Лекция 4. Основы пожарной безопасности

1. Общие сведения о пожарах

2. Процесс горения

3. Характеристика материалов по возгораемости и взрывоопасности

4. Степени огнестойкости зданий и категории пожарной опасности

производств

1. Пожар - это неконтролируемое горение вне специального оча­га, наносящее материальный ущерб. Пожар следует отличать от сжигания, представляющего собой контролируемое горение внутри или вне специального очага.

Пожарная опасность объекта заключается в возможности возникновения пожара и вытекающих из такого события по­следствий.

Пожарная безопасность объекта - это такое его состояние, при котором с регламентируемой вероятностью исключается возможнocть возникновения и развития пожара, воздействия на людей опасных и вредных факторов пожара, а также обеспечивается за­щита материальных ценностей.

Для возникновения пожара необходимо наличие горючего ве­щества, окислителя и источника зажигания. Окислите­лем чаще всего является кислород, постоянно присутствующий в воздухе, а вероятность появления источника зажигания в про­цессе трудовой деятельности достаточно велика. Источником энергии для зажигания могут служить тепловые, химические и микробиологические процессы. Чаще всего пожар вызывают тепловые источники зажигания: открытое пламя, ис­кры, электрическая дута или нагретая поверхность.

К опасным и вредным факторам пожара относят открытый огонь, повышенную температуру окру­жающей среды и предметов, токсические продукты горения, дым, пониженную концентрацию кислорода; падающие части строи­тельных конструкций; при взрыве - ударную волну, разлетающи­еся части и вредные вещества.

Время пожара делят на три фазы:

В начальной фазе (от 5 до 30 минут) средняя температура поднимается медленно, возрастая только к концу фазы, что объясняется недостатком воздуха при закрытых дверях и окнах; при этом накапливается теплота, стимулирующая горение в следующей фазе.

Во второй фазе интенсивно распространяется огонь и быстро нарастает температура (до максимума); огонь вырывается наружу зданий.

В третьей фазе при выгорании горючих веществ наблюдается снижение температуры.

Различна и скорость распространения огня. В зданиях из деревянных конструкций огонь распространяется со скоростью 1…2 м/мин., а из несгораемых конструкций – 0,3…0,4 м/мин.

По характеру горения веществ и динамике их температуры судят о стойкости к огню отдельных строительных конструкций, подбирают систему средств автомобильного тушения (по длительности 1 фазы), определяют время прибытия средств пожаротушения и степень приближения тушащих пожар к огню.

Причины пожаров разнообразны, но боль­шинство из них можно условно сгруппировать по ряду следующих признаков:

- неправильная планировка зданий, сооружений и построек, без соблюдения противопожарных разрывов, при отсутствии резерва площади, без учета направления господствующих ветров и катего­рий производств по пожаро- и взрывоопасности технологических процессов;

- неправильное устройство, нарушение правил и режимов эксплу­атации отопительных и нагревательных приборов и систем, а также двигателей внутреннего сгорания (использование легковоспламе­няющихся жидкостей для растопки печей, оставление нагреватель­ных приборов без присмотра, неисправность или отсутствие искро­гасителя на выпускной трубе двигателя комбайна и др.);

- неправильный монтаж электросети, электрооборудования, ос­ветительных приборов, электродвигателей и нарушение правил их эксплуатации (установка самодельных предохранителей, приме­нение провода меньшего сечения, перегрузка электросети и др.);

- самовозгорание и самовоспламенение веществ и материалов ff результате нарушения правил их складирования и хранения;

- трение легковоспламеняющихся жидкостей в трубопроводах, пыли и газов в вентиляционных каналах и воздухопроводах, об­разование статического электричества при трении в ременных передачах или ленты транспортеров о валы и поддерживающие ролики;

- грозовые разряды;

- нарушение Правил пожарной безопасности при пользовании открытым огнем, курении.

2. Горение - это химическая реакция окисления, сопровождаю­щаяся выделением большого количества теплоты и свечением. Окислителем чаще всего является кислород воздуха, иногда­ другие химические элементы: хлор, фтор и др. Например, медь может гореть в парах серы, магний - в диоксиде углерода. Для возникновения процесса горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя и источника зажигания. Горючим называется вещество (материал, смесь, конструкция), способное самостоя­тельно гореть после удаления источника зажигания.

Горение бывает полное и неполное.Полное горение протекает при достаточном количестве кислорода (не менее 14 %), в результа­те чего образуются вещества, неспособные к длительному окисле­нию (диоксид углерода, вода, азот и др.). При недостаточном содер­жании кислорода (менее 10 %) происходит неполное беспламенное горение (тление), сопровождающееся образованием токсичных и горючих продуктов (спиртов, кетонов, угарного газа и т. п.).

Скорость горения характеризуется количеством горючего вещества, сгорающего в единицу времени с единицы площади. В зависимости от скорости процесса различают собственно горение, взрыв и детонацию.

Взрыв - это быстрое превращение вещества (взрывное горение), сопровождающееся образованием большого количества сжатых газов, под давлением которых могут происходить разрушения. Горючие газообразные продукты взрыва, соприкасаясь с воздухом, часто воспламеняются, что обычно приводит к пожару, усугубляющему негативные последствия взрыва.

Детонационное горение возникает во взрывоопасной среде при прохождении по ней достаточно сильной ударной волны. При ударном сжатии температура газа может повыситься до температуры самовоспламенения. Происходит химическая реакция. Часть выделившейся теплоты затрачивается на энергетическое развитие и усиление ударной волны, поэтому она перемещается по горючей смеси не ослабевая. Такой комплекс, представляющий собой ударную волну и зону химической реакции, называют детонационной волной, а само явление - детонацией. Детонационное горение вызывает сильные разрушения, поэтому представляет большую опасность при образовании горючих газовых систем. Однако оно может происходить только при определенном минимально необходимом начальном давлении и определенных концентрациях горючего вещества в воздухе или кислороде.

Следует различать термины «самовозгорание» и «самовоспламенение».

Самовозгорание - это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к горению вещества, материала или смеси в отсутствие источника зажигания. Оно может быть тепловое, химическое и микробиологическое.

Самовоспламенение представляет самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени. Температура самовоспламенения большинства горючих жидкостей находится в пределах 250...700^оС (исключения: сероуглерод -112...150^оС, серный эфир­175...205^оС), а твердых горючих веществ - 150...700^оС, хотя, на­пример, целлулоид способен самовоспламеняться уже при температуре 141^оС.

3. Пожаро- и взрывоопасность веществ (сравнительная вероят­ность зажигания и горения в paвных условиях) определяются следующими их свойствами: склонностью к возгоранию, температу­рами воспламенения и вспышки, концентрационными пределами воспламенения, дисперсностью, летучестью.

По возгораемости строительные материалы и конструкции делят на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Несгораемые материалы под воздействием источника зажигания не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. К ним относят гранит, мрамор, кирпич, бетон, железобетон, стекло, сталь и т. п.

Трудносгораемые материалы воспламеняются, тлеют и обугливаются при наличии источника зажигания, но после его удаления самостоятельно не горят. Такими материалами являются некоторые виды пластмасс (например, стеклопластик на фенольной смоле), гипсовая сухая штукатурка, асфальтобетон, пропитанная антипиренамиl древесина и т. п.

Сгораемыми называют материалы, которые могут самостоятельно гореть или тлеть после удаления источника зажигания. К этой группе относят древесину, линолеум, войлок, рубероид, древесноволокнистые и полистирольные плиты и т. п.

Температурой воспламенения называют такую температуру горючего вещества, при которой из него выделяются горючие газы и пары с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.

Температура вспышки - самая низкая в условиях специальных испытаний температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения. В зависимости от температуры вспышки t_B пожароопасные жидкости делят на легко­воспламеняющиеся - ЛВЖ (t_B = 61^оС в закрытом тигле и t_B = 66^оС в открытом) и горючие - ГЖ, к которым относят все пожароопас­ные жидкости с большой температурой вспышки.

Группа ЛВЖ: - ацетон (t_B = 18 ^оС), - бензин (t_B = 36 7^оС в зависимости от мар­ки), метиловый спирт (t_B = 8^оС), - керосин (t_B = 15...60^оС) и др.;

Группа ГЖ: дизельное топливо, мазут, смазочные масла и т. п.

4. Степень огнестойкости зданий определяют в зависимости от группы возгораемости и предела огнестойкости основных строительных конструкций.

Огнестойкость – это способность конструкции сохранять свою несущую или ограждающую функцию во время пожара. Предел огнестойкости определяется временем в часах, в течение которого строительные конструкции теряют несущую способность (обрушиваются) или в них появляются сквозные трещины и отверстия, сквозь которые могут проникать продукты горения или пламя.

Все сооружения и здания в зависимости от группы возгораемости и предела огнестойкости их конструктивных элементов подразделяются на пять степеней.

Все конструктивные элементы зданий I степени огнестойкости – не сгораемые с пределом огнестойкости 1,5 – 3 часа.

Конструктивные элементы зданий II степени огнестойкости – тоже несгораемые, но имеют предел огнестойкости 0,5 – 2 часа.

К III степени огнестойкости – с пределом 0,25 – 2 часа относятся здания, у которых основные несущие конструкции несгораемые, а несущие чердачные перегородки и междуэтажные перекрытия трудно сгораемые.

У зданий IV степени огнестойкости все конструкции трудно сгораемые (предел огнестойкости 0,25…0,5 часа).

У здания V степени огнестойкости все конструкции сгораемые.

Категория пожарной опасности производства учитывается при проектировании производственных зданий.

По пожарной опасности технологического процесса производства подразделяются на шесть категорий: А, Б, В, Г, Д, Е.

Производства, отнесенные к категориям А, Б и Е – взрывоопасные, к категории В – пожароопасные. Не пожароопасные производства относятся к категории Г и Д.

К категории А отнесены взрывоопасные и пожароопасные производства с использованием твердых веществ, способных взрываться или гореть при воздействии на них воды, кислорода воздуха, или воздействии друг с другом, жидкости с температурой вспышки до 28^оС, горючие газы, имеющие нижний предел концентрации воспламеняемости 10% и ниже.

Категория Б включает в себя производства, где применяются жидкости с температурой вспышки паров от 28 до 61^оС, горючий газ с нижним пределом концентрации взрывоопасности более 10% к объему воздуха или горючей пыли и волокна с нижним концентрационным пределом воспламеняемости более 65г/м³. Категория В включает в себя производства, где применяются жидкости с температурой вспышки более 61^оС, твердые горючие вещества и материалы, которые могут гореть только при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом (деревообрабатывающие цехи, комбикормовые заводы и т.д.)

В категорию Г входят пожароопасные производства, где обрабатывают несгораемые вещества в горячем и раскаленном виде (кузницы, сварочные цеха и т.д.)

К категория Д относят производства, связанные с обработкой негорючих веществ и материалов в холодном состоянии (овощехранилища, силосохранилища и т.д.)

К категории Е отнесены взрывоопасные производства, в которых используются или образуются вещества, способные взрываться при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или одно с другим без последующей стадии горения; горючие газы без жидкой фазы и взрывоопасной пыли, способные только взрываться без последующего горения.