Понятие и фазы пожара
Под пожарной безопасностью объекта понимается такое его состояние, при котором с установленной вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара и воздействия на людей опасных факторов пожара, а также обеспечивается защита материальных ценностей.
Анализ пожаров, имевших место на промышленных предприятиях, показывает, что 50% их происходит по причине незнания и несоблюдения обслуживающим персоналом правил пожарной безопасности.
Пожаром называется процесс горения, возникший непроизвольно (или по злому умыслу), который будет развиваться и продолжаться до тех пор, пока не выгорят все горючие вещества и материалы, либо не возникнут условия, приводящие к самопотуханию, либо не будут приняты специальные активные меры по его локализации и тушению.
Горение - химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением теплоты и света.
Температура вспышки - это температура, при которой происходит быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.
Температура воспламенения - температура выше температуры вспышки на 1-5°С, при этой температуре происходит возгорание, сопровождающееся пламенем.
Нижний концентрационный предел воспламенения газов - это минимальная концентрация горючих газов и паров в процентах в смеси, при которой смесь воспламеняется и горит по всему объему.
Верхний концентрационный предел воспламенения - это максимальная концентрация горючих паров в процентах в смеси, при которой смесь воспламеняется и горит по всему объему.
Под очагом пожара понимают место (участок) наиболее интенсивного горения. Первоначальным очагом пожара может быть небольшой участок или предмет, а по мере развития пожара может стать все помещение, охваченное огнем.
При пожаре происходит:
горение с выделением теплоты, света и продукта сгорания;
газообмен (массообмен) под воздействием конвенционных потоков горячих и холодных газов, обеспечивающий доставку в зону горения окислителя и отвод из нее продуктов сгорания;
передача теплоты из зоны горения в окружающее пространство (опасность загорания рядом стоящих объектов).
Пожар развивается на определенной площади или в объеме и может быть условно разделен на три зоны:
Зона горения - занимает часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения горючих материалов в объеме диффузионного факела пламени;
Зона теплового воздействия - прилегающая к зоне горения часть пространства, в пределах которого протекают процессы теплообмена между поверхностью пламени и окружающими строительными конструкциями и горючими материалами;
Зона задымления - зона, где продукты сгорания поднимаются над зоной горения в виде тепловой струи и образуют в верхней зоне под перекрытием слой дыма.
Динамика пожара - процесс развития пожара во времени и пространстве, сопровождающийся воздействием его опасных факторов на окружающую среду. Зная законы динамики пожара, можно прогнозировать обстановку и предвидеть ее изменение в ходе развития пожара.
Первая фаза пожара характеризуется тем, что при повышении среднеобъемной температуры до 200°С расход приточного воздуха увеличивается, а затем постоянно снижается (закрытые помещения). В зависимости от условий газообмена состава и способа распределения пожарной нагрузки в помещении или на открытом пространстве время развития первой фазы колеблется. К концу первой фазы резко возрастает температура в зоне горения, пламя распространяется на большую часть горючих материалов и конструкций, стремительно увеличивается высота факела, значительно уменьшается концентрация кислорода и соответственно увеличивается концентрация оксида и диоксида углерода и других продуктов сгорания, температура достигает максимума.
В течение второй фазы пожара в связи с ростом температуры наступают пределы огнестойкости некоторых конструкций (прогрев, образование сквозных трещин, обрушение), от тепловой радиации возникает угроза распространения пожара на соседние здания и сооружения. Создаются наиболее опасные условия для людей, находящихся в горящем здании вследствие быстрого распространения огня в смежные помещения и вышележащие этажи, а также накопления токсичных продуктов сгорания.
Пожарные подразделения, прибывшие до окончания первой фазы пожара, немедленно начинают спасать людей и одновременно подают огнетушащие вещества в очаг пожара и на защиту соседних объектов и смежных помещений.
При третьей фазе пожара скорость выгорания материалов резко падает, и начинается процесс догорания и тления деревянных конструкций, предметов домашнего обихода, тканевых и обивочных материалов. Температура среды длительное время остается высокой. В период охлаждения могут разрушиться отдельные конструкции здания, например навесные панели.
Для комплексного решения вопросов противопожарной защиты вновь проектируемых, реконструируемых и действующих объектов первостепенное значение имеет их объективная оценка пожарной опасности технологических процессов производств, оборудования, агрегатов и установок и их классификация по взрывной, взрыво- и пожарной опасности.
Классификация производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной безопасности
В основе нормативной классификации производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной безопасности лежат сравнительные данные, определяющие вероятность возникновения пожара или взрыва в зависимости от свойства и состояния веществ и материалов, обращающихся в производстве.
Все производства по степени взрыво- и пожарной опасности подразделяются на шесть категорий:
Категория А - особо взрыво- и пожароопасная категория. К ней отнесены производства, связанные с применением веществ, способных взрываться и гореть при вэаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом; горючих газов, нижний предел воспламенения которых составляет 10% и менее, жидкостей с температурой вспышки паров до 28°С включительно при условии, что указанные газы и жидкости могут образовывать взрывоопасные смеси, превышающие 5% объема помещения (ацетон - 18°С, толуол - 4°С, растворитель № 646 - 9°С, растворитель № 648 - 13°С). К данной категории относятся нефтеперабатывающие заводы, химические заводы, трубопроводы, склады нефтепродуктов.
К категории Б относятся производства, связанные с обращением горючих газов, нижний предел воспламенения которых более 10% к общему объему; жидкостей с температурой вспышки от 28° до 61°С включительно; жидкостей, нагреваемых в условиях производства до температуры вспышки и выше; горючих пылей и волокон, нижний предел взрываемости которых 65г/м3 и менее, при условии, что указанные газы, пыли и жидкости могут образовывать взрывоопасные объемы, превышающие 5% объема помещения. К данной категории относятся цехи приготовления угольной пыли, древесной муки, сахарной пудры, выбойные и размольные отделения мельниц.
К категории В относятся производства, связанные с применением жидкостей с температурой вспышки паров выше 61°С, горючих пылей и волокон, нижний предел взрываемости которых более 65 г/м3; веществ, способных гореть при контакте с водой, кислородом воздуха или друг с другом; твердых горючих материалов. К данной категории относятся лесопильные, деревообрабатывающие, модельные, столярные цехи, склады древесных материалов.
Категория Г включает производства, связанные с применением негорючих веществ и материалов, находящихся в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; твердых, жидких и газообразных веществ, сжигаемых или используемых в качестве топлива. Это - литейные, кузнечные, сборочно-сварочные цехи, котельные на жидком и газообразном топливе.
Категория D включает производства, связанные с применением негорючих веществ и материалов, находящихся в холодном состоянии: слесарные, механические цехи, склады несгораемых материалов (без наличия сгораемых материалов) - чугунная чушка, арматура, столь и т.д.
Категория Е - взрывоопасная категория. К ней относятся производства, связанные с применением горючих газов без жидкой фазы и взрывоопасной пыли в таком количестве, что она может образовывать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещений, в которых по техническим условиям технологического процесса возможен взрыв (без последующего горения); веществ, способных взрываться при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом (например, зарядные станции кислотных и щелочных аккумуляторов).
В зависимости от категории производств к объектам предъявляются различные противопожарные требования. Производственные здания и сооружения в соответствии с нормами технологического проектирования подразделяются на пять категорий огнестойкости, они должны отвечать требованиям огнестойкости, т.е. фактическая степень огнестойкости здания должна быть больше требуемой.
В зависимости от степени горючести вещества делятся на сгораемые, трудносгораемые и несгораемые.
Наиболее пожароопасными и пожаровзрывоопасными видами сырья и готовой продукции являются:
Жидкости - нефть, бензин, керосин, масла, спирты (метиловый, этиловый, бутиловый), лаки, краски;
Газы - аммиак, ацетилен, бутан, водород, метан, сероводород;
Твердые вещества - древесина и изделия из нее, каучук, резина, хлопок, лен, конопля, каменный уголь, торф и др. вещества.