23. Пожарная и взрывная безопасность. Динамика развития пожара

Пожар – это неконтролируемый процесс горения, развивающийся во времени и пространстве, опасный для людей и наносящий материальный ущерб.

Пожарная и взрывная безопасность – это система организационных мероприятий и технических средств, направленная на профилактику и ликвидацию пожаров и взрывов на производстве.

Пожары на промышленных предприятиях, на транспорте, в быту представляют большую опасность для людей и причиняют огромный материальный ущерб. Поэтому вопросы обеспечения пожарной и взрывной безопасности имеют государственное значение.

Пожары на производстве возникают по определенным причинам, устранение которых составляет основу всех мероприятий по пожарной безопасности.

Основные причины возникновения пожара:

- Нарушение порядка хранения пожароопасных материалов;

- Нарушение технологических режимов работы оборудования, вызывающих выброс горючих паров, газов, жидкостей;

- Нарушение правил эксплуатации электрического оборудования, эксплуатация его в неисправном состоянии;

- Неосторожное обращение с открытым огнем, газовыми приборами;

- Применение неисправных осветительных приборов, электропроводки и устройств, дающих искрение, замыкание и т. п.;

- Перегрузка электрических сетей;

- Самовозгорание веществ и материалов;

- Курение в неустановленных местах;

- Нарушение правил пожарной безопасности при проведении огневых работ и др.

К опасным факторам пожара относятся:

- открытый огонь,

- искры,

- повышенная температура окружающей среды и предметов,

- токсичные продукты горения,

- взрывы,

- дым,

- повышенная концентрация кислорода,

- факторы, проявляющиеся в результате взрыва (ударная волна, пламя, обрушение конструкций).

Пространство, в котором развивается пожар, можно условно разделить на 3 зоны:

- Зона горения (очаг пожара) – это часть пространства, в которой протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов в объеме диффузионного факела пламени. Данная зона может ограничиваться ограждениями здания, стенками технологических установок, аппаратов. Внешними признаками зоны активного горения является наличие пламени, а также тлеющих или раскаленных материалов.

- Зона теплового воздействия – это пространство вокруг зоны горения, в котором температура в результате теплообмена достигает значений, вызывающих разрушающее воздействие на окружающие предметы и опасных для человека.

- Зона задымления – это часть пространства, примыкающая к зоне горения и заполненная дымовыми газами в концентрациях, создающих угрозу для жизни и здоровья людей. Зона задымления, в которой видимость предметов составляет 6-12 м, концентрация кислорода не менее 17% и токсичность газов не представляет опасности для людей, находящихся без средств противодымной защиты, считается безопасной.

Важнейшими параметрами пожаров, определяющими условия пожаротушения, являются пожарная нагрузка и скорость выгорания пожарной нагрузки.

Пожарная нагрузка – масса всех материалов, находящихся на объекте, отнесенная к площади пола помещения. Если материалы находятся на открытом воздухе, то их массу относят к площади поверхности.

Скорость выгорания пожарной нагрузки характеризуется потерей массы горючих материалов с единицы поверхности в единицу времени.

Динамика развития пожара. Параметры пожара изменяются во времени и пространстве от начала возникновения до полной ликвидации. В процессе развития пожара выделяют 3 характерные фазы (рис. 16):

I фаза (свободного развития iсв) – начальная стадия, включающая переход от возгорания в пожар (1-3 мин) и рост зоны горения (5-6 мин). Общая продолжительность этой фазы – около 10 мин. В первой фазе горением охватывается до 30% пожарной нагрузки.

II фаза (локализации iлок) – стадия объемного развития пожара, характеризующаяся стабильностью пожара. Общая продолжительность этой фазы – около 20–30 мин. Во второй фазе происходит активное пламенное горение с потерей массы пожарной нагрузки. Скорость выгорания непрерывно увеличивается и достигает максимальных величин.

Рис. 2.1. Динамика развития пожара

III фаза (ликвидации iлик) – затухающая стадия пожара. В третьей фазе скорость выгорания резко падает, процесс характеризуется догоранием тлеющих материалов и конструкций.

В зависимости от вида горящих веществ и материалов пожары можно классифицировать:

класс «А» - горение твердых веществ.

А1 - горение твердых веществ, сопровождаемое тлением (уголь, текстиль).

А2 - горение твердых веществ, не сопровождаемых тлением (пластмасса).

класс «B» - горение жидких веществ.

B1- горение жидких веществ, нерастворимых в воде (бензин, эфир, нефтепродукты), сжижаемых твердых веществ (парафин, стеарин).

B2 - горение жидких веществ растворимых в воде (спирт, глицерин).

класс «С» - горение газообразных веществ (бытовой газ, пропан).

класс «D» - горение металлов.

D1 - горение легких металлов, за исключением щелочных (алюминий, магний и их сплавы).

D2 - горение редкоземельных металлов (натрий, калий).

D3 - горение металлов, содержащих соединения (металлоорганические соединения, гидриды).

класс «Е» — горение электроустановок.

Пожаро– и взрывоопасные объекты (ПВОО) – предприятия, на которых производятся, хранятся, транспортируются взрывоопасные продукты, приобретающие при определенных условиях способность к возгоранию или взрыву.

Все строительные материалы и конструкции из них делятся на три группы: 1) несгораемые – это материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются;

2) трудно сгораемые – это материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть при наличии источника огня;

3) сгораемые – это материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются или тлеют и продолжают гореть и тлеть после удаления источника огня. Организация и управление противопожарной безопасностью на предприятии

Пожарная безопасность – состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов пожара и обеспечивается защита материальных ценностей. Пожарная безопасность обеспечивается системой предотвращения пожара и системой пожарной защиты. Во всех служебных помещениях обязательно должен быть План эвакуации людей при пожаре.

Противопожарная защита – это комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, на предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также на создание условий для успешного тушения пожара.

Одной из наиболее важных задач пожарной защиты является защита строительных помещений от разрушений и обеспечение их достаточной прочности в условиях воздействия высоких температур при пожаре.

К средствам тушения пожара, предназначенным для локализации небольших возгораний, относятся пожарные стволы, внутренние пожарные водопроводы, огнетушители, сухой песок, асбестовые одеяла и т. п.

Одной из наиболее важных задач пожарной защиты является защита строительных помещений от разрушений и обеспечение их достаточной прочности в условиях воздействия высоких температур при пожаре.

В зданиях пожарные краны устанавливаются в коридорах, на площадках лестничных клеток и входов. Вода используется для тушения пожаров в помещениях библиотек, вспомогательных и служебных помещениях.

Для тушения пожаров на начальных стадиях широко применяются огнетушители. По виду используемого огнетушащего вещества огнетушители подразделяются на следующие основные группы.

Пенные огнетушители применяются для тушения горящих жидкостей, различных материалов, конструктивных элементов и оборудования, кроме электрооборудования, находящегося под напряжением. Газовые огнетушители применяются для тушения жидких и твердых веществ, а также электроустановок, находящихся под напряжением.

Применяются и углекислотные огнетушители, достоинством которых является высокая эффективность тушения пожара, сохранность электронного оборудования

Горение веществ

В основе пожара лежит процесс горения.

Горение – это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением тепла, света и продуктов горения, опасных для человека и окружающей среды.

Чтобы произошло возгорание, необходимо взаимодействие трех составляющих:

- Горючие вещества и материалы - вещества и материалы, способные к горению.

- Источник зажигания - открытый огонь, химическая реакция, электрический ток, раскаленные предметы, искры, световое излучение.

- Окислитель - кислород воздуха, галогены, азотная кислота, окислы азота, сера, фосфор.

Процесс горения характеризуется повышением температуры и разложением горючего материала. В процессе теплового разложения образуется угарный газ или другие токсичные вещества, а также выделяется большое количество тепла. Время от начала зажигания горючего материала до его воспламенения называется временем воспламенения, которое может составлять несколько месяцев. С момента воспламенения начинается пожар.

Вещества и материалы по способности к горению подразделяются на:

- негорючие – неспособные к горению, тлению под действием источника зажигания (камень, бетон, железобетон).

- трудногорючие – загораются под действием источника зажигания, но не способные к самостоятельному горению после его удаления (асфальтобетон, гипсокартон, пропитанная антипиренными средствами древесина, или стеклопластик).

- горючие – загораются от источника зажигания и продолжают гореть после его удаления.

По агрегатному состоянию различают: горючие газы, жидкости способные к горению, твердые вещества и горючие пыли.

Процесс возникновения горения подразделяется на несколько видов:

- Вспышка – быстрое сгорание газопаровоздушной смеси над поверхностью горючего вещества, которое сопровождается кратковременным видимым свечением.

- Воспламенение – пламенное горение вещества, инициированное источником зажигания и продолжающееся после его удаления.

- Самовозгорание – возникновение устойчивого горения при внешнем нагреве.

- Самовоспламенение – возникновение устойчивого горения в результате саморазогрева горючего вещества.

- Взрыв – чрезвычайно быстрое горение, сопровождающееся образованием сжатых газов, способных производить механическую работу. Возникает при наличии взрывоопасной среды и импульса тепловой энергии (искра, пламя).

- Тление – беспламенное горение материала при сравнительно низких температурах (400–600 °С), часто сопровождающееся выделением дыма.

По степени пожарной опасности горючие вещества характеризуется следующими параметрами:

- Температура вспышки - минимальная температура жидкого горючего вещества, при которой над его поверхностью образуется смесь паров этой жидкости с воздухом, способная гореть при поднесении открытого источника огня. Процесс горения прекращается после удаления этого источника. Температура вспышки используется для характеристики горючих жидкостей по пожарной опасности. По этому показателю горючие жидкости делятся на два класса: легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) – с температурой вспышки менее или равной 61 °С (бензин, этиловый спирт, ацетон) и горючие (ГЖ) – с температурой вспышки более 61 °С (масло, мазут, формалин).

- Температура воспламенения — наименьшая температура вещества, при которой вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенение.

- Температура самовоспламенения — наименьшая температура окружающей среды, при которой наблюдается самовоспламенение вещества.

Нижний НКПВ (верхний ВКПВ) концентрационный предел распространения пламени — минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.