Вопрос № 1. Открытые пожары и их отличительные особенности

Вводная часть

Дисциплина «Физико-химические основы развития и тушения пожара» является логическим продолжением дисциплины «Теория горения и взрыва».

Цель дисциплины заключаются в том, чтобы сформировать у обучающихся знания о возникновении, развитие и прекращение горения, о закономерностях изменения параметров пожара, выработать у них практические навыки расчета и экспериментального определения основных параметров пожара.

Задачи дисциплины:

- научить обучающихся анализировать обстановку на пожаре исходя из особенностей протекающих физических и химических процессов и явлений, прогнозировать на этой основе изменение обстановки в ходе тушения пожара;

- привить навыки выбора способов и средств прекращения горения на пожаре в зависимости от параметров пожара, вида горючего и условий горения.

Дисциплина «Физико-химические основы развития и тушения пожара» является теоретической базой для изучения дисциплин: «Пожарная тактика», «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре», «Прогнозирование опасных факторов пожара», «Пожарная безопасность технологических процессов», «Производственная и пожарная автоматика» и других.

В результате изучения дисциплины обучающиеся должны:

Знать:

- процессы, приводящие к возникновению и распространению пожаров;

- параметры, определяющие динамику пожаров;

- физико-химические основы прекращения горения на пожарах;

- номенклатуру, способы применения и механизм действия огнетушащих составов;

- параметры прекращения горения на пожарах и принципы их оптимизации.

Уметь:

- проводить анализ изменения параметров процессов горения и параметров пожаров в зависимости от различных факторов;

- рассчитывать параметры прекращения горения различными огнетушащими веществами, выбирать оптимальные способы их подачи в зону горения.

Владеть:

- методами оценки пожарной опасности веществ и строительных материалов.

Формой итогового контроля является дифференцированный зачет.

 

Пожар – неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

Для изучения пожаров, для научно обоснованной системы мер профилактики, для четкой организации руководства действиями подразделений по тушению пожаров и других целей пространство, в котором происходит пожар, и вокруг него условно делят на три зоны:

- зона горения,

- зона теплового воздействия,

- зона задымления.

Эти зоны, как правило, не имеют строгих и четких границ.

Зона горения - часть пространства, в которой происходят подготовка горючих веществ к горению (подогрев, испарение, разложение) и их горение.

При беспламенном горении и тлении, например, хлопка, кокса, войлока, торфа и других твердых горючих веществ и материалов зона горения совпадает с поверхностью горения. Иногда зона горения ограничивается конструктивными элементами - стенами здания, стенками резервуаров, аппаратов и т.д.

Зона горения является теплогенератором на пожаре, так как именно здесь выделяется все тепло и развивается самая высокая температура во фронте пламени.

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

По температуре граница зоны теплового воздействия принимается в той части пространства, где температура среды превышает 60 - 70 °C, по интенсивности лучистого потока примерно 3500 Вт/м².

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

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

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.

Повышение температуры воздуха приводит к снижению работоспособности организма человека. Работоспособность резко снижается уже при температурах порядка 35-40⁰С. Повышение влажности воздуха ещё больше ограничивает предельное время пребывания людей в нем.

При температуре более 60⁰С, в условиях пожара может наступать потеря сознания. Критической считается температура воздуха в помещении 70⁰С.

Отрицательно влияет и тепловое излучение от зоны горения на пожаре. Тепловой поток может привести к ожогу незащищенных участков кожи людей или служить источником зажигания.

Дым на пожаре содержит в себе токсичные продукты и продукты неполного сгорания, отрицательно влияющие на организм человека. Так при горении некоторых органических материалов (шерсти, кожи) выделяются такие вещества как сероводород, синильная кислота, пиридин, акролеин, ацетальдегид. При разложении древесины выделяются формальдегид, ацетальдегид, фенолы, кетоны, оксид углерода и другие соединения. Дым резко снижает видимость, что затрудняет эвакуацию людей и ликвидацию пожара.

В процессе горения происходит снижение концентрации кислорода в воздухе. Концентрация кислорода в 15-16% является опасной для жизни человека.

Классификации пожаров

Единой универсальной классификации пожаров не существует. В специальной литературе встречается несколько классификаций пожаров:

1. по протеканию в открытом или ограниченном пространстве (открытые и внутренние пожары);

2. по агрегатному состоянию горючих веществ (пожары газов, жидкостей и твердых веществ);

3. по виду горючего материала и рекомендуемым средствам его тушения

а) пожары твердых горючих веществ и материалов (А);

б) пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов (В);

в) пожары газов (С);

г) пожары металлов (D);

д) пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением (Е);

е) пожары ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ (F);

4. по степени сложности и опасности пожара (номер или ранг от 1 до 5).

 

Открытые пожары – это пожары, протекающее при отсутствии пространственных ограничений по тепло- и газообмену.

К ним относятся пожары газовых и нефтяных фонтанов, пожары складов древесины, хлопка, караванов торфа и других твердых горючих веществ и материалов, пожары горючих жидкостей в резервуарах, сжиженных газов в газгольдерах, пожары на технологических установках, таких, как ректификационные колонны, сорбционные башни, этажерки и технологические установки на объектах нефтяной, химической, нефтехимической, газовой промышленности. К открытым пожарам относятся также лесные и степные пожары, пожары на торфополях, открытых складах каменного угля, сланца и других горючих материалов. В открытые пожары могут перейти и обычные внутренние пожары в зданиях и сооружениях V степени огнестойкости.

Особенностью открытых пожаров являются условия тепло- и газообмена.

1. На этих пожарах не происходит значительного накопления тепла в газовом пространстве зоны горения, поскольку она не ограничена строительными конструкциями и находится в состоянии интенсивного теплообмена с окружающей средой. Поэтому за температуру таких пожаров, как правило, принимают температуру пламени. Она несколько выше температуры внутренних пожаров, где за температуру пожара принимают среднюю температуру газовой среды в помещении.

2. Газообмен на открытых пожарах не ограничен конструктивными элементами зданий и сооружений и, следовательно, более интенсивен. Газообмен открытых пожаров весьма существенно зависит от внешних естественных газовых потоков: интенсивности и направления ветра.

3. Тепловое воздействие очага пожара на окружающие объекты происходит в основном за счет излучения, так как конвекционные потоки направлены вверх, обеспечивая интенсивный приток в зону горения свежего воздуха, снижая ее температуру.

4. Зона задымления, за исключением горения торфа на больших площадях и леса в безветренную влажную (сырую) погоду, как правило, мала и не создает затруднений по борьбе с открытыми пожарами, как на некоторых внутренних пожарах.

Вывод по вопросу: рассмотренные особенности открытых пожаров в значительной степени определяют специфику методов борьбы с ними, особенности применяемых приемов и способов их тушения, характер действий подразделений пожарной охраны.