Самыми опасными являются сооружения, выполненные из сгораемых материалов. Но даже если сооружение выполнено из несгораемых материалов, оно выдерживает воздействие огня определенное время. Предел огнестойкости конструкции определяется временем (в часах), в течение которого не появляются сквозные трещины, сама конструкция не теряет несущей способности, не обрушивается и не нагревается до температуры выше 200°С на противоположной от огня стороне.

По степени огнестойкости сооружения бывают:


I и II степени огнестойкости - основные конструкции таких сооружений выполнены из несгораемых материалов;


III степени огнестойкости - строения с каменными стенами и деревянными оштукатуренными перекрытиями;


IV степени огнестойкости - деревянные оштукатуренные дома;


V степени огнестойкости - деревянные строения.

Согласно принятым нормам все объекты - в соответствии с характером технологического процесса по пожаро- и взрывоопасности - делят на категории (ГОСТ 12.1.004-91, ОНТП 24-96):


категория А (взрыво- и пожароопасные) - горючие газы, ЛВГЖ с температурой вспышки ниже 28°С в количестве, достаточном для образования ТВС и УВВ с избыточным давлением более 5 кПа;


категория Б (взрыво- и пожароопасные) - горючие пыли, волокна, ЛВГЖ с температурой вспышки выше 28°С в количестве, достаточном для образования взрывоопасных ГВС и УВВ с избыточным давлением более 5 кПа;


категории В1...В4 (пожароопасные) - горючие и трудногорючие материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или другими веществами только гореть [46];


категория Г - негорючие материалы в горячем состоянии, при обработке которых выделяется световая энергия, искры или пламя;


категория Д - предприятия по холодной обработке и хранению металла и других несгораемых материалов.

Горение - химическая реакция окисления с выделением большого количества тепла и света. Для горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя (кислород, хлор, фтор, окислы азота, бром) и источника загорания (импульса).
Горение может быть гомогенным (исходные вещества имеют одинаковое агрегатное состояние: горение газов) или гетерогенным (исходные вещества имеют разные агрегатные состояния: твердые или жидкие горючие вещества). В зависимости от скорости распространения пламени горение делят на дефлаграционное (несколько метров в секунду), взрывное (десятки метров в секунду) или детонационное (тысячи метров в секунду). Пожары характеризуются дефлаграционным горением.
Различают три вида самоускорения химической реакции горения: тепловой, цепной и комбинированный. Реальные процессы горения идут по комбинированному механизму самоускорения (цепочно-тепловому).

Процесс возникновения горения имеет несколько этапов:


вспышка - быстрое сгорание горючей смеси без образования сжатых газов;


возгорание - возникновение горения под действием источника загорания;


воспламенение - возгорание с появлением пламени;


самовозгорание - явление резкого увеличения скорости экзотермической реакции, приводящей к возникновению горения при отсутствии источника загорания;


самовоспламенение - самовозгорание с появлением пламени;


взрыв - чрезвычайно быстрое химическое превращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных произвести механическую работу.

В зависимости от источника загорания (импульса) процессы самовозгорания можно разделить на тепловые, микробиологические и химические.

Основные показатели пожаро- и взрывоопасности:


Температура вспышки - самая низкая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары (газы), способные вспыхнуть от источника загорания. Но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения. Температура вспышки паров: сероуглерод -45°С, бензин -ЗГС, нефть -2ГС, ацетон -20°С, дихлорэтан +8°С, скипидар +32°С, спирт +35°С, керосин +45°С, глицерин +17б°С. Жидкости с температурой вспышки ниже +45°С называют легковоспламеняющимися, а выше - горючими.


Температура самовоспламенения - самая низкая температура, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции при отсутствии источника загорания, что заканчивается устойчивым горением.


Температура воспламенения. При этой температуре горючее вещество выделяет горючие пары (газы) со скоростью, достаточной (после воспламенения вещества) для устойчивого горения. Температурные пределы воспламенения - это температуры, при которых насыщенные пары вещества образуют в данной окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему или верхнему пределу воспламенения.

Температуры вспышки, самовоспламенения и воспламенения горючих веществ определяются экспериментально или расчетом (ГОСТ 12.1.044-89); нижний и верхний концентрационный предел - экспериментально или руководствуясь «Расчетом основных показателей пожаро- и взрывоопасности веществ и материалов».
Пожаро- и взрывоопасность ОЭ определяется параметрами пожароопасности и количеством используемых в технологических процессах материалов, конструктивными особенностями и режимами работы оборудования, наличием источников зажигания и условий для быстрого распространения огня. Распространение пожаров и превращение их в сплошные пожары зависит от плотности застройки, разрушений и других факторов.
Пожароопасность веществ характеризуется линейной (см/с) или массовой (г/с) скоростями горения, а также предельным содержанием кислорода. При горении твердых веществ скорость поступления летучих компонентов непосредственно связана с интенсивностью теплообмена в зоне контакта пламени и твердой поверхности. Массовая скорость выгорания (г/м2*с) зависит от теплового потока с поверхности, физико-химических свойств твердого горючего и выражается формулой:

где V - массовая скорость выгорания материала, г/м2*с; Q - тепловой поток от зоны горения к твердому горючему, кВт/м2; Q- теплопотери твердого горючего в окружающую среду, кВт/м2; q - количество тепла для образования летучих веществ, кДж/г.
Тепловой поток, поступающий из зоны горения к твердому горючему, зависит от энергии, выделенной в процессе горения, и условий теплообмена на границе горения и в зоне контакта твердого горючего и окружающей среды.

Пожарная обстановка и динамика ее развития зависят от:


импульса воспламенения;


пожарной опасности ОЭ;


огнестойкости конструкции и ее элементов;


плотности застройки в районе пожара;


метеоусловий, особенно силы и направления ветра.

На ОЭ многие технологические процессы протекают при температурах, значительно превышающих температуру окружающей среды. Нагретые поверхности излучают потоки лучистой энергии, способные вызвать отрицательные последствия. Продолжительность теплового облучения человека без ощутимых последствий зависит от величины тепловыделения (Дж/с) его организма. Чтобы физиологические процессы у человека протекали нормально, выделяемая в нем теплота должна полностью отводиться в окружающую среду. Избыток внешнего теплового излучения может привести к перегреву организма, потере сознания, ожогу или смерти. Температура кожи отражает реакцию организма на воздействие термического фактора. Если теплоотдача недостаточна, то происходит рост температуры внутренних органов (характеризуется понятием «жарко»). Тепловая энергия, превращаясь на горячей поверхности (очага пожара) в лучистую, передается - как свет - другому телу, имеющему более низкую температуру. Здесь лучистая энергия поглощается и вновь превращается в тепловую.
Предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек еще способен дышать несколько минут без специальных средств защиты, 11б°С. Переносимость человеком высокой температуры зависит от влажности и скорости движения воздуха: чем больше влажность, тем меньше пота испаряется в единицу времени, то есть быстрее наступает перегрев тела. При температуре окружающего воздуха выше 30°С пот не испаряется, а стекает каплями, что резко уменьшает теплоотдачу.

Воздействие повышенной температуры на древесину:


110°С - удаляется влага (происходит сушка древесины);


150°C - начинается выделение летучих продуктов термического разложения, изменяется ее цвет (она темнеет);


200°C - то же, что и при 150°C, но древесина приобретает коричневую окраску;


300°C - значительное выделение газообразных продуктов, способных к самовоспламенению, древесина начинает тлеть;


400°C - то же, что и при 300°C, однако происходит самовоспламенение древесины.

При самостоятельном горении в условиях пожара линейная скорость выгорания древесины для тонких предметов (до 20 мм) около 1 мм/мин, для более толстых - 0,63 мм/мин.