химического торможения реакции горения.

Способы тушения пожара (прекращения горения) представлены на рис. 3.4.

Каждый из способов прекращения горения можно выполнить различными приёмами или их сочетанием. Например, создание изолирующего слоя на горящей поверхности легковоспламеняющейся жидкости может быть достигнуто подачей пены через слой горючего, с помощью пеноподъёмников, навесными струями и т.п.

Классификация огнетушащих веществ.

Огнетушащие средства по доминирующему принципу прекраще­ния горения подразделяются на четыре группы:

  • охлаждающего действия;
  • изо­лирующего действия;
  • разбавляющего действия;
  • ингибирующего действия.

Наиболее распространённые огнетушащие вещества, относящие­ся к конкретным принципам прекращения горения, приведены ниже.

Огнетушащие вещества, применяемые для тушения пожаров

Огнетушащие вещества ох­лаждения Вода, раствор воды со смачивателем, твёр­дый диоксид углерода (углекислота в снегообразном виде), водные растворы солей.
Огнетушащие вещества изо­ляции Огнетушащие пены: химическая, воздушно-механическая, компрессионная пена (от АПСТ NATISK); Огнетушащие порошковые со­ставы (ОПС); ПС, ПСБ-3, СИ-2, П-1А, ПИРАНТ-А, ВЕКСОН-АВС; негорючие сыпучие вещества: песок, земля, шлаки, флюсы, графит; листовые материалы, покрывала, щиты.
Огнетушащие вещества раз­бавления Инертные газы: диоксид углерода, азот, ар­гон, дымовые газы, водяной пар, тонкораспылённая вода, газоводяные смеси, продук­ты взрыва ВВ, летучие ингибиторы, образую­щиеся при разложении галоидоуглеродов.
Огнетушащие вещества хи­мического торможения реакции горения Галоидоуглеводороды бромистый этил, хладоны 114В2 (тетрафтордибромэтан) и 13В1 (трифторбромэтан); составы на основе галоидо-углеводородов 3,5; 4НД; 7; БМ, БФ-1,БФ-2; водобромэтиловые растворы (эмульсии); огнетушащие порошковые составы.

На какой стадии оптимально вызвать пожарное подразделение

2.5. Основные фазы пожара

Для того, чтобы меры по тушению пожара до прибытия подразделений пожарной охраны не привели к жертвам среди добровольцев и работников объекта, должностное лицо, организующее действия по первичному пожаротушению, должно владеть хотя бы минимальными знаниями о динамике развития пожара. В общей схеме развития пожара следует различать три основные фазы: начальная стадия (не более 10 минут), стадия объемного развития пожара, затухающая стадия пожара.

I фаза пожара (10 минут) — начальная стадия, включающая переход возгорания в пожар (1 — 3 минуты) и рост зоны горения (5 — 6 минут). В течение первой фазы происходит преимущественно линейное распространение огня вдоль горючего вещества или материала. Горение сопровождается обильным дымовыделением, что затрудняет определение места очага пожара. Среднеобъемная температура повышается в помещении до 200 °C (темп увеличения среднеобъемной температуры в помещении 15° в минуту). Приток воздуха в помещение сначала увеличивается, а затем медленно снижается. Очень важно в это время обеспечить изоляцию данного помещения от наружного воздуха и вызвать пожарные подразделения при первых признаках пожара (дым, пламя). Не рекомендуется открывать или вскрывать окна и двери в горящее помещение. В некоторых случаях, при достаточном обеспечении герметичности помещения, наступает самозатухание пожара. Если очаг пожара виден, обнаружен на этой стадии развития пожара, то существует возможность принять эффективные меры по тушению огня первичными средствами пожаротушения (огнетушители, ящики с песком, асбестовые полотна, грубошерстные ткани, бочки или емкости с водой) до прибытия пожарных подразделений.

II фаза пожара (30 — 40 минут) — стадия объемного развития пожара.

В течение второй фазы происходит бурный процесс, температура внутри помещения поднимается до 250 — 300 °C. Начинается объемное развитие пожара, когда пламя заполняет весь объем помещения, и процесс распространения пламени происходит уже не поверхностно, а дистанционно, через воздушные разрывы. Разрушение остекления — через 15 — 20 минут от начала пожара. Из-за разрушения остекления приток свежего воздуха резко увеличивает развитие пожара. Темп увеличения среднеобъемной температуры — до 50° в минуту. Температура внутри помещения повышается с 500 — 600 до 800 — 900 °C. Максимальная скорость выгорания — 10 — 12 минут. Стабилизация пожара происходит на 20 — 25 минуте от начала пожара и продолжается 20 — 30 минут.

На этой стадии развития пожара попытки тушить огонь первичными средствами пожаротушения не только бесполезны, но и приводят к гибели добровольцев. Если очаг горения выявлен на стадии объемного развития пожара, то роль первичных средств пожаротушения (огнетушители, ящики с песком, асбестовые полотна, грубошерстные ткани, бочки или емкости с водой) сводится только к тому, чтобы не допустить распространение огня по путям эвакуации и, тем самым, обеспечить беспрепятственное спасение людей. Для непосредственного тушения пожара, его локализации и недопущения распространения огня на новые площади до прибытия подразделений пожарной охраны возможно применение (при условии предварительного обесточивания и наличия у добровольцев опыта тренировочной подготовки) воды из поэтажных пожарных кранов внутреннего противопожарного водопровода.

Лица, являющиеся ответственными за обеспечение пожарной безопасности, обязаны позаботиться о том, чтобы в зоне их ответственности на всех ключах, кнопках и рукоятках управления были надписи, указывающие операцию, для которой они предназначены («включать», «отключать», «убавить», «прибавить» и др.), чтобы работники могли самостоятельно (без дежурного электрика), своевременно (до применения воды из пожарных кранов), безошибочно провести снятие напряжения с объектов в зоне пожара. Кроме того, на лицевой стороне силовых электрощитов и сборок сети освещения должны быть надписи с указанием их наименования и номера, а с внутренней стороны (например, на дверцах) должны быть описи автоматических выключателей, обеспечивающих селективность отключения получающих от них питание потребителей тока.

III фаза пожара — затухающая стадия пожара.

В течение третьей фазы происходит догорание в виде медленного тления, после чего через некоторое время (иногда весьма продолжительное) пожар догорает и прекращается. Однако, несмотря на затухающую стадию, пожар все равно требует принятия мер по его ликвидации, иначе, под воздействием внезапного порыва ветра или обрушения конструкции, пожар может разгореться с новой силой и отрезать от путей эвакуации работников, потерявших ощущение опасности. Обычно ликвидация пожара, прошедшего полную стадию объемного развития, требует тщательного пролива водой всех пораженных огнем площадей. При этом, для обнаружения горящих углей и очагов тления необходимо проводить частичную разборку конструкций, сдвигать с мест крупные обгоревшие предметы, а также проверять стены, полы и потолки на ощупь: они должны быть холодными.

Внимание: после полной ликвидации пожара свободный доступ на место пожара должен быть запрещен! Дело не только в том, что необходимо сохранить место пожара в нетронутом виде для работы экспертов-дознавателей по определению причин пожара, но и в том, что после пожара всегда существует угроза обвала. Металлические опоры, не покрытые защитным слоем, расширяются под действием высокой температуры и сужаются под действием охлаждающей их воды. Кроме того, при 450 °C наступает предел текучести незащищенной стали, что значительно увеличивает опасность обрушения конструкции.

Важно понимать, что прибывшие по вызову подразделения пожарной охраны не могут мгновенно приступить к боевым действиям по тушению пожара без проведения соответствующей разведки, которая необходима для оценки обстановки и принятия правильных решений. При проведении разведки руководителю тушения пожара необходимо установить:

— наличие и характер угрозы людям, их местонахождение, пути, способы и средства спасания (защиты), а также необходимость защиты (эвакуации) имущества;

— наличие и возможность вторичных проявлений опасных факторов пожара, в том числе обусловленных особенностями технологии и организации производства на объекте пожара;

— точное место и площадь горения, что именно горит, а также пути распространения огня и дыма;

— наличие, состояние и возможность использования средств противопожарной защиты объекта;

— местонахождение, состояние, возможные способы использования ближайших водоисточников;

— наличие электроустановок под напряжением и целесообразность их отключения;

— возможные пути ввода сил и средств для спасания людей и тушения пожара, а также иные данные, необходимые для выбора решающего направления боевых действий.

Немедленная встреча прибывших к месту пожара подразделений пожарной охраны должностными, ответственными лицами объекта для оказания необходимой консультации по вышеназванным вопросам позволяет значительно сократить время на проведение разведки и повысить эффективность боевых действий пожарных по спасанию людей и ликвидации пожара.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *