К видам распространения пожаров относят. Массовые пожары. Локальные или не распространяющиеся
| Материалы к урокам ОБЖ для 8 класса | План проведения занятий на учебный год |
Основы безопасности жизнедеятельности
8 класс
Урок 5
Классификация пожаров
 |
 |
|
КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЖАРОВ
По внешним признакам горения пожары подразделяют на наружные, внутренние, одновременно наружные и внутренние, открытые и скрытые .
К наружным относят пожары , у которых признаки горения (пламя, дым) можно установить визуально. Такие пожары бывают при горении зданий и их конструкций, штабелей лесопиломатериалов, угля, торфа и других материальных ценностей, размещенных на открытых складских площадках; при горении нефтепродуктов в резервуарах, на открытых технологических установках и эстакадах; лесных массивов, торфяных полей, зерновых культур и др. Наружные пожары всегда бывают открытыми.
К внутренним относят пожары , которые возникают и развиваются внутри зданий. Они могут быть открытыми и скрытыми.
При открытых пожарах признаки горения можно установить при осмотре помещений (например, при горении имущества в зданиях различного назначения; оборудования и материалов в производственных цехах, перегородок, полов, покрытий и т. д.).
У скрытых пожаров горение протекает в пустотах строительных конструкций, вентиляционных шахтах и каналах, внутри торфяной залежи. При этом признаками горения бывают выход дыма через щели, изменение цвета штукатурки, нагретость конструкций (земли при горении торфа). Огонь бывает виден при вскрытии или разборке штабелей и конструкций.
С изменением обстановки изменяется и вид пожара. Так, при развитии пожара в здании скрытое внутреннее горение может перейти в открытое внутреннее, а внутреннее - в наружное, и наоборот.
Пожары различают и по месту возникновения. Они бывают в зданиях, сооружениях, на открытых площадках складов и на сгораемых массивах (лесных, степных, торфяных, а также на хлебных полях).
Пожары на промышленных предприятиях и в населенных пунктах могут быть отдельные (в здании или сооружении) и массовые (совокупность отдельных пожаров, охватывающих более 90% зданий комплексной застройки) .
Как правило, пожар в здании имеет три стадии развития:
Начальная стадия (15-30 мин) с небольшими температурой горения и скоростью распространения огня;
стадия разгорания (30-60 мин), для которой характерно резкое увеличение температуры горения (до 1000 °С) и скорости распространения огня;
завершающая стадия - ослабление силы пожара по мере выгорания огнеопасных материалов.
РАСПРОСТРАНЕНИЮ ПОЖАРА способствуют следующие условия:
Скопление значительного количества горючих веществ и материалов на производственных и складских площадях;
наличие путей, создающих возможность распространения пламени и продуктов горения на смежные установки, в соседние помещения;
внезапное появление в процессе пожара факторов, ускоряющих его развитие;
запоздалые обнаружение возникшего пожара и сообщение о нем в пожарную часть;
отсутствие или неисправность стационарных и первичных средств тушения пожара;
неправильные действия людей при тушении пожара.
Различают линейное и объемное распространение пожара.
При линейном распространении пожара перемещение пламени происходит по поверхности горючих веществ в том или ином направлении и в той или иной плоскости (например, перемещение пламени по поверхности горючей жидкости, по горючим конструкциям). Охваченная пламенем поверхность может иметь форму круга, прямоугольника или другой геометрической фигуры. Соответственно этому различают распространения пожара круговое, прямолинейное, угловое и т. п.
Объемное распространение пожара возможно в пределах одного помещения, между помещениями, в пределах здания, а также между зданиями.
Распространение пожара на соседние здания или сооружения возможно в результате излучения пламени, переброса на значительные расстояния горящих конструктивных элементов (головней) и несгоревших частиц.
Для пожаров в зданиях и сооружениях характерны быстрое повышение температуры, задымление помещений, распространение огня скрытыми путями и потеря конструкциями несущих способностей .
Введение в дисциплину.
Организационная структура, задачи, силы и средства противопожарной службы гражданской обороны.
Противопожарная служба, являясь составной частью гражданской обороны, организуется в республиках (краях, областях), городах, района и на объектах народного хозяйства. В общей системе общегосударственных мероприятий гражданской обороны по защите населения и народного хозяйства от современных средств поражения большая роль в предупреждении и борьбе с пожарами отводится противопожарной службе. В условиях мирного времени противопожарная служба гражданской обороны подготовляет и проводит мероприятия по противопожарной защите городов, населенных пунктов и объектов народного хозяйства в тесном взаимодействии с другими службами гражданской обороны.
На противопожарную службу гражданской обороны возлагаются следующие основные задачи:
а) разработка противопожарных профилактических мероприятий, снижающих возможность возникновения и распространения пожаров в городах, населенных пунктах и на объектах народного хозяйства, а также создающих необходимые условия для успешной борьбы с пожарами в очагах массового поражения;
б) подготовка личного состава пожарной охраны к работе по предупреждению и тушению пожаров;
в) осуществление контроля за своевременным выполнением мероприятий, направленных на повышение противопожарной устойчивости объектов народного хозяйства, городов и других населенных пунктов.
Основными силами противопожарной службы гражданской обороны являются:
а) военизированные и профессиональные пожарные части и отряды;
б) пожарные подразделения министерств и ведомств;
в) невоенизированные противопожарные формирования гражданской обороны.
Для противопожарного обеспечения спасательных и неотложных аварийно-спасательных работ в очагах поражения, а также в районах стихийных бедствий, крупных аварий и катастроф создаются группировки сил и средств противопожарной службы гражданской обороны в составе сводных отрядов, объектовых пожарных команд и отделений пожаротушения.
Технические средства, состоящие на вооружении военизированных и профессиональных пожарных частей, ведомственных пожарных команд, добровольных пожарных дружин, в зависимости от назначения разделяются на основные, специальные и вспомогательные.
Основные технические средства предназначены для подачи воды, пены, порошков, углекислоты, газоводяных и других составом. К ним относятся пожарные автоцистерны, пожарные автонасосные станции, пожарные аэродромные автомобили, автонасосы и насосно-рукавные автомобили, пожарные автомобили воздушно-пенного, порошкового, углекислотного и газоводяного тушения, пожарные самолеты, и вертолет, пожарные катера и корабли, пожарные поезда и дрезины, пожарные мотопомпы.
Специальные технические средства предназначены для выполнения специальных работ при тушении пожара, К ним относятся пожарные автомеханические лестницы и коленчатые автоподъемники, пожарные автоподъемники, автомобили связи и освещения, пожарные технические, водозащитные и рукавные автомобили, а также штабные и оперативные автомобили, оборудованные сигналом «Сирена» и радиостанцией.
Вспомогательными техническими средствами служат средства непосредственно не применяющиеся для тушения пожаров, но обеспечивающих нормальную работу подразделений пожарной охраны. К ним относятся автотопливозаправщики, передвижные мастерские, агитационные автомобили, автобусы, грузовые и легковые автомобили, тракторы и др.
Виды и классификация пожаров. Основы динамики пожара: пожар и его развитие, закономерности динамики пожаров и принципы их классификации.
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.
Пожар - комплекс физико-химических явлений, в основе которых лежат изменяющиеся во времени и пространстве процессы горения, массо- и теплообмена. Эти явления взаимосвязаны и характеризуются параметрами пожара: скоростью выгорания, температурой и т. д.
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.
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.
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, Д и подклассы А1, А2, В1, В2, Д1, Д2 и ДЗ.
К пожарам класса А относится горение твердых веществ. При этом, если горят тлеющие вещества (древесина, бумага, текстильные изделия и т. п.), то пожары относятся к подклассу А1, а неспособные тлеть (пластмассы и т.п) – к подклассу А2.
К классу В относятся пожары легковоспламеняющихся горючих жидкостей. Они будут относиться к подклассу В1, если жидкости нерастворимы в воде (бензин, дизтопливо, нефть и т.п.) и к классу В2 – растворимые в воде (спирты и т.п).
К пожарам класса С относится горение газов (водород, пропан и др.).
К пожарам класса Д относится горение металлов. Причем к подклассу Д1 относится горение легких металлов (алюминия, магния и их сплавов); Д2 – щелочных и других подобных металлов (натрия и калия); ДЗ– металлосодержащих соединений (металлоорганических, или гидридов).
По признаку изменения площади горения пожары разделяются на распространяющиеся и нераспространяющиеся.
Кроме того, в классификации следует отдельно выделить подгруппу пожаров на открытых пространствах – массовый пожар, под которым понимают совокупность отдельных и сплошных пожаров в населенных 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 называется 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 воздухообменом, 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 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 объемные.
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.
Объемные пожары характеризуются интенсивным тепловым воздействием на ограждения. Для объемного 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 объемного пожара, регулируемого пожарной нагрузкой, характерно отсутствие газовой (дымовой) прослойки между пламенем и ограждением.
Объемные пожары в ограждениях принято называть открытыми пожарами, а локальные пожары, пожары, протекающие при закрытых дверных и оконных проемах,– закрытыми.
Приведенные классификации пожаров по различным признакам сходства и различия являются условными, поскольку пожары могут в ходе своего развития переходить из одного класса, вида, группы в другой. Однако для практики тушения пожаров рассмотренная классификация необходима, так как позволяет определить способы и приемы прекращения горения, вид огнетушащего вещества, организацию боевых действий подразделений при тушении пожара на данный момент развития пожара.
Также пожары классифицируют по площади и материальному ущербу, по продолжительности и другим признакам сходства или различия.
Каждый пожар представляет собой единственную в своем роде ситуацию, определяемую различными событиями и явлениями, носящими случайный характер, 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 явлении пожаров и их параметров.
Основные явления, сопровождающие пожар,– это процессы горения, массо- 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 процессы, протекающие на пожаре, и параметры, их характеризующие.
Процесс горения на пожаре горючих веществ и материалов представляет собой быстро протекающие химические реакции окисления и физические явления, без которых горение невозможно, сопровождающиеся выделением тепла и свечением раскаленных продуктов горения с пламени.
Основными условиями горения являются: наличие горючего вещества, поступление окислителя в зону химических реакций и непрерывное выделение тепла, необходимого для поддержания горения.
Возникновение и распространение процесса горения по веществам и материалам происходит не сразу, а постепенно. Источник горения воздействует на горючее вещество, вызывает его нагревание, при этом в большей мере нагревается поверхностный слой, происходят активация поверхности, деструкция и испарение вещества, материала вследствие термических и физических процессов, образование аэрозольных смесей, состоящих из газообразных продуктов реакции и твердых частиц исходного вещества. Образовавшиеся газообразные продукты способны к дальнейшему экзотермическому превращению, а развитая поверхность прогретых твердых частиц горючего материала способствует интенсивности процесса его разложения. Концентрация паров, газообразных продуктов деструкции испарения (для жидкостей) достигает критических значений, происходит воспламенение газообразных продуктов и твердых частиц вещества, материала. Горение этих продуктов приводит к выделению тепла, повышению температуры поверхности и увеличению концентрации горючих продуктов термического разложения (испарения) над поверхностью материала, вещества. Устойчивое горение наступает, когда скорость образования горючих продуктов термического разложения станет не меньше скорости их окисления в зоне химической реакции горения. Тогда под воздействием тепла, выделяющегося в зоне горения, происходят разогрев, деструкция, испарение и воспламенение следующих участков горючих веществ и материалов.
К основным факторам, характеризующим возможное развитие процесса горения на пожаре, относятся: пожарная нагрузка, массовая скорость выгорания, линейная скорость распространения пламени по поверхности материалов, площадь пожара, площадь поверхности горящих материалов, интенсивность выделения тепла, температура пламени и др.
Под пожарной нагрузкой понимают массу всех горючих и трудногорючих материалов, находящихся в помещении или на открытом пространстве, отнесенное к площади пола помещения или площади, занимаемой этими материалами на открытом пространстве.
Пожарную нагрузку Р, кг/м2, определяют как сумму постоянной и временной пожарных нагрузок. В постоянную пожарную нагрузку включаются находящиеся в строительных конструкциях вещества и материалы, способные гореть. Во временную пожарную нагрузку включаются вещества и материалы, обращающиеся в производстве, в том числе технологическое и техническое оборудование, изоляция, мебель и другие материалы, способные гореть.
Скорость выгорания - потеря массы материала (вещества) в единицу времени при горении. 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/(м2*с), и определяется соотношением.
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. Существенное влияние на массовую скорость выгорания оказывает концентрация кислорода (окислителя) в окружающей среде.
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.
Отношение площади поверхности горения к площади горения характеризуется коэффициентом поверхности КП горючей загрузки.
От КП во многом зависит изменение параметров пожаров. Так, при обеспеченном газообмене с повышением КП возрастают скорости выгорания и распространения горения, температура пожара и пр.
Это, в свою очередь, не может не отразиться на параметрах тушения и требуемых интенсивностях подачи огнетушащих средств, времени тушения, а также на общем количестве сил и средств, необходимых для ликвидации пожаров.
Под температурой пожара в ограждениях понимают среднеобъемную 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. При пожарах, регулируемых притоком воздуха, интенсивность выделения тепла пропорциональна расходу поступающего воздуха.
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 (например, горение жидкости в резервуаре, обвалования и т. п.) или изменяется со временем (например, при распространении огня по мебели и другим горючим материалам).
При пожаре выделяются газообразные, жидкие и твердые вещества. Они называются 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 твердых частиц. Объем выделившегося дыма, его плотность и токсичность зависят от свойств горящего материала и от условий протекания процесса горения.
Концентрация дыма – это количество продуктов горения, содержащихся в единице объема помещения. Ее можно выразить количеством вещества, г/м3, г/л, или в объемных долях.
Экспериментальным путем установлена зависимость видимости от плотности дыма, например, если предметы при освещении их групповым фонарем с лампочкой в 21 Вт видны на расстоянии до 3 м (содержание твердых частичек углерода 1,5 г/м3)–дым оптически плотный; до 6 м (0,6–1,5 г/м3 твердых частичек углерода) – дым средней оптической плотности; до 12 м (0,1–0,6 г/м3 твердых частичек углерода) – дым оптически слабый.
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. У основания факела пламени создается разрежение, которое способствует притоку воздуха в зону горения, а над факелом пламени (за счет нагретых продуктов горения) – избыточное давление.
Процесс газообмена при пожаре в помещении на уровне средних по его объему термодинамических параметров (давление, плотность, температура) базируется на законах естественного газообмена, возникающего вследствие разности плотностей (гравитационных давлений) наружной и внутренней (в помещении) газовых сред.
На процесс газообмена в помещении большое влияние оказывают высота помещения, геометрические размеры проемов, скорость и направление ветра.
Процессы газообмена на пожаре могут приводить к задымлению как помещений, так и зданий в целом. Правильная организация работ по управлению газовыми потоками на пожаре может способствовать предотвращению задымлений зданий и смежных помещений, имеющих общие проемы, что значительно облегчит работы по локализации и ликвидации пожара.
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 нее.
Qоб = Qг + Qср,
где Qг – расход тепла на подготовку горючих веществ к горению; Qср – отвод тепла от зоны горения в окружающее пространство.
Для поддержания и продолжения горения требуется незначительная часть тепла. Всего до 3 % выделяющегося тепла путем излучения передается горящим веществам и затрачивается на их разложение и испарение. Именно это количество тепла берут за основу при определении способов и приемов прекращения горения на пожарах и установлении нормативных параметров тушения.
Тепло, передаваемое во внешнюю среду, способствует распространению пожара, вызывает повышение температуры, деформацию конструкций и т. д.
Большая часть тепла на пожарах передается конвекцией. Так, при горении бензина в резервуаре этим способом передается 57–62 % тепла, а при горении штабелей леса 60–70 %.
При при слабом ветре большая часть тепла отдается верхним слоям атмосферы. При наличии сильного ветра обстановка усложняется, так как восходящий поток нагретых газов значительно отклоняется от вертикали.
При внутренних пожарах (т.е. пожарах в ограждениях) конвекцией будет передаваться еще большая часть тепла, чем при наружных. При пожарах внутри зданий продукты сгорания, двигаясь по коридорам, лестничным клеткам, шахтам лифтов, вентканалам и т. п., передают тепло встречающимся на их пути материалам, конструкциям и т. д., вызывая их загорание, деформацию, обрушение и пр. Необходимо помнить, чем выше скорость движения конвекционных потоков и чем выше температура нагрева продуктов сгорания, тем больше тепла передается в окружающую среду.
Теплопроводностью при внутренних пожарах тепло передается из горящего помещения в соседние через ограждающие строительные конструкции, металлические трубы, балки и т. п. При пожарах жидкостей в резервуарах тепло этим способом передается нижним слоям, создавая условия для вскипания и выброса темных нефтепродуктов.
Передача тепла излучением характерна для наружных пожаров. Причем, чем больше поверхность пламени, тем ниже степень его черноты, чем выше температура горения, тем больше передается тепла этим способом. Мощное излучение происходит при горении газонефтяных фонтанов, ЛВЖ и ГЖ в резервуарах, штабелей лесопиломатериалов и т. д. При этом на значительные расстояния передается от 30 до 40 % тепла.
Наиболее интенсивно тепло передается по нормали к факелу пламени, с увеличением угла отклонения от нее интенсивность передачи тепла уменьшается.
При пожарах в ограждениях действие излучения ограничивается строительными конструкциями горящих помещений и задымлением как тепловым экраном. В наиболее удаленных от зоны горения участках тепловое воздействие излучение существенного влияния на обстановку пожара не оказывает. Но чем ближе к зоне горения, тем более опасным становится его тепловое воздействие.
Практика показывает, что при температуре, равной 80–100 °С в сухом воздухе и при 50–60 °С во влажном, человек без специальной теплозащиты может находиться лишь считанные минуты. Более высокая температура или длительное пребывание в этой зоне приводит к ожогам, тепловым ударам, потере сознания и даже смертельным исходам.
Падающий тепловой поток зависит от расстояния между факелом пламени и объектом. С этим параметром связаны безопасные условия для облучаемого объекта.
Процесс теплообмена горячих газов, факела пламени и ограждающих конструкций при пожаре в помещении носит сложный характер и осуществляется одновременно тепловым излучением, конвекцией и теплопроводностью.
На внутренних пожарах направление передачи тепла излучением может не совпадать с передачей тепла конвекцией, поэтому в помещении могут быть участки поверхности ограждающих конструкций, где действует только излучение (как правило, пол и часть поверхности стен, примыкающая к нему), или только конвекция (потолок и часть поверхности стен, примыкающая к нему), или где оба вида тепловых потоков действуют совместно.
В зависимости от характеристик конструктивной и функциональной пожарной опасности распространение пожара происходит:
По проемам, стыкам и коммуникациям
По наружным стенам
В результате прогрева
В результате обрушений конструкций
По сгораемым конструкциям и пустотам в конструкциях
В помещении:
По сгораемым веществам и материалам, находящимся в помещении, в виде линейного распространения горения;
По технологическому оборудованию и конструкциям;
По распространяющим горение строительным конструкциям;
При переходе линейного распространения горения в пожар в объеме помещения при количестве пожарной нагрузки, превосходящем критическую величину;
В результате взрыва;
Вследствие лучистого и конвективного тепломассообмена между источником горения и другим пространством.
В здании:
При переходе пламени и продуктов горения через дверные проемы, люки, оконные и технологические проемы между помещениями;
По коммуникациям, шахтам;
В результате достижения пределов огнестойкости ограждающими и несущими конструкциями;
По распространяющим горение строительным конструкциям и содержащимся в них пустотам;
По местам некачественной заделки стыков и трещинам;
По проемам в наружных стенах и фасаду здания.
Между зданиями:
В результате взрыва;
В результате теплового излучения пламени горящего здания;
В результате переброса на значительные расстояния искр и горящих конструктивных элементов.
Площадь и объем, на которые возможно распространение пожара, определяются видом пожара в помещении, скоростью линейного горения по сгораемым веществам, материалам и строительным конструкциям, временем перехода линейного горения в объемный пожар, характеристиками средств тушения.
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.
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 нем. При этом количество удаляемых газов через проемы больше, чем количество поступающего воздуха вместе с перешедшими в газообразное состояние горючими материалами и веществами.
На начальной стадии пожара 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. 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 на начальной стадии пожара горение распространяется на значительную площадь помещения, прогреваются конструкции и материалы, среднеобъемная температура в помещении поднимается до 200–300 °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 стадия пожара продолжается 5–40 мин (иногда и более – до нескольких часов). Однако опасные для человека условия возникают уже через 1-6 мин.
Эта стадия пожара, как правило, не оказывает существенного влияния на огнестойкость строительных конструкций, поскольку температуры пока еще сравнительно невелики.
В связи с тем что линейная скорость распространения пламени величина не постоянная и зависит от множества факторов, а также от стадии развития пожара, при практических расчетах геометрических параметров пожара в расчете сил и средств тушения в первые 10 минут развития в закрытых помещениях она принимается с коэффициентом 0,5. Уменьшение линейной скорости развития пожара в два раза отражает факт замедления процесса горения на первой стадии.
Основной стадии развития пожара в помещении соответствует повышение среднеобъемной температуры до максимума. На этой стадии сгорает 80–90 % объемной массы горючих веществ и материалов, температура и плотность газов в помещении изменяются во времени незначительно. Данный режим развития пожара называется установившимся, при этом расход удаляемых газов из помещения приблизительно равен притоку поступающего воздуха и продуктов пиролиза.
На конечной стадии пожара завершается процесс горения и постепенно снижается температура. Количество уходящих газов становится меньше, чем количество поступающего воздуха и продуктов горения.
Условия возникновения массового пожара: Массовая застройка (большое количество строений на ограниченной территории) Массовая застройка (большое количество строений на ограниченной территории) Лесной массив Лесной массив Скопление горючих материалов Скопление горючих материалов Огненный шторм Огненный шторм
Огненный шторм Огненным штормом называется массовый пожар, охватывающий до 90 % зданий застройки. При огненном шторме огромное количество раскаленных продуктов сгорания и нагретого воздуха с ураганной скоростью устремляется вверх, а на смену им в зону горения с такой же скоростью устремляется поток свежего воздуха со всех сторон.
Наибольшее число жертв бывает в зданиях с массовым пребыванием людей: Гостиницы Гостиницы Спортивные сооружения Спортивные сооружения Магазины Магазины Учреждения культуры Учреждения культуры Образовательные учреждения и пр. Образовательные учреждения и пр.
Горение может быть прекращено: Охлаждением водой Охлаждением водой Специальными растворами Специальными растворами Углекислотой Углекислотой Разбавлением горящих веществ водой, углекислым газом, азотом Разбавлением горящих веществ водой, углекислым газом, азотом Изоляцией зоны горения пеной, порошком, грунтом Изоляцией зоны горения пеной, порошком, грунтом Химическим торможением реакции горения специальными веществами (фреоны, бромэтил) Химическим торможением реакции горения специальными веществами (фреоны, бромэтил)
Способы тушения пожаров Первичные очаги возгорания тушат огнетушителями, водой, песком и другими подручными средствами (эти средства называются «первичные средства пожаротушения») Первичные очаги возгорания тушат огнетушителями, водой, песком и другими подручными средствами (эти средства называются «первичные средства пожаротушения») Отдельные очаги горения оставляют для контролируемого догорания горючих материалов Отдельные очаги горения оставляют для контролируемого догорания горючих материалов Массовые пожары разбиваются на отдельные очаги Массовые пожары разбиваются на отдельные очаги
Особенности пожаров в зданиях и сооружениях Быстрое повышение температуры Быстрое повышение температуры Сильное задымление помещений Сильное задымление помещений Распространение огня открытым путем Распространение огня открытым путем Потеря конструкциями несущей способности (становятся непрочными) Потеря конструкциями несущей способности (становятся непрочными)
Признаки развития обстановки на пожаре Если окна закрыты – значит либо людей в помещении нет, либо они в бессознательном состоянии Если окна закрыты – значит либо людей в помещении нет, либо они в бессознательном состоянии Из окон выбивается сильное пламя – интенсивно горят внутренние помещения Из окон выбивается сильное пламя – интенсивно горят внутренние помещения Языки пламени из окон резко уменьшились – обрушились внутренние конструкции, возможно общее обрушение здания Языки пламени из окон резко уменьшились – обрушились внутренние конструкции, возможно общее обрушение здания Языков пламени из окон нет – огонь интенсивно распространяется по внутренним помещениям и конструкциям Языков пламени из окон нет – огонь интенсивно распространяется по внутренним помещениям и конструкциям Большое количество густого дыма – недостаток кислорода (огонь «задыхается»). Выбивание окон или дверей в этом случае может привести к взрыву Большое количество густого дыма – недостаток кислорода (огонь «задыхается»). Выбивание окон или дверей в этом случае может привести к взрыву
Пожар- неконтролируемое горение, в результате которого бесполезно и безвозвратно повреждаются или уничтожаются материальные ценности, создается опасность для здоровья и жизни людей.
В физико-химической основе пожара лежит процесс горения. Горение - это сложный физико-химический процесс превращения горючих веществ и материалов в продукты сгорания, сопровождаемый интенсивным выделением тепла, дыма и световым излучением. В основе этого процесса лежат быстротекущие химические реакции окисления в атмосфере кислорода воздуха. Особенностями горения на пожаре, в отличие от других видов горения, являются склонность к самопроизвольному распространениюогня, сравнительно невысокая степень полноты сгорания, интенсивное выделение дыма, содержащего продукты полного и неполного окисления.
Все пожары можно классифицировать по внешним признакам горения, месту возникновения и времени прибытия пожарных подразделений.
1. По внешним признакам горения пожары делятся на наружные, внутренние, одновременно наружные и внутренние, скрытые и открытые.
К наружным относятся пожары, у которых признаки горения (пламя, дым) можно установить визуально.
К внутренним относятся пожары, которые возникают и развиваются внутри здания. Они могут быть открытыми и скрытыми.
Признаки горения при открытых пожарах можно установить во время осмотра помещения.
При скрытых пожарах горение протекает в пустотах строительных конструкций, вентиляционных каналах и шахтах, внутри торфяной залежи, штабелей торфа и т.д. При этом признаки горения обнаруживаются по выходу дыма через щели, изменению цвета штукатурки, нагретых плоскостей конструкций, при вскрытии или разборке штабелей и конструкций.
Наиболее сложными 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 открытое внутреннее, внутреннее - в наружное, и наоборот.
Пожары могут возникать в зданиях, сооружениях, на открытых площадках складов и на сгораемых массивах (лесные, степные, торфяные и пожары на хлебных полях).
2. По времени прибытия первых пожарных подразделений пожары подразделяются на запущенные и незапущенные. К запущенным относятся пожары, которые до прибытия первых пожарных получили значительное развитие (например, из-за позднего обнаружения или оповещения пожарной охраны). Для тушения запущенных пожаров, как правило, оказывается недостаточно сил и средств первых пожарных подразделений. Незапущенные пожары в большинстве случаев ликвидируются силами и средствами первого прибывшего подразделения, населением или рабочими объекта.
3. По масштабам и интенсивности пожары подразделяются на следующие виды:
Отдельный пожар - это пожар, возникающий в отдельном здании или сооружении. Продвижение людей и техники по застроенной территории между отдельными пожарами возможно без средств защиты теплового излучения.
Сплошной пожар - одновременное интенсивное горение преобладающего количества зданий и сооружений на данном участке застройки. Передвижение людей и техники через участок сплошного пожара невозможно без средств защиты от теплового излучения.
Огневой шторм - особая фаза распространяющегося сплошного пожара, характерными признаками которого являются наличие восходящего потока продуктов сгорания и нагретого воздуха, а также приток свежего воздуха со всех сторон со скоростью не менее 50 км/ч по направлению к границам огневого шторма.
Массовый пожар представляет собой совокупность отдельных и сплошных пожаров.
Пожары характеризуются рядом параметров:
Продолжительность пожара - время с момента его возникновения до полного прекращения горения.
Первичные поражающие факторы пожаров:
Непосредственное воздействие огня на горящий предмет (горение);
Дистанционное воздействие на предметы и объекты высоких температур за счет излучения. В результате происходит сгорание предметов и объектов, их обугливание, разрешение, выход из строя. Действие высоких температур вызывает пережог, деформацию и обрушение металлических ферм, балок, перекрытий и других конструктивных деталей сооружений. Кирпичные стены и столбы деформируются. В кладке из силикатного кирпича при длительном нагревании до 500-600°С наблюдается расслоение кирпича, трещины и разрушение материалов;
Воздействие токсичных продуктов горения. При пожаре в современных зданиях, при строительстве которых применялись полимерные и синтетические материалы, человек испытывает воздействие токсичных продуктов горения. Хотя в продуктах горения содержится 50-100 видов химических соединений, оказывающих токсическое воздействие, основной причиной гибели людей является отравление оксидом углерода. Он опасен тем, что реагирует с гемоглобином крови в 20-300 раз активнее, чем кислород, вследствие чего красные кровяные тельца утрачивают способность снабжать организм кислородом. В 50-80% случаев гибель людей на пожарах происходит именно из за отравления оксидом углерода и от недостатка кислорода.
Вторичные поражающие факторы:
Падение конструкций;
Утечка ядовитых или загрязняющих веществ в окружающую среду, в результате разрушения при пожаре емкостей, в которых они хранились (цистерны, баллоны, трубопроводы);
Большой ущерб не затронутым пожаром помещениям и хранящимся там предметам наносит вода, используемая для тушения пожара.
Тяжелые социальные и экономические последствия пожара – это прекращение выполнения объектом, разрушенным пожаром, своих хозяйственных или иных функций.
