Пожары на объектах инфраструктуры чаще всего являются следствиями аварий, катастроф и стихийных бедствий. В ряде случаев они сами становятся источниками чрезвычайной ситуации. Пожары представляют собой неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства. Возникновение и развитие процесса горения возможно при наличии горючего материала, окислителя (его роль обычно исполняет кислород воздуха) и источника возгорания.
Пожары на объектах инфраструктуры, поражающие факторы, критерии характеризующие пожары, классификация пожаров.
Горючее может находиться в твердом, жидком и газообразном состоянии, а также в виде аэрозольного облака (мелкодисперсной пыли или тумана). Источником возгорания чаще всего является искра или пламя. Однако в ряде случаев оно может происходить и без источника в результате самовозгорания или самовоспламенения.
Самовозгорание.
Под самовозгоранием понимают свойства некоторых горючих веществ воспламеняться без источника воспламенения от одного контакта с окислителем (воздухом, водой или другим веществом). При этом горение может начинаться при температуре 10-20 градусов.
Самовоспламенение.
Это процесс самоускорения реакции окисления с выделением тепла и переходом ее в фазу горения. Температура возгорания при самовоспламенении для большинства горючих материалов составляет несколько сотен градусов (для древесины 250-400 градусов).
Зоны пожаров.
В пространстве, где развивается пожар, можно выделить три зоны:
— Горения.
— Теплового воздействия, где нельзя находиться без специальной тепловой защиты. Температура на внешней границе этой зоны составляет 60-70 градусов.
— Задымления, с опасностью для жизни и здоровья.
Интенсивность горения при пожаре зависит от скорости поступления в зону горения кислорода из окружающей среды.
Поражающие факторы пожара.
Нагрев тепловым потоком.
Выражается в ожогах открытых частей тела, легких и дыхательных путей.
Воздействие теплового потока на открытые участки тела человека.
Тепловой удар.
Проявляется головной болью, рвотой, потерей сознания.
Задымление, помутнение воздуха, угарный газ и опасные дымы.
Вызывают отравление людей угарным газом и другими токсичными веществами, потерю ориентации в зоне пожара.
Взрыв гремучей смеси оксида углерода с кислородом воздуха (1:2).
Создает мощную взрывную ударную волну и вызывает стремительное распространение пожара по внутренним помещениям.
Паника.
Вызывает необдуманные поступки людей, приводящие к увечьям или смерти (выбрасывание из окон, давка в коридорах и т. п.).
Падение горящих конструкций, образование провалов.
Приводят к гибели, ожогам и увечьям.
Критерии характеризующие пожары.
Величина теплового потока (пожарная нагрузка).
Количество тепловой энергии на единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению ее распространения. Единицы измерения теплового потока: джоуль на квадратный метр (Дж/м2) и калория на квадратный сантиметр (кал/см2).
1 кал/см2 = 4х10000 Дж/м2 = 40 кДж/м2.
Величина теплового потока, необходимая для воспламенения того или иного материала, зависит не только от его структуры, но и от цвета (окраски).
Величина теплового потока, необходимая для воспламенения горючих материалов.
Скорость распространения пожара (пламени) по поверхности горючего материала.
Зависит от вида материала, его способности к возгоранию, скорости газового потока и других факторов. С увеличением температуры, скорость распространения пожара возрастает и при достижении температуры самовоспламенения поверхность материала вспыхивает почти мгновенно. При распространении пламени по вертикальным поверхностям скорость его движения вверх в 8-10 раз выше, а вниз — вдвое меньше средних значений.
Среднее значение скорости распространения пожара (пламени).
Концентрации оксида углерода и других продуктов сгорания.
Единицы измерения их концентраций в воздухе: миллиграммы на литры (мг/л) и миллиграммы на куб. метры (мг/м3). Оксид углерода и целый ряд активных химических веществ образуются на пожаре в результате сгорания естественных и синтетических материалов. Их высокие концентрации дают до 70% смертельных случаев. Так например, смертельные отравления оксидом углерода могут наступить при вдыхании его в концентрации 2-3 мг/м3 в течение 30-60 минут и при концентрации 6 мг/м3 — за 5-10 минут.
Токсичные продукты горения.
Температура продуктов горения.
Повышение температуры в зоне теплового воздействия может привести к ожогам гортани и легких. Критическая температура для человека, находящегося в зоне задымления +60-70 градусов.
Классификация пожаров.
По виду горящего материала.
По виду горящего материала пожары делятся на классы А, В, С. При пожарах класса А горят твердые вещества, класса В — жидкости и класса С — газы.
По источнику возгорания.
Пожары делятся на возникающие от вспышки и в результате самовозгорания либо самовоспламенения.
По признаку изменения площади.
Пожары делятся на распространяющиеся и не распространяющиеся.
По масштабу:
— На отдельные пожары, когда горит одно сооружение (здание).
— Сплошные пожары. Одновременное горение преобладающего числа зданий и сооружений на участке застройки.
— Массовые пожары. Совокупность отдельных и сплошных пожаров.
При слабом ветре, низкой влажности и сплошной застройке зданиями низкой пожаростойкости (горении нефтепродуктов на большой площади) массовый пожар может перерастать в огневой шторм, представляющий собой образование одного гигантского турбулентного факела с радиальным притоком воздуха к центру пожара. Скорость восходящего при этом потока может достигать 60-100 км/ч, притока воздуха извне — 50-60 км/ч и температура в центре пожара доходить до 1000 градусов и более.
По условиям массо- и теплообмена с окружающей средой.
Пожары могут быть внутренними (в ограждении) и открытыми (на открытой местности), а также представлять собой тление и горение в завалах (развалинах) зданий повышенной и высокой огнестойкости после мощного взрыва, приведшего к разрушению здания и пожару.
Внутренние пожары.
Большинство пожаров внутри помещений связано с горением твердых материалов и начинается с возгорания, инициируемого открытым пламенем. Постепенно за счет увеличения температуры и интенсификации газообмена горение усиливается и из локального переходит в общее.
При достижении температуры в 100 градусов начинается разрушение остекления, возрастает приток кислорода, пламя вырывается наружу и может перебрасываться на соседние постройки. Распространение горения возможно также за счет теплового излучения и переброса искр и горящих элементов (головней). Отдельные головни могут перебрасываться на расстояния до 150-200 метров.
Причинами гибели людей при внутреннем пожаре в 10-15% случаев являются ожоги, в 3-5% — обрушения и падение горящих конструкций и 60-70% смертельных случаев приходится на отравление угарным газом и токсичными продуктами горения. Это связано с их высокими концентрациями и быстрым распространением по коридорам и лестничным клеткам.
Опасность для человека наступает уже через 0,5-6 минут после начала пожара, поэтому эвакуация из горящих помещений должна осуществляться немедленно. Критическое время эвакуации определяют по:
— Температуре внутри помещения (до 60 градусов).
— Образованию опасных концентраций вредных веществ. Исходят из средней скорости распространения продуктов сгорания по коридорам (30 м/мин).
— Потере видимости. Опасным считается задымление при видимости не более 3 метров.
Открытые пожары.
К открытым пожарам относятся пожары на складах древесины, на газовых и нефтяных разработках, лесные, торфяные и другие пожары, возникающие на открытых участках местности. Общей их особенностью является отсутствие накопления тепла в газовом пространстве зоны горения. Теплообмен происходит со всем окружающим воздухом, газообмен более интенсивен.
Все процессы на открытом пожаре в значительной степени зависят от интенсивности и направления ветра, влажности воздуха и других метеоусловий. Зона теплового воздействия определяется в основном лучистым тепловым потоком, так как конвекционные тепловые потоки уходят вверх. За исключением лесных и торфяных пожаров зона задымления тушению пожаров существенно не препятствует.
По материалам книги «Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях».
Емельянов В.М., Коханов В.Н., Некрасов П.А.
