Стадии развития пожара их характеристика. В процессе развития пожара различают три стадии

Фазы развития пожара – это отдельные этапы развития пожара, характеризуемые определенными значениями ряда физико-химических и др. 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 Ф.р.п. может быть охарактеризована длительностью и интенсивностью развития пожара, а также другими показателями: интенсивностью тепловыделения, температурой газовой среды в помещении, тепловыми потоками и др.

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 др. 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 в начальной Ф.р.п. горение распространяется на значительную. площадь помещения, прогреваются конструкции и материалы, среднеобъемная температура в помещении достигает 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 Ф.р.п. продолжается 5–40 мин (иногда до нескольких часов). Эта Ф.р.п., 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 Ф.р.п., 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 первой фазе.

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 Ф.р.п. 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.

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.

Источники: Пожарная тактика: учебное пособие. Кимстач И.Ф., Девлишев П.П., Евтюшкин Н.М. –М., 1984; Пожарная тактика. Повзик Я.С., Клюс П.П., Матвейкин А.М. –М., 1990.

Как бы неожиданно ни возникал пожар, дальнейшее его развитие будет идти по определенной схеме.

Описание и характеристика фаз пожара

Всего различают несколько фаз пожара:

1. Начало возгорания.
2. Интенсификация горения.
3. Объемное развитие пожара:

• в закрытом объеме;
• в открытом объеме.

1. Стабилизация.
2. Снижение интенсивности.
3. Догорание.

С началом возгорания среднеобъемная температура вырастает до 200 град., увеличивается, а затем медленно снижается расход приточного кислорода. Одновременно растет процент диоксида углерода (13% и больше).

Горючие материалы проходят бурный процесс разложения, выгорают под действием теплоты. Длительность 1 фазы пожара в среднем составляет 2-30% общей продолжительности процесса (или 1-10 минут), более точно данный показатель будет зависеть от таких параметров:

• скорость выгорания материалов;
• скорость распространения огня.

2 фаза, уже исходя из ее названия, характеризуется интенсификацией всех параметров, имевших место в самом начале возгорания:

• увеличивается объем зоны пожара;
• растут тепловые потоки;
• скорость распространения огня также увеличивается;
• температура в помещении поднимается до отметок в 250-300 град.

Длительность второй фазы - около 5-10 минут.

Далее процесс начинает не просто распространяться линейно по поверхности горючего материала, а захватывать объем помещения. Воспламеняются все имеющиеся в помещении горючие материалы и предметы, даже находящиеся на расстоянии от прямого пламени. Происходит это через воздушные просветы при содействии тепловых потоков.

В тот момент, когда в помещении нарушается целостность остекления (что происходит при температуре в 300 град. Цельсия), резко возрастает интенсивность газообмена и увеличивается приток кислорода. Как результат, наблюдается:

• небольшое снижение температуры в помещении;
• рост полноты сгорания;
• рост скорости выгорания;
• рост скорости распространения горения;
• рост удельного и общего тепловыделения.

После незначительного снижения, температура опять резко возрастает до значений 800-900 град., становятся максимальными интенсивность выгорания и задымленность помещения.

На 20-25 минуте со времени начала пожара наблюдается переход процесса в фазу стабилизации. Продолжительность этой стадии - около получаса.

В том случае, если пожар развивается свободно (т. е. отсутствуют попытки его тушения), за фазой стабилизации следует фаза снижения интенсивности. Количество продуктов горения в этой фазе максимально, концентрация кислорода, наоборот, минимальна (16-17%). В помещении постепенно спадает задымленность, уменьшается температура, растет оптическая плотность среды.

Пожар постепенно затухает, сила и площадь горения снижаются. Наблюдается медленное тление, а после - полное прекращение пожара.

Важные моменты

Следует помнить, что доступ на место пожара (даже после полной остановки огня) запрещен. Причин этого несколько - от угрозы обвала выгоревших конструкций до необходимости обследования места происшествия экспертами.

В случае прибытия службы пожарной охраны на место пожара (на любой стадии возгорания), сотрудники сначала производят разведовательные работы, устанавливая наличие и характер угрозы для людей; наличие людей в горящем здании; точное местонахождение очага возгорания; площадь пожара и т. д.

На основании установленной руководителем информации, у пожарников появляется возможность действовать более осознанно и эффективно.

Пожар имеет 3 стадии развития, которым предшествует возгорание, т.е. первые признаки появления огня.

Первая стадия - начальная. Она характеризуется неустойчивостью, сравни­тельно низкой температурой в зоне пожара, малой высотой факела пламени и не­большой площадью очага горения. На этой стадии граждане могут и должны по­пытаться сами справиться с огнем, имея необходимые знания, умения и простейшие средства тушения огня. Так, например, на уроке химии учительница быстро погаси­ла начавшееся возгорание, накрыв пламя войлочным матом.

Вторая стадия характеризуется значительным увеличением тепла, факела пла­мени и площади горения. Так, например, если при выжигании прошлогодней травы на даче огонь перекинулся на деревья и соседние постройки, то без мобилизации большого количества людей и водяных насосов с огнем не справиться.

Третья стадия характеризуется высокой температурой, большой площадью го­рения, деформацией и обрушением конструкций. Такие пожары могут быть лока­лизованы и потушены только профессиональными подразделениями при наличии специальной техники.

Опасные факторы пожара

Опасные факторы пожара- факторы пожара, воздействие которых может при­вести к травме, отравлению или гибели человека и (или) к материальному ущербу;

Опасные факторы пожара (из ФЗ № 123, ст. 9):

1. К опасным факторам пожара, воздействующим на людей и имущество, относятся:

1) пламя и искры;

2) тепловой поток;

3) повышенная температура окружающей среды;

4) повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;

5) пониженная концентрация кислорода;

6) снижение видимости в дыму.

2. К сопутствующим проявлениям опасных факторов пожара относятся:

1) осколки, части разрушившихся зданий, сооружений, транспортных средств, технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

2) радиоактивные и токсичные вещества и материалы, попавшие в окружающую среду из разрушенных технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

3) вынос высокого напряжения на токопроводящие части технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

4) опасные факторы взрыва, происшедшего вследствие пожара;

5) воздействие огнетушащих веществ.

Предельно допустимое значение опасного фактора пожара (ПДЗ ОФП)

Значение опасного фактора, воздействие которого на человека в течение критической продолжительности пожара не приводит к травме, заболеванию или отклонению в состоянии здоровья в течение нормативно установленного времени, а воздействие на материальные ценности не приводит к потере устойчивости объекта при пожаре.

Температура среды…………..……70 С

Тепловое излучение………………500 Вт/см 2

Концентрация, % по объёму

СО…………………...…...0,1%

СО 2 ……………………... 6 %

О 2 ………………….…….. менее 17%

Задымление (потеря видимости) ….2,38 балла

ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ ПОЖАРА

Опасные факторы пожара:

Непосредственное действие огня на людей и предметы. Люди попадают под действие открытого огня сравнительно редко, чаще всего имеет значение его дистанционное воздействие.

Световое и тепловое воздействие на людей, предметы и объекты. Наиболь­шую опасность для людей представляет вдыхание перегретого воздуха, вызывающее ожоги верхних дыхательных путей, удушье и смерть. Так, при температуре 100 °С человек теряет сознание и гибнет через несколько минут.

Эффект воздействия высокой температуры на организм человека в значительной мере зависит от влажности воздуха: чем выше влажность, тем ниже критическая температура. Для начальной стадии пожара, которая характеризуется сравнительно высокой влажностью, критическая температура находится в пределах 60-70 °С.

Переносимость человеком лучистых потоков зависит от интенсивности облуче­ния. Чем выше интенсивность облучения, тем меньше время, в течение которого человек способен выдерживать воздействие лучистых потоков. В качестве критиче­ской может быть принята интенсивность, равная 3000 Вт/м 2 , при которой время до появления болевых ощущений составляет примерно 10-15 с, а время переносимо­сти - 30-40 с.

Пониженная концентрация кислорода в окружающем воздухе. В норме концентрация кислорода в воздухе 21%. При его кон­центрации менее 14 % нарушается работа мозга и координация движений, возникает реальная опасность для жизни, а при концентрации 10-11 % смерть наступает в течение нескольких минут.

Действие ядовитых веществ, которые применялись в технологическом про­цессе или образовались в процессе и в результате горения. Так, весьма опасен дым от горения полимерных и синтетических материалов, широко используемых в от­делке помещений, как офисных, так и квартирных; дым от горящего мебельного поролона, содержащий цианистые соединения. Особенную опасность представляет угарный газ.

Концентрации токсичных продуктов горения, представляющие опасность для жизни человека, характеризуются следующими значениями. Наиболее опасным яв­ляется продукт неполного горения - оксид углерода (СО), концентрация которого в размере 0,5 % вызывает смертельное отравление через 20 мин, а при концентрации 1,3 % смерть наступает в результате 2-3 вдохов. Углекислый газ (С0 2) является менее опасным, так как вызывает реальную опасность для жизни только при значительных концентрациях (8-10 %).

Отдельные пожары (при горении полимерных материалов) могут сопровождать­ся выделением в окружающую среду таких токсичных соединений, как цианистый водород, фосген, оксиды азота, сероводород, хлористый водород и др., незначитель­ная концентрация которых является смертельной для человека

Потеря видимости, задымление, затрудняющее ориентирование.

Сильное задымление помещений и путей эвакуации приводит к потере ориенти­ровки эвакуирующимися.

В повседневной жизни люди могут передвигаться в любых направлениях. При пожаре все устремляются к выходам, т.е. движение происходит в одном направле­нии.

В обычных условиях давление людей друг на друга в движущихся потоках прак­тически отсутствует. При пожаре в силу психологического фактора или воздействия неблагоприятных условий часть людей проявляет физические усилия для того, что­бы быстрее покинуть опасную зону.

Из-за этого плотность людских потоков на путях эвакуации значительно превы­шает плотность при движении в нормальных условиях и в некоторых случаях до­стигает предельных значений - 10-12 чел./м 2 .

Осколочные поля, создаваемые взрывами баллонов с газом, телевизоров, ле­тящими осколками стекол, обломками разрушенных сооружений и технологического оборудования. Падающие части строительных конструкций, агрегатов и установок могут придавить человека или привести к травмам различного характера и степени тяжести. Это в значительной мере воспрепятствует самостоятельному выходу чело­века из зоны бедствия.

Лекция №5. Пожары.

Физико-химические основы пожаров. Виды горения при пожарах. Участвующие в горении вещества и характеризующие их параметры. Параметры пожаров. Классификация пожаров. Внутренние и открытые пожары. Тушение пожаров. Огнетушащие вещества.

Согласно ГОСТу пожар это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб и представляющее угрозу для здоровья и жизни человека.

В основе горения в подавляющем большинстве лежат быстротекущие химические реакции окисления сгораемых материалов кислородом воздуха, в первую очередь углерода с образованием СО 2 , и водорода с образовани­ем Н 2 О.

Для всех пожаров характерны:

Горение с выделением тепла и продуктов сгорания;

Газообмен, осуществляемый по механизму конвективных газовых по­токов, обеспечивающий приток кислорода воздуха в зону горения и отвод продуктов сгорания из нее;

Передача тепла из зоны горения в окружающее пространство, в том числе горючим материалам, без чего невозможен непрерывный процесс го­рения.

Виды горения при пожарах.

Под воздействием тепла, выделяемого источником зажигания, газы, жидкости, твер­дые вещества и пыли ведут себя по-разному. При пожарах различают два основных вида горения: гомогенное и гетерогенное.

При гомогенном горении окислитель и горючее находятся в газовой фазе. Помимо того, что гомогенное горение имеет место при сгорании го­рючего газа, все горючие жидкости перед воспламенением испаряются, об­разуя газообразную среду. Большинство твердых веществ в процессе наг­рева при пожаре плавятся, разлагаются и испаряются, выделяя газообраз­ные фракции. Полученная любым из этих превращений газообразная среда смешивается с воздухом и горит.

При гетерогенном горении горючее находится в твердом состоянии, а окислитель в газообразном, и реакция окисления горючего происходит в твердой фазе. Твердые вещества, превращенные в пыль (угольную, метал­лическую, текстильную), при перемешивании с воздухом образуют пожа­ровзрывоопасные пылевоздушные смеси.

Поскольку при горении на пожарах роль окислителя чаще всего вы­полняет кислород воздуха, окружающего зону протекания химических реак­ций, интенсивность горения определяется не скоростью протекания этих реакций, а скоростью поступления кислорода из окружающей среды в зону горения.

Зоны пожара.

В пространстве, в котором развивается пожар, условно рассматрива­ют три зоны: горения, теплового воздействия и задымления.

Зоной горения называется часть пространства, в которой происходит подготовка горючих веществ к горению (подогрев, испарение, разложение) и их горение.

Зоной теплового воздействия называется часть пространства примы­кающая к зоне горения, в котором тепловое воздействие приводит к замет­ному изменению состояния материалов и конструкций и делает невозможным пребывание в ней людей без специальной защиты. Внешняя граница этой зоны соответствует температуре 60-70 о С.

Зоной задымления называется часть пространства в котором от дыма создается угроза жизни и здоровью людей (статистика показывает, что большая часть людей на пожаре гибнет от удушья).

Участвующие в горении вещества и характеризующие их параметры.

Основные положения

По агрегатному состоянию участвующие в горении вещества подразде­ляют на газообразные, жидкие и твердые.

К газам относятся вещества, абсолютное давление паров которых при температуре 50 о С равно или превышает 300кПа, или критическая тем­пература которых менее 50 о С.

К жидкостям - вещества, температура плавления (каплепадения) которых менее 50 о С.

К твердым - вещества с температурой плавления (каплепадения) 50 о С и выше. В твердых ве­ществах особую группу составляют пыли, т.е. диспергированные вещества с размером частиц менее 850мкм.

По возможности возгорания вещества подразделяют на негорючие, трудногорючие и горючие. Негорючие (несгораемые) - это вещества и ма­териалы, не способные гореть на воздухе. Трудногорючие (трудносгораемые) - это вещества и материалы, способные возгораться в воздухе от источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления. Горючие (сгораемые) - это вещества и материалы способные са­мовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоя­тельно гореть после его удаления.

Из группы горючих выделяют легковоспламеняющиеся вещества и мате­риалы, т.е. такие, которые способны воспламеняться от кратковременного (до 30 секунд) воздействия источника зажигания с низкой энергией (пла­мя спички, искра, сигарета и т.п.).

Параметры пожаров.

К основным параметрам пожара относятся: пожарная нагрузка, массовая скорость выгорания, скорость распространения пожара, температура пожара, интенсивность выделения тепла и др.

характеризует энергетический потенциал сгорае­мых материалов, приходящийся на единицу соответствующей площади (пола или участка земли).

Пожарная нагрузка помещения состоит из постоянной (все сгораемые конструкции сооружения) и временной (находящиеся в помещении материа­лы).

Массовая скорость выгорания - потеря массы горящего материала в единицу времени. Она зависит от отношения площади поверхности горения веществ к их объему, плотности упаковки, условий газообмена и других причин. Чем больше скорость выгорания, тем выше температу­ра, развиваемая при пожаре.

Скорость распространения пожара определяется скоростью распрост­ранения пламени по поверхности горючего материала. Она зависит от мно­гих факторов (вида материала, способности к воспламенению, начальной температуры, направления газового потока, степени измельчения материа­ла и др.).

При увеличении температуры скорость увеличивается, а при достиже­нии температуры самовоспламенения материалов их поверхность охватыва­ется пламенем почти мгновенно.

Классификация пожаров.

В зависимости от вида горящего материала различают пожары классов А,В,С,Д.

При пожарах класса А - горят твердые вещества,

класса В - горят жидкости,

класса С - горят газы,

класса Д - горят металлы.

Каждый из рассмотренных классов делится на подклассы (Классификация ИСО).

По признаку изменения площади пожары делятся на распространяющие­ся и нераспространяющиеся.

По масштабу различают отдельный пожар (горит одно здание или одно сооружение), сплошной пожар (одновременное горение преобладающего числа зданий и сооружений на данном участке застройки), массовый пожар (со­вокупность отдельных и сплошных пожаров). При слабом ветре массовый пожар может перейти в огненный шторм (образование одного гигантского турбулентного факела и радиального притока воздуха).

По условиям массо и теплообмена с окружающей средой различают по­жары в ограждениях (внутренние пожары) и на открытой местности (отк­рытые пожары).

Внутренние пожары.

Стадии пожара в помещении.

При пожарах в помещении выделяют три стадии - начальную, основную (развитую), конечную.

В соответствии с Федеральным законом от 22 июля 2008 г. "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности", применяются следующие классификации пожаров:

1. По виду горючего материала (используется для обозначения области применения средств пожаротушения);

2. По сложности их тушения (используется при определении состава сил и средств подразделений пожарной охраны и других служб, необходимых для тушения пожаров);

3. Опасные факторы пожара (используется при обосновании мер пожарной безопасности, необходимых для защиты людей и имущества при пожаре).

По виду горючего материала пожары подразделяются на следующие классы:

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

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

3) пожары газов (C);

4) пожары металлов (D);

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

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

Номер (ранг) пожара – условный признак сложности пожара, определяющий в расписании выезда необходимый состав сил и средств гарнизона, привлекаемых к тушению пожара.

По сложности тушения пожары подразделяются на следующие категории:

Вызов №0 – поступило сообщение о задымлении или пожаре. На место вызова выехало одно отделение, но ничего не обнаружили (ложный вызов).

Вызов №1 – поступило сообщение о задымлении или пожаре. На место вызова выехало два отделения на двух основных пожарных автомобилях (автоцистернах). Обнаружен пожар. Приступили к тушению.

Вызов №1 БИС – подтверждено сообщение о пожаре. При нехватке сил и средств дополнительно запрашиваются в помощь еще два отделения. Всего на месте пожара работают четыре отделения.

Вызов №2 – подтверждено сообщение о пожаре. При большой площади горения, нехватке сил и средств, отсутствии водоисточников и других проблемах, запрашиваются дополнительно еще два отделения из соседних районов. Всего на месте пожара работают шесть отделений.

Вызов №3 – подтверждено сообщение о пожаре, сложная обстановка, запрошены дополнительные силы. Обстоятельства, аналогичные вызову 2. Всего на месте пожара работают 10 отделений.

Вызов №4 – подтверждено сообщение о пожаре, сложная обстановка, запрошены дополнительные силы. На месте пожара работают 13 отделений.

Вызов №5 – подтверждено сообщение о пожаре, сложная обстановка, запрошены дополнительные силы. На месте пожара работают 15 отделений.

К опасным факторам пожара, воздействующим на людей и имущество, относятся:

1) пламя и искры;

2) тепловой поток;

3) повышенная температура окружающей среды;

4) повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;

5) пониженная концентрация кислорода;

6) снижение видимости в дыму.

К сопутствующим проявлениям опасных факторов пожара относятся:

1) осколки, части разрушившихся зданий, сооружений, строений, транспортных средств, технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

2) радиоактивные и токсичные вещества и материалы, попавшие в окружающую среду из разрушенных технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

3) вынос высокого напряжения на токопроводящие части технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

4) опасные факторы взрыва, происшедшего вследствие пожара;

5) воздействие огнетушащих веществ.