Определение опасные факторы пожара дано в ГОСТ 12.1.033-81 Пожарная безопасность. Термины и определения, а также в СТ СЭВ 383-76 «Пожарная безопасность в строительстве. Термины и определения», а также в Федеральном законе РФ от 22.07.2008 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

Так, к опасным факторам пожара относятся факторы пожара, воздействие которых может привести к травме, отравлению или гибели человека и (или) к материальному ущербу (ст. 2 п. 17 №123-ФЗ).

Согласно статьи 9. Федерального закона РФ от 22.07.2008 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

К опасным факторам пожара, воздействующим на людей и имущество, относятся:

1) пламя и искры;

2) тепловой поток;

3) повышенная температура окружающей среды;

4) повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;

5) пониженная концентрация кислорода;

6) снижение видимости в дыму.

К сопутствующим проявлениям опасных факторов пожара относятся:

1) осколки, части разрушившихся зданий, сооружений, транспортных средств, технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

2) радиоактивные и токсичные вещества и материалы, попавшие в окружающую среду из разрушенных технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

3) вынос высокого напряжения на токопроводящие части технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

4) опасные факторы взрыва, происшедшего вследствие пожара;

5) воздействие огнетушащих веществ.

Принято считать, что при пожаре люди гибнут главным образом от высоких температур или открытого огня. Но статистика показывает обратное: смерть возникает чаще всего от отравления угарным газом и другими ядовитыми продуктами горения. Следовательно, в защите здоровья граждан при пожаре основным фактором риска следует рассматривать именно дым.

Дым представляет собой пример аэрозоля – дисперсной системы, состоящейиз мельчайших твердых частиц (сажа,окислы, соли и др.), взвешенных в дисперсионной газообразной среде (продуктах сгоранияили в смеси их с воздухом, или в чистом воздухе).

В зависимости от условийгорения могут образовываться продукты полного и неполного сгорания.

К продуктам полного сгорания относятся углекислый газ, сернистый газ, пары воды, азот (при сгорании азотосодержащих веществ). Все они не способны гореть и не поддерживают горения большинства горючих веществ.

К продуктам неполного сгорания относятся окись углерода, сажа и продукты термоокислительного разложения. Реже на пожарах горят неорганические вещества, такие как фосфор, натрий, калий, кальций,алюминий, титан,магнийи др.

Можно выделить следующиесвойства дыма: плотность дыма, токсичность дыма, температура дыма.

Плотность дыма - важнейшая характеристика дыма. Из-занее снижается видимость, что препятствует эвакуации людей при пожаре, затрудняет тушение пожара. Снижение видимости зависит от состава и концентрации дыма, размера частици их распределения, природы освещения, физического и психического состояния наблюдателя.

По внешнему виду дым отличается цветом - от светлого до черного при содержании внем не полностью сгоревших продуктов разложения и конденсации горючего материала. При сжигании 0,5 кг дров в небольшой комнате объемом 35м 3 выделятся достаточно дыма, чтобы снизить видимость примерно до 1 метра, т.е. при этом не будет видна ладонь вытянутойруки. Таков результат горения маленькой вязанки дров. Эквивалентный результат получается присгорании 0,07 кг вспученного полистирола,0,1 кг пенорезины, 0,5 кг пенополиуретана, 0,3 литра керосина.

Дым может быть более или менее плотным, но он всегда имеет высокую температуру и содержит достаточно токсичных продуктов, чтобы при любой плотности стать опасным для жизни людей, если нет защиты от дыма.

Основные токсичные компоненты дыма: углекислый и угарный газ, оксиды азота, цианистый водород и диоксид серы.

Предельно допустимые значения по каждому из опасных факторов пожара составляют:

по повышенной температуре – 70 о С;

по тепловому потоку – 1400 Вт/м 2 ;

по потере видимости – 20 м;

по пониженному содержанию кислорода – 0,226 кг/м 3 ;

по каждому из токсичных газообразных продуктов горения (СО 2 – 0,11 кг/м 3 ; СО – 1,16·10 -3 кг/м 3 ; HCL – 23·10 -6 кг/м 3).

Распространение дыма в помещениях определяется множеством различных взаимосвязанных факторов, среди которых необходимо выделить:

Эффект дымовой трубы;

Рост давления как прямое следствие возгорания;

Тепловое расширение;

Воздействие ветра.

Эффект дымовой трубы заключается в следующем.

Когда температура внутри здания отличается от наружной, разность давлений между внешней и внутренней средами будет всегда пропорциональна температурному градиенту и расстоянию между контрольной точкой и точкой, взятой в качестве нейтральной линии, которая при отсутствии системы механической вентиляции совпадает с линией верхней части здания. Это явление, получившее название «эффект камина (эффект дымовой трубы)», тем больше, чем больше разность температур внутри и снаружи здания и чем выше само здание. Данный феномен существует и зимой, и летом, хотя в летний период эффект все-таки меньше в силу меньшего градиента температур.

Рост давления.

Поскольку температура дыма всегда выше температуры воздуха в помещении, дым в силу своей меньшей плотности поднимается вверх, оказывая при этом на окружающие стены давление, определяемое его температурой и расстоянием от нейтральной линии, которая в этом случае становится линией равного гидростатического давления в очаге возгорания и остальных помещениях.

В силу роста давления, обусловленного температурой возгорания, дым пожара перемещается от потолочного перекрытия загоревшегося помещения на верхние этажи и/или в смежные помещения (но всегда через верх).

Тепловое расширение.

Более высокая температура дыма по сравнению с температурой воздуха в помещении ведет к тому, что дым начинает распространяться и в силу теплового расширения. Объем дыма увеличивается в соответствии с уравнением состояния газов. При температуре дыма 700 °С и температуре воздуха в помещении 20 °С соотношение удельного объема воздуха и дыма составит 3,32. Если в загоревшемся помещении открыты двери и окна, получаемое возрастание давления D р пренебрежимо мало. Однако оно может быть существенным, если используются непроницаемые огнезащитные заслонки.

Воздействие ветра.

Воздействие ветра на здание может привести к ускорению распространения дыма в силу «эффекта дымовой трубы». Например, при скорости ветра 15 м/с давление у здания с наветренной стороны составляет порядка 120 Па.

Ветер не будет оказывать на здание никакого воздействия, если все двери и окна закрыты. Стоит только открыть или разбить хотя бы одно окно, случаются две вещи:

С подветренной стороны отрицательный градиент давления ведет к удалению дыма из здания;

С наветренной стороны положительный градиент способствует дальнейшему распространению дыма в здании.

Обозначив опасность продуктов сгорания, перейдем к рассмотрению назначения и направлений ПДЗ зданий.

Пожар – это страшная стихия. Причем, опасен он не только открытым пламенем и искрами, но и другими факторами – повышением температуры окружающей среды, выделением токсичных продуктов горения, задымлением, понижением концентрации кислорода. Такие факторы могут привести к травме, отравлению или гибели человека, не говоря уже о материальном ущербе для имущества, их называют опасными факторами пожара (ОФП).

Опасные факторы пожара, воздействующие на людей

Воздействие ОФП на людей оценивают по их допустимым значениям, т. е. таким, при которых воздействие на человека не приведет к отклонению в состоянии здоровья.

К опасным факторам пожара, которые воздействуют непосредственно на здоровье людей, относят следующие:

1. Открытое пламя, искры, тепловые потоки. Данные факторы при воздействии на кожу человека приводят к термическим ожогам. Непрямое влияние данных ОФП состоит в возможности получения человеком теплового удара; опасности повреждения обрушиваемыми конструкциями здания. Предельным считается значение теплового потока 1,4 кВт/м 2 .
2. Повышение температуры. То, сколько конкретно тепла выделится при пожаре, зависит от нескольких причин:
   • условий воздухообмена в очаге горения;
   • свойств окружающих материалов;
   • количества горючих веществ и материалов в помещении.

Опасность высокой температуры, как ОФП, повышается при большем проценте влажности воздуха. ПДЗ данного фактора равно 70°С. Такую температуру человек может выдержать в течение примерно 40–80 мин., однако при нагреве кожи более 45°С появятся болевые ощущения. Если температуры повысится до 150°С, человек мгновенно получит ожог дыхательных путей.

1. Дым – это смесь продуктов горения со взвешенными частицами жидких и твердых веществ. Из-за сильного задымления снижается видимость при пожаре, что вызывает панику и затрудняет эвакуацию людей. ПДЗ по потере видимости в условиях задымления составляет 20 м. Снижение видимости не представляет прямой угрозы жизни человеку, однако токсичные продукты горения, присутствующие в дыму, могут вызвать гибель человека за несколько минут. 80% людей при пожаре погибает именно из-за отравления токсичными продуктами горения, в числе которых оксид углерода, синильная кислота, фосген, альдегиды и др.
2. Снижение концентрации кислорода. Во время пожара кислород в помещении начинает расходоваться на горение материалов и веществ. При этом образующиеся продукты горения смешиваются со свежим воздухом, за счет чего концентрация О 2 резко снижается. Как ОФП пониженное содержание кислорода концентрируется максимально в густом дыму, припотолочных слоях воздуха, вблизи очага горения. Предельно допустимое значение (ПДЗ) данного фактора равно 0,226 кг/м 3 . Если считать в процентах, то уже при уменьшении уровня кислорода на 17%, в организме человека происходят изменения: ухудшаются двигательные функции, нарушается мускульная координация, затрудняется мышление и притупляется внимание.
3. Действие угарного газа – ядовитой субстанции без цвета и запаха, вызывающего гибель человека в течение нескольких минут после его вдыхания. Попадая в организм, угарный газ вызывает кислородное голодание, симптомами которого являются: боль в голове, удушье, стук в висках, головокружение, тошнота и рвота, галлюцинации, и, в итоге, паралич двигательной функции, потеря сознания, судороги.

Все перечисленные факторы пожара называют первичными, по статистике они уносят до 90% жизней людей.

Опасные факторы пожара и взрыва

При пожаре на взрывопожароопасном объекте возникает опасность взрыва. При взрыве разрушаются строения, людям наносятся повреждения, часто несовместимые с жизнью. Опасные факторы взрыва:

1. Ударная волна – область сильно сжатого воздуха, которая распространяется от центра взрыва во все стороны со сверхзвуковой скоростью. Наносит повреждения человеку и другим живым существам даже на значительных расстояниях от зоны взрыва.
2. Световое излучение – вызывает обугливание и воспламенение.
3. Осколочные поля – создаются летящими осколками зданий, строительных конструкций, оборудования и т. п.
4. Струи отравляющих газов.
5. Резкий, громкий звук.

К вторичным поражающим факторам взрыва относят воздействие на людей осколков, обломков, пожар, отравление атмосферы, обрушения сооружений.

С целью недопущения поражающих факторов взрыва проводят предварительное прогнозирование ОФП и на его основе разрабатывают рекомендации по максимально эффективному противопожарному оснащению объекта.

Вторичные опасные факторы пожара

Ко вторичным ОФП относят:

• осколки и обломки разрушающихся при пожаре или взрыве строительных конструкций, оборудования и т. п.;
• токсические соединения, которые выделяются из разрушенных агрегатов или производственных механизмов;
• поражение электрическим током, что может возникнуть из-за потери изоляции токонесущих частей механизмов;
• все опасные факторы взрыва, приведенные выше;
• огнетушащие вещества (при несоблюдении правил их использования).

Опасные факторы пожара (ОФП) — факторы пожара, приносящие вред здоровью человека или его гибель, а также материальный ущерб.

К опасным факторам пожара относятся:

— пониженное содержание кислорода;

— повышенная температура окружающей среды;

— пламя и искры;

— токсичные продукты горения.

Опасные факторы пожара оцениваются по определенному критерию. Таким критерием является его предельно допустимое значение, т.е. такое значение при котором воздействие на человека в течение критической продолжительности пожара (время блокирования путей эвакуации ОФП, умноженное на 0,8) не приводит к травме, заболеванию или отклонению в состоянии здоровья в течение нормативно установленного времени.

Пониженное содержание кислорода.

В процессе развития пожара кислород, входящий в состав воздуха расходуется на горение веществ и материалов, составляющих пожарную нагрузку. Продукты горения, содержащие газообразные и твердые частицы (в виде аэрозоля) выделяются в окружающую атмосферу и смешиваются со свежим воздухом. За счет этого концентрация кислорода при пожаре понижается. Пониженное содержание кислорода характерно для любой зоны пожара, в которой есть дым: зоны горения, зоны теплового воздействия и зоны задымления. При этом, пониженное содержание кислорода, как опасный фактор пожара, как правило, существует при пожаре в густом дымовом слое. Например, в припотолочном слое в коридоре этажа пожара или в самом горящем помещении низкая концентрация кислорода представляет угрозу. Также пониженное содержание кислорода наблюдается при развитых пожарах в помещениях, регулируемых вентиляцией, т.е. при недостатке кислорода воздуха. Разбавленный дым, находящийся в нижнем слое в помещениях (коридорах, лестничных клетках) вдали от очага пожара, как правило, не представляет угрозы по пониженному содержанию кислорода.

В нашей стране в качестве предельно допустимого значения такого опасного фактора пожара, как пониженное содержание кислорода, установлено 0,226 кг/м 3 .

Повышенная температура окружающей среды.

При любом пожаре выделяется тепловая энергия. Количество выделившегося тепла зависит от условий воздухообмена в очаге пожара, теплофизических свойств окружающих материалов (в том числе и строительных), пожароопасных свойств горючих веществ и материалов, входящих в состав пожарной нагрузки.

Само по себе понятие «повышенная температура окружающей среды», на мой взгляд, не совсем точное. На мой взгляд, под этим понятием все же нужно подразумевать «повышенная температура продуктов горения», поскольку окружающая среда при оценке пожарной опасности почти всегда рассматривается как окружающий (незадымленный) воздух с начальной температурой.

При рассмотрении повышенной температуры окружающей среды, как опасного фактора пожара, следует отметить, что опасное воздействие нагретых продуктов горения на организм человека определяется, прежде всего, влажностью воздуха. Чем больше влажность воздуха, тем вероятность получения ожогов выше. Предельно допустимое значение по повышенной температуре окружающей среды в нашей стране составляет 70°С.

Повышенная температура продуктов горения представляет опасность не только для человека, но может стать причиной распространения пожара.

Дым. Потеря видимости в дыму.

Дым представляет собой смесь продуктов горения, в которых взвешены небольшие частицы жидких и твердых веществ.

За счет наличия в составе дыма твердых и жидких частиц, при прохождении через него света, интенсивность последнего снижается, что в итоге приводит к снижению и потере видимости в дыму.

Напрямую, снижение видимости в дыму не представляет угрозы жизни и здоровью людей как опасный фактор пожара. Однако, хочу отметить следующее. Если человек, выбежит в задымленный коридор, то при некоторой критической видимости, из-за страха к пожару он может вернуться обратно. Причем процент вернувшихся обратно людей возрастает с понижением видимости. Это подтверждено исследованиями, проведенными в Англии и США.

Как показывает практика проведения расчетов опасных факторов пожара, блокирование путей эвакуации чаще всего наступает по потере видимости в дыму.

Предельное значение по потере видимости в дыму в нашей стране принято значение 20 м.

Пламя и искры. Тепловой поток.

Как говорится в известной поговорке: «Нет дыма без огня». Значительная часть пожаров протекает в режиме пламенного горения. Несмотря на то, что пожары могут начинаться с тления, в основном все они затем переходят в пламенное горение.

Пламя, или открытый огонь представляет значительную угрозу жизни и здоровья людей, а также способствует распространению пожара по объекту. Распространение пожара может осуществляться на десятки метров за счет теплового излучения пламени. Критерием оценки пламени, как опасного фактора пожара, является тепловой поток или плотность теплового излучения.

Как правило, в зданиях (жилых и общественных) пламя не представляет значительной опасности, т.к. до того момента, когда пожар значительно разовьется, люди успевают эвакуироваться. Но, к сожалению, так бывает не всегда.

Особую опасность пламя, тепловой поток, им создаваемый, представляет на производственных объектах, особенно где обращаются горючие газы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости. Аварии на таких объектах могут носить спонтанный характер, а тепловой поток, создаваемый при пожарах, представляет угрозу жизни и здоровья людей на значительных расстояниях от очага пожара.

Предельное значение теплового потока, принятое в нашей стране, составляет 1,4 кВт/м 2 , в зарубежной практике данное значение составляет 2,5 кВт/м 2 .

Токсичные продукты горения.

Токсичные продукты горения являются, на мой взгляд, наиболее опасным из опасных факторов пожара (извините за тавтологию), особенно в жилых и общественных зданиях. В нашей стране к токсичным продуктам горения относятся диоксид углерода (углекислый газ), монооксид углерода (угарный газ) и хлороводород.

В нашей стране предельно допустимые значения опасных факторов пожара для каждого из токсичных газообразных продуктов горения приняты следующие:

— диоксид углерода CO2 – 0,11 кг/м 3 ;

— монооксид углерода CO – 1,16·10 -3 кг/м 3 ;

— хлороводород HCl– 2,3·10 -5 кг/м 3 .

В зарубежной практике к токсичным продуктам горения относят угарный газ и циановодород (HCN), углекислый газ отнесен к разряду удушающих газов, хлороводород отнесен к раздражающим газам. Также, за рубежом, в частности в США, принята так называемая концепция «fractional effective dose» (FED), по которой учитывается усиление токсического воздействия при действии одновременно нескольких токсичных компонентов. Данное явление называется «синергизм».

В данной статье мы рассмотрели основные опасные факторы пожара и их предельно допустимые значения. Более подробно каждый из опасных факторов пожара будет рассмотрен в следующих статьях.