Фазы развития пожара.

В процессе развития пожара различают три фазы: фазу свободного развития пожара, фазу локализации и фазу ликвидации пожара.

В первой фазе развития пожара - фазе свободного горения – пламенем охватывается до 80% пожарной нагрузки. Эта фаза характерна ростом площади пожара, выгоранием пожарной нагрузки, нагревом строительных конструкций, их обрушением. Продолжительность этой фазы Т св определяется по формуле (1.3) как сумма времени сообщения о возгорании в пожарную часть Т дс, времени сбора личного состава Т сб, времени следования формирований к месту возгорания Т сл, и времени развертывания пожарных бригад Т бр:

Т св = Т дс + Т сб + Т сл + Т бр. (1.1.)

Во второй фазе происходит активное пламенное горение с потерей массы

пожарной нагрузки, скорость выгорания непрерывно увеличивается и достигает максимальных величин.

В этой фазе – фазе локализации – пожар развивается до момента ограничения распространения горения по площади сосредоточенными силами, средствами и исключения опасных ситуаций. Эта фаза характеризуется дальнейшим увеличением площади пожара, сокращением скорости распространения горения за счет внедренных средств тушения, выгоранием пожарной нагрузки на участках свободного горения и тления, а также другими явлениями.

Продолжительность фазы локализации зависит от быстрого проведения разведки пожара, оценки обстановки, скорости сосредоточения огнетушащих средств, грамотного управления силами и т.д. Практически определить точно время локализации пожара невозможно. Его можно рассчитать в процессе тушения и исследования потушенных пожаров.

В третьей фазе – фазе ликвидации – скорость выгорания резко падает, процесс характеризуется догоранием тлеющих материалов и конструкций.

В этой фазе площадь пожара сокращается и приостанавливается до момента полного прекращения горения на всех поверхностях пожарной нагрузки и завершается исключением возможности повторного возобновления горения в этих местах. Выявить время третьего периода также практически невозможно.

В каждом конкретном случае процесс развития пожара протекает при определенных условиях сосредоточения или рассредоточения пожарной нагрузки и газообмена, т.е. притока воздуха в зону горения и удаления из нее нагретых продуктов сгорания, а также дымовых газов. Газовый обмен является постоянным явлением любого пожара. При пожарах на открытом пространстве газообмен характеризуется наличием восходящего столба или движущейся колонны газообразных продуктов сгорания. При пожарах в ограждениях (зданиях) газообмен зависит от наличия, состояния и площади проемов, высоты их расположения, удельной пожарной нагрузки и других факторов.

Наиболее интенсивно газообмен протекает при наружных пожарах, пожарах в производственных зданиях со световыми фонарями, бесфонарных зданиях с дымоудаляющими люками в покрытиях. Мощные потоки газов, особенно при наружных пожарах, способны переносить искры, горящие угли и головни на значительные расстояния, создавая условия для возникновения новых очагов горения, что следует учитывать при организации спасательных работ. При газообмене в зданиях, когда доступ свежего воздуха к зоне горения сокращается, происходит обильное выделение продуктов неполного сгорания и теплового разложения. Указанные обстоятельства осложняют обстановку, создают наибольшую опасность для жизни людей и затрудняют оперативные действия спасателей.

Начало

В каждом пожаре можно выделить несколько стадий его развития. Начальная стадия охватывает время от начала возгорания до того момента, когда огонь полностью охватит помещение. Начало горения обычно происходит из-за воспламенения, самовоспламенения или вспышки:

1. воспламенение совершается под действием источника зажигания, с участием горючего вещества и окислителя. Опасность воспламенения кроется в неизбежном распространении огня на всю поверхность предмета и возможном взрыве;
2. вспышка отличается от воспламенения неустойчивым горением даже при наличии источника зажигания. Это сгорание газовой смеси над горючим веществом, сопровождающееся небольшим свечением;
3. самовоспламенение происходит при умеренном нагревании без внешнего источника зажигания. Из-за воздействия особых микроорганизмов легко самовозгораются торф и древесные опилки, а некоторые химические вещества загораются при контакте с воздухом (пирофоры).

Продолжительность начальной стадии пожара зависит от конструктивных особенностей помещения и предметов, которые там находятся (материала пожарной нагрузки).

На этой фазе важно ограничить поступление кислорода, что поможет замедлить или даже полностью прекратить горение. Отмечается выделение большого количества тепла — температура повышается до 200-300 °С, происходит термическое разложение материалов и распространение огня по всем доступным поверхностям — горит всё, что способно гореть.

Интенсивно уплотняется дымовая завеса, в воздухе нарастает содержание оксида и диоксида углерода. В связи с этим уже первые пять минут начальной стадии развития пожара представляют большую опасность для жизни человека. Сигнализация и автоматические системы пожаротушения должны сработать в самом начале этой фазы, что даст людям запас времени для безопасной эвакуации.

Развитие и затухание

Развивающаяся стадия отмечается полным охватом пламенем всего объёма пожарной нагрузки — горючих материалов, которые способны выделять теплоту при сжигании. В этот период сгорает до 90 % горючих веществ, находящихся в помещении.

Скорость выгорания достигает максимальных значений. Через 15-20 минут в окнах лопаются стёкла. Постоянный приток воздуха раздувает пожар в помещении, где температура может достигать значений в 900 °С.

На этой стадии огонь наносит значительный ущерб строительным конструкциям, так как температура в помещении превышает порог их огнестойкости (способности противостоять пламени определенный период времени).

Из-за разрушения потолков и стен огонь и дым распространяются в смежные помещения и этажи. Пламя способно перекинуться на соседние сооружения, если пожар бушует в деревянном здании.

Когда все параметры достигают наивысших значений, отмечается пик пожара - его развитая стадия. Зачастую развивающуюся и развитую стадии возгорания объединяют, называя этот период фазой полного развития пожара (основной).

Пожарные подразделения обычно прибывают в основной фазе, через 10-15 минут после обнаружения возгорания, когда он уже достиг максимальной интенсивности.

Затухающая (конечная) стадия пожара характеризуется уменьшением температуры и падением скорости выгорания . Огонь продолжает уничтожать то, что горит медленнее. Рушатся выгоревшие конструкции — стены, балки, потолочные перекрытия. Наступает тление, после которого пожар прекращается.

Категории сложности

Для оперативной реакции на сигнал о бедствии каждому возгорания присваивается определенный номер (ранг). Он обозначает степень сложности пожара и соответствующее количество сил личного состава, выезжающих на вызов.

Так, на сигнал «Вызов №1» выезжает два отделения на двух автоцистернах, на «Вызов №1 БИС» — еще два дополнительно, на «Вызов №2» — шесть отделений, «Вызов №3» — десять, «Вызов №4» — тринадцать, «Вызов №5» — пятнадцать отделений. Как видно, на самый высокий ранг пожара выезжает максимальное число пожарных расчетов и спасательной техники. «Вызов №0» обозначает ложный вызов.

Степени сложности пожара определяются по трем параметрам — вид горючего материала, проблемы в тушении и наличие . Повышенный ранг пожара фиксируется исходя из прогноза динамики пожара, оценки обстановки и технических возможностей конкретной пожарной части.

Например, второй номер обозначает пожар с большой площадью возгорания, нехваткой имеющихся сил и недостатком источников воды. Так, для того чтобы в кратчайшее время вызвать максимальное количество расчётов, четвёртый номер сложности был присвоен пожару в телецентре «Останкино» в 2013 году, где огнём был охвачено около 200 м 2 площади.

Пожар на Черкизовском рынке в 2009 году, где пылало около 1000 м 2 складских помещений и работало 28 пожарных расчётов, получил высшую степень сложности.

В процессе развития пожара различают три стадии:

Ø начальная стадия,

Ø основная (развитая) стадия,

Ø конечная стадия.

Эти стадии характерны для всœех пожаров независимо от того, где произошел пожар: на открытом пространстве или в помещении.

I фаза (10 мин) - начальная стадия , включающая переход возгорания в пожар (1-3 мин) и рост зоны горения (5-6 мин).

В течение первой фазы происходит преимущественно линœейное распространение огня вдоль горючего вещества или материала. Горение сопровождается обильным дымовыделœением, что затрудняет определœение места очага пожара. Среднеобъемная температура повышается в помещении до 200°С (темп увеличения среднеобъемной температуры в помещении 15°С в 1 мин). Приток воздуха в помещение сначала увеличивается, а затем медленно снижается. По этой причине очень важно в это время обеспечить изоляцию данного помещения от наружного воздуха (не рекомендуется открывать или вскрывать окна и двери в горящее помещение. В некоторых случаях, при достаточном обеспечении герметичности помещения, наступает самозатухание пожара) и вызвать пожарные подразделœения при первых признаках пожара (дым, пламя). В случае если очаг пожара виден, крайне важно по возможности принять меры к тушению пожара первичными средствами пожаротушения до прибытия пожарных подразделœений.

Продолжительность I фазы составляет 2-30% от общей продолжительности пожара.

II фаза (30-40 мин) - стадия объёмного развития пожара.

Бурный процесс, температура внутри помещения поднимается до 250-300 о С, начинается объёмное развитие пожара, когда пламя заполняет весь объём помещения, и процесс распространения пламени происходит уже не поверхностно, а дистанционно, через воздушные разрывы. Разрушение остекления через 15-20 мин от начала пожара. Из-за разрушения остекления приток свежего воздуха резко увеличивает развитие пожара. Темп увеличения среднеобъемной температуры - до 50°С в 1 мин. Температура внутри помещения повышается с 500-600 до 800-900°С. Максимальная скорость выгорания - 10-12 мин.

Стабилизация пожара происходит на 20-25 минуте от начала пожара и продолжается 20-30 мин.

III фаза - затухающая стадия пожара.

Догорание в виде медленного тления, после чего через неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ время (иногда весьма продолжительное) пожар догорает и прекращается.

В процессе развития пожара различают три стадии: - понятие и виды. Классификация и особенности категории "В процессе развития пожара различают три стадии:" 2017, 2018.

Теплота пожара

Теплота пожара, это количество тепла, выделяющееся в зоне горения в единицу времени. Она зависит от массовой скорости выгорания ( ,[кг/с]), низшей теплоты сгорания вещества (Q н, [кДж/кг]), и полноты сгорания вещества:

, кВт,

где - коэффициент полноты сгорания.

Для пожаров, регулируемых вентиляцией (притоком воздуха), увеличение притока воздуха приведет к увеличению теплоты пожара.

2.2.6 Продукты горения

При пожаре в результате термического воздействия выделяются газообразные, жидкие и твердые вещества Их называют продуктами горения. Они распространяются в газовой среде и создают задымление.

Дым– дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоящая из газов, паров и раскаленных твердых частиц.

Под дымообразованием на пожаре понимают количество дыма (), выделяемого со всей площади пожара, которое определяется по формуле:

> ,

где –выделяемое количество дыма при горении;

Коэффициент пропорциональности;

–массоваяскоростьвыгорания;

Объем продуктов горения, образовавшихся при сжигании 1 кг горючего, ;

Площадь пожара;

–температурадыма;

Температура окружающей среды.

Процесс задымления зданий и помещений связан с разностью образующегося количества дыма при горении ( и удаляемого из здания ). Если эту разность отнести к объему помещения (), получим интенсивность задымления,

Объем помещений,

Z- концентрация дыма, в долях процентов.

Концентрация дыма- это количество продуктов горения, содержащихся в единице объема газовой среды ( ; или в объемных долях), вызывающих ухудшение видимости и токсичность атмосферы в зоне пожара.

2.3 Газовый обмен на пожаре

Газовый обмен на пожаре - это движение газообразных масс, вызываемое выделением тепла при горении. Причиной газообмена при пожаре в помещении является разность давлений газовой среды внутри помещения и воздуха снаружи. При нагревании газов их плотность уменьшается, и они вытесняются более плотными слоями холодного атмосферного воздуха, поднимаясь вверх. У основания факела пламени создается разряжение (зона пониженного давления), которое способствует притоку воздуха к зоне горения, а над факелом пламени- избыточное давление. При этом, на определенной высоте внутри помещения, давление будет равно атмосферному. Плоскость, которая расположена на высоте, на которой давление равняется атмосферному, называется "плоскостью равных давлений" или "нейтральной зоной". Через часть проема или проемы, расположенные выше нейтральной зоны, происходит выход продуктов горения из здания. Через проемы ниже нейтральной зоны – поступает свежий воздух.

h прд – высота плоскости равных давлений;

Избыточное давление газовой среды.

Рисунок 5. Схема газообмена в помещении

На процесс газообмена в помещении оказывают влияние высота проёма, площади проёмов, скорость и направление ветра.

Процессы газообмена на пожаре могут приводить к задымлению как отдельных помещений, так и здания в целом.

2.4 Процесс теплообмена

Одними из главных процессов, происходящих на пожаре, являются процессы теплообмена. Тепло, выделяющееся при горении, воздействует на людей, окружающие конструкции, во многом определяет обстановку на пожаре, а также является одним из факторов развития пожара. Кроме того, нагрев продуктов горения вызывает движение газовых потоков и вытекающие из этого последствия –задымление помещений и территорий, расположенных около зоны горения.

В общем случае тепло, выделяющееся на пожаре, идет на нагрев продуктов горения, часть тепла передается за счет конвекции от зоны горения воздуху, не участвующему в горении, а также излучением.

Рисунок 6. Выделение тепла в зоне горения

Тепло, передаваемое во внешнюю среду, способствует распространению пожара, вызывает повышение температуры, деформацию конструкций и т.д.

Большая часть тепла на пожарах передается конвекцией.

Конвекция способствует выравниванию температуры среды. Конвективные потоки газов при пожарах в зданиях способствуют быстрому распространению пожара, проникая через системы вентиляции, пустоты в строительных конструкциях и т.п.

На открытых пожарах большое влияние на его распространение имеет направление и скорость ветра, т.к. ветер отклоняет восходящий поток нагретых газов от вертикали.

При пожарах внутри зданий продукты горения, двигаясь по коридорам, лестничным клеткам, шахтам лифтов, вентканалам и т.п., передают тепло встречающимся на их пути материалам и конструкциям, вызывая их загорания, деформацию, обрушение и т.п. Необходимо помнить, чем выше скорость движения конвективных потоков и чем выше температура нагрева продуктов горения, тем больше тепла передаётся в окружающую среду.

Значительная часть тепла на пожаре передается излучением.

Перенос тепла излучением осуществляется посредством электромагнитных волн, в основном, за счет этого вида теплопереноса, происходит развитие пожара на открытом пространстве. Причем, чем больше поверхность пламени, тем ниже степень его черноты, чем выше температура горения, тем больше передается тепла этим способом.

При пожарах в ограждениях действие излучения ограничивается строительными конструкциями горящих помещений и задымлением, как тепловым экраном. На наиболее удаленных от зоны горения участках тепловое воздействие излучением существенного влияния на обстановку пожара не оказывает. Но чем ближе к зоне горения, тем более опасным становится его тепловое воздействие.

Подающий тепловой поток зависит от расстояния между факелом пламени и объектом. С этим параметром связаны безопасные условия для облучаемого объекта.

Зная расстояние между измеряемой и излучаемой поверхностью, при котором интенсивность облучения объекта или температура на его поверхности не превышает допустимых величин или допустимых значений для данного объекта, можно определить промежуток времени, по истечении которого необходимо обеспечить его (поверхности) защиту.

Процесс теплообмена нагретых газов, факела пламени и ограждающих конструкций при пожаре в помещении носит сложный характер и осуществляется одновременно тепловым излучением, конвекцией и теплопроводностью.

III. ЗОНЫ И СТАДИИ ПОЖАРА

3.1 Зоны пожара

Пространство, в котором развивается пожар, условно подразделяется на три зоны: горения, теплового воздействия и задымления.

Установить четкие границы зон пожара практически не представляется возможным, так как происходит их непрерывное изменение, и можно говорить лишь об условном их расположении.

3.1.1 Зона горения

Зона горения представляет собой часть пространства, в котором происходит подготовка горючих веществ к горению (испарение, разложение) и их горение. Она включает в себя объем паров и газов, ограниченный границами видимого пламени и поверхностью горящих веществ, с которой пары и газы поступают в объем зоны. Иногда зона горения, кроме указанного, ограничивается также конструктивными элементами здания, стенками резервуара, аппарата и т. д.

3.1.2 Зона теплового воздействия

Зона теплового воздействия примыкает к границам зоны горения. В этой части пространства протекают процессы теплообмена между поверхностью пламени, окружающими ограждающими конструкциями и горючими материалами.

Передача теплоты в окружающую среду осуществляется конвекцией, излучением и теплопроводностью. Границы зоны проходят там, где тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов, происходит их подготовка к горению, а также создаются условия, невозможные для пребывания людей без специальной тепловой защиты.

3.1.3 Зона задымления

Под зоной задымления понимается часть пространства, примыкающая к зоне горения, в которой концентрация продуктов горения создает угрозу для жизни и здоровья людей или затрудняет действия пожарных.

Границы задымления определяют показатели, представляющие опасность для жизни и здоровья людей: видимость, пониженная концентрация кислорода, предельно допустимая концентрация продуктов горения и пиролиза.

При пожарах в зданиях и сооружениях опасные факторы пожара являются основным препятствием для выполнения действий пожарными подразделениям и по тушению пожаров, создают опасность для жизни и здоровья людей, оказавшихся в зоне задымления. Особое влияние зона задымления оказывает на обстановку пожара в зданиях повышенной этажности и на объектах с массовым сосредоточением людей.

Зона задымления может включать в себя всю зону теплового воздействия и значительно превышать ее.

3.2 Стадии пожара

Для горения необходимы три компонента – горючий материал, окислитель (кислород) и источник зажигания.

В процессе развития пожара различают четыре стадии:

1. начальную,

2. стадию развивающегося пожара,

3. развитую стадию пожара,

4. затухания.

Рисунок 8. Стадии пожара

1 – температура пожара; 2 – скорость выгорания; 3 –температура поверхности строительной конструкции; 4 – температура прогрева защитного слоя.

I – начальная стадия; II– стадия развивающегося пожара; III– развитая стадия; IV–затухания.

Начальная стадия

Начальная стадия пожара включает период времени от момента возникновения горения до полного охвата пламенем поверхности горючей нагрузки. Продолжительность этой стадии зависит от вида и количества горючей нагрузки, мощности источника зажигания, объемно-планировочных характеристик помещения. Продолжительность начальной стадии пожара может изменяться в широких пределах, температура в этот период характеризуется сильной неоднородностью.

На этой стадии газовая среда в помещении увеличивается в объеме, создается избыточное давление, в результате чего газовая смесь выходит из помещения через не плотности в стыках строительных конструкций, зазоры в притворах дверей, окон, воздуховоды и другие отверстия.

Если на начальной стадии недостаточно воздуха для сгорания пожарной нагрузки, то интенсивность горения замедляется, а при достаточной изоляции от окружающей среды, развитие процесса горения в помещении может замедляться вплоть до полного прекращения горения. Пожар при этом будет зависеть от притока вентиляции и будет находиться в режиме ПРВ – «пожар, регулируемый вентиляцией».

Если притока воздуха достаточно для сгорания пожарной нагрузки, то горение распространяется на всю ее площадь, прогреваются конструкции и материалы, среднеобъемная температура в помещении поднимается до 200 0 ÷300 0 С. В газовой среде помещения возрастает содержание оксида и диоксида углерода, происходит интенсивное дымовыделение, снижается видимость.

Начальная стадия пожара, как правило, не оказывает существенного влияния на огнестойкость строительных конструкций, поскольку температуры пока еще сравнительно невелики.

Стадия развивающегося пожара

Стадия развивающегося пожара включает период времени от полного охвата пламенем поверхности пожарной нагрузки до достижения постоянной скорости выгорания материалов пожарной нагрузки. Характеризуется резким подъемом скорости тепловыделения и быстрым повышением температуры в помещении. В период развивающейся стадии пожара строительные конструкции подвергаются нарастающему интенсивному тепловому воздействию.

Развитая стадия пожара

Развитая стадия пожара характеризуется наибольшей интенсивностью пожара. Все параметры, обуславливающие развитие пожара (скорость выгорания, газообмен, температура, тепловые потоки, концентрация продуктов горения), принимают максимальные и, практически, постоянные значения. На этой стадии сгорает около 80-90% объемной массы горючих веществ и материалов.

Данная стадия развития пожара является квазистационарной, при этом расход удаленных газов из помещения приблизительно равен притоку поступающего воздуха и продуктов горения. На этой стадии вскрытие дополнительных проёмов (дверей, окон и т.п.) существенного влияния на интенсивность горения не оказывает.

Значительную опасность для действий пожарных подразделений, представляет пожар в режиме ПРВ (пожар, регулируемый вентиляцией). Как правило, он происходит на начальной стадии пожара. При этом в условиях, когда недостаточно воздуха для сгорания пожарной нагрузки, интенсивность горения снижается, но среднеобъемная температура в помещении достаточно велика для процесса пиролиза (термического разложения) горючих материалов. При этом продукты пиролиза накапливаются в объеме помещения, создавая взрывоопасную концентрацию. В случае быстрого поступлении кислорода (например, за счет вскрытия оконных или дверных проемов), может произойти объемная вспышка, при которой выделяется большое количество тепла. При этом возникает прямая угроза жизни и здоровью пожарным и распространения огня по всему объему помещения. Среднеобъёмная температура в помещении возрастает до 650÷850 0 С.

Стадия затухания

Стадия затухания начинается с момента снижения скорости выгорания пожарной нагрузки и заканчивается временем достижения исходного значения среднеобъемной температуры. Тепловыделение и средняя температура газовой среды в очаге пожара снижаются, однако в начале этой стадии остаются еще достаточно высокими и оказывают значительное тепловое воздействие на конструкции.

Рисунок 9. Развитие пожара в комнате

Рисунок 10. Стадияразвитого пожара

Рисунок 11. Схемаизменения температуры и режимов пожара во времени

IV. УПРАВЛЕНИЕ ГАЗООБМЕНОМ НА ПОЖАРЕ

Управление газовыми потоками при тушении пожара является важным оперативно-тактическим действием, выполняемым с целью создания условий, способствующих успешному тушению пожара и проведению спасательных работ.

Основные факторы пожара
Процесс тушения огня может быть осложнён некоторыми сопутствующими опасностями, которые возникают в виде основных факторов пожара . К таковым отнесены: 1. пламя и искры; 2. тепловой поток; 3. повышенная температура окружающей среды; 4. повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения; 5. пониженная концентрация кислорода; 6. снижение видимости в дыму. Выделяют также сопутствующие проявления основных факторов пожара - это: 1. осколки, части разрушившихся зданий, сооружений, строений, транспортных средств, технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества; 2. радиоактивные и токсичные вещества и материалы, попавшие в окружающую среду из разрушенных технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества; 3. вынос высокого напряжения на токопроводящие части технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества; 4. опасные факторы взрыва, происшедшего вследствие пожара; 5. воздействие огнетушащих веществ.

Типы пожаров

В зависимости от вида горящих веществ и материалов выделяют соответствующие типы пожаров . Они условно обозначаются буквами. К типу А1 относится горение твёрдых веществ, которое сопровождается тлением – тушатся водой со смачивателямми, хладоном, порошкамии типа АВСЕ; к типу А2 относится горение твёрдых веществ без тления – тушатся любыми видами огнетушащих веществ. Типы пожаров категории В1 и В2 – это горение жидких веществ, не растворимых и растворимых в воде, соответственно – тушатся при посощи установок пенного пожаротушения , мелкораспыленной водой, хладонами, порошками типа АВСЕ и ВСЕ. Категория С – горение газообразных веществ, например, бытового газа, пропана – тушатся объемным способом и флегматизацией газовых составов, порошками типа АВСЕ и ВСЕ, водой для охлаждения оборудования. Горение металлов относится к типу пожаров категории D: D1 – лёгкие металлы (алюминий, магний); D2 – щелочные металлы (натрий, калий); D3 – горение металлосодержащих соединений (металлоорганические соединения, гидраты металлов). Класс Е – горение электрооборудования под напряжением до 10 000 Вольт.

Многоуровневая безопасность – залог эффективности современного бизнеса. Для надежной защиты предприятия от противоправных посягательств необходимо воспользоваться услугами профессиональных охранных структур.

Главная » Понятия » Стадии пожара: классификация, основы и основные зоны. В процессе развития пожара различают три стадии