В I фазе пожара при повышении среднеобъемной температуре до 200°С и более расход приточного воздуха увеличивается, а затем постепенно снижается. Одновременно понижается уровень нейтральной зоны (плоскости равных давлений), сокращается площадь приточной части проемов в ограждениях и, соответственно, увеличивается площадь вытяжной части. С такой же примерно скоростью снижается уровень объемной доли кислорода, поступающего в зону горения (до 8 % ), и повышается объемная доля диоксида углерода в уходящих газах (до 13 % ). Этот процесс объясняется тем, что при температуре 150-200°С бурно проходят экзотермические реакции разложения горючих материалов , растет скорость их выгорания под влиянием теплоты, выделяющейся на пожаре. Количество теплоты, выделяющейся на пожаре в единицу времени, зависит от низшей теплоты сгорания материалов, площади поверхности горения, массовой скорости выгорания материалов с единицы поверхности и полноты сгорания.
При пожаре в помещении нагрев горючих материалов и ограждающих конструкций происходит как конвективным, так и лучистым теплообменом. При открытых пожарах теплота в окружающую среду передается излучением.
Независимо от механизма передачи теплоты продолжительность I фазы пожара полностью зависит от скорости выгорания материалов и скорости распространения пламени . В зависимости от условий газообмена , состава и способа распределения пожарной нагрузки в помещении или на открытом пространстве, время развития пожара в I фазе колеблется от 2 до 30 % общей его продолжительности.
К концу I фазы пожара резко возрастает температура в зоне горения, пламя распространяется на большую часть горючих материалов и конструкций, стремительно увеличивается высота факела, значительно уменьшается концентрация кислорода и соответственно увеличивается концентрации оксида и диоксида углерода .

Фаза II - интенсификация горения

Затем начинается второй этап развития пожара (II фаза пожара ). Весь описанный выше процесс повторяется, но уже с большей интенсивностью. Быстрее растет объем зоны горения, еще интенсивнее конвективный тепловой, газовый и лучистый потоки, увеличивается площадь пожара , в том числе и за счет увеличения скорости распространения пожара, круче растет температура в помещении. Этот второй этап длится примерно 5-10 мин .

Фаза III - стадия объемного развития пожара в закрытом объеме

Начинается III этап пожара - бурный процесс нарастания всех рассмотренных выше параметров. Среднеобъемная температура в помещении поднимается до 250 - 300°С . Начинается так называемая стадия объемного развития пожара , когда пламя заполняет практически весь объем помещения, а процесс распространения пламени происходит уже не по поверхности твердых горючих материалов , а дистанционно, через разрывы в пожарной нагрузке , под действием конвективных и лучистых потоков тепла воспламеняются отдельно отстоящие от зоны горения предметы и горючие материалы .

Фаза IV - стадия объемного развития пожара в открытом объеме

Начинается объемная фаза развития пожара и фаза объемного распространения пожара. При температуре газовой среды в помещении 300°С происходит разрушение остекления, догорание продуктов сгорания может при этом происходить и за пределами помещения (огонь вырывается из проемов наружу). Скачком изменяется интенсивность газообмена: она резко возрастает, интенсифицируется процесс оттока горячих продуктов горения и приток свежего воздуха в зону горения (IV этап пожара ). При этом температура в помещении может кратковременно несколько снизиться. Но, в соответствии с изменением условий газообмена, резко возрастают такие параметры пожара, как полнота сгорания, скорость выгорания и скорость распространения процесса горения. Соответственно резко возрастает удельное и общее тепловыделение на пожаре. Температура, несколько снизившаяся в момент разрушения остекления из-за притока холодного воздуха, резко возрастает, достигая 500 - 600°С . Процесс развития пожара бурно интенсифицируется, увеличивается численное значение всех параметров пожара, рассмотренных выше. Площадь пожара, среднеобъемная температура в помещении (800 - 900°С ), интенсивность выгорания пожарной нагрузки и степень задымления достигают максимальных величин .

Фаза V - стабилизация пожара

Параметры пожара стабилизируются. Эта V фаза наступает обычно на 20 - 25 мин и длится в зависимости от величины и характера пожарной нагрузки еще 20 - 30 мин и более .

Фаза VI - снижение интенсивности

Затем (при условии свободного развития пожара) начинает постепенно наступать VI фаза пожара , характерная постепенным снижением его интенсивности, так как основная часть пожарной нагрузки уже выгорела.
Толщина обугленного слоя на поверхности горючего материала, составляющая 5 - 10 мм , препятствует дальнейшему проникновению тепла вглубь и выходу летучих фракций из горючего материала. Кроме того, наиболее летучие фракции под действием высокой температуры в помещении уже выделились. Интенсивность их поступления в зону горения снижается. Верхний слой угля начинает гореть беспламенным горением по механизму гетерогенного окисления, поглощая значительную часть кислорода воздуха, поступающего в зону горения. В помещении накопилось большое количество продуктов горения. Среднеобъемная концентрация кислорода в помещении снизилась до 16 - 17% , а концентрация продуктов горения, препятствующих интенсивному горению, возросла до предельного значения. Интенсивность лучистого переноса тепла к горючему материалу уменьшилась из-за снижения температуры в зоне горения и повышения оптической плотности среды . По причине большого задымления среда стала менее прозрачной даже для теплового излучения .

Фаза VII - догорание

Абсолютно все пожары проходят 3 стадии развития, которые не зависят от причин и места их возникновения (в помещении или нет). Более подробно о каждой стадии мы и поговорим.

Причины пожара

Горение чаще всего возникает из-за следующих факторов.

Воспламенения, которое происходит под воздействием источника зажигания, а в самом процессе задействуются горючие вещества и окислитель. Главной опасностью воспламенения является большая вероятность взрыва, а также неизбежное распространение пламени по всей поверхности предмета.
Вспышки, которая представляет собой мгновенное сгорание газа над горючим веществом. Этот процесс всегда сопровождается свечением. От воспламенения вспышка отличается неустойчивостью горения, даже в тех случаях, когда присутствует источник зажигания.
Самовоспламенения, которое возникает в связи с умеренным нагреванием поверхности, и при отсутствии внешнего источника зажигания. Примером может служить торфяные пожары, возникшие от самовозгорания, вызванного воздействием особых микроорганизмов. Кроме того, такие химические вещества, как пирофоры, при контакте с воздухом также загораются.

Начальная стадия

Под начальной стадией пожара подразумевается определенный промежуток времени, который необходим огню, чтобы полностью охватить помещение, начиная с момента возгорания. Её продолжительность напрямую зависит от конструкции здания, имеющихся материалов и веществ, а также особенностей всевозможных предметов. Другими словами – материалов пожарной нагрузки.

Данной фазе свойственны: снижение плотности газов и рост температуры в помещении до 200-300 градусов. При этом количество поступающего воздуха меньше, чем количество удаляемых через проёмы газов. Пламя распространяется повсюду, а большинство материалов разлагается термически.

В этот момент следует заблокировать поступление кислорода. Подобные действия могут замедлить, и даже вовсе прекратить горение.

Основная стадия

После того, как пламя охватило всё помещение, начинается основная стадия развития пожара. При этом температура и скорость выгорания повышается до максимума, сгорает до девяноста процентов горючих веществ, а плотность газов изменяется незначительно. Кроме того, резко возрастает площадь горения и сам факел пламени.

Такой установившийся режим горения называется квазистационарным. Приток продуктов пиролиза и воздуха примерно равен объему удаляемых из помещения газов, а температура может достигать 900 градусов Цельсия.

Как бы неожиданно ни возникал пожар, дальнейшее его развитие будет идти по определенной схеме.

Описание и характеристика фаз пожара

Всего различают несколько фаз пожара:

Начало возгорания.
Интенсификация горения.
Объемное развитие пожара:

в закрытом объеме;
в открытом объеме.

Стабилизация.
Снижение интенсивности.
Догорание.

С началом возгорания среднеобъемная температура вырастает до 200 град., увеличивается, а затем медленно снижается расход приточного кислорода. Одновременно растет процент диоксида углерода (13% и больше).

Горючие материалы проходят бурный процесс разложения, выгорают под действием теплоты. Длительность 1 фазы пожара в среднем составляет 2-30% общей продолжительности процесса (или 1-10 минут), более точно данный показатель будет зависеть от таких параметров:

скорость выгорания материалов;
скорость распространения огня.

2 фаза, уже исходя из ее названия, характеризуется интенсификацией всех параметров, имевших место в самом начале возгорания:

увеличивается объем зоны пожара;
растут тепловые потоки;
скорость распространения огня также увеличивается;
температура в помещении поднимается до отметок в 250-300 град.

Длительность второй фазы - около 5-10 минут.

Далее процесс начинает не просто распространяться линейно по поверхности горючего материала, а захватывать объем помещения. Воспламеняются все имеющиеся в помещении горючие материалы и предметы, даже находящиеся на расстоянии от прямого пламени. Происходит это через воздушные просветы при содействии тепловых потоков.

В тот момент, когда в помещении нарушается целостность остекления (что происходит при температуре в 300 град. Цельсия), резко возрастает интенсивность газообмена и увеличивается приток кислорода. Как результат, наблюдается:

небольшое снижение температуры в помещении;
рост полноты сгорания;
рост скорости выгорания;
рост скорости распространения горения;
рост удельного и общего тепловыделения.

После незначительного снижения, температура опять резко возрастает до значений 800-900 град., становятся максимальными интенсивность выгорания и задымленность помещения.

На 20-25 минуте со времени начала пожара наблюдается переход процесса в фазу стабилизации. Продолжительность этой стадии - около получаса.

В том случае, если пожар развивается свободно (т. е. отсутствуют попытки его тушения), за фазой стабилизации следует фаза снижения интенсивности. Количество продуктов горения в этой фазе максимально, концентрация кислорода, наоборот, минимальна (16-17%). В помещении постепенно спадает задымленность, уменьшается температура, растет оптическая плотность среды.

Пожар постепенно затухает, сила и площадь горения снижаются. Наблюдается медленное тление, а после - полное прекращение пожара.

Важные моменты

Следует помнить, что доступ на место пожара (даже после полной остановки огня) запрещен. Причин этого несколько - от угрозы обвала выгоревших конструкций до необходимости обследования места происшествия экспертами.

В случае прибытия службы пожарной охраны на место пожара (на любой стадии возгорания), сотрудники сначала производят разведовательные работы, устанавливая наличие и характер угрозы для людей; наличие людей в горящем здании; точное местонахождение очага возгорания; площадь пожара и т. д.

На основании установленной руководителем информации, у пожарников появляется возможность действовать более осознанно и эффективно.

Фазы развития пожара.

В процессе развития пожара различают три фазы: фазу свободного развития пожара, фазу локализации и фазу ликвидации пожара.

В первой фазе развития пожара - фазе свободного горения – пламенем охватывается до 80% пожарной нагрузки. Эта фаза характерна ростом площади пожара, выгоранием пожарной нагрузки, нагревом строительных конструкций, их обрушением. Продолжительность этой фазы Т св определяется по формуле (1.3) как сумма времени сообщения о возгорании в пожарную часть Т дс, времени сбора личного состава Т сб, времени следования формирований к месту возгорания Т сл, и времени развертывания пожарных бригад Т бр:

Т св = Т дс + Т сб + Т сл + Т бр. (1.1.)

Во второй фазе происходит активное пламенное горение с потерей массы

пожарной нагрузки, скорость выгорания непрерывно увеличивается и достигает максимальных величин.

В этой фазе – фазе локализации – пожар развивается до момента ограничения распространения горения по площади сосредоточенными силами, средствами и исключения опасных ситуаций. Эта фаза характеризуется дальнейшим увеличением площади пожара, сокращением скорости распространения горения за счет внедренных средств тушения, выгоранием пожарной нагрузки на участках свободного горения и тления, а также другими явлениями.

Продолжительность фазы локализации зависит от быстрого проведения разведки пожара, оценки обстановки, скорости сосредоточения огнетушащих средств, грамотного управления силами и т.д. Практически определить точно время локализации пожара невозможно. Его можно рассчитать в процессе тушения и исследования потушенных пожаров.

В третьей фазе – фазе ликвидации – скорость выгорания резко падает, процесс характеризуется догоранием тлеющих материалов и конструкций.

В этой фазе площадь пожара сокращается и приостанавливается до момента полного прекращения горения на всех поверхностях пожарной нагрузки и завершается исключением возможности повторного возобновления горения в этих местах. Выявить время третьего периода также практически невозможно.

В каждом конкретном случае процесс развития пожара протекает при определенных условиях сосредоточения или рассредоточения пожарной нагрузки и газообмена, т.е. притока воздуха в зону горения и удаления из нее нагретых продуктов сгорания, а также дымовых газов. Газовый обмен является постоянным явлением любого пожара. При пожарах на открытом пространстве газообмен характеризуется наличием восходящего столба или движущейся колонны газообразных продуктов сгорания. При пожарах в ограждениях (зданиях) газообмен зависит от наличия, состояния и площади проемов, высоты их расположения, удельной пожарной нагрузки и других факторов.

Наиболее интенсивно газообмен протекает при наружных пожарах, пожарах в производственных зданиях со световыми фонарями, бесфонарных зданиях с дымоудаляющими люками в покрытиях. Мощные потоки газов, особенно при наружных пожарах, способны переносить искры, горящие угли и головни на значительные расстояния, создавая условия для возникновения новых очагов горения, что следует учитывать при организации спасательных работ. При газообмене в зданиях, когда доступ свежего воздуха к зоне горения сокращается, происходит обильное выделение продуктов неполного сгорания и теплового разложения. Указанные обстоятельства осложняют обстановку, создают наибольшую опасность для жизни людей и затрудняют оперативные действия спасателей.

Перед тем как начать разбор темы статьи – степени пожара – необходимо разобраться в терминологии. В первую очередь – что такое пожар. Это неконтролируемое горение, которое приводит к материальному ущербу и жертвам со стороны людей, животных и птиц.

Что собой определяет термин «горение». Это реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепловой энергии и свечения. Чтобы она возникла, здесь имеется в виду, началось горение, необходимо наличие трех факторов:

горючий материал (твердый, жидкий или газообразный);
окислитель, обычно это кислород;
источник пламени.

Если один из факторов отсутствует, то реакция окисления возникнуть не может.

Стадии пожара формируются в результате разгорающегося пламени. То есть все зависит от интенсивности его распространения. Понятно, что в самом начале и в конце, когда уже горючие материалы на исходе выгорания, интенсивность пламени падает. Но все по порядку. Итак, по стадиям (уровням) пожар разделяется на следующие группы:

Начальная стадия. Это когда горения только начинается, оно постепенно охватывает всю поверхность горючих материалов, которые специалисты в данном случае называют горючей нагрузкой. Можно ликвидировать огнетушителем.
Стадия развития пожара. Это период от момента полного охвата пламенем горючих материалов до стандартной скорости их выгорания.
Развитая стадия. Интенсивность максимальная.
Затухание. Происходит падение скорости выгорания горючих веществ до исходной температуры (в данном случае имеется в виду температура среднеобъемная, то есть средняя в разных местах).

Есть еще два показателя, которыми апеллируют представители пожарной охраны. Это:

Скорость развития возгорания. Здесь несколько параметров: распространение огня, рост горящих площадей, рост периметра, фронта.
Время, которое означает развитие пожара свободного типа. Это временной период от начала загорания до прибытия на место средств пожаротушения.

В основе любого пожара лежат его характеристики. Именно они помогают спрогнозировать степень возгорания, а также его развитие. А значит, появляется возможность правильно рассчитать ущерб от него и мероприятия для снижения последствий.

Характеристики

Здесь пять характеристик: фазы, параметры, зоны, опасные факторы и проявления опасных факторов.

Говоря о фазах развития пожаров, надо понимать, что это параметры, которые зафиксированы в определенный временной промежуток. Это напоминает стадии горения, но здесь другие критерии.

Сколько фаз пожара существует:

Начало с нарастанием интенсивности.
Быстрое нарастание.
Стабильное протекание.
Снижение активности до полного затухания.

Вторая характеристика – параметры. Здесь достаточно большой список. Но есть основные параметры, которые берутся за основу отчетов и расчетов.

площадь территории, охваченной огнем;
временной отрезок времени, в течение которого продолжается горение материалов;
температура внутри очага;
с какой скоростью происходит распространение огня;
с какой скоростью сгорают горючие материалы (в основе лежит огнестойкость);
задымленность пространства: плотность и интенсивность;
коэффициент поверхностного горения;
и прочее.

Третья характеристика – зоны. Условно разделение ведется на три зоны. Чтобы было понятно, о чем идет речь, посмотрите на фото ниже, где под номером один располагается зона горения, под вторым номером зона теплового воздействия, и под третьи зона задымленности. Четвертое – это горючее вещество.

Четвертая характеристика – опасные факторы. Необходимо понимать, что пожар – это зона с высокой температурой горения. И это основной опасный фактор, под действием которого разрушаются даже самые твердые материалы. Кроме него есть и другие факторы:

сам огонь, который раскидывает на достаточно внушительные расстояния искры, становящиеся дополнительными очагами возгорания;
тепловая нагрузка, поддерживающая огонь и температуру, плюс создающая огромный слой непроходимый для человека;
токсичные продукты сгорания, надышавшись которыми человек просто умирает, задохнувшись, то же самое касается птиц и животных;
концентрация кислорода минимальная;
нулевая видимость.

И пятая характеристика – сопутствующие проявления опасных факторов. Следствия ужасают:

разрушение всего, что создал человек, не выдерживают ни огромные бетонные строения, ни больших размеров техника и оборудование;
токсичные и радиоактивные вещества, как последствия сгорания материалов и предметов, разлетающиеся на огромные расстояния;
опасные последствия взрыва, если таковой случился;
высокое напряжение на металлических конструкциях, если во время не удалось отключить напряжение;
негативное воздействие огнетушащих веществ.

Классификация

Систематизация по группам, классам и признакам дает возможность детально изучить их и провести разработку тактики борьбы с возгоранием. Сегодня используют две разновидности классификации: искусственную и естественную. В первой учитываются внешние признаки, они же случайные. Во второй объективные внутренние связи, она и считается научной.

В основе классификации лежат признаки. Они делятся на две позиции:

Общие. Кстати, по ним проводят классификацию. Здесь несколько основных факторов и параметров: газообмен, свойства горящих материалов (имеются в виду физико-химические), скорость распространения огня, площадь возгорания и прочее.
Частные. Их используют, когда разбирают один из видов, относящегося к той или иной группе или категории.

Обратите внимание, что во всех признаках фигурирует такой параметр, как газообмен. По сути, получается, что это возможность кислорода проникать в зону горения. К примеру, в зданиях по признаку газообмена пожары в основном относятся к группе регулируемых. То есть закрыл плотно помещение, изолировал его от проникновения свежего воздуха, появилась возможность быстро потушить огонь. Возгорания на открытых площадках относятся к группе нерегулируемых.

Но их подразделяют на три вида: распространяющиеся, локальные или нераспространяющиеся, массовые. При этом возгорание внутри оградительных конструкций подразделяются на два вида: открытые и закрытые. Первые делятся на проходящие в зданиях с потолками высотою не более 6 м и более 6 м.

В свою очередь открытая разновидность делится на три свои группы:

здания, в которых помещения с остекленными окнами;
с дверными глухими проемами, то есть без остекления;
глухие помещения без окон, это подвалы, склады некоторых типов, элеваторы, холодильники и прочее.

Кроме вышеобозначенных признаков есть и другие:

по месту возгорания: здания, лес, степи, шахты, транспорт и прочее;
по размерам, здесь необходимо отметить, что признаков определение размеров много, к примеру, по площади, по составленному ущербу, по количеству вызванных пожарных расчетов и прочее, разделение производится на малые, средние и крупные;
по продолжительности: затяжные, средней продолжительности и кратковременные;
по разновидности: объемные и локальные;
по стадиям: начальный, основной и конечный;
по сложности, здесь учитываются ранги (номера) пожаров, об этом чуть ниже;
по способу обнаружения (визуального): открытый, закрытый;
по причинам возгорания: бытовые, техногенные, природные явления (к примеру, от молнии, жары), неосторожное обращение с огнем и просто поджоги.

Номер (ранг)

Ранг пожара, он же номер, обуславливает сложность бедствия. Именно на его основе определяют, какое количество пожарных расчетов должно его тушить. Сколько степеней пожара регламентируется законодательными актами. В России нумерация составляет от «№1» до «№5».

При этом ранг сопоставляется со сложностью возгорания. И на каждом пожаре он может меняться за счет увеличения сложности. Именно на основе этого составляется расписание выездов пожарных расчетов. На фото ниже такое расписание показано. Разрабатывает его начальник пожарного гарнизона.

Обратите внимание, что номер присуждает руководитель, отвечающий за тушение. Производится это на основе визуальных наблюдений, на разведке, на проведении мероприятий по тушению. К примеру, если двумя расчетами огонь не потушить, то ему присуждается более высокий ранг с привлечением дополнительных расчетов.

Если требуется привлечь пожарные расчеты из других гарнизонов при недостаточности своих, то устанавливается дополнительный индекс «БИС». К примеру, 1БИС пожар: к расшифровке подходят так – это используемые свои автомобили, плюс несколько от соседей. И все выезжают одновременно при начальной стадии возгорания.

Диспетчер, принимающий сообщения о возгорании с одного места, может сам установить ранг. Но лишь в том случае, если о возгорании пришло большое количество сообщений. И еще один момент о рангах. Существуют точные нормативы, в которых определены, какое количество техники должно выезжать на установленный номер пожара. К примеру, если горят библиотеки, музеи, архивные склады, то на их тушение выезжают два автомобиля защитной службы и углекислотного тушения, плюс две цистерны с водой. И так по каждой категории пожара, классу и степени.

Что делают при разных рангах.

№1 – поступило сообщение о возгорании, отправлены две автоцистерны, расчеты приступили к тушению;
№1 БИС – огонь разрастается, сил не хватает, отправлено еще две подразделения из соседнего района;
№2 – не хватает средств и сил, отправляется еще 2 расчета, на месте уже 6 подразделений;
№3 – отправляется дополнительно еще 4 автомашины, всего их стало 10;
№4 – теперь работает на месте 13 расчетов;
№5 – отправлено еще дополнительно две пожарные машины, общее их число составляет 15.

Обратите внимание, что, начиная с 3 степени пожара, количество пожарных расчетов резко увеличивается. Это обусловлено тем, что стихийное бедствие принимает значительные объемы и интенсивность горения.