Треугольник огня. Условия возникновения пожара Рис.2

Реакция горения 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, то пожар прекращается.

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

Теплопроводность : 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.

Лучистый теплообмен : 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 : 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.

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 ССЬ (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.

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.

Треугольник горения ("пожарный треугольник") Для процесса горения
необходимы соответствующие условия: горючее вещество, что способно самостоятельно
гореть после удаления источника воспламенения. Воздух (кислород), а также источник
воспламенения, что должен иметь определенную температуру и достаточный запас
теплоты. Если одно из этих условий отсутствует, процесса горения не будет. Так
называемый пожарный треугольник (кислород воздуха, теплота, горючее вещество)
могут дать простейшее представление о трех факторах пожара, необходимых для
существования пожара. Символический пожарный треугольник 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.

Рис. 3. Пожарный треугольник

1 - горючее вещество, 2- источник теплоты, 3 - кислород воздуха

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:

из помещений первого этажа наружу:

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

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;

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

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.

Для успешного тушения пожара необходимо применение наиболее подходящего огнетушащего вещества, вопрос — о выборе которого должен быть решен практически мгновенно. Правильный его выбор позволит снизить повреждения судна и опасность для всего экипажа. Эта задача значительно облегчается введением классификации пожаров и подразделением их на четыре типа, или класса, обозначаемых латинскими буквами А, В, С, D. В каждый класс включены пожары, связанные с загоранием материалов, имеющих одинаковые свойства при горении и требующих применения одних и тех же огнетушащих веществ. Поэтому для успешной борьбы с пожаром совершенно необходимо знание этих классов, а также характеристик горючести материалов, имеющихся на судне.

Классификация пожаров имеет несколько стандартов, например: ISO 3941 (стандарт Международной организации стандартов) и стандарт NFPA10 (National Fire Protection Association). Здесь приводится последний.

Пожары класса А — это пожары, связанные с горением твердых (образующих золу) горючих материалов, которые могут быть потушены с помощью воды и водных растворов. К таким материалам относятся: древесина и древесные материалы, ткани, бумага, резина и некоторые пластмассы.

Пожары класса В — это пожары, вызванные горением воспламеняющихся или горючих жидкостей, воспламеняющихся газов, жиров и других подобных веществ. Тушение этих пожаров осуществляют прекращением поступления кислорода к огню или предотвращением выделения горючих паров.

Пожары класса С — это пожары, возникающие при воспламенении находящегося под напряжением электрооборудования, проводников или электроустройств. Для борьбы с такими пожарами используют огнетушащие вещества, не являющиеся проводниками электричества.

Пожары класса D — это пожары, связанные с возгоранием горючих металлов: натрия, калия, магния, титана или алюминия и др. Для тушения таких пожаров используют теплопоглощающие огнетушащие вещества, например некоторые порошки, не вступающие в реакцию с горящими металлами. Основная цель разработки такой классификации — помочь экипажам судов при выборе соответствующего огнетушащего вещества. Однако недостаточно знать, что вода — наилучшее средство борьбы с пожарами класса А, поскольку она обеспечивает охлаждение, или что порошок хорошо применять для сбивания пламени при горении жидкости, нужно уметь правильно подавать огнетушащее вещество, используя при этом точные технические приемы борьбы с огнем. Для горения необходимы три элемента: горючее вещество, которое будет испаряться и гореть, кислород для соединения с горючим веществом и теплота для повышения температуры паров горючего вещества до момента их воспламенения. Символический пожарный треугольник иллюстрирует это положение и дает представление о двух важных факторах, необходимых для, предотвращения и тушения пожаров:

1) если одна из сторон треугольника отсутсгвует, пожар не может начаться;

2) если одну из сторон треугольника исключить, пожар погаснет.

Пожарный треугольник — простейшее представление трех факторов, необходимых для существования пожара, но он не поясняет природу пожара. В частности, он не включает цепную реакцию, возникающую между горючим веществом, кислородом и теплотой в результате химической реакции.

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.

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

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.

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.