 |
Глава 2. Общие сведения о пожарной безопасности
|
|
|
|
Глава 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
2. 1. Общие понятия о пожаре
Пожаром называется неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства [36].
Пожары являются самым опасным и распространенным бедствием. Они могут возникать в населенных пунктах, лесных массивах, на производственных объектах.
Пожар, при котором возникает избыточное давление более 5 кПа, классифицируется как взрыв.
В основе пожара лежит горение. Горение – это физико-химическое превращение веществ, сопровождающееся интенсивным выделением теплоты и ярким свечением. К горению относятся реакции окисления вещества, способного к горению (горючего), – окислителем (кислородом, хлором, закисью азота и др. ) и процессы, связанные с быстрыми экзотермическими превращениями, например разложение взрывчатых веществ, ацетилена, взаимодействие щелочных металлов с водой и т. п. Особенностью горения при пожаре является самопроизвольное распространение огня, сопровождающееся процессами теплообмена и массопереноса.
Совокупность горючих веществ и окислителя, реагирующих между собой при горении, представляет горючую систему. Наиболее общим свойством горения при пожаре является возможность перемещения пламени по горючей системе путем передачи теплоты или диффузии горящих частиц из зоны горения в свежую смесь. Возможность распространения пожара очень сильно зависит от горючести материалов и веществ, входящих в состав горючей системы.
Пожарная и взрывная опасности веществ и материалов являются близкими характеристиками, различающимися только значениями скорости распространения пламени, которые для показателей взрывной опасности выше или приближаются к значению скорости звука. Оценка пожарной и взрывной опасности веществ, находящихся в различных агрегатных состояниях, проводится на основе учета их агрегатного состояния, то есть, отдельно для газов, жидкостей и твердых веществ. В связи со спецификой горения тонкодисперсных твердых частиц они выделены в самостоятельную группу – горючая пыль.
|
|
|
При определении пожаровзрывоопасности веществ и материалов различают:
· газы – вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 °С и давлении 101, 3 кПа превышает 101, 3 кПа;
· жидкости – вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 °С и давлении 101, 3 кПа меньше 101, 3 кПа. К жидкостям относят также твердые плавящиеся вещества, температура плавления и каплепадения которых меньше 50 °С;
· твердые вещества и материалы – индивидуальные вещества и их смесевые композиции с температурой плавления или каплепадения больше 50 °С, а также вещества, не имеющие температуру плавления (например, древесина, ткани и т. п. ).
· пыли – диспергированные твердые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм.
Горючестью называется способность вещества или материала к горению. Горючесть строительных материалов определяется экспериментально при специальных испытаниях на горючесть.
Все вещества и материалы по горючести подразделяются на три группы:
· негорючие (несгораемые) – вещества и материалы, неспособные гореть в воздухе;
· трудногорючие (трудносгораемые) – вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления;
· горючие (сгораемые) – вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления. Из группы горючих веществ и материалов выделяют легковоспламеняющиеся вещества и материалы, и особо опасные легковоспламеняющиеся жидкости, воспламенение паров которых происходит при низких температурах.
|
|
|
Легковоспламеняющимися называют горючие вещества и материалы, способные воспламеняться от кратковременного (до 30 с) воздействия источника зажигания с низкой энергией (спички, искра). К легковоспламеняющимся относят жидкости с температурой вспышки не выше 61 °С в закрытом тигле.
Следует отметить, что понятие горючесть не эквивалентно общему понятию пожаро- и взрывоопасность. Негорючие вещества могут быть пожаро- и взрывоопасными, например, окислители (кислород, хлор), а также вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, воздухом или друг с другом (натрий, калий).
Пожаро- и взрывоопасность веществ учитывается при отнесении объектов к категории опасных производственных объектов (ОПО). В соответствии с Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» к ОПО относятся объекты, на которых обращаются следующие виды веществ:
а) воспламеняющие вещества – газы, которые при нормальном давлении и в смеси с воздухом становятся воспламеняющимися, и температура кипения которых при нормальном давлении составляет 20 °С или ниже;
б) окисляющие вещества – вещества, поддерживающие горение, вызывающие воспламенение и (или) способствующие воспламенению других веществ в результате окислительно-восстановительной экзотермической
реакции;
в) горючие вещества – жидкости, газы, пыли, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления;
г) взрывчатые вещества – вещества, которые при определенных видах внешнего воздействия способны на очень быстрые самораспространяющиеся реакции химического превращения с выделением теплоты и образованием газов.
Возникновение и распространение пламени возможно при наличии определенных условий, среди которых основными являются состав горючей системы, объем горючей системы, энергия зажигания, термодинамические параметры (температура, давление).
В зависимости от агрегатного состояния горючего и окислителя различают три вида горения:
|
|
|
− гомогенное горение горючих газов и паров в среде газообразного окислителя;
− гетерогенное горение жидких или твердых горючих веществ в газообразном окислителе;
− горение взрывчатых веществ.
Видимая зона горения, в которой наблюдаются свечение и излучение теплоты, называется пламенем. Возникшее после воспламенения пламя является источником теплоты и химически активных частиц для переноса процесса горения в прилегающую свежую горючую смесь. Параметры пламени через некоторое время после зажигания приобретают установившиеся значения: состав горючей смеси, соответствующий области распространения пламени; размеры и температура пламени, соответствующие типу горючей смеси и ее объему.
Как при горении газов, так и при горении жидкостей и твердых материалов в зону горения (пламени) поступает смесь горючих газов (аэрозольных продуктов разложения твердых горючих материалов и испарения горючей жидкости) и воздуха. Концентрация горючего газа в смеси, поступившей в зону пламени, обеспечивает распространение пламени в смеси.
Распространение пламени – процесс распространения зоны горения по тонкому слою газообразной горючей смеси у поверхности материала или объему облака газовоздушной смеси (ГВС) от слоя к слою, без прыжков.
Распространение пожара – процесс распространения зоны горения, включая прыжки пламени (перенос зоны горения с помощью искр на некоторое расстояние с образованием нового фронта пламени).
Нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР) – такая концентрация горючего в горючей смеси, ниже которой смесь становится не способной к распространению пламени.
Верхний концентрационный предел распространения пламени (ВКПР) – такая концентрация горючего в горючей смеси, выше которой смесь становится не способной к распространению пламени.
Область распространения пламени – это область концентраций горючего в горючей смеси, заключающаяся между нижним и верхним концентрационными пределами распространения пламени.
|
|
|
Газовоздушная смесь – смесь горючего газа с воздухом, в которой содержание горючего газа соответствует концентрационному пределу распространения пламени, т. е. находится в интервале от НКПР до ВКПР.
В процессе горения большого облака ГВС скорость распространения пламени увеличивается, она может достигнуть или превысить скорость звука.
В зависимости от скорости распространения пламени выделяются два режима горения ГВС – дефлаграционный и детонационный.
Дефлаграционный режим горения характеризуется дозвуковыми скоростями распространения пламени. Указанный режим горения ГВС в закрытом помещении сопровождается повышением избыточного давления в помещении. Если при дефлаграционном горении избыточное давление превышает 5 кПа, горение классифицируется как взрыв.
Детонационный режим горения (взрыв) характеризуется сверхзвуковой скоростью распространения пламени и образованием воздушной ударной волны.
Переобогащенная топливом смесь паров горючего и воздуха (с концентрацией горючего более ВКПР) способна гореть по поверхности, без распространения пламени внутрь смеси. Облако такой смеси после выброса из резервуара может подниматься над поверхностью земли, при ветре совершать дрейф и гореть. Крупномасштабное горение парового облака имеет название «огненный шар».
Установившееся гетерогенное горение горючей жидкости происходит с образованием факела пламени и включает в себя одновременно проходящие процессы испарения жидкости, подъем паров жидкости над зеркалом к факелу пламени, диффузию воздуха к области горения (факелу пламени).
Зажигание – процесс инициирования начального очага горения в горючей смеси. Зажигание горючей смеси может происходить при ее контакте с накаленной поверхностью или при появлении внутри смеси искр или пламени.
Минимальная энергия зажигания – наименьшее значение энергии электрического разряда, способной воспламенить наиболее легковоспламеняющуюся смесь газа, пара или пыли с воздухом.
Температура вспышки – самая низкая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще не достаточна для возникновения устойчивого горения.
Температура воспламенения – наименьшая температура вещества, при которой, в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после их зажигания возникает устойчивое пламенное горение.
|
|
|
Температура самовоспламенения – самая низкая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горением.
Нормальная скорость распространения пламени – скорость перемещения плоского фронта племени относительно несгоревшего газа в направлении перпендикулярном к его поверхности.
Массовая скорость выгорания – масса горючего, сгорающего в единицу времени с единицы площади.
Скорость выгорания горючего вещества – скорость убыли массы горючего материала за счет сгорания в единицу времени.
Линейная скорость выгорания – скорость снижения уровня зеркала горючей жидкости (горючего вещества) при горении.
Опасным называется фактор пожара, воздействие которого приводит к травмам, отравлениям, гибели людей и материальным ущербам.
Опасные факторы пожара – высокая температура пламени и продуктов сгорания; тепловое излучение пламени; пониженная концентрация кислорода и высокая концентрация диоксида углерода; высокая концентрация оксида углерода; плотный дым; токсичные продукты горения; вторичные факторы (обломки падающих или разлетающихся от взрывов конструкций и фрагментов сосудов, радиоактивные материалы из разрушенных установок, воздействие огнетушащих веществ, вынос высокого напряжения).
На параметры опасных факторов пожара и интенсивность пожара влияют огнестойкость строительных материалов, из которых построен объект, и горючесть веществ и материалов, обращающихся на объекте. Пожары характеризуются рядом параметров, в том числе:
· горючей нагрузкой – приведенной массой (или потенциальной энергией горения) горючих веществ и материалов, расположенных в помещении или на открытых площадках;
· площадью пожара – площадью проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость;
· продолжительностью пожара – временем с момента его возникновения до полного прекращения горения;
· зоной горения – частью пространства, в котором происходит подготовка горючих веществ к горению (подогрев, испарение, разложение) и их горение;
· зоной теплового воздействия – частью пространства, примыкающего к зоне горения, в котором тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов и конструкций и делает невозможным пребывание в нем людей без специальной тепловой защиты (теплозащитных костюмов, отражательных экранов, водяных завес и т. п. );
· зоной задымления – частью пространства, примыкающего к зоне горения и заполненного дымовыми газами в концентрациях, создающих угрозу жизни и здоровью людей или затрудняющих действия пожарных подразделений.
|
|
|
