Сборник информации по пожарному делу.
-
Тема 1. Теория огня и пожаров.
Химия и физика горения
- Что такое пожар и его причины -
Пожар – это неконтролируемый процесс горения вне специального очага, возникший
непроизвольно или по злому умыслу, в ходе которого выделяются тепло и дым, а также который
сопровождается материальным ущербом и угрожает здоровью или жизни людей.
Причины возникновения пожаров – неосторожное обращение с огнем, нарушение правил
пожарной безопасности, неправильные действия во время возгорания, что способствует быстрому
распространению пламени, и многое другое. Чтобы избежать неконтролируемого горения,
необходимо знать, что может стать причиной пожара на производственных объектах и в быту.
Основные причины пожаров следующие: - использование неисправного оборудования или бытовых приборов;
- оставление открытого огня без присмотра;
- поджег травы, мусора;
- взрыв горючих веществ, снарядов;
- поврежденная электропроводка;
- неправильная установка электро- и нагревательного оборудования;
- утечка взрывоопасных веществ;
Существует 3 типа пожаров: бытовой, промышленный, природный (лесной, степной, торфяной). Их
провоцируют такие факторы:-
Нагрев основного материала до высоких температур.
-
Открытый огонь. Это газовые горелки, паяльные и керосиновые лампы, камины, костры,
свечи. -
Поступление веществ, поддерживающих горение. К их числу относятся горючие и
легковоспламеняемые материалы: бензин, керосин, солярка, технические масла, газ.
Способствуют возгоранию: тепло, ветер, кислород. -
Скопление пыли, которая способна электризоваться и самовозгораться. Большую
опасность в ней представляют мелкие частицы некоторых металлов (алюминий, бронза,
железо и др.), которые - образуются в процессе металлообработки. Они имеют большую
удельную поверхность окисления, поэтому в результате химической реакции выделяется
тепло, которое приводит к самовозгоранию. -
Сосредоточение большого количества горючих материалов на небольших площадях и
хранение их в ненадлежащем состоянии. -
Халатность человека. Имеется в виду неумелое обращение с электро- и газовыми
приборами, нарушение правил использования открытого огня, пренебрежение нормами
противопожарной безопасности. -
Человеческий фактор всегда был и остается главной причиной неконтролируемого
распространения огня.
Причины возникновения пожаров в быту.
Согласно пожарной статистике, возгорания в жилых и хозяйственных постройках встречаются
чаще, чем в других местах.
Они бывают электрического и неэлектрического характера. Первые связаны с электрическим
током, причиной пожара может стать: -
замыкание электропроводки;
-
эксплуатация неисправных электроприборов;
-
работа с паяльником;
-
перегрузка электросети.
-
К причинам, не связанным с электричеством, относится использование огня, и встречаются
они в 4 раза чаще. Это следующие факторы:
К причинам, не связанным с электричеством, относится использование огня, и встречаются они в 4
раза чаще. Это следующие факторы: -
Утечка газа. К ней приводит самовольная установка газовых приборов или их ремонт не
мастером. Другая причина – приготовление пищи на газовой плите без присмотра. -
Курение в неприспособленных для этого местах: в постели, вблизи газовой плиты, на
балконе. В сараях, чуланах находится большое скопление бумаги, мусора, пыли, могут
храниться легковоспламеняющиеся материалы, поэтому курение в хозпостройках создает
пожароопасную ситуацию. -
Игры детей с огнем, чаще всего со спичками.
-
Использование пиротехнических средств: бенгальских огней, петард, хлопушек,
фейерверков и пр. -
Разведение костров на чердаке или в подвале, жарение шашлыков на балконе.
-
Пользование свечами или керосиновыми лампами.
-
Неосторожное обращение с красками и лаками, легковоспламеняющимися препаратами
бытовой химии. -
Неумелое использование газовых горелок и другого огнеопасного инструмента при
проведении ремонта в доме.
Лесные и степные пожары.
Возгорание в лесу и степи относится к стихийным бедствиям. Пламя распространяется быстро,
уничтожая на пути кустарники, траву, деревья и лесных жителей. Их виновником чаще всего
бывает человек. Возможные причины пожаров – курение в жаркую и сухую погоду, подпал
человеком травы, разжигание костров на отдыхе. Иногда пожар возникает в грозу.
Огонь в лесу может распространяться по кронам деревьев (беглый, или верховой, пожар). Его
скорость достигает 400-500 м/мин. Горящие ветки и искры разлетаются в стороны, образуя новые
очаги возгорания. При низовых пожарах (происходят в 90% всех случаев) горит растительность,
находящаяся в нижнем ярусе. Высота пламени не более 1,5 м, скорость распространения – 2-3
м/мин.
Степные возгорания – это сезонное явление, происходит в июле-августе, когда травы и зерновые
высыхают. Причина – пользование огнем на площадях с сухостоем. Распространяется огонь с
большой скоростью (в ветреную погоду до 120 км/час) из-за густоты посевов, уничтожая всю
растительность, а также птиц и животных, которые попросту не успевают скрыться. Еще одна
причина распространения пожаров – уменьшение поголовья домашнего и дикого скота, который
вытаптывал траву, создавая естественную преграду для огня.В офисах и на предприятиях.
Основные причины пожаров на производстве – нарушение технологического процесса,
неисправности электрооборудования, повреждение электропроводки. Главная причина
возгораний на предприятиях – нарушение противопожарных норм. К ним относятся: отсутствие
огнетушителей, аварийных сливов для горящих жидкостей, противоогневых заграждений,
противопожарной обработки коммуникаций и строительных конструкций. Особый риск
представляет пожароопасное производство, на котором используются горючие жидкости,
химические или взрывоопасные вещества, открытый огонь.
В офисах частыми причинами пожаров становятся неполадки с электроприборами, розетками и
выключателями. Опасность представляет включение нескольких приборов в одну розетку с
помощью разветвителей.
Другая причина – курение в неотведенных для этого местах и отопление электронагревательными
приборами с открытой спиралью. Возникновению пожаров в офисах способствует наличие
большого количества бумаги, которая является легковоспламеняющимся материалом.В квартирах и домах.
Огонь в многоквартирном доме может распространиться из отдельной квартиры (очага
возгорания) или из подвала. Основные причины возникновения пожара – утечка газа,
неисправности в электропроводке и неосторожные действия с огнем. Если подвал в доме не
закрывается, туда проникают дети и устраивают игры с огнем, либо это могут быть бездомные,
которые для обогрева разводят костер. Большое значение в распространении пожара имеет
ненадлежащее состояние лестничных клеток.
В домах с печным отоплением причиной пожара становится большое скопление сажи в
дымоходах. Нередки случаи, когда возгорание происходило из-за выброшенной под деревянную
постройку горячей золы. Хранение в сарае газовых баллонов, канистр с бензином и другими
горючими материалами также пожароопасно.
Причина пожаров, связанная с эксплуатацией приборов, одна из самых распространенных (почти
30% всех случаев). После выкипания воды электрочайник может спровоцировать возгорание через
3-5 минут, а водонагреватель – через 15 минут. Долго работающая электрическая плитка с накалом
нагревательного элемента 600-700 °C нагревается до 200-300 °C, отчего прилегающие к ней
поверхности могут легко воспламениться.- Основные опасности пожара: дым, тепло, токсичные газы-
Опасные Факторы Пожара (ОФП) — это факторы, воздействие которых приводит к травме,
отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу.
Пожары всегда были и остаются страшным бедствием. Наиболее опасны среди них бытовые
пожары, которые зачастую приводят к человеческим жертвам. Именно в них пострадавшие
получают сильнейшие ожоги и травмы, остаются без крова и средств к существованию.
Опасными факторами пожара являются: пламя и искры, повышенная температура окружающей
среды, токсичные продукты горения и термического разложения, дым, пониженная концентрация
кислорода, осколки и части разрушившихся аппаратов, установок, конструкций; радиоактивные и
токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок;
электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие
части конструкций, аппаратов, огнетушащие вещества.Воздействие пламени или теплового потока его инфракрасного излучения на кожу человека
может привести к термическому ожогу. Кроме того, для человека представляет опасность
накопление в организме тепла, результатом чего является «тепловой удар». В открытом огне
сгорают или обугливаются элементы зданий и конструкций, выполненных из сгораемых
материалов, происходит пережог, деформация и обрушение металлических ферм, балок
перекрытий и других конструктивных деталей сооружения.Повышенная температура окружающей среды.
может вызвать разной степени ожоговые
поражения дыхательных путей, кожи и глаз человека. Допустимая температура нагрева кожи 45 °С,
после чего появляется боль. Человек может выдержать температуру окружающего воздуха 95–120
°С в течение 35–20 минут, 60–70 °С в течение 80–40 минут. При температуре воздуха около 150 °С
происходит практически мгновенный ожог дыхательных путей.Токсичные продукты горения и дым. При неполном сгорании веществ образуется дым. В дыму
человек теряет ориентацию в пространстве. Эвакуация в таких условиях затрудняется или
становится невозможной. Кроме того дым представляет собой смесь продуктов горения, в том
числе и ядовитых соединений: оксид углерода, синильную кислоту, фосген, альдегиды и пр.
- Фазы развития пожара -
Фазы развития пожара указывают на длительность и интенсивность пожара, тоесть его развитие. В
общей сложности существует 3 фазы развития пожара, а именно:-
Начальная фаза развития пожара - эта фаза соответствует развитию пожара от источника
зажигания до того момента когда помещение будет полностью охвачено пламенем. Эта
фаза и есть началом пожара. Обычно начальная фаза развития пожара длится 10 минут.
Одна из главных задач пожарных - приехать как можно быстрее для того что бы не
допустить второй/третьей фазы, поэтому для нас время реакции очень важно тем более с учетом того что данная фаза самая короткая из всех, что бы потушить еще не полностью
развитый огонь. -
Фаза объемного развития пожара - это вторая фаза которая идет после начальной, уже
развитый пожар. Начинается объемное развитие пожара, когда пламя заполняет весь
объем помещения, и процесс распространения пламени происходит уже не поверхностно,
а дистанционно, через воздушные разрывы. На этой стадии развития пожара попытки
тушить огонь первичными средствами пожаротушения не только бесполезны, но и
приводят к гибели добровольцев. -
Затухающая фаза пожара - В течение третьей фазы происходит догорание в виде
медленного тления, после чего через некоторое время (иногда весьма продолжительное)
пожар догорает и прекращается. Данную фазу нельзя ни в коем случае принимать за
“концом небезопасности”, потому что пожар все равно требует определенных мер, иначе
под воздействием порыва ветра, огонь может разгореться с новой силой, тем самым начав
новое возгорание.
- Горючие вещества, виды, опасность -
Горючие вещества (материалы) – это вещества (материалы), способные к взаимодействию с
окислителем (кислородом воздуха) в режиме горения. По горючести вещества (материалы)
подразделяют на 3 группы: негорючие вещества и материалы – не способные к самостоятельному
горению на воздухе; трудногорючие вещества и материалы – способные гореть на воздухе при
воздействии дополнительной энергии (источника зажигания), но не способные самостоятельно
гореть после его удаления; горючие вещества и материалы – способные самостоятельно гореть
после воспламенения или самовоспламенения (самовозгорания). Горючие вещества – понятие
условное, т.к. в режимах, отличных от стандартной методики, негорючие и трудногорючие
вещества и материалы нередко становятся горючими.
Среди горючих имеются вещества (материалы) в различном агрегатном состоянии: газы, пары,
жидкости, твёрдые вещества (материалы), аэрозоли. Практически все органические химические
вещества относятся к горючим веществам. Среди неорганических химических веществ также
имеются горючие вещества (водород, аммиак, гидриды, сульфиды, азиды, фосфиды, аммиакаты
различных элементов).
Все горючие вещества можно разделить на три основные категории: твёрдые, жидкие и
газообразные.
Твёрдые горючие вещества встречаются чаще всего в виде древесины, бумаги, угля и различных
пластиков. Они имеют сравнительно низкую скорость распространения огня, но способны
создавать мощные очаги горения при высоких температурах. Особую опасность представляют
некоторые виды пластмасс, которые при горении выделяют токсичные газы, такие как цианиды и
хлороводород.
Жидкие горючие вещества включают в себя бензин, керосин, спирты, масла и растворители. Их
особенность заключается в том, что горит не сама жидкость, а её пары, которые выделяются при
определённой температуре. Например, бензин начинает выделять горючие пары при температуре
всего -20°C, что делает его особенно опасным. В случае утечки таких жидкостей пожар может
распространяться очень быстро, охватывая большие площади.
Газообразные горючие вещества включают пропан, метан, водород и ацетилен. Эти вещества
чрезвычайно опасны, так как их утечка может остаться незамеченной, а при контакте с огнём или искрой происходит мгновенный взрыв. Газы широко используются в промышленности и бытовом
хозяйстве, что требует строгого соблюдения правил их хранения и эксплуатации.
Отдельной категорией можно выделить кислоты и химически активные вещества, которые
способны вступать в реакции, выделяющие большое количество тепла. Например,
концентрированная азотная кислота и серная кислота при контакте с органическими материалами
могут спровоцировать воспламенение. Ацетон и другие растворители также представляют
значительную опасность из-за их низкой температуры воспламенения. Особо опасные вещества
включают такие соединения, как аммиак, хлор, сероводород и цианиды. При пожарах эти
вещества выделяют токсичные продукты горения, которые могут стать причиной массового
отравления. Например, хлор образует ядовитый газ при высоких температурах, а горение
цианидов сопровождается выделением синильной кислоты.
Наиболее частыми горючими веществами, с которыми сталкиваются пожарные, являются
древесина, бензин, бытовой газ (пропан-бутан) и пластиковые изделия. Эти материалы
присутствуют практически в каждом доме и на любом промышленном объекте, поэтому их
горение составляет основную опасность при пожарах.
Понимание свойств и опасности различных горючих веществ играет ключевую роль в работе
пожарных. Знание того, как реагируют на огонь те или иные материалы, позволяет выбирать
правильные методы тушения и средства защиты. - Условия горения: минимальная энергия воспламенения, пределы
воспламеняемости -
Горение — это сложный химический процесс, при котором выделяется тепло и свет. Для его
возникновения необходимо соблюдение трёх условий: наличие горючего вещества, окислителя
(обычно кислорода) и источника воспламенения. Однако даже при наличии этих факторов процесс
горения возможен только в определённых условиях, которые зависят от свойств вещества.
Минимальная энергия воспламенения (МЭВ) — это наименьшая энергия, необходимая для
воспламенения горючей смеси. Для большинства газов и паров горючих жидкостей МЭВ
измеряется в миллиджоулях (мДж). Например, водород воспламеняется при энергии менее 0,02
мДж, что делает его крайне чувствительным к даже незначительным искрам. Для сравнения,
бензин требует порядка 0,2–0,3 мДж. Понимание МЭВ важно при работе с потенциально
взрывоопасными средами, где искра от оборудования или статическое электричество могут стать
источником пожара.
Пределы воспламеняемости определяют концентрационный диапазон горючего вещества в
воздухе, при котором возможна его вспышка или горение. Этот диапазон включает: - Нижний предел воспламеняемости (НПВ): минимальная концентрация горючего вещества
в воздухе, при которой возможно горение. Например, для метана он составляет 5%. - Верхний предел воспламеняемости (ВПВ): максимальная концентрация, при которой
вещество ещё способно гореть. Для метана это 15%.
Если концентрация горючего вещества ниже НПВ, смесь считается “бедной” и не воспламеняется.
Если выше ВПВ, она “богатая” и не поддерживает горение из-за недостатка кислорода.
Эти характеристики играют ключевую роль в предотвращении пожаров и взрывов. Знание
минимальной энергии воспламенения и пределов воспламеняемости помогает выбирать
безопасные условия хранения, эксплуатации и тушения горючих веществ.
- Влияние давления и влажности на процесс горения -
Процесс горения зависит от множества факторов, среди которых важную роль играют давление и
влажность окружающей среды. Эти параметры существенно влияют на скорость реакции,
интенсивность горения и даже на возможность воспламенения.
Влияние давления проявляется в изменении концентрации горючих веществ и окислителя в
объёме. При повышении давления плотность смеси увеличивается, что приводит к более
интенсивному контакту молекул горючего вещества и кислорода. Это ускоряет процесс горения,
делает его более энергичным и увеличивает вероятность взрыва. Например, в замкнутых
пространствах, где давление растёт из-за нагревания, пожар может распространяться намного
быстрее. При пониженном давлении, как это происходит в горах или в условиях разгерметизации,
плотность воздуха и содержание кислорода уменьшаются. Это затрудняет процесс горения и
может привести к его полному прекращению, если давление становится слишком низким.
Влияние влажности связано с содержанием водяного пара в воздухе. Высокая влажность
замедляет процесс горения, так как водяной пар снижает концентрацию кислорода и увеличивает
тепловую ёмкость окружающей среды. Это приводит к тому, что часть энергии горения
расходуется на испарение влаги, а не на поддержание реакции. Например, влажная древесина
горит хуже сухой, выделяя больше дыма и меньше тепла.
Напротив, низкая влажность способствует более быстрому воспламенению и интенсивному
горению, так как воздух содержит больше доступного кислорода, а материалы высыхают быстрее,
становясь легко воспламеняемыми. Это особенно актуально в условиях засухи, когда риск лесных
пожаров резко возрастает. Таким образом, давление и влажность играют ключевую роль в
развитии и контроле горения. Понимание их влияния позволяет не только предсказывать
поведение пожара в различных условиях, но и эффективно применять меры для его
предотвращения или тушения.- Взрывчатые реакции -
Взрывчатые реакции представляют собой особый вид быстропротекающего горения,
сопровождающегося резким выделением большого количества тепла, света, газа и ударной
волны. Эти реакции происходят с такой скоростью, что давление и температура в зоне реакции
растут практически мгновенно, вызывая разрушительное воздействие на окружающую среду.
Основной причиной взрывчатого горения является очень высокая скорость распространения
химической реакции в веществе. Процесс начинается с образования небольшого количества
энергии, которая мгновенно инициирует цепную реакцию, захватывающую всё вещество.
Взрывчатые реакции можно разделить на две основные категории: дефлаграция и детонация.
Дефлаграция — это процесс быстрого, но сравнительно “медленного” горения, при котором
скорость распространения фронта горения не превышает скорости звука. Дефлаграция характерна
для большинства горючих газов, жидкостей и твёрдых веществ в открытых условиях. Она
сопровождается выделением тепла и газа, но не вызывает разрушительных ударных волн.
Детонация - напротив, связана с реакцией, распространяющейся со сверхзвуковой скоростью. Это
приводит к образованию мощной ударной волны, которая наносит серьёзные повреждения.
Детонация чаще всего происходит в закрытых пространствах, где горючая смесь ограничена и
сжата.
Для возникновения взрывчатых реакций требуется соблюдение определённых условий. Прежде
всего, необходимо наличие горючего вещества и окислителя в определённой пропорции (в
пределах воспламеняемости). Например, метан и пропан могут взрываться при смешивании с
воздухом в определённых концентрациях. Кроме того, необходим источник инициирования —
искра, нагрев или удар. Особенность взрывчатых реакций заключается в их зависимости от
внешних факторов. Повышенное давление и температура значительно ускоряют скорость реакции
и увеличивают её мощность. Состав горючей смеси также играет важную роль: смеси с
насыщенными парами горючих жидкостей или газов более склонны к детонации, чем смеси с
высоким содержанием воздуха.
Понимание механизма взрывчатых реакций имеет важное значение в пожарной службе. Эти
реакции представляют особую опасность в замкнутых пространствах, на химических предприятиях
и при утечках газа. Пожарные должны учитывать возможные последствия взрывчатого горения и
применять особые тактики для его предотвращения и контроля.Типы огня
- Полуменный, бездымный, взрывной огонь -
Полуменный огонь характеризуется слабым, неустойчивым пламенем и обильным образованием
дыма. Он возникает в условиях недостатка кислорода, когда процесс горения становится
неполным. Такой огонь часто можно наблюдать при горении влажных материалов или в
замкнутых пространствах, где доступ воздуха ограничен. Из-за неполного сгорания полуменный
огонь выделяет токсичные продукты, такие как угарный газ. Это делает его особенно опасным в
бытовых условиях и на пожарах в зданиях.
Бездымный огонь, напротив, отличается полным и чистым сгоранием вещества, при котором
практически не образуется дыма. Это происходит при достаточном доступе кислорода и высоких
температурах, когда реакция горения идёт максимально эффективно. Примером может служить
горение спиртов, которые выделяют минимум продуктов сгорания, или работа газовых горелок на
метане. Бездымный огонь имеет голубоватое пламя и указывает на безопасное и экономичное
горение.
Взрывной огонь представляет собой мгновенное интенсивное горение, сопровождаемое
выделением большого объёма газа и ударной волной. Он возникает при быстром воспламенении
горючей смеси в замкнутом пространстве. Примеры включают воспламенение паров бензина или
газа. Взрывной огонь часто становится причиной разрушений и требует особого подхода к
предотвращению, так как способен причинить значительный ущерб за считанные мгновения.
Динамика пожара
- Распределение тепла (конвекция, излучение, теплопередача) -
Тепло — это ключевой фактор, поддерживающий процесс горения и влияющий на его
распространение. Оно передаётся от одного объекта к другому тремя основными способами:
через конвекцию, излучение и теплопередачу. Каждый из этих механизмов играет важную роль в
развитии пожаров и требует отдельного внимания при их тушении и предотвращении.
Конвекция — это перенос тепла потоками газа или жидкости. В контексте пожаров конвекция
проявляется как перемещение горячего воздуха, дыма и продуктов горения вверх и в стороны.
Нагретый воздух становится легче и поднимается, создавая восходящие потоки, которые могут
распространять пламя на верхние этажи зданий или в открытом пространстве. Конвекция
особенно опасна в условиях замкнутых пространств, таких как шахты, лестничные клетки или
вентиляционные каналы, где горячий воздух может быстро нагревать и воспламенять горючие
материалы на своём пути.
Излучение — это передача тепла в виде электромагнитных волн, чаще всего инфракрасного
диапазона. Оно не требует контактной среды и может распространяться через вакуум. В условиях
пожара излучение играет ключевую роль в передаче тепла на большие расстояния. Например,
интенсивное пламя может нагревать и воспламенять материалы, находящиеся в нескольких
метрах от очага горения. Чем выше температура пламени, тем больше энергии передаётся через
излучение. Этот механизм особенно значим в лесных пожарах, где излучение может инициировать
возгорание соседних деревьев даже без непосредственного контакта с пламенем.
Теплопередача (или теплопроводность) — это процесс передачи тепла от одной части материала
к другой при их непосредственном контакте. Теплопроводность зависит от свойств материала:
металлы, например, проводят тепло очень быстро, тогда как древесина или бетон передают его
значительно медленнее. При пожарах теплопроводность может привести к нагреву конструкций,
находящихся вне зоны видимого пламени. Например, металлические балки или трубы могут стать
горячими на значительном расстоянии от очага пожара, что создаёт опасность для спасателей и
может способствовать распространению огня.
Эти три механизма редко действуют изолированно. В большинстве пожаров они взаимодействуют,
усиливая друг друга. Например, теплопередача нагревает материалы, конвекция распространяет
тепло через воздушные потоки, а излучение передаёт энергию на удалённые объекты. Понимание
особенностей каждого способа передачи тепла позволяет пожарным правильно оценивать
динамику пожара и принимать эффективные меры для его тушения и предотвращения.-Особенности теплового коллапса и “огненного шторма” -
Тепловой коллапс — это явление, при котором пожар достигает критической точки, когда его
интенсивность настолько велика, что создаются условия, приводящие к полномасштабному
разрушению окружающих структур и быстрому распространению огня. Это событие часто
сопровождается резким повышением температуры, что ускоряет процесс горения и делает его
крайне опасным. В таком состоянии в закрытых помещениях или больших зданиях все материалы
и объекты начинают гореть практически одновременно.
Тепловой коллапс возникает из-за накопления огромного количества тепла, которое не может
быть эффективно рассеяно. В условиях, когда вентиляция блокируется, а тепло не может выходить
наружу, оно накапливается внутри, создавая “сферу” с высокой температурой. При этом
температура воздуха может достичь критических значений, когда сам воздух становится горючим,
что называется “тепловым перегревом”. Это приводит к тому, что пламя начинает
распространяться быстрее, а материалы воспламеняются даже без прямого контакта с огнём.
Тепловой коллапс сопровождается высокой опасностью для жизни, так как уже через несколько
минут после его начала температура может превысить 1000°C, что является смертельным для
людей.
“Огненный шторм” — это особое явление, которое происходит при экстремально высоких
температурах, когда в зоне горения создаётся настолько мощный поток воздуха, что огонь
начинает действовать как природный элемент, вызывая ураганоподобные ветры. Эти ветры
способны значительно ускорить распространение огня, вытягивая горячий воздух изнутри зоны
горения и поддерживая пламя. Огненный шторм возникает, когда несколько факторов сочетаются:
высокая температура, сильный ветер и большое количество горючих материалов. В этом случае
создаётся интенсивная конвекция, в результате которой пламя начинает “вдыхать” окружающий
воздух, создавая мощные воздушные потоки, которые могут поворачивать и менять направление
огня. Это явление чаще всего наблюдается при крупных лесных пожарах, когда огонь достигает
масштабов, способных создать свои собственные атмосферные условия. В условиях огненного
шторма пламя может распространяться со скоростью до нескольких километров в час, а
температура воздуха в зоне пожара может достигать 800–1000°C. Огненный шторм
сопровождается не только разрушительными ветрами, но и необычно ярким, светящимся небом,
которое является результатом интенсивного инфракрасного излучения и пламени. В такой
ситуации тушение пожара становится крайне сложной задачей, а спасение людей требует
использования специализированных методов и оборудования.Оба этих явления — тепловой коллапс и огненный шторм — представляют собой крайние формы
разрушительных и опасных пожаров, когда контролировать ситуацию становится практически
невозможно. Понимание их механизма и подготовки к подобным ситуациям является важным
аспектом для пожарных и спасательных служб.
Опасные явления при пожаре
- Обратная тяга (Backdraft) -
Обратная тяга — явление, которое может иметь место при пожаре в замкнутых помещениях в
условиях, когда огонь, испытывая недостаток кислорода, затухает, при этом в помещении
накапливаются газообразные горючие продукты неполного сгорания (угарный газ, продукты
пиролиза). При доступе свежего воздуха, например при открытии двери в помещение, происходит
молниеносное взрывообразное раздувание огня с выбросом раскалённых газов. Опасность с
внешней стороны можно распознать по жёлтому или коричневому дыму, чей цвет обусловлен
неполным сгоранием, просачивающимуся сквозь щели или вытяжные отверстия. Пожарные
предотвращают обратную тягу вентиляцией, позволяя дыму и пламени рассеяться.
Легкомысленное или непрофессиональное отношение к «обратной тяге» может стать причиной
смерти как обычных людей, так и сотрудников пожарных служб.
https://www.youtube.com/watch?v=Oe2i802ZPsQ-обратная тяга на видео.
С точки зрения физики обратная тяга — это явление, которое происходит, когда горячие газы или
дым, поднимающиеся вверх, встречают сопротивление, и в результате происходит движение
воздуха в обратном направлении (вниз или в сторону). Это явление часто наблюдается в
замкнутых или плохо вентилируемых помещениях при пожарах. Чтобы понять, как работает
обратная тяга, необходимо рассмотреть несколько ключевых физических принципов, таких как
конвекция, давление и динамика газов.-
Конвекция и температура
Конвекция — это процесс передачи тепла через движение газа или жидкости. Когда огонь
горит, он нагревает воздух вокруг себя, и этот горячий воздух становится легче и
поднимается вверх. Вместе с горячими газами поднимаются и продукты горения, такие как
дым. Однако, чтобы этот процесс продолжался, воздух должен поступать в зону горения,
обеспечивая подачу кислорода. В открытом пространстве этот процесс продолжается
благодаря постоянному притоку свежего воздуха. -
Создание зоны низкого давления
Когда горячий воздух поднимается вверх, он создает зону низкого давления в верхней
части помещения. Это вызывает движение воздуха из низких областей в область с высоким
давлением, то есть в сторону зоны горения. В случае замкнутого пространства с плохой
вентиляцией горячие газы могут создать условия, при которых поток воздуха изменяет
своё направление, начиная двигаться вниз или даже в противоположную сторону
(обратная тяга). -
Обратная тяга в закрытых пространствах
Если в помещении сгорание происходит интенсивно и воздух не может свободно выходить
наружу, давление в верхней части помещения резко понижается. Когда возникает
сопротивление из-за неэффективной вентиляции (например, закрытые окна или двери), в
определённый момент может произойти обратный поток воздуха. Этот воздух, часто нагретый до высоких температур, может затянуть пламя или дым в другое пространство,
что усиливает распространение огня. -
Обратная тяга при открытых дверях и окнах
При открытии дверей или окон в зону с пониженным давлением может поступать воздух
из более холодных и более высоких областей. Это может привести к тому, что горячие газы
и дым будут выдавливаться наружу, но в тот же момент огонь может быстро
распространиться в обратную сторону — в сторону открытого отверстия, образуя мощный
поток горячего воздуха, который будет продолжать распространяться по помещению.
- Взрыв паровоздушной смеси (Flashover) -
Flashover — это быстрое и интенсивное воспламенение всей горючей массы в помещении, когда
температура и концентрация горючих газов достигают критических значений, что приводит к тому,
что все поверхности и объекты начинают гореть практически одновременно. Это явление может
быть крайне опасным, поскольку оно происходит настолько быстро, что оставляет очень мало
времени для эвакуации или эффективного тушения пожара. Важно понимать физику этого
процесса для предотвращения или минимизации последствий flashover.https://www.youtube.com/watch?v=vNuXAC0kUV4- взрыв паровоздшуной жидности.
Механизм Flashover:
- Нагрев до критической температуры
Пожар в помещении обычно начинается с того, что горячие газы и дым поднимаются
вверх, а температура воздуха в верхней части помещения значительно увеличивается.
Когда температура достигает примерно 500-600°C, твёрдые и жидкие вещества в
помещении начинают испаряться и выделять горючие пары (например, пары древесины,
пластика, тканей и других материалов). Эти пары смешиваются с воздухом, образуя
паровоздушную смесь, которая становится крайне воспламеняемой. - Насыщение смеси
Когда температура продолжает расти, концентрация горючих паров в воздухе также
увеличивается. При этом воздушная смесь становится настолько насыщенной, что даже
малейшая искра, пламя или высокая температура могут привести к её немедленному
воспламенению. В момент воспламенения происходит мгновенный взрыв горючих паров,
что вызывает стремительное распространение огня по всему помещению. - Температурный порог и воспламенение
Flashover обычно происходит, когда температура в помещении достигает 600-800°C, а
концентрация горючих газов в воздухе становится достаточной для того, чтобы
воспламенение охватило все горючие материалы одновременно. На этом этапе вся зона
горения начинает активно выделять тепло, что ещё больше ускоряет распространение огня.
В заключение, flashover — это крайне опасное явление, которое может возникнуть в результате
накопления тепла и горючих газов, при котором огонь охватывает всё помещение почти
одновременно. Знание его механизма и признаков позволяет заранее предупреждать это событие
и минимизировать риски для жизни людей и имущества.
Тема 2. Средства пожаротушения.
Портативные средства
- Различия между типами огнетушителей -
Современный огнетушитель представляет собой баллон, как правило, металлический, в котором
под давлением находится огнетушащий состав (ОТВ). При срабатывании пускового механизма
прибор выбрасывает ОТВ, который быстро гасит пламя.
Есть различные классификации огнетушителей. В зависимости от того, какой состав для тушения
огня используется, их разделяют на следующие виды: - Водные огнетушители
Водные огнетушители предназначены для тушения пожаров классов A и B, то есть для
ликвидации возгораний твердых веществ, таких как дерево, текстиль, а также жидких
горючих веществ. Они используют воду как основное средство для охлаждения горящих
материалов, что способствует снижению температуры ниже точки воспламенения. Водные
огнетушители обладают высокой эффективностью при тушении неэлектрических пожаров,
но не рекомендуется использовать их на пожарах, связанных с электричеством или
горючими жидкостями, поскольку вода может вызвать короткое замыкание или усилить
возгорание. - Порошковые огнетушители
Порошковые огнетушители используют порошок, обычно состоящий из смеси бикарбоната
натрия, фосфатов или других химических соединений, для тушения пожаров классов A, B и
C, то есть как для твердых, так и для жидких горючих веществ, а также для газовых
пожаров. Порошок создаёт барьер, который изолирует огонь от кислорода, что
способствует его тушению. Порошковые огнетушители эффективны при различных типах
пожаров, но могут оставлять после себя порошковый осадок, который может повредить
оборудование и поверхности. Они часто используются в промышленных и
производственных объектах, где существует риск возгорания горючих материалов и газов. - Воздушно-пенные огнетушители
Воздушно-пенные огнетушители используют смесь воды и пенообразующих средств для
тушения пожаров классов A и B. Пенистая структура создается за счет смеси воды с
специальным пеногасителем, который не только охлаждает горящие материалы, но и
образует на их поверхности плёнку, препятствующую доступу кислорода, что помогает в
тушении. Воздушно-пенные огнетушители эффективны при тушении жидких горючих
веществ, таких как нефть и бензин, и могут быть использованы на пожарах в жидкостях, но
не рекомендуется использовать их на пожарах, связанных с электричеством или
металлами. - Воздушно-эмульсионные огнетушители
Воздушно-эмульсионные огнетушители содержат смесь воды и эмульсионных
компонентов, что позволяет создавать более стабильную пену с улучшенными тушащими
свойствами. Эмульсия обладает отличной проникающей способностью и может
применяться для тушения пожаров классов A и B, а также для борьбы с горючими
жидкостями, такими как масла и растворители. Эти огнетушители эффективны при тушении
пожаров в помещениях и на открытых пространствах и обладают хорошими
охлаждающими свойствами. Они также создают пленку, которая помогает предотвратить
повторное возгорание, улучшая общий процесс тушения. - Углекислотные огнетушители
Углекислотные огнетушители используют углекислый газ для тушения пожаров классов B и
C, а также для ликвидации возгораний электрического оборудования. Углекислый газ
подавляет огонь, вытесняя кислород из зоны горения и охлаждая её. Этот вид
огнетушителей является наиболее подходящим для использования в помещениях с
дорогостоящим оборудованием, таким как серверные или электрощитовые, поскольку
углекислый газ не оставляет следов и не повреждает технику. Однако они менее
эффективны на пожарах класса A, связанных с твердыми веществами, и требуют
осторожности при использовании, так как углекислый газ может быть опасен в замкнутых
пространствах из-за риска удушья. - Химические огнетушители
Химические огнетушители используют различные химические вещества для подавления
огня, чаще всего с использованием вещества, которое реагирует с огнем и прерывает
химическую реакцию горения. Эти огнетушители эффективны для тушения пожаров
классов A, B и C, а также могут быть применимы на горючих газах и жидкостях. Одним из
распространённых типов химических огнетушителей является химический пенный
огнетушитель, который сочетает в себе свойства химического порошка и пены, что
позволяет эффективно тушить как твердые, так и жидкие горючие вещества. Этот тип
огнетушителей применим на пожарах, где необходимо быстро подавить пламя и
предотвратить повторное возгорание.
o Химические пенные огнетушители
Химические огнетушители используют различные химические вещества для
подавления огня, чаще всего с использованием вещества, которое реагирует с
огнем и прерывает химическую реакцию горения. Эти огнетушители эффективны
для тушения пожаров классов A, B и C, а также могут быть применимы на горючих
газах и жидкостях. Одним из распространённых типов химических огнетушителей
является химический пенный огнетушитель, который сочетает в себе свойства
химического порошка и пены, что позволяет эффективно тушить как твердые, так и
жидкие горючие вещества. Этот тип огнетушителей применим на пожарах, где
необходимо быстро подавить пламя и предотвратить повторное возгорание.
o Хладоновые огнетушители
Хладоновые огнетушители используют хладоны (газы, такие как CFC-12 или HFC227ea) для тушения пожаров. Эти огнетушители применяются в основном в
помещениях с высокотехнологичным оборудованием, поскольку хладоны не
оставляют следов, не повреждают технику и обладают отличной проникающей
способностью. Хладоновые огнетушители эффективны при тушении пожаров
классов B и C, а также электрических пожаров. Они работают, вытесняя кислород из
зоны горения и останавливая химическую реакцию, что приводит к быстрому
подавлению пламени.
Автоматические системы
- Принцип работы спринклеров -
Спринклерная система — это автоматическая система пожаротушения, состоящая из серии труб,
насосов и спринклерных головок, которые активируются при обнаружении пожара. Система
предназначена для быстрого обнаружения и тушения огня в определённой зоне, минимизируя
ущерб и предотвращая его распространение. Спринклеры широко применяются в зданиях,
складских помещениях, торговых центрах, а также на промышленных объектах.
Принцип работы спринклерной системы основан на реакции на повышение температуры. Каждая
спринклерная головка оснащена термочувствительным элементом, который активируется при
достижении определённой температуры, обычно от 68 до 77°C, в зависимости от типа системы и
требований безопасности. Когда в помещении происходит возгорание, температура в зоне пожара
начинает повышаться. Когда температура достигает заданного порога, термочувствительный
элемент в спринклерной головке (чаще всего это стеклянная капсула с жидкостью, которая
расширяется при нагревании) разрушается, или плавится, что приводит к открытию клапана. Это позволяет воде или специальной огнегасящей жидкости выйти из спринклера и распылиться в
виде мелких капель, которые покрывают горящий объект и окружающую его область.
Когда в помещении происходит возгорание, температура в зоне пожара начинает повышаться.
Когда температура достигает заданного порога, термочувствительный элемент в спринклерной
головке (чаще всего это стеклянная капсула с жидкостью, которая расширяется при нагревании)
разрушается, или плавится, что приводит к открытию клапана. Это позволяет воде или
специальной огнегасящей жидкости выйти из спринклера и распылиться в виде мелких капель,
которые покрывают горящий объект и окружающую его область. Система работает по принципу
локализованного тушения: вода распыляется только в той части помещения, где произошло
возгорание. Если в разных зонах работают несколько спринклерных головок, то огонь будет потушен сразу в нескольких точках, но только в непосредственной близости от очага. Это предотвращает нежелательное применение воды в других частях здания, что может минимизировать ущерб от затопления.Спринклерные системы бывают двух основных типов:
- Открытые спринклеры — это головки, которые находятся в открытом положении и
начинают работать сразу, как только температура в помещении превышает установленные
значения. - Закрытые спринклеры — это головки с защитной крышкой, которая предотвращает подачу
воды до того, как система будет активирована. Они начинают работать только в случае
повышения температуры в зоне пожара.
Система может быть подключена к водопроводной сети или работать от накопителей воды,
насосных станций, которые обеспечивают достаточный напор для распыления воды. Важно, что
спринклерная система разработана таким образом, чтобы минимизировать воздействие на
окружающие материалы и обеспечить эффективное тушение в кратчайшие сроки, что позволяет
снизить ущерб от пожара и дать людям время для эвакуации.
- Газовые системы пожаротушения (углекислый газ, инертные газы) -
Система газового пожаротушения – это система пожаротушения, которая тушит пожар с помощью
газообразного огнетушащего вещества либо за счет вытеснения кислорода (уменьшение
содержания кислорода), либо за счет физических воздействий (отвод тепла). В отличие от
спринклерной системы, система газового пожаротушения предназначена для тушения, а не только
для подавления пожара.
Системы газового пожаротушения используются, когда системы водяного, пенного или
порошкового пожаротушения неэффективны или если пожаротушение с помощью
вышеупомянутых огнетушащих веществ может привести к значительному повреждению. Типичные
области использования включают в себя все типы электрических распределительных комнат, IТ и
серверных комнат.
Системы газового пожаротушения являются самыми «чистыми» системами пожаротушения.
Огнетушащие газы не влияют на обычные электрические системы, такие как серверы и т. д. Для
системы пожаротушения может использоваться целый ряд различных огнетушащих газов.
Специфические свойства различных огнетушащих газов также определяют область их применения.
Углекислый газ (CO2)
Углекислый газ в первую очередь подходит для борьбы с классами огня B и C. Благодаря своим
физическим свойствам углекислый газ является единственным огнетушащим газом, который также
используется в огнетушителях и устройствах пожаротушения. В стационарных системах
пожаротушения углекислый газ хранится в сжиженном состоянии в стальных баллонах высокого
давления или охлаждается до -20 ° С в больших емкостях низкого давления. Храня его в виде
жидкости, можно эффективно хранить значительно большие объемы огнетушащего вещества.
Поскольку углекислый газ вреден для здоровья в высоких концентрациях, страховые компании
предписывают особые защитные меры в случае превышения предельного значения более 5%
объема.
Углекислый газ в основном используется в качестве огнетушащего вещества в электрических и
электронных системах, поскольку, в отличие от всех огнетушащих средств на водной основе и
большинства порошков, он не является электропроводящим. При проектировании систем следует
обратить внимание на тот факт, что углекислый газ является респираторным ядом.
Первичный эффект пожаротушения: удушение.
Вторичный эффект пожаротушения: охлаждение – практично, но редко требуется.
Кислородно-вытесняющие гасящие газы – инертные газы и углекислый газ (CO2)
Эффект тушения с помощью инертных газов, таких как аргон, азот и диоксид углерода (в принципе,
это не инертный газ, и поэтому он не подходит для пожаров класса D), достигается за счет
вытеснения атмосферного кислорода. Это называется эффектом удушья и возникает, если
необходимое конкретное предельное значение для сгорания не достигнуто. В большинстве
случаев пожар гаснет после восстановления кислорода до приблизительно 13% объема. Кроме
того, доступный объем воздуха должен смещаться только примерно на треть, что соответствует
концентрации огнетушащего газа 34% объема. Для горящих веществ, которым для горения
требуется значительно меньше кислорода, необходимо увеличение концентрации тушащего газа,
например, для этилена –оксида углерода и водорода.
Аргон - IG-01
Аргон – это инертный газ, полученный из окружающего воздуха, который хранится в качестве
огнетушащего вещества для стационарных систем пожаротушения в виде сжатого газа в стальных
баллонах высокого давления. Максимальное рабочее давление в настоящее время составляет 300
бар. Аргон не ядовит. Однако при формировании необходимой концентрации тушения, особенно
в случае пожара, может возникнуть риск от газов сгорания и недостатка кислорода. Аргон
составляет 0,93% земной атмосферы. Его плотность по отношению к воздуху составляет 1,38: 1. Его
собственная плотность и высокая инертность («настоящий» инертный газ) означает, что аргон
выгоден азоту в определенных случаях, например, в качестве огнетушащего газа для
металлических пожаров. Высокие концентрации этого газа при тушении могут, в некоторых
случаях, подвергать опасности жизни из-за недостатка кислорода.
Первичный эффект пожаротушения: удушение
Азот - IG-100
Азот – это газ без цвета, запаха и вкуса, который составляет 78,1% земной атмосферы. Его
плотность по отношению к воздуху составляет 0,967: 1. В качестве огнетушащего вещества для
стационарных систем пожаротушения азот хранится в виде сжатого газа в стальных баллонах
высокого давления. При температуре атмосферы +15 C максимальное рабочее давление
составляет 300 бар. Азот не ядовит. Однако и здесь при формировании необходимой
концентрации тушения, особенно в случае пожара, могут возникать риски, связанные с газами
сгорания и недостатком кислорода.
Высокие концентрации этого газа при тушении могут, в некоторых случаях, подвергать опасности
жизни из-за недостатка кислорода.
Первичный эффект пожаротушения: удушение
Тушащие газы химического действия
После того, как Монреальский протокол постановил, что оставшиеся галоны 1211
(бромхлордифторметан) и 1301 (бромтрифторметан) должны быть сняты с рынка, несколько
компаний обнаружили новые огнетушащие газы которые не являются проблематичными в
отношении их потенциала истощения озонового слоя. Эффект тушения вызван нарушением
процесса горения (прерыванием цепной реакции). В отличие от тушения инертными газами и CO2,
эта процедура требует значительно меньшего объема огнетушащего вещества.
Inergen – IG-541
Inergen – это торговая марка смеси 52% азота, 40% аргона и 8% углекислого газа. Преимуществом
этой смеси является уникальный характер углекислого газа (CO2). В случае недостатка кислорода
он ускоряет дыхание, так что человек в комнате продолжает получать кислород. Поскольку Inergen
дороже, чем азот или аргон, он широко используется в помещениях, на которые распространяются
особые правила безопасности.
Argonite – IG-55
Аргонит представляет собой смесь 50% азота и 50% аргона. Смесь аргона, которая является
относительно плотной по сравнению с воздухом, с менее плотным азотом приводит к
оптимальному перемешиванию по всей области пожаротушения. Использование этого в основном
эффективно только в аномально высоких помещениях.
Novec 1230 (Keton)
Средство пожаротушения Novec 1230 (сертификация ISO FK-5-1-12) представляет собой бесцветную
жидкость почти без запаха, которая содержится в молекулах углерода, фтора и кислорода
(химическая формула CF3CF2C(O)CF(CF3))2). Строго говоря, это не галон, а фторированный кетон
(перфторированный этилизопропилкетон). Тушащий эффект Novec 1230 в стационарных системах
пожаротушения обусловлен однородным торможением (нарушением цепной реакции сгорания).
Молекула не является электропроводящей. Обладая потенциалом глобального потепления
(эквивалент CO2), равным 1, он имеет наименьшее значение среди всех утвержденных в
настоящее время химических средств пожаротушения и распадается в течение нескольких дней
под воздействием солнечной радиации.
FM 200 (HFC227ea)
FM-200 является торговой маркой компании Great Lakes для 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропана, также
известного как HFC-227ea. FM-200 относится к классу фторированных углеводородов, которые
состоят исключительно из атомов углерода, фтора и водорода. Эффект состоит в охлаждении
пламени и нарушении химической реакции процесса горения. При воздействии пламени FM-200
выделяет небольшое количество свободных радикалов в огне, которые препятствуют цепной
реакции, ответственной за сгорание. Другим важным аспектом является то, что FM-200 не вреден
для чувствительных устройств. Это чистое газообразное вещество без частиц или маслянистых
остатков. Это не вызывает значительного снижения содержания кислорода и, следовательно,
также подходит для помещений, занимаемых людьми. После активации его можно извлечь с
помощью простых мер вентиляции.
Специальные средства- Огнетушащие гранаты и аэрозольные модули -
Огнетушащие гранаты — это компактные устройства, предназначенные для тушения пожаров в
ограниченных пространствах, таких как автомобили, кабины, помещения с небольшой площадью.
Они содержат огнетушащее вещество, обычно порошковое или газообразное, которое при
активации выбрасывается в зону горения. Гранаты активируются вручную, обычно при
выбрасывании их в очаг возгорания. Они обеспечивают быстрое и эффективное тушение
локализованных пожаров, но не могут использоваться для крупных пожаров или в условиях
ограниченного доступа.
Аэрозольные модули — это устройства для автоматического тушения пожара, которые выпускают
огнетушащие вещества в виде аэрозоля. Эти модули устанавливаются в помещениях и
активируются при обнаружении пожара с помощью датчиков. Когда модуль срабатывает, он
выбрасывает аэрозоль, который состоит из мелких частиц, эффективно подавляющих горение.
Аэрозольные модули применяются для защиты небольших помещений, серверных и других
чувствительных объектов. Они быстро гасят огонь, но могут требовать эвакуации людей из зоны
воздействия.
- Использование пеногенератора -
Пенное пожаротушение относится к числу наиболее распространённых способов борьбы с
возгораниями разнообразных материалов. Их превосходство над конкурентами особенно
проявляется в части противодействия пожарам, в которых задействованы нефтепродукты, а также
химически активные вещества. Одним из основных элементов установок пожарной безопасности,
подразумевающих использование пенного пожаротушения, является пеногенератор для тушения
пожара.
Пеногенератор для тушения пожара — основной элемент установок пенного пожаротушения,
который предназначен для создания огнетушащего вещества, подаваемого в зону возгорания. Для
этой цели применяется специальный концентрат — пенообразователь, который представляет
собой водный раствор пенного стабилизатора. Результат работы устройства — формирование
воздушно-механической пены высокой или средней кратности (в зависимости от объекта
применения и характера возгорания).
Использование пеногенератора для тушения пожара подразумевает установку устройства на
конце пожарного рукава. Принцип действия генератора пены заключается в направленной подаче
пенообразователя через распылитель. При прохождении через сетки, напор огнетушащего
вещества провоцирует образование разреженной атмосферы в корпусе. В то же время задняя
часть насадки открыта и через неё автоматически всасывается воздух (естественный процесс,
вызванный перепадом давления). При смешении пенообразователя с приточным воздухом
происходит формирование пенной массы, которая под давлением подаётся в заданном
ориентацией выходного патрубка направлении.состава.
- Что такое пожар и его причины -
-
он был чуть больше, но мне запретили писать больше символов
-
ребята, не обижайте меня пожалуйста, у меня просто фетиш на всякие штуки связанные с пожарными
Похожие темы
