2пожар и его развития. Пожар и его развитие

• Название: Пожар и его развитие
• Дата: 11.04.2022
• Размер: 212.5 Kb.
• Имя файла: 2пожар и его развития.doc
• Тип: Конспект; #461845
• страница: 1 из 4

«У Т В Е Р Ж Д А Ю»

Начальник кафедры «Безопасности

жизнедеятельности» ЦППС ГЗ при МЧС КР.

капитан Ч.У. Ногойбаев

«____» __________________________2018 г.



План – Конспект
Тема: «Пожар и его развитие»

Время: 1 час

Метод проведения: лекция

Цель: Изучить данную тему

Литература: 1. «Пожарная тактика» Я.С.Повзик 1991г.

Ход проведений занятий

1. Изложение нового материала

2. Закрепление нового материала

3.Подведение итогов
Пожар и его развитие.
Пожар представляет собой слож­ный физико-химический процесс, включающий помимо горения явления массо- и теплообмена, развивающие­ся во времени и пространстве. Эти явления взаимосвязаны и характери­зуются параметрами пожара: ско­ростью выгорания, температурой и т. д. и определяются рядом условий, многие из которых носят случайный характер.

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

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

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

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

Статистический учет пожаров, ве­дущийся в нашей стране и других развитых странах, позволяет выявить примерное распределение ущерба и гибели людей по зданиям различного назначения от опасных факторов пожара, Под опасным фактором пожа­ра понимают фактор пожара, воз­действие которого приводит к трав­мам, отравлению или гибели челове­ка, а также к уничтожению (по­вреждению) материальных ценностей.

Опасными факторами пожара (ОФП), воздействующими на людей, являются: открытый огонь и искры; повышенная температура окружаю­щей среды, предметов и т. п.; токсичные продукты горения, дым; пониженная концентрация кислорода; падающие части строительных конст­рукций, агрегатов, установок и т.п.; опасные факторы взрыва (ГОСТ 12.1. 004–85).

Наибольший материальный ущерб наносят пожары в производственных и складских зданиях, гибель людей от ОФП чаще происходит в жилых зданиях. Пожары в многоэтажных производственных зданиях возникают сравнительно редко, но быстро разви­ваются по вертикали, материальный ущерб от них в несколько раз пре­вышает ущерб от пожаров в одноэтаж­ных зданиях. К большим материальным потерям и человеческим жертвам приводят крупные пожары. Так, при пожаре, происшедшем в 1977 году в Саутгейте (США) погибло около 400 человек.

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

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

Таким образом, на пожарах проис­ходят различные явления, взаимо­связанные друг с другом. Они проте­кают на основе общих физико-химических и социально-экономичес­ких законов, характеризуются соответ­ствующими параметрами, знание ко­торых позволяет определить количест­венные характеристики каждого явле­ния, необходимые для качественной оценки обстановки на пожаре (фор­мирования вывода на основе обобще­ния и анализа сведений о явлениях, сопровождающих пожар) и принятия оптимального решения на его тушение. С целью детального изучения пожа­ров и разработки тактики борьбы с ними все пожары классифицируются по группам, классам и видам. Класси­фикация их производится на основе распределения по признакам сходства и различия.

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, напри­мер древесина, бумага, текстильные изделия и т. п., то пожары относятся к подклассу А1, неспособные тлеть. например пластмассы,– к подклассу А2.

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

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

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

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

Кроме того, в классификации сле­дует отдельно выделить подгруппу пожаров на открытых пространст­вах – массовый пожар, под которым понимают совокупность отдельных и сплошных пожаров в 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 принято называть сплошным пожа­ром. При слабом ветре или при его отсутствии массовый пожар может перейти в огневой шторм. Огневой шторм – это особая форма пожара, характеризующаяся образованием единого гигантского турбулентного факела пламени с мощной конвективной колонкой восходящих пото­ков продуктов горения и нагретого воздуха и притоком свежего воздуха к границам огневого шторма со ско­ростью не менее 14–15 м/с.

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

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

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

По характеру воздействия на огра­ждения пожары подразделяются на локальныеиобъемные.

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.
Основные параметры пожара
Для решения вопросов пожарной безопасности в рамках системы проти­вопожарной защиты необходимо знать и уметь прогнозировать поведение по­жара в процессе его развития в конкретных условиях, правильно оце­нивать обстановку на пожаре. Прог­нозирование развития пожара пред­полагает использование методов рас­чета направлений и скоростей рас­пространения горения, продолжитель­ности развития пожара, изменений во времени температуры и компонен­тов газовой среды, интенсивности га­зообмена и других параметров по­жара.

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, газо- и теплообмена. Они изменяются во времени, пространстве и характе­ризуются параметрами пожара. По­жар рассматривается как открытая термодинамическая система, обмени­вающаяся с окружающей средой веществами и энергией.

Рассмотрим 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 образовани­ем ламинарного или турбулентного диффузионного 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 количество теплоты, отнесенное к единице поверхности пола, которое может выделиться в помещении или здании при пожаре.

Пожарную нагрузку Р, МДж/м²,определяют как сумму постоянной и временной пожарных нагрузок. В постоянную пожарную на грузку 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 санитарно-техническое оборудование, изоляция, материалы, находящиеся в расходных складах, мебель и другие, способные гореть.

Под скоростью выгорания пони­мают потерю 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).

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.

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.

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). Интенсивность тепловыделения на пожаре зависит от газообмена.

При пожаре выделяются газооб­разные, жидкие и твердые вещества. Их называют продуктами горения, т. е. веществами, образовавшимися в ре­зультате горения. Они распростра­няются в газовой среде и создают задымление.

Дым – это дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоя­щая из газов, паров и 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. Изучение газообмена на открытых пространствах и при небольшой пло­щади горения в помещениях прово­дится на основе законов аэродина­мики, и при рассмотрении процессов газообмена требует специальных знаний.

Процесс газообмена при пожаре в помещении на уровне средних по его объему термодинамических парамет­ров (Р_τ, r, Т_τ –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 задымления 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.).

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 отсутствии 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.

Эти условия могут быть выполне­ны в случае, когда между излучаемой и облучаемой поверхностями будет такое расстояние, при котором интен­сивность облучения объекта или тем­пература на его поверхности не пре­вышала бы допустимых величин (т. е. минимальные g_доп объекта в течение определенного времени, ниже значе­ний которых его воспламенение не происходит) или допустимых значений для данного объекта в течение определенного времени, по истечении которого необходимо обеспечить его защиту.