Зоны пожара. Опасные для человека факторы пожара

Пространство, в котором развивается пожар, условно подразделяется на три зоны: зона горения; зона теплового действия; зона задымления.

Зоной горения называется часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов (твердых, жидких, газов, пары) в объеме диффузионного факела пламени. Горение может быть пламенным (гомогенным) и беспламенным (гетерогенным). При пламенном горении пределами зоны горения является поверхность материала, который горит, и тонкий слой пламени (зона реакции окисления), которое светится, при беспламенном - раскаленная поверхность горючих веществ.

Основной характеристикой разрушительного действия пожара является температура, которая развивается при горении. Для жилых домов и общественных зданий температураы внутри помещения достигают 800 - 900 °C. Как правило, наиболее высокие температуры возникают при внешних пожарах и в среднем составляют для горючих газов 1200 - 1350 °C, для жидкостей 1100 - 1300 °C, для твердых веществ 1000 - 1250 °C. При горении термита, электрона, магния максимальная температура достигает 2000 - 3000 °C.

Зона теплового действия - пространство вокруг зоны горения, в котором температура в результате теплообмена достигает значений, которые вызывают разрушительное действие на окружающие предметы и опасны для человека. Зона теплового действия примыкает к пределам зоны горения. В зону теплового действия, входит область, на которой температура смеси воздуха и газообразных продуктов сгорания не менее 60 - 80 °C. В этой части пространства протекают процессы теплообмена между поверхностью пламени, окружающими конструкциями и горючими материалами. Передача теплоты в окружающую среду осуществляется конвекцией, излучением, теплопроводимостью. Нагретые газообразные продукты сгорания направляются вверх, вызывая прилив более плотного холодного воздуха к зоне горения. Направление движения нагретых продуктов обычно определяет и достоверные пути распространения пожара, поскольку мощные восходящие тепловые потоки могут переносит искры, горючий уголь, и головешки на значительное расстояние, создавая новые очаги горения.

Предел зоны проходит там, где тепловое действие приводит к заметному изменению состояния материалов, конструкций и создает невозможные условия для пребывания людей без средств тепловой защиты.

Продукты сгорания (дым), которые выделяются при пожаре, образуют зону задымления, которая примыкает к зоне горения. Она может включат всю зону теплового действия и значительно превышать ее. В состав дыма обычно входят азот, кислород, оксид углерода, углекислый газ, пары воды, а также пепел и другие вещества. Много продуктов полного и неполного сгорания, которые входят в состав дыма, имеют повышенную токсичность, особенно токсичные продукты, которые образуются при горении полимеров. В некоторых случаях продукты неполного сгорания, например, оксид углерода, могут образовывать с кислородом горючие и взрывоопасные смеси. Пределами зоны задымления считаются места, где плотность дыма составляет (1÷6)·10^-4 кг/м³, видимость предметов 6-12 м, концентрация кислорода в дыме не менее 16 % и токсичность газов не представляет опасность для людей, которые находятся без средств защиты органов дыхания.

Стадии пожара

В процессе развития пожара различают три стадии.

Начальной стадии соответсвует развитие пожара от источника возгорания к моменту, когда помещение будет полностью охвачено пламенем. На этой стадии происходит нарастание температуры в помещении и снижения плотности газов в нем. При этом количество газов, которые удаляются, через отверстия больше, чем количество воздуха, который поступает, вместе с тем, что перешло в газообразное состояние горючими материалами и веществами.

На начальной стадии пожара воздух и продукты горения в помещении увеличиваются в объеме, создаётся чрезмерное давление до нескольких десятков Паскалей, в результате чего газовая смесь выходит из него через неплотность в стыках строительных конструкций, промежутки в притворах дверей, окон, воздуховоды и другие отверстия. Горение поддерживается кислородом воздуха, который находится в помещении, концентрация которого постепенно снижается. Если помещение достаточно изолировано от окружающей среды развитие процесса горения в нем может замедлиться или прекратиться вообще.

Основной стадии развития пожара в помещении соответствует повышение среднеобъёмной температуры до максимума. На этой стадии сгорает 80 - 90 % объемной массы горючих веществ и материалов, температура и плотность газов в помещении изменяется во времени немного, при этом расход газов, которые удаляются, из помещения приблизительно равен притоку поступающего воздуха и продуктов пиролиза.

На конечной стадии пожара завершается процесс горения и постепенно снижается температура. Количество газов сгорания становится меньше, чем количество воздуха, который поступает.

Взрыв