Пожары и взрывы

Пожары и взрывы являются распространенными чрезвычайными  событиями в индустриальном обществе. Пожары и химические взрывы объединяет то, что в их основе лежит процесс  горения. Отличие взрыва от пожара заключается в том, что во время взрыва скорость распространения пламенного горения достигает 10-100 м / с, температура - несколько тысяч градусов, давление газов (в ударной волне) возрастает многократно. 
1.1 Пожары 
Пожар - неуправляемое, несанкционированное горение веществ, материалов и газо-воздушных смесей вне специального очага, которое приносит значительный материальный ущерб, поражение людей на объектах и ​​подвижном составе, которое подразделяется на внешние и внутренние, открытые и скрыты. 
Пожар опасен для человеческого организма как непосредственно - поражение в результате воздействия огня и высоких температур, так и косвенно - в побочные эффекты пожара (удушье вследствие вдыхания дыма или катастрофа здания из-за высокой температуры, расплавляют его фундамент). 
Пожар может стать чрезвычайным происшествием сам по себе, или быть вызванным другим бедствием (землетрясение, распространение опасных веществ и т.д.). Ущерб, причиненный крупным пожаром, требует долгого восстановительного периода (восстановление сожженного леса может занять несколько десятков лет), а может быть и необратимым. 
1.1.1 Виды пожаров 
Существует пять видов пожаров: 
1. Горение твердых веществ - к этой категории относится дерево, текстиль, резина и так далее. Когда подобное вещество достигает своей точки возгорания, оно разлагается на химические элементы, часть из которых соединяется с кислородом и воспламеняется. 
2. Горение жидких веществ - к этой категории относятся такие горючие жидкости, бензин, соляр, алкоголь, смола и так далее. 
Горючие вещества проходят три стадии процесса горения: 
- Вспышка - уровень температуры, при котором жидкость выделяет количество паров, достаточное для возникновения горючей смеси. Для того, чтобы такая смесь загорелась, необходимо присутствие источника зажигания, удалив который горение прекратится. 
- Точка воспламенения - уровень температуры, при котором жидкость непрерывно выделяет пары в объеме, достаточном для образования горючей смеси. В случае присутствия источника зажигания возникнет пламя, даже если удалить источник зажигания. 
- Точка воспламенения - уровень температуры, при котором горючая смесь из паров жидкости и воздуха загорается даже в том случае, когда поблизости нет огня. Согласно температурой "вспышки" определяется чувствительность вещества к возгоранию. Чем ниже температура "вспышки", тем чувствительнее данное вещество к возгоранию. 
3. Горение, связано с электротоком - любой пожар, в котором электричество играет активную или пассивную роль. 
4. Горение газов - к этой категории относятся все горючие газы: водород, ацетилен и т.д. Горючие газы в определенных смесях способны привести к взрыву. 
5. Горение легких металлов - к этой категории относятся такие металлы как магний, литий и алюминий, а также их сплавов. 
1.1.2 Классификация пожаров и горючих веществ 
По типу: 
- Индустриальные (пожары на заводах, фабриках и хранилищах.) 
- Бытовые пожары (пожары в жилых домах и на объектах культурно-бытового назначения). 
-Природные пожары (лесные, степные, торфяные и ландшафтные пожары). 
Классификация пожаров по плотности застройки 
Отдельный пожар - это пожар, возникший в отдельном здании или сооружении. Продвижение людей и техники по застроенной территории между отдельными пожарами возможно без средств защиты от теплового излучения. 
Сплошной пожар - одновременное интенсивное горение преобладающего количества зданий и сооружений на данном участке застройки. Продвижение людей и техники через участок сплошного пожара невозможно без средств защиты от теплового излучения. 
Огневой шторм - это особая форма распространяется сплошного пожара, характерными признаками которого являются наличие восходящего потока продуктов сгорания и нагретого воздуха, а также приток свежего воздуха со всех сторон со скоростью не менее 50 км / ч в направлении к границам огневого шторма. 
Массовый пожар представляет собой совокупность отдельных и сплошных пожаров. 
Классификация в зависимости от вида горящих веществ и материалов 
Пожар класса «А» - горение твердых веществ. 
А1 - горение твердых веществ сопровождается тлением (уголь, текстиль). 
А2 - горение твердых веществ, не сопровождаемых тлением (пластмасса). 
Пожар класса «B» - Горение жидких веществ. 
B1 - горение жидких веществ нерастворимых в воде (бензин, эфир, нефтепродукты). Также горения сжижается твердых веществ. (Парафин, стеарин). 
B2 - Горение жидких веществ растворимых в воде (спирт, глицерин). 
Пожар класса «C» - горение газообразных веществ. 
Горение бытового газа, пропана и др. 
Пожар класса «D» - горение металлов. 
D1 - (горение легких металлов, за исключением щелочных). Алюминий, магний и их сплавы. 
D2 - Горение редкоземельных металлов (натрий, калий). 
D3 - горение металлов, содержащих соединения. 
Пожар класса «E» - горение электроустановок. 
Классификация материалов по их возгораемости 
Негорючие материалы - материалы, которые не горят под воздействием источника зажигания (естественные и искусственные неорганические материалы - камень, бетон, железобетон). 
Трудно горючие материалы - материалы, которые горят под воздействием источников зажигания но неспособны к самостоятельному горению (асфальтобетон, гипсокартон, пропитанная антипиритеческими средствами древесина, стекловолокно и стеклопластик). 
Горючие материалы - вещества, способные гореть после удаления источника зажигания. 
1.1.3 Условия протекания и стадии пожара 
Для того, чтобы произошло возгорание необходимо наличие трех условий: 
Горючие вещества и материалы 
Источник зажигания - открытый огонь, химическая реакция, электрический ток. 
Наличие окислителя, например кислорода воздуха. 
Для того, чтобы произошел пожар необходимо выполнение еще одного условия: наличие путей распространения пожара - горючих веществ, которые способствуют распространению огня. 
Сущность горения заключается в следующем - нагревание источников зажигания горючего материала до начала его теплового разложения. В процессе теплового разложения образуется угарный газ, вода и большое количество тепла. Выделяется также углекислый газ и сажа, которая оседает на окружающий рельеф местности. Время от начала зажигания горючего материала до его воспламенения - называет временем воспламенения. 
Максимальное время воспламенения - может составлять несколько месяцев. 
С момента возгорания начинается пожар. 
Стадии пожара в помещениях. 
Первые 10-20 минут пожар распространяется линейно вдоль горючего материала. В настоящее время помещение заполняется дымом и рассмотреть пламя невозможно. Температура воздуха в помещении постепенно поднимается до 250-300 градусов. Это температура воспламенения всех горючих материалов. 
Через 20 минут начинается объемное распространение пожара. 
Еще через 10 минут наступает разрушение остекления. Увеличивается приток свежего воздуха, резко увеличивается развитие пожара. Температура достигает 900 градусов. 
Фаза выгорания. 
В течение 10 минут максимальная скорость пожара. После того, как выгорают основные вещества происходит фаза стабилизации пожара (от 20 минут до 5 часов). Если огонь не может перекинуться на другие помещения пожар идет на улицу. В настоящее время происходит обрушение выгоревших конструкций. 
1.2 Взрывы. Классификация взрывов по происхождению выделившейся энергии 
Взрыв - физическое или химическое быстропротекающими процесс с выделением значительной энергии в небольшом объеме (по сравнению с количеством энергии, выделяемой), что приводит к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду и высокоскоростному расширению газов . 
Классификация взрывов по происхождению выделившейся энергии: 
- Химические; 
- Физические; 
- Взрывы емкостей под давлением (баллоны, паровые котлы); 
- Взрыв расширяются паров вскипает жидкости (BLEVE) 
- Взрывы при сбросе давления в перегретых жидкостях; 
- Взрывы при смешивании двух жидкостей, температура одной из которых намного превышает температуру кипения другой; 
- Кинетические (падение метеоритов) 
- Ядерные; 
- Электрические (например, при грозе). 
1.2.1 Химические взрывы 
Единого мнения о том, какие именно химические процессы следует считать взрывом, не существует. Это связано с тем, что высокоскоростные процессы могут протекать в виде детонации или дефлаграцию (горения). Детонация отличается от горения тем, что химические реакции и процесс выделения энергии идут с образованием ударной волны, и привлечение новых порций взрывчатого вещества в химическую реакцию происходит на фронте ударной волны, а не путем теплопроводности и диффузии, как при горении. Как правило, скорость детонации выше скорости горения, однако это не является абсолютным правилом. Разница механизмов передачи энергии и вещества влияют на скорость протекания процессов и на результаты их воздействия на окружающую среду, однако на практике наблюдаются различные сочетания этих процессов и переходы детонации в горение и обратно. В связи с этим обычно к химическим взрывам относят различные быстропротекающими процессы без уточнения их характера. 
Существует более жесткий подход к определению химического взрыва как исключительно детонационном. С этого условия с необходимостью следует, что при химическом взрыве, сопровождаемом окислительно-восстановительной реакцией (сгоранием), сгорающего вещество и окислитель должны быть перемешаны, иначе скорость реакции будет ограничена скоростью процесса доставки окислителя, а этот процесс, как правило, имеет диффузный характер . Например, природный газ медленно горит в горелках домашних кухонных плит, поскольку кислород медленно попадает в область горения путем диффузии. Однако, если перемешать газ с воздухом, он взорвется от небольшой искры - объемный взрыв. 
Индивидуальные взрывчатые вещества, как правило, содержат кислород в составе своих собственных молекул, притом, их молекулы, по сути, метастабильные образования. При сообщении такой молекуле достаточной энергии (энергии активации) она самопроизвольно распадается на составляющие атомы, из которых образуются продукты взрыва, с выделением энергии, превышающей энергию активации. Подобными свойствами обладают молекулы нитроглицерина, тринитротолуола и др. Нитраты целлюлозы (бездымный порох), черный порох, состоящий из механической смеси горючего вещества (древесный уголь) и окислителя (различные селитры), в обычных условиях не склонны к детонации, но их по традиции относят до взрывчатых веществ. 
 
1.2.2 Ядерные взрывы 
Ядерный взрыв - это неуправляемый процесс высвобождения большого количества тепловой и лучистой энергии в результате цепной ядерной реакции расщепления атома или реакции термоядерного синтеза. Искусственные ядерные взрывы в основном используются в качестве мощной оружия, предназначенного для уничтожения крупных объектов и скоплений (однако единственное военное применение ядерного оружия было против мирного населения (Хиросима и Нагасаки)) войск противника. 
 
2. Причины возникновения пожаров и взрывов 
Причины пожаров и взрывов - это совокупность условий, способствующих возникновению горения: 
- Образование горючей среды (наличие концентрированного горючего вещества и окислителя) 
- Образование взрывоопасности среды (наличие газообразных горючего вещества и окислителя или взрывчатого вещества); 
- Образование в горючие взрывоопасной среде или внесения в эти среды действующего источника зажигания. 
2.1 Причины возникновения пожаров 
Причинами возникновения пожаров чаще всего являются: неосторожное обращение с огнем, несоблюдение правил эксплуатации производственного оборудования и электрических устройств, самовозгорание веществ и материалов, разряды статического электричества, грозовые разряды, поджоги. 
2.2 Причины возникновения взрывов 
Взрывы происходят за счет высвобождения химической энергии (главным образом взрывчатых веществ), внутриядерной энергии (ядерный взрыв), механической энергии (при падении метеоритов на поверхность Земли и др.), энергии сжатых газов (при превышении давления предела прочности сосуда - баллона, трубопровода и пр. .). 
3. Последствия пожаров и взрывов 
Последствия пожаров и взрывов обусловлены действием их поражающих факторов. 
3.1 Основные поражающие факторы пожара 
Основными поражающими факторами пожара являются: 
- Непосредственное воздействие огня на горящий предмет; 
- Дистанционное воздействие на предметы и объекты высоких температур за счет облучения. 
В результате происходит сгорание объектов, их обугливание, разрушение, выход из строя. Уничтожаются все элементы зданий и конструкций, выполненных и горючих материалов, действие высоких температур вызывает пережог, деформацию и обрушение металлических ферм, балок перекрытий и др. конструктивных деталей сооружения. Кирпичные стены и столбы деформируются. В кладке из силикатного кирпича при длительном нагревании до 500-6000 С наблюдается его расслоение трещинами и разрушение материала. 
При пожарах полностью или частично уничтожаются или выходят из строя технологическое оборудование и транспортные средства. Гибнут домашние и с / х животных. Погибают или получают ожоги люди. 
Вторичными последствиями пожаров могут быть взрывы, утечка ядовитых или загрязняющих веществ. Большой ущерб незатронутым пожаром помещений и хранящихся в них предметов может нанести вода, которая применяется для тушения пожара. 
3.2 Основные поражающие факторы взрыва 
Основными поражающими факторами взрыва являются: 
- Воздушная ударная волна (ВУВ), возникающий при ядерных взрывах, взрывах детонирующих и инициирующих веществ, при взрывных превращениях облаков топливно-воздушных смесей, взрывов резервуаров с перегретой жидкостью и резервуаров под давлением; 
- Осколочные поля, создаваемые летящими обломками различного рода объектов. 
Основными параметрами поражающих факторов являются: 
- Воздушной ударной волны - избыточное давление в ее фронте; 
- Осколочно поля - количество осколков, их кинетическая энергия и радиус разлета. 
В результате действия поражающих факторов взрыва происходит разрушение или повреждение зданий, сооружений, оборудования, элементов коммуникации, и гибель людей и животных. 
Вторичными последствиями взрывов являются поражение находящихся внутри объектов, обломками обрушенных конструкций здания, их погребение под обломками. В результате взрывов могут возникнуть пожары, утечка опасных веществ из поврежденного оборудования. 
При пожарах и взрывах люди получают термические и механические травмы. Характерные ожоги верхних дыхательных путей, тела, черепно-мозговые травмы, множественные переломы и ушибы, комбинированные поражения. 
 
4. Предупреждение чрезвычайных ситуаций, связанных с пожарами и взрывами 
Для предотвращения пожаров и взрывов необходимо исключить возможность образования горючей и взрывоопасной среды, а также предотвратить появление в этих средах источников зажигании. 
Задача пожарной профилактики можно разделить на три широких, но тесно связанных комплекса мероприятий: 
1) обучение, в т.ч. распространение знаний о пожаробезопасном поведении (о необходимости установки домашних индикаторов задымленности и хранения зажигалок и спичек в местах, недоступных для детей); 
2) пожарный надзор, предусматривающий разработку государственных норм пожарной безопасности и строительных норм, а также проверку их выполнения; 
3) обеспечение оборудованием и технические разработки (установка переносных огнетушителей и изготовление зажигалок безопасного пользования). 
Здания предприятия и жилого сектора проектируются и строятся с учетом требований нормативных документов (ГОСТы «Пожарная безопасность» и «Взрывобезопасность. Общие требования»). Строительные конструкции должны обладать огнестойкостью, т.е. способностью сохранять свои рабочие функции при воздействии на них высоких температур. Для предотвращения распространения огня из одной части здания в другие устраиваются противопожарные преграды (стены, перегородки, перекрытия и др.), которые должны сохранять свою огнестойкость не менее 2,5 часов. В каждом доме предусмотрены пути эвакуации людей на случай возникновения ЧС. Эвакуационных выходов из здания с массовым пребыванием людей должно быть не менее двух. Кроме того, здания должны быть обеспечены устройствами для удаления дыма при пожаре (специальные дымовые люки и пр). между зданиями и сооружениями на территории учреждений предусматриваются противопожарные разрывы от 9 до 18м. Это предотвращает опрокидывание огня с одного здания на другое. В домах с массовым пребыванием людей исключается размещение взрывоопасного оборудования и приспособлений. 
Согласно требований Закона Украины «О пожарной безопасности» в зданиях с массовым пребыванием людей обязательно наличие: 
- Систем автоматической пожарной сигнализации; 
- Оповещения о ЧС; 
- Водяного пожаротушения 
- Достаточного количества сертифицированных огнетушителей, противопожарного инвентаря. 
Запрещается установка глухих (не открывающиеся) металлических решеток на оконных проемах помещений с массовым пребыванием людей. 
Большое значение имеет комплекс организационно-технических мероприятий по предотвращению ЧС, вызванных пожарами и взрывами.