Л 24 Пожарная безопасность 2013
.pdfГ.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.
ЛЕКЦИЯ 24. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Опорные темы:
1 |
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЖАРОВ........................................................................................... |
8 |
|
2 |
ВИДЫ ПОЖАРА И УСЛОВИЯ ЗАДЕСТВОВАНИЯ ТЕХНИКИ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ......................... |
16 |
|
3 |
ВАЖНОСТЬ МЕТОДА ОЦЕНКИ РИСКА ПОЖАРА И ВЗРЫВА ................................................................... |
17 |
|
|
3.1 |
Расчёт риска пожара и взрыва ....................................................................................................... |
17 |
|
3.2 |
Метод определения вероятности возникновения пожара (взрыва) на пожароопасном объекте |
|
|
.............................................................................................................................................................. |
|
18 |
4 |
ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ.................................................................................................................. |
22 |
|
|
4.1 |
Основные понятия.......................................................................................................................... |
22 |
|
4.2 |
Основные законодательные акты, нормативно–техническая документация по пожарной |
|
|
безопасности ........................................................................................................................................ |
22 |
|
|
4.3 |
Категория пожарной опасности ..................................................................................................... |
24 |
|
4.4 |
Огнестойкость строительных конструкций.................................................................................... |
25 |
|
4.5 |
Обеспечение безопасности людей ................................................................................................ |
27 |
|
4.6 |
Предотвращение распространения пожара.................................................................................. |
27 |
Глоссарий:
ВЗРЫВ – это кинетическое горение в замкнутом объѐме с выделением энергии и сжатых газов, способных производить механическую работу.
ГОРЕНИЕ – всякая реакция окисления, при которой выделяется тепло и наблюдается свечение горящих веществ или продуктов их распада.
ИНТЕНСИВНОСТЬ ГОРЕНИЯ – характеристика, определяющая скорость выгорания вещества, или «перенос» пламени на расстояния, а также воспламенение сгораемой конструкции и сгораемых материалов.
ЛИНЕЙНАЯ СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ГОРЕНИЯ (пожара) – физическая величина, характеризующаяся поступательным движением фронта пламени в определѐнном направлении в единицу времени.
ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛОВОЙ ПОТОК – мера интенсивности (плотности) радиационного теплообмена на поверхности тела, обтекаемого высокотемпературным потоком газа.
НОМЕР (ранг) ПОЖАРА – условный признак сложности пожара, определяющий в расписании выезда необходимый состав сил и средств гарнизона, привлекаемых к тушению пожара.
ОЦЕНКА РИСКА – процесс, используемый для определения показателей риска выявленной опасности.
2
Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.
ПЛАМЯ – газообразная среда, включающая в себя (в ряде случаев) конденсированные продукты, в которой происходят физико-химические превращения реагентов, приводящие к свечению, тепловыделению и саморазогреву.
ПЛОТНОСТЬ ЗАСТРОЙКИ – процентное соотношение застроенных площадей к общей площади населѐнного пункта.
ПОЖАР – неконтролируемый процесс горения вне специального очага, приносящий материальный ущерб [1].
ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ – состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов пожара и обеспечивается защита материальных ценностей.
СКОРОСТЬ ВЫГОРАНИЯ – потеря массы материала (вещества) в единицу времени при горении.
ТЛЕНИЕ – вид горения, при котором пламя не образуется, а зона горения медленно распространяется по сгораемому материалу.
ТОКСИЧНЫЕ ПРОДУКТЫ ГОРЕНИЯ – ядовитые вещества, образующиеся в результате горения.
Ретроспективный взгляд на развитие цивилизации убеждает, что чем быстрее движется вперѐд научная и техническая мысль, чем интенсивнее развивается промышленность и другие сферы человеческой деятельности, тем острее становятся проблемы пожаров и пожарной безопасности.
Анализ динамики пожаров в современном мире показывает, что они являются сегодня едва ли не главной причиной возникновения чрезвычайных ситуаций. Несмотря на повышение уровня противопожарной защиты и совершенствование пожарной охраны, ежегодно в мире возникает до шести миллионов пожаров. То есть каждые пять секунд происходит в среднем один - два пожара. Ежегодные потери от пожаров достигают один процент валового национального продукта, это означает, что три рабочих дня в году экономика страны работает на «пожар».
На территории Российской Федерации в 2009 году произошло 92952 пожара, прямой ущерб от которого составил 6800000000 миллионов рублей. При пожарах погибло 7136 человек, 6594 человека получили травмы, различной степени тяжести. Ежегодно от 14-15 тыс. человек получают на пожарах травмы различной степени тяжести. По уровню потерь от огня Россия превзошла Японию в 6,3 раза, Великобританию в 4,5 раза и США в три раза [2]. В 2010 г. Лесные пожары в России унесли _____ человеческих жизней, ____
остались без крова, Россия потеряла _______ гектар лесных ресурсов.
Около 80 % всех возгораний происходит по причине «человеческого фактора», вот почему необходимо постоянно заниматься профилактикой пожаров на предприятиях.
Имеются несколько определений термина «Пожар».
Так, документ ППБ 01-03 [3] даѐт следующее определение:
3
Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.
пожар – неконтролируемое горение вне специального очага, приносящее материальный ущерб.
пожар – неуправляемое, несанкционированное горение веществ, материалов и газовоздушных смесей вне специального очага, приносящее значительный материальный ущерб, поражение людей на объектах и подвижном составе, которое подразделяется на наружное и внутреннее, открытое и скрытое;
вышеприведенное определение, но с Примечанием: «Одновременно в настоящем стандарте под пожаром понимается процесс, характеризующийся социальным и (или) экономическим ущербом в результате воздействия на людей и (или) материальные ценности факторов термического разложения и (или) горения, развивающийся вне специального очага, а также применяемых огнетушащих веществ».
В других нормативных документах можно прочитать:
«Пожар – Неконтролируемое горение, приводящее к ущербу».
«Пожар – Неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства».
«Пожар – Неконтролируемое горение, развивающееся во времени и пространстве».
Любому пожару сопутствует горение.
Горение – это интенсивные химические окислительные реакции, которые сопровождаются выделением тепла и свечением, в том числе и продуктов распада.
Горение возникает и в контролируемом очаге при наличии горючего вещества (топлива), окислителя (например, кислорода воздуха) и источника воспламенения (например, открытого огня).
Горение подразделяется на тепловое и цепное.
В основе теплового горения лежит химическая реакция, способная протекать с прогрессирующим самоускорением вследствие накопления выделяющегося тепла.
Цепное горение встречается в случаях некоторых газофазных реакций при низких давлениях.
Пространство, охваченное пожарами, условно разделяют на три зоны:
активного горения (неконтролируемый очаг пожара);
теплового воздействия;
задымления.
Внешними признаками зоны активного горения является наличие пламени, а также тлеющих или раскалѐнных материалов. Основной характеристикой разрушительного воздействия пожара является температура, развивающаяся при горении. Как правило, наиболее высокие температуры возникают при наружных пожарах и в среднем составляют для:
горючих газов 1200-1350 ;
4
Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.
жидкостей 1100-1300 ;
твѐрдых веществ 1000-1250 .
При горении термита, электрона, магния максимальная температура достигает 2000-3000 .
Пространство вокруг зоны горения, в котором температура в результате теплообмена достигает значений, вызывающих разрушающее воздействие на окружающие предметы и опасных для человека, называют зоной теплового воздействия.
Вэту зону воздействия, окружающую зону горения, входит территория, на которой температура смеси воздуха и газообразных продуктов сгорания не меньше 60-80 . Во время пожара происходят значительные перемещения воздуха и продуктов сгорания.
Нагретые газообразные продукты сгорания устремляются вверх, вызывая приток более плотного холодного воздуха к зоне горения.
Направление движения нагретых продуктов обычно определяет вероятность пути распространения пожара, так как мощные восходящие тепловые потоки могут переносить искры, горящие угли и головни на значительное расстояние, создавая новые очаги горения.
Выделяющиеся при пожаре продукты сгорания (дым) образуют зону задымления. В состав дыма обычно входят азот, кислород, оксид углерода, углекислый газ, пары воды, а также пепел и другие вещества.
Многие продукты полного и неполного сгорания, входящие в состав дыма, обладают повышенной токсичностью, особенно токсичны продукты, образующиеся при горении полимеров.
Внекоторых случаях продукты неполного сгорания, например, оксид углерода, могут образовывать с кислородом горючие и взрывоопасные смеси.
Основными задачами пожарной безопасности являются:
нормативное правовое регулирование и осуществление государственных мер в области пожарной безопасности;
создание пожарной охраны и организация еѐ деятельности;
разработка и осуществление мер пожарной безопасности;
реализация прав, обязанностей и ответственности в области пожарной безопасности;
проведение противопожарной пропаганды и обучение населения мерам пожарной безопасности;
содействие деятельности добровольных пожарных, привлечение населения к обеспечению пожарной безопасности;
научно-техническое обеспечение пожарной безопасности;
информационное обеспечение в области пожарной безопасности;
осуществление государственного пожарного надзора и других контрольных функций по обеспечению пожарной безопасности;
производство пожарно-технической продукции;
5
Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.
выполнение работ и оказание услуг в области пожарной безопасности;
лицензирование деятельности в области пожарной безопасности (далее – лицензирование) и подтверждение соответствия продукции и услуг в области пожарной безопасности (далее – подтверждение соответствия);
тушение пожаров и проведение аварийно-спасательных работ;
учѐт пожаров и их последствий;
установление особого противопожарного режима.
Методы пожарной безопасности:
противопожарная пропаганда, популяризация пожарного и спасательного дела, профессии пожарного и спасателя;
обучение мерам пожарной безопасности;
организация и проведение массовых мероприятий и акций по предупреждению и тушению пожаров, защите от пожаров жизни и здоровья людей, населения и территорий от чрезвычайных ситуаций;
формирование патриотического и ответственного отношения граждан к осуществлению благотворительной деятельности в качестве пожарных добровольцев и исполнению общественных обязанностей в сфере пожарной безопасности и защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций;
профессиональная подготовка и переподготовка руководителей и специалистов по пожарной безопасности, защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, других категорий специалистов;
создание и участие в обеспечении деятельности добровольной и иных видов пожарной охраны, а также общественных противопожарных и аварийноспасательных формирований;
содействие:
˗разработке и реализации федеральных, региональных и местных целевых программ и проектов в части пожарной безопасности, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций,
˗органам государственной власти и местного самоуправления в реализации первичных мер пожарной безопасности, защите жизни и здоровья граждан от пожаров, а также по локализации и тушению пожаров, предупреждению и ликвидации последствий пожаров, стихийных бедствий и других чрезвычайных ситуаций,
˗в реализации государственной политики в сфере физической культуры и спорта, в т.ч. массового, участие в организации и проведении детских и юношеских соревнований по пожарно-прикладному и иным видам спорта с детьми и молодежью;
участие в установленном законом порядке в создании и организации деятельности общественных объединений и дружин юных пожарных, организация пожарно-технических, художественных, литературных и иных конкурсов, театрально-концертной деятельности, семинаров, конференций, соревнований и других мероприятий и акций с населением, детьми и
6
Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.
молодѐжью по тематике пожарной безопасности и защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций;
развитие международного сотрудничества в области пожарной безопасности и защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций;
организация производства и поставки пожарно-технической и иной продукции, осуществление мер по защите прав потребителей и противодействию недобросовестной конкуренции в сфере пожарной безопасности и защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций;
удовлетворение потребностей населения и организаций в качественных работах и услугах в области пожарной, комплексной безопасности и защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций и в других, не запрещенных законодательством сферах;
осуществление других видов деятельности, не запрещѐнных законодательством.
Проблема обеспечения пожарной безопасности является одной из серьѐзных и сложных сфер деятельности и каждый специалист должен иметь знания, позволяющие обеспечить личную безопасность и безопасность окружающих и сохранять объекты народного хозяйства.
7
Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЖАРОВ
Наиболее распространѐнными источниками возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного характера являются пожары и взрывы.
Под пожарами обычно понимают неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни людей.
Согласно ГОСТ 12.1.004-91 пожар определяется как неконтролируемый процесс горения вне специального очага, приносящий материальный ущерб.
Пожар сопровождается химическими и физическими явлениями:
химической реакцией горения;
выделением и передачей тепла, в том числе и на значительные расстояния;
выделением и распространением продуктов сгорания;
газовым обменом;
отводом продуктов сгорания, обрушением конструкций из-за потери прочности, изменения формообразования и др.
Все эти явления взаимосвязаны и протекают на основе общих законов физики.
Горением называется всякая реакция окисления, при которой выделяется тепло и наблюдается свечение горящих веществ или продуктов их распада.
Для возникновения горения необходимы определѐнные условия, а именно совмещение в одном месте в одно время трѐх основных составляющих:
горючего вещества, в виде горючих материалов (дерево, бумага, синтетические материалы, жидкое топливо и т.д.);
окислителя, в качестве которого при горении веществ чаще всего выступает кислород воздуха. Кроме кислорода окислителями могут быть химические соединения, содержащие кислород в своѐм составе (селитра, перхлораты, азотная кислота, окислы азота) и отдельные химические элементы: хлор, фтор, бром;
источники воспламенения, постоянно и в достаточном количестве поступающего в зону горения (искра, пламя).
Отсутствие одного из перечисленных элементов делает невозможным возникновение пожара или приводит к прекращению горения и ликвидации пожара.
По масштабам и интенсивности пожара можно подразделить на:
отдельный пожар, возникающий в отдельном здании (сооружении) или в небольшой изолированной группе зданий;
сплошной пожар, характеризующийся одновременным интенсивным горением преобладающего количества зданий и сооружений на определѐнном участке застройки (более 50 %);
8
Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.
огневой шторм – особая форма распространения сплошного пожара, который образуется в условиях восходящего потока нагретых продуктов сгорания и наличия быстрого поступления в сторону центра огневого шторма значительного количества свежего воздуха (ветер со скоростью 50 км / ч);
массовый пожар, образующийся при наличии в местности совокупности отдельных и сплошных пожаров.
Виды пожаров по времени начала тушения:
Незапущенные (ликвидируются в большинстве случаев населением, рабочими объекта, силами первого прибывшего подразделения)
Запущенные (из-за позднего обнаружения или сообщения в пожарную охрану).
Виды пожаров можно классифицировать по:Внешним признакам горения:
наружные пожары – это пожары, признаки которых можно установить визуально. Такие пожары всегда открытые.
внутренние пожары. Они могут быть открытые (устанавливаются осмотром помещений), а так же быть скрытыми (горение протекает в пустотах
ивнутри конструкций).
Месту возникновения:
в зданиях и сооружениях;
на скрытых площадях складов;
на горючих массивах (лесные, торфяные, степные), на хлебных полях.
Скорости распространения огня (продвижения кромки пожара) и высоте пламени лесные пожары подразделяются на сильные, средние и слабые. Наибольшая скорость распространения огня при сильном лесном пожаре составляет: низового пожара – до одного км / ч, верхового – до 25 км / ч, почвенного – несколько метров в сутки.
Плотности застройки:
отдельные пожары. (Городские пожары) – горение в отдельно взятом здании при невысокой плотности застройки. (Плотность застройки – процентное соотношение застроенных площадей к общей площади населѐнного пункта. Безопасной считает плотность застройки до 20 %.)
Сплошные пожары — вид городского пожара охватывающий значительную территорию при плотности застройки более 20-30 %.
Огненный шторм — редкое, но грозное последствие пожара при плотности застройки более 30 %.
Тление в завалах.
Классификация лесных пожаров по величине площади, охваченной огнѐм, приведена в табл. 1.1.
9
Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.
Таблица 1.1. Классификация лесных пожаров в зависимости от площади,
|
охваченной огнѐм |
|
Классификация лесных |
|
Площадь, охваченная |
пожаров |
|
огнем, га |
Загорание |
|
0,1-0,2 |
Малый пожар |
|
0,2-2,0 |
Небольшой пожар |
|
2,1-20 |
Средний пожар |
|
21-200 |
|
|
|
Крупный пожар |
|
201-2000 |
Катастрофический пожар |
|
|
|
|
Большинство пожаров связано с горением твѐрдых материалов, хотя начальная стадия пожара может быть связана с горением жидких и газообразных горючих веществ, используемых в современном промышленном производстве.
Воспламенение и горение большинства горючих веществ происходит в газовой или паровой фазе. Образование паров и газов из твѐрдых и жидких горючих веществ происходит в результате нагревания. При этом жидкости кипят с испарением, а с поверхности твѐрдых предметов происходит сублимация (улетучивание), разложение или пиролиз материалов.
Твѐрдые горючие вещества при нагревании ведут себя по-разному:
некоторые (сера, фосфор, парафин) плавятся;
другие (дерево, торф, каменный уголь, волокнистые материалы) разлагаются с образованием паров, газов и твѐрдого остатка угля или характеризуются процессом выгорания, а после тушения тлением;
третьи (кокс, древесный уголь, некоторые металлы) при нагревании не плавятся и не разлагаются. Выделяющиеся из них пары и газы смешиваются с воздухом и при нагревании окисляются.
Свечение пламени происходит за счѐт излучения света раскалѐнными частицами углерода, которые не успевают сгореть.
Смесь горючего вещества с окислителем называется горючей смесью.
В зависимости от агрегатного состояния горючей смеси горение может быть:
гомогенным (газ – газ);
гетерогенным (твѐрдое вещество – газ, жидкость – газ).
При гомогенном горении горючее и окислитель перемешаны, при гетерогенном горении они имеют поверхность раздела.
В зависимости от соотношения в горючей смеси окислителя и горючего вещества различают два вида горения:
10
Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.
полное горение – горение бедных смесей, когда окислителя значительно больше горючего вещества и образующиеся продукты не способны к дальнейшему окислению – углекислый газ, вода, оксиды азота и сера.
неполное горение – горение богатых смесей, когда окислителя значительно меньше горючего вещества, происходит неполное окисление продуктов разложения веществ. Продукты неполного горения – угарный газ, спирты, кетоны, кислоты.
Полнота горения характеризуется стехиометрическим коэффициентом. Признаком неполного горения является дым, представляющий собой смесь
парообразных, твѐрдых и газообразных частиц.
Вбольшинстве случаев на пожарах наблюдается неполное горение веществ и сильное выделение дыма.
Взависимости от способа поступления окислителя в зону горения различают диффузное и кинетическое горение.
При диффузном горении кислород проникает в зону горения в результате молекулярной диффузии через продукты горения.
Диффузия обусловлена разностью парциального давления кислорода в зоне горения и в воздухе.
Диффузное горение наблюдается в гетерогенных процессах.
Скорость диффузии кислорода намного меньше скорости химической реакции, поэтому скорость диффузионного горения лимитируется скоростью диффузии. Все пожары, как правило, процессы диффузионные. Диффузионное пламя имеет три зоны:
Первая зона – зона нагревания, плавления и испарения твѐрдого вещества, температура не выше 5000, горения нет.
Вторая зона – зона неполного горения.
Третья зона – зона полного горения с образованием продуктов полного сгорания, через которые диффундирует кислород; температура в этой зоне максимальная.
При кинетическом горении скорость горения лимитируется скоростью химической реакции; наблюдается при гомогенном горении (газы хорошо перемешаны).
Горение дифференцируется также по скорости распространения пламени и
взависимости от этого параметра может быть:
дефлаграционным (порядка десятка метров в секунду);
взрывным (порядка сотни метров в секунду);
детонационным (порядка тысячи метров в секунду).
Пожарам свойственно дефлаграционное горение. Опасными факторами пожара являются:
11