Пожежа і його розвиток. Способи припинення горіння під час пожежі

1. Пожежа і його розвиток
2. Класифікація пожеж.
3. Основні параметри пожежі.
4. Умови припинення горіння. Принципи припинення горіння.
5. Класифікація вогнегасних речовин.

УВАГА: Ви дивіться текстову частину змісту конспекту, матеріал доступний по кнопці Завантажити

Пожежа і його розвиток

Поняття пожежі.

Пожежа являє собою складний фізико-хімічний процес, який включає крім горіння явища масо-і теплообміну, що розвиваються у часі і просторі.

Ці явища взаємопов'язані і характеризуються параметрами пожежі: швидкістю вигоряння, температурою і т. Д. І визначаються низкою умов, багато з яких носять випадковий характер.

Явища масо-і теплообміну називають загальними явищами, характерними для будь-якого пожежі незалежно від його розмірів і місця виникнення. Тільки ліквідація горіння може привести до їх припинення. При пожежі процес горіння протягом досить великого проміжку часу не керується людиною. Наслідком цього процесу є великі матеріальні втрати.

Загальні явища можуть призвести до виникнення окремих явищ, т. Е. Таких, які можуть або не можуть відбуватися на пожежах. До них відносять: вибухи, деформацію і обвалення технологічних апаратів і установок, будівельних конструкцій, закипання або викид нафтопродуктів з резервуарів та інші явища.

Виникнення і перебіг окремих явищ можливе лише при створенні на пожежах певних сприятливих для цього умов. Так, деформація або обвалення будівельних конструкцій відбуваються лише в будівлях або на відкритих виробничих установках, частіше при великій тривалості пожеж; закипання або викид нафтопродуктів лише при горінні темних і обводнених нафтопродуктів чи при наявності підтоварної води (водяний подушки) і т.д.

Пожежа супроводжується ще й соціальними явищами, такими, що завдають суспільству не тільки матеріальний, а й моральну шкоду. Загибель людей, термічні травми і отруєння токсичними продуктами горіння, виникнення паніки на об'єктах з масовим перебуванням людей і т. П теж явища, що відбуваються на пожежах. І вони теж приватні, так як вторинні від загальних явищ, які супроводжують пожежа. Це особлива група явищ, що викликає значні психологічні перевантаження і навіть стресові стани у людей.

Статистичний облік пожеж, що ведеться в нашій країні та інших розвинених країнах, дозволяє виявити зразкову розподіл збитку і загибелі людей на будівлях різного призначення від небезпечних факторів пожежі, Під небезпечним фактором пожежі розуміють фактор пожежі, вплив якого призводить до травм, отруєння або загибелі людини, а також до знищення (пошкодження) матеріальних цінностей.

Небезпечними факторами пожежі (ОФП), які впливають на людей, є:

• відкритий вогонь і іскри;
• підвищена температура навколишнього середовища, предметів і т. п .;
• токсичні продукти горіння, дим;
• знижена концентрація кисню;
• падаючі частини будівельних конструкцій, агрегатів, установок і т.п .;
• небезпечні фактори вибуху (ГОСТ 12.1. 004-85).

Загибель людей в основному відбувається на ранніх стадіях розвитку пожежі переважно від задухи. Найчастіше на пожежі гинуть діти, люди похилого віку та інваліди.

Зростання кількості пожеж, величина матеріального збитку і людських жертв визначаються концентрацією виробництва, збільшенням продуктивності раніше відомих і створенням нових, небезпечних в пожежному відношенні технологій, збільшенням щільності населення, рівнем оснащеності пожежних частин, несвоєчасністю прийняття заходів і т. Д.

Таким чином, на пожежах відбуваються різні явища, взаємопов'язані один з одним. Вони протікають на основі загальних фізико-хімічних і соціально-економічних законів, характеризуються відповідними параметрами, знання яких дозволяє визначити кількісні характеристики кожного явища, необхідні для якісної оцінки обстановки на пожежі (формування висновку на основі узагальнення і аналізу відомостей про явища, що супроводжують пожежу) і прийняття оптимального рішення на його гасіння. З метою детального вивчення пожеж і розробки тактики боротьби з ними всі пожежі класифікуються за групами, класами та видами. Класифікація їх виробляється на основі розподілу за ознаками подібності та відмінності.

Класифікація пожеж.

За умовами масо-і теплообміну з навколишнім середовищем всі пожежі розділені на дві великі групи - на відкритому просторі і в огорожах.

Залежно від виду палаючих матеріалів і речовин пожежі розділені на класи А, В, С, D, Е, F і підкласи А1, А2, В1, В2, Д1, Д2 і ДЗ.

До пожеж класу А відноситься горіння твердих речовин. При цьому, якщо горять тліючі речовини, наприклад деревина, папір, текстильні вироби тощо, то пожежі відносяться до підкласу А1; нездатні тліти, наприклад пластмаси, - до підкласу А2.

До класу В відносяться пожежі легкозаймистих і горючих рідин. Вони будуть ставитися до підкласу В1, якщо рідини нерозчинні в воді (бензин, дизпаливо, нафта та ін.) І до підкласу В2 - розчинні у воді (наприклад, спирти).

Якщо горіння схильні гази, наприклад водень, пропан і ін., То пожежі відносяться до класу С, при горінні же металів - до класу Д. Причому підклас Д1 виділяє горіння легких металів, наприклад алюмінію, магнію та їх сплавів; Д2- лужних та інших подібних металів, наприклад натрію і калію; ДЗ - горіння металовмісних сполук, наприклад металоорганічних, або гідридів.

До класу Е відноситься горіння матеріалів в електричних установках під напругою.

До класу F відносяться пожежі ядерних матеріалів, радіоактивних речовин і радіоактивних відходів.

За ознакою зміни площі горіння пожежі можна розділити на що поширюються і не поширюються.

Класифікують пожежі за розмірами і матеріальних збитків, за тривалістю та іншими ознаками подібності або відмінності.

Крім того, в класифікації слід окремо виділити підгрупу пожеж на відкритих просторах - масовий пожежа, під яким розуміють сукупність окремих і суцільних пожеж в населених пунктах, великих складах горючих матеріалів і на промислових підприємствах. Під окремим пожежею мається на увазі пожежа, що виникає в окремому будинку або споруді. Одночасно інтенсивне горіння переважної кількості будівель і споруд на даній ділянці забудови прийнято називати суцільним пожежею. При слабкому вітрі або при його відсутності масовий пожежа може перейти в вогневої шторм.

Вогневої шторм - це особлива форма пожежі, що характеризується утворенням єдиного гігантського турбулентного факела полум'я з потужною конвективного колонкою висхідних потоків продуктів горіння і нагрітого повітря і припливом свіжого повітря до кордонів вогневого шторму зі швидкістю не менше 14 - 15 м / с.

Пожежі в огорожах можна розділити на два види: пожежі, регульовані повітрообміном, і пожежі, регульовані пожежної навантаженням.

Під пожежами, регульованими вентиляцією, розуміють пожежі, які протікають при обмеженому вмісті кисню в газовому середовищі приміщення і надлишку горючих речовин і матеріалів. Вміст кисню в приміщенні визначається умовами його вентиляції, тобто площею припливних отворів або витратою повітря, що надходить в приміщення пожежі за допомогою механічних систем вентиляції.

Під пожежами, регульованими пожежної навантаженням, розуміють пожежі, які протікають при надлишку кисню повітря в приміщенні і розвиток пожежі залежить від пожежного навантаження. Ці пожежі за своїми параметрами наближаються до пожеж на відкритому просторі.

За характером впливу на огорожі пожежі поділяються на локальні і об'ємні.

Локальні пожежі характеризуються слабким тепловою дією на огорожі і розвиваються при надлишку повітря, необхідного для горіння, і залежать від виду горючих речовин і матеріалів, їх стану і розташування в приміщенні.

Об'ємні пожежі характеризуються інтенсивним тепловим впливом на огорожі. Для об'ємного пожежі, регульованого вентиляцією, характерна наявність між факелом полум'я і поверхнею огорожі газової прошарку з димових газів, процес горіння відбувається при надлишку кисню повітря і наближається до умов горіння на відкритому просторі. Для об'ємного пожежі, регульованого пожежної навантаженням, характерна відсутність газової (димовий) прошарку між полум'ям і огорожею.

Об'ємні пожежі в огорожах прийнято називати відкритими пожежами, а локальні пожежі, пожежі, що протікають при закритих дверних і віконних отворах, - закритими.

Основні параметри пожежі.

Кожен пожежа являє собою єдину в своєму роді ситуацію, яка визначається різними подіями і явищами, що носять випадковий харак-тер, наприклад зміна напрямку і швидкості вітру під час пожежі і т.п. Тому точно передбачити розвиток пожежі у всіх деталях не представляється можливим. Однак пожежі мають загальними закономірностями, що дозволяє побудувати аналітичний опис загальних явищ пожеж та їх параметрів.

Основні явища, що супроводжують пожежу - це процеси горіння, газо- і теплообміну. Вони змінюються в часі, просторі і характеризуються параметрами пожежі. Пожежа розглядається як відкрита термодинамічна система, що обмінюється з навколишнім середовищем речовинами і енергією.

Розглянемо основні параметри, що характеризують процес горіння.

До основних факторів, що характеризують можливий розвиток процесу горіння під час пожежі, відносяться:

• пожежне навантаження;
• масова швидкість вигоряння;
• лінійна швидкість поширення горіння (пожежі);
• площа пожежі, площа поверхні палаючих матеріалів;
• температура полум'я;
• інтенсивність виділення тепла;
• димоутворення;
• концентрація диму.

Під пожежної навантаженням розуміють кількість теплоти, віднесене до одиниці поверхні підлоги, яке може виділитися в приміщенні чи будівлі на пожежі.

Під швидкістю вигоряння розуміють втрату маси матеріалу (речовини) в одиницю часу при горінні. Процес термічного розкладання супроводжується зменшенням маси речовини і матеріалів, яка в розрахунку на одиницю часу і одиницю площі горіння кваліфікується як масова швидкість вигоряння, кг / (м2 × с).

Лінійна швидкість поширення горіння (пожежі) являє собою фізичну величину, яка характеризується поступальним рухом фронту полум'я в даному напрямку в одиницю часу. Вона залежить від виду і природи горючих речовин і матеріалів, від початкової температури, здатності пального до займання, інтенсивності газообміну на пожежі, щільності теплового потоку на поверхні речовин і матеріалів та інших факторів.

Під температурою пожежі в огорожах розуміють среднеоб'ёмную температуру газового середовища в приміщенні, під температурою пожежі на відкритих просторах - температуру полум'я. Температура пожеж в огорожах, як правило, нижче, ніж на відкритих просторах.

Одним з головних параметрів, що характеризують процес горіння, є інтенсивність виділення тепла під час пожежі. Це величина, рівна за значенням тепла, що виділяється при пожежі за одиницю часу. Вона визначається масовою швидкістю вигоряння речовин і матеріалів та їх теплового змісту. На інтенсивність тепловиділення впливають вміст кисню і температура середовища, а вміст кисню залежить від інтенсивності надходження повітря в приміщення при пожежах в огорожах і в зону полум'яного горіння при пожежах на відкритих просторах.

Якщо горіння на пожежі не обмежується припливом повітря, інтенсивність тепловиділення залежить від площі поверхні матеріалу, охопленої горінням. Площа поверхні речовини або матеріалу, охоплена горінням, може залишатися в процесі пожежі постійною величиною або змінюється з часом.

При пожежі виділяються газоподібні, рідкі та тверді речовини. Їх називають продуктами горіння, тобто речовинами, що утворилися в результаті горіння. Вони поширюються в газовому середовищі і створюють задимлення.

Дим - це дисперсна система з продуктів горіння і повітря, що складається з газів, парів і розпечених твердих частинок. Обсяг виділився диму, його щільність і токсичність залежать від властивостей палаючого матеріалу і від умов протікання процесу горіння.

Під димоутворенням на пожежі беруть кількості диму, м3 / с, що виділяється зі всієї площі пожежі.

Концентрація диму - це кількість продуктів горіння, що містяться в одиниці об'єму приміщення. Її можна виразити кількістю речовини, г / м3, г / л, або в об'ємних частках.

Експериментальним шляхом встановлено залежність видимості від щільності диму, наприклад, якщо предмети при освітленні їх груповим ліхтарем з лампочкою в 21 Вт видно на відстані до 3 метрів (вміст твердих частинок вуглецю 1,5 г / м3) - дим оптично щільний; до 6 метрів (0,6-1,5 г / м3 твердих частинок вуглецю) - дим середньої оптичної щільності; до 12 метрів (0,1 0,6 г / м твердих частинок вуглецю) - дим оптично слабкий.

Умови припинення горіння. Принципи припинення горіння.

Процес горіння - швидко протікають хімічні реакції окислення і фізичні явища, без яких горіння неможливо, що супроводжуються виділенням тепла і світінням розпечених продуктів горіння з утворенням полум'я.

Умови горіння:

• наявність горючої речовини;
• надходження окислювача в зону хімічних реакцій;
• безперервне виділення тепла, необхідного для підтримки горіння.

Пожежа розвивається на певній площі або в об'ємі і може бути умовно розділений на три зони, які не мають, однак, чітких кордонів: горіння, теплового впливу і задимлення.

Зона горіння.

Зоною горіння називається частина простору, в якому відбувається підготовка горючих речовин до горіння (підігрів, випаровування, розкладання) і їх горіння. Вона включає в себе обсяг парів і газів, обмежений власне зоною горіння і поверхнею палаючих речовин, з якої пари і гази надходять в обсяг зони горіння. При безполуменевому горінні і тлінні, наприклад, бавовни, коксу, повсті, торфу та інших твердих горючих речовин і матеріалів, зона горіння збігається з поверхнею горіння. Іноді зона горіння обмежується конструктивними елементами - стінами будівлі, стінками резервуарів, апаратів і т.д. Характерні випадки пожеж і зони горіння на них показані на рис. 3.1. Зона горіння є теплогенератором на пожежі, так як саме тут виділяється все тепло і розвивається найвища температура. Однак процес тепловиділення відбувається не у всій зоні, а у фронті горіння, і тут же розвиваються максимальні температури. Усередині факела полум'я температура значно нижче, а біля поверхні горючого матеріалу ще нижче. Вона близька до температури розкладання для твердих горючих речовин і матеріалів і до температури кипіння рідини для ЛЗР і ГР. Схеми розподілу температур у факелі полум'я при горінні газоподібних, рідких і твердих речовин показані на рис. 3.2.

зони горіння

Зони горіння на пожежах: а - при горінні рідини в резервуарі; б - при горінні всередині будівель; в - при горінні вугілля.

Розподіл температур в полум'я при горінні:

а - газоподібних речовин; б - рідин; в - твердих матеріалів.

Зона теплового впливу.

Зоною теплового впливу називається частина простору, що примикає до зони горіння, в якому тепловий вплив призводить до помітної зміни матеріалів і конструкцій і робить неможливим перебування в ньому людей без спеціальної теплової захисту (теплозахисних костюмів, відбивних екранів, водяних завіс і т.п.).

Якщо в зоні теплового впливу знаходяться горючі речовини або матеріали, то під дією теплових потоків відбувається їх підготовка до горіння, створюються умови для їх займання та подальшого поширення вогню. З поширенням зони горіння, межі зони теплового впливу розширюються, і цей процес повторюється безперервно.

Тепло з фронту горіння поширюється в навколишній простір, як конвекцією, так і випромінюванням. Конвективні потоки гарячих газів спрямовані переважно вгору, а кількість тепла, переноситься ними в одиницю часу, пропорційно градієнту температур між газом-теплоносієм і теплосприймаючої середовищем, і коефіцієнту теплообміну.

Зона теплового впливу на внутрішніх пожежах буде менше за розмірами, ніж на відкритих, так як стіни будівлі грають роль екранів, а площа прорізів, через які можливо випромінювання, невелика. Крім того, дим, який виділяється на внутрішніх пожежах, різко знижує інтенсивність випромінювання, оскільки є хорошою поглинає середовищем. Напрямки передачі тепла в зоні теплового впливу на відкритих і внутрішніх пожежах також різні.

На відкритих пожежах верхня частина зони теплового впліву енергетично більш потужного, оскількі конвектівні Струм и випромінювання збігаються за напрямком. На внутрішніх пожежах напрям передачі тепла випромінюванням може не збігатися з передачею тепла конвекцією, тому зона теплового впливу може складатися з ділянок, де діє тільки випромінювання або тільки конвекція або де обидва види теплових потоків діють спільно.

При ліквідації горіння на пожежах необхідно знати межі зони теплового впливу. Ближньої межею зони теплового впливу є зона горіння, а далека визначається за двома показниками: або по термодинамічної температури в даній точці простору або по інтенсивності променистого теплового потоку. За температурі межа зони теплового впливу приймається в тій частині простору, де температура середовища перевищує 60 ÷ 70 ° С. При даній температурі неможливо тривале перебування людей і виконання ними активних дій по гасінню пожежі.

За дальню межу зони теплового впливу за інтенсивністю променистого теплового потоку приймають таке видалення від зони горіння, де променисте тепло, впливаючи на незахищені частини тіла людини (обличчя, руки) викликають больові відчуття не миттєво, а через проміжок часу, сумірний з оперативним часом, т . Е. часом, необхідним для активного впливу пожежного, збройного засобами гасіння, на основні параметри пожежі. Чисельну величину цього часу слід визначати експериментально на характерних реальних пожежах. Для внутрішніх пожеж в будівлях при середній інтенсивності їх розвитку, при сучасному озброєнні учасника гасіння пожежі (наприклад, стволом тонкораспилённой води, з розчином змочувача або згущувача) цей час умовно можна прийняти рівним 15 сек. Тоді, за експериментальними даними, за дальню межу зони теплового впливу можна умовно прийняти інтенсивність променистого потоку приблизно 3500 Вт / м2.

Зона задимлення.

Зоною задимлення називається частина простору, що примикає до зони горіння і заповнена димовими газами в концентраціях, які створюють загрозу життю і здоров'ю людей або ускладнюють дії пожежних підрозділів.

Зона задимлення може частково включати в себе зону горіння і всю або частину зони теплового впливу. Як правило, зона задимлення - найбільша частина простору на пожежі. Це пояснюється тим, що дим є аерозоль (суміш повітря з газоподібними продуктами повного і неповного горіння і дрібнодисперсного твердої і рідкої фазою), тому він легко втягується в рух навіть слабкими конвективними потоками, а при наявності потужних конвективних потоків, які спостерігаються на пожежах, дим розноситься на значні відстані.

Дим визначається як сукупність газоподібних продуктів горіння органічних матеріалів, в яких розсіяні невеликі тверді і рідкі частинки. Це визначення ширше, ніж більшість поширених визначень диму.

Поєднання сильної задимленості і токсичності становить найбільшу загрозу тим, хто знаходиться в будівлі, охопленому пожежею. Статистичні дані дозволяють зробити висновок про те, що більше 50% всіх смертей при пожежах можна віднести за рахунок те, що люди перебували в середовищі, заповненої димом і токсичними газами.

За невеликими винятками, дим утворюється на всіх пожежах. Дим зменшує видимість, тим самим він може затримати евакуацію людей, що знаходяться в приміщенні, що може привести до впливу на них продуктів згоряння, причому протягом неприпустимо тривалого періоду часу. За цих обставин люди можуть бути вражені шкідливими складовими диму, навіть перебуваючи в місцях, віддалених від вогнища пожежі. Вплив зниженого вмісту кисню і вдихається, гарячих газів стає вельми значними лише поблизу від пожежі.

Особливе значення зона задимлення і зміна її параметрів в часі має на внутрішніх пожежах, при пожежах в будівлях і приміщеннях.

На відкритих пожежах дим, як правило, піднімається вище зони дії людей і рідко має великий вплив на виконання тактико-технічних дій. Положення зони задимлення, залежить в основному від розмірів площі пожежі і метеорологічних умов.

При горінні в зоні реакції (тонкий світиться шар полум'я) виділяється теплота Q. Частина цього тепла передається всередину зони горіння QГ, а інша - в навколишнє середовище Qср. Усередині зони горіння теплота витрачається на нагрів горючої системи, сприяє продовженню процесу горіння, а в навколишньому середовищі теплові потоки впливають на горючі матеріали, конструкції і при певних умовах можуть викликати запалення їх або деформацію.

При сталому горінні в зоні реакції існує теплова рівновага, яке виражається формулою:

Q = QГ + Qср

Q - загальна кількість теплоти, виділеної в зоні реакції горіння, кДж.

Кожному теплового рівноваги відповідає певна температура горіння ТГ, яка інакше називається температурою теплового рівноваги. При цьому стані швидкість тепловиділення дорівнює швидкості тепловіддачі. Дана температура не є постійною, вона змінюється зі зміною швидкостей тепловиділення і тепловіддачі.

Завдання підрозділів пожежної охорони полягає в тому, щоб конкретними діями домогтися такого зниження температури в зоні реакції, при якій горіння припиниться.

Ліквідація горіння - це вплив на тепловиділення і тепловіддачу. Зі зменшенням тепловиділення або зі зменшенням тепловіддачі знижується температура і швидкість реакції. При введенні в зону горіння вогнегасних речовин температура може досягти значення, при якому горіння припиняється. Мінімальна температура горіння, нижче якої швидкість тепловідведення перевищує швидкість тепловиділення і горіння припиняється, називається температурою потухання.

У процесі гасіння пожежі умови потухання створюються: охолодженням зони горіння або палаючого речовини, ізоляцією реагуючих речовин від зони горіння, розведенням реагуючих речовин, хімічних гальмуванням реакції горіння.

У практиці гасіння пожеж найчастіше використовують поєднання наведених принципів, серед яких один є в ліквідації горіння домінуючим, а решта - сприяють.

Вид і характер виконання дій з гасіння пожежі в певній послідовності, спрямованих на створення умов припинення горіння, називають способом гасіння пожежі.

Способи гасіння пожеж (припинення горіння) за принципом, на якому базується умова припинення горіння, підрозділяються на чотири групи:

1) методи, засновані на принципі охолодження зони горіння або палаючого речовини;

2) методи, засновані на принципі ізоляції реагуючих речовин від зони горіння;

3) методи, засновані на принципі розведення реагентів;

4) методи, засновані на принципі хімічного гальмування реакції горіння.

Способи гасіння пожежі (припинення горіння) представлені на рис. 3.4.

Кожен із способів припинення горіння можна виконати різними прийомами або їх поєднанням. Наприклад, створення ізолюючого шару на палаючої поверхні легкозаймистої рідини може бути досягнуто подачею піни через шар пального, за допомогою пенопод'ёмніков, навісними струменями і т.п.

Класифікація вогнегасних речовин.

Вогнегасні засоби по домінуючому принципом припинення горіння підрозділяються на чотири групи:

• охолоджуючого дії;
• ізолюючого дії;
• розбавляють дії;
• інгібуючої дії.

Найбільш поширені вогнегасники речовини, що відносяться до конкретних принципам припинення горіння, наведені нижче.

Вогнегасні речовини, що застосовуються для гасіння пожеж

Вогнегасні речовини охолодження Вода, розчин води з змочувачем, твердий діоксид вуглецю (вуглекислота в снегообразной вигляді), водні розчини солей. Вогнегасні речовини ізоляції Вогнегасні піни: хімічна, повітряно-механічна, компресійна піна (від АПСТ NATISK); Вогнегасні порошкові склади (ОПС); ПС, ПСБ-3, СІ-2, П-1А, Пірант-А, ВЕКСОН-АВС; негорючі сипучі речовини: пісок, земля, шлаки, флюси, графіт; листові матеріали, покривала, щити. Вогнегасні речовини розбавлення Інертні гази: діоксид вуглецю, азот, аргон, димові гази, водяна пара, тонкораспилённая вода, газоводяного суміші, продукти вибуху ВВ, летючі інгібітори, що утворюються при розкладанні галоідоуглеродов. Вогнегасні речовини хімічного гальмування реакції горіння Галоідоуглеводороди бромистий етил, хладони 114В2 (тетрафтордіброметан) і 13В1 (тріфторброметан); склади на основі Галоїди-вуглеводнів 3,5; 4НД; 7; БМ, БФ-1, БФ-2; водоброметіловие розчини (емульсії); вогнегасники порошкові склади.