1.5.1. Пожары

Среди чрезвычайных событий, инициирующих ЧС техногенного характера, пожары занимают особое место, поскольку происходят часто и на самых различных объектах и что, может быть, самое главное – являются источником последующих катастрофических событий – взрывов на химически и радиационно опасных объектах, морском и воздушном транспорте, трубопроводах и т. д. С другой стороны, взрывы часто сопровождаются пожарами.

Пожаром принято называть неконтролируемое горение вне специального очага, сопровождающееся уничтожением материальных ценностей и создающее угрозу для жизни людей. Горение – основной процесс пожара, это относительно быстропротекающая экзотермическая реакция соединения или разложения веществ, сопровождающаяся выделением значительного количества тепла и свечением.

Пространство, в котором развивается пожар и проявляется его поражающее действие, в общем случае условно можно разделить на три зоны:

– зона горения (очаг пожара);

– зона теплового воздействия;

– зона задымления.

Зона горения включает поверхность горящего вещества и пламя. Пламя – видимая область зоны горения, в которой интенсивно протекают реакции, происходит выделение тепла и которая является источником светового излучения.

В подавляющем большинстве случаев при горении взаимодействующие вещества находятся в газообразном состоянии. При горении газа граница зоны горения – это фронт пламени толщиной доли миллиметра. Зоной горения горючей жидкости является некоторые объем над ней, куда поступают пары испаряющейся жидкости и кислород из воздуха. При горении большинства твердых веществ они или плавятся и испаряются (сера, стеарин и др.), или разлагаются (газифицируются) с выделением газообразных продуктов (древесина, каменный уголь, торф и др.).

Линейные размеры зоны горения зависят от вида пожара и могут составлять от единиц до десятков метров.

Для возникновения горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя и источника воспламенения. Окислителем обычно является кислород воздуха, в ряде случаев – это хлор, фтор, бром и др.; источник воспламенения – пламя другого горящего тела, искры, нагретые тела.

Горение может быть полным и неполным. Полное горение происходит при достаточном количестве кислорода в очаге горения, в результате образуются инертные продукты (пары воды Н₂О, диоксид углерода СО₂, сернистый ангидрид SО₂ и др.). Неполное горение имеет место при недостатке кислорода, образующиеся продукты (оксид углерода СО, пары кислот, спиртов, альдегидов и др.) токсичны, могут в дальнейшем гореть.

По горючести – способности к горению все вещества и материалы подразделяются на три группы:

– негорючие – вещества и материалы, не способные гореть в воздухе (применяемые в строительстве природные и искусственные неорганические материалы, металлы);

– трудно горючие – способны возгораться в воздухе от источника воспламенения, но не способны самостоятельно гореть после его удаления (асфальтобетон, бетонно-стружечные детали, пропитанная антипиренами древесина и др.);

– горючие – способны самовозгораться, а также воспламеняться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления (различные органические материалы).

Среди горючих веществ выделяют легковоспламеняющиеся вещества, они способные воспламеняться от кратковременного воздействия источника с низкой энергией (пламени спички, искры и т. п.).

Пожарная опасность горючих материалов определяется их способностью возгораться и может быть охарактеризована температурой воспламенения и температурой самовозгорания.

Температура воспламенения – минимальная температура материала, при которой скорость выделения горючих паров и газов такова, что после их зажигания возникает устойчивое пламенное горение.

Горение при достижении температуры самовозгорания может протекать в виде тления или с образованием пламени, в последнем случае характеристикой процесса является температура самовоспламенения.

Одной из основных характеристик горючих материалов является теплота их сгорания – энергия, выделяющаяся при сгорании единицы массы материала в атмосфере кислорода.

Длительность горения заданной массы твердых материалов или горючих жидкостей определяется их массовой скоростью выгорания – массой вещества, выгорающего в единицу времени с единицы площади.

При горении газо- или паровоздушной смеси важной характеристикой горения является скорость распространения пламени по объему горючей смеси. По величине этой скорости горение разделяют на “простое” (со скоростью фронта пламени до единиц метров в секунду) и “взрывное”, которое протекает с большей скоростью. Ниже в этом разделе рассматривается “простое” горение в атмосферном воздухе.

Характеристики пожароопасности некоторых материалов приведены в табл. 1.5.

Т а б л и ц а 1.5