Пожарная опасность

ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ промышленных или гражданских объектов (здания, сооружения, химико-технол. установки, транспортные устройства и др.), возможность возникновения и развития пожара, а также его последствия, определяемые опасными для людей факторами и нанесенным материальным ущербом.

Опасные факторы пожара и их предельно допустимые для людей значения приведены ниже:

Материальный ущерб от пожара характеризуется прямыми (причиненными уничтожением материальных ценностей) и косвенными (причиненными простоем объекта) убытками и рассчитывается в соответствии со спец. нормативными документами.

Пожарная опасность объектов определяется пожарной опасностью применяемых в-в и материалов, условиями их использования, параметрами и особенностями технол. процессов, пожарной нагрузкой (кол-вом теплоты, к-рая может выделиться при сгорании материалов, приходящихся на единицу площади пов-сти пола объекта), а также объемно-планировочными и конструктивными параметрами самих объектов. Пожарная опасность в-в и материалов характеризуется их способностью к распространению пламени (см. Горючесть), концентрационными и температурными пределами воспламенения (см. Взрывоопас-ность, Воспламенение в пожарном деле)и др. показателями - вспышки температурой, т-рами воспламенения, самовоспламенения и тления, склонностью к самовозгоранию, миним. взрывоопасным содержанием O₂ в горючей смеси (MBCK), миним. энергией зажигания и т. д. В зависимости от пожарной опасности объекта предусматриваются соответствующие меры профилактики и защиты.

Пожарная профилактика

Пожарная профилактика направлена на предупреждение возникновения пожаров или взрывов и уменьшение последствий, когда они происходят. Меры профилактики: катего-рирование (нормирование) объектов по пожарной опасности и взрывоопас-ности; обеспечение требуемой огнестойкости строит, конструкций; снижение горючести материалов (см. Огнезащи-та); предотвращение выделения горючих в-в из технол. оборудования и образования взрывоопасной среды, а также устранение источника зажигания; зонирование территории предприятий; устройство противопожарных разрывов и преград, обеспечение своевременной эвакуации людей из помещений при пожарах; техн. обеспечение снижения задым-ляемости зданий и их отдельных частей; устройство систем вентиляции и пожарной сигнализации.

Категорирование объектов осуществляется при их проектировании и эксплуатации на основе нормативных документов с учетом указанных выше показателей пожарной опасности и данных о кол-вах обращающихся пожаро- и взрывоопасных в-в и материалов. Все объекты отнесены к пяти категориям. Категория А-объекты, содержащие горючие газы и легковоспламеняющиеся жидкости (т. всп. не более 28⁰C) в кол-вах, достаточных для образования взрывоопасных смесей, при воспламенении к-рых развиваемое давление превышает 5 кПа. Категория Б - объекты, содержащие горючие пыли и волокна, а также горючие жидкости, в т. ч. легковоспламеняющиеся (т. всп. более 28⁰C), в условиях, при к-рых могут возникать взрывоопасные смеси, подобные упомянутым. Категория В - объекты, содержащие горючие и трудногорючие в-ва и материалы в кол-вах и при условиях, когда они могут лишь гореть, но не образовывать взрывоопасные смеси. Категория Г-объекты, содержащие негорючие в-ва и материалы в нагретом состоянии или горючие в-ва, к-рые сжигаются или утилизируются в качестве топлива. Категория Д-объекты, содержащие негорючие в-ва и материалы в холодном состоянии.

Категорию помещений по пожаро- и взрывобезопасности определяют расчетом давления взрыва р_в (кПа), развиваемого в результате сгорания взрывоопасной смеси, образующейся при максимально возможном аварийном поступлении горючих в-в:

.·,:..

где p_атм-атм. давление; т-макс, возможная масса горючих газов, паров, пылевоздушной смеси (кг); DH_СГ-теплота сгорания (Дж/кг); r, с_р-соотв. плотность (кг/м³) и теплоемкость [Дж/(кг · град)] воздуха при т-ре Т_нач; V_св-своб. объем помещения (м³); z-коэф., учитывающий долю паров или пылевоздушной смеси, участвующих в образовании взрывоопасной смеси (для жидкостей z = 0,3, для газов и паров z = 0,5); k_н-коэф., учитывающий негерметичность помещения (принимается равным 3).

Пожарную опасность объектов можно оценивать также расчетом вероятности Q (нормативное значение = 10-⁶ год-¹) воздействия на людей опасных факторов пожара, значения к-рых превышают предельно допустимые:

где -вероятность возникновения пожара (Q_r, и - вероятность поступления горючего и окислителя и образования источника зажигания); Р_пп, Р_ппз, - вероятностная эффективность мер пожарной профилактики и противопожарной защиты.

Вероятность возникновения пожара или взрыва в здании с неск. помещениями определяется по ф-ле:

где -вероятность возникновения пожара в i-м помещении; n-число помещений.

Расчет , Р_пп и P_ппз выполняют стандартными методами на основе статистич. данных или сведений о надежности оборудования.

Применительно к технол. аппаратуре пожарная профилактика достигается проведением химико-технол. процесса при след. условиях, исключающих образование взрывоопасных смесей: 1) при наличии горючих жидкостей вне области между ниж. и верх. температурными пределами воспламенения или при содержании окислителя менее MBCK; 2) при наличии горючих газов и пылевоздушных смесей вне области между ниж. и верх, концентрац. пределами воспламенения (КПВ) или при содержании окислителя менее MBCK. Если нельзя обеспечить отсутствие горючей среды с вероятностью не более 10 -⁶ (напр., при аварийной ситуации), предусматриваются меры по предотвращению устранения источника зажигания.

Зажигание и его источники. Теоретич. представления о зажигании основаны на анализе соотношений между кол-вами теплоты, передаваемой от источника к горючей системе и выделяемой в ней, и потерями теплоты в окружающую среду (Я. Б. Зельдович, Д. А. Франк-Каменецкий и др.). Зажигание происходит в результате инициирования источником горения подготовленных к воспламенению в-в и материалов. Способность такого инициирования определяется рядом факторов, основными из к-рых служат миним. энергия зажигания, т-ра, геом. форма и размеры источника, а также продолжительность нагревания горючей системы.

Наиб. распространенные источники зажигания-элек-трич. разряды, поэтому требования к электрооборудованию строго регламентированы. Производств. и наружные технол. установки классифицируют по взрыво- и пожароопасным зонам. К взрывоопасным относят помещения или их части, а также пространство около установок либо аппаратов, в к-рых могут образовываться взрывоопасные среды. Размеры указанного пространства достигают 0,5 м по горизонтали или вертикали от объекта, из к-рого возможно выделение горючих газов либо паров легковоспламеняющихся жидкостей, если объем взрывоопасной среды равен или составляет менее 5% своб. объема помещения; если объем взрывоопасной среды превышает 5% объема помещения, к взрывоопасным относят все помещение.

Взрывоопасные зоны подразделяют на классы: B-I-взрывоопасные среды могут образовываться при нормальных режимах эксплуатации оборудования; B-Ia-то же, только при его неисправностях или авариях; В-1б-то же, что и для B-Ia при работе с в-вами, имеющими ниж. КПВ 15% по объему и более или обладающих резким запахом, способностью быстро улетучиваться из помещения и т.д.; В-1в-около наружных установок с горючими газами либо легковоспламеняющимися жидкостями; B-II и B-IIa-пыле-воздушные взрывоопасные среды могут образовываться соотв. при нормальных и аварийных условиях работы оборудования. К пожароопасным зонам (П-I, П-Ia, П-II) относят помещения или пространство около наружных установок, где находятся горючие жидкости и пыли с ниж. КПВ более 65 г/м³.

В зависимости от класса взрыво- или пожароопасной зоны используют электрооборудование: а) взрывонепрони-цаемос; б) с масляным наполнением пространства, где размещены искрящие элементы; в) продуваемое под избыточным давлением, и др. Электрооборудование подбирают с учетом категории и группы взрывоопасной среды. Ее категория характеризуется критич. зазором между фланцами защитного кожуха, при к-ром перестает. обеспечиваться эффект действия огнепреградителей, а группа-т-рой самовоспламенения среды.

Искры, образуемые при разрядах статич. электричества, также м. б. источником зажигания. Накопление электрич. зарядов происходит при трении материалов (напр., полимерных), уд. электрич. проводимость к-рых превышает 10⁴ Ом · м. Для защиты от статич. электризации предусмотрены меры по предотвращению образования зарядов (ограничение скоростей перемещения диэлектриков по трубопроводам, очистка газовых потоков от твердых частиц, заземление технол. оборудования, применение антистатиков)и их быстрой нейтрализации (увлажнение среды, ионизация воздуха).

При коротких замыканиях в электропроводках пожарную опасность представляют не только дуговые разряды, возникающие непосредственно в зоне замыкания, но и образующиеся при этом искры - частицы металлов. Наиб. опасны алюминиевые частицы, имеющие размеры от неск. мкм до 3 мм, т-ру нагрева 2000 - 2600 ⁰C, скорость разлета до 8 м/с и продолжительность горения 2-12 с. Эти частицы способны зажечь мн. твердые горючие материалы даже при падении с высоты до 50 м. Профилактика пожаров от частиц металлов заключается в удалении горючих материалов от воздушных линий электропередачи и трасс электропроводок, выполненных незащищенными изолир. проводами, на расстояния, на к-рых частицы теряют свою зажигающую способность (25-50 м).

Искры, возникающие в результате трения и удара (т. наз. мех. искры), представляют собой горящие частицы, отрываемые при мех. воздействиях на твердые материалы. При этом искры от удара более опасны, чем искры от трения. Опасность мех. искр определяется природой трущихся или соударяемых материалов. Наиб. опасны углерод-содержащие материалы и их сплавы (сталь, чугун и др.). Для предупреждения образования мех. искр во взрывоопасных цехах допускается применение лишь омедненного или луженого инструмента, а трущиеся части машин должны быть выполнены из разнородных материалов. В таких помещениях полы изготовляют из неискрящих материалов, а обслуживающий персонал может находиться только в спец. обуви, подбитой медными гвоздями.

Самый опасный источник пожара-открытое пламя, вызывающее зажигание разл. горючих систем практически во всех случаях. Поэтому при необходимости проведения ремонтных огневых (напр., сварочных) работ предусмотрены особые меры предосторожности. Источником зажигания могут служить также нагретые детали технол. оборудования. Вследствие этого во взрывоопасных помещениях т-ра таких деталей не должна превышать 80% от т-ры самовоспламенения используемых в-в и материалов.

Зонированне территории предприятий заключается в такой генеральной планировке их при проектировании, при к-рой пожар, возникший на к.-л. объекте, в наим. степени будет угрожать др. объектам. Для этого сооружения с повышенной пожарной опасностью располагают с подветренной стороны. Склады и резервуары легковоспламеняющихся и др. горючих жидкостей размещают в более низких местах для того, чтобы разлившиеся при пожаре жидкости не могли стекать к нижележащим сооружениям. Котельные, литейные цехи и установки с открытым огнем, из к-рых могут выбрасываться раскаленные частицы, располагают с подветренной стороны по отношению к складам легковоспламеняющихся жидкостей, горючих газов и т.п.

Противопожарные разрывы и преграды. Разрывы - минимально допускаемые расстояния между зданиями и сооружениями, при к-рых пожар не может распространиться с одного объекта на другой. Такие разрывы назначаются, согласно нормам, с учетом категорий зданий и сооружений по пожарной опасности и взрывоопасности, их огнестойкости, конструктивных особенностей. Преграды-спец. конструкции (стены, перегородки, перекрытия, двери, ворота, люки, тамбур-шлюзы, окна), обладающие повыш. огнестойкостью и препятствующие распространению пожара в зданиях и сооружениях. В соответствии с нормами противопожарные стены, напр., должны иметь предел огнестойкости не менее 2,5 ч, а двери, ворота и т. д.-не менее 1,2 ч.

Эвакуация людей. Для обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре в зданиях устраиваются т. наз. пути эвакуации, проектируемые согласно нормам. Условие безопасной эвакуации: т_p < т_H, где т_p- времена эвакуации, рассчитываемые в зависимости от числа людей, длины и ширины путей эвакуации; t_н - нормативное время эвакуации, определенное исходя из условия предотвращения воздействия на людей опасных факторов пожара, значения к-рых превышают предельно допустимые, с учетом назначения зданий, их этажности, огнестойкости, объема помещений и др. Как правило, число эвакуац. выходов из зданий, помещений и с каждого этажа должно быть не менее двух, ширина путей эвакуации-не менее 1 м, дверей-не менее 0,8 м.

Снижение задымляемости зданий и их отдельных частей осуществляется через оконные, аэрационные фонари и иные конструктивные проемы (воздуховоды, ворота и т. д.), а также с помощью устройств противодымной защиты зданий. Эта защита достигается конструктивными, объемно-планировочными и спец. инженерными решениями, посредством к-рых обеспечивается подпор воздуха на лестничных клетках, разрежение его на этажах, где возник пожар, удаление дыма из здания и его частей. Для дымо-удаления предусматриваются вытяжные дымовые шахты, оборудованные мех. вентиляцией. Имеются также устройства, действие к-рых основано на естеств. гравитац. газообмене зданий с окружающей средой.

Пожарная сигнализация предназначена для своевременного оповещения людей о возникшем пожаре. Она состоит из пожарного извещателя, преобразующего проявления пламени (излучение теплоты, света, выделение дыма) в электрич. сигналы, и приемного устройства. Системы сигнализации м. б. ручными (срабатывают при нажатии человеком кнопки иззещателя) и автоматическими. Пожарные извгща-тели бывают тепловые, световые, дымовые, ультразвуковые, комбинированные (см. Сигнализаторы загорания). Контроль за образованием взрывоопасных сред в помещениях осуществляется с помощью ручных переносных индикаторов и автоматич. стационарных сигнализаторов горючих газов.

Противопожарная защита Противопожарная защита направлена на ликвидацию возникших пожаров и взрывов. Меры защиты: устройство противопожарного водоснабжения; обеспечение первичными ср-вами пожаротушения; организация оперативной деятельности подразделений пожарной охраны; устройство установок пожаротушения и взрывоподавления.

Противопожарное водоснабжение проектируется в соответствии со спец. нормами и представляет собой совокупность мероприятий по обеспечению объектов водой с помощью устройства насосных станций и пожарных водопроводов. Последние подразделяются на наружные (вне зданий) и внутренние. Наружные водопроводы м. б. высокого и низкого давления и оборудованы устройствами для забора и подачи воды-т. наз. гидрантами. Внутр. водопроводы снабжаются пожарными кранами и подсоединенными к ним пожарными рукавами и ручными стволами, размещаемыми в легкодоступных местах.

Средства пожаротушения. К т. наз. первичным ср-вам относятся внутр. пожарный водопровод, огнетушители, а также кошма, песок и др. подручные ср-ва изоляции очага пожара от воздуха. Огнетушители предназначены для ликвидации загораний и пожаров в начальный момент их возникновения и приводятся в действие вручную. Они подразделяются: по типу заряда-на водяные, пенные (хим-пенные, воздушно-пенные), порошковые, хладоновые, угле-кислотные; в зависимости от емкости сосудов, в к-рых содержатся огнетушащие в-ва (см. Огнетушащие вещества и составы),-на ручные (объем до 10 л) и передвижные (св. 25 л).

Тушение пожаров подразделениями пожарной охраны осуществляется с помощью пожарных автомобилей, к-рые делятся на автоцистерны, доставляющие на пожар воду и р-ры пенообразователей, и специальные (порошковые, аэродромные и др.). Стационарные установки пожаротушения служат для ликвидации пожаров в начальной стадии их возникновения без участия людей. Эти установки, размещаемые в зданиях и сооружениях, а также применяемые для защиты наружных технол. установок, м. б. автоматическими и ручными с дистанц. пуском. По типам используемых огнетушащих составов их подразделяют на водяные, пенные, газовые, порошковые. Водяные и пенные установки представляют собой разветвленные системы трубопроводов с отверстиями, закрывающимися спец. устройствами-т. наз. головками, через к-рые под давлением подается вода или р-р пенообразователя. В зависимости от устройства головок различают спринклерные и дренчерные установки.

Спринклерная установка обеспечивает автоматич. орошение водой (пеной) очага пожара с помощью запорной головки-спринклера, оборудованного легкоплавким замком и вскрывающегося по достижении определенной т-ры (обычно 72⁰C). Дренчерная установка включается от общего клапана группового действия, управляемого вручную или автоматически по сигналу пожарного извещателя; головка-дренчер-открытое устройство, разбрызгивающее воду (пену) гл. обр. в радиальных направлениях (розеточный ороситель) или преим. по полукругу (лопаточный ороситель).

Газовые и порошковые установки реализуют, как правило, объемный способ тушения пожара, основанный на создании в защищаемом помещении среды, не поддерживающей горения. В качестве огнетушащих в-в в газовых установках используют диоксид углерода и хладоны, в порошковых-гидрокарбонаты Na. Посредством установок объемного тушения (обычно газовых) достигается также флегматизация - предупреждение образования взрывоопасных сред.

Лит.: Розловский А. И., Научные основы техники взрывобезопасности при работе с горючими газами и парами, 2 изд., M., 1980; Кимстач И. Ф., Девлишев П. П., Евтюшкин H. M., Пожарная тактика, M., 1984; Пожарная безопасность. Взрывобезопасносгь. Справочник, M., 1987; Пожаровзрывоопас-ность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник. В 2-х кн., под ред. A. H. Баратова и А. Я. Корольченко, M., 1990. A. H. Баратов,