Пожаробезопасность

Оценка пожароопасных зон.

Под пожаром обычно понимают не­контролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни людей. Пожар может принимать различные формы, однако все они в конечном счете сводятся к химической реакции между горючими веществами и кислородом воздуха (или иным видом окислительных сред), возникающей при наличии инициатора горения или в условиях самовоспла­менения.

Образование пламени связано с газообразным состоянием веществ, поэтому горение жидких и твердых веществ предполагает их переход в газообразную фазу. В случае горения жидкостей этот процесс обычно заключается в простом кипении с испарением у поверхности. При горении почти всех твердых материалов образование веществ, способ­ных улетучиваться с поверхности материала, и попадание в область пламени происходит путем химического разложения (пиролиза). Боль­шинство пожаров связано с горением твердых материалов, хотя на­чальная стадия пожара может быть связана с горением жидких и газообразных горючих веществ, широко используемых в современном промышленном производстве.

При горении принято подразделять два режима: режим, в котором горючее вещество образует однородную смесь с кислородом или воз­духом до начала горений (кинетическое пламя), и режим, в котором горючее и окислитель первоначально разделены, а горение протекает в области их перемешивания (диффузионное горение). За редким исключением при обширных пожарах встречается диффузионный ре­жим горения, при котором скорость горения во многом определяется скоростью поступления в зону горения образующихся летучих горючих веществ. В случае горения твердых материалов скорость поступления летучих веществ непосредственно связана с интенсивностью теплооб­мена в зоне контакта пламени и твердого горючего вещества. Массовая скорость выгорания [г/м²× с)] зависит от теплового потока, восприни­маемого твердым горючим, и его физико-химических свойств. В общем виде эту зависимость можно представить как:

где Qпр —тепловой поток от зоны горения к твердому горючему, кВт/м²;

Qyx—теплопотери твердого горючего в окружающую среду, кВт/м²;

r —теплота, необходимая для образования летучих веществ, кДж/г; для жидкостей представляет собой удельную теплоту парооб­разования/

Тепловой поток, поступающий из зоны горения к твердому горю­чему, существенным образом зависит от энергии, выделенной в про­цессе горения, и от условий теплообмена между зоной горения и поверхностью твердого горючего. В этих условиях режим и скорость горения могут в значительной степени зависеть от физического состо­яния горючего вещества, его распределения в пространстве и характеристик окружающей среды.

Пожаровзрывобезопасность веществ характеризуется многими параметрами: температурами воспламенения, вспышки, самовозгорания, нижним (НКПВ) и верхним (ВКПВ) концентрационными пределами воспламенения; скоростью распространения пламени, линейной и массовой (в граммах в секунду) скоростями горения и выгорания веществ.

Под воспламенением понимается возгорание (возникновение горе­ния под воздействием источника зажигания), сопровождающееся по­явлением пламени. Температура воспламенения — минимальная температура вещества, при которой происходит загорание (неконтро­лируемое горение вне специального очага).

Температура вспышки — минимальная температура горючего ве­щества, при которой над его поверхностью образуются газы и пары, способные вспыхивать (вспыхивать — быстро сгорать без образования сжатых газов) в воздухе от источника зажигания (горящего или раска­ленного тела, а также электрического разряда, обладающих запасом энергии и температурой, достаточными для возникновения горения вещества). Температура самовозгорания — самая низкая температура, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции (при отсутствии источника зажигания), заканчивающееся пламенным горением. Концентрационные пределы воспламенения — минимальная (нижний предел) и максимальная (верхний предел) концентрации, которые характеризуют области воспламенения.

Температура вспышки, самовоспламенения и воспламенения го­рючих жидкостей определяется экспериментально или расчетным пу­тем согласно ГОСТ 12.1.044—89. Нижний и верхний концентрационный пределы воспламенения газов, паров и горючих пылей также могут определяться экспериментально или расчетным путем согласно ГОСТ 12.1.041—83*, ГОСТ 12.1.044—89 или руководству по «Расчету основных показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов».

Пожаровзрывоопасность производства определяется параметрами пожароопасности и количеством используемых в технологических процес­сах материалов и веществ, конструктивными особенностями и режимами работы оборудования, наличием возможных источников зажигания и условий для быстрого распространения огня в случае пожара.

Согласно НПБ 105—95 все объекты в соответствии с характером технологического процесса по взрывопожарной и пожарной опасности подразделяются на пять категорий:

- А – взрывопожарная;

- Б – взрывопожароопасная;

- В1-В4 – пожароопасные;

- Г;

- Д.

Обозначенные выше нормы не распространяются на помещения и здания для производства и хранения взрывчатых веществ, средств инициирования взрывчатых веществ, здания и сооружения, проекти­руемые по специальным нормам и правилам, утвержденным в установ­ленном порядке.

Категории помещений и зданий, определяемые в соответствии с табличными данными нормативных документов, применяют для установления нормативных требований по обеспечению взрывопожарной и пожарной безопасности указанных зданий и сооружений в отношении планировки и застройки, этажно­сти, площадей, размещения помещений, конструктивных решений, инженерного оборудования и т. д.

Категории помещений определяются путем последовательной про­верки принадлежности помещения к категориям от высшей (А) к низшей (Д).

Категорию здания определяют согласно следующим реко­мендациям:

- здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5 % всех помещений, или 200 м\ В случае оборудования помещений установками автоматического пожаро­тушения допускается не относить к категории А здания и сооружения, в которых доля помещений категории А менее 25 % (но не более 1000 м²);

- к категории Б относят здания и сооружения, если они не относятся к категории А и суммарная площадь помещений категорий Аи Б превышает 5 % суммарной площади всех помещений, или 200 м², допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категории А и Б в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещении (но не более 1000 м²) и эти помещения оборудуют установками автоматического пожаротушения;

- здание относится к категории В, если оно не относится к категории А или Б и суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5 %(10 %, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений. В случае оборудования помещений категории А, Б и В установками автомати­ческого пожаротушения допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категории А, Б и В не превышает 25% (но не более 3500 м²) суммарной площади всех размещенных в нем помещений;

- если здание не относится к категориям А, Б и В и суммарная площадь помещений А, Б, В и Г превышает 5 % суммарной площади всех помещений, то здание относится к категории Г; допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает 25 % суммарной площади всех разме­щенных в нем помещений (но не более 5000 м²), а помещения категорий А, Б, В и Г оборудуют установками автоматического пожаротушения;

— здания, не отнесенные к категориям А, Б, В и Г, относят к категории Д.

На объектах категорий В, Г и Д возникновение отдельных пожаров будет зависеть от степени огнестойкости зданий, а образование сплош­ных пожаров - от плотности застройки.

Под огнестойкостью понимают способность строительной конструк­ций сопротивляться воздействию высокой температуры в условиях по­жара и выполнять при этом свои обычные эксплуатационные функции.

Время (в часах) от начала испытания конструкции на огнестойкость до момента, при котором она теряет способность сохранять несущие или ограждающие функции, называется пределам огнестойкости.

Потеря несущей способности определяется обрушением конструк­ции или возникновением предельных деформаций и обозначается индексам R. Потеря ограждающих функций определяется потерей целостности или теплоизолирующей способности. Потеря целостности обусловлена проникновением продуктов сгорания за изолирующую преграду и обозначается индексом Е. Потеря теплоизолирующей спо­собности определяется повышением температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140 °С или в любой точке этой поверхности более чем на 180 °С и обозначается индексом J.

Основные положения методов испытания конструкций на огне­стойкость изложены в ГОСТ 30247.0—94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования» и ГОСТ 30247.0—94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции».

Степень огнестойкости здания определяется огнестойкостью его конструкций (СНиП 21 - 01 - 97).

СНиП 21—01—97 регламентирует классификацию зданий по сте­пени огнестойкости, конструктивной и функциональной пожарной опасности. Эти нормы введены в действие с 1 января 1998 г.

Класс конструктивной пожарной опасности здания определяется степенью участия строительных конструкций в развитии пожара и образовании его опасных факторов.

По пожарной опасности строительные конструкции подразделяют­ся на классы: КО, К1, IC2, КЗ (ГОСТ 30—403—95 «Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности»).

По функциональной пожарной опасности здания и помещения подразделяются на классы в зависимости от способа их использования и от того, в какой мере безопасность людей в них, в случае возникно­вения пожара, находится под угрозой, с учетом их возраста, физиче­ского состояния, сна или бодрствования, вида основного функционального контингента и его количества.

К классу Ф1 относятся здания и помещения, связанные постоян­ным или временным проживанием людей, в который входят

— Ф1.1-— детские дошкольные учреждения, дома престарелых и инвалидов, больницы, спальные корпуса школ-интернатов и детских учреждений;

— Ф 1.2—гостиницы, общежития, спальные корпуса санаториев и домов отдыха, кемпингов и мотелей, пансионатов;

— Ф1.3—многоквартирные жилые дома;

— Ф1.4—индивидуальные, в том числе блокированные дома.

К классу Ф2 относятся зрелищные и культурно-просветительские учреждения, в который входят:

— Ф2Л—театры, кинотеатры, концертные залы, клубы, цирки, спортивные сооружения и другие учреждения с местами для зрителей в закрытых помещениях;

_ Ф2.2—музеи, выставки, танцевальные залы, публичные биб­лиотеки и другие подобные учреждения в закрытых помещениях;

— Ф2.3—то же, что Ф2.1, но расположенные на открытом воздухе.

К классу ФЗ относятся предприятия по обслуживанию населения:

— Ф3.1—предприятия торговли и общественного питания;

— Ф3.2—вокзалы;

— ФЗ.З— поликлиники и амбулатории;

— Ф3.4—помещения для посетителей предприятий бытового и коммунального обслуживания населения;

— Ф3.5—физкультурно-оздоровительные и спортивно-трениро­вочные учреждения без трибун для зрителей.

К классу Ф4 относятся учебные заведения» научные и проектные организации:

- Ф4.1— общеобразовательные школы, средние специальные учеб­ные заведения, профтехучилиища, внешклльные учебные заведения;

— Ф4.2—высшие учебные заведения, учреждения повышения квалификации;

— Ф4.3—учреждения органов управления, проектно-конструкторские организации, информационно-издательские организации, на­учно-исследовательские организации, банки, офисы.

К пятому классу относятся производственные и складские поме­щения:

— Ф5.1—производственные и лабораторные помещения;

— Ф5.2—складские здания и помещения, стоянки автомобилей без технического обслуживания, книгохранилища и архивы;

— Ф5.3—сельскохозяйственные здания. Производственные и складские помещения, а также лаборатории и мастерские в зданиях классов Ф1, Ф2, ФЗ, Ф4 относятся к классу Ф5.

Согласно ГОСТ 30244—94 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть» строительные материалы, в зависимости от значения параметров горючести, подразделяются на горючие (Г) и негорючие (НГ).

Определение горючести строительных материалов проводят экспе­риментально.

Для отделочных материалов кроме характеристики горючести вво­дится понятие величины критической поверхностной плотности теп­лового потока (ЮРШТП), при которой возникает устойчивое пламенное горение материала (ГОСТ 30402—96). В зависимости от значения КППТП все материалы подразделяются на три группы воспламеняемости:

- В1 - КШГЩ равна или больше 35 кВт на м²;

- В2—больше 20, но меньше 35 кВт на м²;

- В3 - меньше 2- кВт на м².

По масштабам и интенсивности пожары можно подразделить на:

- отдельный пожар, возникающий в отдельном здании (сооруже­нии) или в небольшой изолированной группе зданий;

- сплошной пожар, характеризующийся одновременным интен­сивным горением преобладающего числа зданий и сооружений на определенном участке застройки (более 50 %);

- огневой шторм, особая форма распространяющегося сплошно­го пожара, образующаяся в условиях восходящего потока нагретых продуктов сгорания и быстрого поступления в сторону центра огневого шторма значительного количества свежего воздуха (ветер со скоростью 50 км/ч);

-массовый пожар, образующийся при наличии в местности совокупности отдельных и сплошных пожаров.

Распространение пожаров и превращение их в сплошные пожары при прочих равных условиях определяется плотностью застройки территории объекта. О влиянии плотности размещения зданий и сооружений на вероятность распространения пожара можно судить по ориентировочным данным, приведенным ниже:

Расстояние между зданиями, м. 0 5 10 15 20 30 40 50 70 90 Вероятность распространения по­

жара, %............. 100 87 66 47 27 23 9 3 2 0

Быстрое распространение пожара возможно при следующих сочетаниях степени огнестойкости зданий и сооружений с плотностью застройки: для зданий I и II степени огнестойкости плотность застрой­ки должна быть не более 30 %; для зданий III степени —20 %; для зданий IV и V степени—не более 10%.

Влияние трех факторов (плотности застройки, степени огнестой­кости здания и скорости ветра) на скорость распространения огня можно проследить наследующих цифрах:

1) при скорости ветра до 5 м/с в зданиях I и II ступени огнестойкости скорость распространения пожара составляет примерно 120 м/ч; в зданиях IV степени огнестойкости —примерно 300 м/ч, а в случае сгораемой кровли до 900 м/ч; 2) при скорости ветра до 15 м/с в зданиях I и II степени огнестойкости скорость распространения пожара дости­гает 360 м/с.