Механика распространения огня и средства ограничения горения

Скорость перехода горения с одного участка на другой определяется физическими законами теплопередачи. Знание этих законов необходимо для расчета времени эвакуации, выбора отделочных материалов и расстановки средств пожаротушения. Статья основана на нормативной базе, данных испытаний материалов и практике применения противопожарного оборудования.

Три механизма передачи тепла при пожаре

Распространение огня происходит за счет передачи тепловой энергии от очага к окружающим объектам. В реальных условиях все три механизма действуют одновременно.

Теплопроводность. Передача тепла через твердые тела (металлические конструкции, трубы, арматуру). Нагретый металл воспламеняет горючие материалы в смежных помещениях без прямого контакта с пламенем. Для защиты металлоконструкций применяются огнезащитные составы.
Конвекция. Перенос тепла потоками газов и продуктов горения. Горячий воздух поднимается вверх, скапливается под перекрытиями, распространяется через вентиляционные каналы, лестничные клетки и проемы. Основной фактор вертикального распространения пожара.
Тепловое излучение. Инфракрасное излучение от раскаленного очага. Нагревает и воспламеняет предметы на расстоянии без непосредственного контакта с пламенем. При достижении критической интенсивности излучения происходит одновременное воспламенение всех горючих поверхностей в помещении.

Стадии развития пожара и параметры распространения

Развитие пожара делится на последовательные фазы. Тактика тушения и возможность самостоятельной эвакуации определяются текущей стадией.

Начальная стадия
- Очаг локализован.
- Температура повышается медленно.
- Возможно тушение первичными средствами (огнетушитель, пожарный кран).
Стадия развития
- Интенсивное увеличение площади горения.
- Рост температуры.
- Наступление флэшовера — практически мгновенное воспламенение всех горючих материалов в помещении. Самостоятельное тушение после флэшовера невозможно.
Развитая стадия
- Максимальная интенсивность горения.
- Температура 900–1100 °C.
- Разрушение строительных конструкций.
- Переход огня в соседние помещения и на другие этажи.
Стадия затухания
- Выгорание горючей нагрузки.
- Снижение температуры.
- Сохраняется опасность обрушения конструкций и повторных вспышек.

Скорость линейного распространения пламени (средние значения):

Горизонтальные поверхности — 0,5–1 м/мин.
Вертикальные поверхности (вверх) — до 5–6 м/мин.
Текстиль, бумага, пенополимеры — скорость выше средних значений в несколько раз.

Факторы, влияющие на скорость распространения огня

Перечень параметров объекта, определяющих интенсивность и скорость горения.

Пожарная нагрузка. Суммарное количество горючих материалов на единицу площади. Высокая нагрузка (мебель, бумага, пластик, ткани) увеличивает продолжительность горения и скорость распространения. Объекты с высокой нагрузкой — склады, архивы, торговые залы.
Группа горючести отделочных материалов. Классификация по ГОСТ (Г1–Г4, В1–В3, РП1–РП4). Материалы с высокой скоростью распространения пламени по поверхности (некоторые линолеумы, ковры, панели ПВХ) ограничены к применению на путях эвакуации.
Условия воздухообмена. Приток кислорода поддерживает горение. Открытые окна, двери, работающая вентиляция, сквозняки ускоряют развитие пожара. В начальный период открытие проемов без необходимости не рекомендуется.
Объемно-планировочные решения. Открытые атриумы, отсутствие перегородок, лифтовые и вентиляционные шахты служат каналами распространения дыма и тепла.
Наличие противопожарных преград. Огнестойкие стены, перегородки, двери, клапаны и заслонки разделяют здание на отсеки. Способность преграды удерживать огонь определяется пределом огнестойкости (EI).

Средства пожаротушения, ограничивающие распространение огня

Перечень оборудования, применяемого для локализации и ликвидации горения на разных стадиях.

Огнетушители

Применяются на начальной стадии. Выбор типа огнетушителя определяется классом возможного пожара.

Порошковые (ОП-4, ОП-5, ОП-8) — тушат твердые вещества, жидкие горючие вещества, электроустановки.
Углекислотные (ОУ-3, ОУ-5) — для электрооборудования, серверных, архивов. Не оставляют следов.
Воздушно-эмульсионные — эффективны для тушения и охлаждения, безопасны для оператора.

Пожарные краны и рукава

Внутренний противопожарный водопровод обеспечивает подачу воды к очагу. Комплектация: рукав, ствол, соединительная головка. Применяется для тушения развившегося пламени до прибытия подразделений.

Автоматические установки пожаротушения

Спринклерные — точечное вскрытие при достижении заданной температуры, подача воды на очаг.
Дренчерные — создание водяных завес для отсечения огня от смежных зон.

Системы пожарной сигнализации и оповещения

Дымовые и тепловые извещатели регистрируют начальную стадию горения.
Запускают оповещение людей, дымоудаление и системы автоматического тушения.

Огнезащитные составы и материалы

Краски, штукатурки, обмазки для металлических и деревянных конструкций.
Огнезащитная обработка тканей, кабелей, воздуховодов. Снижает скорость распространения пламени по поверхности.

Классификация противопожарных преград

Перечень конструктивных элементов, используемых для разделения здания на отсеки и ограничения распространения огня и дыма:

Противопожарные стены — деление здания на пожарные отсеки, препятствие переходу огня между частями здания.
Противопожарные перегородки — локализация горения и дыма в пределах одного помещения или группы помещений.
Противопожарные двери — блокировка распространения пламени, дыма и теплового излучения через дверные проемы. Требуют закрытого положения при пожаре.
Противопожарные клапаны — автоматическое перекрытие вентиляционных каналов и воздуховодов при пожаре для предотвращения распространения дыма и огня по системе вентиляции.
Огнестойкие перекрытия — ограничение вертикального распространения пожара между этажами, сохранение несущей способности при нагреве.
Противопожарные заслонки — герметизация мест прохода кабелей, трубопроводов и инженерных коммуникаций через стены и перекрытия.
Противодымные экраны — задержка и отвод дыма в заданном направлении, обеспечение видимости на путях эвакуации.
Огнезащитные шторы и занавесы — временное отсечение открытых проемов (атриумы, витрины, сцены) для сдерживания огня и дыма.

❗ Примечание: каждая преграда имеет предел огнестойкости (EI), выраженный в минутах (например, EI 30, EI 60, EI 90). Этот параметр означает время, в течение которого преграда сохраняет целостность и теплоизолирующую способность при воздействии огня. Выбор преград с требуемым пределом огнестойкости определяется категорией здания по пожарной опасности и степенью огнестойкости.

Меры по снижению риска на объекте

Снижение пожарной нагрузки (удаление избыточных горючих материалов).
Использование отделочных материалов с низкими группами горючести на путях эвакуации.
Регулярное техническое обслуживание противопожарных дверей (запрет их фиксации в открытом положении).
Периодическая проверка и перезарядка огнетушителей.
Проверка исправности пожарных кранов и рукавов.
Техобслуживание автоматической сигнализации и систем оповещения.
Проведение инструктажей и практических тренировок персонала.
Обеспечение свободного доступа к эвакуационным выходам и проходам.

Планы эвакуации и расчет времени выхода людей

План эвакуации — документ, определяющий маршруты, выходы и порядок действий персонала при пожаре.

Критические ошибки при организации эвакуации:

Захламление путей эвакуации.
Блокировка запасных выходов.
Отсутствие освещения на маршрутах (аварийное питание не подключено).
Отсутствие практических тренировок.

Типичные ошибки, увеличивающие скорость развития пожара

Хранение горючих материалов вблизи нагревательных приборов и распределительных электрощитов.
Использование удлинителей и переходников с суммарной нагрузкой выше допустимой.
Отключение датчиков дыма и систем сигнализации.
Неисправность или отсутствие первичных средств тушения.
Фиксация противопожарных дверей в открытом состоянии.
Попытка тушения электроустановок водой.
Отсутствие огнезащитной обработки горючих строительных материалов.