Пожар как комплекс физических и химических процессов и явлений. Основные понятия и определения. Лекция 1

применение предварительных конструктивных и профилактических средств и методов по его предотвращению могут уменьшить степень его опасности и величину материального ущерба:

1) - для снижения пожарной опасности любого объекта необходимо принимать максимум профилактических, конструктивно-технологических, организационных мероприятий, направленных на недопущение возникновения пожара;
2) - при возникновении пожара, необходимо предусматривать конструктивно-планировочные и технологические решения, которые снижали бы интенсивность его развития, способствовали бы локализации зоны горения и задымления;
3) - необходимо предусматривать комплекс мероприятий, направленных на активную локализацию и тушение пожара специальными технологическими приемами, автоматическими и стационарными системами пожаротушения или путем привлечения сил и средств пожарной охраны в минимально короткое время.

в зоне горения тепла и продуктов горения;
массо- и газообмен, осуществляемый по механизму конвективных газовых потоков, обеспечивающих приток свежего воздуха в зону горения и отвод продуктов горения из нее;
передача тепла из зоны горения в окружающее пространство в том числе горючим материалам), без которого невозможно непрерывное самопроизвольное продолжение процесса горения на пожаре, его развитие и распространение.

На некоторых пожарах встречаются специфические явления:
выделение продуктов неполного сгорания и токсичных продуктов разложения горючих веществ;
задымление; деформация или обрушение конструкций;
разрыв стенок резервуаров со сжатыми газами;
взрыв сосудов и резервуаров с горючими газами;
повреждение коммуникационных систем;
выброс горючих жидкостей.

тушения пожаров необходимо изучить физико-химические основы их развития и тушения.
Пожар – это сложный комплекс физических и химических процессов, среди которых основным является процесс горения.
В основном на пожарах горение является диффузионным, т. е. скорость химической реакции зависит от скорости притока воздуха извне, а также от скорости удаления образующихся газообразных продуктов. Такой процесс называется газообменом.
По характеру газообмена пожары делятся на открытые и внутренние.
Открытые пожары протекают на открытом пространстве. Внутренние пожары протекают в помещениях.
Направление и скорость распространения открытых пожаров зависят от размеров факела пламени, распределения горючих материалов или объектов, метеорологических условий.
На внутренних пожарах параметры горения, возможность и скорость распространения пожара определяются не только физико-химическими свойствами, количеством и характером распределения горючих материалов, но и проёмностью помещения, его высотой, размерами очага.

протекает с выделением тепла. Часть тепла расходуется в зоне химических реакций на нагрев продуктов горения, часть - передается в окружающую среду, часть - идет на нагрев горючих материалов и поддержание горения. Этот процесс является теплообменом. Перенос тепла от одного тела к другому называется теплообменом.
Существует три способа переноса тепла:
теплопроводность;
конвекция;
излучение.
Теплопроводность – перенос тепла микрочастицами, которые хаотично двигаются или совершают колебания
Конвекция – перенос тепла движущимися потоками жидкости (газа).
Излучение – перенос тепла электромагнитными волнами, излучаемыми нагретыми телами.

может быть разным в зависимости от вида пожара, стадии его развития, свойств горючего вещества.
Теплопроводность определяет время прогрева горючих материалов под действием теплового потока до температуры воспламенения и, следо­вательно, скорость распространения пожара.
Конвективный теплообмен присутствует на всех стадиях пожара. Он вызван движением потоков нагретых газов. Плотность газообразных продуктов горения значительно меньше плотно­сти воздуха из-за их высокой температуры. Это вызывает подъ­емную силу, под действием которой они перемещаются вверх.
На откры­тых пожарах эти восходящие потоки практически не влияют на распро­странение пламени на уровне земли.
При пожарах в помещениях влияние конвекции зависит от стадии пожара, интенсивности тепловыделения в очаге, геометрии помещения. По мере развития процесса горения температура газов в конвективной колонке повышается, ее высота увеличивается и достигает потолка. Газы растекаются вдоль потолка, вызывая

весь объем воздуха, находящегося в помещении, и начинают прогреваться горючие материалы, находящиеся далеко от очага пожара. Если среднеобъемная температура газовой среды превысит температуру вос­пламенения горючих материалов, может произойти мгновенный охват пламенем всего помещения. Это явление называется общей вспышкой.
Излучение является определяющим видом передачи тепла на пожаре, так как его действие может проявляться на больших расстояниях. При про­хождении теплового потока через газовую среду он ослабляется в резуль­тате поглощения и рассеяния лучистой энергии.
Если лучистый тепловой поток превышает критическую величину, то че­рез определенное время его действия, при появлении источника зажигания об­лучаемый материал воспламеняется. Зависимость времени воспламенения τв от плотности падающего теплового потока описывается формулой (1.1)

делят на три зоны.
Зона горения - это часть пространства, в котором происходит про­цесс горения, как в гомогенном, так и в гетерогенном режимах. При пожарах газов и жидкостей зоной горения считается объем видимого пламени. Горе­ние твердых горючих материалов (ТГМ) может быть бес­пламенным (гетерогенным). У некоторых ТГМ (табак, хлопок, войлок) этот вид горения является преобладающим. В этих случаях зона горения сов­падает с поверхностью горения. Для большинства же ТГМ на пожаре харак­терно наличие обоих видов горения.
На внутренних пожарах при полном охвате пламенем помещения зо­ной горения считается весь его объем. До этого момента, т. е. на стадии распространения пожара, в зону горения включаются объем пламени и тлеющие участки материала.
Зона теплового воздействия - это часть пространства, при­мыкающая к зоне горения, в которой процессы теплообмена приводят к заметному изменению состояния материалов и конструкций, а также де­лают невозможным пребывание людей без средств тепловой защиты.

сквозь слой дыма. Если объект освещается спереди, то дальность его видимости в дыму L, м, практически обратно пропорциональна оптической плотности D на 1 м:
L = 1 / D. (1.3)
При освещении сзади контур объекта виден на большем расстоянии:
L = 2,5 / D. (1.4)
Дым, выделяемый при пожаре, обычно имеет D > 10. Соответственно, видимость в таких условиях составит 10-25 см в зависимости от характера освещения. Если минимальная допустимая видимость на путях эвакуации людей L принимается 5 м, оптическая плотность (при x = 1м) должна быть равна 1/5 = 0,2. Соответственно, при допустимой видимости 20 м оптиче­ская плотность дыма не должна превышать 0,05.
На открытых пожарах положение зоны задымления зависит от площа­ди пожара и скорости ветра. При скорости ветра меньше 2 м/с дым уходит вверх, а при скорости ветра более 8 м/с - прижимается к земле, но интен­сивно разбавляется воздухом. В обоих случаях дым практически не оказы­вает влияния на действия людей. На открытых пожарах зо­на задымления проявляется при скорости ветра от 2 до 8 м/с.
На внутренних пожарах дым является наиболее опасным фактором.

с момента возникновения горения до полного его прекращения.
Время свободного развития пожара τсв, мин, ч, - время с момента возникновения горения до начала подачи огнетушащего вещества в очаг пожара.
Площадь пожара Sп - площадь проекции зоны горения на горизон­тальную или вертикальную плоскость. (рис.1.1).

Рисунок1.1 Площадь пожара: а – при горении жидкости в резервуаре; б – при горении штабеля пиломатериалов; в – при горении газонефтяного фонтана.