tema5_1 (Лекции ЗчС и ГО)

Курс «Основы гражданской защиты в чрезвычайных ситуациях»1«АВАРИИ НА ПОЖАРООПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ»1.Общие сведения о пожарах.Физико-химические основы пожаров.Согласно ГОСТу пожар это неконтролируемое горение вне специального очага,наносящее материальный ущерб. Горение представляет собой сложный физикохимический процесс превращения горючих веществ и материалов в продукты сгорания,сопровождаемый интенсивным выделением тепла и световым излучением.В основе горения в подавляющем большинстве случаев лежат быстротекущие химические реакции окисления сгораемых материалов кислородом воздуха, в первую очередь углерода с образованием СО2, и водорода с образованием Н2О.

При пожарах сосвободным притоком воздуха его состав условно можно считать постоянным: 21% кислорода и 79% азота (по объему) или 23% и 77% (по весу).Основной механизм распространения горения при пожаре - теплопередача. Этосравнительно медленный процесс, поскольку теплопроводность распространенных сгораемых веществ невысока. Ограничена и лучевая и конвективная теплопередача.Для всех пожаров характерны:-горение с выделением тепла и продуктов сгорания;-газообмен, осуществляемый по механизму конвективных газовых потоков, обеспечивающий приток кислорода воздуха в зону горения и отвод продуктов сгорания изнее;-передача тепла из зоны горения в окружающее пространство, в том числе горючим материалам, без чего невозможен непрерывный процесс горения.Виды горения при пожарах.Под воздействием тепла источника зажигания газы, жидкости, твердые вещества ипыли ведут себя поразному.

При пожарах различают два основных вида горения: гомогенное и гетерогенное.При гомогенном горении окислитель и горючее находятся в газовой фазе. Помимотого, что гомогенное горение имеет место при сгорании горючего газа, все горючиежидкости перед воспламенением испаряются, образуя газообразную среду. Большинствотвердых веществ в процессе нагрева при пожаре плавятся, разлагаются и испаряются,выделяя газообразные фракции. Полученная любым из этих превращений газообразнаясреда смешивается с воздухом и горит.При гетерогенном горении горючее находится в твердом состоянии, а окислительв газообразном, и реакция окисления горючего происходит в твердой фазе.

Твердые вещества, превращенные в пыль (угольную, металлическую, текстильную), при перемешивании с воздухом образуют пожаровзрывоопасные пылевоздушные смеси.Поскольку при горении на пожарах роль окислителя чаще всего выполняет кислород воздуха, окружающего зону протекания химических реакций, интенсивность горения определяется не скоростью протекания этих реакций, а скоростью поступления кислорода из окружающей среды в зону горения.Факультет военного обучнияТема 5.1. “Аварии на пожароопасных объектах”.2Зоны пожара.В пространстве, в котором развивается пожар, условно рассматривают три зоны:горения, теплового воздействия и задымления.Зоной горения называется часть пространства, в которой происходит подготовкагорючих веществ к горению (подогрев, испарение, разложение) и их горение.Зоной теплового воздействия называется часть пространства примыкающая к зонегорения,в которой тепловое воздействие приводит к заметному изменению состоянияматериалов и конструкций и делает невозможным пребывание в ней людей без специальной защиты.

Внешняя граница этой зоны соответствует температуре 60-70оС.Зоной задымления называется часть пространства в которой от дыма создаетсяугроза жизни и здоровью людей (статистика показывает, что большая часть людей напожаре гибнет от удушья).2.Участвующие в горении веществаметры.и характеризующие их пара-Основные положенияПо агрегатному состоянию участвующие в горении вещества подразделяют на газообразные, жидкие и твердые.К газам относятся вещества, абсолютное давление паров которых при температурео50 С равно или превышает 300кПа, или критическая температура которых менее 50оС.К жидкостям - вещества, температура плавления (каплепадения) которых менеео50 С.К твердым - вещества с температурой плавления (каплепадения) 50оС и выше.

Втвердых веществах особую группу составляют пыли, т.е. диспергированные вещества сразмером частиц менее 850мкм.По возможности возгорания вещества подразделяют на негорючие, трудногорючиеи горючие. Негорючие (несгораемые) - это вещества и материалы, не способные горетьна воздухе. Трудногорючие (трудносгораемые) - это вещества и материалы, способныевозгораться в воздухе от источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления. Горючие (сгораемые) - это вещества и материалы способныесамовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно горетьпосле его удаления.Из группы горючих веществ выделяют легковоспламеняющиеся вещества и материалы, т.е.

такие, которые способны воспламеняться от кратковременного (до 30 секунд)воздействия источника зажигания с низкой энергией (пламя спички, искра, сигарета ит.п.). К легковоспламеняющимся относятся жидкости с температурой вспышки не выше61 град.С в закрытом тигле или 66 град.С в открытом тигле.Вспышка - быстрое горение горючей смеси, не сопровождающееся образованиемсжатых газов и не переходящее в стационарное горение.Температурой вспышки называется самая низкая температура горючего вещества,при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются парыКафедра защиты в ЧС и гражданской обороныКурс «Основы гражданской защиты в чрезвычайных ситуациях»3или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образованияеще недостаточна для возникновения устойчивого горения.Температурой воспламенения называется наименьшая температура вещества, прикоторой в условиях специальных испытаний вещество выделяет пары и газы с такойскоростью, что после их зажигания возникает устойчивое пламенное горение.Температура самовоспламенения - самая низкая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение экзотермическихреакций, заканчивающееся пламенным горением.

Эта температура, не являясь физикохимической константой, существенно зависит от формы и объема вещества, а также рядадругих факторов. Поэтому для определения температуры самовоспламенения используется специальная установка, описанная в ГОСТ.Параметры пожаров.К основным параметрам пожара относятся: пожарная нагрузка, массовая скоростьвыгорания, скорость распространения пожара, температура пожара, интенсивность выделения тепла и др.Пожарная нагрузка характеризует энергетический потенциал сгораемых материалов, приходящийся на единицу соответствующей площади (пола или участка земли).Пожарная нагрузка измеряется в единицах энергии или количества сгораемых материалов (в пересчете на древесину) на единице площади, например, Дж/м.кв (при пересчетена энергию, выделяющуюся при горении) или кг/м.кв (в пересчете на древесину - исходяиз того, что при сгорании одного кг древесины выделяется 18,8 МДж энергии).Пожарная нагрузка помещения состоит из постоянной (все сгораемые конструкциисооружения) и временной (находящиеся в помещении материалы).

В зданиях пожарнаянагрузка каждого этажа определяется отдельно и лимитируется соответствующими нормативами.Массовая скорость выгорания - потеря массы горящего материала в единицувремени. Она зависит от отношения площади поверхности горения веществ к их объему,плотности упаковки, условий газообмена и других причин. (Например, скорость выгорания мебели 50 кг/м.кв.ч, бревен и крупных деревянных элементов 25 кг/м.кв.ч ; пиломатериалов в штабелях 400 кг/м.кв.ч). Чем больше скорость выгорания,тем выше температура,развиваемая при пожаре.Скорость распространения пожара определяется скоростью распространенияпламени по поверхности горючего материала.

Она зависит от многих факторов (вида материала, способности к воспламенению, начальной температуры, направления газовогопотока, степени измельчения материала и др.). Кроме того она непостоянна во времени.На практике при проведении расчетов пользуются средними значениями этого параметра:при горении легковоспламеняющихся горючих жидкостей30 м/мин,по штабелям пиломатериалов4 м/мин,по деревянным покрытиям1 м/мин,по пустотам деревянных конструкцийдо 2 м/мин.Факультет военного обучнияТема 5.1. “Аварии на пожароопасных объектах”.4Скорость распространения пламени по поверхности материалов варьируется в широких пределах в зависимости от угла наклона этой поверхности к горизонтали. При угле наклона 90 градусов скорость распространенияпламени вниз меньше указанных значений в 2 раза, а вверх - в 8-10 раз больше.При увеличении температуры скорость увеличивается, а при достижении температуры самовоспламенения материалов их поверхность охватывается пламенем почтимгновенно.Значения скорости распространения пламени в различных газах при атмосферномдавлении и комнатной температуре приведены ниже.Углеводородо-воздушные смеси0,3 -0,5 м/с18-30 м/минВодородо-воздушная смесь2,8 м/с168 м/минВодородо-кислородная смесь13,8 м/с828 м/минАцителено-кислородная смесь15,4 м/с924 м/минПод температурой внутреннего пожара понимают среднеобъемную температуругазовой среды помещения, а для открытого пожара - температуру пламени, поэтому температура внутренних пожаров, как правило, ниже чем открытых.В практике проведения различных оценочных расчетов (например при оценке огнестойкости конструктивных элементов зданий) широко используется понятие "стандартный пожар".

При "стандартном пожаре" изменение температуры T во времени tописывается эмпирической формулой, полученной усреднением натурных измерений:T(t) ОС= A + 345 lg(8t+1) ,где А - температура в помещении до начала пожара в ОС, t - в минутах.Формула рекомендована международной организацией по стандартизации ИСОдля определения T при "стандартном пожаре". Результат расчетов по этой формуле даетследующие значения :часыминуты0оТС5часы5минуты11530730200850300900111040015110494101006380ТС760о11539500451186Интенсивность выделения тепла определяется массовой скоростью выгораниягорючих материалов и их теплосодержанием. Она равна теплу, выделяющемуся припожаре за единицу времени.Классификация пожаров.В зависимости от вида горящего материала различают пожары классов А, В, С, Д.При пожарахкласса А - горят твердые вещества,Кафедра защиты в ЧС и гражданской обороныКурс «Основы гражданской защиты в чрезвычайных ситуациях»5класса В - горят жидкости,класса С - горят газы,класса Д - горят металлы.Каждый из рассмотренных классов делится на подклассы.По признаку изменения площади пожары делятся на распространяющиеся и нераспространяющиеся.По масштабу различают отдельный пожар (горит одно здание или одно сооружение),сплошной пожар (одновременное горение преобладающего числа зданий и сооружений на данном участке застройки), массовый пожар (совокупность отдельных исплошных пожаров).