Составляющие пожара и взрыва. Огненный треугольник Реальный механизм горения что такое треугольник огня

Понятие «пожарный треугольник» было введено в обиход специалистами пожарной охраны при чтении лекций слушателям , а также в ходе инструктажей по пожарной безопасности и обучения пожарно-техническому минимуму (ПТМ) работников предприятий (организаций), чтобы наглядно показать процесс горения твердых веществ, горючих жидкостей и газов.

Что такое треугольник огня и чуть более сложное понятие, – что является пожарным тетраэдром , необходимо для визуального объяснения механизма горения. Следует подробно рассмотреть и понять, как даже незначительные вначале очаги возгорания, при наличии минимально необходимых для этого условий, возникают и развиваются в крупные пожары, а также какие способы и средства тушения пожаров следует применять для их ликвидации.

Из чего состоит классический треугольник пожара (горения) – это три составляющие, обязательные условия, необходимые как для проведения управляемого, регулируемого сжигания веществ для нужд человека, так и возникновения неконтролируемого природного или техногенного явления, называемого .

Стороны и элементы

• Горючее вещество (топливо) в лабораторных условиях, а на практике – это различные как легковоспламеняющиеся, сгораемые, так и трудногорючие материалы, входящие в состав помещений различных объектов, складированные на площадках открытых складов, территориях предприятий (организаций); а также деревья, кустарники, сухая трава, листва, хвоя, торф в природных условиях. Основные свойства таких веществ – это способность к выделению горючих газов (паров), к окислению – пиролизу, то есть химическому распаду при нагревании, что являются факторами их . Горючими являются большинство органических веществ, природных материалов, а также некоторые неорганические химические соединения. Следует помнить, что при сильном нагреве, разложении материалов на составляющие элементы начинают гореть и те из них, что при нормальных условиях являются негорючими, например, некоторые металлы, которые даже используют в качестве компонентов твердого ракетного топлива.
• Окислитель . Практически всегда в его качестве выступает кислород, содержащийся в воздухе, но при возникновении пожаров на технологических площадках, в установках (аппаратах) химических производств окислителями могут быть и окислы азота – NO, NO 2 , а также хлор, бром или озон. В нормальных условиях процесс горения, являющийся начальной или основной стадией большинства пожаров, протекает при процентном содержании О 2 в воздухе, примерно равном 21%, а критически низким его показателем для поддержания механизма горения принято считать около 16%. Однако некоторые вещества, а также товароматериальные ценности, в силу своих физико-химических свойств, способны воспламеняться, гореть даже в закрытых помещениях при объемном присутствии кислорода не больше 12%, и даже при более низкой его концентрации, что следует учитывать при проектировании стационарных систем пожаротушения, ликвидирующих очаги возгораний способом разбавления воздушной среды инертными газами.
• Источник зажигания (тепла) , приводящий к сильному нагреву сгораемых веществ и их воспламенению с последующим устойчивым горением, в результате пиролиза, выделения горючих паров (газов) и их смесей. Источниками воспламенения могут служить как сильные источники в виде открытого огня – вспышка газов, испарений горючих жидкостей, нагретых твердых органических материалов; пламя газовой горелки, так и низкокалорийные тепловые явления, но с высокой температурой, такие как электрические искры, вполне достаточные для воспламенения паров легкогорючих жидкостей или газов. В реальных условиях часто достаточен не общий нагрев, прогрев массы горючих веществ, складированных в помещении или на территории защищаемого объекта, а только поднесение к ним локального внешнего источника пламени с высокой температурой – спички, огня зажигалки, даже тлеющего окурка сигареты; искр, капель раскаленного метала в ходе проведения газоэлектросварочных работ, чтобы это привело к тлению, возгоранию, последующему горению и распространению пожара.

Именно поэтому так важны противопожарные мероприятия по категорическому исключению использования любых источников открытого пламени в зданиях, вспомогательных строениях (сооружениях), на территории предприятий; запрет курения вне отведенных, специально оборудованных для этого мест.

А те виды работ, которые неизбежно сопровождаются использованием открытых источников пламени, высокотемпературного тепла – паяльные, газоэлектросварочные работы, резка металлических конструкций; отогрев оборудования, мерзлого грунта, должны проводиться под строгим контролем представителей администрации предприятий, ответственного за пожарную безопасность после оформления, выдачи нарядов-допусков на выполнение огневых работ; оборудования мест их проведения противопожарным полотном (кошмой), водными, воздушно-пенными или порошковыми, углекислотными огнетушителями в зависимости от вида пожарной нагрузки.

Важно, что условие возникновения или причину пожара нельзя объяснить лишь наличием в том или ином месте, в помещении, пожарном отсеке строительного объекта, на территории предприятия или в лесу классического треугольника огня – массы горючих веществ, кислорода и избыточного тепла от его источника. Более полно природу процесса горения в целом и пожара в частности наглядно объясняет следующее научно-популярное понятие.

Этот четырехгранник в трехмерной проекции состоит из классического треугольника огня, образующие три его грани, опирающиеся на основание, представляющее четвертый элемент – цепную реакцию горения, что возникает между горючими веществами, источником зажигания, О 2 в составе воздуха, без которой невозможно возникновение пожара.

Условия горения, ограниченные пожарным тетраэдром, довольно уязвимы, на чем основаны принципы и способы тушения огня. Ведь для ликвидации пожара необходимо исключить хотя бы один компонент:

1. Резко снизить температуру горящих материалов, что достигается подачей воды или хладонов.
2. Разбавить концентрацию кислорода в зоне горения путем подачи инертных газов, прекращением подачи свежего воздуха вентиляционными системами.
3. Удалить горючие материалы или прекратить их подачу в очаг пожара, что осуществляется различными способами, в том числе остановкой трактов топливоподачи, перекрытием запорной арматуры на трубопроводах транспортировки горючих газовых смесей или жидкостей.
4. Остановить, прервать цепную физико-химическую реакцию горения между топливом, избыточным теплом и кислородом, для чего использует весь арсенал средств борьбы с огнем – от огнетушителей до установок тушения пожаров.

Надо сказать, что как треугольник возникновения огня, так пожарный тетраэдр – это лишь упрощенные, схематичные представления о базовых факторах, принципах возникновения пламени, развития процесса горения.

Кроме них на возникновение, распространение пожара как в природных условиях, так и в зданиях, на территориях защищаемых объектов сильно влияют и другие факторы, в том числе атмосферные явления:

• Летняя жара , приводящая сильному нагреву и сушке горючих веществ, что способствует легкости их возгорания.
• Низкая температура в зимний период , напротив, крайне затрудняет процесс воспламенения паров горючих жидкостей.
• Сильный ветер (приток воздуха) способен превратить горение травы или кустарников в верховой пожар, развивающийся с огромной скоростью, и даже дуновение воздуха на тлеющую растопку значительно упрощает процесс розжига костра (печки). То же самое можно отнести и к системам вентиляции, способным значительно ускорить процесс развития горения и далее пожара в целом. Поэтому автоматическая противопожарная защита зданий после поступления на пожарные приборы управления, централизованные приемно-контрольные приборы автоматической сигнализации сообщения от дымовых, тепловых или комбинированных пожарных извещателей отправляет командный импульс для включения огнезадерживающих клапанов на воздуховодах общеобменных систем подачи, удаления воздуха, обслуживающих защищаемые помещения.

• Легкогорючие вещества – от сухой травы, хвои, листвы до сгораемого мусора, древесных отходов, пыли в цехах, складах или на территориях объектов, а также наличие емкостей, розливов горюче-смазочных материалов могут служить инициаторами и катализаторами процесса горения. Чтобы зажечь их, требования к треугольнику огня достаточны – минимум топлива/горючего вещества, наличие кислорода в достаточном количестве для поддержания огня, плюс любой низкокалорийный источник пламени – от горящей спички или тлеющего окурка до искры, отскочившей от раскаленной окалины металла.

Пожарная безопасность объектов во многом зависит от мероприятий, направленных на снижение всех факторов, входящих в треугольник огня:

• Уменьшение пожарной нагрузки, особенно в отсеках зданий, имеющих высокую категорию по взрывопожарной опасности.
• Исключения возможности появления несанкционированных источников зажигания – это запрет на курение, строгий контроль за проведением огневых работ.
• Оборудование помещений с особо важным оборудованием газовыми установками пожаротушения, способными быстро снизить содержание кислорода в воздухе, необходимое для продолжения горения.

1. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРОВ, МЕРЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

Основными причинами возникновения пожаров при проведении огневых работ являются:

• нарушение правил пожарной безопасности;
• нарушение правил ведения работы;
• нарушение правил устройства и эксплуатации электрооборудования;
• неосторожное обращение с огнем;
• нарушение безопасности труда при проведении огневых работ;
• отсутствие контроля за местами ведения работ по их завершении.

Необходимым и достаточным условием для горения при пожаре обычно представляют в виде «классического треугольника пожара» (рис. 1): горючее – окислитель – источник воспламенения. Устранив одно из слагаемых треугольника - снижается вероятность возникновения пожара.

С целью исключения попадания раскаленных частиц металла в смежные помещения, соседние этажи и т. п. все смотровые, технологические и другие люки (лючки), вентиляционные, монтажные и другие проемы (отверстия) в перекрытиях, стенах и перегородках помещений, где проводятся огневые работы, должны быть закрыты негорючими материалами.

Рис.1 Классический треугольник пожара

Место проведения огневых работ должно быть очищено от горючих веществ и материалов в радиусе, указанном в табл. 1

Таблица 1

Находящиеся в пределах указанных радиусов строительные конструкции, настилы полов, отделка и облицовка, а также изоляция и части оборудования, выполненные из горючих материалов, должны быть защищены от попадания на них искр металлическими экранами, асбестовым полотном или другими негорючими материалами и при необходимости политы водой.

В помещениях, где выполняются огневые работы, все двери, соединяющие указанные помещения с другими помещениями, в том числе двери тамбур-шлюзов, должны быть плотно закрыты. Окна в зависимости от времени года, температуры в помещении, продолжительности, объема и степени опасности огневых работ должны быть, по возможности, открыты.
Помещения, в которых возможно скопление паров легковоспламеняющихся жидкостей, горючих жидкостей и горючих газов, перед проведением огневых работ должны быть провентилированы.

Место для проведения сварочных и резательных работ в зданиях и помещениях, в конструкциях которых использованы горючие материалы, должно быть ограждено сплошной перегородкой из негорючего материала. При этом высота перегородки должна быть не менее 1,8 м, а зазор между перегородкой и полом – не более 5 см. Для предотвращения разлета раскаленных частиц указанный зазор должен быть огражден сеткой из негорючего материала с размером ячеек не более 1,0 х 1,0 мм.

Перед началом и во время проведения огневых работ должен осуществляться контроль за состоянием парогазовоздушной среды в технологическом оборудовании, на котором проводятся указанные работы, и в опасной зоне.

Противопожарный режим на объекте. Требования пожарной безопасности к путям эвакуации.

Эвакуация людей - вынужденный процесс движения людей из зоны, где имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара.

Эвакуационный выход - выход, ведущий в безопасную при пожаре зону.

Путь эвакуации - безопасный при эвакуации людей путь, ведущий к эвакуационному выходу.

Эвакуационные пути должны обеспечить безопасную эвакуацию всех людей, находящихся в помещениях зданий, через эвакуационные выходы.

ВЫХОДЫ являются эвакуационными , если они ведут из помещений:

• 1-го этажа наружу непосредственно или через коридор, вестибюль, лестничную клетку;
• любого этажа, кроме 1-го: в коридор, ведущий на лестничную клетку, или непосредственно в лестничную клетку {в т.ч. через холл). При этом лестничные клетки должны иметь выход наружу непосредственно или через вестибюль, отделенный от примыкающих коридоров перегородками с дверями;
• в соседнее помещение на том же этаже.

При устройстве эвакуационных выходов из двух лестничных клеток через общий вестибюль одна из лестничных клеток кроме выхода в вестибюль должна иметь выход непосредственно наружу.

Выходы наружу допускается предусматривать через тамбуры.

Из зданий, с каждого этажа и из помещения следует предусматривать не менее двух эвакуационных выходов, за исключением случаев, указанных в СНиП части 2.

Из помещения площадью до 300 м 3 , расположенного в подвальном или цокольное этаже, допускается предусматривать один эвакуационный выход, если число постоянно находящихся в нем не превышает 5 чел. При числе людей от 6 до 15 допускается предусматривать второй выход через люк размерами не менее 0,6 * 0,8 м с вертикальной лестницей или через окно размерами не менее 0,75 * 1,5 м с приспособлением для выхода.

Ширина путей эвакуации в свету должна быть не менее 1 м, дверей - не менее 0.8 м.

При дверях, открывающихся из помещений в общие коридоры, за ширину эвакуационного пути по коридору следует принимать ширину коридора, уменьшенную:

• на половину ширины дверного полотна - при одностороннем расположении дверей,
• на ширину дверного полотна» - при двустороннем расположении дверей.

Высота прохода на путях эвакуации должна быть не менее 2 м. В полу на путях эвакуации не допускаются перепады высот менее 45 см и выступы, исключением порогов в дверных проемах. В местах перепада высот следует предусматривать лестницы с числом ступеней не менее трех или пандусы с уклоном не более.

В общих коридорах не допускается предусматривать устройство встроенных шкафов, за исключением шкафов для коммуникаций и пожарных кранов.

Устройство винтовых лестниц, забежных ступеней, раздвижных и подъемных дверей и ворот, а также вращающихся дверей и турникетов на путях эвакуации не допускается.

В вестибюлях допускается размещать комнаты охраны, открытый гардероб и торговые лотки.

В лестничных клетках не допускается предусматривать помещения любого назначения промышленные газопроводы и паропроводы, трубопроводы с горючими жидкостями, электрические кабели и провода (за исключением электропроводки для освещения коридоров и лестничных клеток), выходы из подъемников и грузовых лифтов, мусоропроводы, а также оборудование, выступающее из плоскости стен на высоте до 2,28 м от поверхности проступей и площадок лестницы.

Двери на путях эвакуации должны открываться по направлению выхода из здания.

ДОПУСКАЕТСЯ проектировать двери открывающимися ВНУТРЬ помещения:

• на балконы, лоджии (за исключением дверей, ведущих в воздушную зону незадымляемых лестничных клеток 1-го типа),
• на площадки наружных эвакуационных лестниц,
• не более 15 чел. в помещении,
• в кладовые площадью не более 200 м 2 ,
• в санузлы.

Высота дверей в свету на путях эвакуации должна быть не менее 2 м.

Устройство проемов (исключением дверных) во внутренних стенах лестничных клеток не допускается.

В световых проемах лестничных клеток, заполненных стеклоблоками, следует предусматривать открывающиеся фрамуги площадью не менее 1,2 м 2 на каждом этаже.

В зданиях с незадымляемыми лестничными клетками лифтовые шахты следует предусматривать с подпором воздуха при пожаре в соответствии со СНиП 2.04.05. Выходы к этих шахт следует предусматривать через лифтовые холлы, отделяемые от смежных помещений противопожарными перегородками 1-го типа. В этом случае устройство противопожарных дверей в лифтовых шахтах не требуется.

Пути эвакуации. Меры пожарной безопасности, исключающие задымление путей эвакуации

Эвакуация представляет собой процесс организованного самостоятельного движения людей наружу из помещений, в которых имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара. Эвакуацией также следует считать самостоятельное перемещение людей, относящихся к мало мобильным группам населения, осуществляемое обслуживающим персоналом. Эвакуация осуществляется по путям эвакуации через эвакуационные выходы.

Спасение представляет собой вынужденное перемещение людей наружу при воздействии на них опасных факторов пожара или при возникновении непосредственной угрозы этого воздействия. Спасение осуществляется самостоятельно, с помощью пожарных подразделений или специально обученного персонала, в том числе с использованием спасательных средств, через эвакуационные и аварийные выходы

Защита людей на путях эвакуации обеспечивается комплексом объемно-планировочных, эргономических, конструктивных, инженерно-технических и организационных мероприятий.

Эвакуационные пути в пределах помещения должны обеспечивать безопасную эвакуацию людей через эвакуационные выходы из данного помещения без учета применяемых в нем средств пожаротушения и противодымной защиты.

За пределами помещений защиту путей эвакуации следует предусматривать из условия обеспечения безопасной эвакуации людей с учетом функциональной пожарной опасности помещений, выходящих на эвакуационный путь, численности эвакуируемых, степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности здания, количества эвакуационных выходов с этажа и из здания в целом.

Пожарная опасность строительных материалов поверхностных слоев конструкций (отделок и облицовок) в помещениях и на путях эвакуации за пределами помещений должна ограничиваться в зависимости от функциональной пожарной опасности помещения и здания с учетом других мероприятий по защите путей эвакуации.

Не допускается размещать помещения класса Ф5 категорий А и Б под помещениями, предназначенными для одновременного пребывания более 50 чел., а также в подвальных и цокольных этажах.

В подвальных и цокольных этажах не допускается размещать помещения классов Ф1.1, Ф1.2 и Ф1.3.

Противодымная защита должна выполняться в соответствии со СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Система оповещения о пожаре должна выполняться в соответствии с НПБ 104-95 «Проектирование систем оповещения людей о пожаре в зданиях и сооружениях».

Эвакуационные и аварийные выходы

Выходы являются эвакуационными, если они ведут:

1. из помещений первого этажа наружу:

• непосредственно;
• через коридор;
• через вестибюль (фойе);
• через лестничную клетку;
• через коридор и вестибюль (фойе);
• через коридор и лестничную клетку;

1. из помещений любого этажа, кроме первого:

• непосредственно в лестничную клетку или на лестницу 3-го типа;
• в коридор, ведущий непосредственно в лестничную клетку или на лестницу 3-го типа;
• в холл (фойе), имеющий выход непосредственно в лестничную клетку или на лестницу 3-го типа;

1. в соседнее помещение (кроме помещения класса Ф5 категории А и Б) на том же этаже, обеспеченное выходами, указанными в "а" и "б";

1. выход в помещение категории А или Б допускается считать эвакуационным, если он ведет из технического помещения без постоянных рабочих мест, предназначенного для обслуживания вышеуказанного помещения категории А или Б.

Выходы из подвальных и цокольных этажей, являющиеся эвакуационными, как правило, следует предусматривать непосредственно наружу обособленными от общих лестничных клеток здания.

Не менее двух эвакуационных выходов должны иметь:

• помещения класса Ф1.1, предназначенные для одновременного пребывания более 10 чел.;
• помещения подвальных и цокольных этажей, предназначенные для одновременного пребывания более 15 чел. в помещениях подвальных и цокольных этажей, предназначенных для одновременного пребывания от 6 до 15 чел;
• помещения, предназначенные для одновременного пребывания более 50 чел.;
• помещения класса Ф5 категорий А и Б с численностью работающих наиболее многочисленной смене более 5 чел., категории В - более 25 чел. или площадью более 1000 м 2 ;
• открытые этажерки и площадки в помещениях класса Ф5, предназначенные для обслуживания, при площади пола яруса более 100 м 2 - для помещений категорий А и Б и более 400 м 2 - для помещений других категорий.

Помещения класса Ф1.3 (квартиры), расположенные на двух этажах (уровнях), при высоте расположения верхнего этажа более 18 м должны иметь эвакуационные выходы с каждого этажа.

Двери эвакуационных выходов и другие двери на путях эвакуации должны открываться по направлению выхода из здания.

• помещений классов Ф1.3 и Ф1.4;
• помещений с одновременным пребыванием не более 15 чел., кроме помещений категорий А и Б;
• кладовых площадью не более 200 м 2 без постоянных рабочих мест;
• санитарных узлов;
• выхода на площадки лестниц 3-го типа;
• наружных дверей зданий, расположенных в северной строительной климатической зоне.

При эксплуатации эвакуационных путей и выходов запрещается:

• загромождать эвакуационные пути и выходы (в том числе проходы, коридоры, тамбуры, галереи, лифтовые холлы, лестничные площадки, марши лестниц, двери, эвакуационные люки) различными материалами, изделиями, оборудованием, производственными отходами, мусором и другими предметами, а также забивать двери эвакуационных выходов;
• устраивать в тамбурах выходов (за исключением квартир и индивидуальных жилых домов) сушилки и вешалки для одежды, гардеробы, а также хранить (в том числе временно) инвентарь и материалы;
• устраивать на путях эвакуации пороги (за исключением порогов в дверных проемах), раздвижные и подъемно-опускные двери и ворота, вращающиеся двери и турникеты, а также другие устройства, препятствующие свободной эвакуации людей;
• применять горючие материалы для отделки, облицовки и окраски стен и потолков, а также ступеней и лестничных площадок на путях эвакуации (кроме зданий V степени огнестойкости);
• фиксировать самозакрывающиеся двери лестничных клеток, коридоров, холлов и тамбуров в открытом положении (если для этих целей не используются автоматические устройства, срабатывающие при пожаре), а также снимать их;
• остеклять или закрывать жалюзи воздушных зон в незадымляемых лестничных клетках;
• заменять армированное стекло обычным в остеклениях дверей и фрамуг.

При расстановке технологического, выставочного и другого оборудования в помещениях должны быть обеспечены эвакуационные проходы к лестничным клеткам и другим путям эвакуации в соответствии с нормами проектирования.

В зданиях с массовым пребыванием людей на случай отключения электроэнергии у обслуживающего персонала должны быть электрические фонари. Количество фонарей определяется руководителем, исходя из особенностей объекта, наличия дежурного персонала, количества людей в здании, но не менее одного на каждого работника дежурного персонала.

Ковры, ковровые дорожки и другие покрытия полов в помещениях с массовым пребыванием людей должны надежно крепиться к полу.

Системы оповещения людей о пожаре

Оповещение людей о пожаре должно осуществляться:

• подачей звуковых и (или) световых сигналов во все помещения здания с постоянным или временным пребыванием людей;
• трансляцией речевой информации о необходимости эвакуации.

• Пожарная опасность различных горючих веществ и материалов зависит от их агрегатного состояния, физико-химических свойств, конкретных условий хранения и применения. Пожароопасные свойства материалов и веществ можно характеризовать склонностью к возгоранию, особенностью и характером горения, свойством поддаваться тушению теми или иными средствами и способами пожаротушения. Под склонностью к возгоранию понимают способность материала самовозгораться, воспламеняться или тлеть от различных причин.
• Все строительные материалы и конструкции по возгораемости делятся на сгораемые, трудносгораемые и несгораемые.
• Сгораемыми называются материалы и конструкции из органических веществ, которые под действием огня или высокой температуры воспламеняются и продолжают гореть или тлеть при удалении источника огня.
• Трудносгораемыми материалами и конструкциями считаются такие, которые выполнены из сочетания сгораемых и несгораемых материалов (фибролит; асфальтовый бетон; войлок, вымоченный в глиняном растворе; дерево, подвергнутое глубокой огнезащитной пропитке). Эти материалы при воздействии огня или высокой температуры с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть или тлеть только при наличии источника огня; после удаления источника огня их горение или тление прекращается.
• К несгораемым относят материалы и конструкции из неорганических материалов, которые под действием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются.
• Большинство сгораемых жидкостей более пожароопасны, чем твердые горючие материалы и вещества, так как они легче воспламеняются, интенсивнее горят, образуют взрывчатые паровоздушные смеси и плохо поддаются тушению водой.
• Сгораемые жидкости делятся на легковоспламеняющиеся с температурой вспышки до 45° и горючие с температурой вспышки выше 45° С. Низкую температуру вспышки имеют бензин А-74 (— 36° С), ацетон (—20° С), высокую — глицерин (158° С), льняное масло (300° С).
• Горение в cмесях горючих газов, паров или пыли с воздухом способно распространяться не при любом соотношении компонентов, а лишь в определенных пределах состава, называемых концентрационными пределами воспламенения (взрыва). Минимальная и максимальная концентрация горючих газов, паров или пыли в воздухе, способные воспламеняться, называются нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения (взрыва).
• Все смеси, концентрации которых находятся между пределами воспламенения, т. е. в области воспламенения, способны распространять горение и называются взрывоопасными. Смеси же, концентрации которых находятся ниже низшего и выше верхнего пределов воспламенения, в замкнутых объемах гореть неспособны и являются безопасными. Однако необходимо иметь в виду, что смеси, концентрации которых находятся выше верхнего предела воспламенения, при выходе из замкнутого объема в воздух способны гореть диффузионным пламенем, т. е. ведут себя как пары пыли и газы, не смешанные с воздухом.
• Для того, чтобы произошло возгорание необходимо наличие трех условий. Это еще называют пожарный треугольник.

1.Горючая среда

2.Источник зажигания — открытый огонь — химическая реакция, электроток.
3.Наличие окислителя, например кислорода воздуха.

• Сущность горения заключается в следующем — нагревание источников зажигания горючего материала до начала его теплового разложения. В процессе теплового разложения образуется угарный газ, вода и большое количество тепла. Выделяется также углекислый газ и сажа, которая оседает на окружающем рельефе местности. Время от начала зажигания горючего материала до его воспламенения — называет временем воспламенения. Максимальное время воспламенения может составлять несколько месяцев. С момента воспламенения начинается пожар.

Тема: Противопожарная безопасность судна.

Цель работы: Изучить основы противопожарной безопасности на судне и приобрести практические навыки по тушению пожаров в условиях судна.

Задание: Изучить изложенный в методическом пособии материал и подготовить, используя так же рекомендованную литературу и лекционный материал письменный отчет по выполнению лабораторной работы.

План

Введение.

Теория горения

1.2.Виды горения.

1.3. Условия возникновения пожара.

1.3. Треугольник горения ("пожарный треугольник".

1.4. Распространение пожара.

1.5. Опасность пожара.

1.6. Конструктивная противопожарная защита судна.

1.7. Условия ликвидации пожара.

Горючие вещества и их свойства.

Особенности и причины пожаров на судах, меры предупреждения.

3.1. Нарушение установленного режима курения.

3.2. Самовозгорание.

3.3. Неисправность электрических цепей и оборудования.

3.4. Разряды атмосферного и статического электричества.

3.5. Заряды статического электричества.

3.6. Воспламенение горючих гидкостей и газов.

3.7. Нарушение правил производства работ с применением открытого огня.

3.8. Нарушение противопожарного режима в машинном помещении.

Классы пожаров.

Огнетушащие средства.

5.1. Водотушение.

5.2. Паротушение.

5.3.Пенотушение.

5.4. Газотушение.

5.5. Огнетушащие порошки.

5.6. Песок и опилки. Кошма.

Способы тушения пожаров.

Пожарное оборудование и системы.

7.1. Переносные пенные огнетушители и правила их применения.

7.2. Переносные СО 2 огнетушители и правила их применения.

Переносные порошкове огнетушители и правила их применения.

Пожарные рукава, стволы и насадки.

Защита органов дыхания пожарного.

Организация тушения пожаров на судах.

Противопожарная безопасность судна

Введение. Пожар – внезапное и грозное происшествие на судне, зачастую перерастающее в трагедию. Он всегда возникает неожиданно и по самой невероятной причине.Пожары на судах - относительно редкое явление (около 5-6% от всех аварий),однако это бедствие с обычно тяжелыми последствиями. Из опыта установлено, что критический срок борьбы с огнем на судне составляет 15 минут. Если в течение этого времени пожар не удалось локализовать и взять под контроль - судно гибнет. Особенно опасны пожары в машинных помещениях, где находится много горючих материалов. Огонь в МО выводит из строя основные системы энергообеспечения, судно теряет возможность движения, нередко повреждения получают и средства пожаротушения.

Основным поражающим фактором для людей при пожарах является не тепловое излучение, а удушье, вызванное образованием густого дыма при горении различных материалов. Морская история знает немало пожаров на судах.

Трагедия, случившаяся в Хобокене, в пригороде Нью-Йорка в начале прошлого века, когда пламенем пожара были практически полностью уничтожены 4 крупных современных океанских судна – пассажирский лайнер «Кайзер Вильгельм», судно «Бремен» водоизмещением 10000 т, «Майн» (6400 т) и «Зель» (5267 т), потрясла весь мир. И только гибель «Титаника» через 12 лет, а затем 1-я Мировая война затмили последствия трагедии Хабокена. Пожар в Хабокене начался с возгорания одной кипы хлопка и, если бы не благодушное поведение портовых рабочих, тушивших пожар с помощью нескольких ручных огнетушителей, а энергичное и своевременное применение подавляющих средств пожаротушения, пожар мог быть сразу локализован. А причины разыгравшейся трагедии в Хабокене, унесшей жизни 326 человек, до сих пор не выяснены.

Для успешного тушения пожа­ров необходимо быстро, практически мгновенно ре­шить вопрос о применении наиболее эффективного огнетушащего средства. Допущенные ошибки в выборе огнетушащих средств, приводят к потере времени, счет которого ведется на минуты, и разрастанию пожа­ра. Совсем недавний пример – гибель в 2006 г в Красном море парома «САЛАМ-98». В результате несвоевременно принятых экипажем судна мер, возникшее возгорание своевременно не было локализовано. В итоге, во время разыгравшейся трагедии погибли более 1000 человек пассажиров и членов команды и само судно.

Теория горения

1.1. Виды горения. Горением называется физико-хими­ческий процесс, сопровождающийся выделением теплоты и излучением света. Сущность горения заключается в быстропротекающем процессе окисления химических элементов горючего вещества с кислородом воздуха.

Любое вещество является сложным соединением, молекулы которого могут состоять из множества свя­занных друг с другом химических элементов. Химичес­кий элемент в свою очередь состоит из однотипных ато­мов. Каждому элементу в химии присвоен определен­ный буквенный символ. К основным химическим элементам, участвующим в процессе горения, относятся кислород О, углерод С, водород Н.

Во время реакции горения происходит соединение атомов различных элементов с образованием новых ве­ществ. Основными продуктами горения являются:

Окись углерода СО - бесцветный газ без запаха, обладающий высокой токсичностью, содержание кото­рого в воздухе более 1% опасно для жизни человека (рис. 1., а);

Углекислый газ СО 2 относится к инертным газам, но при содержании в воздухе 8-10% человек теряет созна­ние и может погибнуть от удушья (рис. 1.,6);

пары воды Н 2 О, придающие дымовым газам белую окраску (рис. 1., в);

Сажа и пепел, придающие дымовым газам черную окраску.

Рис. 1. Элементы реакции го­рения : а - окись углерода; 6 - углекис­лый газ; в -пары воды.

В зависимости от скорости реакции окисления раз­личают:

тление - медленное горение , вызванное недостатком кислорода в воздухе (менее 10%) или особыми свойства­ми горючего вещества. При тлении световое и тепловое излучение незначительны;

горение - сопровождается ярко выраженным пла­менем и значительным тепловым и световым излуче­ниями; по цвету пламени можно определить температу­ру в зоне горения (Табл. 1.); при пламенном горении вещества содержание кислорода в воздухе должно быть не ниже 16-18%;

Таблица 1. Цвет пламени в зависимости от температу­ры

взрыв - мгновенная реакция окисления с выделени­ем огромного количества теплоты и света; образующие­ся при этом газы, быстро расширяясь, создают сферичес­кую ударную волну, движущуюся с большой скоростью.

В процессе горения в качестве окислителя может быть не только кислород, но и другие элементы. Напри­мер, медь горит в парах серы, железные опилки - в хлоре, карбиды щелочных металлов - в двуокиси угле­рода и т.д.

Горение сопровождается тепловым и све­товым излучением и образованием окиси угле­рода СО, углекислого газа СО 2 , паров воды Н 2 О, сажи и пепла.

1 .2. Условия возникновения пожара. Каждое вещество может существовать в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. В твердом и жидком состояниях молекулы вещества тесно связаны друг с другом, и молекулам кислорода практически невозмож­но вступить с ними в реакцию. В газообразном (парооб­разном) состоянии молекулы вещества движутся на большом расстоянии друг от друга и могут быть легко окружены молекулами кислорода, что создает условия для горения.

Горение является началом пожара. При этом проис­ходит окисление миллионов молекул паров, которые распадаются на атомы и в соединении с кислородом образуют новые молекулы. Во время распада одних и образования других молекул происходит выделение тепловой и световой энергии. Часть выделившейся теп­лоты возвращается к очагу пожара, что способствует более интенсивному парообразованию, активизации го­рения и, следовательно, выделению еще большего коли­чества теплоты.

Происходит своеобразная цепная реакция, приводя­щая к разрастанию пламени и развитию очага пожара (рис.2.).

Цепная реакция пожара происходит при одновре­менном действии трех факторов: наличии горючего ве­щества, которое будет испаряться и гореть; достаточ­ном количестве кислорода для окисления элементов ве­щества; источнике теплоты, повышающем температуру до границы воспламенения. При отсутствии одного из факторов пожар не может начаться. Если во время по­жара удается один из факторов исключить, - пожар прекращается.

Рис.2. Цепная реакция горения: 1 - горючее вещество; 2 - кислород; 3 - пары; 4, 5 - молекулы в процессе горения

Пожар возникает только при одновремен­ном действии трех факторов: наличии горюче­го вещества, достаточном количестве кисло­рода, высокой температуре.

1.3. Треугольник горения ("пожарный треугольник" Для процесса горения необходимы соответствующие условия: горючее вещество, что способно самостоятельно гореть после удаления источника воспламенения. Воздух (кислород), а такжеисточник воспламенения, что должен иметь определеннуютемпературу и достаточный запас теплоты. Если одно из этих условий отсутствует, процесса горения не будет. Так называемыйпожарный треугольник (кислород воздуха, теплота, горючее вещество) могутдать простейшее представление о трех факторах пожара, необходимых для существования пожара. Символический пожарный треугольник, представленный на (рис. 3.), наглядно иллюстрирует это положение и дает представление о важных факторах, необходимых для предотвращения и тушения пожаров:

Если одна из сторон треугольника отсутствует, пожар не может начаться;

Если одну из сторон треугольника исключить, пожар потухнет.

Однако пожарный треугольник – простейшее представление о трех факторах, необходимых для существования пожара, – не достаточным образом поясняет природу пожара. В частности, он не включает цепную реакцию , что возникает между горючим веществом, кислородом и теплом в результате цепной реакции. Пожарный тетраэдр (рис.4.) – более наглядно иллюстрирует процесс горения (тетраэдр – это многоугольник с четырьмя треугольными гранями). Он позволяет более полно понять процесс горения, в связи с тем, что в нем есть место для цепной реакции и каждая грань соприкасается с тремя остальными.

Основная разница междупожарнымтреугольником и пожарным тетраэдром состоит в том, что тетраэдр показывает, каким образом за счет цепной реакции поддерживается пламенное горение – грань цепной реакции удерживает остальные три грани от падения.

Этот важный фактор используется во многих современных огнетушителях, автоматических системах тушения пожаров и предотвращении взрывов – огнетушащие вещества воздействуют на цепную реакцию и прерывают процесс ее развития. Пожарный тетраэдр дает наглядное представление о том, каким образом можно потушить пожар. Если удалить горючее вещество, или кислород, или источник теплоты, пожар прекратится.

Если цепная реакция будет прервана, тогда в результате постепенного уменьшения образования паров и выделения теплоты пожар также будет потушен. Вместе с тем, при тлении или возможного вторичного воспламенения необходимо обеспечивать дальнейшее охлаждение.

1.4. Распространение пожара . Если пожар не удается локализовать в ранней стадии, то интенсивность его распространения нарастает, чему способствуют следую­щие факторы.

Теплопроводность (рис. 5, а): большинство судо­вых конструкций выполнено из металла, обладающего высокой теплопроводностью, что способствует переда­че большого количества теплоты и распространению пожара с одной палубы на другую, из одного отсека в другой. Под воздействием теплоты от пожара начинает желтеть, а затем вспучиваться краска на переборках, повышается температура в соседнем с пожаром отсеке и при наличии в нем горючих веществ возникает допол­нительный очаг пожара.

Рис.5. Распространение пожара: а - теплопроводностью; б - лучистым теплообменом; в - конвективным теп­лообменом; 1 - кислород; 2 - теплота

Лучистый теплообмен (рис.5.,б): высокая темпера­тура в очаге пожара способствует образованию лучевых потоков теплоты, распространяющихся прямолинейно во все стороны. Встречающиеся на пути теплового по­тока судовые конструкции частично поглощают тепло­ту потока, что приводит к повышению их температуры. Вследствие лучистого теплообмена могут воспламе­ниться горючие материалы. Особенно интенсивно он действует внутри судовых помещений. Кроме распро­странения пожара лучистый теплообмен создает зна­чительные трудности при операции по ликвидации пожара и требует применения специальных защитных средств для людей.

Конвективный теплообмен (рис.5.,в): при распро­странении горячего воздуха и нагретых газов по судо­вым помещениям переносится значительное количество теплоты от очага пожара. Нагретые газы и воздух под­нимаются, их место занимает холодный воздух - со­здается естественный конвективный теплообмен, кото­рый может стать причиной возникновения дополни­тельных очагов пожара.

Распространению пожара способствуют следующие факторы: теплопроводность ме­таллических конструкций судна; лучистый теплообмен, вызванный высокой температу­рой; конвективный теплообмен, возникающий при движении потоков нагретых газов и воздуха.

1.5. Опасность пожара. Во время пожара создается серьезная опасность для здоровья и жизни людей. К опасным факторам пожара относятся, следующие.

Пламя: при непосредственном воздействии на людей может вызвать местные и общие ожоги и поражение дыхательных путей. При тушении пожара без специаль­ных защитных средств следует находиться на безопас­ном расстоянии от очага загорания.

Теплота: для человека опасна температура выше 50 °С. В районе пожара на открытом пространстве тем­пература поднимается до 90 °С, а в закрытых помеще­ниях - 400 °С. Непосредственное воздействие потоков теплоты может привести к обезвоживанию организма, ожогам, поражению дыхательных путей. Под воздейст­вием высокой температуры у человека могут начаться сильное сердцебиение и нервное возбуждение с пораже­нием нервных центров.

Газы: химический состав газов, образующихся при пожаре, зависит от горючего вещества. Во всех газах содержится двуокись углерода СО 2 (углекислый газ) и окись углерода СО. Наиболее опасна для человека окись углерода. Два-три вдоха воздуха, содержащего 1,3% СО, приводят к потере сознания, а несколько минут дыхания - к гибели человека. Избыточное со­держание двуокиси углерода в воздухе уменьшает по­ступление кислорода в легкие, что отрицательно сказы­вается на жизнедеятельности человека (Табл.2.).

Таблица 2. Состояние человека в зависимости от % содержания кислорода в воздухе

При воздействии высоких температур на синтети­ческие материалы, происходит выделение газов насыщенных высокотоксичны­ми веществами, содержание которых в воздухе даже в незначительной концентрации представляет серьезную угрозу жизни человека.

Дым: частицы несгоревшего углерода и других ве­ществ, находящиеся в воздухе во взвешенном состоя­нии, образуют дым, который раздражает глаза, носо­глотку и легкие. Дым перемешан с газами, и в нем со­держатся все токсичные вещества, присущие газам.

Взрыв: пожар может сопровождаться взрывами. При определенной концентрации паров горючих ве­ществ в воздухе, изменяющейся под действием теплоты, создается взрывоопасная смесь. Причиной взрыва могут стать избыточный поток теплоты, разряды стати­ческого электричества или детонирующие удары, а также чрезмерное повышение давления в сосудах, нахо­дящихся под давлением. Взрывоопасная смесь может образоваться при содержании в воздухе паров нефте­продуктов и других легковоспламеняющихся жидкос­тей, угольной пыли, пыли от сухих продуктов. Последствиями взрыва могут быть серьезные разрушения ме­таллических конструкций судна и гибель людей.

Пожар представляет серьезную опасность для судна, здоровья и жизни людей. Основными факторами опасности явля­ются: пламя, теплота, газы и дым. Особенно серьезную опасность представляет вероят­ность взрыва.

Для любого горения необходимы и достаточны три обязательных условия - наличие горючего вещества, кислорода и источника воспламенения. Эти три условия образуют треугольник горения.
Горючее вещество - основа горения. Оно может быть твердым (дерево, ткани, резина, уголь), жидким (нефтепродукты, спирты) и газообразным (метан, ацетилен, водород, аммиак). При концентрациях ниже нижнего концентрационного предела взрываемости горение паро/газо-воздушной смеси не происходит из-за недостаточности горючего вещества.

Эта зона считается безопасной. В пределах между нижним и верхним концентрационными пределами зона является взрывоопасной. Концентрации выше верхнего предела считаются пожароопасными. Взрывы здесь не происходят из-за недостаточности окислителя. На границе объема с открытой средой возможно пламенное горение.
Окислитель - вторая сторона треугольника горения. Обычно в качестве окислителя при горении выступает кислород воздуха, однако могут быть и другие окислители - окислы азота.
Критическим показателем для кислорода воздуха, как окислителя, является его концентрация в воздушной среде закрытого судового помещения в объемных пределах выше 12...14%. Ниже этой концентрации горение абсолютного большинства горючего вещества не происходит (нефть и нефтепродукты, дерево и изделия из него, бумага, ткани и другие). Однако некоторые горючие вещества способны гореть и при более низких концентрациях кислорода в окружающей газовоздушной среде.
Источник воспламенения - является третьей составляющей треугольника горения. Он также имеет свои критические показатели. Например, пары нефтепродуктов не способны поджечь так называемые фрикционные искры (искра, возникающая при соударении металла о металл), хотя эфиры она может легко поджечь. Аммиак загорается при горении головки спички (600-700), но, как правило, температуры горения спичечной соломки недостаточно для этого.
Твердые, жидкие и газообразные горючие вещества, наряду с другими, свойственными каждому из них физико-химическими свойствами, обладают способностью загораться без прямого воздействия источника воспламенения - самовоспламеняются.
Самовоспламенение - это быстрое самоускорение экзотермической химической реакции, приводящее к появлению яркого свечения - пламени.
Самовоспламенение происходит в результате того, что при окислении водиться за пределы реагирующей системы. Для жидких и газообразных горючих веществ это возникает при критических параметрах температуры и давления.
Организация и проведение пожарно-профилактической работы, направленной на недопущение возникновения пожара, основывается на том, чтобы показатель хотя бы одной из сторон треугольника горения был ниже минимально необходимой величины.
Если горение возникло (треугольник замкнулся), действия участников тушения пожара должны быть направлены на то, чтобы вывести эти показатели (хотя бы один) за пределы критических величин (разорвать треугольник) - это и есть теоретическая основа горения и его тушения.