حریق و مثلث حریق چیست؟

حریق یا آتش سوزی نوعی واکنش شیمیایی‌ست که موجب به‌وجود آمدن حرارت و گرما شده و شامل ترکیب سریع اکسیژن با اشیای قابل سوختن است. برای ایجاد و تداوم یک حریق، به سه عنصر اصلی که با عنوان مثلث حریق شناخته می‌شوند، نیاز داریم. در ادامه این مطلب از گنجینه پاوان، به صورت جامع و کامل با حریق، مثلث حریق و سایر اطلاعات در زمینه آتش‌سوزی آشنا می‌شویم.

ریشه‌شناسی کلمه حریق

حریق در اصل کلمه‌ای عربی‌ست که معادل آن در زبان فارسی واژه‌های آتش سوزی، سوختن، زبانه آتش و شعله آتش هستند. در زبان عربی این واژه از ریشه‌ی ح‑ر‑ق (به معنی سوختن) مشتق شده که در فارسی هم همان معنا در نظر گرفته می‌شود. همچنین برخی معتقدند که این لغت از زبان پهلوی وارد زبان عربی شده و شکل اصلی آن هَریگ به معنای شعله یا Flame است. 

نگاهی به تاریخچه آتش

تاریخچه حریق به هزاران سال قبل برمی‌گردد و ارتباط تنگاتنگی با توسعه و پیشرفت تمدن بشری دارد. احتراق همواره در جنبه‌های مختلف زندگی انسان از تامین گرما و نور گرفته تا پختن غذا، حفاظت و حتی به‌عنوان ابزاری برای شکار و جنگ، نقش مهمی ایفا کرده است. در بخش بعدی به صورت خلاصه با جنبه‌های مختلف آتش و تاریخچه آن آشنا می‌‌شویم.

کشف آتش

منابع و نظرات مختلفی در رابطه با زمان کشف آتش وجود دارد؛ دانشمنداني از آمریکا، آلمان و آفریقای جنوبی در طی پژوهش خود شواهد جدیدی به دست آوردند که نشان می‌داد انسان‌های نخستین از یک میلیون سال پیش به اقدام به استفاده از آتش کردند. این دانشمندان از روی خاکسترهای باقی مانده‌ و تکه‌های استخوانی که پیدا کرده بودند، به این نتایج رسیدند. البته این فرضیه نیز وجود دارد که این بقایای آتش می‌تواند حاصل آتش سوزی در اثر رعد و برق باشد.

کنترل و استفاده از حریق

توانایی کنترل و استفاده از حریق نقطه عطف مهمی در تاریخ بشر بود. آتش با تامین گرما و امنیت به انسان‌های اولیه، این توانایی را به آن‌ها داد که به مناطق جدید بروند و حتی در مناطق سردتر ساکن شوند. این اکتشاف به‌عنوان یک عامل بازدارنده در برابر حیوانات وحشی عمل می‌کرد و با ایجاد یک نقطه مرکزی برای تجمعات اجتماعی، به توسعه فعالیت‌های جمعی کمک کرد. علاوه بر آن، کنترل حریق به کشف فرایند پخت و پز نیز منجر شد. انسان‌ها دریافتند که پخت و پز نه‌تنها هضم غذا را آسان‌تر می‌کند، بلکه باعث بهبود رشد و نمو و افزایش انرژی آن‌ها هم می‌شود.

آتش‌پرستی و ادیان

برخی از تمدن‌های باستانی، آتش را به‌عنوان ایزد و الهه یا به‌عنوان نماینده قدرت الهی و عامل تطهیر می‌پرستیدند. آیین‌ها و مراسمات آتش‌سوزی در فرهنگ‌ها و ادیان مختلفی نظیر هندوئیسم، زرتشتی و بودایی برجسته است.

انقلاب صنعتی

از مهم‌ترین پیشرفت‌ها در تاریخ تکامل حریق، انقلاب صنعتی بوده که در قرن 18 و 19 میلادی رخ داد. در این دوره از ماشین‌های احتراقی مانند موتورهای بخار برای حمل و نقل و صنایع تولیدی استفاده می‌شد.

ایمنی و آتش‌نشانی

با تبدیل‌شدن حریق به بخش جداناپذیر از زندگی بشر، جوامع راهکارهایی را برای پیشگیری و کنترل بلایای ناشی از آن توسعه دادند. تمدن‌های باستانی مانند رومیان از تکنیک‌های ابتدایی آتش‌نشانی از جمله خاموش‌کننده‌های سطلی و ابزارهای مختلف برخوردار بودند. توسعه شیوه‌های مدرن ایمنی در برابر آتش، مانند سیستم اعلام و اطفا حریق، مصالح ساختمانی مقاوم در برابر آتش و ایستگاه‌های آتش‌نشانی، از جمله اقدامات و پیشرفت‌های بشر برای حفظ و برقراری امنیت خود در طول زمان بوده است.

بیشتر بخوانید: آموزش استفاده از کپسول آتش نشانی

مثلث حریق و اجزای آن

مثلث حریق (که به آن مثلث آتش نیز گفته می‌شود) یک مدل مفهومی ساده است که نشان می‌دهد برای به‌وجودآمدن و تداوم یک آتش‌سوزی نیاز به حضور سه عنصر اکسیژن، سوخت و گرما داریم. برعکس این مسئله نیز صدق می‌کند؛ یعنی برای خاموش کردن و مهار حریق، باید یکی از این سه ضلع مثلث را هنگام آتش‌سوزی حذف کنیم. 

سوخت یا ماده قابل اشتعال

سوخت به هر ماده قابل اشتعالی گفته می‌شود که بتواند در حضور اکسیژن بسوزد و از خود انرژی (نور و گرما) آزاد کند. بدیهی‌ست که بدون وجود سوخت، حریقی نیز به وجود نخواهد آمد. مواد قابل اشتعال به سه حالت در طبیعت وجود دارند:

• مواد سوختنی جامد مانند چوب، کاغذ، پارچه
• مواد سوختنی مایع مانند فرآورده‌های نفتی، الکل‌ها و مایعات سوزنده دیگر
• مواد سوختنی گاز مانند انواع گازهای قابل اشتعال، بوتان، استیلن

برخی سوخت‌ها اشتعال پذیری بسیار بالایی دارند و با کمی حرارت مشتعل می‌شوند، مثل بخارات بنزین؛ به همین دلیل است که استعمال دخانیات در پمپ‌بنزین‌ها ممنوع می‌باشد. جالب است بدانید که سخت‌ترین ضلع مثلث حریق برای حذف کردن، مواد قابل‌اشتعال هستند؛ چرا که خودِ محیط طبیعی، ساختمان‌ها و وسایل‌ها نوعی مواد سوختنی محسوب می‌شوند.

همچنین بخوانید: مراحل حریق یا 4 مرحله آتش سوزی چیست؟

اکسیژن (عامل اکسیدکننده)

اکسیژن به‌عنوان متداول‌ترین عامل اکسیدکننده، دومین ضلع مثلث حریق را تشکیل می‌دهد. اکسیژن گازی واکنش‌پذیر بوده که از واکنش سوختن پشتیبانی می‌کند و حضورش برای آتش‌سوزی ضروری‌ست. هوای معمولی جو زمین حدود 21٪ اکسیژن دارد که برای سوختن اکثر مواد کافی‌ست، اما هرچه جریان هوا در محل حریق بیشتر باشد، آتش‌سوزی شدیدتر خواهد شد (به عنوان مثال با دمیدن هوا در کوره آتش شعله‌ورتر می‌شود). 

برای خاموش‌کردن آتش از طریق ضلع اکسیژن، باید غلظت آن را در محیط کاهش داد و به چیزی حدود 15٪ یا کمتر رساند. از جمله تکنیک‌های متداولی که برای اطفای حریق استفاده می‌کنند، خفه کردن آتش است؛ در این روش با استفاده از پتوهای ضدحریق یا کپسول‌های CO2 اکسیژن را قطع و باعث خاموش‌شدن آتش می‌شوند.

حرارت (منبع گرما)

حرارت به هر منبع انرژی گرمایی گفته می‌شود که بتواند دمای ماده سوختنی را تا حد نقطه‌ی اشتعال (Ignition/Flash Point) آن ماده بالا ببرد و واکنش احتراق را آغاز کند. درجه حرارت اشتعال اجسام با هم متفاوت است؛ وقتی جسم به درجه اشتعال برسد شروع به سوختن می‌کند و اگر منبع حرارت قطع شود اشتعال هم پایان می‌رسد. به همین دلیل یکی از راه‌های اصلی اطفای حریق، سردکردن آتش است؛ برای مثال پاشیدن آب یا فوم روی آتش با جذب گرمای آن، دمای سوخت را کاهش داده و واکنش را کند یا متوقف می‌کند.

مربع حریق چیست؟

مربع یا چهار وجهی آتش، بیانگر عنصر چهارم مورد نیاز برای وقوع حریق و تداوم آن است. این عامل چهارم در حقیقت واکنش زنجیره‌ای شیمیایی‌ست که به آتش اجازه انتشار و ادامه سوختن می‌دهد. با درک اجزای مربع حریق، می‌توان اقدامات ایمنی آتش‌سوزی را برای کنترل یا جلوگیری از آن اجرا کرد. به‌عنوان مثال، استفاده از کپسول‌های آتش‌نشانی، کاهش اکسیژن محیط، خنک‌کردن منبع گرما، یا حذف منبع سوخت می‌تواند به مهار آتش کمک کند. آتش‌نشان‌ها و متخصصان ایمنی اغلب از این مفهوم برای ارزیابی و مدیریت مؤثر موقعیت‌های آتش‌سوزی استفاده می‌کنند.

تفاوت حریق با احتراق

احتراق (combustion) و حریق (fire) مفاهیم مرتبطی هستند، اما تفاوت‌های مشخصی دارند. احتراق در اصل یک واکنش شیمیایی‌ست که طی آن یک ماده سوختنی با یک اکسیدکننده ترکیب و در نتیجه این واکنش، انرژی به‌صورت گرما و نور آزاد می‌شود. این فرایند معمولا کنترل‌شده است و برای شروع آن نیاز به سه ضلع مثلث حریق نیاز داریم.

در مقابل، آتش یا حریق شکل کنترل‌نشده احتراق است. وقتی آتش به وجود می‌آید، به‌خودی‌خود ادامه پیدا می‌کند و فقط در صورتی خاموش می‌شود که یکی از سه عامل اصلی حریق نباشند. آتش می‌تواند به طور طبیعی (مانند آتش‌سوزی جنگل‌ها بر اثر رعد و برق) یا بر اثر خطاهای انسانی (مانند اتصالی برق، بی‌احتیاطی یا حتی عمدی) به وجود آید. 

طبقه‌بندی و کلاس حریق

انجمن ملی حفاظت از آتش آمریکا (NFPA) کلاس‌های آتش سوزی را بر اساس منبع سوخت به شش نوع مختلف طبقه‌بندی می‌کند که شامل:

• کلاس A: شامل آتش‌سوزی‌هایی که توسط مواد جامد قابل احتراق معمولی مانند چوب، کاغذ، پارچه، پلاستیک و لاستیک ایجاد شده و از خود خاکستر به جای می‌گذارند.
• کلاس B: شامل مایعات یا گازهای قابل‌اشتعال از جمله بنزین، روغن، گریس، پروپان و گاز طبیعی.
• کلاس C: شامل آتش‌سوزی‌های ناشی از تجهیزات الکتریکی مانند وسایل برقی، سیم‌کشی، قطع‌کننده‌های مدار و پریزها.
• کلاس D: شامل فلزات قابل‌احتراق مانند منیزیم، سدیم، تیتانیوم و پتاسیم.
• کلاس K: مربوط به حریق آشپزخانه‌های تجاری که روغن‌ها و چربی‌ها منبع سوخت آن هستند.

دینامیک حریق و رفتار آن

دینامیک حریق (Fire Dynamics) یعنی مطالعه فرایندهای احتراق، انتقال حرارت، انتشار گازها و دود و تعامل آتش با محیط اطراف. این دانش به ما کمک می‌کند بفهمیم چرا حریق در یک‌جهت خاص گسترش پیدا می‌کند، چه عواملی باعث انفجار یا فروپاشی در حریق می‌شوند و چگونه می‌توان محیط را ایمن‌تر طراحی کرد. جهت آشنایی بیشتر با این موضوع، پیشنهاد ‌می‌کنیم مقاله دینامیک آتش و اهمیت آن در اطفای حریق را مطالعه کنید.

کلام آخر

حریق به‌عنوان یک نوع واکنش شیمیایی برای فعالیت‌هایی مانند پخت‌و‌پز، گرم‌کردن و فرایندهای مختلف صنعتی بسیار مهم است. با این حال، همواره به عنوان یک خطر بالقوه شناخته شده که می‌تواند به خسارت‌های سنگین جانی و مالی منجر شود. به همین دلیل، همواره استفاده از تجهیزات آتش‌نشانی و سیستم اعلام و اطفا حریق در اماکن مسکونی، تجاری، اداری و صنعتی توصیه شده است.