Пожар представляет собой химическую реакцию горения, которая сопровождается выделением значительного количества теплоты, дыма и газов, а также излучением света. Пожар, или горение, — это быстрое окисление, при котором горючее вещество соединяется с кислородом и выделяется энергия. Начавшийся пожар будет продолжаться до тех пор, пока есть условия для процесса горения.
Для горения необходимы три элемента: горючее вещество, кислород для соединения с горючим веществом (поддержания горения) и теплота для повышения температуры горючего вещества до точки воспламенения. Для возникновения процесса горения горючее вещество должно быть нагрето до определенной температуры с помощью источника воспламенения, например пламени, искры электрического или механического происхождения и т. п. После возникновения горения постоянным источником воспламенения является зона горения.
Частным случаем горения является взрыв, при котором мгновенно выделяется большое количество теплоты и света.
Согласно ГОСТ 27331-87 пожары классифицируют в зависимости от вида горящих веществ и материалов следующим образом:
А — горение твердых веществ:
А1 — дерева, угля, бумаги, соломы, текстильных изделий;
А2 — пластмассы (не сопровождаемое тлением);
В — горение жидких веществ:
В1 — нерастворимых в воде (например, бензина, нефтяного топлива), а также твердых веществ (парафин);
В2 — горение жидких веществ, растворимых в воде (например, спиртов, глицерина);
С — горение газообразных веществ (например, бытовой газ, водород, пропан);
Д — горение металлов:
Д1 — горение легких металлов (например, алюминия, магния и их сплавов);
Д2 — горение щелочных в других подобных металлов (например, натрия, калия);
ДЗ — горение металлсодержащих соединений (например, гидридов металлов).
Различные по структуре материалы и вещества горят неодинаково. Такие вещества, например, как сажа, древесный уголь, кокс, антрацит, которые представляют собой химически чистый углерод, накаляются и тлеют без образования искр, пламени и дыма. Это объясняется тем, что они не разлагаются перед тем, как вступить в соединение с кислородом воздуха. В данном случае горение протекает медленно и называется поверхностным (гетерогенным).
Процесс горения у твердых горючих материалов, например древесины, пластмасс, резины, хлопка, протекает в две стадии. Сначала происходит разложение, которое не сопровождается пламенем и излучением света, а затем собственно горение, характеризующееся наличием пламени или тления, т. е. горят не они сами, а продукты разложения.
Скорость горения материалов зависит от их влажности, отношения площади поверхности материала к его объему, доступа воздуха, скорости и направления ветра и других факторов. Сухие волокнистые, разрыхленные и пылеобразные вещества, имеющие большую поверхность соприкосновения с кислородом воздуха, выгорают быстрее, чем влажные и уплотненные материалы.
Большинство горючих веществ при нагревании выделяют газообразные продукты, которые при смешивании с воздухом, содержащим кислород, образуют горючую среду. Такая среда может образовываться и при распылении твердых и жидких веществ.
Пожары в судовых помещениях обычно называют внутренними, или закрытыми. Если же горение происходит снаружи корпуса и надстроек судна, то такой пожар называют наружным, или открытым. Наибольшую опасность представляют внутренние пожары.
Основными явлениями, сопровождающими пожар на судах, являются выделение теплоты, теплопередача от зоны горения в окружающую среду и повышение температуры в зоне пожара. Огонь распространяется на смежные помещения, происходят выгорание, деформация и разрушение судовых конструкций.
При пожаре образуются воздушные и газовые потоки, вызванные газообменом между зоной горения и окружающей средой, происходят взрывы, выделение продуктов разложения и образование продуктов сгорания, вскипание горящих жидкостей в цистернах и емкостях и др.
Пространство, где проявляются те или иные сопровождающие пожар явления, подразделяют на зону горения, зону агрессивного воздействия теплоты и зону задымления. Первая зона — это пространство, где происходит горение.
Зоной агрессивного воздействия теплоты называется та часть пространства, где тепловое воздействие приводит к заметному изменению свойств материалов и конструкций, делает невозможным пребывание в ней людей, не снабженных специальными средствами тепловой защиты. Эта зона обычно образуется на пути движения нагретых продуктов сгорания, горящих частиц, искр, а также в результате действия теплового излучения факела пламени. При наличии в зоне легковоспламеняющихся материалов создается угроза возникновения новых очагов пожара.
Зоной задымления называется пространство с высокой концентрацией дымовых газов, создающей угрозу жизни и здоровью людей.
Под газообменом при пожаре понимают приток свежего воздуха в зону горения и удаление из нее нагретых продуктов сгорания. Например, горение усиливается при большом ветре. В закрытых помещениях, трюмах горение протекает с небольшими скоростями и большим выделением продуктов неполного сгорания. Газообмен происходит не только в горящих помещениях, но и в смежных с ними. Поэтому доступ к очагу пожара часто затруднен.
При внутренних (закрытых) пожарах в зоне агрессивного воздействия теплоты могут появиться внезапные конвективные потоки раскаленных газов, которые возникают в результате изменения условий газообмена.
Температура является важным показателем, характеризующим тепловое состояние тела. Температурное поле неоднородно, так как температура, как правило, повышается с приближением к зоне пожара, а в верхней части помещений воздух прогрет больше, чем у палуб. Температурой пожара считают температуру дымовых газов, заполняющих зону пожара.
Ориентировочно температуру нагрева судовых конструкций можно определить по цвету каления: например темно-красный цвет соответствует температуре 700?С, вишневый — 900?, белый — 1300 °С. При ограниченном газообмене, например в закрытых жилых помещениях, увеличение температуры происходит медленно и максимальное ее значение находится в пределах 800-900?С.
Температура во многом определяет не только инженерно-профилактические мероприятия, направленные на ликвидацию пожара, но и тактические действия аварийных партий и групп.
Под развитием пожара понимают изменение его параметров в пространстве и времени. Если пожар не тушат, его развитие обычно происходит следующим образом. Возникнув в какой-либо точке участка сгораемых материалов, огонь начинает распространяться по территории участка. В начальный период развитие происходит сравнительно медленно, но с увеличением площади горения возрастает тепловое излучение, увеличиваются потоки газов, поэтому распространение пожара ускоряется.
При сгорании большинства органических веществ в условиях судового пожара основными составляющими дымовых газов являются кислород, азот, диоксид углерода, оксид углерода, пары воды и свободный углерод в виде мелких частиц сажи.
При медленном нагревании или горении без доступа воздуха наблюдается сухая перегонка с образованием многочисленных продуктов. Содержание оксида углерода в дыме пожаров обычно ниже 0,3 % по объему. Однако иногда количество оксида углерода возрастает до 0,5-0,6 % и более, что может вызвать отравление угарным газом.
Одним из наиболее опасных веществ, выделяемых при горении, является синильная кислота. Длительное пребывание в атмосфере с высоким содержанием синильной кислоты является опасным для здоровья и жизни человека.