Чрезвычайные ситуации техногенного характера

1.5.1. Пожары

Среди чрезвычайных событий, инициирующих ЧС природного и 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 (лесные пожары, пожары на торфяниках, пожары на химически и радиационно опасных объектах, морском и воздушном транспорте, трубопроводах и т. д.).

Пожаром принято называть неконтролируемое горение вне специального очага, сопровождающееся уничтожением материальных ценностей и создающее угрозу для жизни людей [5-7].

Пространство, в котором развивается пожар, условно можно разделить на три зоны: зона горения (очаг пожара), зона теплового воздействия и зона задымления.

Основной процесс пожара – горение. Горение можно определить как быстропротекающую экзотермическую реакцию соединения или разложения веществ, сопровождающуюся выделением значительного количества тепла и свечением.

Зона горения. Она 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.).

Для возникновения горения необходимо наличие трех факторов: горючего вещества, окислителя и источника воспламенения. Окислителем обычно является кислород воздуха (21%), в ряде случаев – это хлор, фтор, бром и др.; источник воспламенения – пламя другого горящего тела, искры, нагретые тела и др.

Одной из основных характеристик горения является скорость распространения пламени по объему горючего вещества, которая зависит от тепловыделения в реакции горения, теплоемкости горючей смеси и теплопередачи в ней. По величине этой скорости горение разделяют на “простое” (со скоростью до единиц м/с) и “взрывное”, которое протекает с большей скоростью. Взрывное горение характерно для горючих жидкостей и газов и конденсированных (твердых и жидких) взрывчатых веществ. Ниже в этом разделе рассматривается “простое” горение в атмосферном воздухе.

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 т.д.) токсичны, могут 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 – 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 горю-

чих 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. Характеристики пожароопасности некоторых материалов приведены в табл. 1.7.

Максимальная температура в очаге пожара составляет около 1250 ⁰С при горении твердых материалов, 1200-1350 ⁰С – горючих газов, 1100-1300 ⁰С – горючих жидкостей.

Таблица 1.7