Пожарная безопасность

Работа из раздела: «Безопасность жизнедеятельности и охрана труда»

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Раздел 1. ОсновнЫе причинЫ пожаров

К причинам пожаров и гибели людей вследствие пожаров относят влияние следующих факторов:

социального фактора относят поджоги, нарушения правил пожарной безопасности при проведении электрогазосварочных работ, нарушения правил эксплуатации бытовых газовых, керосиновых и других приборов и средств, небрежное обращение с огнем, шалости детей с огнем;

техногенного фактора - неисправность производственного оборудования, нарушение технологического процесса производства, нарушение правил подготовки и эксплуатации электроустановок, взрывы, нарушение правил подготовки и эксплуатации печного отопления, нарушение правил подготовки и эксплуатации теплогенерирующих агрегатов и установок;

природного фактора - самовозгорание предметов и материалов, разряды молнии.

Гибель людей по времени суток остаётся неизменной на протяжении многих лет. Наибольшее количество погибших ночью - с 22 до 6 часов утра (29%), днём - с 10 до 18 часов (22%). Меньше всего погибает людей вечером (с18 до 22 часов).

Анализ пожарной опасности показывает, что основная часть погибших составляет следующие социальные группы: пенсионеры до 42%, лица без определенных занятий - 37%, работники - 13%. Половина людей погибает в состоянии алкогольного опьянения. 44% погибает в возрасте 40 - 60 лет, 36% - в возрасте старше 60 лет, 16% - в возрасте от 21 до 40 лет.

Распределение погибших относительно причин возникновения пожаров приведено на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Распределение погибших во время пожаров по причинам их возникновения

Как видно из приведенных данных УкрНИИПБ ГУ МЧС Украины, основными причинами возникновения пожаров является: небрежное поведение с огнём, нарушение пожарной безопасности при эксплуатации электрооборудования, несоблюдение технологии при ведении огневых работ.

Согласно Постановления Кабинета Министров Украины, можно выделить пожары, которые классифицируются как ЧС общегосударственного и объектного уровня. Таких в Украине возникло 49 (17,3% от общего количества ЧС), ними нанесен материальный ущерб на сумму 12 млн. 808 тыс. грн., из них: общегосударственного уровня (где экономические убытки составляют более 1% сведённого годового бюджета страны, или погибло более 5 человек), регионального уровня (где экономические убытки составляют до 1% сведённого годового бюджета страны, или погибло от 3-5 человек).

Раздел 2. Свойства веществ, характеризующие их пожарную опасность

2.1. Пожар и его свойства

Пожары - быстроразвивающиеся процессы горения, при которых пламя уничтожает всё, что встречается на его пути. Основными документами, регулирующими пожарную безопасность, являются Закон Украины “О пожарной безопасности”, “Правила пожарной безопасности в Украине”, ГОСТ 12.1004-91, ГОСТ 12.1044-89, ГОСТ 19433-88, СТ СЭВ 383-87 и др.

Неорганизованные процессы горения веществ, приводящие к потере материальных ценностей, травматизму и гибели людей, называют пожарами. В огне пожара на открытом воздухе температура достигает 700-900⁰С, в закрытых помещениях до 1200-1300⁰С.

По происхождению пожары делятся на: экзогенные, возникающие от внешнего теплового источника (открытого взрыва, короткого замыкания); эндогенные, возникающие от самонагревания, самовозгорания (угля, зерновых).

Горение веществ может происходить в твёрдом, жидком или газообразном (пароподобном) состоянии.

Пожары сопровождаются опасными и вредными явлениями, которые необходимо учитывать при проектировании и строительстве зданий и сооружений. С точки зрения пожарной безопасности очень важно принять правильное планировочное решение, предложить защиту строительных конструкций, предусмотреть необходимые пути эвакуации и обеспечить их безопасность, спроектировать автоматические средства тушения пожаров.

Можно выделить несколько основных свойств пожаров:

Высокая температура пламени, достигающая в наиболее горячей части 1200-1400⁰С, передача тепла теплоизлучением, конвекции. Например, при пожаре в помещении с закрытой дверью около 40% тепла передаётся посредством излучения пламени на стены, 5% - через проёмы наружу и 50-55% уносится конвективными потоками также наружу через верхнюю часть окон.

Излучение пламени вызывает ожоги и болевые ощущения у людей, находящихся в зоне пожара. Минимальное расстояние от очага пожара, на котором может находиться человек, м: R=1,6H, где H - средняя высота факела пламени. Эту формулу нужно знать и в случае необходимости уметь применить. Люди в возбуждённом состоянии могут не заметить, что обожглись, или заметить это слишком поздно.

Наличие дыма резко снижает видимость внутри зданий и сооружений. Задымление создаёт угрозу для жизни людей, затрудняет спасение пострадавших.

Наличие токсичных газов в дыме (оксид углерода, оксид азота, сернистый газ, фосген) может привести к отравлению и смерти.

Температура дыма также представляет собой большую опасность для жизни людей. Этот факт часто не учитывают. Так, при температуре вдыхаемого дыма 60⁰С (при отсутствии токсичных веществ) может наступить смерть.

Перенос огня на смежные здания и сооружения искрами, излучением, конвекцией.

Возможность взрыва оборудования, аппаратуры на промышленных предприятиях.

В случае пожара, до прибытия пожарных команд, руководитель производства обязан определить минимальное расстояние от очага пожара, на котором могут находиться люди; выставить охрану, которая должна не пускать в опасную зону людей; организовать правильное тушение (в основном с наветренной стороны); установить контроль над близлежащими зданиями и оценить возможность их загорания от пожара с учётом интенсивности горения и метеорологических условий; выявить места, где может произойти взрыв, и принять соответствующие меры.

2.2 Самовозгорание, воспламенение, температура вспышки и горения, взрыв вещества

Горением называют сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, характеризующийся самоускоряющимся химическим превышением и сопровождающийся выделением большого количества теплоты и лучистой энергии.

Для возникновения и развития процесса горения необходимы горючее вещество, окислитель и источник воспламенения, инициирующий реакцию между горючим и окислителем. Горение отличается многообразием видов и особенностей. В зависимости от агрегатного состояния горючих веществ горение может быть гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении компоненты горючей смеси находятся в одинаковом агрегатном состоянии (чаще в газообразном). Причём если реагирующие компоненты перемешаны, то происходит горение предварительно перемешанной смеси, которое иногда называют кинетическим (поскольку скорость горения в этом случае зависит только от кинетики химических превращений). Если газообразные компоненты не перемешаны, то происходит диффузное горение (например, при поступлении потока горючих паров в воздух). Процесс горения лимитируется диффузией окислителя. Горение, характеризующееся наличием раздела фаз в горючей системе (например, горение жидкости и твёрдых материалов), является гетерогенным. Горение дифференцируется также по скорости распространения пламени, и в зависимости от этого фактора оно может быть дефлаграционным (в пределах нескольких м/с), взрывным (десятки и сотни м/с) и детонационным (тысячи м/с). Кроме того, горение бывает ламинарным (послойное распространение фронта пламени по свежей горючей смеси) и турбулентным (перемешивание слоёв потока с повышенной скоростью выгорания).

Как правило, пожары характеризуются гетерогенным диффузным горением, а скорость горения зависит от диффузии кислорода воздуха в среде. Возникновение и развитие пожаров существенно зависит от степени пожарной опасности веществ. Одним из критериев пожарной опасности твёрдых, жидких и газообразных веществ является температура самовоспламенения, т.е. способность вещества самовоспламеняться.

Для зарождения эндогенного пожара необходимо наличие вещества, способного быстро окислятся при низких температурах, в результате чего может произойти самовозгорание. Это свойство вещества получило название химической активности к самовозгоранию. В результате окисления и накопления тепла самонагревание переходит в воспламенение.

Воспламенение - это качественно новый и отличный от самонагревания процесс, отличающийся большими скоростями окисления, выделением теплоты и излучением света. Самонагревание и самовоспламенение зарождается отдельными небольшими гнёздами, в связи с чем, обнаружить его очень трудно.

Самовозгорание происходит вследствие накопления тепла внутри вещества и не зависит от воздействия внешнего источника тепла.

Все вещества по их опасности в отношении самовозгорания можно разделить на четыре группы:

* вещества, способные самовозгораться при контакте с воздухом при обычной температуре (растительные масла, олифа, масляные краски, грунтовки, бурые и каменные угли, белый фосфор, алюминиевая и магниевая пудра, сажа и т.д.);

* вещества, способные самовозгораться при повышенных температурах окружающего воздуха (50°С и выше) и в результате внешнего нагрева до температур, близких к температурам их воспламенения и самовоспламенения (пленки нитролаков пироксилиновые и нитроглицериновые пороха, растительные полувысыхающие масла и приготовленные из них олифы, скипидар и т.д.);

* вещества, контакт которых с водой вызывает процесс горения (щелочные металлы, карбиды щелочных металлов, карбид кальция, алюминия и т.д.);

* вещества, вызывающие самовозгорание горючих веществ при контакте с ними (азотная, магниевая, хлорноватистая, хлористая и другие кислоты, их ангидриды и соли; перекиси натрия, калия, водорода и др.; газы - окислители - кислород, хлор и др.).

Важнейшей характеристикой твердых сыпучих материалов является степень их возгораемости.

Все материалы, независимо от области применения делятся на три группы:

* Несгораемые материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются.

* Трудносгораемые материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть или тлеть при наличии источника огня, а после удаления источника огня горение и тление прекращается.

* Сгораемые материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.

Некоторые химические вещества, горючие и смазочные материалы в определенных концентрациях и условиях способны не только к возгоранию от источников тепла, но и к взрыву.

Пожарная опасность веществ (газообразных, жидких, твердых) определяется рядом показателей, характеристика и количество которых зависят от агрегатного состояния данного вещества.

Критериями пожарной опасности твердых, жидких и газообразных веществ являются: температура вспышки, температура воспламенения и самовоспламенения, индекс распространения пламени, кислородный индекс, коэффициент дымообразования, показатель токсичности продуктов горения и т.д.

Одним из критериев пожарной опасности горючих жидкостей является температура вспышки.

Температурой вспышки паров горючей жидкости называется та минимальная температура жидкости, при которой в условиях нормального давления жидкость выделяет над своей свободной поверхностью пары в количестве, достаточном для образования с окружающим воздухом смеси, вспыхивающей при поднесении к ней открытого огня.

К легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ) относятся жидкости, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки не выше 61°С в закрытом тигле и 66°С в открытом тигле.

К горючим жидкостям (ГЖ) относятся жидкости, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки выше 61°С в закрытом тигле и 66°С в открытом тигле.

Температурой воспламенения называют ту минимальную температуру, при которой нагреваемая в определённых условиях жидкость загорается при поднесении к ней пламени и горит в течение (не менее) 5с. Температура воспламенения опаснее, чем температура вспышки, так как пары и жидкость при воспламенении продолжают гореть после удаления пламени.

При строительных работах, особенно при приготовлении мастик, покрасочных работах, необходимо чётко знать степень возгораемости находящихся поблизости материалов и конструкций, правильно организовать контроль по предупреждению пожаров и обеспечить необходимым количеством средств тушения.

В зависимости от вида горючего материала пожары подразделяются на классы: А, В, С и Д (рис. 2.1.).

При горении твёрдых и жидких горючих веществ различают три стадии развития пожара.

Начальная стадия (загорание) характеризуется неустойчивостью, сравнительно низкой температурой в зоне пожара, малой высотой факела пламени и небольшой площадью очага горения (длится обычно 5 - 20 мин). В этой стадии горение может быть быстро прекращено с применением простейших средств (1 - 2 огнетушителя и т. п.). Медленное развитие пожара объясняется тем, что приток свежего воздуха затруднён, так как закрыты окна и двери, кроме того, много тепла тратится на прогрев и подготовку горючих материалов к воспламенению.

Вторая стадия характеризуется тем, что выделяющееся при горении тепло усиливает процесс разложения и испарения горючих веществ. Площадь горения и факел пламени увеличиваются, и горение переходит в устойчивую форму. Для ликвидации пожара в этой стадии уже требуется применение водяных или пенных струй объёмного тушения.

Третья стадия отличается большой площадью горения, высокой температурой, большим размером излучающих поверхностей, конвективными потоками, деформацией и обрушением конструкций. В третьей фазе по мере выгорания содержимого температура в помещении начинает падать.

При воспламенении горючих газов горение развивается настолько быстро, что стадии развития пожара обычно не различаются (скорость распространения пламени не менее 1,0 м/с).

Пожары сопровождаются опасными и вредными явлениями, которые необходимо учитывать при проектировании и строительстве зданий и сооружений, ведении работ. С точки зрения пожарной безопасности очень важно принять правильное планировочное решение, предложить защиту строительных конструкций, предусмотреть необходимые пути эвакуации.

Взрыв - это разновидность горения и характеризуется чрезвычайно быстрыми процессами физико- химических превращений горючих веществ с образованием огромных количеств тепловой энергии, практически, без рассеивания тепла в окружающую среду.

Различают два концентрационных предела взрываемости веществ.

Минимальная концентрация газа, пара или пыли в смеси с воздухом, способная к воспламенению или взрыву называется нижним пределом воспламенения (НП).

Наибольшая концентрация газов или паров в воздухе, при которой ещё возможно воспламенение или взрыв (в дальнейшем с повышением концентрации воспламенение или взрыв считаются невозможными) называется верхним пределом воспламенения (ВП).

В таблице 2.4. приведены показатели некоторых взрывопожароопасных ЛВЖ и ГЖ.

Взрыв от горения отличается ещё большей скоростью распространения огня. Так, скорость распространения пламени во взрывчатой смеси, находящейся в закрытой трубе, 2000 - 3000 м/с. Сгорание смеси с такой скоростью называется детонацией. Возникновение детонации объясняется сжатием, нагревом и движением несгоревшей смеси перед фронтом пламени, что приводит к ускорению распространения пламени и возникновению в смеси ударной волны. Образующиеся при взрыве газовоздушной смеси воздушные ударные волны обладают большим запасом энергии и распространяются на значительные расстояния. Во время движения они разрушают сооружения и могут стать причиной несчастных случаев. Оценка опасности воздушных ударных волн для людей и различных сооружений производится по двум основным параметрам - давлению во фронте ударной волны ?Р и сжатию ф. Под фазой сжатия понимается время действия избыточного давления в волне. При ф ? 11 мс безопасным для людей считается давление 0,9-113 Па. Расчёты безопасных расстояний для людей при потенциальной угрозе взрыва ведутся только по давлению во фронте ударной волны, так как при взрывах всегда ф во много раз больше 11 мс

Таблица 2.1.

Показатели некоторых взрывоопасных ЛВЖ и ГЖ

п/п	Название веществ	Температура вспышки (t всп), °С	Температура самовоспламенения (t св), °С	Концентрационные пределы распространения пламени, % объём	Температурные границы распространения пламени, °С
				НКП	ВКП	НТП	ВТП
1	Ацетон	-18	465	2,2	13	-20	6
2	Бензин автомобиль-ный А-76	-36	300	0,76	5,16	-36	-4
3	Бензол	-11	562	1,4	7,1	-14	13
4	Бутилацетат	29	450	2,2	14,7	13	48
5	Ксилол	29	590	1,2	6,2	24	50
6	Спирт этиловый	13	404	3,6	19	11	41
7	Спирт метиловый?	8	464	6,0	34,7	7	39
8	Скипидар	34	300	0,8	-	32	53
9	Толуол	4	536	1,3	6,7	0	30
10	Уай-спирт	33-36	260	-	-	33	68

2.3 Категории производств и помещений по взрывопожарной опасности

Исходя из взрывопожарной характеристики технологического процесса, все производства, согласно ОНТП 24-86 делят на пять категорий: А, Б, В, Г, Д (табл. 2.5.). Категория производства регламентирует степень огнестойкости зданий, допустимое количество этажей, площадь этажа между противопожарными стенами зданий.

При проектировании в помещениях спринклерных или автоматических дренчерных установок площади этажа между противопожарными стенами допускается увеличивать на 100%. Наиболее опасные по взрыву и пожару виды производств необходимо располагать в одноэтажных зданиях у наружных стен, а в многоэтажных - на верхних этажах у наружных стен.

Для зданий IV и V степени огнестойкости необходимо рассчитывать противопожарные стены на устойчивость. В результате пожара происходит обрушение конструкций, примыкающих к противопожарной стене, и последняя превращается в свободно стоящую, что может привести к её обрушению.

Устойчивость стены определяется по толщине из уравнения:

(1)

де - расчётная толщина противопожарной стены, м;

М₀ - опрокидывающий момент, Н•м;

- плотность кладки противопожарной стены, кг/м³;

h - общая высота противопожарной стены, м.

Если д_факт > д_р, то стена не обрушится.

Как видим, при отнесении производства к той или иной категории необходимо знать само производство, степень взрывчатости, возгораемости, температуры вспышки веществ и материалов. Для определённого вида производства рекомендуются конструкции с заданным минимальным пределом огнестойкости и группой возгораемости.

Основной мерой предупреждения возникновения взрывов и пожаров, согласно “Правилам устройства электроустановок (ПУЭ)” является подразделение помещений на взрывоопасные: В-I, В-Iа, В-Iб, В-Iг, В-II, В-IIа и на пожароопасные: n-I, n-II, n-IIа, n-III (табл. 2.6.). Взрывоопасной считается зона в помещении в пределах до 5м по горизонтали и вертикали от технологического аппарата, из которого возможно выделение горючих газов или паров ЛВЖ, если объём взрывоопасной смеси составляет 5 и более процентов свободного объёма помещения. Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях.

Согласно ПУЭ во взрывоопасных зонах следует использовать взрывозащитное оборудование, выполненное согласно ГОСТ 12.2.020-76.

Электрические машины и аппараты, применяемые в электроустановках, должны обеспечивать как необходимую степень защиты их изоляции от вредного действия окружающей среды, так и достаточную безопасность в отношении пожара или взрыва вследствие какой-либо неисправности.

Стандарт устанавливает следующую классификацию видов исполнения электрооборудования (электрических устройств): общего и специального (холодостойкое, влагостойкое и др.) назначения; открытое или защищённое (от прикосновения к движущимся и токоведущим частям); закрытое; герметичное; взрывозащищённое. Также предусмотрены конструктивные меры для устранения или затруднения возможности воспламенения окружающей взрывоопасной среды.

В пожароопасных помещениях (зонах) всех классов допускается открытая электропроводка непосредственно по несгораемым конструкциям и поверхностям изолированными проводами. Во взрывоопасных зонах рекомендуется применять взрывозащищённые электрические машины и аппараты, пусковые аппараты, магнитные пускатели для классов В-I и В-II необходимо выносить за пределы взрывоопасности, используя дистанционное управление. Разводка электропроводов должна проводиться в металлических трубах с установкой размыкателей за пределами помещений. При использовании светильников для классов В-I, В-II, В-IIа они должны быть во взрывобезопасном исполнении. Всё оборудование подлежит обязательному защитному заземлению или занулению, независимо от напряжения источников питания. Категория пожаро- и взрывопожарной опасности помещений, его класс по ПУЭ должны быть обозначены на входной двери помещения.

Таблица 2.5.

Категории помещений по взрывопожарной опасности

Категория помещения	Характеристика веществ и материалов, находящихся в помещении
А (взрыво-пожароопасная)	Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28°С в таком количестве, которые могут создавать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при вспышке которых распространяется расчётное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водою, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, при котором расчётное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа
Б (взрыво-пожароопасная)	Горючая пыль или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки больше 28°С, горючие жидкости в таком количестве, которые могут образовывать взрывоопасные пыле- и паровоздушные смеси, при возгорании которых распространяется расчётное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа
В (взрыво-пожароопасная)	Легковоспламеняющиеся, горючие и трудногорючие жидкости, твёрдые горючие и трудногорючие вещества и материалы, которые способны при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещение, где они присутствуют или используются, не относятся к категории А или Б
Г	Негорючие вещества или материалы в горячем, раскалённом или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается излучением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твёрдые вещества, которые зажигаются или утилизируются в качестве топлива
Д	Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии

Таблица. 2.6.

Классификация помещений и внешних установок согласно ПУЭ

Зоны класса	Общая характеристика среды в помещении и внешних установках	Примеры производств
	Пожароопасные зоны
П - I	Есть в наличии горючие жидкости с температурой возгорания больше 61°С	Склады минеральных масел
1	2	3
П - II	Выделяется горючие пыль или волокна с нижним концентрационным пределом взрываемости (НКПВ)- 65 г • м-3 к объёму воздуха в помещении	Деревообрабатывающие, прядильные цеха
П - IIа	Присутствуют твёрдые горючие вещества	Склады бумаги, мебели, одежды
П - III	Есть в наличии горючие жидкости с температурой возгорания более чем 61°С или твёрдые горючие вещества вне помещения	Открытые склады угля и древесины
	Взрывоопасные зоны
В - I	Образуются взрывоопасные смеси горючих газов или паров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) с воздухом во время нормальных режимов работы	Фасовка и розлив ЛВЖ, открытые ёмкости
В - Iа	То же самое, что и В-I, но вследствие аварии, повреждения или неисправности	Насосные перекачивания ЛВЖ
В - Iб	То же самое, что и В-Iа, при наличии одной из таких особенностей: горючие газы имеют высокий НКПВ (больше 15%) и резкий запах; в верхней части помещения может собираться газоподобный водород; горючие газы и легковоспламеняющиеся жидкости есть в небольшом количестве	Машинные залы аммиачных компрессорных, аккумуляторные, лаборатории с сохранением ЛВЖ и горючих жидкостей
В - Iг	Пространство вокруг внешней установки, в которой содержится горючий газ или легковоспламеняющаяся жидкость в границах по горизонтали и вертикал: 0,5 м от разрыва до помещений класса В-I, В-Iа, В-II; 3м от закрытых аппаратов с горючими газами или ЛВЖ; 5м от предохранительных дыхательных клапанов; 8м от резервуаров с горючими газами или ЛВЖ; 20м от мест слива и налива сливно-наливных эстакад	Надземные и подземные резервуары с горючими газами или ЛВЖ, автозаправочные станции
В - II	Образуются взрывоопасные смеси горючей пыли или волокна с воздухом при нормальных режимах работы	Приготовление угольной, торфяной пыли
В - IIа	То же самое, что и В - II, но только вследствие аварий или неисправностей	Склады муки

Рис .2.1. Классы пожаров

Раздел 3. Огнестойкость строительных конструкций

3.1 Понятие огнестойкости

Строительные конструкции, выполненные из органических материалов, являются одним из компонентов горючей системы и способствуют возникновению и распространению пожара. Конструкции, выполненные из неорганических материалов, не горят, но аккумулируют значительную часть теплоты (до 50%), выделяющуюся при пожаре. При определённой дозе аккумулированной теплоты, прочность конструкций падает и происходит их обрушение. Так, металл, который может нести значительные нагрузки десятки лет, при достижении критических температур 470 - 500°С разрушается.

Под огнестойкостью строительных конструкций понимается их способность сохранять несущую и ограждающую способность. Показателем огнестойкости строительных конструкций является предел огнестойкости - время (в часах, минутах) от начала испытания (пожара) конструкции до возникновения одного из следующих признаков:

а) появление трещин;

б) повышения температуры на её необогреваемой поверхности в среднем на 140°С или в любой точке этой поверхности более чем на 180°С в сравнении с температурой конструкции до испытания или более 200°С независимо от температуры конструкции до испытания;

в) потери несущей способности.

3.2 Огнестойкость железобетонных конструкций

Основными факторами, влияющими на предел огнестойкости конструкций, являются влага, коэффициент теплопроводности и прочность арматуры.

Влага в бетоне играет двоякую роль. Во-первых, при действии на бетон высоких температур вода, испаряясь, замедляет темп прогрева, увеличивая тем самым предел огнестойкости. Во-вторых, вода способствует взрывообразному разрушению бетона при интенсивном прогреве вследствие образования пара. Необходимым условием взрыва бетона является быстрое повышение температуры, т.е. прогрев по стандартному температурному режиму или непосредственное воздействие огня на конструкцию.

При пожарах и испытаниях через 10 - 20 мин после воздействия огня на конструкцию бетон взрывообразно разрушается, откалываясь от обогреваемой поверхности пластинами площадью 200 см² и толщиной 0,5 - 1см. куски бетона отлетают на расстояние до 15м. Такое разрушение происходит по всей поверхности, приводя к быстрому уменьшению сечения конструкции и, как следствие, к потере несущей способности и огнезащитных свойств. При влажности бетона выше 5% и температуре 160 - 200°С, что способствует максимальному давлению пара в порах, бетон разрушается почти во всех случаях. При влажности 3,5 - 5% разрушение носит местный характер. При влажности менее 3% взрывы не наблюдаются. При нагревании по растянутому во времени режиму (с достижением стандартных температур через промежуток времени, увеличенный вдвое) бетон не взрывается, несмотря на его повышенную влажность (5 - 6%). При этом вид заполнителя бетона заметно не влияет на его разрушение.

Обычно взрывоопасное разрушение происходит на новостройках, в неотапливаемых подвалах и других влажных помещениях. Бетоны с плотностью, ниже 1250 кг/м³ не взрываются при влажности 12 - 14%. Это обусловлено тем, что такие бетоны имеют сообщающиеся поры и благодаря паропроницаемости внутри конструкций не создаётся значительных внутренних усилий.

Повышение температуры окружающей среды при пожаре сопровождается переносом теплоты в материал конструкции. Её тепло стремится к тепловому равновесию. Поэтому температура внутренних точек будет изменяться не только в зависимости от координат и их взаимного расположения, но и от времени. Такие процессы теплопередачи принято называть нестационарными.

В настоящее время разработано много различных методов решения задач нестационарной теплопроводности, приводящих к удовлетворительным для инженерной практики результатам. Эти методы условно можно разделить на две группы - аналитические и численные.

3.3 Огнестойкость строительных конструкций

Небольшой предел огнестойкости металлических конструкций затрудняет, а в отдельных случаях делает невозможным тушение пожаров и безопасную эвакуацию людей и материальных ценностей. Очень важно знать также предел огнестойкости различного рода технологического оборудования и металлических сооружений в период работы в экстремальных условиях повышенных температур.

Нет необходимости доказывать важность разработки экспресс-метода по определению предела огнестойкости металлических строительных конструкций, сооружений, оборудования.

Незащищенные металлические конструкции в процессе воздействия огня прогреваются равномерно по сечению. Предел их огнестойкости характеризуется временем прогрева металла до критической температуры, которая составляет в среднем для стали 500°С, для алюминиевых сплавов -- 250°С.

3.4 Огнестойкость конструкций из дерева и полимеров

Если для оценки огнестойкости металлических и железобетонных конструкций существуют проверенные на практике методы, то для оценки огнестойкости конструкций из дерева и полимеров таких методов почти нет.

Сущность оценки огнестойкости деревянных конструкций заключается в определении времени горения, по истечении которого сечение конструкции уменьшится до критического значения. Вследствие уменьшения сечения напряжение увеличивается и при достижении предела прочности конструкция разрушается.

В последнее время все более широко применяются строительные конструкции из полимеров. К основному недостатку конструкций, изготовленных из этих материалов, можно отнести горючесть, выделение вредных веществ при горении и способность к размягчению в зоне повышенных температур. До настоящего времени в практике строительства отсутствуют расчетные методы предела огнестойкости конструкций из полимеров.

3.5 Повышение огнестойкости строительных конструкций

Теория и практика показывают, что строительные конструкции, оборудование и материалы, даже если последние не горят, требуют защиты от огня. Если предел огнестойкости строительных конструкций мал, то происходит их обрушение, что способствует проникновению огня в другие помещения, затрудняет или делает невозможным эвакуацию людей и материальных ценностей и усложняет тушение пожаров. Таким образом, основной задачей с точки зрения пожарной защиты является повышение предела огнестойкости строительных конструкций.

Практика позволяет выделить следующие пути повышения огнестойкости строительных конструкций.

1. Повышение огнестойкости путем применения различного рода обмазок и штукатурки. Этот способ повышения огнестойкости можно рекомендовать для строительных конструкций из различных материалов (дерево, металл, железобетон, пластмассы). Толщина слоя в любом случае должна быть не менее 20-25 мм. Хорошо зарекомендовали себя для обмазок такие материалы, как вермикулит, асбестовермикулит, перлит, известково-цементная штукатурка.

2.Повышение огнестойкости за счет облицовки конструкций плитами и кирпичом. При облицовке колонн гипсовыми плитами толщиной 60--80 мм предел огнестойкости достигает 3,3 -- 4,8 ч, а при применении обыкновенного глиняного кирпича толщиной 60 мм -- 2ч.

3.Повышение огнестойкости в результате применения различных экранов. Например, подвесные потолки из несгораемых или трудносгораемых материалов являются хорошим экраном для несущих металлических конструкций. Экраны могут быть передвижные и стационарные, а по конструктивному решению -- теплоотводящие и поглощающие лучистую энергию. Водяные экраны (прозрачные, полупрозрачные и практически непрозрачные) применяются довольно часто в виде водяных завес, создаваемых спринклерными и дренчерными головками.

4.Повышение огнестойкости охлаждением конструкций водой. Металлические конструкции охлаждаются водой с помощью срабатывания дренчерных или спринклерных систем. При быстром развитии пожара на больших площадях этот метод неэффективен. В настоящее время предложен более оригинальный метод, при котором колонны охлаждаются за счет циркуляции воды внутри них.

5.Повышение огнестойкости обработкой конструкций антипиренами - химическими веществами, придающими древесине свойство невозгораемости. Обработанные образцы испытываются на огнезащитные свойства методом керамической трубы. Однако этот способ обработки очень трудоемкий и дорогой, качество обработки зависит от вида дерева и его строения. Кроме того, приобретенные огнезащитные свойства не очень надежны.

6. Повышение огнестойкости нанесением покрытий на поверхность конструкций. В последнее время для защиты конструкций от огня применяются различные огнезащитные покрытия. Принцип их действия заключается в том, что при воздействии пламени покрытия вспучиваются, создавая тем самым дополнительный изоляционный слой. Небольшая стоимость большинства покрытий, простота приготовления и нанесения, возможность обработки в любых условиях, высокие огнезащитные свойства способствуют широкому их применению. Разработано покрытие на основе жидкого стекла и асбеста, которое состоит из 10 частей (по массе) жидкого стекла и 1--4 частей порошка мелковолокнистого асбеста. Простое механическое перемешивание в течение 10 мин обеспечивает готовность покрытия. Наносится покрытие любым распылителем. Расход на 1 м поверхности -- от 0,5 до 1 кг при не большой стоимости . Огнезащитные свойства его очень высоки. Эксперименты показали, что при действии на обработанную древесину в течение 50 мин теплового импульса порядка 23012 МДж тепловое напряжение составляло более 418,41 МДж/мин, а температура на участке 10--12 м достигала 920°С. После испытания древесина сохранилась -- покрытие предохранило ее от сгорания.

В последние годы в ряде стран разработаны и успешно применяются огнезащитные вспучивающиеся покрытия, которые позволяют повысить огнестойкость металла и перевести древесину в группу трудногорючих материалов: “Пироморс”, “ПироСейф”, “Унитерм” (Германия); “Винтер” (Финляндия); “Фламс САФЕ” (Венгрия); “Файрекс” (НПА “Крилак”, Россия); “ОВК - 2”, “Эндотерм - ХТ - 150” (Украина).

Однако следует учесть, что все приведенные огнезащитные покрытия многокомпонентны и содержат органические компоненты, что не позволяет их относить к негорючим покрытиям, а тем более безопасным (при температурах выше 300°С претерпевают деструкцию и разложение с выделением небезопасных веществ).

Учитывая данное обстоятельство, всё большее применение в Украине находят отечественные не горючие на минеральной основе эффективные вспучивающиеся покрытия на основе жидкого стекла (ВЗП-1ВЗП-12).

7.Повышение огнестойкости прессованием древесины после введения химических веществ. Это новый способ придания древесине огнезащитных свойств. Сущность его состоит в том, что в древесину вводятся вещества, которые размягчают целлюлозу и клетчатку, после чего древесина прессуется. Спрессованная древесина имеет большую плотность, тонет в воде, обладает прочностью стали, очень трудно загорается от огня и относится к категории трудносгораемых материалов.

3.6 Огнестойкость зданий и сооружений

Здание состоит из конструкций и элементов с различной степенью, или пределом, огнестойкости. Фактическая степень огнестойкости зданий определяется по минимальным пределам огнестойкости основных строительных конструкций.

Здания классифицируются на пять степеней огнестойкости: I, II, III, IV и V. Например, у зданий I степени огнестойкости колонны, стены лестничных площадок, несущие стены имеют минимальный предел огнестойкости 2,5ч; II - III степени - 2,0ч. Причём данные конструкции выполнены из несгораемых материалов. Для зданий IV степени применяются трудносгораемые материалы с минимальным пределом огнестойкости 0,5ч; для зданий V степени применяются сгораемые материалы. Ниже приводятся данные по выбору и обоснованию необходимых строительных норм для каждого вида производства (табл.4.3.2.).

Разрешается применять незащищённые (стальные) конструкции в зданиях I и II степени огнестойкости в одноэтажных зданиях, независимо от размещаемых в них производств; многоэтажных зданиях с категорией производства Г и Д.

В зависимости от степени огнестойкости определяются конструктивные особенности зданий и сооружений (табл. 4.3.3.).

Таблица .3.2.

Степень огнестойкости зданий	Минимальные пределы огнестойкости строительных конструкций, час (над чертой), и максимальные пределы распространения огня по ним, см. (под чертой)
	Стены	Колонны	Площадки лестниц, косоуры, ступеньки, балки и марши лестничных клеток	Плиты, настилы (в том числе с утеплителем) и другие несущие конструкции перекрытий	Элементы покрытий
	Несущие и лестницных клеток	Самонесущие	Внешние несущие (в том числе из навесных панелей)	Внутренние несущие (перегородки)
								Плиты, настилы (в том числе с утеплителем) и прогоны	Балки, фермы, арки, рамы
I
II
III			;
IIIа
IIIб			;					;
IV
IVа
V	Не нормируются

Примечания: в скобках приведены пределы распространения огня для вертикальных и наклонных участков конструкций, сокращение н.н. означает, что показатель не нормируется.

Таблица. 3.3.

Назначение огнестойкости зданий и сооружений

Степень огнестойкости	Конструктивные характеристики
I	Здания с несущими и ограждающими конструкциями из природных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона с использованием листовых и плиточных негорючих материалов
II	То же самое. В покрытии зданий допускается использование незащищённых стальных конструкций
III	Здания с несущими и ограждающими конструкциями из природных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона. Для перекрытий допускается использование деревянных конструкций, защищённых штукатуркой или трудногорючими листовыми, а также плиточными материалами. К элементам покрытий не предъявляются требования, относительно предела огнестойкости и предела распространения огня, при этом элементы чердачных покрытий из дерева подлежат огнезащитной обработке
IIIа	Здания преимущественно с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса - из стальных незащищённых конструкций. Ограждающие конструкции - из стальных профильных листов или других негорючих листовых материалов с трудногорючим утеплителем
IIIб	Здания преимущественно одноэтажные с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса из цельной или клееной древесины, подвергнутые огнезащитной обработке, которая обеспечивает необходимый предел распространения огня. Ограждающие конструкции - из панелей или поэлементного сложения, выполненные с использованием древесины или материалов на её основе. Древесина и другие горючие материалы ограждающих конструкций должны быть подвергнуты огнезащитной обработке или быть защищены от влияния огня и высоких температур таким образом, чтобы обеспечить необходимый предел распространения огня
IV	Здания с несущими и ограждающими конструкциями из цельной или клееной древесины и других горючих и трудногорючих материалов, защищённых от влияния огня и высоких температур штукатуркой или другими листовыми и плиточными материалами. К элементам покрытия не предъявляются требования относительно предела огнестойкости и предела распространения пламени, при этом элементы чердачных перекрытий из древесины подвергаются огнезащитной обработке
IVа	Здания преимущественно одноэтажные с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса - из стальных незащищённых конструкций. Ограждающие конструкции - из стальных профильных листов или других негорючих листовых материалов с горючим утеплителем
V	Здания, к несущим и ограждающим конструкциям которых не предъявляются требования относительно предела огнестойкости и предела распространения огня

При этом следует руководствоваться Противопожарными нормами, другими нормативными документами и соответствующими разделами СНиП и ДБН.

Как видим, для правильного проектирования зданий важно знать не только огнестойкость конструкций и категорию производства, но и степень огнестойкости зданий и сооружений.

Для деревянных конструкций, применяемых в производственных, складских, сельскохозяйственных и общественных зданиях II степени огнестойкости, в табл. 4.3.4. приведены минимальные пределы огнестойкости в часах.

4. ПОЖАРНАЯ ПРОФИЛАКТИКА

4.1 Общие положения

Противопожарная профилактика - комплекс организационных и технических мероприятий по предупреждению, локализации и ликвидации пожаров, а также по обеспечению безопасной эвакуации людей и материальных ценностей в случае пожаров.

Пожарная безопасность - это такое состояние промышленного объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения предупреждается влияние на людей опасных факторов и обеспечивается защита материальных ценностей. Пожары наносят огромный материальный ущерб, приводят к травмам и гибели людей, так как сопровождаются возникновением опасных факторов, таких как открытый огонь, повышенная температура, токсичные вещества, дым, недостаток кислорода, повреждение и нарушение зданий, сооружений, взрывы технического оборудования и тому подобное. Поэтому выполнение правил пожарной безопасности на предприятиях является обязательным для всех должностных лиц и граждан. Основы пожарной безопасности закладываются на стадии проектирования предприятия, здания, сооружения, планирования технологического процесса, установления оснащения, то есть учитывается инженерно - технологическими мероприятиями, которые представлены в проектах при разработке проектной документации на строительство, и требует сурового выполнения противопожарных правил в процессе эксплуатации.

Пожарная безопасность промышленных предприятий состоит из системы предупреждения пожаров, системы пожарной защиты и организационно-технических мероприятий.

Система предупреждения пожаров - это комплекс организационных и технических средств, направленных на исключение возможности возникновения пожаров, на предотвращение образования горючей и взрывоопасной среды путем регламентации содержимого горючих газов, паров и пыли в воздухе, а также исключение возможности возникновения источников загорания или взрыва; обеспечение пожарной безопасности технологических процессов, оборудования, электрооборудования, систем вентиляции, сохранение сырья и других материалов.

Исключению и предотвращению пожаров содействует: герметизация производственного оборудования, замена горючих веществ, которые применяются в технологических процессах на негорючие, ограничение объемов веществ, применяемых и сохраняемых на предприятии; контроль над концентрацией веществ в воздухе в помещениях и технологическом оборудовании; применение рабочей и аварийной вентиляции; отвод горючей среды в специальные устройства и безопасные места; применение ингибирующих и флегматизирующих примесей; выбор безопасных скоростных режимов движения среды и пр.

Система пожарной защиты обеспечивается применением архитектурно-проектных решений, преград пути распространения пожара, огнеотсекающих устройств на технологических коммуникациях, в системах вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования воздуха.

Организационно-технические мероприятия связаны с системами предупреждения пожаров и системами противопожарной защиты и должны включать: организацию пожарной охраны, организацию ведомственных служб в соответствии с законодательством Украины и решениями местных органов самоуправления; паспортизацию веществ, материалов, изделий, технологических процессов, зданий и сооружений в части обеспечения

Все мероприятия пожарной безопасности производства по назначению разделяются на четыре группы:

1). Мероприятия, которые обеспечивают пожарную безопасность технологического процесса и оборудования, сохранение сырья и готовой продукции.

2). Строительно-технические мероприятия, направленные на исключение причин возникновение пожаров и на создание устойчивости ограждающих конструкций и зданий, на предотвращение возможности распространения пожаров и взрывов.

3). Организационные мероприятия, которые обеспечивают организацию пожарной охраны, обучение работающих методам предупреждения пожаров и применения первичных способов тушения пожаров.

4). Мероприятия по эффективному выбору способов тушения пожаров, оснащения пожарного водоснабжения, пожарной сигнализации, создания запаса средств тушения.

Противопожарная защита обеспечивается: выбором класса огнестойкости объекта и пределов огнестойкости строительных конструкций; ограничением распространения огня в случае возникновения очага пожара; применением систем противодымной защиты; обеспечением безопасной эвакуации людей; применением средств пожарной сигнализации, извещения и пожаротушения; организацией пожарной охраны предприятия,

Согласно Закона Украины «О пожарной безопасности», обеспечение безопасности предприятий, учреждений возложено на руководителей или уполномоченных ими лиц. Обязанности владельцев предприятий по обеспечению пожарной безопасности определены ст.5 данного Закона Украины.

Владельцы предприятий, учреждений и организаций, а также арендаторы обязаны:

* Разрабатывать комплексные мероприятия по обеспечению профилактики пожарной безопасности;

* В соответствии с нормативными актами по пожарной безопасности разрабатывать, утверждать положения, инструкции, другие нормативные акты, действующие в пределах предприятия, осуществлять постоянный контроль над их исполнением;

* Обеспечивать исполнение противопожарных требований стандартов, норм, правил, а также исполнение предписаний и постановлений органов государственного пожарного надзора;

* Организовывать обучение работников правилам пожарной безопасности и пропагандировать мероприятия по их обеспечению;

* Содержать в исправном состоянии средства противопожарной защиты и связи, пожарную технику, оборудование и инвентарь, не допускать их использования не по назначению;

* Создавать в случае необходимости, в соответствии с установленным порядком, подразделения пожарной безопасности и необходимую для их функционирования материально-техническую базу;

* Подавать по требованию государственной пожарной охраны сведения и документы о состоянии пожарной безопасности объектов и продукции, которая ими выпускается;

* Проводить мероприятия по внедрению автоматических средств выявления и тушения пожаров;

* Своевременно информировать пожарную охрану о неисправности пожарной техники, систем пожаротушения, водоснабжения и т.д.

4.2 Противопожарные требования

Основными мерами пожарной безопасности при проектировании генеральных планов промышленных предприятий являются:

1.Обеспечение безопасных расстояний от границ промышленных предприятий до жилых и общественных зданий.

2.Зонирование зданий и сооружений на территории промышленных предприятий с учетом их назначения и др. признаков.

3.Соблюдение требуемых противопожарных разрывов между зданиями и сооружениями предприятия.

Здания и сооружения, с учетом категории производства, группируют в зоны. Зоны и сами здания и сооружения внутри каждой зоны размещают с учетом рельефа местности, розы ветров и противопожарных разрывов, чтобы возникший пожар не мог причинить ущерб соседним объектам. Так, помещения, в которых расположено производство категории А, по отношению к зданию с категорией В или бутимоварочные котлы по отношению к штабелям пиломатериалов должны располагаться с подветренной стороны, ниже по рельефу местности. Между зонами, а также зданиями, назначаются противопожарные разрывы (табл. 4.4.1.).

Таблица 4.1.

Противопожарные разрывы

Степень огнестойкости зданий и сооружений	Расстояние, м., при степени огнестойкости соседних зданий и сооружений
	I,II	III	IV, V
I	Не нормируются (здания по категориям производства Г и Д)	9	12
II	9 (здания по категориям производства А, Б, В)	9	12
III	9	12	15
IV,V	12	15	13

Во многих случаях расстояние между промышленными предприятиями и жилыми, общественными зданиями определяется необходимостью создания санитарно-защитных зон, исходя из производственной вредности. Санитарно-защитные зоны, как правило, по площади превышают противопожарные зоны, что удовлетворяет требованиям пожарной безопасности.

На территории предприятия должно быть не менее двух проездов. Ширина дорог при одностороннем движении должна быть не менее 4 метров, при двухстороннем - не менее 6 метров. Радиус закругления должен быть не менее 10 метров, а для провоза длинномерных конструкций и изделий - не менее 12 метров. На дорогах должны быть установлены дорожные знаки направления движения, скорость движения по прямым участкам не должна превышать 10 км/час, на участках поворотов и плохого обзора - 5 км/час. Дороги должны быть кольцевыми, беступиковыми.

Кроме того, обязательно предусматриваются меры по молниезащите зданий и строительных лесов, указываются способы хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. Передвижные вагончики (административно-бытовые помещения) располагают группами на расстоянии не менее 24 м от строящихся зданий. В группе может быть не более 10 вагончиков и расстояние между группами не менее 18 м. Ко всем строящимся и эксплуатируемым зданиям, в том числе и вагончикам, должен быть устроен свободный подъезд. К зданиям шириной более 18 м подъезды устраиваются с двух сторон, более 100 м -- с четырех.

Складировать негорючие строительные материалы и конструкции в исключительных случаях можно в пределах противопожарных разрывов при условии, что вокруг строений остается свободная полоса шириной не менее 5 м с покрытием, укрепленным гравием, шлаком.

Наиболее опасной в пожарном отношении является та часть строительной площадки, где складируются материалы и конструкции и особенно лесоматериалы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости. На строительной площадке склады от строящихся зданий располагаются на расстоянии не менее 30 м для пиломатериалов; 15 м-- для круглого леса и 24 м--для других горючих материалов (толь, рубероид и т. д.).

Участок, отводимый для складирования лесоматериалов, должен быть не более 750 м² и не более 100 м² -- для других горючих материалов. Если этой площади для хранения недостаточно, то отводится другой участок на расстоянии 25 м от первого. На складе необходимо систематически убирать щепу, кору, стружку и сразу же увозить на специально отведенную площадку, расположенную на расстоянии не менее 50 м от строящихся и эксплуатируемых зданий и склада материалов.

Хранение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей на стройплощадках должно отвечать требованиям СНиП 11-3-79 в расходном складе, расположенном только над землей, допускается хранить не более 5 м³ легковоспламеняющихся и 25 м³ горючих жидкостей. Для их хранения используется исправная, герметично закрывающаяся металлическая тара, открывать которую необходимо инструментом, исключающим образование искр. Порожняя тара хранится на специально отведенной площадке удаленной от всех объектов строительной площадки не менее чем на 30 м. Ремонтировать тару разрешается только после тщательной промывки и пропарки. Разлив легковоспламеняющихся жидкостей разрешается только насосами через медную сетку.

Баллоны со сжатыми, сжиженными и растворенными газом должны храниться в соответствии с Правилами устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

Карбид кальция хранят на стеллажах в металлических закрытых барабанах в сухом, хорошо проветриваемом надземном помещении. Нижнюю полку стеллажа располагают на расстоянии 20 см от пола, чтобы избежать возможного затоплений карбида кальция.

Барабан с карбидом кальция вскрывают инструментом, исключающим искрообразование.

Конструкции складов, где хранят взрывоопасные, огнеопасные пары и газы, горючие жидкости, лаки, краски, пенополистирол, выполняют из негорючих материалов. В этих складах запрещается производить работы, связанные с огнем и образованием искр.

Даже кратковременное загромождение проходов и проездов машинами запрещается. На отведенных площадках машина располагают в 1 м друг от друга. При этом запрещается ставить машины, из которых обнаружено вытекание бензина или масла до устранения недостатков; не допускается мыть и протирать бензином или керосином детали машин.

Все площадки оборудуются набором первичных средств пожаротушения.

4.3 Противопожарное водоснабжение

При пожарах расход воды может быть очень велик, поэтому рассчитывать водопроводные сооружения необходимо с учетом данного фактора.

Общий расход воды на тушение пожара Q _пож складывается из расходов воды на наружное Q,_нар -- от гидрантов, внутреннее Q_вн--от внутренних пожарных кранов и расхода воды на спринклерные, дренчерные и другие установки Q _спр (рис. 4.1.).

Наружное пожаротушение. На территории предприятия находятся различные здания. Если площадь стройки (предприятия) менее 1,5 км², то считают, что на территории данного объекта может возникнуть один пожар; при площади более 1,5 км² -- два пожара. Исходя из количества пожаров, расход воды рассчитывают соответственно по одному или двум зданиям, где для тушения требуется наибольшее количество воды. Расчетный расход воды на наружное пожаротушение здания определяется в зависимости от степени огнестойкости здания, категории производства и объема помещения (рис.4.1.). Например, для здания I и II степени огнестойкости, производств категории А, Б, В объемом до 3 тыс. м³ необходим расход воды 10 л/с, а для помещений объемом более 40 тыс. м³-- 40 л/с; для зданий IV, V степени огнестойкости, производств Г и Д объемом до 3 тыс. м³ необходим расход воды 10 л/с, а для помещений объемом более 20 тыс. м-- 30 л/с (табл. 4.4.2.).

Наружные водопроводные сети для тушения пожаров должны быть кольцевыми с двумя вводами. К отдельно стоящим зданиям допускается прокладывать тупиковые линии протяженностью не более 200 м. При большей длине линии предусматривают водоем, объем которого позволит тушить пожар в течение 3 ч. Минимальный диаметр наружной водопроводной сети принимается не менее 100 мм. Водопроводные сети прокладывают под проезжей частью дороги шириной не менее 3,5 м с твердым покрытием или не далее 2,5 м от нее. Если сеть расположена дальше от дороги, то подъезды к гидрантам оборудуются твердым покрытием и площадкой для установки машин.

Расчетная потребность воды на внешнее пожаротушение на предприятиях регламентируется пожарными нормами и определяется в зависимости от степени огнестойкости строения, категории производства по взрывоопасности и объему строения и представлена в таблице 4.4.2.

Таблица 4.2

Расчётная потребность воды на внешнее пожаротушение.

Степень огнестойкости зданий и сооружений	Категория производства по взрывопожаро-безопасности	Необходимый расход воды , л / с при объёме помещений, тыс. / м3
		до 3	более 3 до 5	более 5 до 20	более 20 до 50	более 50 до 200	более 200 до 400	более 400
IиII	г, Д	10	10	10	10	15	20	25
IиII	А, Б, В	10	10	15	20	30	35	40
III	г, Д	10	10	15	25
III	В	10	15	20	30
IV и V	г, Д	10	15	20	30
IV и V	В	15	20	25

Водопроводную сеть разделяют задвижками с таким расчетом, чтобы одновременно при аварии или ремонте выключалось не более пяти гидрантов. Гидранты устанавливают не ближе 5м от зданий и не далее, чем указано по формуле:

, (4.1.)

где 1_в =120, l_н =150 -- расчетные длины рукавов линий для водопроводов высокого и низкого давления, м; z_зд -- высота до конька крыши наиболее высокого здания на объекте, м; 1,2--коэффициент изгиба рукавов.

Расстояние между гидрантами определяют расчетом с учетом суммарного расхода воды на тушение пожара. При этом максимальное расстояние должно быть не более 150 м.

В сети противопожарного водопровода низкого давления свободный напор (на уровне поверхности земли) при тушении пожара должен быть не менее 10 м. Напор у наиболее невыгодно расположенного гидранта должен быть не менее 17,5 м.

Свободный напор для водопровода высокого давления на уровне поверхности земли у расчётного гидранта:

, (4.2.)

Напор в водопроводной сети у расчетного гидранта при водопроводе высокого давления:

. (4.3.)

Пропускная способность гидранта диаметром 125 мм-- 30...40 л/с.

Определив расход воды, исходя из степени огнестойкости и объема зданий, категории производства, определяем диаметр трубопровода:

(4.4.)

Зная диаметр уже проложенного трубопровода, можно оценить расход воды и сопоставить с существующими нормами. Для вычислений необходимо знать скорость движения воды. На основании практических и теоретических исследований гидравлических ударов установлено, что скорость движения воды в трубах должна быть не менее 0,5 м/с и не более 3 м/с.

Для труб диаметром 100...350 мм скорость движения воды должна быть 0,7...1,0 м/с; для туб диаметром 400...1000 мм - 1 ...1,5 м/с.В;

Зная расход воды на каждом участке, наиболее экономичные скорости движения воды, диаметр трубопровода, можно подсчитать потери напора h_H, которые складываются из потерь напора по длине h_t и потерь напора на местные сопротивления l_m.

, (4.5.)

где А -- удельное сопротивление труб, с/л; 1 -- длина трубопровода, м; Q -- расход воды, л/с.

Потери напора на местные сопротивления принимаются 10--15% от потерь напора по длине трубопровода (рис.4.4.1.)

Внутреннее пожаротушение. Количество струй определяется назначением, объемом и высотой зданий и может быть от 1 до 8. В зданиях высотой более 50 м предусматриваются специальные водопроводы с количеством струй от 3 до 8 и расходом воды 5 л/с каждая.

Расход воды с каждой струи на внутреннее пожаротушение должен быть не менее 2,5 л/с. Скорость движения воды в трубопроводах должна быть не менее 0,5 м/с.

Вводы внутренних противопожарных водопроводов изготавливаются из труб диаметром не менее 50 мм. Для спуска воды из внутренней сети магистральные и разводящие трубопроводы прокладываются с уклоном 0,002 - 0,005 в сторону от ввода. Внутренние пожарные краны устанавливают на всех этажах отапливаемых зданий, кроме чердачных помещений, на высоте 1,35 м от уровня пола.

Расстояние между пожарными кранами l_k определяется длиной пожарного рукава и длиной компактной части струи l_пом. К пожарным кранам присоединяют пожарные рукава диаметром не менее 50 мм и длиной 10 и 20м со стволами, имеющими насадки диаметром 13…22 мм. Применение шлангов длиной 20 м экономически более выгодно. Длина компактной части струи должна быть равна высоте помещения от пола до наивысшей точки покрытия или перекрытия.

Для наиболее пожароопасных объектов каждая точка помещения должна орошаться двумя струями от двух кранов с таким расчетом, чтобы в случае выхода из строя одного можно было подать шлангом от другого крана. Следовательно, при длине шланга 20 м и высоте помещения 3 м максимальное расстояние между кранами 23 м.

Внутренние пожарные краны устанавливают преимущественно у выходов, внутри помещения или на площадках отапливаемых лестничных клеток, а также в вестибюлях, коридорах, переходах, проходах на видном месте. Пожарные краны вместе с рукавами и стволами размещают в нишах или шкафчиках с остеклёнными дверками, которые должны быть закрыты и опломбированы. На дверке делается обозначение ПК и указывается номер. Для обеспечения надёжной работы сети, где установлено не менее 12 пожарных кранов, производится её кольцевание и присоединение к наружной сети не менее чем двумя вводами.

Безводопроводное противопожарное водоснабжение. Допускается проектирование безводопроводного противопожарного водоснабжения из естественных и искусственных водоёмов. Водоёмы следует использовать, если они находятся от зданий не далее 200 м при наличии автонасосов и 100…150 м - при наличии мотопомп. Для зданий I и II степени огнестойкости расстояния до водоёмов должны быть не менее 10 м, а для зданий III, IV, V степени огнестойкости и открытых складов сгораемых материалов - не менее 30 м. К естественным и искусственным водоёмам делают подъезды с площадками, пирсами. Размер площадки должен быть не менее 12Ч12 м для маневрирования и разворота автомобилей. Уровень воды должен обеспечить возможность всасывания её насосами. В зимнее время необходимо устраивать незамерзающие трубы. Водоисточники должны иметь указатели, освещаемые в ночное время. Минимальная вместимость водоема 100 м².

4.4 Средства тушения и обнаружения пожаров

Средства тушения пожаров. Пожаротушение - это комплекс мер, направленных на ликвидацию пожаров. Для возникновения и развития процесса горения необходимо одновременное присутствие горючего материала, окислителя и беспрерывного потока тепла от огня пожара к горючему материалу (источника огня), то для прекращения горения достаточно отсутствие какого-нибудь из этих компонентов.

Таким образом, прекращение горения можно добиться снижением содержимого горючего компонента, уменьшением концентрации окислителя, уменьшением энергии активации реакции и, наконец, снижением температуры процесса.

В соответствии с вышесказанным существуют следующие основные способы пожаротушения:

* -охлаждение источника огня или горения ниже определённых температур;

* - изоляция источника горения от воздуха;

* -понижение концентрации кислорода воздуха путём разведения негорючими газами;

* - торможение (ингибирование) скорости реакции окисления;

* - механический срыв пламени сильной струей газа или воды, взрывом;

* -создание условий огнезаграждения, при которых огонь распространяется через узкие каналы, диаметр которых меньше диаметра гашения;

Для достижения этого применяют различные огнегасящие материалы и смеси (называемые далее веществами гашения или способами гашения).

Основными способами гашения являются:

* вода, которая может подаваться в огонь пожара цельными или распыленными струями;

* пены (воздушно-механические и химические разной кратности), которые представляют собой коллоидные системы, состоящие из пузырьков воздуха (в случае воздушно-механической пены), окруженных пленкой воды;

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

* гомогенные ингибиторы - галогеноуглеводороды (хладоны) с низкой температурой кипения;

* гетерогенные ингибиторы - порошки для гашения огня;

* комбинированные смеси.

Выбор способа гашения и его подачи определяется классом пожара и условиями его развития.

В качестве средств тушения пожаров применяются вода, паровоздушная смесь, аэрозольное облако, инертные и негорючие газы, химические вещества, пены, огнетушащие порошки, взрывчатые вещества. Вода имеет большую теплоёмкость, охлаждает поверхность, образует на смоченной поверхности горящего вещества плёнку, препятствующую доступу кислорода. При подаче воды в виде компактных струй можно сбивать пламя, уменьшать концентрацию реагирующих веществ в зоне горения. С этой целью используют ручные или лафетные стволы , которые подают воду на 70 - 80 м.

В сравнении с другими средствами вода отличается такими преимуществами, как широкая доступность и низкая стоимость, большая теплоёмкость, обеспечивающая отвод тепла из труднодоступных мест, высокая транспортабельность, химическая нейтральность и нетоксичность. 1л воды при нагревании от 0 до 100°С поглощает 419 кДж теплоты, а при испарении - 2260 кДж.

Тушение водой веществ, вступающих с ней в реакцию (металлического калия, кальция, карбида кальция и т. п., магния, его сплавов в раздробленном состоянии и смесей этих металлов с окислителями, термитно-натриевых, термитно-калиевых и фосфорно-натриевых зажигательных веществ), не допускается. Для тушения электрооборудования, находящегося под напряжением, применение воды запрещается.

При попадании на раскалённые металлы вода не разлагается на кислород и водород, и не образует взрывоопасную горючую смесь из-за недостатка температуры. Термостойкость воды свыше 1700°С. Нельзя тушить струёй воды горящий бензин, ацетон, скипидар, спирт, керосин, мазут, смазочные масла и т.п., так как эти вещества всплывают на поверхность воды и продолжают гореть. Тушить эти вещества следует распылённой водой. При тушении воспламенённого угля воду из стволов подавать запрещается, ибо угольная пыль, поднимаемая струёй воды под большим давлением, образует с воздухом взрывчатую смесь.

Пена - ещё более эффективное средство тушения. Она лёгкая, обладает огромной проникающей способностью. Пена незаменима при тушении пожаров в больших резервуарах с горючими жидкостями. Вода тонет в горючей жидкости, а пена накрывает пламя и тушит его. В резервуаре пена может подаваться и сверху и снизу. Применяют пену при тушении пожаров в подвалах, трюмах, машинных отделениях кораблей. Существует химическая и воздушно-механическая пена.

Химическая пена получается в результате реакции, при которой в жидкой среде образуется какой-либо газ. Обычно применяют пеногенераторный порошок из сернокислого алюминия Al₂(SO₄)₃ - кислотная часть состава - и бикарбоната натрия, NaHCO₃ - щелочная часть. При растворении порошка в воде 1:10 в результате взаимодействия кислотной и щелочной частей выделяется углекислый газ и образуется пена, которая содержит 80% - СО₂, 19,7% - водного раствора Na₂SO₄ с гидратом оксида алюминия Al(OH)₃ и 0,3% поверхностно-активного вещества (ПАВ). Плотность пены обычно 200 кг/м³.

Воздушно-механическая пена образуется при механическом смешении воздуха, воды и ПАВ. Состав воздушно-механической пены - 90% воздуха и 10% водного раствора пенообразователя.

В последнее время применяется высокократная воздушно-механическая пена. Для её приготовления применяется пеногенератор, обеспечивающий подсасывание большого количества воздуха.

Использовать пену для тушения электроустановок, находящихся под напряжением, запрещается. При тушении возгораний ЛВЖ существенное значение имеет толщина слоя химической пены. Необходимая толщина слоя пены для нефти, мазута, керосина, бензина - 20 см. Необходимая толщина слоя воздушно-механической пены для мазута, нефти, керосина, бензина - 50см. Эту пену следует применять для тушения ЛВЖ и ГЖ.

Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях объёмом до 500 м³. Пар увлажняет горящие предметы и снижает концентрацию кислорода. Огнегасительная концентрация водяного пара в воздухе составляет примерно 35% по объёму.

Инертные и негорючие газы (азот, аргон, гелий) понижают концентрацию кислорода в очаге горения и тормозят интенсивность горения. Инертные газы обычно применяют в сравнительно небольших по объёму помещениях. Огнетасительная концентрация этих газов при тушении в закрытом помещении составляет 31-36% по отношению к объёму помещения.

Для тушения пожаров применяют углекислый газ, азот, топочные газы. Огнегасительная концентрация углекислого газа в воздухе обычно 30 - 35% по объёму. Учитывая, что этот газ тяжёлый и стелется по земле, концентрация его в нижней части помещения будет более высокой, что способствует эффективному тушению пожара. Но давать большие концентрации СО₂ опасно для людей и неэкономично. Оптимальное количество СО₂ подаваемое в зону пожара, определяется по содержанию кислорода на исходящей струе воздуха. Обычно горение прекращается, если содержание кислорода понижается до 10-13%. Исходя из физической характеристики газа и характера развития пожаров, можно рекомендовать применение СО₂ для эффективного тушения в сравнительно небольших помещениях в начальной стадии пожара, когда пламя не охватило всё помещение. Обычно углекислый газ подают в очаг пожара из железнодорожных цистерн или баллонов.

Углекислый газ (диоксид углерода). При содержании в воздухе 12 - 15% углекислого газа пламя гаснет, а при 25 -30% прекращается и тление. Углекислота неэлектропроводна, и её следует применять для тушения ЛВЖ и ГЖ, электрооборудования, пылеобразных материалов.

Применять углекислоту для тушения возгораний взрывчатых веществ, целлулоида и веществ, содержащих в своём составе магний, запрещается. Необходимо помнить, что содержание углекислоты в воздухе (3 - 4 %) действует на организм человека отравляюще.

Четырёххлористый углерод - очень эффективное средство при тушении пожаров, так как при содержании в воздухе 10% четырёххлористого углерода, попавшего на горящую поверхность, образуется примерно 145 л пара.

Применение четырёххлористого углерода даёт вероятность образования фосгена, поэтому во время тушения пожара необходимо удалить из помещения людей и обеспечить противогазами личный состав, занятый на тушении.

Азот легче воздуха, переходит в жидкое состояние при весьма низкой температуре (-195,8°С), поэтому его доставляют в район пожара для тушения в специальных машинах-ёмкостях. Обычно огнегасительная концентрация азота равна 35% по объёму.

В стране разработаны установки по сжиганию различных горючих веществ (мазута, керосина и др.), продукты, сгорания которых после охлаждения также применяются для тушения пожаров. При этом содержание О₂ должно быть не более 3%, СО - не более 0,01%.

Химические вещества прекращают или замедляют процесс горения вследствие химического торможения реакции интенсивного окисления. Так, например, галоидированные углеводороды (хладоны), введённые в состав воздуха, тушат пламя за счёт обрыва цепей, радикалов процесса горения.

Огнетушащие порошки представляют собой мелко измельчённые минеральные соли с разными добавками. Огнетушащие порошки отличаются универсальностью и могут применяться для тушения различных веществ: твёрдых и горючих жидкостей различных классов, металлов и оборудования, которое находится под напряжением. Механизм огнегасящего действия порошков состоит в ингибировании процесса горения путём уничтожения активных центров пламя на поверхности твёрдых частиц или в результате их взаимодействия с газоподобными продуктами разложения порошков. Порошки применяют для поверхностного гашения, а также в установках флегматизации и обезвреживания взрыва.

Наиболее широко применяемые порошки:

Порошок ПСБ-3 (на основе бикарбоната натрия) относится к порошкам общего назначения. Используется для тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, газов, электрооборудования, двигателей. Порошок ПСБ-3 непригодный для тушения тлеющих материалов, а также щелочных металлов.

Огнетушащие порошки П2-АП, П-2АПМ (на основе аммофоса) общего назначения имеют такую же область применения, как порошок ПСБ-3, но вдобавок успешно гасят углеродные тлеющие материалы (бумагу, древесину, уголь).

Порошок Пирант-А и его модификации Пирант-АН, Пирант-АК изготовляются на основе фосфорно-амониевых солей. Применяются для тушения тлеющих и твёрдых горючих металлов, горючих жидкостей, газов, электроустановок.

Порошок П-4АП предназначенный для объёмного тушения. Гасит горючие газы, тлеющие материалы в закрытых объёмах. С целью остановки горения при объёмном тушении необходимо создать в течение нескольких секунд по всей зоне горения такую концентрацию порошка, при которой его общая поверхность обеспечит необходимую скорость ликвидации активных центров реакции горения. Это достигается подачей порошка с необходимой интенсивностью и равномерным его распределением по всей зоне горения.

Порошок К-30 тушит щелочные металлы, титановую стружку, горящие на открытых площадях. Необходимым условием остановки горения при тушении этим порошком является покрытие горящей поверхности слоем огнетушащего порошка определённой толщины.

Срок хранения большинства порошков не менее 5 лет. Температурный диапазон использования от -50°С до +50°С

Применение огнетушителей.

Среди первичных способов пожаротушения наибольшая роль отводится самым эффективнейшим из них - огнетушителям.

По видам огнегасящего вещества огнетушители делятся на:

* водные (с зарядом воды или воды с добавками);

* пенные (с зарядом пенообразователи разнообразных видов);

* воздушно-пенные (с зарядом водного раствора пенообразующих добавок);

* химически-пенные (с зарядом химических веществ, которые на момент приведения огнетушителя в действие вступают в реакцию с образованием пены и чрезмерного давления);

* порошковые (с зарядом огнетушащего порошка);

* углекислотные (с зарядом диоксида углерода);

* хладонные (с зарядом огнетушащего вещества на основе галогенизированных углеводородов);

* комбинированные (с зарядом двух и более огнетушащих веществ).

Выброс огнетушащего вещества в разных типах огнетушителей осуществляется:

* - под давлением газа-вытеснителя, который содержится в отдельном малолитражном баллоне;

* - под давлением газа-вытеснителя, который постоянно находится в корпусе (такие огнетушители называют закачными);

* - под давлением газов, образующихся в результате химической реакции.

В табл. 4.3., 4.4. приведены основные технические характеристики, применяемых в данное время огнетушителей.

Химические пенные огнетушители выпускаются следующих марок: ОХП-10; ОХПВ-10 (рис. 4.2.), (сняты с производства).

Химический пенный огнетушитель ОХП-10 (или ОХВП-10) состоит из сваренного баллона (1), изготовленного из листовой углеродной стали, переходника с горловиной, нижнего сферического днища, крышки (5), пластмассового стакана (10), который закрывается резиновым клапаном, стойким к кислотам и щелочей, под действием пружины (7), штока (6), который пропущен через крышку огнетушителя. К штоку прикрепляется рукоятка с профильным кулачком на конце (3). С помощью рукоятки клапан поднимается и опускается. Спрыск (сопло) огнетушителя (2) расположенный на горловине и закрытый специальной мембраной, которая предотвращает выход заряда (кислоты и раствора щёлочи) к их полному смешиванию. Мембрана выдерживает гидравлическое давление 80…140 кПа.

Рис. 4.2. Огнетушитель химически-пенный ОХП-10:

1 - корпус; 2 - спрыск; 3 - рычаг запуска; 4 - кольцо уплотнительное; 5 - крышка; 6 - шток; 7 - пружина; 8 - шайба упорная; 9 - клапан; 10 - стакан; 11 - ручка.

Щелочная часть заряда представляет собой водный раствор двууглекислой соды (бикарбонат натрия NaHCO₃) и солодового экстракта. Кислотная часть заряда - это смесь серной кислоты H₂SO₄ с сернокислым окисным железом Fe₂(SO₄)₃, сернокислым алюминием. Для устранения замерзания раствора щелочной части заряда огнетушителя до - 20°С, добавляют этиленгликоль. При соединении щелочной и кислотной частей происходит следующая реакция:

2NaHCO₃+H₂SO₄>Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂

;6NaHCO+Fe₂(SO₄)₃>3Na₂SO₄+2Fe(OH)₃+6CO₂ .

Углекислый газ, который образовался, интенсивно перемешивает, вспенивает щелочной раствор и выталкивает его через спрыск наружу.

Экстракт и гидроокись железа, образующиеся в ходе реакции, Fе(ОН)₃ повышают устойчивость пены.

Корпус огнетушителя периодически подвергают гидравлическим испытаниям в течение 1 мин под давлением 2 МПа. Корпус бракуют с появлением течи, разрывов и отдельных капель.

Осматривают огнетушители не реже одного раза в месяц. В процессе осмотра проверяют наличие пломб, прочищают спрыски, протирают корпуса огнетушителей. Состояние огнетушителей отражают в специальном журнале.

Для приведения в действие огнетушителя ОХП-10 необходимо: взять огнетушитель с подвеса, прочистить спрыск и поднести к месту возгорания; повернуть рукоятку клапана на 180°С; перевернуть огнетушитель вверх дном; направить струю пены на огонь.

Воздушно-пенные огнетушители (ОВП-10; ОВП-100).

Воздушно-пенные огнетушители применяются для тушения пожаров класса А и В (горение твёрдых и жидких веществ), за исключением щелочных металлов, веществ, горящих без доступа воздуха, и электроустановок под напряжением. Строение воздушно-пенного огнетушителя приведено на рис.4.3.

Рис. 4.3. Огнетушитель воздушно-пенный ОВП- 10:

1 - корпус; 2 - головка; 3 - рукав; 4 - балон с рабочим газом; 5 - трубка сифона; 6 - пеногенератор; 7 - сетка; 8 - корпус фильтра; 9 - рычаг управления клапаном; 10 - ручка; 11 - кольцо уплотнительное; 12 - клапан; 13 - переходник; 14 - гайка накидная; 15 - кольцо уплотнительное; 16 - штифт; 17 - пружина; 18 - ось ; 19 - кнопка с иглой; 20 - пружина; 21 - предохранительная чека; 22 - кольцо уплотнительное; 23 - предохранительный клапан.

Для приведения огнетушителя в действие необходимо удалить приспособление, которое предотвращает случайное приведение в действие (выдернуть чеку 21); нажать и отпустить кнопку 19, в результате чего игла разрушает мембрану баллона 4 и газовытеснитель подаётся в корпус огнетушителя 1 и образует в нём излишнее давление.

После этого огнетушитель готовый к подаче огнегасительного вещества в очаг пожара. В дальнейшем необходимо поднять огнетушитель за ручку 10; держась одной рукой за рукав Направить пеногенератор в направлении очага пожара. Нажать на рычаг управления клапаном 9 и начать тушение.

Таблица 4.3.

Основные технические характеристики переносных огнетушителей

Показатель	ОХП-10	ОХВП-10	ОВП-10	ОП-2	ОП-5	ОП-10	ОХ-3	ОУ-2	ОУ-5
Емкость корпуса, л	10	10	10	2	5	10	3	2	5
Заряд	Щелочная и кислотная часть	Щелочной и кислотный, пенообразователь	6% водный раствор пенообразователя	Огнетушащие порошки типа Пирант, ПСБ-3, П-2АП	Хладон 114В2	Диоксид углерода
Количество заряда, л (кг)	8,7	8,7	9	(2)	(5)	(10)	(4,5)	(1,4)	(3,5)
Масса газовытеснителя, м	-	-	75	12	25	55	-	-	-
Продолжительность подачи огнетушащего вещества минимальная, с	80	60	45	10	12-15	18-20	20	15	15
Длина струи огнетушащего вещества минимальная, м	6,0	6,0	4,5	2,7	5,0	5,0	3,0	1,5	4,5
Диапазон температур эксплуатации,° С	5… 45	5… 45	5… 45	-40 …50	±50	±50	-60 …50	-40 …50	-40 …50
Огнетушащая способность гашения модельного огня пожара класса, м2 А	4,78	4,78	4,78	4,78	12,2	19,2-25,34	Данных нет	-	-
В	1,1	1,1	1,76	0,41- 0,7	2,81	4,52- 5,75	0,70	0,41	0,70
Габаритные размеры, мм: - диаметр - высота	148 745	148 445	170 700	108 450	156 450	170 700	127 410	108 440	140 540
Масса огнетушителя полная, кг	14,0	14,0	15,5	4,5	10,5	15,5	7,1	7,0	13,0

Таблица 4.4.

Основные технические характеристики передвижных огнетушителей

Показатель	ОВП-100	Огнетушащие порошки типа	ОК-100	Диоксид углерода
		Пирант	ПСБ-3
Емкость корпуса, л	100			2Ч50
Заряд	6% водный раствор пенообразователя			Раствор пенообразователя и порошок
Количество заряда, кг (л)	(85)	45	90	45 (47)	17	28	56
Емкость газового баллона, л	2	-	10	10	-	-	-
Продолжительность подачи огнетушащего вещества минимальная, с	90	25	45-60	40/30	20	15	50
Длина струи огнетушащего вещества минимальная, м	5	8	11	-	-	-	-
Диаметр, количество и длина рукавов, м•шт-1•м-1	18/1Ч5	15/1Ч3,5	32/1Ч10	25/2Ч10	9/1Ч3	9/1Ч5	9/2Ч10
Диапазон температур эксплуатации,°С	5…50	-20 …50	-35 …50	5…50	-40 …50	-40 …50	-40 …50
Огнетушащая способность погашения модельного огня пожара класса, м2 А	40,29	51,5	83,27	Нет данных	4,78	-	12,26
В	6,5	8,0	7,1		2,27	2,6	4,52
Габаритные размеры, мм: - диаметр - ширина - высота	800 660 1350	700 550 1050	850 800 1300	900 900 1200	480 400 1140	480 400 1650	800 760 1700
Масса огнетушителя полная, кг	155	100	180	190	73	110	245

Углекислотные огнетушители (ОУ-2; ОУ-5; ОУ-25; ОУ-40; ОУ-80).

Углекислотные огнетушители предназначены для тушения небольших возгораний всех горючих и тлеющих материалов, а также электроустановок, находящихся под напряжением. В качестве заряда в углекислотных огнетушителях применяется жидкая углекислота СО₂, которая в момент приведения огнетушителя в действие быстро испаряется, образуя твёрдую углекислоту (снег) с температурой -72°С.

Применяются в основном для тушения пожаров класса В и электроустановок до 1000В (рис. 4.4.4.). Углекислотный огнетушитель (рис. 4.4.4.) состоит из стального баллона, в горловину которого завинчивается запорно-пусковое приспособление - латунный вентиль с сифонной трубкой. Сифонная трубка не доходит до дна баллона на 3…4мм.

Вентиль-запор имеет предохранительную мембрану, рассчитанную на взрыв при температуре 50°С, которая предотвращает от чрезмерного повышения давления углекислоты в корпусе огнетушителя (выше 18…21 МПа).

Первичную зарядку углекислотных огнетушителей выполняют заводы изготовители. На каждом баллоне возле горловины штампуют название или марку завода-изготовителя, массу баллона, рабочее и испытанное давление (6 и 25,5 МПа), ёмкость, номер и клеймо ВТК завода-изготовителя. Вентиль и колпачок огнетушителя пломбируют.

Рис. 4.4. Огнетушители углекислотные ОУ-2 и ОУ-5:

1 - корпус; 2 - головка; 3 - распылитель; 4 - гайка; 5 - предохранительная мембрана; 6 - шайба; 7 - кольцо уплотнительное; 8 - предохранительная часть; 9 - рычаг управления клапаном; 10 - ручка; 11 - кулачок; 12 - шток; 13 - клапан; 14 - пружина; 15 - трубка сифона.

Углекислотные огнетушители, поступившие в эксплуатацию, регистрируют в учётном журнале, где указывают номер огнетушителя, его паспортные данные, дату последней зарядки и массу заряда.

Каждые 3 месяца углекислотные огнетушители взвешивают для проверки на утечку углекислоты. Массу после взвешивания сопоставляют с первичной массой заряда, при уменьшении которой на 10% и более, огнетушитель стоит подзарядить или перезарядить на специальной зарядной станции. Внешний осмотр огнетушителей стоит проводить не реже двух раз в месяц. Не реже 1 раза в 5 лет баллоны всех огнетушителей, находящихся в эксплуатации, необходимо осмотреть на зарядных станциях для определения пригодности их к эксплуатации, осмотреть внешнюю и внутреннюю поверхность баллонов, провести гидравлические испытания и проверить состояние вентилей.

Для приведения в действие таких огнетушителей нужно:

* распылитель огнетушителя 3 направить на очаг пожара (распылитель легко фиксируется в удобной позиции для подачи огнетушительного вещества);

* - удалить предохранительную чеку 8;

* - нажать на рычаг управления клапаном 9, одновременно держась за ручку 10.

Во время тушения пожара распылитель огнетушителя должен быть направлен в сторону очага пожара, находящегося ближе всего к оператору.

При тушении огня пожара углекислотным огнетушителем запрещается:

* - направлять распылитель огнетушителя в сторону людей;

* - удерживать распылитель руками (это может привести к обморожению рук).

Углекислотно-бромэтиловые жидкие огнетушители ОУБ-3А, ОУБ-7А, ОЖ-7 предназначенные для тушения небольших очагов горения волокнистых и других твёрдых материалов, а также электроустановок, находящихся под напряжением не выше 380 В. Указанные огнетушители эффективнее углекислотных в 4 раза, но не пригодны для тушения щелочных и щелочноземельных металлов и сплавов на их основе, потому что могут усилить горение, вызвав взрыв. Нельзя ими тушить и те вещества, которые горят без доступа воздуха.

Огнетушители представляют собой цилиндрические стальные баллоны сваренной конструкции, состоящие из обечайки и двух штампованных днищ. В верхней части корпуса вварена горловина, в которую вкручена запорная головка с распыляющей насадкой.

Таблица 4.5

Характеристики углекислотно-бромэтиловых огнетушителей

Огнетушители	Состав л	Масса заряда, кг	Продолжитель-ность действия, с	Дальность струи, м	Масса без заряда и кронштейна, кг
ОУБ-3А	3,2	3,5	40	3…4	2,6
ОУБ-7А	7,4	8,0	40	3…4	4,3
ОЖ-7	7,0	5,0	30…35	6…8	-

Головка состоит из корпуса, клапана, пружины, штока, накидной гайки, с помощью которой головка присоединяется к корпусу огнетушителя, рычага, ушка и штуцера, в который вкручена сифонная трубка. Сифонная трубка не доходит до дна баллона на 1,5…3 мм, что обеспечивает практически полный выход заряда из огнетушителя.

Углекислотно-бромэтиловые огнетушители (ОУБ-3А, ОУБ-7А) имеют огнетушащий заряд на основе галоидных углеводородов. Он состоит из 98% (по массе) бромистого этила и 2% углекислоты с добавкой воздуха до давления 0,86МПа при 20°С.

Углекислота применяется как вытеснительное вещество. Вместо углекислоты можно применять воздух или инертные газы. Бромистый этил не проводит электрический ток и имеет высокую намокательную способность. Он является летучей жидкостью, потому что имеет низкую температуру кипения (+38°С). Работа заряда обеспечивается в диапазоне температур от -60°С до +55°С.

Чтобы обеспечить выброс заряда в любых температурных условиях, в огнетушители ОЖ-7 нагнетают воздух под давлением до 0,9МПа, что усложняет условия их эксплуатации и является существенным недостатком (при изменении температуры окружающей среды давление в баллоне ОЖ-7 и ОУБ изменяется). Существенным недостатком является и то, что пары бромистого этила токсичны, а в смеси с воздухом могут образовывать взрывоопасные концентрации. Поэтому при работе с такими огнетушителями необходимы предохраняющие меры и использовать их безопаснее в открытых установках, а не в помещении. Огнетушители стоит периодически испытывать на прочность гидравлическим давлением.

Порошковые огнетушители ручные (ОП-2; ОП-9; ОП-10; ОП-100) применяют для тушения щелочных и щелочноземельных металлов и их сплавов, малых очагов горения топлива, которое разлилось, электроустановок, находящихся под напряжением до 380В.

Схема огнетушителя ОП-9 приведена на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Огнетушитель порошковый ОП-9:

1 - корпус; 2 - головка; 3 - рукав; 4 - балон с рабочим газом; 5 - трубка сифона; 6 - распылитель; 7 - сетка; 8 - корпус фильтра; 9 - рычаг управления клапаном; 10 - ручка; 11 - кольцо уплотнительное; 12 - клапан; 13 - переходник; 14 - гайка накидная; 15 - кольцо уплотнительное; 16 - штифт; 17 - пружина; 18 - ось ; 19 - кнопка с иглой; 20 - пружина; 21 - предохранительная чека; 22 - кольцо уплотнительное; 23 - предохранительный клапан.

В качестве огнетушащего заряда используют порошок ПСГ-2, П-1А или ПСБ. Первый порошок предназначен для тушения легковоспламеняющихся жидкостей и газов, второй - тлеющих материалов.

Состав ПСБ нетоксичный и не вызывает вредного влияния на материалы. Он состоит из кальционированной соды, графита, стеаратов железа, алюминия и стеариновой кислоты. Благодаря этому его можно использовать в соединении с распылённой водой и пенами для тушения на всех видах транспорта.

Подача порошкового состава ПСБ может осуществляться под давлением углекислоты, воздуха, других инертных газов, а также за счёт гравитационных сил. При работе порошковых огнетушителей образуется плотное порошковое облако, которое быстро гасит пламя.

Перемещение иглы для разрушения мембраны баллона с газом-вытеснителем может осуществляться как в других моделях огнетушителей, например, ОПУ-5, не нажатием кнопки, а поднятием ручки 2.

При работе огнетушителя необходимо охранять органы дыхания и глаза от попадания порошка. Продолжительность действия огнетушителя не менее 10с.

Первичные средства пожаротушения. Для ликвидации возможных очагов пожара силами рабочих и служащих все производственные, складские, вспомогательные помещения, наружные установки, а также пожароопасные участки территории предприятия (организации) должны быть обеспечены по действующим нормам первичными средствами пожаротушения, пожарным ручным инструментом и пожарным инвентарём.

К первичным средствам пожаротушения относятся: огнетушители, пожарный инвентарь (покрывала из негорючего теплоизоляционного полотна, ящики с песком, бочки с водой, пожарные вёдра, совковые лопаты) и пожарный инструмент (крюки, ломы, топоры и т.д.).

Бочки для хранения воды с целью тушения пожара в соответствии с ГОСТом 12.4.009-83 должны быть вместимостью не менее 200л. Пожарные щиты (стенды) устанавливаются на территории объекта из расчёта один щит (стенд) на площадь 5000м². В комплект средств пожаротушения, которые размещаются на нём, должны быть включены: огнетушители - 3шт., ящик с песком - 1шт., покрывало из негорючего теплоизоляционного материала размером 2м. х 2м. - 1шт., крюки - 3шт., лопаты - 2шт., ломы - 2шт., топоры - 2шт.

Каждый работник должен знать место расположения первичных средств пожаротушения и уметь ими пользоваться; работники должны знать правила поведения при пожаре, пути эвакуации.

В табл. 4.4.6. приведены рекомендуемые огнетушащие вещества при тушении различных классов пожаров.

Таблица 4.6.

Рекомендуемые огнетушащие вещества в зависимости от классификации пожаров.

Класс пожара	Характеристика горючей среды или горящего объекта	Рекомендуемые огнетушащие вещества
А	Обычные твёрдые горючие материалы (дерево, уголь, бумага, резина, текстильные материалы и др.).	Все виды огнетушащих веществ (прежде всего вода).
В	Горючие жидкости и плавящиеся при нагревании материалы (мазут, бензин, лаки, масла, спирт, стеарин, каучук, некоторые синтетические материалы и др.).	Распылённая вода, все виды пен, составы на основе галогеналкидов, порошки.
С	Горючие газы (водород, ацетилен, углеводороды и др.).	Газовые составы: инертные разбавители (N2, CO2), галогеноуглеводороды, порошки, вода (для охлаждения).
D	Металлы и их сплавы (калий, натрий, алюминий, магний).	Порошки (при спокойной подаче на горящую поверхность).
E	Оборудование под напряжением.	Порошки, СО2, хладоны.

4.5 Система предупреждения пожаров

Данная система предназначена для обнаружения начальной стадии пожара, передачи извещения о месте и времени его возникновения и при необходимости включения автоматических систем пожаротушения и дымоудаления.

Эффективной системой оповещения пожарной опасности является применение систем сигнализации.

Система пожарной сигнализации должна:

* - быстро выявить место возникновения пожара;

* - надёжно передавать сигнал о пожаре на приёмно-контрольное устройство;

* - преобразовывать сигнал о пожаре в форму, удобную для восприятия персоналом охраняемого объекта;

* - оставаться невосприимчивой к влиянию внешних факторов, отличающихся от факторов пожара;

* - быстро выявлять и передавать извещение о неисправностях, препятствующих нормальному функционированию системы.

Средствами противопожарной автоматики оборудуют производственные здания категорий А, Б и В, а также объекты государственной важности.

Система пожарной сигнализации состоит из пожарных извещателей и преобразователей, преобразующих факторы появления пожара (тепло, свет, дым) в электрический сигнал; прёмно- контрольной станции, передающей сигнал и включающей световую и звуковую сигнализацию; а также автоматические установки пожаротушения и дымоудаления.

Обнаружение пожаров на ранней стадии облегчает их тушение, что во многом зависит от чувствительности датчиков.

Извещатели, или датчики, могут быть различных типов:

- тепловой пожарный извещатель - автоматический извещатель, который реагирует на определённое значение температуры и (или) скорость её нарастания;

- дымовой пожарный извещатель - автоматический пожарный извещатель, который реагирует на аэрозольные продукты горения;

- радиоизотопный пожарный извещатель - дымовой пожарный извещатель, который срабатывает вследствие влияния продуктов горения на ионизированный поток рабочей камеры извещателя;

- оптический пожарный извещатель - дымовой пожарный извещатель, который срабатывает вследствие влияния продуктов горения на поглощение или распространение электромагнитного излучения извещателя;

- пожарный извещатель пламени - реагирует на электромагнитное излучение пламени;

- комбинированный пожарный извещатель - реагирует на два (или больше) фактора пожара.

Тепловые извещатели подразделяются на максимальные, которые срабатывают при повышении температуры воздуха или охраняемого объекта до величины, на которую они отрегулированы, и на дифференциальные, которые срабатывают при определённой скорости нарастания температуры. Дифференциальные термоизвещатели обычно могут работать также в режиме максимальных.

Максимальные термоизвещатели характеризуются хорошей стабильностью, не дают ложных тревог и имеют относительно низкую стоимость. Однако они малочувствительны и даже при размещении на небольшом расстоянии от мест возможных загораний срабатывают со значительным запаздыванием. Тепловые извещатели дифференциального типа более чувствительны, однако их стоимость высока. Все тепловые извещатели должны размещаться непосредственно в рабочих зонах, поэтому они подвержены частым механическим повреждениям.

Оптические извещатели подразделяются на две группы: ИК - индикаторы прямого видения, которые должны «видеть» пожар, и фотоэлектрические дымовые. Чувствительные элементы индикаторов прямого видения не имеют практического значения, так как они, как и тепловые извещатели, должны располагаться в непосредственной близости от потенциальных очагов загорания.

Фотоэлектрические дымовые извещатели срабатывают при ослаблении светового потока в подсвечиваемом фотоэлементе в результате задымления воздуха. Извещатели этого типа могут быть установлены на расстоянии нескольких десятков метров от возможного очага пожара. Пылевые частицы, взвешенные в воздухе, могут привести к ложным срабатываниям извещателей. Кроме того, чувствительность прибора заметно снижается по мере осаждения тончайшей пыли, поэтому извещатели нужно регулярно осматривать и очищать.

Ионизационные дымовые извещатели для надёжной работы необходимо не реже чем раз в две недели подвергать тщательному осмотру и проверке, своевременно удалять отложения пыли и регулировать чувствительность. Газовые детекторы срабатывают при появлении газа или увеличении его концентрации.

Рис.4.6.Принципиальная схема извещателя ПТИМ-1: 1 - датчик; 2 - переменное сопротивление; 3 - тиратрон; 4 - добавочное сопротивление.

Дымовые извещатели рассчитаны на обнаружение продуктов сгорания в воздухе. В устройстве имеется ионизационная камера. И при попадании в неё дыма от пожара ионизационный ток уменьшается, и извещатель включается. Время срабатывания дымового извещателя при попадании в него дыма не превышает 5 секунд. Световые извещатели устроены по принципу действия ультрафиолетового излучения пламени.

Выбор типа извещателя автоматической пожарной сигнализации и места установки зависит от специфики технологического процесса, вида горючих материалов, способов их хранения, площади помещения и т.п.

Тепловые извещатели могут быть использованы для контролирования помещений из расчёта один извещатель на 10 - 25 м² пола. Дымовой извещатель с ионизационной камерой способен (в зависимости от места установки) обслуживать площадь 30 - 100м². Световыми извещателями можно контролировать площадь около 400 - 600м².

Рис. 4.7. Схема автоматического дымового извещателя АДИ-1: 1,3 - сопротивления; 2 - электрическая лампа; 4 - ионизационная камера; 5 - схема включения в электрическую сеть

Автоматические извещатели, в основном, устанавливают на потоке или подвешивают на высоте 6 - 10м от уровня пола. Разработка алгоритма и функций системы пожарной сигнализации выполняется с учётом пожарной опасности объекта и архитектурно-планировочных особенностей. В данное время применяют следующие установки пожарной сигнализации: ТОЛ-10/100, АПСТ-1, СТПУ-1, СДПУ-1, СКПУ-1 и др.

4.6 Автоматические системы пожаротушения

Автоматические системы пожаротушения предназначены для тушения или локализации пожара. Одновременно они должны выполнять и функции автоматической пожарной сигнализации.

Установки автоматического пожаротушения должны отвечать следующим требованиям:

* - время срабатывания должно быть меньше предельно допустимого времени свободного развития пожара;

* - иметь продолжительность действия в режиме тушения, необходимую для ликвидации пожара;

* - иметь необходимую интенсивность подачи (концентрацию) огнетушащих веществ;

* - надёжность функционирования.

В помещениях категорий А, Б, В применяются стационарные установки пожаротушения, которые подразделяются на аэрозольные (галоидоуглеводородные), жидкостные, водяные (спринклерные и дренчерные), паровые, порошковые.

Наибольшее распространение в настоящее время приобрели спринклерные установки для тушения пожаров распылённой водой. Для этого под потолком монтируется сеть разветвлённых трубопроводов, на которых размещают сприклеры из расчёта орошения одним спринклером от 9 до 12м² площади пола. В одной секции водяной системы должно быть не менее 800 спринклеров. Площадь пола, защищаемая одним спринклером типа СН-2, должна быть не более 9м² в помещениях с повышенной пожарной опасностью (при количестве горючих материалов более 200кг на 1м²; в остальных случаях - не более 12м². Выходное отверстие в спринклерной головке закрыто легкоплавким замком (72°С, 93°С, 141°С, 182°С), при расплавлении которого вода разбрызгивается, ударяясь о дефлектор. Интенсивность орошения площади составляет 0,1л/с•м² (рис. 4.8.).

Спринклерные сети должны находиться под давлением, способным подать 10л/с. Если при пожаре вскрылся хотя бы один спринклер, то подаётся сигнал. Контрольно-сигнальные клапаны располагаются на заметных и доступных местах, причём к одному контрольно-сигнальному клапану подключают не более 800 спринклеров.

В пожароопасных помещениях рекомендуется подавать воду сразу по всей площади помещения. В этих случаях применяют установки группового действия (дренчерные). Дренчерные - это спринклеры без плавких замков с открытыми отверстиями для воды и других составов. В обычное время выход воды в сеть закрыт клапаном группового действия. Интенсивность подачи воды 0,1л/с•м² и для помещений повышенной пожарной опасности (при количестве сгораемых материалов 200кг на 1м² и более) - 0,3л/с•м².

Расстояние между дренчерами не должно превышать 3м, а между дренчерами и стенами или перегородками - 1,5м. Площадь пола, защищаемая одним дренчером, должна быть не более 9м². В течение первого часа тушения пожара должно подаваться не менее 30л/с (рис.4.9.)

Рис. 4.8. Схема спринклерной установки

1 - источник воды; 2 - центробежный насос; 3 - магистральный трубопровод; 4 - обратный клапан; 5 - водонапорный бак; 7 - контрольно-сигнальный клапан; 8 - удельный трубопровод; 9 - распределительный трубопровод; 10 - спринклерные головки.

Установки выявления и глушения взрывопожароопасных ситуаций

В случаях, когда значения контролируемых параметров окружающей среды или скорости их изменения указывают на высокую вероятность возникновения пожара и взрыва, можно говорить о наличие взрывопожароопасной ситуации. При этом, параметрами, которые контролируются, могут быть как концентрация горючих газов, паров и их смесей в воздухе вокруг установок (оборудования), так и появление источников возгорания в местах хранения и оборота горючих газов, жидкостей, твёрдых веществ и пыли.

Установки выявления и глушения взрывопожароопасных ситуаций в общем виде включают такие приспособления:

* - выявление взрывопожароопасных ситуаций;

* - коммутация и усиление сигналов;

* - исполнительные приспособления защиты.

Рис. 4.9. Принципиальная схема дренчерной установки группового действия

1 - надклапная камера; 2 - дифференцированный клапан; 3 - камера клапан группового действия; 4 - соединительная трубка; 5 - диафрагма; 6 - гайка с диафрагмой; 7 - трубка от водопитателя; 8 - автомат пуска насосов; 9 - водопоставляющий трубопровод; 10 - электросигналы; 11 - дренчер; 12 - распределительный трубопровод; 13 - дренчерная сеть; 14 - спринклер; 15 - кран ручного включения; 16 - пусковой трубопровод; 17 - активный трубопровод; 18 -активный кран; 19 - проволока; 20 - легкоплавкие замки; 21 - пружина; 22 - дренчерная головка.

Установки позволяют осуществлять автоматическое измерение контролируемых параметров, распознавание сигналов при наличии взрывопожароопасной ситуации, преобразование и усиление этих сигналов, и выдачу команд на включение исполнительных приспособлений защиты.

Сущностью процесса прекращения взрыва является торможение химических реакций путём подачи в зону горения огнетушащих составов. Возможность прекращения взрыва обусловлена наличием некоторого промежутка времени от момента возникновения условий взрыва до его развития. Этот промежуток времени, условно названный периодом индукции (ф_инд), зависит от физико-химических свойств горючей смеси, а также от объёма и конфигурации защищаемого аппарата.

Для большинства горючих углеводородных смесей ф_инд составляет порядка 20% от общего времени взрыва.

Для того чтобы автоматическая система противовзрывной защиты отвечала своему назначению, должно выполняться следующее условие: Т_АСПВ < ф_инд, то есть, время срабатывания защиты должно опережать время индуктивного периода.

Вероятность достижения граничных значений опасных факторов пожара или взрыва (НФП).

Согласно требований пожарной безопасности вероятность возникновения пожара или взрыва определяется по следующей зависимости:

,

где Q_НФП - вероятность достижения в течении года граничных значений опасных факторов пожара и взрыва (НФП), год^-1;

Q_П - вероятность возникновения пожара или взрыва, год^-1;

с_П и с_а - возможная эффективность (надёжность) профилактических и активных мер;

Q^н_НФП - нормативная вероятность влияния НФП (принимается равной 10^-6 год^-1).

Значения граничных величин НФП, превышение которых не допускается с вероятностью выше нормативной, представлены в табл. 4.4.7.

Под обрушением конструкций понимается разрушительные последствия при взрывах в домах, а также при превышении времени огневого воздействия предела огнестойкости конструкций.

Вероятность возникновения пожара или взрыва в течении года рассчитывается по формуле:

где Q_ГС = Q_Г Q_О - вероятность образования горючей смеси (Q_Г - вероятность появления горючего вещества; Q_О - вероятность появления окислителя, обычно Q_О = 1); Q _ИВ = Q_Т Q_Э Q_ф - вероятность появления источника воспламенения; (Q_Т - вероятность появления теплового источника; Q_Э - вероятность достаточной энергии источника; Q_ф - вероятность достаточности времени существования источника).

Таблица 4.7.

Значения граничных величин НФП,

НФП	Граничные значения
Обвал конструкций	Не допустимо
Температура, °С	70
Тепловые излучения, Ут/м2	500
Содержание СО, %.	0,1
Содержание СО2, %	6,0
Содержание ПР О2, %	Не менеее 17,0
Потеря видимости, раз	2,4

Вероятность появления достаточного для образования взрывоопасной смеси количества горючего вещества можно рассчитать по формуле:

,

где -л_ф - интенсивность отказа оборудования в течении года, ч^-1; ф - общее время работы оборудования в течении года, ч.

Значение л вычисляют на основе данных о надёжности технологического оборудования, которые приводятся в документации к оборудованию.

Определение Q _ИВ делают путём анализа условий появления в соответствующем объекте (помещении, технологическом оборудовании) источника, температура, энергия и время контакта которых с горючей средой достаточны для воспламенения.

Оценку величин с_П и с_а делают по надёжности функционирования соответствующих приспособлений и систем.

Условия безопасного применения электрооборудования регламентируется ПУЭ. Электрооборудование подразделяют на взрывозащищённое, пригодное для пожароопасных зон, и нормального выполнения. Во взрывоопасных зонах позволяется применять только взрывозащищённое электрооборудование, дифференцированное по уровням и видам взрывозащиты, категориям (характеризующиеся безопасным зазором, то есть максимальным диаметром отверстия, через которое пламя данной горючей смеси не способно пройти), группам (которые характеризуются Т_с данной горючей смеси).

Во взрывоопасных помещениях и зонах внешних установок применяют специальное электроосветительное оборудование, выполненное в противовзрывном варианте.

4.7 Дымовые люки

Дымовые люки предназначены для обеспечения незадымляемости смежных помещений и уменьшения концентрации дыма в нижней зоне помещения, в котором возник пожар. Открыванием дымовых люков создаются более благоприятные условия для эвакуации людей из горящего здания, облегчается работа пожарных подразделений по тушению пожара.

Для удаления дыма в случае пожара в подвальном помещении нормы предусматривают устройство окон размером не менее 0,9 х 1,2м на каждые 1000м² площади подвального помещения. Дымовой люк обычно перекрывается клапаном.

4.8 Эвакуация людей из зданий и сооружений

Эвакуация - это одновременное перемещение значительного количества людей в одном направлении, во время возникновения пожара в здании, аварии или стихийного бедствия. В этом случае от правильной организации движения и состояния коммуникационных помещений зависит жизнь людей.

К путям эвакуации относятся помещения:

1) ведущие от места постоянного пребывания людей, расположенных в первых этажах, непосредственно наружу или к выходу через проходы, коридоры, вестибюли или лестничную клетку;

2) ведущие от мест постоянного пребывания людей, расположенных на любом этаже, кроме первого, выходы через проходы, коридоры, лестничную клетку, имеющую выход непосредственно наружу или через вестибюль, отделённый от смежных помещений перегородками с дверями;

3) ведущие от места постоянного пребывания людей в данном этаже в соседнее помещение, обеспеченное выходами, указанными в пунктах 1 и 2, если эти помещения не связаны с производствами категорий А и Б.

Эвакуационных выходов из здания или сооружения должно быть, как правило, не менее двух. Их располагают рассредоточено. Лифты и эскалаторы, а также ворота для подвижного железнодорожного состава при определении расчётного времени эвакуации не учитываются. Выходы из помещений, размещаемых в подвальных и цокольных этажах, допускается устраивать через общие лестничные клетки при условии отсутствия на пути эвакуации складов сгораемых материалов.

Все пути эвакуации (проходы, коридоры, лестницы и др.) должны иметь равные вертикальные ограждающие конструкции без конструктивных или технологических выступов, сужающих свободный путь по ширине. Все виды путей эвакуации должны иметь естественное освещение или искусственное, работающее как от обычной электросети, так и от аварийной.

Эвакуационные выходы не допускается устраивать через помещения с производствами категорий А и Б и через помещения зданий IV и V степени огнестойкости. В зданиях и помещениях следует проектировать не менее двух эвакуационных выходов.

В качестве второго эвакуационного выхода можно использовать наружные лестницы, если в зданиях с категориями А, Б работает 15 человек и менее; в зданиях с категорией В - менее 50 чел.; в зданиях с категориями Г и Д - менее 100чел. При этом ширина лестницы должна быть не менее 0,7 м с уклоном не менее 1:1, ограждением высотой не менее 0,8 м и сообщаться с помещениями через балконы (площадки).

Рис. 4.4.11. Допустимые варианты устройства эвакуационных выходов:

1 -помещение на 1 этаже; 2 - помещение в любом этаже, кроме первого; 3 - проходные коридоры; или вестибюль; 4 - лестничные клетки; 5 - проходные помещения, которые при содержании категорий В, Г и Д должны быть не ниже 3 степени огнестойкости.

Минимальная ширина путей эвакуации должна быть не менее 1 м, минимальная ширина дверей на пути эвакуации - 0,8 м, наружных дверей - не менее ширины марша лестниц, высота проходов - не менее 2 м. На путях эвакуации необходимо проектировать двери, открывающиеся наружу, и запрещается проектировать вращающиеся, раздвижные и подъёмные двери. Допускается устройство дверей с открыванием внутрь помещения в случае пребывания в нём людей не более 15 чел.

Рис. 4.12. Схема эвакуации из здания

Пути сообщения, связанные с механическим приводом (лифты, эскалаторы), не относятся к путям эвакуации. Запасные выходы, которые не используются при нормальном движении, также являются эвакуационными.

В зданиях повышенной этажности широко применяются незадымляемые лестницы: выходы через воздушную зону, т.е. через лоджии, галереи, балконы на лестничную клетку, холодные лестницы, т.е. наружные лестницы с ограждением; обычные лестницы, исключающие задымление.

Для обеспечения безопасной эвакуации людей из зданий и сооружений необходимо, чтобы расчётное время эвакуации было не меньше необходимого времени эвакуации людей. Расчётное время эвакуации не требуется определять, если допускается один эвакуационный выход или когда на один эвакуационный выход планируется не более 50 чел., а расстояние от наиболее удалённого рабочего места до ближайшего эвакуационного выхода не менее 25 м. Во всех остальных случаях необходимо рассчитать время эвакуации.

4.9 Молниезащита зданий и сооружений

Молниезащита - это комплекс защитных мер от зарядов атмосферного статического электричества, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от загорания, взрывов и разрушений.

Молния опасна тем, что удар её в незащищённое или неправильно защищённое здание представляет собой серьёзную опасность не только для оборудования, но и для людей. Длина канала молнии обычно достигает нескольких километров (в среднем 5 км). Значительная её часть находится в грозовом облаке. Разряду предшествует процесс разделения и накопления электрических зарядов. При движении заряженного облака вследствие электростатической индукции на поверхности земли появляются заряды противоположного знака. Образуется своеобразный гигантский конденсатор с воздушным промежутком, пластинами которого являются облака и земля. По мере конденсации зарядов увеличивается напряжённость электрического поля вблизи облака или у земли. Выступающие над поверхностью земли здания, трубы, вышки, мачты ионизируют воздух и тем самым уменьшают его удельное сопротивление прохождению тока, т.е. подготавливается коридор для прохода искрового разряда.

Наиболее опасен прямой удар молнии. Прямой удар молнии может явиться причиной пожаров и взрывов. Канал молнии имеет температуру 20 000° и выше. Сила тока в канале достигает 200 000А, напряжение 150 000 000В. Молния может проплавлять металлические поверхности взрывоопасных установок, нагревать взрывоопасные жидкости до критических температур. Доказано, что проплавление листового металла током молнии возможно лишь при толщине листа менее 4мм. Поэтому с учётом коррозии минимальная толщина металла установки, способная сохранить герметичность, принимается 5мм. В установках, содержащих газ или жидкость под давлением, толщина стенок должна быть не менее 5,5…6 мм.

Механическое воздействие прямого удара молнии вызывает местные разрушения у сооружений из камня, бетона, кирпича. Известны случаи частичного или полного разрушения бетонных и железобетонных сооружений. Предварительно напряжённую арматуру железобетонных конструкций использовать в качестве токоотвода нельзя. Опыты показывают, что при протекании импульсных токов порядка 5000 - 2000 А образцы полностью разрушаются. Поэтому армированные конструкции требуют защиты от прямых ударов молнии.

Прямой удар считается первичным проявлением молнии.

Вторичное проявление молнии сопровождает первичное и выражается в электростатической и электромагнитной индукции.

Электростатическая индукция вызывается действием заряженных облаков на наземные объекты и сопровождается искрениями между металлическими элементами конструкций и оборудования.

Электромагнитная индукция появляется при разряде молнии, который сопровождается возникновением в пространстве изменяющегося во времени магнитного поля. Магнитное поле индуктирует в контурах, образованных из различных протяженных металлических предметов (трубопроводов, электропроводок и др.), электрические токи, вызывающие нагревание замкнутых контуров. Однако в силу малой величины индуктированных токов нагрев опасен.

В незамкнутых контурах возникающая э.д.с. может вызвать искрение или сильное нагревание в местах с недостаточно плотными контактами.

Такое искрение совершенно недопустимо для взрывоопасных зданий и сооружений, так как в них даже слабая по мощности и малая по продолжительности электрическая искра может привести к взрыву.

Одной из главных и решающих мер защиты от первичного и вторичного проявления молнии является устройство молниеотводов. Молниеотводы, с одной стороны, приближают разряд прямого удара молнии к защищаемому объекту, вследствие чего индуцированные напряжения возрастают, с другой стороны, - образуя, встречный лидер, удаляют от объекта зону, в которой происходит формирование главного разряда, уменьшая тем самым величину индуцированных напряжений.

Это объясняется тем, что под грозовым облаком на поверхности земли и на всех наземных объектах скапливаются электрические заряды, равные по величине и противоположные по знаку заряду облака.

Удар молнии начинается после того, как напряженность электрического поля в какой - либо части облака (тучи) достигнет критического значения, при котором возможно начало ударной ионизации молекул воздуха, и по направлению к земле начинает «прорастать» канал-лидер со скоростью порядка 10⁷ м/сек, представляющий собой зону высокой проводимости. Со стороны земли также образуется встречный лидер или несколько лидеров. В последнем случае каналы молнии разветвляются.

В подавляющем большинстве случаев после первого разряда следует еще один или несколько.

Наибольшее значение имеет ток первого разряда. Токи последующих разрядов существенно меньше.

В соответствии с временными указаниями по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений СН 305 - 65 все здания разделяются на три категории в зависимости от значимости и технологический особенностей объекта и степени взрыво- и пожароопасности.

Первая категория. К данной категории относятся здания и сооружения, отнесенные в ПУЭ к классам В-I и В-II. К этой категории относятся помещения, в которых горючие газы или пары, а также переходящие во взвешенное состояние горючие пыли и волокна, способны к образованию взрывоопасных смесей с воздухом или другими окислителями при нормальных режимах работы.

Взрыв в таких помещениях сопровождается, как правило, значительными разрушениями и человеческими жертвами.

Молниезащита таких объектов выполняется независимо от средней грозовой деятельности или от места расположения на территории Украины.

Вторая категория. К этой категории относятся здания и сооружения, отнесенные ПУЭ к классам В-Iа, В-Iб и В-IIа, в которых при нормальной эксплуатации образование свойственных для первой категории взрывоопасных смесей не имеет места, а возможно только в результате аварии и неисправностей.

К этой категории относятся также здания, в которых хранятся в металлической упаковке взрывчатые и легковоспламеняющиеся вещества.

Взрыв в таких помещениях сопровождается незначительными разрушениями без человеческих жертв. Молниезащита таких объектов выполняется в местностях со средней грозовой деятельностью 10 и более грозовых часов в год.

Третья категория. Сюда относят здания и сооружения (с пожароопасными зонами П-I; П-II; П-IIа), для которых прямой удар представляет опасность в отношении пожара, механических разрушений, поражения людей, а также животных.

Молниезащита их выполняется в местностях, расположенных южнее 65-й параллели со средней грозовой деятельностью 20 и более грозовых часов в год и при ожидаемом количестве поражений молнией не менее 0,05, в том числе отдельно стоящих объектов высотой 15 м и более.

Средняя грозовая деятельность за один год определяется по «Карте среднегодовой продолжительности гроз в часах» (СН-305 - 65) либо на основании официальных данных местной метеостанции.

Все здания и сооружения первой и второй категории защищаются как от прямых ударов молнии, так и от ее вторичных воздействий и заноса высоких потенциалов через наземные и подземные металлические конструкции и коммуникации.

Здания и сооружения третьей категории защищаются от прямых уларов молнии и заноса высоких потенциалов.

Выбор способов молниезащиты определяется во взаимосвязи с конструктивными и технологическими особенностями объекта и его назначением.

Молния обладает свойством поражать, в первую очередь, заземленные (их электропроводность стремится к бесконечности) объекты и возвышающиеся над землей металлические предметы и сооружения (трубы, мачты, вышки и т.п.).

Именно на этой особенности грозового разряда основано защитное действие каждого молниеотвода.

Молниеотвод состоит: из молниеприемника, токоотвода, обеспечивающего прохождение по нему разрядного тока к заземляющему устройству, и самого заземляющего устройства, обеспечивающего непосредственный распределенный на большой площади контакт с землей.

Молниеотводы разделяются на три основных типа: а) стержневые; б) тросовые или антенные; в) сетчатые. В отдельных случаях могут быть комбинированные молниеотводы.

Молниезащита объекта в зависимости от его размеров может осуществляться одним или несколькими стержневыми молниеотводами, создающими зону защиты, охватывающую весь объект. При протяженных объектах защита выполняется с помощью одного или нескольких тросовых молниеотводов, создающих требуемую зону защиты.

Стержневые и тросовые молниеотводы устанавливаются либо на отдельно стоящих опорах, либо на опорах, связанных с конструкцией объекта.

Сетчатые молниеотводы укладывают (или подвешивают) на крышу защищаемого объекта и не менее чем в двух местах соединяют токоотводами с отдельными очагами заземления.

В практике чаще используют стержневые молниеотводы.

Молниеприемники стержневых молниеотводов изготавливаются из стали различного профиля с антикоррозийной защитой, чаще из круглой стали и реже из водопроводных труб. Свободный конец трубы необходимо сплющить или плотно закрыть металлической пробкой. В качестве молниеприемника может быть использована также специальная сетка из круглой или плоской стали диаметром 6--8 мм. Тросовый молниеотвод следует выполнять из стального многопроволочного оцинкованного троса сечением не менее 35 мм².

Для устройства токоотводов можно использовать сталь любого профиля.. Минимальное сечение -- 48 мм², а диаметр круглой стали или троса -- не менее 6 мм. Токоотводы следует прокладывать снаружи зданий от молниеприемника по кратчайшему пути к заземлителю. Токоотводы между собой с молниеприемником и заземлителем соединяются сваркой. Длина сварочного шва должна быть не менее двойной ширины прямоугольного проводника и не менее шести диаметров свариваемых круглых проводников.

В местах соединения токоотводов с заземлителем для периодического контроля сопротивления заземления на 1--1,5 м от земли устраивают специальные болтовые разъемы.

Заземляющие устройства могут быть различных видов. Вертикальные заземлители из угловой (40x40x4 мм), круглой (диаметром 10--20 мм) стали, а также трубы с наружным диаметром 30--60 мм и толщиной стенок 4 мм забивают на глубину 2--3 м.

При высокой проводимости нижних слоев грунта глубина заземлителей может достигать 4--6 м. Трубы забивают в грунт на глубину 0,5--0,8 м от поверхности. Горизонтальные заземлители применяют в местах с постоянно влажными верхними слоями грунта.

Опоры для молниеотводов выполняются в виде свободно стоящих конструкций без растяжек. Металлические опоры необходимо предохранять от коррозии покраской, а деревянные опоры пропитывать антисептиками и антипиренами.

Зона защиты молниеотводов - это часть пространства, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности.

Согласно СН 305--77 выделено две зоны защиты. В зоне А обеспечивается степень надежности 99,5% и выше, в зоне Б -- 95% и выше.

Для расчета типа и зоны защиты (рис. 4.4.2.) необходимо знать количество поражений молниями в год зданий и сооружений, не оборудованных молниезащитой. Величина N рассчитывается по следующей формуле:

(4.4.6)

где L, S, h_x -- соответственно длина, ширина и наибольшая высота здания, м; n -- среднегодовое число ударов молнии на 1 км² земной поверхности, где расположено здание.

Если здание сложной конфигурации, то в качестве величин L и S принимаются длина и ширина наименьшего прямоугольника, который может быть вписан в план здания.

Среднегодовое число ударов молний n определяется по табл. 4.4.8.

Таблица.4.8.

Интенсивность грозовой деятельности в год	Среднегодовое число ударов молнии на 1 км2 земной поверхности
10-20	1
20-40	3
40-60	6
60-80	9
80 и более	12

Для определения n необходимо знать интенсивность грозовой деятельности в часах (СН 305-77).

Тип зоны защиты и категория деятельности устройства молниезащиты зависят от количества поражений молнией в год, от категории производства и степени огнестойкости зданий и сооружений, а также от класса по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ).

Молниезащита I категории осуществляется отдельно стоящими или изолированными от здания стержневыми и тросовыми молниеотводами и обязана обеспечить зону защиты типа А. Значение импульсного сопротивления заземлителя для каждого отдельно стоящего стержневого, тросового или изолированного от сооружения молниеотвода должно быть не более 10 Ом, а при удельном сопротивлении грунта 500 Ом•м и более импульсное сопротивление должно быть не более 40 Ом.

Для исключения заноса высоких потенциалов в защищаемое здание (сооружение) по подземным металлическим коммуникациям необходимо заземлители защиты от прямых ударов располагать на расстоянии не менее 3 м.

Рис. 4.13. Схема расчета зоны молниезащиты

Наименьшее расстояние от тоководов отдельно стоящего стержневого молниеотвода или изолированного от сооружения молниеотвода до здания зависит от сопротивления заземления и может быть принято 5 м.

В зданиях, относимых по молниезащите к I категории, принимаются меры защиты от электростатической индукции присоединением металлических корпусов всего оборудования, аппаратов, металлических конструкции к специальному заземлителю сопротивлением не более 10 Ом.

Для защиты от электромагнитной индукции между трубопроводами и другими протяженными металлическими предметами (каркас сооружения, оболочка кабеля) в местах их взаимного сближения на расстояние 10 см и не менее чем через каждые 20 м приваривают металлические перемычки для образования замкнутых контуров.

В местах соединения между собой элементов трубопроводов и других металлических предметов необходимо обеспечить контакт с переходным электрическим сопротивлением не более 0,03 Ом на один контакт. При фланцевых соединениях труб такое значение достигается нормальной затяжкой болтов при их количестве не менее 6 на один фланец. Где такой контакт обеспечить невозможно, приваривается перемычка из стальной проволоки диаметром 5 мм и более или стальная лента сечением не менее 24мм.

Ввод в здание электрических сетей напряжением до 1000 В, сетей телефона, радио, сигнализации производится только кабелем. Для защиты от заноса высоких потенциалов все внешние наземные металлические конструкции и коммуникации на - ближайших к зданию двух опорах (крючья, штыри), а также металлическая броня и оболочки кабелей у ввода в здание и в места перехода воздушной линии в кабель должны быть присоединены к заземлителю с импульсным сопротивлением не более 10 Ом.

Если на зданиях имеются прямые трубы для свободного отвода в атмосферу взрывоопасных газов, то в зону защиты молниеотводов входит пространство над обрезом труб, ограниченное полусферой с радиусом 5 м.

Молниезащита II категории осуществляется отдельно стоящими или установленными на зданиях неизолированными стержневыми и тросовыми молниеотводами; наложением молниеприемной сетки на плоскую неметаллическую кровлю или использованием в качестве молниеприемника металлической кровли здания. От каждого стержневого или тросового молниеотвода должно быть проложено не менее двух тоководов. При сосредоточенных заземлителях тоководы прокладываются по противоположным стенам здания, а при протяженных заземлителях тоководы устраиваются через каждые 25 м периметра здания.

Требования по величине импульсного сопротивления каждого заземлителя такие же, как и для молниезащиты I категории.

Если роль молниеприемника выполняет сетка, то последняя должна быть выполнена сваркой стальной проволоки диаметром 6 -- 8 мм с ячейкой 36 м² (6 х 6 м). Выступающие металлические элементы (трубы, вентиляционные устройства) здания должны быть соединены со стальной кровлей или молниеприемной сеткой, а неметаллические элементы оборудованы молниеприемниками.

Тоководы, соединяющие металлическую кровлю или молниеприемную сетку, прокладываются через 25 м периметра. В качестве тоководов можно использовать металлические конструкции (колонны, фермы, рамы, пожарные лестницы, металлические направляющие лифтов). При этом необходимо обеспечить непрерывную электрическую связь в соединяемых элементах.

На зданиях, где верхние плиты перекрытий укладываются на металлические фермы и применяются негорючие утеплители и гидроизоляция, установка молниеприемника (сетки) не рекомендуется, но должна быть обеспечена электрическая связь металлических форм с заземлителями. Защита от электростатической индукции, от заноса высоких потенциалов по коммуникациям осуществляется устройством заземления. Для зданий шириной 100 м и более с целью выравнивания потенциалов устраивается на глубине 0,5 м и более заземлитель в виде протяженных горизонтальных металлических электродов сечением не менее 100 мм . Эти электроды располагаются не реже чем через 60 м по ширине здания. По торцам здания заземляющие электроды соединяются с металлическими фермами или с наружным контуром заземления или с арматурой железобетонных фундаментов здания.

Вводы в здания различных коммуникаций и защита этих коммуникаций и мест перехода осуществляются как у зданий и сооружений, относящихся к I категории по молниезащите.

Молниезащита III категории осуществляется теми же способами, что и для зданий и сооружений II категории, только молниеприемная сетка имеет ячейки 12 x 12 м (не более 150 м²), значение импульсного сопротивления каждого заземлителя от прямых ударов молнии должно быть не более 20 Ом. Металлические скульптуры и обелиски, подлежащие молниезащите, достаточно присоединить к заземлителю. Неметаллические вертикальные трубы высотой более 150 м оборудуются молниеприемником в виде стального кольца сечением 100 мм², уложенного по верхнему торцу трубы; трубы высотой 50 -- 150 м оборудуются двумя молниеприемниками высотой не менее 1 м, объединенными на верхнем торце трубы; трубы высотой до 50 м оборудуются одним молниеприемником высотой не менее 1 м. Трубы высотой более 50 м снабжаются двумя тоководами, одним из которых может быть ходовая лестница.

Расчет зоны защиты начинается с определения назначения зданий и сооружений по ПУЭ, расчета количества N поражений молнией в год и определения на основе этих показателей зоны защиты молниеотводов. Для расчета зоны защиты одиночного, двойного, многократного стержневого и одиночного и двойного тросовогo молниеотводов высотой h ? 150 м необходимо знать высоту здания h_x, и вычислить высоту вершины конуса защиты h₀, а также радиусы защиты на уровне земли г₀, на уровне высоты здания (сооружения) r_x (рис. 4.14, 4.15). При этом следует помнить, что зона совместной защиты двойного и многократного стержневых молниеотводов может существовать, если расстояние между молниеотводами L₁ < 3h для зоны А и L₂ < 5h для зоны Б. Причем очень важно правильно установить на стыке границ защиты двойных и многократных молниеотводов радиусы защиты на уровне земли и на уровне здания г_сх.

Рис. 4.14. Зона защиты двух стержневых молниеотводов разной высоты до 150м :

1- на уровне земли; 2- на уровне h.

Зона защиты тросовых молниеотводов h должна определяться с учетом стрелы провеса.

Для стального троса сечением 35...50 мм² при расстоянии между опорами L₁ < 120м h = h_on- 3, при L₂ = 120...150 м h = h_on - 3 м, где h_on -- высота опоры тросового молниеотвода.

Рис. 4.15. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода высотой до 150м :

1- на уровне земли;

2- на уровне h_x1;

3 - на уровне h_x2

Зона защиты двойных тросовых молниеотводов может существовать, если расстояние между ними меньше 3h для зоны А и L₁ < 5h для зоны Б (рис.4.4.16.). На стыке границ защиты двойных тросовых молниеотводом необходимо определить высоту защиты h_с и радиус защиты на высоте здания г_х. Выполнение работ по молниезащите в такой последовательности повысит качество ППР и обеспечит защиту зданий (сооружений) от поражения молниями.

Рис. 4.16. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода высотой до 150м : 1- на уровне земли; 2 - на уровне h.