Что подразумевают под классическим треугольником горения

Треугольник огня

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 пожаром.

Стороны и элементы

• Горючее вещество (топливо) в лабораторных условиях, а на практике – это различные как легковоспламеняющиеся, сгораемые, так и трудногорючие материалы, входящие в состав пожарной нагрузки 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 пожарной опасности. 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, NO2, а также хлор, бром или озон. В нормальных условиях процесс горения, являющийся начальной или основной стадией большинства пожаров, протекает при процентном содержании О2 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, О2 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:

1. Резко снизить температуру горящих материалов, что достигается подачей воды или хладонов.
2. Разбавить концентрацию кислорода в зоне горения путем подачи инертных газов, прекращением подачи свежего воздуха вентиляционными системами.
3. 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.
4. 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.

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.

Пожарный треугольник

«Пожарный треугольник» и «пожарный тетраэдр» — термины, которые придумали сотрудники пожарной охраны. Они используют геометрические фигуры во время чтений лекций и инструктажа, чтобы показать и объяснить процесс горения. Что отражают и чем различаются эти два понятия пойдет речь в этой статье.

Содержание:
Треугольник возникновения огня
✎ Что входит в треугольник горения, пожарный треугольник
Пожарный тетраэдр
✎ Что характеризует пожарный тетраэдр

Треугольник возникновения огня

Треугольник огня – простая и понятная схема, которая включает три условия, требующиеся для возникновения пламени. Отражает факторы для управляемого и безопасного разжигания, так и для неконтролируемого возгорания.

✎ Что входит в треугольник горения, пожарный треугольник

Для образования и сохранения огня нужны три звена: горючее, окислитель и источник тепла. Они и представляют стороны фигуры.

Первая сторона – топливо. Сюда относятся вещества и предметы, свойства которых позволяют им загореться самим или от какого-либо источника. Такие материалы способны самостоятельно поддерживать пламя. Как правило, это легковоспламеняющиеся изделия, химические соединения, нефтепродукты, краска, лаки, деревья, хвоя, сухая трава и листва. При значительном нагреве могут начать тлеть даже негорючие материалы, например, металлы.

Окислители. Это газы и другие соединения, которые способны взаимодействовать с горючим. Обычно окислителем служит кислород. Важную роль играет его концентрация. Например, книги или плотно сложенные листы бумаги не сгорят, пострадают лишь края. Окислы азота, хлор, бром не способны поддержать реакцию в обычных условиях, но, теоретически, могут способствовать возгоранию, если произойдет их утечка на специализированном предприятии.

Третье звено – источник тепла, он инициирует появление огня. Это искры, открытое пламя и другие факторы. Пламя зажигалки или спички, непотушенный окурок – этого вполне достаточно, чтобы вызвать тление и дальнейшее горение.

Стороны пожарного треугольника демонстрируют, как мало нужно для пожара и как важно соблюдать меры безопасности. Для недопущения чрезвычайной ситуации необходимо исключить применение источников открытого пламени на промышленных объектах, оборудовать рабочие места средствами тушения пожара. Запрещено курить на необорудованных местах.

Треугольник огня, принцип его действия помогает понять, как происходит возгорание, но он не отражает все особенности процесса горения. Простейшая геометрическая фигура не учитывает последовательность реакций, которая поддерживает пламя. Для отражения полной картины горения был придуман тетраэдр.

Пожарный тетраэдр

Тетраэдр представляет собой четыре классических треугольника огня. Они опираются на четвертую строну – цепную реакцию горения. Модель показывает, что пожар бушует до тех пор, пока хотя бы одно из звеньев образования огня не будет исключено.

✎ Что характеризует пожарный тетраэдр

Цепная реакция состоит в следующих моментах:

• Возгорание сопровождается повышением температуры, пары, выделяющиеся при сжигании топлива, возгораются.
• Процесс протекает быстро, усиливается интенсивность горения.
• Спустя какое-то время число газообразных веществ в окружающей среде стабилизируется, пожар переходит в устойчивую фазу.
• Когда огню становится нечем питаться, горючее кончается, концентрация горящих паров снижается, температура падает, пожар тухнет.

Основная задача при ликвидации пожара – удалить хотя бы один из его компонентов. Например, перекрыть доступ кислорода можно, если накрыть источник огня плотным материалом. При возгорании топлива или электрического оборудования эффективны углекислотные огнетушители, они быстро ограничивают доступ кислорода и пламя гаснет.

Остановить подачу топлива можно, перекрыв его поток в трубопроводе. Если топливом служат легковоспламеняемые материалы их удаляют из зоны поражения с помощью транспортных или подручных средств, разбавляют потоком воды из гидранта.

Огонь нужно достаточное количество тепла, поэтому, чтобы снизить температуру и уменьшить площадь возгорания применяют воду или огнетушащие смеси. С небольшими очагами эффективно справляются водные и порошковые огнетушители.

Пожарный треугольник и тетраэдр – упрощенные модели демонстрации принципов возникновения, распространения и тушения пламени. Кроме трех составляющих на пожар может влиять летняя жара, сильный ветер, мороз, работа системы вентиляции и прочие факторы. Но основная задача пожарных остается прежней – купировать любой элемент треугольника и прекратить горение.

Пожарная безопасность зависит от предпринятых мер, направленных на минимизацию риска возгорания. Снизить угрозу помогает уменьшение пожарной нагрузки в производственных цехах, установка систем автоматического пожаротушения, выделение и оборудование отдельных помещений для проведения работ с открытым огнем, инструктаж сотрудников.

Модель «Пожарный треугольник»

Под «пожарным треугольником» специалисты понимают схему в виде треугольника, в вершинах (или на сторонах) которого находятся три условия возникновения пожара, а именно горючий материал или вещество; теплота, повышающая температуру пара данного материала или вещества; а также кислород, без которого воспламенение не возможно. Данная схема иллюстрирует тот факт, что если хотя бы одно из данных условий отсутствует, то пожар начаться никак не может. Также пожар не сможет продолжаться, если одно из условий будет в дальнейшем устранено прибывшими на место возникновения возгорания пожарными бригадами. Однако многие специалисты все же склонны считать, что модель «пожарный треугольник» – недостаточно информативная схема возникновения и протекания пожара, поскольку не учитывает в себе цепную химическую реакцию между твердым или жидким горючим материалом, кислородом и теплотой, выделяемой при горении. Более наглядным представлением пожара, по их мнению, является «пожарный тетраэдр», включающий в себя в одной из четырех вершин также и химическую реакцию между основными компонентами возникновения пожара, которая и удерживает их во взаимосвязи.

При химической цепной реакции при горении пара горючего вещества образуется теплота, которая, в свою очередь, воспламеняет все большее количество пара, а они затем выделяют еще больше теплоты и так далее. Если этот процесс не остановить, то пожар будет развиваться и продолжаться до тех пор, пока будут сохраняться его основные условия, отраженные на схеме «пожарный треугольник». Только после того, как в ходе возгорания будет уничтожена большая часть горючего материала, пожар вступит в стадию стагнации и его скорость относительно стабилизируется. Еще через некоторое время, когда количество пара и образующейся теплоты будет снижаться, пожар станет угасать. Если при горении жидких веществ выгорание обычно бывает практически полным, то оставшаяся на месте горения твердых материалов зола будет еще довольно продолжительное время поддерживать на месте пожара тление. Таким образом, «пожарный треугольник» иллюстрирует условия возникновения пожара, однако не включает в себя химическую цепную реакцию взаимодействия базовых компонентов пожара. Именно для ее предотвращения пожарные бригады купируют один из компонентов из схемы «пожарный треугольник» и останавливают или снижают динамику распространения огня.1

Треугольник огня и пожарный тетраэдр

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

Пожарный треугольник

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 пожаром.

Стороны и элементы

На эту тему ▼
Горючие жидкости
Описание, классы пожара, тушение и правила хранения

• Горючее вещество (топливо) в лабораторных условиях, а на практике – это различные как легковоспламеняющиеся, сгораемые, так и трудногорючие материалы, входящие в состав пожарной нагрузки 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 пожарной опасности. 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, NO₂, а также хлор, бром или озон. В нормальных условиях процесс горения, являющийся начальной или основной стадией большинства пожаров, протекает при процентном содержании О₂ 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.

На эту тему ▼
Первичные средства пожаротушения и их виды

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.

Пожарный тетраэдр

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, О₂ 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:

1. Резко снизить температуру горящих материалов, что достигается подачей воды или хладонов.
2. Разбавить концентрацию кислорода в зоне горения путем подачи инертных газов, прекращением подачи свежего воздуха вентиляционными системами.
3. 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.
4. 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.

На эту тему ▼
Источники зажигания и горючая среда

• 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.