10.2. Критерии крупных пожаров и их последствий

Говоря об экономическом ущербе, нельзя не затронуть и эколо­

гические последствия. Значительный ущерб наносят лесные, торфя­

ные и другие пожары на открытой местности. До сих пор не выяс­

нены в полной мере последствия одного из крупнейших стихийных бедствий ХХ в - лесного пожара в Индонезии. Четыре месяца бу­

шевал огонь, истребивший тропические леса и все живое на площа­

ди более 3 млн гектаров. Тяжелыми оказались и косвенные послед­

ствия этого бедствия. Облака, образовавшиеся под действием дыма,

привели к обильным дождям, затопившим многие деревни и унич­

тожившим посевы.

Следует отметить, что особую опасность представляют крупные

пожары, так как они имеют ярко выраженные критериальные оцен­

ки. Крупные пожары способствуют и возникновению определенных

негативных отношений· у людей создается неверие в деятельность пожарной охраны, комплекс правовых, организационных, инженер­ но-технических мер и мероприятий, направленных на уменьшение вероятности возникновения пожара, обеспечение успешной его лик­

видации.

10.3. Антропогенные факторы пожаров и взрывов

Пожар - это неконтролируемое горение вне специального

очага, наносящее материальный ущерб. Одновременно под пожаром

понимается процесс, характеризующийся социальным и (или) эко­ номическим ущербом в результате воздействия на людей и (или)

материальные ценности факторов термического разложения и

(или) горения, развивающийся вне специального очага, а также без

применяемых огнетушащих веществ

Взрыв - быстрое превращение вещества (взрывное горение),

сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых

газов, способных производить работу.

Пожары на промышленных предприятиях возникают в большин­

стве случаев от неисправностей технологического оборудования, электроустановок, контрольно-измерительных и защитных прибо­

ров, неосторожного обращения с огнем обслуживающего персонала

и нарушений правил пожарной безопасности при проведении огне­ вых работ. Часто причиной возникновения пожаров является нару­ шение герметичности аппаратов и коммуникаций в результате из­ носа отдельных деталей или повышения давления и температуры

сверх допустимых значений. В таких случаях появляется возмож­

ность образования сгораемой среды, что при наличии источника за-

352 Час т ь 1 Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

жигания приводит к возникновению пожара, особенно в тех техно­ логических установках, приборах и аппаратах, в которых применя­

ются легкогорючие жидкости или газы.

Самыми распространенными источниками зажигания на

промышленном предприятии являются·

• искры при коротких замыканиях (возникают при неправиль­

ном подборе и монтаже электросетей, износе, старении и повреж­

дении изоляции электропроводов и оборудования);

• теплота, выделяющаяся при перегрузках электрических сетей,

машин и аппаратов, больших переходных сопротивлениях (наиболее

часто перегрузки возникают при токовых нагрузках, превышающих

в течение длительного времени допустимые значения, а большие со­

противления - при плохих контактах в соединениях проводов, на

зажимах, на шинах распределительных, групповых щитов и т.п );

• теплота, выделяющаяся при трении во время скольжения под­

шипников, дисков ременных передач, а также при выходе газов под

высоким давлением и с большой скоростью через малые отверстия

и щели,

•искры, образующиеся при ударах металлических деталей друг

одруга, о камень и т.п (например, удары лопастей вентиляторов о

кожух, Попадание посторонних металлических предметов в дробил­

ки, жернова мельниц);

• теплота, выделяющаяся при химическом взаимодействии не­

которых веществ и материалов (например, щелочных 1\,еталлов с

водой, окислителей со сгораемыми веществами), а также при само­ возгорании органических веществ (например, ветоши, применяемой для изготовления бумаги) при попадании на них растительных и жи­

вотных масел; искровые разряды статического электричества и т. п

При некоторых условиях причинами возникновения пожаров

могут быть также пламя, лучистая теплота, искры, образующиеся

при эксплуатации огнедействующих производственных установок,

отопительных приборов, электро- и газосварочных аппаратов [5] Вероятность возникновения пожара (взрыва) в пожара- и взры­

воопасном объекте определяют на этапах его проектирования, стро­

ительства и эксплуатации Для расчета вероятности возникновения

пожара (взрыва) на действующих или строящихся объектах необхо­

димо располагать статистическими данными о времени существова­

ния различныхпожаро-и взрывоопасных событий Вероятность воз­

никновения пожара в проектируемых объектах определяют на осно­

ве показателей надежности элементов объекта, позволяющих рас­

считывать вероятность отказов производственного оборудования,

356 Час т ь I Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

деляются токсичные газы и другие побочные продукты, которые в значительной степени изменяют Процентное количество газов, вхо­

дящих в атмосферный воздух, и которые по-разному воздействуют

на человека (фосген, окислы азота, монооксиды углерода и т.д.).

Ниже рассмотрены свойства газов как входящих в состав атмо­ сферного воздуха, так и образующихся при горении веществ.

Азот - бесцветный газ, не имеющий запаха, малорастворим в

воде, немного легче воздуха ( 1,25 г/л). Азот не горит и не поддер­

живает горения. В обычных условиях газ физиологически безвре­

ден, нейтрален, но с увеличением парциального давления

(Р ;;;;. 0,·55 МПа) начинает оказывать токсическое действие. Кислород - газ, необходимый для жизни человека. При дыха­

нии он соединяется в легких с гемоглобином крови и разносится по

всем клеткам и тканям организма, где потребляется в процессе окис­

ления. Это бесцветный газ, не имеющий запаха. Он немного тяжелее

воздуха (l ,43 г/л), не горит, но хорошо поддерживает горение. В

больших концентрациях даже в условиях атмосферного давления

кислород действует на организм человека отравляюще. Например,

при Р = 0,1 МПа (l кгс/ см2) дыхание чистым кислородом в атмо­

сферных условиях в течение трех суток приводит к тому, что в лег­

ких человека развиваются воспалительные процессы. А при парци­

альном давлении кислорода более 0,3 МПа (3 кгс/см2) через

15...30 мин. у человека возникают судороги, он теряет сознание. К

факторам, ведущим к возникновению кислородного отравления, от­

носятся: содержание во вдыхаемом воздухе примеси углекислого

газа, напряженная физическая работа, переохлаждение и перегре­ вание. При малом парциальном давлении кислорода во вдыхаемом

воздухе (ниже 0,015 МПа (0, 15 кгс/см2)) кровь, протекая через лег­

кие, насыщается кислородом неполностью, что приводит к сниже­

нию работоспособности, а в случаях острого кислородного голода­

ния - к потере сознания.

Углекислый газ при обычных условиях бесцветный с особым кислым вкусом. Он не горит и не поддерживает горения, примерно

в 1,5 раза тяжелее воздуха, плохо растворяется в воде, в организме

человека образуется как конечный продукт окислительных процес­

сов в тканях и удаляется из организма через легкие в процессе ды­

хания и через кожу.

Нормальное содержание углекислого газа в организме человека

поддерживается центральной нервной системой посредством регу­

ляции деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем. При увеличении содержания С02 во вдыхаемом воздухе в организме

360 Час т ь 1 Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

что материалы из древесины по токсичности продуктов горения пре­

восходят многие синтетические материалы.

Малоопасные по токсичности материалы характеризуются низ­

ким уровнем выделения летучих веществ и большим зольным остат­

ком.

10.4. Пожарооnасные свойства веществ и материалов

Горение - это сложное, быстро протекающее химическое пре­

вращение веществ, сопровождающееся выделением теплоты и излу­

чением света. В большинстве случаев горение происходит в резуль­

тате взаимодействия горючего вещества с окислителем (кислородом

воздуха, хлором, закисью азота и др.) при наличии источника зажи­

гания [4].

При определении пожара- и взрывоопасности веществ и .ма­

териалов различают:

•газы - вещества, давление насыщенных паров которых при

температуре 25 ос и давлении l Оl ,3 кПа превышает l Оl ,3 кПа;

• жидкости - вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 ос и давлении 1О1,3 кПа меньше 1О1,3 кПа; к

жидкостям относят также твердые плавящиеся вещества, темпера­

тура плавления или каплепадения которых меньше 50 ос;

•твердые вещества и .материалы - индивидуальные веще­

ства и их смесевые композиции с температурой плавления или кап­

лепадения больше 50 °С, а также вещества, не имеющие темпера­

туру плавления (на.пример, древесина, ткани и др.);

•пыли - диспергированные твердые вещества и материалы с

размером частиц менее 850 мкм.

В зависимости от агрегатного состояния (твердое, жидкое,

газообразное) горючего вещества и окислителя различают три

вида горения: гомогенное - горение газов и параобразных горю­

чих веществ в среде газообразного окислителя; гетерогенное - rо­ рение жидких и твердых горючих веществ в среде газообразного

окислителя; горение взрывчатых веществ и порохов.

По скорости распространения пламени горение подразделяют на

три вида:

• дефлаграционное, когда скорость равна нескольким метрам в

секунду;

• взрывное - десятки метров в секунду;

·детонационное - тысячи метров в секунду.

Большинству пожаров свойственно дефлаграционное горение.

Равномерное распространение горения устойчиво лишь в том слу-

364 Час т ь I Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

Экспериментальное определение температуры вспышки жидкос­

ти проводят нагреванием определенного количества ее с заданной

скоростью, при этом периодически поднимают температуру, визу­

ально регистрируя результат зажигания. Экспериментальное опре­

деление температуры проводят как для открытых, так и для закры­

тых тиглей. Для однокомпонентных веществ температура вспышки

постоянна, в то время как для сложных веществ она зависит от со­

става и свойств компонентов. В табл. 10.10 приведены значения тем­

пературы вспышки некоторых горючих и легковоспламеняющихся

жидкостей (ГЖ, ЛВЖ).

Легковоспламеняющuмuся называются жидкости с температу­ рой вспышки не более 61 ос в закрытом тигле или ббоС в открытом тигле. Если жидкость подогреть до температуры более высокой, чем

температура вспышки, скорость образования паров может достичь

значений, достаточных для поддержки устойчивого горения смеси

паров с воздухом.

Не менее важным показателем, характеризующим процесс горе­

ния, является температура воспламенения - наименьшая темпе­

ратура вещества, при которой в условиях специальных испытаний

вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что

после их зажигания возникает устойчивое пламенное горение. Тем­

пературу воспламенения определяют экспериментально и расчет­

ным путем, она всегда выше температуры вспышки горючего веще­

ства. Для ЛВЖ эта разность составляет 1... 5°С, для других веществ равна zooc и более За температуру воспламенения принимают на­

именьшее ее значение, при котором пары вещества воспламеняются

от газовой горелки и продолжают гореть после ее удаления.

При достижении температуры самовоспламенения происходит

резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчиваю-

щихся пламенным горением. Экспериментальное определение этого

показателя пожароопасности заключается в измерении минималь­

ной температуры равномерно прогретого объема исследуемой горю­ чей смеси, при которой происходит самовоспламенение этого объе­

ма в отсутствии источника зажигания. Температура самовоспла­

менения вещества меняется в зависимости от концентрации,

давления, размеров, формы. Температура самовоспламенения го­

рючих веществ различается в больших пределах. У одних горючих

веществ она превышает 500... 700°С, у других лежит в пределах тем­

пературы окружающей среды. Вещества с высокой температурой самовоспламенения горят только в результате нагрева. Вещества с температурой самовоспламенения, лежащей в пределах температу­

ры окружающей среды, могут самовоспламеняться без нагрева, так

как окружающая среда нагревает их до температуры самовоtпламе­

нения. Такие вещества представляют большую пожарную опасность

и называются самовозгорающимися, а процесс самонагревания их

до возникновения горения - самовозгорание. Самоgозгорающиеся

вещества способны гореть и взрываться при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами, они представля­

ют большую пожароопасность. К ним относятся бурые и каменные

угли, торф, серный колчедан, щелочные металлы и др.

Многообразие веществ и материалов предопределило различные

концентрационные пределы распространения пламени. Существуют такие понятия как нижний и верхний концентрационные пределы

распространения пламени (воспламенения) - это соответственно

минимальное и максимальное содержание горючего в смеси «Горю­

чее вещество - окислительная среда>>, при котором возможно рас­

пространение пламени по смеси на любое расстояние от источника

зажигания. Интервал концентраций между нижним и верхним пре­

делами называется областью распространения пламени (воспламе­

нения).

Важнейшей характеристикой взрывабезопасности паров и газов

горючих веществ является диапазон взрыв.аемости, который учиты­ вается при расчете взрывобезапасных концентраций газов, паров и пылей внутри технологического оборудования, трубопроводов, а

также при проектировании вентиляционных систем и при расчете

предельно допустимых взрывобезапасных концентраций горючих ве­

ществ в воздухе рабочей зоны с потенциальными источниками за­

жигания (ГОСТ 12.1.010-76 ССБТ. <<Взрывобезопасность. Общие требования>>).

366 Час т ь l Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

Методы экспериментального и расчетного определения кон­

центрационных пределов распространения пламени установлены

ГОСТ 12 1 044-85 <<Пожара- и взрывоопасность веществ и материа­

лов Номенклатура показателей и методы их определения•> ( СТ СЭВ

1495-79). Перед проведением экспериментально-расчетных про­

цедур оценивают нижний и верхний концентрационные пределы

(в процентах) распространения пламени по газопаравоздушным сме­

сям исследуемого однокомпонентного вещества по формуле

амf3 + Ьм'

где f3 - стехиометрический коэффициент кислорода в уравнении

химической реакции горения данного горючего вещества:

(10 7)

где те, т5, тн, тх, т0, трчисло атомов соответственно углерода,

серы, водорода, галогена, кислорода и фосфора в молекуле соеди­

нения, ам, Ьм - универсальные константы, значения которых при­ веденыв табл 1011.

Например, для ацетона С3Н60.

6- о 1

Значения нижнего концентрационного предела для некоторых веществ приведены в табл. 1О 12

368 Час т ь 1 Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

Концентрационные пределы воспламенения смеси, состоящей из

нескольких взрывоопасных компонента~ паров и газов, можно оп­

ределить по формулам:

- + - + ... + -

с:рнl с:рн2 с:рнп

онные ~редельi распространения пламени (воспламенения) отдель­

ных компонентов в смеси с воздухом, %.

Пределы распространения пламени горючих смесей непосто­ янны и зависят от следующих факторов:

о начальной температуры. Если температура повышается, то

диапазон взрываемости расширяется, причем нижний предел стано­

вится меньше, а верхнийбольше. Принято считать, что с повыше­

нием тем!lературы смеси на каждые lOOOC нижний предел уменьша­

ется на 10% исходного значения, а верхнийвозрастает на 15%.

Повышение начальной температуры горючей смеси за С'Чет сниже­

ния градиента температур приводит к уменьшению оттока из зоны

горения к исходной смеси. Это увеличивает скорость горения и со­ ответственно уменьшает время теплообмена горючей смеси с окру­ жающей средой. Снижение теплопотерь в горючей смеси ведет к

повышению ее температуры, и поэтому разбавленная воздухом го­

рючая смесь, не взрывающаяся при низкой температуре, становится взрывоопасной при более высокой;

о давления горючей смеси. Повышение давления выше атмо­ сферного для большинства смесей приводит к расширению области воспламенения, а уменьшение давления сужает эту область. Каждая

смесь при любой концентрации и определенной температуре имеет

пороговое значение давления, ниже которого взрыв невозможен;

• наличия других примесей. Добавление негорючих газов су­

щественно снижает верхний предел распространения пламени.

При этом нижний предел распространения пламени почти не изме­ няется, так как введение негорючей примеси незначительно влияет

на концентрацию кислорода, определяющего способность смеси к

взрыву. Увеличение концентрации негорючих веществ приводит или может привести к тому, что смесь становится невзрываемой. Этот эффект используется при тушении пожаров газов и паров.

В зону горения вводят негорючие газообразные вещества - флег­

матизаторы;

• характера источника воспламенения (например, мощности

электрического разряда). Каждой горючей смеси при определенных

условиях соответствует минимальная энергия воспламенения. Эту энергию сообщают горючей смеси электрический разряд, дуга, от­

крытое пламя или другой источник тепла. Чем выше мощность

искры, тем вероятнее возникновение устойчивого горения и взрыва,

шире становится диапазон взрываемости. Опасность взрыва горю­ чей смеси возрастает, если увеличивается продолжительность ис­

крового разряда.

Определенной температуре жидкости соответствует определен­

ная упругость паров над поверхностью жидкости, что позволяет оп­

ределить взрывоопасность горючих веществ с учетом температур­

ных пределов воспламенения, т.е. с учетом температуры вещества,

при которой его насыщенные пары образуют в конкретной окисли­ тельной среде концентрации, равные соответственно нижнему

(нижний температурный предел, %) и верхнему (верхний тем- . пературный предел, %) концентрационным пределам распро­ странения пламени (воспламенения), %:

где Рн• Рв - давление насыщенных паров при температурах, соот­

ветствующих нижнему и верхнему температурным пределам, Па;

Ратм - атмосферное давление, равное 9,8 · 103 Па.

Значения температурных пределов воспламенения веществ ис­

пользуют при расчете пожара- и взрывабезопасных режимов работы

технологического оборудования, при оценке аварийных ситуаций,

связанных с разливом горючих жидкостей, а также для рас•ета кон­

центрационных пределов воспламенения.

Твердые частицы горючего вещества, находясь во взвешенном

состоянии (аэрозоль), в смеси с воздухом (кислородом) могут гореть

с большой скоростью или взрываться.

Пыль, осевшая на поверхностях окружающих предметов,

может взрываться только после перехода во взвешенное состо­ яние. Взрывопасность пыли характеризуется нижним концентраци-

370 Час т ь 1 Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

онным пределом воспламенения. По опасности воспламенения и взрыва пыль разделяют:

• на взрывоопасную в состоянии аэровзвеси с нижним пределом

воспламенения до 15 г1мз;

•то же с нижним пределом воспламенения 16...65 г1м3 (дре­

весная мука, угольная пыль и др.);

•пожароопасную с нижним пределом воспламенения, большим

65 г1мз, и температурой самовоспламенения, не превышающей 250°С (хлопковая пыль, элеваторная);

•пожароопасную с температурой самовоспламенения выше

250°С (цинковая пыль, древесная пыль и др.) и пределом воспламе­

нения ниже 65 г1 м3.

Характеристики пылей необходимо учитывать при разработке

безопасных температурных режимов работы технологического обо­

рудования, трубопроводов и сооружений, предназначенных для хра­

нения, транспортировки и работы с пожаро- и взрывоопасными ве­

ществами.

Характеристики пожароопасных свойств некоторых твердых го­

рючих материалов приведены в табл. 10.13.

Большую роль в обеспечении экологической безопасности ок­

ружающей среды играют горючесть и огнестойкость стро­

ительных материалов. Согласно действующим в настоящее время

Здания и сооружения для промышленных производств выполня­

ются из несгораемых материалов (силикатный кирпич, железобе­ тон). Например, стены, колонны и другие элементы зданий, выпол­

ненные из красного кирпича, при температуре 900°С снижают проч­

ность на 15%. Наибольшей деформации при пожарах подвергаются

стальные конструкции, которые при 500.. 700°С практически теряют

несущую способность.

Для повышения огнестойкости элементов, изготовленных из сго­

раемых материалов (дерево, стеклопластики, пластмассы и др.), их

пропитывают солями фосфорнокислого и сернокислого аммония.

Наибольший эффект достигается, если древесина поглотила до

75 кг/ мЗ антипиренов.

Строительные материалы относят к негорючим, если они имеют

следующие параметры горючести: прирост температуры в печи не

более 50°С, потеря массы образца не более 50%, продолжитель-

1-IОСТЬ устойчивого пламенного горения не более 10 с Строительные

материалы относят к горючим, если они не удовлетворяют хотя бы

одному из указанных значений параметров.

Горючие строительные материалы в зависимости от значе­

ний параметров горючести подразделяют на четыре группы го­

рючести: Г!, Г2, ГЗ, Г4 (табл 10.15)

Определение фактических пределов огнестойкости строительных

конструкций в большинстве случаев осуществляют эксперименталь­ ным путем. Основные положения методов испытаний конструкций на

огнестойкость приведеныв ГОСТ 30247.0-94 <<Конструкции строитель­ ные. Методы испытаний на огнестойкость Общие требования•> и ГОСТ 30247.1-94 <<Конструкции строительные. Методы испытаний на

огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции•>.

Потеря несущей способности определяется обрушением кон­

струкции или возникновением предельных деформаций и обознача­

ется R.

374 Часть 1 Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

Потеря ограждающих функций определяется потерей целост­ ности или теплоизолирующей способности Потеря целостности на­

ступает вследствие образования в конструкциях сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность про­ никают продукты горения или пламя Это предельное состояние обо­

значается Е Потеря теплоизолирующей способности определяется по­

вышением температуры на необогреваемой поверхности конструк­

ции в среднем более чем на 140°С или в любой точке этой поверх­ ности более чем на 180°С в сравнении с температурой конструкции до испытания и обозначается !.

Класс пожарной опасности конструкции определяют исходя

из следующих факторов.

•температуры в огневой и тепловой камерах, предназначенных для определения наличия теплового эффекта,

•способности к воспламенению газов, выделяющихся при тер­

мическом разложении материалов образца,

•возможности образования горящего расплава

Одна и та же конструкция может принадлежать к различным классам пожарной опасности в зависимости от времени теплового

воздействия Например

• КО (15)- конструкция класса КО при времени теплового воз­

действия 15 мин (табл 10 16),

•К1 (30) - конструкция класса К1 при времени теплового воз­

действия 30 мин,

•К1 (30) / К3 (45) - конструкция класса К1 при времени теп­

лового воздействия 30 мин и класса К3 при времени теплового воз­

действия 45 мин СНиП 21-01-97 регламентирует классификацию зданий по сте­

пени огнестойкости, пожарной опасности конструкций Степень ог­ нестойкости здания определяется огнестойкостью его конструкций

в соответствии с табл 10 17 Класс пожарной опасности конструк­

ций здания определяется степенью участия строительных кон­ струкций в развитии пожара и образовании его опасных факторов

(табл 10 18) Класс функциональной пожарной опасности здания

определяется его назначением и особенностями размещаемых в нем

технологических процессов

К несущим элементам здания относятся конструкции, обеспечи­ вающие его общую устойчивость и геометрическую неизменяемость

при пожаре - несущие стены, рамы, колонны, балки, фермы, арки, связи, диафрагмы жесткости и т п

376 Час т ь 1 Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и nрироде

Пределы огнестойкости заполнения проемов (дверей, ворот,

окон) не нормируются, за исключением проемов в противопожарных

преградах.

В случаях, когда в качестве минимального требуемого предела

огнестойкости указан R15 (RE 15 или REJ15), допускается приме­

нять незащищенные стальные конструкции независимо от их фак­

тического предела огнестойкости за исключением случаев, когда предел огнестойкости таких конструкций составляет менее R8.

Заполнения проемов в ограждающих конструкциях здания по по­ жарной опасности не нормируются, за исключением проемов в про­

тивопожарных преградах.

По функциональной принадлежности все здания и помещения подразделяются на классы по пожарной опасности в зависимости от способа их использования и от того, в какой мере безопасность

людей в случае возникновения пожара находится под угрозой. При

этом учитываются их возраст, состояние (сон или бодрствование)

контингента, число и др. Здания и помещения, связанные с посто­

янным или временным проживгнием людей, а также детские до­

школьные учреждения и больницы относятся к классу Ф 1. Зрелищ­

ные и культурно-просветительные учреждения (например, театры,

кинотеатры, концертные залы) относятся к классу Ф2. К классу ФЗ

относятся предприятия по обслуживанию населения, в которые вхо­ дят предприятия торговли и общественного питания. Учебные заве­

дения, научные и проектные организации, учреждения управления

составляют класс Ф4. Производственные и складские здания и по­

мещения относятся к классу Ф5. К этому же классу принадлежат

производственные и лабораторные помещения, складские здания и помещения, стоянки автомобилей без технического обслуживания, книгохранилища и архивы, сельскохозяйственные здания. Произ­

водственные и складские помещения, а также лаборатории и мас­

терские в зданиях классов Ф 1, Ф2, ФЗ, Ф4 относятся к классу Ф5. При определении степени огнестойкости зданий следует руко­

водствоваться СНиП 2,01.02-85, СНиП 2.08.02-89, СНиП 2.09.02-89.

Строительными нормами и правилами СНиП 21-01-97 <<Пожар­

ная безопасность зданий и сооружениЙ>> регламентируются требо­

вания к конструктивным, объемно-планировочным и инженерно-тех­ ническим решениям, обеспечивающим в случае пожара:

• возможность эвакуации людей, независимо от их возраста и физического состояния, из здания до наступления угрозы их жизни

и здоровью вследствие воздействия опасных факторов пожара;

возможность спасения людей в случаях, установленных СНиП

2.01.02-85;

•возможность доступа пожарных и подачи средств пожароту­

шения к очагу пожара, а также проведения мероприятий по спасе­

нию людей и материальных ценностей;

• ограничение прямого и косвенного материального ущерба, включая содержимое здания и само здание, при экономически обо­ снованном соотношении возможного материального ущерба в ре­

зультате пожара и расходов на противопожарные мероприятия, по­

жарную охрану и ее техническое оснащение;

•нераспространение пожара на здания, расположенные рядом.

10.5. Установление категорий производств

по пожарной и взрывной опасности

Пожара- и взрывоопасность производств, зданий и сооружений,

в которых размещаются производства, оценивается с учетом пожа­

ра- и взрывоопасных свойств и количества обращающихся веществ

и материалов и регламентируется нормативными документами [2, 6]. Оценить пожара- и взрывоопасность производства можно двумя

методами: установлением количественных показателей категорий

производств и расчетом вероятности достижения определенного

уровня пожара- и взрывоопасности. Вероятностный подход более со­

вершенен, так как позволяет находить оптимальные конструктивные

и технические решения для конкретных объектов. К достоинствам

детерминированного подхода можно отнести сравнительную просто­

ту, однозначность решений.

Категории пожара- и взрывапожарной оnасности помещений и

зданий определяют для наиболее неблагаприятного в отношении

пожара или взрыва периода, исходя из вида находящихся в аппа­

ратах и помещениях горючих веществ и материалов, их количества

и пожароопасных свойств, особенностей технологических процес­

сов.

В настоящее время основополагающим документом, устанавли­

вающим степень пожара- и взрывоопасности проектируемого объек­

та, являются нормы <<Определение категорий помещений и зданий по взрывапожарной и пожарной опасности. НПБ 105-95>>, которыми

предусматривается установление категорий промышленных и склад­

ских помещений, зданий и сооружений в соответствии с табл. 10.19.

Эта методика достаточно проста и универсальна и является основой

378 Час т ь I Место инжеhерной экологии в системе знаний о человеке и nрироде

для определения требований к планировке и застройке, этажности,

конструктивным решениям, размещению инженерного оборудова­ ния, безопасности людей

пылевоздушные или паравоздушные смеси, при воспламенении

которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в

помещении, превышающее 5 кПа

81-84 - по Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и

жараопасная трудногорючие вещества н материалы (в том числе пыли и

волокна), вещества, материалы, способные при взаимодействии

с водой, кислородом воздула или друг с другом только гореть при

условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или

обращаются, не относятся к категории А или Б

гНегорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или

расплавленном состоянии, процесс обр<~ботки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжиrаюп11

или утилизируются в качестве топлива

дНегорючие вещества и материалы в холодном состоянии

При определении категории учитывается возможность аварий­

ной разгерметизации одной наиболее крупнои единицы технологи­ ческого оборудования с наиболее пожара- и взрывоопасным веше­

ством, а также возможность натекания продуктов из подводящих

коммуникаций за время до отключения соответствующих трубопро­ водов Количественным критерием установления категории являет­

ся избыточное давление D..P, которое может развиваться при взрыв­

ном сгорании максимально возможного скопления взрывоопасных

веществ в помещении

Под пожарной нагрузкой понимается энергия, выделяемая при сгорании горючих материалов, занимающих 1 м2 пола

Избыточное давление определяется по формуле

где т - масса горючего газа, пара ЛВЖ или взвешенной в воздухе горючей пыли, поступившей из разгерметизированного технологи­ ческого оборудования, кг, Нттеплота сгорания истекающего ве­

щества, кДж/кг, Р0 - атмосферное давление, 101 кПа, Z - ко­

эффициент участия горючего вещества во взрыве (Z =0,5 для газов

и пылей, z = 0,3 для паров жидкости, z = 1 для водорода), vn -

свободный объем помещения, принимаемый равным 0,8 геометри­

равной 293 Ю, Кнкоэффициент, учитывающий негерметичность помещения (принимается равным 3), К= At + 1 - коэффициент,

учитывающий аварийную вентиляцию, А - кратность воздухооб­

мена, с-1, t - время поступления взрывоопасных веществ в поме­

щение, с

Коэффициент К учитывается, если аварийная вентиляция обо­

рудована резервными вентиляторами, автоматическим пуском при

достижении взрывоопасной концентрации и электропитанием по

первой категории надежности (по Правилам устройства электроус­

тановок - ПУЭ)

С учетом численных значений показателей формулу (lO 12)

Величина т из (10 12), (10 13) рассчитывается в зависимости

от агрегатного состояния горючего вещества

1 При разгерметизации аппарата с горючим газом (ГГ)

оо

( Van- объем апцарата, м3, Рапдавление в аппарате, кПа, Т, Т0-

температура в аппарате и в помещении, К), VT = viт + v2тобъем

газа, вышедшего из трубопроводов, мз, р - плотность газа при нор­ мальных условиях, кг/ м3, V1т = gt - объем газа, выходящего из

382 Ч а с т ь 1 Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

вестным значением qкр значения [пр ;;;" 12 м. При проливе горючих

жидкостей /пр между соседними участками разлива рассчитывается по формулам:

/пр;;;" 15 при h ;;;" 11 м; [пр;" 26- h при h < 11 м. (10.19)

Если при определении категорий В2 или ВЗ реализуется условие

то помещение должно быть отнесено к категориям В 1 и В2 соот­

ветственно.

Для веществ и материалов, способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, воздухом или друг с другом, при расчете

!J.P значение коэффициента Z принимается равным 1; Нт - энергия взаимодействия.

После установления категорий помещений устанавливают

категории зданий в целом в соответствии со следующими пра­ вилами. Здание относится к категории А, если в нем суммарная

площадь помещений категорий А превышает 5% площади всех по­

мещений или 200 м2. Допускается не относить здание к категории

А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не

превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем по­

мещений (но не более 1000 м2), и эти помещения оборудуются ус­

тановками автоматического пожаротушения.

Здание относится к категории Б, если одновременно выпол­

нены два условия:

•здание не относится к категории А;

•суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает

5% суммарной площади всех помещений или 200 м2.

Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная

площадь помещений категорий А и Б не превышает 25% суммарной

площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2)

и эти помещения оборудуются установками автоматического пожа­

ротушения.

Здание относится к категории В, если одновременно вьшол­

нены два условия:

•здание не относится к категориям А или Б;

•суммарная площадь помещений категорий А, Б, В превышает

5% (10%, если в здании отсутствуJ<?т помещения категорий А и Б)

суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категории В, если суммарная

площадь помещений категорий А, Б, В в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не

более 3500 м2) и эти помещения оборудуются установками автома­

тического пожаротушения.

Здание относится к категории Г, если одновременно вьшол­

нены два условия:

•здание не относится к категориям А, Б или В;

•суммарная площадь помещений А, Б, В и Г превышает 5%

суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная

площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает

25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но

не более 5000 м2) и помещения категорий А, Б, В оборудуются ус­

тановками автоматич~ского пожаротушения.

Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В или Г.

Требования технологической взрывобезопасности регламен­ тируются <<Общими правилами взрывабезопасности для взрывоопас-