Для любого горения необходимы и достаточны три обязательных условия - наличие горючего вещества, кислорода и источника воспламенения. Эти три условия образуют треугольник горения.
Горючее вещество - основа горения. Оно может быть твердым (дерево, ткани, резина, уголь), жидким (нефтепродукты, спирты) и газообразным (метан, ацетилен, водород, аммиак). При концентрациях ниже нижнего концентрационного предела взрываемости горение паро/газо-воздушной смеси не происходит из-за недостаточности горючего вещества.

Эта зона считается безопасной. В пределах между нижним и верхним концентрационными пределами зона является взрывоопасной. Концентрации выше верхнего предела считаются пожароопасными. Взрывы здесь не происходят из-за недостаточности окислителя. На границе объема с открытой средой возможно пламенное горение.
Окислитель - вторая сторона треугольника горения. Обычно в качестве окислителя при горении выступает кислород воздуха, однако могут быть и другие окислители - окислы азота.
Критическим показателем для кислорода воздуха, как окислителя, является его концентрация в воздушной среде закрытого судового помещения в объемных пределах выше 12...14%. Ниже этой концентрации горение абсолютного большинства горючего вещества не происходит (нефть и нефтепродукты, дерево и изделия из него, бумага, ткани и другие). Однако некоторые горючие вещества способны гореть и при более низких концентрациях кислорода в окружающей газовоздушной среде.
Источник воспламенения - является третьей составляющей треугольника горения. Он также имеет свои критические показатели. Например, пары нефтепродуктов не способны поджечь так называемые фрикционные искры (искра, возникающая при соударении металла о металл), хотя эфиры она может легко поджечь. Аммиак загорается при горении головки спички (600-700), но, как правило, температуры горения спичечной соломки недостаточно для этого.
Твердые, жидкие и газообразные горючие вещества, наряду с другими, свойственными каждому из них физико-химическими свойствами, обладают способностью загораться без прямого воздействия источника воспламенения - самовоспламеняются.
Самовоспламенение - это быстрое самоускорение экзотермической химической реакции, приводящее к появлению яркого свечения - пламени.
Самовоспламенение происходит в результате того, что при окислении водиться за пределы реагирующей системы. Для жидких и газообразных горючих веществ это возникает при критических параметрах температуры и давления.
Организация и проведение пожарно-профилактической работы, направленной на недопущение возникновения пожара, основывается на том, чтобы показатель хотя бы одной из сторон треугольника горения был ниже минимально необходимой величины.
Если горение возникло (треугольник замкнулся), действия участников тушения пожара должны быть направлены на то, чтобы вывести эти показатели (хотя бы один) за пределы критических величин (разорвать треугольник) - это и есть теоретическая основа горения и его тушения.

Понятие «пожарный треугольник» было введено в обиход специалистами пожарной охраны при чтении лекций слушателям , 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.

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 .

Стороны и элементы

Горючее вещество (топливо) в лабораторных условиях, а на практике – это различные как легковоспламеняющиеся, сгораемые, так и трудногорючие материалы, входящие в состав 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 . 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, NO 2 , а также хлор, бром или озон. В нормальных условиях процесс горения, являющийся начальной или основной стадией большинства пожаров, протекает при процентном содержании О 2 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.

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, О 2 в составе воздуха, без которой невозможно возникновение пожара.

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.

Пожарная опасность различных горючих веществ и материалов зависит от их агрегатного состояния, физико-химических свойств, конкретных условий хранения и применения. Пожароопасные свойства материалов и веществ можно характеризовать склонностью к возгоранию, особенностью и характером горения, свойством поддаваться тушению теми или иными средствами и способами пожаротушения. Под склонностью к возгоранию понимают способность материала самовозгораться, воспламеняться или тлеть от различных причин.
Все строительные материалы и конструкции по возгораемости делятся на сгораемые, трудносгораемые и несгораемые.
Сгораемыми называются материалы и конструкции из органических веществ, которые под действием огня или высокой температуры воспламеняются и продолжают гореть или тлеть при удалении источника огня.
Трудносгораемыми материалами и конструкциями считаются такие, которые выполнены из сочетания сгораемых и несгораемых материалов (фибролит; асфальтовый бетон; войлок, вымоченный в глиняном растворе; дерево, подвергнутое глубокой огнезащитной пропитке). Эти материалы при воздействии огня или высокой температуры с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть или тлеть только при наличии источника огня; после удаления источника огня их горение или тление прекращается.
К несгораемым относят материалы и конструкции из неорганических материалов, которые под действием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются.
Большинство сгораемых жидкостей более пожароопасны, чем твердые горючие материалы и вещества, так как они легче воспламеняются, интенсивнее горят, образуют взрывчатые паровоздушные смеси и плохо поддаются тушению водой.
Сгораемые жидкости делятся на легковоспламеняющиеся с температурой вспышки до 45° и горючие с температурой вспышки выше 45° С. Низкую температуру вспышки имеют бензин А-74 (— 36° С), ацетон (—20° С), высокую — глицерин (158° С), льняное масло (300° С).
Горение в cмесях горючих газов, паров или пыли с воздухом способно распространяться не при любом соотношении компонентов, а лишь в определенных пределах состава, называемых концентрационными пределами воспламенения (взрыва). Минимальная и максимальная концентрация горючих газов, паров или пыли в воздухе, способные воспламеняться, называются нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения (взрыва).
Все смеси, концентрации которых находятся между пределами воспламенения, т. е. в области воспламенения, способны распространять горение и называются взрывоопасными. Смеси же, концентрации которых находятся ниже низшего и выше верхнего пределов воспламенения, в замкнутых объемах гореть неспособны и являются безопасными. Однако необходимо иметь в виду, что смеси, концентрации которых находятся выше верхнего предела воспламенения, при выходе из замкнутого объема в воздух способны гореть диффузионным пламенем, т. е. ведут себя как пары пыли и газы, не смешанные с воздухом.
Для того, чтобы произошло возгорание необходимо наличие трех условий. Это еще называют пожарный треугольник.

1.Горючая среда

2.Источник зажигания — открытый огонь — химическая реакция, электроток.
3.Наличие окислителя, например кислорода воздуха.

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 окружающем рельефе местности. Время от начала зажигания горючего материала до его воспламенения — называет временем воспламенения. Максимальное время воспламенения может составлять несколько месяцев. С момента воспламенения начинается пожар.

Процесс горения – это химическая реакция при которой выделяется большое количество тепловой и световой энергии. Для запуска и поддержки реакции необходимы три основных элемента: кислород, топливо и тепло. Объединение трех элементов называют «Треугольник огня». В этой статье познакомимся и подробно рассмотрим составляющие этого треугольника.

Что такое Треугольник Огня

Какая из сторон треугольника удаляется при тушении разными способами:

Тушение пожара песком или накрывание одеялом лишит огонь кислорода

Вода резко снизит температуру

Лесные просеки лишают возгорание топлива.

Три обязательных компонента, необходимых для протекания процесса горения принято графически изображать в виде «треугольника огня» или как его еще называют «Fire Triangle». При объединении этих составляющих начинается реакция, а если убрать хоть один из элементов, треугольник будет разрушен и горение остановится.

Элементы треугольника

Тепло (температура)

Температура, при соблюдении некоторых условий, может привести к воспламенению веществ и материалов. Повышая температуру трением одной дощечки об другую, наши предки добывали огонь. Позже люди научились поднимать температуру материала точечно, используя зажигалки, спички или огниво. Искра, отлетающая от кремня, достигает температуры 1100C и этого хватит для поджигания заготовленного трута. Разгоревшийся огонь сам поддерживает температуру, необходимую для продолжения реакции горения.

Снизить температуру просто. Известно, что, если залить костер водой- огонь потухнет, ведь вода резко снижает температуру пламени. Так просто снижение температуры убирает сторону треугольника и останавливает горение.

Топливо

Третья сторона треугольника, топливо, еще одна составляющая процесса горения. Топливом являются любые виды горючих материалов, включая бумагу, масла, древесину, газы, ткани, жидкости, пластмассы и резину. Эти материалы и вещества, выделяют энергию под воздействием высокой температуры и притоке кислорода. Убрав «пищу» огня, Вы точно разрушите треугольник. Например, закройте газ на плите и горение прекратится. Этим свойством пользуются пожарные, разбирая горящие конструкции. По этому принципу устроена противопожарная защита лесных массивов – пожарные просеки разделяют участки с «топливом».

Кислород

Кислород выступает в роли окислителя в процессе горения. Чем больше кислорода, тем интенсивнее будет проходить реакция и тем выше будет температура. Примером воздействия кислорода на реакцию может послужить то, как раздувают угли в мангале, турбины в двигателях автомобилей или кислородно-аргоновые горелки. При прекращении подачи кислорода к очагу возгорания, огонь потухнет, а треугольник останется без одной из своих сторон.

На этом принципе основаны некоторые средства пожаротушения: аэрозольные и порошковые огнетушители. Именно поэтому нельзя тушить водой загоревшееся на плите масло- испарение воды резко добавит кислород к очагу. Просто накройте кастрюлю крышкой, и реакция останется без воздуха.

Основы пожаротушения

Понимание того, как огонь построен и может распространяться, важно для того, чтобы научиться тушить пожары. Все средства первичного пожаротушения действуют по принципам удаления одной или нескольких сторон треугольника. Например, углекислотные и водные огнетушители снижают температуру, а порошковые и аэрозольные блокируют приток кислорода, как и противопожарное полотно с песком, входящие в комплектацию пожарных щитов.

Пожары на судах являются сравнительно нечастым бедствием (около 5% от всех аварий), но по тяжести последствий они стоят на первом месте.

Около 20% пожаров заканчиваются гибелью или полным конструктивным разрушением судна.

Опыт реальных аварий свидетельствует, что срок борьбы с огнем составляет порядка 15 мин. Если в течение этого времени пожар не удалось взять под контроль-то судно, как правило, гибнет. Дело в том, что в ограниченном объеме судового корпуса и надстроек находится очень много горючих веществ: дерево, ткань, пластик, краски и пр. А они, как известно, горят очень хорошо.

Что же представляет собой процесс горения?

Горением называется физико-химический процесс, сопровождающийся выделением теплоты и излучением света.

Сущность горения заключается в быстропротекающем процессе окисления химических элементов горючего вещества с кислородом воздуха.

Любое вещество является сложным соединением, молекулы которого могут состоять из множества связанных друг с другом химических элементов.

Во время реакции горения происходит соединение атомов различных элементов с образованием новых веществ. Основными продуктами горения являются:

Окись углерода СО – бесцветный газ без запаха, обладающий высокой токсичностью, содержание которого в воздухе более 1% опасно для жизни человека;

Углекислый газ СО 2 - инертный газ, но при содержании в воздухе 8 - 10% человек теряет сознание и может погибнуть от удушья;

Пары воды Н 2 О, придающие дымовым газам белую окраску;

Сажа и пепел, придающие дымовым газам черную окраску.

1.2 Составляющие пожара и взрыва.

Горение является началом пожара. Для горения необходимы три элемента: горючее вещество, которое будет испаряться и гореть, кислород для соединения с горючим веществом и теплота для повышения температуры паров горючего вещества до момента их воспламенения. Символический пожарный треугольник иллюстрирует это положение и дает представление о двух важных факторах, необходимых для предотвращения и тушения пожаров:

если одна из сторон треугольника отсутствует, пожар не может начаться;

если одну из сторон треугольника исключить, пожар погаснет. Пожарный треугольник - простейшее представление трех факторов, необходимых для существования пожара, но он не поясняет природу пожара. В частности, он не включает цепную реакцию, возникающую между горючим веществом, кислородом и теплотой в результате химической реакции. Пожарный тетраэдр - более наглядная иллюстрация процесса сгорания (тетраэдр - это много2гранник с четырьмя треугольными гранями). Он очень полезен для понимания процесса сгорания, так как на нем имеется место для цепной реакции и каждая грань касается трех других. Основная разница между пожарным треугольником и пожарным тетраэдром заключается в том, что тетраэдр показывает, каким образом за счет цепной реакции поддерживается пламенное горение, т.е. как грань цепной реакции удерживает остальные три грани от падения.

Цепная реакция.

Цепная реакция начинается следующим образом: образующаяся при горении

паров теплота воспламеняет все большее количество паров, при горении которых снова

выделяется все большее количество теплоты, воспламеняющей еще большее количество

паров. В результате этого постоянно нарастающего процесса горение усиливается. Пока

горючего вещества много, пожар продолжает развиваться, пламя разрастается.

Через некоторое время количество паров, выделяющихся из горючего вещества,

достигает максимума и начинает стабилизироваться, в результате чего горение

протекает с устойчивой скоростью. Это продолжается до тех пор пока не израсходуется

основная часть горючего вещества. Затем окисляется меньшее количество паров и

меньше образуется теплоты. Процесс начинает затухать. Происходит выделение все

меньшего количества паров, меньше становится теплоты и огня, пожар постепенно угасает.

При сгорании твердых горючих веществ может остаться зола, и еще какое-то время будет продолжаться тление. Жидкие горючие вещества выгорают полностью.

Таким образом, пожар возникает только при одновременном действии трех

факторов: наличии горючего вещества, достаточном количестве кислорода,

высокой температуре.

1.3 Характеристика горючих материалов.

Все горючие материалы (вещества) можно разделить на твердые, жидкие и газообразные.

Твердые горючие вещества. Наиболее типичные твердые горючие вещества – дерево, бумага и ткани. Они находятся на судне в виде растительных тросов, брезента, подстилочного и сепарационного материала, мебели, фанеры, обтирочных материалов и матрацев. Краска на переборках также представляет собой твердое горючее вещество. Кроме того, суда перевозят разнообразные твердые горючие вещества в виде груза.

Древесина и древесные материалы обладают горючестью и в зависимости от температуры и притока воздуха могут обугливаться, тлеть и гореть. Максимальная пожаробезопасная температура - 100 0 С, при температуре около 204 0 С – они самовоспламеняются. Скорость горения зависит от притока воздуха, содержания влаги и др. Наиболее быстро сгорают тонкие древесные изделия большой площади. Продуктами сгорания являются: двуокись углерода, водяной пар, окись углерода, альдегиды и кислоты. В начальной стадии пожара могут выделять много дыма.

Текстильные и волокнистые материалы в зависимости от состава волокон имеют температуру воспламенения 400 – 600 с. растительные волокна легко воспламеняются и хорошо горят, выделяя много густого дыма. Частично сгоревшие растительные волокна могут самовоспламеняться; сильно разбухают под воздействием воды. При горении выделяется большое количество едкого плотного дыма.

Жидкие горючие вещества . Воспламеняющиеся жидкости присутствуют на судне в основном в виде мазута, смазочного масла, дизельного топлива, керосина, масляных красок и их растворителей. Воспламеняющиеся жидкости и сжиженные воспламеняющиеся газы могут перевозиться в качестве груза.

Все воспламеняющиеся жидкости испаряются, скорость испарения нарастает с повышением температуры.

Пары в концентрации с воздухом взрывоопасны, особенно в закрытых объемах (цистернах, танках).

Воспламеняющиеся жидкости выделяют теплоту в 3-10 раз быстрее, чем дерево, и ее количество примерно в 2,5 раза больше. Эти соотношения достаточно наглядно показывают, почему пары жидкости горят с большой интенсивностью.

При растекании воспламеняющиеся жидкости распространяются по очень большой площади, выделяя при этом значительное количество паров, при воспламенении которых, образуется большое количество теплоты.

Газообразные горючие вещества.

Эти вещества уже находятся в необходимом для горения состоянии. Для их возгорания требуется только высокая температура и определенная пропорция кислорода.

Газы, как и воспламеняющиеся жидкости, всегда образуют видимое пламя и не тлеют.

При хранении или образовании газов в закрытых емкостях в случае появления источника теплоты резко возрастает вероятность взрыва.