4.1.3. Пожежна та вибухова безпека

Пожежа, вибух – це хімічні реакції, що можуть відбуватися за певних умов: фізичних – певна температура, тиск і хімічних – мож- ливість взаємодії речовин. Горіння – результат можливості реа- гування між речовинами, при цьому можуть утворюватися більш отруйні речовини ніж вихідні, наприклад чадний, сірчастий гази, циан, для яких притаманна задушлива, загальнотоксична дія. При пожежах люди гинуть не стільки від вогню, скільки від токсичних продуктів горіння. Пожежа – лихо, що виникає внаслідок неконтро- льованого горіння будинків, інших конструкцій, природних об’єктів (ліси, поля), матеріалів. Пожежа – надшвидке неконтрольоване хімічне перетворення речовин, що супроводжується виділенням

великих кількостей теплоти і яскравим світлом (полум'ям). В зви- чайних умовах горіння являє собою процес окислювання, взаємодії горючої речовини з киснем повітря, або іншим окислювачем – фтор, хлор, бром, йод, окисли азоту. Вибух – надшвидка хімічна реакція з виділенням великої кількості енергії, що викликає нагрівання продуктів згоряння до високих температур з різким підвищенням тиску. Для вибухових речовин характерні властивості – детонація та бризантність. Детонація – розповсюдження зони реакції з над- звуковою швидкістю з-за чого енергія передається ударною хвилею. Бризантність – здатність вибухових речовин призводити дріблення речовини заряду, його оточення (оболонки) з утворенням осколків. Чим вони дрібніші, тим вище бризантність, тим більше небезпека ураження. Бризантні речовини використовують при виготовленні саморобних вибухових зарядів, наприклад терористами.

Розрізняють типи горіння – повне і неповне. Повне – протікає при достатній кількості окислювача і продуктами реакції в цьому випадку є вода (для воднемістячих речовин) та диоксиди інших еле- ментів, які нездатні до подальшого горіння. Неповне – відбувається якщо кисню недостатньо для окислювання і утворюються горючі, токсичні продукти реакції – оксид вуглецю, спирти, кетони, альдегі- ди, які визивають задуху. Відомо, що не стільки від вогню, а більше від задухи, отруєння гинуть люди при пожежі.

В залежності від властивостей пальної суміші виділяють види горіння буває гомогенним і гетерогенним. При гомогенному горінні початкові речовини мають однаковий агрегатний стан (горіння га- зів). Горіння твердих і рідких пальних речовин є гетерогенним (гр. гетерос – різний, гр. генос – рід, походження), бо вони мають різний фізичний стан.

Самозаймання – загоряння без джерела запалювання при наяв- ності окислювача. Наприклад, торф, вугілля, бавовна можуть заго- рітися при звичайному атмосферному тиску і температурі без появи полум’я. Самозапалювання – самозаймання, що супроводжується по- явою полум'я і вирізняють теплове, хімічне і біологічне. Теплове – по- ходить від теплової енергії, переданої через повітря (зовнішнє нагрі- вання на відстані). Хімічне – виникає в результаті хімічного впливу різних речовин (кам'яне вугілля в штабелі, промаслені ганчірки). Бі- ологічне – в результаті самонагрівання під впливом життєдіяльності мікроорганізмів у самій речовині (загоряння тирси, стогу сіна).

Температура спалаху – найнижча температура, при якій виді- ляються пальні речовини – пари, гази, що спалахують при наявності джерела запалювання. Значення температури спалаху використо- вують при класифікації речовин за ступенем пожежонебезпечності. Температура зайняття – найменша температура речовини, коли в певних умовах утворюються її пальні пари і гази з такою швидкіс- тю, що після їхнього запалювання виникає стійке полум’яне горіння. Температура самозапалювання – це найнижча температура речовини, при якій відбувається різке збільшення швидкості екзотермічних ре- акцій (з виділенням тепла), що закінчуються полум’яним горінням.

Відповідно до ДСТУ 12.1.004–85 рідини, в залежності від тем- ператури спалаху її пари, підрозділяють на 2 класи: 1) легкозаймис- ті рідини з температурою спалаху не вище 61^оС у закритому тиглі, або 66^с у відкритому; 2) горючі – з температурою спалаху понад 61^с в закритому, або 66^о у відкритому тиглі.

Всі речовини підрозділяють на групи горючості. Умовно него- рючі – речовини, що не здатні горіти у повітрі нормального складу при t^о до 900^о С. Але вони можуть бути небезпечними з-за виділення токсичних або горючих речовин, великої кількості теплоти. Важко горючі – можуть спалахнути під впливом джерела запалювання в повітрі нормального складу, але не здатні до самостійного горіння. Горючі – здатні загорятися від джерела запалювання в повітрі нор- мального складу і продовжувати горіти після його видалення. Але деякі метали Al, Ni, Fe, Cu, Zn в компактному стані (злитки, блоки) не здатні в звичайних умовах зберігання самозайматися при контак- ті з киснем повітря. Отже, не існує речовин, матеріалів, які б не горі- ли – потрібно тільки створити певні умови.

У розвитку пожежі важливим є кисневий індекс – це мінімальна концентрація кисню в суміші, при якій можливе полум’яне горіння матеріалів. З цього випливають два важливих висновки – щоб при- пинити горіння необхідно знизити концентрацію окислювача (кис- ню) або горючої речовини. Для цього використовують покривала з азбесту, склотканини та інших негорючих речовин. Наприклад, при загорянні електроустаткування – верстата, телевізора їх необхідно знеструмити і накрити таким матеріалом.

Пожежну небезпечність речовин, їхніх сумішей визначає енергія Гіббса (Go), що є мірою їх реакційної спроможності. Для більшості речовин відомі стандартні значення Go (довідникові дані) і, знаючи хімічний склад вихідних речовин, і тих що утворяться при горін-

ні, можна встановити критерії процесу реакції горіння (Go). Зміна cтандартної енергії Гіббса при горінні ( Goгор.) дорівнює різниці між сумою стандартних енергій Гіббса кінцевих продуктів реакції (Goк) і початкових речовин (Go пр ): Gгор=Gо к-Gоп. Критерієм можливості процесу є умова, що Gгор<0 – речовини пожежонебез- печні і несумісні (можливо виникнення самодовільної пожежі, ви- буху), а неможливості – Gгор>0. Орієнтовно вважають, що якщо Gгор менше мінус 41,8 кДж/моль, то реакція горіння можлива при будь-яких умовах – речовини пожежонебезпечні. При значенні Gгор більше 41,8 кДж/моль, процес горіння неможливий при зви- чайних умовах. Якщо значення Gгор. знаходиться в межах від нуля до мінус 41,8 кДж/моль речовини відносять до пожежонебезпечних. При G>мінус 41,8 кДж/моль речовини сумісні і можуть зберігати- ся спільно при звичайних умовах. Багато органічних речовин, навіть важкогорючих, становлять небезпеку в умовах пожежі, тому що з них можуть виділятися дуже отруйні продукти термічного розкладання. Відповідно до СНіП 2.09.02–85 виробничі об’єкти, в залежності від властивостей речовин, які використовують у виробництві ділять на п’ять категорій (А, Б, В, Г, Д). Категорія А – пожежовибухонебез- печне приміщення, в якому знаходяться речовини з температурою спалаху до 28о С. Категорія Б – приміщення з речовинами, у яких температура спалаху більша ніж 28о С. До категорії В (пожежоне- безпечні) віднесені об’єкти, в яких знаходяться пальні і трудного- рючі речовини, але небезпека вибуху в них відсутня. Категорія Г – негорючі речовини в гарячому, розпеченому, розплавленому стані. Категорія Д – присутні негорючі речовини в холодному стані.

Питання

1. Що таке пожежа, вибух, їх причини, характеристики?

2. Види, етапи горіння, його основні характеристики.

3. Що Ви знаєте про пожежну класифікацію рідин?

4. Як класифікують концентраційні характеристики горючих речовин?

5. Що таке критерій Гіббса, його значення?

6. Як класифікують пожежо-, вибухонебезпечні приміщення?

7. Що ви знаєте про специфічні групи пожежонебезпечні об’єкти?

4.1.4. Основи протипожежної безпеки

Важливим у протипожежній охороні є дотримання протипо- жежних правил і норм при облаштуванні систем опалення, венти- ляції, кондиціонування повітря, молнієзахисту при спорудженні житлових будинків, промислових об’єктів, розташуванння техноло- гічного устаткування. Ефективним заходом є належне розміщення будинків і територій та обмеження застосування відкритого вогню у пожежонебезпечних місцях (газо- і електрозварювальні роботи). На пожежонебезпечних територіях потрібна повна заборона паління в невстановлених місцях та обов'язкове дотримання норм і правил при роботі з вогненебезпечними і вибухонебезпечними речовинами (обов'язкове оформлення наряду-допуску з додатковим інструкта- жем, постійним наглядом з боку керівного складу).

Основне завдання протипожежної безпеки – збереження людського життя, природних ресурсів, особового та громадського майна – вироб- ничих споруд, житла, створення умов за яких пожежа стала б неможли- вим явищем. Ще в середньовіччі були створені спеціальні протипожежні команди. На сучасному етапі розвитку науково-технічного прогресу для боротьби з пожежами використовують організаційні, технічні засоби. Обов'язковими для великих підприємств є протипожежні формування або депо. Їх розташування регламентує СНіП II–89–80 «Генеральні пла- ни промислових підприємств».

Відповідно до вимог зазначених норм пожежні депо розміщають на земельних ділянках, що прилягають до доріг загального корис- тування. Пожежне депо, як правило, повинне обслуговувати групу підприємств. У випадку, коли підприємство не підпадає під зону об- слуговування існуючих пожежних депо, то на його території необ- хідно передбачити існування власного пожежного депо. Радіус його дії: для підприємств із виробництвами категорії А, Б та В, що займа- ють більше 50% всієї площі забудови – 2 км; якщо підприємства цих же категорій займають до 50% площі забудови і підприємств із ви- робництвом категорії Г та Д – 4 км.

З врахуванням пожежної безпеки генеральні плани промислових підприємств повинні задовольняти вимогам: дотримання необхідних без- печних відстаней від меж підприємства до сусіднього об’єкта, населеного пункту, смуг доріг і водних шляхів; правильне зонування будинків і про- мислових споруд з урахуванням їх значення; дотримання необхідних про- типожежних розривів між ними. При зонуванні промислові підприємства

повинні бути відділені від житлової зони, споруд основного і допоміж- ного призначення, складів, будинків адміністративного та господарсько- побутового призначення. Протипожежні розриви між виробничими спорудами залежать від вогнестійкості будинку і категорії пожежної не- безпеки розміщеного в ньому виробництва, а для складів – від пожежо- і вибухонебезпечності речовин, що зберігаються, ємності складу і його роз- ташування – наземне, підземне. Треба забезпечити вільний під'їзд пожеж- них автомобілів до споруд. Підприємство площею понад 5 га і при довжині території понад 1000 м повинно мати не менше 2-х виїздів; при площі за- будови більш 10 га – з усіх боків. Для забору води для гасіння пожежі вста- новлюють пожежні гідранти на відстані не більш 100 м один від іншого і не більш 5 м від стін будинків, а до дороги – 2 метри.

Як засіб проти поширення пожежі застосовують загальні, місцеві протипожежні перепони. Загальні – протипожежні перекриття з него- рючих матеріалів (цегла, залізобетон). Місцеві – призначені для обме- ження поширення полум'я в початковій стадії розвитку пожежі – бор- тики, пороги, кювети, обвалування. Для запобігання пожеж необхідно впроваджувати ефективні загальні методи протипожежної безпеки.

Організаційні – навчання працюючих правилам пожежної безпеки, організація пожежної охорони, проведення бесід, лекцій, видання необ- хідних інструкцій, плакатів. Технічні – передбачають наявність технічних пристроїв сигналізації про початок пожежі, автоматичного включення засобів оповіщення та гасіння полум’я. Експлуатаційні – передбачають правильну експлуатацію систем опалення, вентиляції і кондиціонуван- ня повітря, блискавкозахисту, технологічних машин і обладнання.

Пожежі є наслідками необачності, неправильних дій людини з об’єктами, що можуть їх викликати або стихійні явища природи – блис- кавка, виверження вулкану. Щорічно вони завдають величезної шкоди народному господарству і майну громадян, відбирають тисячі людських життів. Природно, що з пожежами людство відвіку веде боротьбу.

Поступово сформувалися загальні методи гасіння пожеж: 1) ізо- ляція джерела горіння; 2) зменшення концентрації окислювача, зо- крема кисню; 3) охолодження джерела горіння нижче температури горіння; 4) механічне збивання полум'я тиском води, інертного газу, різними негорючими речовинами; 5) створення спеціальних перепон для розповсюдження полум’я, наприклад протипожежні розриви.

Системи протипожежної сигналізації, як технічний засіб, мають важливе значення у запобіганні загибелі людей, руйнуванні матері- альних цінностей і призначені для виявлення початкової стадії по-

жежі, передачі тривожних сповіщень про місце і час її виникнення. При необхідності вони включають у дію автоматичні системи гасін- ня пожежі і видалення диму.

Системи пожежної сигналізації – ручні та автоматичні. Автома- тичні системи спрацьовують під впливом проявів початкової стадії пожежі – температури, диму, випромінювання від полум’я. Важ- ливим елементом такої системи є датчик – прилад «чутливий» до певного фактору – диму, світла, тепла, іонізації – появи електрич- них зарядів. Кількість пожежних сповіщувачів у контрольованому об’єкті залежить від його площі.

Для попередження пожежі ефективними є системи автоматичного по- жежогасіння. Такі пристрої ділять на водяні, парові, пінні, газові, хладонові та порошкові. За часом спрацьовування їх розрізняють на зверхшвидкісні (час спрацьовування 0,1 с); швидкодіючі (0,3 с); нормальної інерційності (30 с); підвищенної інерційності (до 3 хвилин). Всі автоматичні системи пожежогасіння одночасно з гасінням подають сигнал тривоги.

Для гасіння пожежі звичайно використовують воду (але не у всіх випадках), тому що вона має найбільшу теплоємність і придатна для га- сіння більшості пальних речовин: один літр води при нагріванні від 0 до

100 град. поглинає 419 кДж тепла, а при випаровуванні 2260. При цьому утворюється пар. Він ефективний при його концентрації біля 35%.

Ефективною є стійка піна, що може бути отримана при введен- ні у воду невеликих кількостей (3–4%) речовин, спроможних зни- зити поверхневий натяг плівки води. При розтіканні хімічної піни утворюється стійкий прошарок товщиною 7–10 см, який майже не руйнується від дії полум’я. Піна не взаємодіє з нафтопродуктами і утворює щільний покрив, який не пропускає парів горючої рідини. Але її не можна застосовувати для гасіння електроустаткування.

Інші ефективні засоби гасіння – ингибітори горіння на основі гало- їдоводородів, порошкові речовини – використовують для гасіння на- фтопродуктів, активних (лужних) металів, електрообладнання. Широ- ко використовують суміші на основі карбонатів, бікарбонатів (харчова сода). Високоефективні інертні гази, які як і водяна пара, зменшують концентрацію кисню, розбавляють пальну речовину і віднімають значну кількість енергії, в результаті чого температура знижується і відбуваєть- ся гальмування процесу горіння. Для гасіння пожеж двоокисом вуглецю застосовують автоматичні стаціонарні та пересувні пристрої (пожеж- ні автомобілі), а також ручні пересувні і переносні вогнегасники. Най- більше поширення в якості первинних засобів гасіння пожеж одержали

різноманітні ручні вогнегасники: пінні, газові вуглекислотні і спеціальні вогнегасники вуглекислотно-бромметилові, порошкові. Пінні вогнегас- ники призначені для гасіння невеличких осередків горіння речовин, ма- теріалів, та тих які можуть горіти без доступу кисню повітря.

До спеціальних вогнегасників відносять: порошкові та вуглекислот- ноетилові. Вуглекислотно-бромметилові вогнегасники призначені для гасіння невеличких осередків горіння волокнистих та твердих матері- алів. Пісок звичайно застосовують там, де можливий розлив невеликої кількості пальних і легкозаймистих рідин. Слід використовувати него- рючі обмазки з вермикуліту, перліту, цементу, які захищають пожежоне- безпечні об’єкти з деревини, полімерів. Такий же ефект мають облицю- вальні керамічні плитки – кахлеві або звичайна цегла, а також металеві екрани. Дуже часто трапляються трагедії на новорічні свята, коли вико- ристовують легко займисті матеріали з бавовни. Щоб цього не було тре- ба дбати про спеціальний захист маскарадних костюмів – вони повинні бути оброблені негорючими речовинами, наприклад алюмокалієвими квасцами, негорючими сольовими розчинами.

Питання

1. Які протипожежні вимоги до побутових, виробничих примі- щень, об’єктів?

2. Що Ви знаєте про протипожежні заходи?

3. Охарактеризуйте загальні методи протипожежної безпеки.

4. Які існують методи гасіння пожеж?

5. Що Ви знаєте про протипожежну сигналізацію?

6. Охарактеризуйте основні засоби пожежегасіння.

7. Які типи вогнегасників застосовують при різних джерелах пожеж?

8. Які причини пожеж?