Теоретичні поняття процесу горіння.

Пожежа - це неконтрольоване горіння поза спеціальним вогнищем, що розвивається в часі й просторі. Нормативна ймовірність виникнення пожежі допускається не більше 10^-6 у рік на окремий пожежонебезпечний вузол об'єкта, а нормативна ймовірність впливів небезпечних факторів пожежі на людний - не більше 10^-6 у рік на окрему людину.

Пожежна небезпека - можливість виникнення й (або) розвитку пожежі в будь-якій речовині, процесі, стані. Слід зазначити, що пожеж безпечних не буває. Якщо вони й не створюють прямої загрози життю й здоров'ю людини (наприклад, лісові пожежі), то наносять значний матеріальний збиток. Коли людина перебуває в зоні пожежі, то він може потрапити під вплив наступних небезпечних і шкідливих факторів: токсичні продукти згоряння; вогонь; підвищена температура середовища; дим; недолік кисню; руйнування будівельних конструкцій; вибухи, витікання небезпечних речовин; паніка.

Токсичні продукти згорання являють найбільшу загрозу для життя людини, особливо при пожежах у будинках. Адже в сучасних виробничих,
побутових і адміністративних приміщеннях перебуває значна кількість
синтетичних матеріалів, що є основними джерелами токсичних продуктів згоряння. Так при горінні пінополіуретану й капрону утвориться ціаністий
водень (синильна кислота), вініпласту - хлористий водень і окис вуглецю, лінолеуму - сірководень і сірчистий газ і т.д. Найбільше часто при пожежах відзначається високий зміст у повітрі окису вуглецю. Так, у підвалах, шахтах, тунелях, складах його вміст може становити від 0,15 до 1,5 %, а в приміщеннях - 0,1-0,6 %. Слід зазначити, що окис вуглецю - це отрутний газ і вдихання повітря, у якому його вміст становить 0,4% - смертельно.

Вогонь - надзвичайно небезпечний фактор пожежі, однак випадки його безпосереднього впливу на людей досить рідкі. Під час пожежі температура полум'я може досягати 1200-1400 °С і в людей, що перебувають у зоні пожежі випромінювання полум'я можуть викликати опіки й болючі відчуття. Мінімальна безпечна відстань (у метрах), на якому людина ще може перебувати від полум'я приблизно становить

R = 1,6H, (1)

де H - середня висота смолоскипа полум'я (у метрах).

Небезпека підвищеної температури середовища полягає в тім, що вдихання розігрітого повітря разом із продуктами згоряння може призвести до поразки органів подиху й смерті. В умовах пожежі підвищення температури середовища до 60 °С уже є побоюванням для життя людини.

Дим являє собою велику кількість найбільш дрібних часточок незгорілих речовин, які перебувають у повітрі. Він викликає інтенсивне роздратування органів подиху й слизуватих оболонок (сильний кашель, сльозотеча). Крім того, у задимлених приміщеннях внаслідок погіршення видимості вповільнюється евакуація людей, а іноді провести її зовсім неможливо. Так, при значній задимленості приміщення видимість предметів, освітлюваних лампочкою потужністю 20 Вт, становить не більше 2,5 м.

Недолік кисню обумовлений тим, що в процесі горіння відбувається хімічна реакція окислювання палаючих речовин і матеріалів. Небезпечної для життя людини вже вважається ситуація, коли зміст кисню в повітрі знижується до 14% (норма 21 %). При цьому губиться координація рухів, з'являється слабість, запаморочення, загальмовується свідомість.

Вибухи, витікання небезпечних речовин можуть відбутися в результаті розгерметизації ємностей і трубопроводів з небезпечними рідинами й газами або їхнім нагріванням під час пожежі. Вибухи збільшують площу горіння й можуть привести до утворення нових вогнищ. Люди, що перебувають поблизу, можуть потрапити під вплив вибухової хвилі, дивуватися уламками, що розлітаються.

Руйнування будівельних конструкцій відбувається внаслідок втрати ними несучої здатності під впливом високих температур і вибухів. При цьому люди можуть одержати значні механічні травми, виявитися під уламками конструкцій, що завалилися. До того ж, евакуація може бути просто неможлива, внаслідок руйнування шляхів евакуації.

Паніка, в основному, виникає в результаті швидких змін психічного стану людини, як правило, депресивного характеру в умовах екстремальної ситуації (пожежі). Більшість людей попадають у складні й неординарні умови, якими характеризується пожежа, уперше й не мають відповідної психічної стійкості й достатньої підготовки. Коли вплив факторів пожежі перевищує границю психофізіологічних можливостей людини, то може наступити паніка. При цьому люди втрачають розважливість. Їхні дії стають неконтрольовані й неадекватними виниклі ситуації. Паніка - це дуже небезпечне явище, здатне привести до масової загибелі людей.

Горіння - це екзотермічна реакція окислювання речовини, що супроводжується виділенням диму й (або) появою полум'я й (або) світіння. Горіння може виникнути під впливом тепла, удару, стиску, тертя й світла. Для виникнення горіння необхідна наявність горючої речовини, окислювача й джерела запалювання. Розрізняють два види горіння: повне - при достатній кількості окислювача, і неповне - при його недостачі. Продуктами повного горіння є двоокис вуглецю, азот, сірчаний ангідрид і ін. При неповнім горінні утворяться горючі й токсичні продукти (окис вуглецю, альдегіди, смоли, спирти й ін.).

По швидкості поширення полум'я горіння підрозділяється на дефлаграціонне (у межах 2-7 м/с), вибухове (при десятках і навіть сотнях метрів у секунду) і детонаційне (при тисячах метрів у секунду).

Горіння може бути гомогенним і гетерогенним. При гомогенному горінні речовини, що вступають у реакцію окислювання мають однаковий агрегатний стан, наприклад газоподібне. Якщо при цьому горюча речовина й окислювач не змішуються, то відбувається дифузійне горіння, при якому процес горіння лімітується дифузією окислювача через продукти згоряння до горючої речовини. Якщо початкові речовини перебувають у різних агрегатних станах і існує границя поділу фаз у горючій системі, то таке горіння називається гетерогенним. Гетерогенне горіння, при якому одночасно утворяться потоки горючих газоподібних речовин, є одночасно й дифузійним. Як правило, пожежі характеризуються гетерогенним дифузійним горінням, швидкість переміщення полум'я якого залежить від швидкості дифузії кисню повітря до вогнища горіння.