Зоны пожара.

Пространство, в котором развивается пожар, можно условно разделить на три зоны:

1.) зону горения;

2.) зону теплового воздействия;

3.) зону задымления.

Зона горения - та часть пространства, в которой протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов (твердых, жидких, газов, паров) и сгорания образовавшихся продуктов. Данная зона ограничивается размером языка пламени, но в некоторых случаях может ограничиваться ограждениями здания (сооружения), стенками технологических установок, аппаратов.

Горение может быть пламенным (гомогенным) и беспламенным (гетерогенным). При пламенном горении границами зоны горения являются поверхность горящего материала и тонкий светящийся слой пламени (зона реакции окисления). При беспламенном горении (войлок, торф, кокс) зона горения представляет собой горящий объем твердых веществ, ограниченный не горящим веществом.

3 3

Рис. 5. Зоны пожара.

1- зона горения; 2- зона теплового воздействия; 3- зона задымления; 4- горючее вещество.

Зона горения характеризуется геометрическими и физическими параметрами: площадью, объемом, высотой, горючей загрузкой, скоростью выгорания веществ (линейная, массовая, объемная) и др.

Тепло, выделяющееся при горении, является основной причиной развития пожара. Оно вызывает нагрев окружающих зону горения горючих и негорючих веществ и материалов. Горючие материалы подготавливаются к горению и затем воспламеняются, а негорючие материалы разлагаются, плавятся, строительные конструкции деформируются и теряют прочность.

Выделение тепла происходит не во всем объеме зоны горения, а только в светящемся ее слое, где происходит химическая реакция. Выделившееся тепло воспринимается продуктами горения (дымом), в результате чего они нагреваются до температуры горения.

Зона теплового воздействия – часть примыкающая к зоне горения. В этой части происходит процесс теплообмена между поверхностью пламени и окружающими строительными конструкциями, материалами. Передача тепла осуществляется конвекцией, излучением, теплопроводностью. Границы зоны проходят там, где тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов, конструкций и создает невозможные условия для пребывания людей без средств тепловой защиты.

Проекция зоны теплового воздействия на поверхность земли или пола помещения называется площадью теплового воздействия. При пожарах в зданиях эта площадь состоит из двух участков: внутри здания и вне его. На внутреннем участке передача тепла осуществляется преимущественно конвекцией, а на внешнем - излучением от пламени в окнах и других проемах.

Размеры зоны теплового воздействия зависят от удельной теплоты пожара, размеров и температуры зоны горения и др.

Зона задымления - пространство, которое заполняется продуктами сгорания (дымовыми газами) в концентрациях, создающих угрозу для жизни и здоровья людей, затрудняющих действия пожарных подразделений при работе на пожарах.

Внешними границами зоны задымления считаются места, где плотность дыма составляет 0, 0001 - 0, 0006 кг/м³, видимость в пределах 6-12 м, концентрация кислорода в дыме не менее 16% и токсичность газов не представляет опасности для людей, находящихся без средств индивидуальной защиты органов дыхания.

Нужно всегда помнить, что задымление на любом пожаре всегда представляет наибольшую опасность для жизни людей. Так, например объемная доля оксида углерода в дыме в количестве 0, 05% опасна для жизни людей.

В некоторых случаях дымовые газы содержат сернистый газ, синильную кислоту, оксиды азота, галогенводороды и др., наличие которых даже в незначительных концентрациях приводят к смертельным исходам.

В 1972 году в Ленинграде в ломбарде на Владимирском проспекте произошел пожар, к моменту прибытия караула в помещении практически не было задымления и личный состав проводил разведку без средств защиты органов дыхания, но через некоторое время личный состав стал терять сознание, в бессознательном состоянии было эвакуировано 6 пожарных, которые были госпитализированы.

В процессе расследования было установлено, что произошло отравление личного состава токсичными продуктами, выделявшимися в процессе горения нафталина.

Анализ пожаров показывает, что подавляющее большинство людей погибает от отравления продуктами неполного сгорания, вдыхания воздуха с пониженной концентрацией кислорода (менее 16%). При уменьшении объемной доли кислорода до 10 % человек теряет сознание, а при 6% у него появляются судороги, и если ему не оказать немедленную помощь, то через несколько минут наступает смерть.

При пожаре в гостинице " Россия" в Москве из 42 человек только 2 человека погибли в огне, остальные погибли от отравления продуктами сгорания.

В чем заключается коварство задымления помещений на пожаре, даже при незначительных размерах горения? Если человек находится непосредственно в зоне горения или теплового воздействия, то естественно он сразу ощущает приближающуюся опасность и принимает соответствующие меры для обеспечения своей безопасности. При проявлении задымления очень часто люди, находящиеся в помещениях (а это наиболее характерно для зданий повышенной этажности) в верхнерасположенных этажах, не придают этому серьезного значения, а между тем по лестничной клетке образуется, так называемая, дымовая пробка, которая препятствует выходу людей из верхней зоны. Попытки людей пробиться через дым без индивидуальных средств защиты органов дыхания, как правило, заканчиваются трагически.

Так в 1997 году в Санкт-Петербурге, при тушении пожара на 3 этаже жилого дома на лестничной площадке 7 этажа были обнаружены трое погибших жильцов 5 этажа, которые, как показало расследование, пытались спастись от задымления в своей квартире, у знакомых, проживавших на 8 этаже.

Практически установить границы зон при пожаре не представляется возможным, т.к. происходит их непрерывное изменение, и можно говорить лишь об условном их расположении.

В процессе развития пожара различают три стадии: начальную, основную (развитую) и конечную. Эти стадии существуют для всех пожаров не зависимо от их видов.

Начальной стадии соответствует развитие пожара от источника зажигания до момента, когда помещение будет полностью охвачено пламенем. На этой стадии происходит нарастание температуры в помещении и снижение плотности газов в нем. Эта стадия продолжается 5 – 40 мин, а иногда и несколько часов. Она не оказывает, как правило, влияния на огнестойкость строительных конструкций, поскольку температуры пока сравнительно невелики. Количество удаляемых газов через проемы больше, чем количество поступающего воздуха. Вот почему линейная скорость в закрытых помещениях принимается с коэффициентом 0, 5.

Основной стадии развития пожара в помещении соответствует повышение среднеобъемной температуры до максимума. На этой стадии сгорает 80-90% объемной массы горючих веществ и материалов. При этом расход удаляемых газов из помещения приблизительно равен притоку поступающего воздуха и продуктов пиролиза.

На конечной стадии пожара завершается процесс горения и постепенно снижается температура. Количество уходящих газов становится меньше, чем количество поступающего воздуха и продуктов горения.