Материал: Мищенко О.А

291

9. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Пожары на промышленных предприятиях и технологических установках, транспортных средствах и коммуникациях, в быту представляют большую опасность для людей и наносят огромный материальный ущерб экономике регионов и окружающей среде (ОС). Тем самым, одной из важнейшей функций государства является обеспечение пожарной безопасности, посредством совокупности сил, средств и мер правового, организационного, экономического, социального и научно-технического характера.

Общая правовая, экономическая и социальная основасистемы обеспечения пожарной безопасности определена Конституцией РФ, Фе-

деральными Законами «О пожарной безопасности» [15], «О техническом регулировании» [16], «Правила противопожарного режимами в РФ» [17], «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [18] в соответствии с которыми разрабатываются и принимаются нормативные правовые акты субъектов РФ.

Согласно вышеназванным документам пожарная безопасность (ПБ)

– это состояние защищенности личности, имущества, общества и государства от пожара.

Пожарная охрана – совокупность созданных в установленном порядке органов управления, подразделений и организаций, предназначенных для организации профилактики пожаров, их тушения и проведения возложенных на них аварийно-спасательных работ.

9.1.Воздействие пожара на человека. Причины пожаров

иусловия возникновения

Пожар – это неконтролируемый процесс горения вне специального очага, в ходе которого интенсивно выделяется тепло, свет и токсичные вещества (угарный газ, дым), загрязняется воздушная среда, уничтожаются или повреждаются материальные ценности, и создается угроза жизнедеятельности людей.

Развитие пожара – это изменение его параметров во времени и в пространстве от начала возникновения до полной ликвидации горения.

Пространство, в котором развивается пожар, условно можно разделить на три зоны: горения, теплового воздействия и задымленности.

Зоной горения называется часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов (твердых, жидких, газов и паров) в объеме диффузионного факела пламени.

Зона теплового воздействия примыкает к границам зоны горения. В этой части пространства протекают процессы теплового обмена между поверхностью пламени, окружающими строительными конструкциями и го-

292

рючими материалами. Границы зоны проходят там, где тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов и создает возможные условия для пребывания людей без противотепловой защиты.

Зоной задымления называется часть пространства, примыкающая к зоне горения и заполненная дымовыми газами в концентрациях, создающих угрозу для жизни и здоровья людей или затрудняющих действие пожарных подразделений. Для возникновения пожара необходимо и достаточно три условия (рис. 9.1) [8].

Рис. 9.1. Условия возникновения пожара

При пожаре на людей воздействуют такие опасные факторы как: открытый огонь и искры, повышенная температура воздуха или окружающих предметов, токсичные продукты горения (например, угарный газ), дым, пониженное содержание кислорода в воздухе, ударная волна при взрывах, разлетающиеся обломки, камни, стекла и др. ГОСТ 12.1.004-91 [6]. Среди перечисленных поражающих факторов следует отметить два, способных причинить наибольший вред здоровью человека: тепловое воздействие (световой импульс), которое в зависи-

мости от характера одежды (ее цвета, плотности, толщины и плотности прилегания к телу) вызывает ожоги различной степени, и ударная волна (избыточное давление), вызывающую травмы и контузии различной тяжести (табл. 9.1).

В условиях пожара при сгорании веществ и материалов концентрация кислорода в воздухе помещения уменьшается. Понижение концентрации всего лишь на 3 % вызывает ухудшение двигательных функций организма. Опасной считается концентрация кислорода 14 %, при ней теряется координация движения, ухудшается умственное сосредоточение, затрудняется эвакуация людей.

Как правило, возникновению пожара и взрыва предшествуют ошибки в объемно-планировочных решениях, недостатки технологических процессов, дефекты оборудования и нарушения режимов его работы, недостаточный контроль действиями персонала и за организацией труда. Среди причин пожаров выделяют следующие [10]:

–нарушения мер безопасности и технологического режима;

–неисправности электрооборудования;

293

– ошибки в процессе ремонта оборудования;

Таблица 9.1

Характеристика воздействия поражающих факторов

Тепловое воздействие

Покраснение кожных покровов (световой импульс равен Ожоги 1-й степени 2-4 ккал/см2 или 84-168 кДж/м2), лечение обычно не требу-

ется

Образуются пузыри, наполненные прозрачной жидкостью

(светов покраснение кожных покровов (световой импульс Ожоги 2-й степени равен 2-4 ккал/см2 или 84-168 кДж/м2), лечение обычно не

требуется

Наблюдается омертвление кожи с поражением росткового

слоя и образование язв (световой импульс равен 9- Ожоги 3-й степени 15 ккал/см2 или 368-630 кДж/м2). Требуется длительное ле-

чение

Происходит омертвление более глубоких слоев ткани: под-

кожной клетчатки, мышц, сухожилий и костей (световой Ожоги 4-й степени импульс свыше 15 ккал/см2 или 630 кДж/м2). При пораже-

нии значительной площади тела наступает смерть

Ударная волна

Легкие травмы

Легкие, быстро проходящие функциональные нарушения при давлении 20-40 кПа

Средние вывихи конечностей, сотрясение мозга, поврежде- Травмы средней тяжести ние органов слуха при давлении 40-60 кПа

Тяжелые травмы

Сильная контузия, потеря сознания и многочисленные сложные переломы конечностей при давлении 60-100 кПа

–самовозгорание материалов;

–несоблюдение графиков техобслуживания, износ и коррозия оборудования;

–конструктивные недостатки оборудования;

–неисправности запорной арматуры и заглушек;

–нарушения регламента проведения сварочных работ;

–прочие (халатность обслуживающего персонала, неисправность сетей, обогрев открытым огнем и т. д.).

Характер и степень поражения объектов и людей зависит от степени их защищенности, которая определяется теоретическими знаниями процессов горения, пожаро- и взрывоопасных свойств и материалов, категорирования и классификации помещений и т. д.

Пожар легче предупредить, чем потушить. Пожарная безопасность такое состояние объекта, при котором исключается возмож-

294

ность пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов и обеспечивается защита материальных ценностей.

При тушении пожаров необходимо учитывать: соотношение окислителя и горящих веществ, свойства веществ, особенности процесса горения (скорость распространения пламени).

В зависимости от соотношения окислителя и горючего вещества различают [3, 9]:

–бедные смеси (избыток окислителя), горение (полное горе-

ние) которых сопровождается образованием веществ не способных

кдальнейшему окислению (вода, диоксиды серы и углерода);

–богатые смеси (избыток горючего вещества), при сгорании

(неполное горение) которых образуются едкие и токсичные продукты

(оксид углерода), а также вещества (спирты, альдегиды, кетоны), ко-

торые способны в дальнейшем окисляться (гореть).

В зависимости от свойств (агрегатного состояния) горючей смеси горение бывает гетерогенным и гомогенным.

При гетерогенном горении окислитель и горючее вещество имеют разное агрегатное состояние(имеют границу раздела), а процесс протекает на границе раздела фаз(диффузионное горение), и его скорость зависит от скорости диффузии кислорода к горючему веществу.

При гомогенном горении окислитель и горючее вещество имеют одинаковое агрегатное состояние, а скорость определяется кинетической скоростью химической реакции горения.

Горение газов является гомогенным и протекает как в диффузионной, так и в кинетической области и может носить характер взрывного и детонационного горения.

Горение жидкости сопровождается ее испарением и образованием паровоздушной смеси, процесс горения которой не отличается от горения газов и протекает над поверхностью жидкости. Определяющим является процесс испарения жидкости, который зависит от ее физико-химических свойств, тепловых процессов в ней.

Горение твердых веществ сопровождается плавлением, разложением и испарением с выделением газо- и парообразных продуктов, образующих с воздухом горючую смесь гетерогенно-диффузионное горение, которое протекает по комбинированному (цепочно-тепловому) механизму самоускорения.

Горение аэровзвесей (дисперсная система, в которой частицы вещества являются дисперсной фазой, а воздух дисперсной средой) подчи-

няется законам горения газовых смесей, хотя и происходит более медленно. Воспламенение (взрыв) аэровзвеси в замкнутом пространстве сопровождается образованием большого объема газовых продуктов, нагретых до высоких температур.

295

Пыль в осевшем состоянии(аэрогель) также является взрывоопасной, поскольку при воспламенении она легко переходит во взвешенное состояние, что приводит к вторичным взрывам.

Вещества горят тем быстрее, чем больше их удельная поверхность, т. к. с увеличением дисперсности возрастает химическая активность, снижается температура самовоспламенения и усиливается адсорбционная способность, что повышает пожарную опасность вещества. Таким образом, пыль имеет повышенную пожарную опасность, т. к. скорость горения высокодисперсной пыли приближается к скорости горения газа.

По скорости распространения различают [3]:

–дефлаграционное (скорость перемещения фронта пламени несколько метров в секунду);

–взрывное (десятки метров в секунду);

–детонационное (тысячи метров в секунду) горение.

Взрывное и детонационное горение – это чрезвычайно быстрое химическое превращение веществ (кинетическое горение) в замкнутом объеме, сопровождающееся выделением энергии и сжатых газов, способных производить механическую работу, разрушение производственного оборудования, помещений и т. д.

Наибольшая скорость дефлаграционного горения наблюдается в среде чистого кислорода, наименьшая – в воздухе ( O2 = 14 -15 %), а водород, этилен, ацетилен и другие горючие вещества горят при содержании кислорода до 10 %. С уменьшением содержания кислорода (до 8 %) горение переходит в тление, а затем совсем прекращается.

Эффективность мероприятий пожарной профилактики и класс пожара определяются в зависимости от пожарных характеристик горящих и используемых в производстве материалов и веществ. Классификация пожаров по ГОСТ 27331 приведена в табл. 9.2 [10].

При горении химически неоднородных систем (твердые материа-

лы и жидкости; струи паров и газов в воздухе), когда горючее вещество и воздух не перемешаны и есть поверхности раздела имеет местодиффузи-

онное горение (время диффузии кислорода к горючим веществам неизмеримо больше времени, необходимого для протекания химической реакции).

При горении химически однородных систем(молекулы кислорода хорошо перемешаны с молекулами горючего вещества и нет затрат времени на смесеобразование) имеет место кинетическое горение (скорость процесса определяется скоростью химической реакции). Поскольку ско-

рость химической реакции при высокой температуре высока, то горение таких смесей протекает мгновенно в виде взрыва.

Если продолжительность химической реакции и физическая стадия процесса горения соизмеримы, то горение протекает в так называемой промежуточной области, в которой на скорость горения оказывают влияние химические и физические факторы.