Пожаром называется неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Пожары — самые распространенные чрезвычайные происшествия.
Из определения следует, что в основе пожара лежит процесс горения, представляющий собой экзотермическую реакцию между горючим веществом и окислителем, обычно кислородом воздуха.
Пожар сопровождается рядом внешних проявлений и опасных факторов:
- образованием открытого огня и искр;
- повышением температуры воздуха и окружающих предметов;
- образованием токсичных продуктов горения и дыма;
- локальным понижением концентрации кислорода;
- повреждением или уничтожением материальных ценностей;
- нанесением экологического ущерба;
- возможностью возникновения взрывов и обрушением строительных конструкций.
Пожары могут способствовать обширному химическому и радиационному загрязнению атмосферы, почвы, вызывать гибель людей, многих представителей флоры и фауны.
Хотя пожар есть проявление химического взаимодействия, режим горения может в значительной степени зависеть не только от химического состава, но и от физического состояния и пространственного распределения горючего материала, от характеристик окружающей среды. В одних условиях горючее вещество воспламеняется с трудом, а в других загорается быстро и горит интенсивно. Даже одно и то же горючее вещество в зависимости от состояния ведет себя по-разному. Слой угольной пыли горит сравнительно медленно, а если поджечь облако угольной пыли, то скорость горения возрастает настолько, что может произойти взрыв. Для понимания различий в этих процессах необходимо знание основ теории теплообмена, законов аэродинамики, особенностей поведения веществ в дисперсном состоянии.
В целом горение на пожаре — это сложный физико-химический процесс, важной особенностью которого является способность к пространственному распространению до максимально возможных размеров, определяемых условиями среды. Химические реакции, лежащие в основе этого процесса и идущие с большим выделением тепла, являются причиной возникновения различных физических явлений: диффузии, конвекции, теплопередачи. За счет них на пожаре происходит перенос тепла, газовоздушных масс и продуктов горения из одного места в другое. При этом и химические, и физические процессы тесно взаимосвязаны: скорость химической реакции определяется теплопередачей и диффузией веществ, и наоборот, их температура, скорость перемещения зависят от интенсивности тепловыделения. Так, скорость распространения пламени в гомогенной газовой смеси в большей степени определяется интенсивностью теплопередачи и диффузии, чем непосредственно скоростью химического взаимодействия.
В результате механизмы как развития пожара, так и его прекращения можно описать только с использованием понятийного аппарата нескольких научных дисциплин: химической термодинамики и химической кинетики, теплофизики и аэродинамики, теории тепло-, массообмена и др. Однако применение даже самых современных компьютеров не обеспечивает полностью достоверного описания происходящих на пожаре процессов из-за их множественных взаимосвязей и взаимовлияния различных факторов. В то же время знание и понимание основных качественных закономерностей протекания этих процессов для специалиста-практика представляется очень важным, так как позволяет с высокой долей вероятности прогнозировать сценарий пожара, определять оптимальную пожарную тактику, приемы и средства тушения.
Процессы на пожаре
Из протекающих на пожаре процессов и явлений три из них присущи всем пожарам. К ним относят горение, сопровождающееся выделением тепла и образованием продуктов горения; теплообмен, который обеспечивает распространение процесса горения и ответствен за развитие пожара; газообмен, способствующий как поддержанию процесса горения, так и распространению пожара.
Названные основные процессы на пожаре взаимосвязаны и взаимозависимы. Рассмотрим это взаимовлияние немного подробнее.
Так, увеличение тепловыделения при горении интенсифицирует процессы теплообмена и газообмена: возрастает радиационная составляющая теплообмена, скорости и объемы конвективных газовых потоков. В свою очередь, усиление нагрева горючих веществ и материалов путем теплопередачи способствует увеличению скорости реакции горения и интенсифицирует развитие пожара за счет переноса тепла газообразными продуктами горения. Развитый газообмен, с одной стороны, усиливает горение, а с другой — активно участвует в теплообменных процессах. В итоге влияние, которое может быть оказано на любой их трех основных рассматриваемых процессов на пожаре, моментально отразится на двух других. Достаточно наглядно возникновение тепло-, массообменных процессов, а также проявляющиеся взаимосвязи представлены на примере внутреннего пожара.
На некоторых пожарах главную роль могут играть другие процессы и явления, которые по своей причинно-следственной связи являются вторичными:
- повышенное образование токсичных продуктов разложения горючих веществ;
- обрушение строительных конструкций и ограждений;
- взрыв резервуара со сжатым газом;
- выброс из резервуара горящей жидкости;
- сильное дымообразование;
- возникновение огненного вихря (огненного шторма).
Взаимосвязь тепло, массообменных процессов на внутреннем пожаре
Эти процессы и явления определяют особенности конкретных пожаров и влияют на выбор эффективной тактики их тушения.
Многие старейшие города мира, такие как Москва, Берлин, Лондон, уничтожались огнем полностью или частично по нескольку раз за свою историю. Например, Страсбург только в XIV в. горел 8 раз. Это связано в первую очередь с использованием в качестве основного строительного материала древесины. В то далекое время пожары фактически не тушились. Это было достаточно привычным явлением. Воду для тушения не использовали, а прекращали распространение огня тем, что ломали близстоящие строения, для того чтобы огонь, потеряв силу, потух сам собою. Долгое время каждый солдат или ночной сторож должны были носить с собой для этой цели топор, вероятно, первое рекомендованное противопожарное средство.
Дополнительная информация о пожаре его стадиях, фазах, видах, группах, классификации, зонах и параметрах в энциклопедии по ссылке.
Особенности пожаров в современных условиях
В современных условиях следует принимать во внимание новые факторы, способствующие возникновению пожаров, быстрому развитию и повышению их опасности для людей и материальных ценностей. Это связано с широким использованием новых строительных материалов, отличающихся в ряде случаев высокой горючестью и способностью к интенсивному образованию токсичных газообразных продуктов при пиролизе, а также рядом архитектурно-планировочных решений современных зданий. Значительными темпами развиваются атомная энергетика, газодобывающая, нефтеперерабатывающая, химическая промышленность, продукция которых нередко отличается пожарной опасностью и высокой степенью токсичности продуктов горения. При этом в случае пожара возникает опасность заражения ими больших территорий.
Огромные производственные площади некоторых заводов, высотные дома с лестничными клетками и лифтовыми шахтами, зрелищные залы, павильоны и административные здания на десятки тысяч человек представляют повышенную опасность при возникновении и быстром развитии в них пожара. Смертельную опасность представляют пожары на космических станциях или подводных объектах.
Для отделки зданий все чаще используются новые конструкционные и декоративно-отделочные материалы, многие из которых горючи и обладают большой дымообразующей способностью. Поэтому при возникновении пожаров в таких помещениях складывается сложная обстановка из-за возможности быстрого образования токсичных продуктов горения. Например, дымообразующая способность древесноволокнистых плит, облицованных пластиком, в 3 раза выше, чем таких пород деревьев, как береза и осина. Вдыхание в течение 15 мин продуктов разложения поливинилхлорида или пенополиуретана в концентрации соответственно 16 и 14 г/м3 представляет уже смертельную опасность. Известные сценарии пожаров показали очень высокую скорость распространения огня при горении указанных материалов.
Во время пожара в доме престарелых в станице Камышеватская (г. Ейск, Краснодарский край) в марте 2007 г., по данным МЧС России, погибло 63 человека. При этом подавляющее большинство погибших задохнулось ядовитым дымом, который источали горящие стеновые панели.
Известно много примеров, когда скорость распространения огня была настолько большой, что приводила к массовой гибели людей:
- 1974 год (г. Сан-Паулу, Бразилия) — пожар в небоскребе из-за неисправного кондиционера привел к гибели 189 человек;
- 2001 год (г. Нью-Йорк, США) — в результате террористической атаки на Всемирный торговый центр и возникшего при этом пожара погибло 2749 человек, в том числе 343 пожарных.
- 2002 год (г. Хошимин, Вьетнам) — в результате пожара в бизнес-центре погибло 100 человек;
- 2002 год (г. Каир, Египет) — из-за пожара в поезде погибло 370 человек;
- 2004 год (г. Асуньон, Парагвай) — при пожаре в магазине погибло 464 человека.
Прямые и косвенные убытки от пожаров в развитых странах оцениваются ежегодно в 1-2 % валового национального продукта.
Сюда входят потеря материальных ценностей, противопожарная защита, содержание пожарной службы, страхование, упущенная выгода. По подсчетам некоторых специалистов косвенные убытки от пожаров в 20 раз превышают ущерб от потери материальных ценностей. В то же время в этих громадных суммах потерь очень малы расходы, направленные на улучшение наших знаний о возникновении и развитии пожаров, на разработку новых методов их тушения.
Данные о среднем числе жертв от пожаров для различных стран существенно различаются: от 3-6 для Швейцарии и Нидерландов до 29-31 человек в год на 1 млн. жителей для США и Канады. Для России эта цифра намного выше.
Число зарегистрированных пожаров в нашей стране в последние годы снижается в среднем на 3-4 % в год, число погибших также имеет тенденцию к постепенному уменьшению на 3-6 %. Однако материальный ущерб из года в год растет на 16-40 %. Статистический анализ причин пожаров в Российской Федерации свидетельствует о том, что до 45-50 % всех пожаров связано с неосторожным обращением с огнем.
Процесс развития пожара в комнате Вы сможете увидеть на этом видео
