Что такое горение
Горение – это совокупность одновременно протекающих физических процессов (плавление, испарение, ионизация) и химических реакций окисления горючего вещества и материала, сопровождающееся, как правило, световым и тепловым излучением и выделением дыма. В основе горения лежит взаимодействие горючего вещества с окислителем, преимущественно с кислородом воздуха.
Однако горения может осуществляться без доступа воздуха (кислорода), если в состав горючей массы (среды) входит окислитель в виде примеси или составной части молекулы. В производственных условиях или ракетной технике горения может осуществляться в атмосфере таких окисляющих газов, как фтор, хлор, окислы азота и другие.
Некоторые вещества (порошкообразные титан и цирконий) способны гореть в атмосфере азота, двуокиси углерода, не относящимся к традиционным окислителям.
Основные мероприятия пожарной защиты
Основным руководящим документом, регламентирующим пожарную безопасность, являются Правила пожарной безопасности в Российской Федерации, утвержденные приказом МЧС России от 18 июня 2003 г. №313.
Под системами пожарной защиты и взрывозащиты понимаются комплексы организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людей опасных и вредных факторов (пожаров и взрывов), а также ограничение материального ущерба.
Пожарная защита и взрывозащита производственных объектов достигаются:
- o правильным выбором степени огнестойкости объекта и пределов огнестойкости отдельных элементов и конструкций;
- o ограничением распространения огня в случае возникновения очага пожара;
- o обваловкой и бункеровкой взрывоопасных участков производств или размещением их в защитных кабинах;
- o применением систем активного подавления взрыва и противодымной защиты, легкосбрасываемых конструкций;
- o применением средств пожарной сигнализации, извещения и пожаротушения;
- o обеспечением безопасной эвакуации людей;
- o организацией пожарной охраны объекта, газоспасательной и горноспасательной служб.
Эффективность перечисленных мероприятий во многом определяется качеством проектирования промышленных предприятий, зданий и сооружений.
Противопожарные разрывы между зданиями должны обеспечивать при пожаре такую интенсивность излучения на смежный объект, при которой исключается возможность его загорания в течение времени, необходимого для введения в действие средств пожаротушения.
Для предотвращения распространения огня из одной части здания в другую устанавливают противопожарные преграды, представляющие собой противопожарные стены, перегородки, перекрытия, а также противопожарные зоны и водяные завесы.
При пожаре большую опасность представляют собой продукты горения (дым), содержащие отравляющие, а иногда и взрывоопасные вещества. Для их удаления предусматривают дымовые люки, обеспечивающие направленное удаление дыма.
Для предотвращения воздействия на людей опасных факторов необходимо предусмотреть их эвакуацию. В начальной стадии пожара для человека опасны высокие температуры, низкое содержание кислорода в воздухе и появление токсических веществ, а также плохая видимость вследствие задымления.
Устройство путей эвакуации должно обеспечивать возможность всем людям покинуть здание за так называемое расчетное время эвакуации. При его определении учитывают конструкцию здания, критическую продолжительность пожара, число эвакуируемых людей и пр.
Выходы считаются эвакуационными, если они ведут из помещений первого этажа непосредственно наружу или через вестибюль, коридор и лестничную клетку; из помещений любого этажа в коридор, ведущий на лестничную клетку с выходом наружу; из помещения в соседние помещения с выходами, указанными ранее. Лифты и другие механические средства транспортирования людей не относятся к путям эвакуации.
Большую опасность в отношении пожаров и взрывов представляют склады, на которых скапливается большое количество сырья, материалов и готовой продукции.
Виды горения
В зависимости от способа подвода окислителя различают:
- диффузионное горение, когда реагенты (горючее и окислитель) перед началом горения не были перемешаны, а их смешение происходит в процессе горения за счет диффузии;
- гомогенное горение, когда реагенты перед началом горения были перемешаны без поверхности раздела фаз;
- гетерогенное горение, когда реагенты находятся в разных агрегатах состояния (твердое газ, твердое жидкость) или между ними имеется поверхность раздела (твердое твердое, несмешивающиеся жидкость жидкость). Гетерогенное горение часто относят к диффузионному горению.
- горение, скорость которого лимитирована скоростью химической реакции, называют кинетическим горением. Так как скорость химического взаимодействия, как правило, выше скорости диффузии, кинетическое горение протекает с максимальной для данной системы скоростью (дефлаграция, детонация).
При пожаре отмечается смешанный тип горения. В зависимости от скорости горение может быть медленным (тление), нормальным (дефлаграция) и взрывообразным (взрыв), переходящим в детонационное (детонация).
По внешнему проявлению горение может быть пламенным или беспламенным.
Беспламенное горение может возникнуть в результате дефицита окислителя (тление) или при низком давлении насыщенных паров горючего вещества (горение тугоплавких металлов и кокса).
По механизму развития горение может быть тепловым, при котором причиной самоускорения реакций окисления является повышение температуры, и автокаталитическим (цепным), когда ускорение процесса достигается накоплением промежуточных катализирующих продуктов (активных центров).
Автокаталитическое горение осуществляется при сравнительно низких температурах. При достижении определенных концентраций промежуточных каталитических продуктов автокаталитическое горение может переходить в тепловое. При этом температура горения резко возрастает.
Горение может возникать и развиваться спонтанно, стихийно (пожар), но может быть специально организованным, целесообразным: энергетическое горение (в целях получения тепловой или электрической энергии) и технологическое горение (доменный процесс, металлотермия, синтез тугоплавких неорганических соединений и т.д.).
Индивидуальная подготовка – программа подготовки личного состава
Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий помимо горения явления массо- и теплообмена, развивающиеся во времени и в пространстве.
Опасные факторы пожара(ОФП): открытый огонь и искры, повышенная температура окружающей среды, токсичные продукты горения, дым, пониженная концентрация кислорода, падающие части строительных конструкций, агрегатов и опасные факторы взрыва.
Классификация пожаров.
На открытом пространстве и в ограждениях.
В зависимости от вида горящих материалов и веществ разделены на классы:
А – Горение твердых веществ;
В – Горение жидких веществ;
С – Горение газообразных веществ;
Д- Горение металлов и металлосодержащих веществ.
По признаку изменения площади горения: распространяющиеся и нерпаспространяющиеся.
Массовый пожар: совокупность отдельных и сплошных пожаров в населённых пунктах крупных складах и на промышленных предприятиях.
Отдельный пожар – возникающий в отдельном здании или сооружении,
Одновременное интенсивное горение преобладающего числа зданий и сооружений на данном участке застройки – сплошной пожар.
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..
Основные явления сопровождающие пожар – это процессы горения, газо и теплообмена..
Основными условиями горения является: наличие горючего вещества, поступление окислителя в зону химической реакции и непрерывное выделение тепла, необходимого для поддержания горения.
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 частиц. Объем выделившегося дыма, его плотность и токсичность зависят от свойств горящего материала и от условий протекания процесса горения.
Под дымообразованием на пожаре принимают количество дыма, м3/с выделяемого со всей площади пожара.
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 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.
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 задымлений 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.).
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%.
Зоны и стадии пожара
Пространство, в котором развивается пожар, условно подразделяется на три зоны: горения, теплового воздействия и зона задымления.
Зоной горения называется часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов (твердых, жидких, газов, паров) в объеме диффузионного факела пламени. Горение Может быть пламенным (гомогенным) и беспламенным (гетерогенным).
Зона теплового воздействия примыкает к границам зоны горения. В этой части пространства протекают процессы теплообмена между поверхностью пламени, окружающими конструкциями и горючими материалами. Передача теплоты в окружающую среду осуществляется рассмотренными ранее способами: конвекцией, излучением, теплопроводностью. Границы зоны проходят там, где тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов, конструкций и создает невозможные условия для пребывания людей без средств тепловой защиты.
Под зоной задымления понимается часть пространства, примыкающего к зоне горения, в котором невозможно пребывание людей без средств защиты органов дыхания и в котором затрудняется ведение боевых действий подразделений пожарной охраны из-за недостатка видимости.
Границами зоны задымления считаются места, где плотность дыма составляет видимость предметов 6-12 м, концентрация порода в дыме не менее 16% и токсичность газов не представляет опасности для людей, находящихся без средств защиты органов дыхания.
Практически установить границы зон при пожаре не представляется возможным, так как происходит их непрерывное изменение, и можно говорить лишь об условном их расположении.
Пожар – комплекс физико-химических явлений, в основе которых лежат нестандартные процессы горения, сопровождающиеся образованием опасных факторов пожара. Пожаром считается неконтролируемое горение вне специального очага, наносящего материальный урон. Под очагом пожара понимаю место наиболее интенсивного горения при 3-х основных условиях:
- непрерывное поступление окислителя (воздуха);
- непрерывной подачи топлива (распространения горения);
- непрерывного выделения теплоты, необходимого для поддержания горения.
Нарушение хотя бы одного из этих условий вызывает прекращение горения.
Самовозгорание – резкое увеличение скорости экзотермических процессов в веществе, приводящее к возникновению очага горения.
Самовоспламенение – резкое увеличение скорости экзотермических объемных реакций, сопровождающееся пламенным горением и/или взрывом.
Температура вспышки – наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания; устойчивое горение при этом не возникает.
Вспышка – быстрое сгорание газопаровоздушной смеси над поверхностью горючего вещества, сопровождающееся кратковременным видимым свечением.
Особенности горения ГЖ и ЛВЖ. Взрывы. Понятия паров и смесь пыли с воздухом.
Пути достижения прекращения горения:
- воздействие на поверхность горящих материалов охлаждающими огнетушащими средствами;
- создания в зоне горения или вокруг нее негорючей газовой или паровой среды;
- создания между зоной горения и горючим материалом изолирующего слоя из огнетушащих средств.
К огнетушащим средствам относятся вещества, и материалы, с помощью которых прекращается горение. Все огнетушащие вещества в зависимости от применений прекращения горения делятся на виды:
- охлаждающие зону горения (вода, водные растворы);
- разбавляющие вещества в зоне горения (инертные газы: двуокись углерода, азот, гелий, аргон, элегаз и их смеси, фторированные углеводороды; водяной пар, тонко-распыленные струи);
- изолирующие вещества в зоне горения (химическая и воздушно-механическая пена, огнетушащие порошки, сыпучие негорючие вещества, листовые материалы);
- химически-тормозящие реакцию горения (ингибиторы: хладон 114В2, 12 В1, 13 В1 и др.)
Все огнетушащие вещества оказывают комбинированное воздействие на процесс горения.
Вода – охлаждение, разбавление, изоляция и т.д.
Быстро ликвидировать пожар можно при правильном выборе средств и способов пожаротушения. Для этого надо знать свойства горючих смесей, характер, вид и процесс горения: условия протекания горения, метеоусловия. Иметь в виду трудоемкость и безопасность работ л/с по тушению пожара и применять наиболее эффективные огнетушащие вещества.
Тушение пожаров – действия, направленные на спасение людей, имущества и ликвидацию пожаров.
Аварийно-спасательные работы, связанные с тушением пожаров (далее – АСР) – действия, осуществляемые подразделениями ФПС по спасению людей, имущества на пожаре и (или) доведению до минимально возможного уровня воздействия опасных факторов пожара.
Опасные факторы пожара (далее – ОФП) – факторы пожара, воздействие которых приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу.
Ликвидация горения – действия личного состава гарнизона пожарной охраны, непосредственно обеспечивающие прекращение горения веществ и материалов на пожаре, в том числе посредством подачи на тушение пожара огнетушащих веществ.
Номер (Ранг) пожара – условный признак сложности пожара, определяющий в расписании выезда необходимый состав сил и средств гарнизона пожарной охраны, привлекаемый к тушению пожара.
Основная задача при тушении пожаров – спасание людей в случае угрозы их жизни, здоровью, достижение локализации и ликвидации пожара в сроки и в размерах, определяемых возможностями сил и средств гарнизона пожарной охраны.
Решающее направление – направление действий, на котором использование сил и средств гарнизона пожарной охраны в данный момент времени обеспечивает наилучшие условия для решения основной задачи.
Силы и средства гарнизона пожарной охраны – личный состав гарнизона пожарной охраны, пожарная и спасательная техника, средства связи и управления, огнетушащие вещества и иные технические средства, находящиеся на вооружении гарнизона пожарной охраны.
Развертывание сил и средств – действия личного состава гарнизона пожарной охраны по приведению прибывших к месту вызова пожарных и спасательных автомобилей в состояние готовности к выполнению основной задачи при тушении пожаров и проведения АСР.
Управление действиями на пожаре – целенаправленная деятельность должностных лиц гарнизона пожарной охраны по руководству участниками тушения пожара и проведения АСР.
Район выезда – зона, обслуживаемая подразделением ФПС.
Подразделение ФПС – структурная единица ФПС.
Пожарный расчет (отделение) – первичное тактическое подразделение ФПС на пожарном автомобиле, способное самостоятельно решать отдельные задачи по тушению пожара и проведению АСР.
Аварийно-спасательный расчет – первичное тактическое подразделение на аварийно–спасательном автомобиле, способное самостоятельно решать отдельные задачи по проведению АСР.
Караул – основное тактическое подразделение ФПС в составе двух и более расчетов (отделений) – способное самостоятельно решать задачи по тушению пожара и проведению АСР.
Дежурная смена – личный состав подразделения ФПС, осуществляющий дежурство.
Позиция – место расположения сил и средств гарнизона пожарной охраны, осуществляющих непосредственное ведение действий по спасению людей и имущества, подаче огнетушащих веществ, выполнению специальных работ на пожаре.
Участок (сектор) тушения пожара – часть территории на месте пожара, на которой сосредоточены силы и средства гарнизона пожарной охраны, объединенные поставленной задачей и единым руководством.
Тыл на пожаре – часть территории, на которой сосредоточены силы и средства гарнизона пожарной охраны, обеспечивающие действия по тушению пожара.
Оперативный штаб – временно сформированный нештатный орган управления действиями на пожаре.
Локализация пожара – стадия (этап) тушения пожара, на которой отсутствует или ликвидирована угроза людям или животным, прекращено распространение пожара и созданы условия для его ликвидации имеющимися силами и средствами.
Ликвидация пожара – стадия (этап) тушения пожара, на которой прекращено горение и устранены условия для его повторного возникновения.
Первая помощь – комплекс мероприятий, направленных на оказание помощи пострадавшим при экстренных ситуациях (травмы, переломы, обмороки, удушья, кровотечения).
1.3. Выполнение основной задачи обеспечивается силами личного состава органов управления и подразделений гарнизона пожарной охраны.
1.4. Для выполнения основной задачи используются следующие средства:
пожарная и аварийно-спасательная техника, в том числе приспособленные для целей тушения пожаров автомобили;
пожарно-техническое вооружение и пожарное оборудование, в том числе средства индивидуальной защиты органов дыхания (далее – СИЗОД);
огнетушащие вещества;
аварийно-спасательное оборудование и техника;
системы и оборудование противопожарной защиты;
системы и устройства специальной связи и управления;
инструменты и оборудование для оказания первой помощи пострадавшим;
авиация, речные и морские суда, вспомогательная и специальная техника.
Характеристики горения
Горение характеризуется такими величинами, как: температура, скорость, полнота, состав продуктов. Располагая данными о механизме горения и его характерных особенностях, можно увеличивать скорость и температуру горения (промотирование горения) или снижать их вплоть до прекращения горения (ингибирование горения).
