Лекция 14

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ПОЖАРЕ И ЕГО РАЗВИТИИ.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЖАРОТУШЕНИИ.

ФИЗИКО – ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ОСОБЕННОСТИ СРЕДСТВ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Пожары наносят огромный ущерб экономике страны. По среднестатистическим данным ежедневно в России происходит более 670 пожаров, при которых погибает 45 человек, и около 40 получают травмы различной степени тяжести, выгорает 169 строений и 17 единиц техники.

Рассматривая пожарную безопасность как элемент управления охраной труда в организации, необходимо знать причины, по которым в основном происходят пожары на производственных объектах. К ним относятся:

• неосторожное обращение с огнем (40,1%);

• нарушение правил устройства и эксплуатации электроустановок (25,3%);

• нарушение правил безопасности проведения электрогазосварочных работ и огневых работ (12,2%);

• нарушение правил устройства и эксплуатации печей (10,5%);

• нарушение правил пожарной безопасности при эксплуатации электроприборов (5,5%);

• неисправность производственного оборудования, нарушение технологического процесса (6,4%).

К опасным факторам, воздействующим на людей, по классификации относятся:

1.пламя и искры;

2. повышенная температура окружающей среды;

3. токсичные продукты горения и термического разложения;

4.дым;

5.пониженная концентрация кислорода.

Предельные значения факторов пожара:

- температура окружающей среды - 70°С;

- тепловое излучение – 500Вт/м²;

- содержание оксида углерода – 0,1%;

- содержание двуокиси углерода – 6%;

- содержание кислорода – менее 17%.

Вторичные проявления опасных факторов пожара:

• осколки, части разрушающихся агрегатов, конструкций и т.п.;

• радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов;

• электрический ток, возникший в результате высокого напряжения на токопроводящих частях конструкций;

• опасные последствия взрыва, произошедшего после возникновения пожара;

• огнетушащие вещества.

Развитие пожара происходит в три основные фазы:

1. первая фаза – начальная стадия, которая включает в себя период возгорания пожара (1 – 3 мин) и рост зоны горения. Продолжительность первой фазы составляет 2 – 30% общей продолжительности пожара. Температура в помещении повышается до 200°С;

2. вторая – стадия объемного развития пожара, продолжающаяся 30 – 40 мин, при этом температура в помещении моментально достигает 250 - 300°С. Из – за притока свежего воздуха резко возрастает интенсивность пожара, и температура внутри помещения быстро повышается до 800 - 900°С. Максимальная скорость выгорания 10 – 12 мин.

3. третья – затухающая стадия пожара, сопровождаемая тлением или медленным догоранием. Через некоторое время пожар прекращается.

Анализируя причины пожаров, убеждаемся, что они входят в сферу функций контроля, осуществляемого специалистами по охране труда.

Нарушение правил устройства и эксплуатации электрооборудования, безопасности проведения электрогазосварочных и огневых работ, устройства и эксплуатации печей, а также неисправность производственного оборудования и нарушение технологического процесса не должны быть вне внимания специалистов по охране труда при проведении ими контроля за безопасным проведением работ.

Службы охраны труда должны оказывать необходимое содействие лицам, ответственным за обеспечением пожарной безопасности, в выполнении следующих работ.

Опасными факторами пожара, воздействующими на людей и материальные ценности, помимо открытого пламени, повышенной температуры корпусов оборудования и окружающей среды, являются также токсические продукты горения и термического разложения, пониженная концентрация кислорода в воздухе рабочей зоны и вызванные описанными факторами их вторичные проявления: осколки, движущиеся части разрушившихся аппаратов, установок, конструкций, токсические вещества и материалы, вышедшие из разрушившихся аппаратов и установок, электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, опасные факторы взрывов, происходящие вследствие пожаров.

Эти факторы приводят к отравлениям, ухудшению работы органов дыхания, травмированию работающих.

Обеспечение безопасности людей в чрезвычайных ситуациях, одной из которых и самой распространенной до сих пор остается пожар, является приоритетным требованием Строительных Норм и Правил по проектированию зданий и сооружений. Поэтому в зданиях должны быть предусмотрены объемно-планировочные, конструктивные и инженерно-технические решения, обеспечивающие, в случае пожара, прежде всего возможность эвакуации людей из зданий на прилегающую к нему территорию до наступления угрозы их жизни и здоровью из-за воздействия опасных факторов пожара (ОФП). Причем безопасную эвакуацию людей должны обеспечивать эвакуационные пути и выходы из помещения, с этажа и из здания в целом, без учета применяемых в них средств пожаротушения и противодымной защиты.

Для обеспечения пожаробезопасных условий необходимо проведение комплекса организационно-технических мероприятий. Они должны включать:

- организацию пожарной охраны, организацию ведомственных служб пожарной безопасности;

- паспортизацию веществ, материалов, изделий, технологических процессов, зданий и сооружений объектов в части обеспечения пожарной безопасности;

- разработку и реализацию норм правил пожарной безопасности, инструкций о порядке обращения с пожароопасными веществами и материалами, о соблюдении противопожарного режима и действиях людей при возникновении пожара;

- организацию обучения работающих правилам пожарной безопасности на производстве, а населения – в порядке, установленном правилами пожарной безопасности соответствующих объектов пребывания людей.

Пожар – в области безопасности труда пожар характеризуется образованием опасных факторов пожара. Процесс, характеризующийся социальным и/или экономическим ущербом в результате воздействия на людей и/или материальные ценности факторов термического разложения и/или горения, развивающиеся вне специального очага, а также применяемых огнетушащих веществ.

Система пожарной безопасности – комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение пожара и ущерб от него.

Объект защиты – здание, сооружение, помещение, процесс, технологическая установка, вещество, материал, транспортное средство, изделия, а также их элементы и совокупности. В состав объекта защиты входит и человек.

Устойчивость объекта при пожаре – свойство объекта предотвращать воздействие на людей и материальные ценности опасных факторов пожара и их вторичных проявлений.

Источник зажигания – средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения.

Горючая среда – среда, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания.

Пожарная опасность объекта – под опасностью принимается возможность причинения ущерба опасными факторами пожара, в том числе их вторичными проявлениями.

Предельно допустимое значение опасного фактора пожара – значение опасного фактора, воздействие которого на человека в течение критической продолжительности пожара не приводит к травме, заболеванию или отклонению в состоянии здоровья в течение нормативно установленного времени, а воздействие на материальные ценности не приводит к потере устойчивости объекта при пожаре.

Критическая продолжительность пожара – время, в течение которого достигается предельно допустимое значение опасного фактора пожара в установленном режиме его изменения.

Эвакуация людей при пожаре – вынужденный процесс движения людей из зоны, где имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара.

Спасение людей при пожаре – действия по эвакуации людей, которые не могут самостоятельно покинуть зону, где имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара.

План эвакуации при пожаре – документ, в котором указаны эвакуационные пути и выходы, установлены правила поведения людей, а также порядок и последовательность действий обслуживающего персонала на объекте при возникновении пожара.

Пожарная профилактика - комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, на предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также создание условий для успешного тушения пожара.

Система предотвращения пожара – комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на исключение условий возникновения пожара.

Пожарная безопасность – состояние объекта, при котором с установленной вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара и воздействия на людей опасных факторов пожара, а также обеспечивается защита материальных ценностей.

Общие сведения о пожаротушении

Пожаротушение – это комплекс мероприятий и действий, направленных на ликвидацию возникшего пожара. Поскольку для возникновения и развития процесса горения, приводящего к пожару, необходимы присутствие горючего вещества, окислителя, источника зажигания и непрерывный поток тепла от очага пожара к горючему материалу или в свежую горючую газовую смесь, для прекращения горения достаточно исключить какой-либо из указанных факторов. Следовательно, пожаротушение можно обеспечить:

изоляцией очага горения от воздуха или снижением содержания кислорода в воздухе, что достигается разбавлением воздуха негорючими газами до концентрации кислорода, при которой не может происходить горение;

охлаждением очага горения до определенных температур;

интенсивным торможением (ингибированием) скорости химических реакций в пламени;

механическим срывом пламени сильной струей газа или воды;

созданием условий огнепреграждения, т.е. таких условий, при которых пламя распространяется через узкие каналы и при уменьшении сечения последних до установленной величины распространение пламени прекращается.

Для создания этих условий применяют различные огнетушащие вещества и составы (называемые в дальнейшем средствами тушения0. В качестве средств тушения применяют:

воду, подаваемую в очаг пожара сплошными или распыленными струями;

воду с добавками (смачивателями, против замерзания и т.д.);

пены (воздушно – механическую различной кратности, химическую);

инертные газовые разбавители (диоксид углерода, азот, аргон, дымовые газы, водяной пар);

галогеноуглеводороды (хладоны 13В1, 12В1, 114В2);

порошки;

комбинированные составы.

Эффект воздействия всех существующих средств пожаротушения на горение зависит от физико – химических свойств горящих материалов, условий их горения и других факторов. Рассмотрим это подробно.

Физико – химические свойства и особенности средств пожаротушения

Вода. Является наиболее широко применяемым средст­вом тушения пожаров различных веществ и материалов. К достоинствам воды, как средства тушения, относятся доступность, дешевизна, значительная теплоемкость, высокая скрытая теплота испарения, подвижность, хи­мическая нейтральность и отсутствие ядовитости.

Вода не только обеспечивает тушение многих объек­тов, но и, эффективно охлаждая их, защищает от возгорания соседние с горящим объекты.

К недостаткам воды относятся сравнительно высокая температура замерзания, недостаточная в ряде случаев (например, при тушении тлеющих материалов) сма­чивающая способность, сравнительно высокая электро­проводность (особенно в присутствии добавок против замерзания, смачивателей и др.), затрудняющая ту­шение установок под напряжением. Для понижения температуры замерзания в воду вводят антифризы (некоторые минеральные соли, гликоли). Чтобы повы­сить смачивающую способность воды, в нее вводят 0,5—2,0 % поверхностно-активных веществ (ПАВ) — сульфонаты, сульфонолы НП-1 и НП-3, смачиватели ДБ, НБ, ОП-7 и ОП-10, пенообразователи (ПО). Для уменьшения растекаемости в воду вводят добавки, по­вышающие ее вязкость (например, натрийкарбокси-метилцеллюлозу).

Воду нельзя применять для тушения веществ, бурно реагирующих с ней с выделением тепла, горючих, а также токсичных и коррозионно-активных газов. К та­ким веществам относятся многие металлы и металло-органические соединения, карбиды и гидриды металлов, раскаленные уголь и железо. Нефтепродукты и многие другие органические жидкости при тушении водой могут всплывать на ее поверхность, увеличивая площадь по­жара.

В этом случае целесообразно применять распы­ленную воду. Характер дробления воды (размер капель) должен подбираться с учетом температуры вспышки жидкости. Следует помнить, что при тушении водой масел и жиров могут происходить выброс или разбрызгивание горящих продуктов. Нельзя также приме­нять для тушения горючих пылей сплошные струи воды во избежание образования взрывоопасной среды. В этом случае надо применять распыленную воду со смачивателем.

Для определения возможности тушения водой (а так­же пенами и другими средствами на водной основе) веществ и материалов проводятся специальные испы­тания.

Кратная сводка веществ и материалов, для тушения которых нельзя применять воду и составы на ее основе, приведена в таблице 1.

Таблица 1. Вещества и материалы, для тушения которых нельзя применять воду и составы на ее основе

Вещество или материал	Характер взаимодействия с водой
Алюминийорганические соединения, щелочные металлы	Реагируют со взрывом
Литийорганические соединения азид свинца, карбиды многих металлов, гидриды ряда металлов (А1, Zп, Мg)	Разложение с выделением горючих газов
Серная кислота, термит, хлорид титана	Сильный экзотермический эффект
Гидросульфит натрия	Самовозгорание
Битум, жиры, масла, петролатум	Усиление горения, разбрызги­вание, вскипание, выброс

Пены. Широко используются при тушении пожаров на промышленных предприятиях, складах, нефтехрани­лищах и т. п. Пены представляют собой коллоидные системы, состоящие из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости, и характеризуются агрегативной и термодинамической неустойчивостью. Для получения пен к воде добавляют ПО и пенопорошки, в качестве которых применяют некоторые природные и синтети­ческие ПАВ. Кроме того, для повышения устойчивости, морозостойкости и других показателей вводят различ­ные стабилизаторы и добавки. К достоинствам пен как средств тушения относятся: существенное сокращение расхода воды, возможность тушения больших площа­дей, повышенная (по сравнению с водой) смачивающая способность. Особенно важно то, что в отличие от большинства других средств при тушении пенами не требуется одновременное перекрытие всего зеркала горения (или большей его части), поскольку пена спо­собна растекаться по поверхности горящего материала.

Пены характеризуются кратностью, дисперсностью, вязкостью и т. д. Наиболее важной характеристикой является кратность пены, под которой понимают отно­шение объема пены к объему ее жидкой фазы.

В зависимости от способа и условий получения огнетушащие пены подразделяются на химическую и воз­душно-механическую различной кратности. Химическая пена образуется при взаимодействии растворов кислот и щелочей в присутствии ПО. Химическую пену при­меняют редко.

Для получения воздушно-механической пены тре­буются специальная аппаратура и водные растворы ПО. Воздушно-механическая пена подразделяется на низкократную (кратность до 30), среднекратную (30— 200) и высокократную (> 200). Наиболее широкое при­менение находит пена средней кратности (70—150). Для получения воздушно-механических пен применяют следующие ПО: ПО-1 (ГОСТ 6948—81), представляю­щий собой раствор нейтрализованного керосинового контакта Петрова (натриевые соли сульфокислот) с до­бавками костяного клея и этанола или этиленгликоля, пригоден для тушения пожаров классов А и В (кроме полярных соединений); ПО-1Д (ТУ 3810799—81) — раствор алкиларилсульфоната (назначение см. ПО-1); П0-1с (ТУ 3820767—83) — это ПО-1Д с добавкой аль-гината натрия и спиртов фракции С10 — С12, пригоден для тушения пожаров классов А и В (в том числе для тушения этанола и других полярных веществ, в связи с большим расходом применяется редко); ПО-ЗАИ (ТУ 3810923—75) — раствор вторичных алкилсульфатов (назначение см. ПО-1), обладает пониженной коррозионной способностью; ПО-6К (ТУ 3810740) — раствор смеси натриевых солей сульфокислот (назна­чение см. ПО-1); ПО «ТЭАС» (ТУ 107127—82) — обладает биоразлагаемостью, можно использовать для тушения нефтепродуктов и твердых материалов (для пожаров классов А и В); ПО «САМПО» (ТУ 10950— 78) — обладает повышенной огнетушащей способно­стью, биоразлагаем, пригоден для тушения пожаров . классов А и В; ПО «Форэтол» (ТУ 6-02-780—86) — на основе фторированных ПАВ, пригоден для тушения пожаров класса В (в том числе полярных жидкостей — спиртов, эфиров и т. п.) без разбавления (в отличие от ПО-1С), характеризуется наиболее высокой огнету­шащей способностью; ПО универсальный (ТУ 6-02-2-890—86) — на основе фторированных ПАВ, применяет­ся при тушении различных, в том числе полярных, жидкостей.

Концентрация раствора 10 %. Следует иметь в виду, что воздушно-механическая пена, полученная с использованием ПО на основе алкил-арилсульфонатов, например натриевых солей сульфо­кислот (называемых в дальнейшем «обычными» ПО, в отличие от фторосодержащих), быстро разрушается на полярных органических жидкостях и поэтому не может применяться для их тушения. Для тушения по­лярных жидкостей следует применять пену, получаемую при помощи ПО на основе фторированных ПАВ («форэтол», универсальный).

Нормативную интенсивность подачи пены при туше­нии жидких горючих в резервуарах устанавливают по зависимости:

Jн=2,3 Iкр(1)

где Iкр — критическая интенсивность, определяемая из опыта.

Минимальная интенсивность подачи растворов ПО передвижными

средствами тушения пожаров класса В составляет [в кг/(м2с)]: 0,08—ПО-1, ПО-1Д, ПО-6К, ПО-ЗАИ, ПО «ТЭАС»; 0,05 — ПО «Сампо», 0,3—ПО-1с (при тушении эталона); 0,15—ПО «ФОРЭТОЛ» и ПО универсальный при тушении эталона и других по­лярных жидкостей и 0,05 — для других ЛВЖ.

При устройстве стационарных (в том числе автома­тических) установок тушения воздушно-механической пеной нормативная интенсивность подачи раствора ПО (согласно СНиП 2.04.09—84) в зависимости от условий составляет 0,08—0,4 кг/(м2с).

Инертные разбавители. В качестве инертных разбави­телей используют газообразные диоксид углерода, азот, аргон, дымовые газы, водяной пар. Горение большинст­ва веществ прекращается при снижении содержания кислорода в атмосфере защищаемого объема до 12- 15% (об.). Для веществ, характеризуемых широкой концентрационной областью распространения пламени (водород, ацетилен, диборан и др.), металлов, тлеющих материалов предельное содержание кислорода состав­ляет 5 % и ниже.

Наиболее широкое применение из указанных газо­образных разбавителей находит диоксид углерода. Его используют в стационарных установках (объемно­го тушения), в ручных (ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8) и возимых (УП-2М) огнетушителях. Особенностью диоксида угле­рода является его способность при дросселировании образовывать хлопья «снега». При поверхностном ту­шении «снежным» диоксидом углерода его разбавляю­щее действие дополняется охлаждением очага горения.