Понятие «пожарный треугольник» было введено в обиход специалистами пожарной охраны при чтении лекций слушателям ведомственных образовательных учреждений, а также в ходе инструктажей по пожарной безопасности и обучения пожарно-техническому минимуму (ПТМ) работников предприятий (организаций), чтобы наглядно показать процесс горения твердых веществ, горючих жидкостей и газов.
Что такое треугольник огня и чуть более сложное понятие, – что является пожарным тетраэдром, необходимо для визуального объяснения механизма горения. Следует подробно рассмотреть и понять, как даже незначительные вначале очаги возгорания, при наличии минимально необходимых для этого условий, возникают и развиваются в крупные пожары, а также какие способы и средства тушения пожаров следует применять для их ликвидации.
Пожарный треугольник
Пожарный треугольник
Из чего состоит классический треугольник пожара (горения) – это три составляющие, обязательные условия, необходимые как для проведения управляемого, регулируемого сжигания веществ для нужд человека, так и возникновения неконтролируемого природного или техногенного явления, называемого пожаром.
Стороны и элементы
- Горючее вещество (топливо) в лабораторных условиях, а на практике – это различные как легковоспламеняющиеся, сгораемые, так и трудногорючие материалы, входящие в состав пожарной нагрузки помещений различных объектов, складированные на площадках открытых складов, территориях предприятий (организаций); а также деревья, кустарники, сухая трава, листва, хвоя, торф в природных условиях. Основные свойства таких веществ – это способность к выделению горючих газов (паров), к окислению – пиролизу, то есть химическому распаду при нагревании, что являются факторами их пожарной опасности. Горючими являются большинство органических веществ, природных материалов, а также некоторые неорганические химические соединения. Следует помнить, что при сильном нагреве, разложении материалов на составляющие элементы начинают гореть и те из них, что при нормальных условиях являются негорючими, например, некоторые металлы, которые даже используют в качестве компонентов твердого ракетного топлива.
- Окислитель. Практически всегда в его качестве выступает кислород, содержащийся в воздухе, но при возникновении пожаров на технологических площадках, в установках (аппаратах) химических производств окислителями могут быть и окислы азота – NO, NO2, а также хлор, бром или озон. В нормальных условиях процесс горения, являющийся начальной или основной стадией большинства пожаров, протекает при процентном содержании О2 в воздухе, примерно равном 21%, а критически низким его показателем для поддержания механизма горения принято считать около 16%. Однако некоторые вещества, а также товароматериальные ценности, в силу своих физико-химических свойств, способны воспламеняться, гореть даже в закрытых помещениях при объемном присутствии кислорода не больше 12%, и даже при более низкой его концентрации, что следует учитывать при проектировании стационарных систем пожаротушения, ликвидирующих очаги возгораний способом разбавления воздушной среды инертными газами.
- Источник зажигания (тепла), приводящий к сильному нагреву сгораемых веществ и их воспламенению с последующим устойчивым горением, в результате пиролиза, выделения горючих паров (газов) и их смесей. Источниками воспламенения могут служить как сильные источники в виде открытого огня – вспышка газов, испарений горючих жидкостей, нагретых твердых органических материалов; пламя газовой горелки, так и низкокалорийные тепловые явления, но с высокой температурой, такие как электрические искры, вполне достаточные для воспламенения паров легкогорючих жидкостей или газов. В реальных условиях часто достаточен не общий нагрев, прогрев массы горючих веществ, складированных в помещении или на территории защищаемого объекта, а только поднесение к ним локального внешнего источника пламени с высокой температурой – спички, огня зажигалки, даже тлеющего окурка сигареты; искр, капель раскаленного метала в ходе проведения газоэлектросварочных работ, чтобы это привело к тлению, возгоранию, последующему горению и распространению пожара.
Именно поэтому так важны противопожарные мероприятия по категорическому исключению использования любых источников открытого пламени в зданиях, вспомогательных строениях (сооружениях), на территории предприятий; запрет курения вне отведенных, специально оборудованных для этого мест.
А те виды работ, которые неизбежно сопровождаются использованием открытых источников пламени, высокотемпературного тепла – паяльные, газоэлектросварочные работы, резка металлических конструкций; отогрев оборудования, мерзлого грунта, должны проводиться под строгим контролем представителей администрации предприятий, ответственного за пожарную безопасность после оформления, выдачи нарядов-допусков на выполнение огневых работ; оборудования мест их проведения противопожарным полотном (кошмой), водными, воздушно-пенными или порошковыми, углекислотными огнетушителями в зависимости от вида пожарной нагрузки.
Важно, что условие возникновения или причину пожара нельзя объяснить лишь наличием в том или ином месте, в помещении, пожарном отсеке строительного объекта, на территории предприятия или в лесу классического треугольника огня – массы горючих веществ, кислорода и избыточного тепла от его источника. Более полно природу процесса горения в целом и пожара в частности наглядно объясняет следующее научно-популярное понятие.
Пожарный тетраэдр
Этот четырехгранник в трехмерной проекции состоит из классического треугольника огня, образующие три его грани, опирающиеся на основание, представляющее четвертый элемент – цепную реакцию горения, что возникает между горючими веществами, источником зажигания, О2 в составе воздуха, без которой невозможно возникновение пожара.
Пожарный тетраэдр
Условия горения, ограниченные пожарным тетраэдром, довольно уязвимы, на чем основаны принципы и способы тушения огня. Ведь для ликвидации пожара необходимо исключить хотя бы один компонент:
- Резко снизить температуру горящих материалов, что достигается подачей воды или хладонов.
- Разбавить концентрацию кислорода в зоне горения путем подачи инертных газов, прекращением подачи свежего воздуха вентиляционными системами.
- Удалить горючие материалы или прекратить их подачу в очаг пожара, что осуществляется различными способами, в том числе остановкой трактов топливоподачи, перекрытием запорной арматуры на трубопроводах транспортировки горючих газовых смесей или жидкостей.
- Остановить, прервать цепную физико-химическую реакцию горения между топливом, избыточным теплом и кислородом, для чего использует весь арсенал средств борьбы с огнем – от огнетушителей до установок тушения пожаров.
Надо сказать, что как треугольник возникновения огня, так пожарный тетраэдр – это лишь упрощенные, схематичные представления о базовых факторах, принципах возникновения пламени, развития процесса горения.
Кроме них на возникновение, распространение пожара как в природных условиях, так и в зданиях, на территориях защищаемых объектов сильно влияют и другие факторы, в том числе атмосферные явления:
- Летняя жара, приводящая сильному нагреву и сушке горючих веществ, что способствует легкости их возгорания.
- Низкая температура в зимний период, напротив, крайне затрудняет процесс воспламенения паров горючих жидкостей.
- Сильный ветер (приток воздуха) способен превратить горение травы или кустарников в верховой пожар, развивающийся с огромной скоростью, и даже дуновение воздуха на тлеющую растопку значительно упрощает процесс розжига костра (печки). То же самое можно отнести и к системам вентиляции, способным значительно ускорить процесс развития горения и далее пожара в целом. Поэтому автоматическая противопожарная защита зданий после поступления на пожарные приборы управления, централизованные приемно-контрольные приборы автоматической сигнализации сообщения от дымовых, тепловых или комбинированных пожарных извещателей отправляет командный импульс для включения огнезадерживающих клапанов на воздуховодах общеобменных систем подачи, удаления воздуха, обслуживающих защищаемые помещения.
- Легкогорючие вещества – от сухой травы, хвои, листвы до сгораемого мусора, древесных отходов, пыли в цехах, складах или на территориях объектов, а также наличие емкостей, розливов горюче-смазочных материалов могут служить инициаторами и катализаторами процесса горения. Чтобы зажечь их, требования к треугольнику огня достаточны – минимум топлива/горючего вещества, наличие кислорода в достаточном количестве для поддержания огня, плюс любой низкокалорийный источник пламени – от горящей спички или тлеющего окурка до искры, отскочившей от раскаленной окалины металла.
Пожарная безопасность объектов во многом зависит от мероприятий, направленных на снижение всех факторов, входящих в треугольник огня:
- Уменьшение пожарной нагрузки, особенно в отсеках зданий, имеющих высокую категорию по взрывопожарной опасности.
- Исключения возможности появления несанкционированных источников зажигания – это запрет на курение, строгий контроль за проведением огневых работ.
- Оборудование помещений с особо важным оборудованием газовыми установками пожаротушения, способными быстро снизить содержание кислорода в воздухе, необходимое для продолжения горения.
