Пожежа. Концепція пожежі. Явища, що супроводжують пожежу
Пожежа являє собою хімічну реакцію горіння, яка супроводжується виділенням значної кількості теплоти, диму та газів, а також випромінюванням світла. Пожежа, або горіння, - це швидке окислення, при якому горюча речовина з'єднується з киснем та виділяється енергія. Пожежа, що почалася, триватиме доти, поки є умови для процесу горіння.
Для горіння необхідні три елементи: горюча речовина, кисень для з'єднання з горючою речовиною (підтримка горіння) та теплота підвищення температури горючої речовини до точки займання. Для виникнення процесу горіння горюча речовина має бути нагріта до певної температури за допомогою джерела займання, наприклад полум'я, іскри електричного або механічного походження тощо. Після виникнення горіння постійним джерелом займання є зона горіння.
Приватним випадком горіння є вибух, при якому миттєво виділяється велика кількість теплоти та світла.
Відповідно до ГОСТ 27331-87 пожежі класифікують залежно від виду палаючих речовин та матеріалів наступним чином:
А - горіння твердих речовин:
А1 – дерева, вугілля, папери, соломи, текстильних виробів;
А2 - пластмаси (не супроводжується тлінням);
В - горіння рідких речовин:
В1 - нерозчинних у воді (наприклад, бензину, нафтового палива), а також твердих речовин (парафін);
В2 - горіння рідких речовин, розчинних у воді (наприклад, спиртів, гліцерину);
С - горіння газоподібних речовин (наприклад, побутовий газ, водень, пропан);
Д - горіння металів:
Д1 - горіння легких металів (наприклад, алюмінію, магнію та їх сплавів);
Д2 - горіння лужних в інших подібних металів (наприклад, натрію, калію);
ДЗ - горіння металовмісних сполук (наприклад, гідридів металів).
Різні за структурою матеріали та речовини горять неоднаково. Такі речовини, наприклад, як сажа, деревне вугілля, кокс, антрацит, які є хімічно чистий вуглець, розжарюються і тліють без утворення іскор, полум'я і диму. Це тим, що вони не розкладаються перед тим, як вступити в з'єднання з киснем повітря. У разі горіння протікає повільно і називається поверхневим (гетерогенним).
Процес горіння у твердих горючих матеріалів, наприклад, деревини, пластмас, гуми, бавовни, протікає в дві стадії. Спочатку відбувається розкладання, яке супроводжується полум'ям і випромінюванням світла, та був власне горіння, що характеризується наявністю полум'я чи тління, т. е. горять вони самі, а продукти розкладання.
Швидкість горіння матеріалів залежить від їхньої вологості, відношення площі поверхні матеріалу до його обсягу, доступу повітря, швидкості та напряму вітру та інших факторів. Сухі волокнисті, розпушені та пилоподібні речовини, що мають велику поверхню зіткнення з киснем повітря, вигоряють швидше, ніж вологі та ущільнені матеріали.
Більшість горючих речовин при нагріванні виділяють газоподібні продукти, які при змішуванні з повітрям, що містить кисень, утворюють пальне. Таке середовище може утворюватися і при розпиленні твердих та рідких речовин.
Пожежі в суднових приміщеннях зазвичай називають внутрішніми або закритими. Якщо ж горіння відбувається зовні корпусу та надбудов судна, то таку пожежу називають зовнішньою або відкритою. Найбільшу небезпеку становлять внутрішні пожежі.
Основнимиявленнями, що супроводжують пожа р на судах, є виділення теплоти,теплопередача від зони горіння у навколишнє середовище та підвищення температури у зоні пожежі. Вогонь поширюється на суміжні приміщення, відбуваються вигоряння, деформація та руйнування суднових конструкцій.
При пожежі утворюються повітряні та газові потоки, викликані газообміном між зоною горіння та навколишнім середовищем, відбуваються вибухи, виділення продуктів розкладання та утворення продуктів згоряння, закипання гарячих рідин у цистернах та ємностях та ін.
Простір, де проявляються ті чи інші явища, що супроводжують пожежу, поділяють на зону горіння, зону агресивного впливу теплоти і зону задимлення. Перша зона – це простір, де відбувається горіння.
Зоною агресивного впливу теплоти називається та частина простору, де тепловий вплив призводить до помітної зміни властивостей матеріалів і конструкцій, унеможливлює перебування в ній людей, не забезпечених спеціальними засобами теплового захисту. Ця зона зазвичай утворюється на шляху руху нагрітих продуктів згоряння, частинок, що горять, іскор, а також в результаті дії теплового випромінювання факела полум'я. За наявності в зоні легкозаймистих матеріалів створюється загроза виникнення нових вогнищ пожежі.
Зоною задимлення називається простір з високою концентрацією димових газів, що створює загрозу життю та здоров'ю людей.
Під газообміном при пожежі розуміють надходження свіжого повітря в зону горіння і видалення з неї нагрітих продуктів згоряння. Наприклад, горіння посилюється за великого вітру. У закритих приміщеннях трюмах горіння протікає з невеликими швидкостями і великим виділенням продуктів неповного згоряння. Газообмін відбувається не тільки в приміщеннях, що горять, але і в суміжних з ними. Тому доступ до осередку пожежі часто утруднений.
Привнутрішніх (закритих) пожежах у зоні агресивного впливу теплоти можуть виникнути раптові конвективні потоки розпечених газів, що виникають у результаті зміни умов газообміну.
Температура є важливим показником, що характеризує тепловий стан тіла. Температурне поле неоднорідне, оскільки температура, як правило, підвищується з наближенням до зони пожежі, а у верхній частині приміщень повітря прогріте більше, ніж у палуб. Температурою пожежі вважають температуру відпрацьованих газів, що заповнюють зону пожежі.
Орієнтовно температуру нагрівання суднових конструкцій можна визначити за кольором гартування: наприклад, темно-червоний колір відповідає температурі 700?С, вишневий — 900?, білий — 1300 °С. При обмеженому газообміні, наприклад, у закритих житлових приміщеннях, збільшення температури відбувається повільно і максимальне її значення в межах 800-900?С.
Температура багато в чому визначає не лише інженерно-профілактичні заходи, спрямовані на ліквідацію пожежі, а й тактичні дії аварійних партій та груп.
Під розвитком пожежі розуміють зміну його параметрів у просторі та часі. Якщо пожежу не гасять, її розвиток зазвичай відбувається так. Виникнувши в будь-якій точці ділянки матеріалів, що вогнюються, вогонь починає поширюватися по території ділянки. У початковий період розвиток відбувається порівняно повільно, але зі збільшенням площі горіння зростає теплове випромінювання, збільшуються потоки газів, тому поширення пожежі прискорюється.
При згорянні більшості органічних речовин в умовах суднової пожежі основними складовими димових газів є кисень, азот, діоксид вуглецю, оксид вуглецю, пари води та вільний вуглець у вигляді дрібних частинок сажі.
При повільному нагріванні або горінні без доступу повітря спостерігається сухе перегонування з утворенням численних продуктів. Вміст оксиду вуглецю в димі пожеж зазвичай нижче 0,3% за обсягом. Однак іноді кількість оксиду вуглецю зростає до 0,5-0,6% і більше, що може спричинити отруєння чадним газом.