Расследование пожаров / Cheshko - Analiz versiy vozniknoveniya pozhara. Kniga 2 2012

Глава 13. Дефлаграционное горение и взрывы пыле-паро-газо-воздушных смесей

сгорания 33-40 МДж/м3. Нефтяные газы, используемые в газоснабжении гораздо реже, могут быть тяжелее воздуха. Кроме основного компонента (метана) они могут содержать более 150 г/м3 более тяжелых углеводородов; их теплота сгорания достигает 60 МДж/м3 [18].

Утечки бытового газа – достаточно распространенная причина возникновения взрывоопасных ситуаций в жилых домах.

Утечки газа происходят в основном тремя путями:

–через незажженую конфорку;

–через обрыв (частичный или полный) подводящего к стояку шланга или отрыв газовой плиты от стояка;

–в результате коррозии газовых коммуникаций или неплотности в системе газоснабжения.

Особенностивзрывовипоследствийвзрывовбытовогогазавжилыхзданиях, изложенывсерии работ А.А. Комарова [6, 10, 21, 22], очень интересных как с научной, так и практической (экспертной) точек зрения. Отдельные их положения будут приведены ниже.

Как известно, рабочее давление метана в газовой системе составляет около 100 мм вод.ст. (980 Па). При незажженой конфорке приток метана в помещение определяется расходом газа через эту конфорку, который составляет около 0,1 м3/ч. При неплотности в системе газоснабжения расход составляет около 0,19 м3 ·S, где S – площадь неплотности, мм2.

Метан – легче воздуха, поэтому при утечке в пределах помещения он собирается в верхней его части и, по мере заполнения припотолочного пространства, зона пожаро-взрывоопасной концентрации опускается вниз.

В [6] приводится расчет распределения метана по пространству типовой кухни с минимальными габаритами 2,4х 2,1 м (площадь 5 м2, объем 12,6 м3). В расчете принят минимальный коэффициент диффузии (0,0005 м2/с). Предположено, что дверь на кухню закрыта и отсутствует вентиляция, т.е. нет связи с внешней средой. Расход газа принят равным 0,4 м3/ч, что соответствует производительности четырех открытых газовых конфорок.

На рис.13.8 показан конечный результат расчета.

Рис.13.8. Распределение концентрации метана по помещению кухни через 2 часа после начала утечки. Вентиляция отсутствует. Дверь на кухню закрыта [6]

31

И.Д. Чешко, В.Г. Плотников. Анализ экспертных версий возникновения пожара

Как видно из рисунка, концентрация метана во всем объеме кухни превышает 5% (НКПР для метана), анадплитойвообщедостигает10%. Такимобразом, впределахкухнисуществуетвзрывоопасная концентрация смеси газа с воздухом и появление соответствующего источника зажигания может инициировать взрыв.

Будем, однако, иметь в виду, что рассмотрена самая «жесткая» ситуация – очень маленькая кухня, закрыты двери, не работает вентиляция, но открыты все 4 газовые конфорки. А что будет при несоблюдении хотя бы одного из этих условий? Если на кухне, где установлена газовая плита или колонка (или в ванной с той же газовой колонкой) не забиты вентканалы и исправно работает естественная вентиляция, то далеко не факт, что утечка газа, даже из полностью открытых кранов, приведет к взрыву.

В практике одного из авторов этой книги был случай, когда была назначена экспертиза по несостоявшемуся пожару. После ограбления квартиры и убийства хозяина преступник, чтобы замести следы, открыл на кухне все краны газовой плиты, а на полу поставил зажженную свечку, полагая, что произойдет взрыв. Но взрыва не произошло, утечку газа заметили соседи по запаху на лестничной площадке, открыли дверь, перекрыли краны. Следователь удивился, почему не произошел взрыв, и попросил разъяснить это эксперта в рамках соответствующего экспертного исследования. На месте происшествия анемометрами замерили скорости потока воздуха в вентканалах кухни и рядом расположенных ванны с туалетом, определили расход газа из открытых кранов. Последующий расчет показал, что даже при закрытых окнах, только за счет выхода через вентканалы и инфильтрацию через щели газ выходил из помещения кухни и зона взрывоопасных концентраций действительно не достигала уровня пола с находившемся на нем источником зажигания.

Современные научные публикации подтверждают результаты приведенного выше эксперимента, при этом отмечается масса нюансов, которые могут влиять на конечный результат – накопится ли при утечке газа взрывоопасная концентрация и произойдет ли взрыв.

Влияние вентиляции помещения

Совершенно очевидно, что вентиляция влияет на процесс формирования газовоздушного облака.

Но оказывается, что вентиляционный расход существенно зависит от времени суток (!). Так, около 6–7 часов утра вентиляционный расход минимальный. Естественная вентиляция через вентканалы здания может в это время суток отсутствовать вообще или быть отрицательной (например, в период межсезонья, когда центральное отопление выключено). Далее происходит увеличение вентиляционного расхода. Максимальный расход наблюдается в 18–19 часов, после чего начинает снижаться. Циклическое изменение вентиляционного расхода в течение суток (рис.13.9) может оказать значительное влияние на образование взрывоопасной смеси при малых значениях аварийного притока газа в помещение.

Наличие постоянной (даже незначительной) вентиляции резко снижает вероятность формирования взрывоопасных облаков в жилых помещениях. Известно, что минимальный вентиляционный расход в жилом помещении обычно составляет около 5 м3 /ч. На рис. 13.8 приведены данные по изменению во времени концентрации метана в помещении кухни при различных его расходах. Величина расхода в 0,1 м3/ч соответствует производительности одной конфорки типовой газовой плиты. Видно, что взрывоопасная концентрация на кухне может реализоваться и при одной незажженой газовой конфорке. Но необходимое для этого время составляет от 10 до 25 часов (!).

При утечке метана менее 0,02 м3/ч формирование взрывоопасной смеси в жилом помещении исключено [6].

32

Глава 13. Дефлаграционное горение и взрывы пыле-паро-газо-воздушных смесей

Рис. 13.9. Динамика изменения вентиляционного расхода и концентрации метана в помещении кухни при минимальной вентиляции и различных расходах метана. Дверь на кухне закрыта

Расход метана: 1 – 0,02; 2 – 0,04; 3 – 0,06; 4 – 0,08; 5 – 0,1 м3/ч [6]

Утечки пропан-бутановых горючих смесей

Баллонный (сжиженный) бытовой газ производят на газобензиновых заводах выделением пропана, этана, бутанаиз газов нефтяных и газконденсатных месторождений. Наиболее часто в качестве энергоносителей используются пропанобутановые смеси. Это объясняется их удобными физическими свойствами – находясь при обычных температуре и давлении в газообразном состоянии, они легко переходят в жидкое состояние при сравнительно небольшом сжатии. При 0°С пропан сжижается при давлении 0,47 МПа, бутан при 0,115 МПа, изобутан при 0,16 МПа [18].

Пропанобутановая смесь может применяться и для централизованного газоснабжения с газораспределительных станций небольших городов и поселков.

Согласно нормам, для газоснабжения используются сжиженные газы следующих марок – СПБТЗ (смесь пропана и бутана технических зимняя), СПБТЛ (смесь пропана и бутана технических летняя), БТ (бутан технический). Их характеристики приведены в таблице 13.8

Таблица 13.8

Характеристики сжиженных углеводородных газов, применяемых для газоснабжения [18]

нн – не нормируется.

33

И.Д. Чешко, В.Г. Плотников. Анализ экспертных версий возникновения пожара

Пропан, бутан и их смесь, в отличие от метана, тяжелее воздуха в 1,64 раза (плотность смеси 2 кг/м3). Поэтому смесь при утечке скапливается у земли, у пола и постепенно заполняет помещение снизу вверх. Смесь может спускаться («стекать») вниз, в ниже расположенные объемы.

Из экспертной практики известно несколько пожаров (в Москве, Санкт-Петербурге, Казани и др. городах), когда при работе по ремонту мягкой кровли на многоэтажных домах, при которых для расплавления битума применялись газовые горелки и баллоны с пропан-бутаном, происходила утечкапоследнегопослезавершенияработчерезплохозакрытыевентили. Газ«стекал» черезвентиляционные отверстия, негерметичные трубы ливневой канализации на ниже расположенные этажи, в том числе, и в электрические щиты, где и происходила вспышка (взрыв).

Некоторые особенности взрывов газа в жилых домах

Аварийные взрывы газа внутри зданий и помещений обычно происходят по дефлаграционному, а не детонационному типу взрывного превращения. Т.е. происходит быстрое сгорание газовоздушной смеси, концентрация горючего в которой находится между нижним и верхним концентрационными пределами распространения пламени.

Ввиду того, что газопаровоздушные смеси способны к горению только при определенных концентрациях, взрывы в жилых зданиях часто носят многостадийный характер. Взрывные хлопки могут следовать один за другим, с интервалом в несколько секунд. Поэтому свидетели в своих показаниях могут говорить о том, что слышали один или несколько хлопков. Исключение составляют взрывы газовых баллонов в условиях пожара – время, необходимое для разогрева и разрыва баллона, составляет десятки секунд.

К особенностям дефлаграционных взрывов внутри помещений можно отнести и формирова-

ние мощных воздушных потоков в межквартирных и межкомнатных проходах, коридорах и т.д.

А.А. Комаров [6] отмечает, что именно эти потоки, а вовсе не ударные волны приводят к выбросу строительных конструкций и предметов из квартиры, где произошел взрыв. Автор приводит фотографию оконной решетки после взрыва в квартире. Решетка полностью не сорвана, осталась на окне, но очень сильно деформирована наружу. Автор отмечает, что данное повреждение конструкциимогнанеститолькоскоростнойнапорструи, истекающийизквартиры. Приэтомследуетиметь

ввиду, чторазрушениеконструкцийпроисходитподдействиемизбыточногодавления, апоследующий их выброс – под действием скоростного напора.

Уровни взрывных нагрузок существенно зависят от множества факторов – объемнопланировочного решения помещения, сценария протекания аварийного взрыва, характера остекления окон квартиры, состояния межкомнатных дверей в момент взрыва.

Особо остановимся на влиянии дверей помещения на развитие и последствия взрыва. Общеизвестно влияние «дверного фактора» на развитие и последствия пожара. Даже на круп-

ныхпожарахзакрытаядверьвкомнату, помещениепрепятствует(конечно, доопределенныхпределов) распространению туда горения и часто спасает помещение от выгорания, а находящихся там людей от гибели. Не менее существенно влияние этого фактора при взрыве ПГВС.

Есливмоментпервоначальноговзрыванакухнедверьвкоридорквартирызакрыта, топроисходит «хлопок» и последующий незначительный по последствиям пожар на кухне. Это связано с тем, что переобогащенная смесь при первом «хлопке будет выдавлена в атмосферу через разрушенное остекление. Если же дверь на кухню в момент первого «хлопка» открыта, то смесь через дверной проём устремляется в коридор и соседние комнаты, турбулизируется и обогащается кислородом.

Врезультате формируется хорошо подготовленное к горению взрывоопасное облако, которое через незначительный промежуток времени (10-15 с) взрывается. Так проявляется вторичный взрыв, который обычно и причиняет основные повреждения зданию.

Описанная ситуация весьма типична для взрывов, связанных с утечкой газа в квартирах жилых зданий. Один из примеров такого взрыва (в Приозерске Ленинградской области) рассмотрен ниже,

вконце данного подраздела.

34

Глава 13. Дефлаграционное горение и взрывы пыле-паро-газо-воздушных смесей

Обратим внимание, что при, казалось бы, пустяковом факторе – открытой или закрытой

двери – взрыв может быть одностадийным или двухстадийным, а уровни взрывных нагрузок отличаются в 10–15 раз (!).

В [6] приводится типичный пример взрыва в жилом доме г. Архангельска (1997 г.), при котором значительные разрушения возникли в комнатах, которые на момент взрыва были даже незагазованы, утечка пропана произошла на кухне. Там же от искры в реле холодильника произошло воспламенение горючей смеси. Но наибольшим разрушениям подверглись жилые комнаты, сообщающиеся с кухней.

Множественные взрывы

Причиной возникновения множественных взрывов может быть и описанный выше эффект миграции и накапливания газов при утечке в подземных и наземных газопроводах. Газы и пары, проникшие в соседние этажи или комнаты, скапливаются на каждом уровне. В результате возникают так называемые вторичные (каскадные) взрывы – когда зажигание и взрыв происходит на одном этаже или в комнате, последующие взрывы могут произойти в соседних помещениях или этажах.

Миграция и накапливание газов часто образуют зоны, места скопления («карманы») с различными воздушно-топливными смесями. Один «карман» может быть в пределах взрывоопасной концентрации, в то время как «карман» в соседней комнате может быть выше верхнего концентрационного предела взрываемости. Когда первая смесь зажигается и взрывается, динамические силы взрыва, включая положительную и отрицательную фазы давления, смешивают воздух с насыщенной смесью и формируют концентрацию, достаточную для взрыва. Эта смесь, в свою очередь взрывается, если есть источник зажигания достаточной мощности. Таким образом, возможна серия взрывов паров и газов [2].

Каскадные взрывы иногда происходят так часто, что свидетели заявляют, что слышали только один взрыв. Но физические доказательства, в том числе множественность эпицентров, указывают на более чем один взрыв [2].

Некоторые аспекты выдвижения и отработки версии

Версия об утечке газа должна выдвигаться и анализироваться как минимум, в случаях:

а) наличия газовых коммуникаций и магистралей на месте происшествия или в пределах зоны возможного проникновения (см. выше);

б) наличия разрушений, характерных для объемного взрыва; в) наличия характерного запаха газа;

г) использования технологических процессов с горючими газами; д) отсутствия других объяснений произошедшего взрыва.

Характерные признаки взрыва ГПВС и их отличия от признаков взрыва конденсированных ВВ изложены ниже, в подразделе 13.13.

Здесь же остановимся на некоторых специфических следах горения метана и пропан-бутановой смеси и методике их выявления, а так же некоторых расчетах, которые могут быть выполнены в данной ситуации.

Следы горения природного газа (метана) и других углеводородных газов

В [2] отмечается, что вытекающий природный газ склонен к образованию следов в форме перевернутого конуса. Это особенно характерно для природного газа в случае, если утечка происходит от нижнего уровня пола и распространяется дальше до границы пересечения пола и стены. Последующеегорениечастонедоходитдопотолкаипроявляетсявобразованиихарактерноготреугольного следа в форме перевернутого конуса

35

И.Д. Чешко, В.Г. Плотников. Анализ экспертных версий возникновения пожара

Горениераспространенныхтопливныхгазовможетобеспечиватьформированиеииныхособых следовнапожаре. Природныйгазимеетплотностьповоздухуоколо0,65, онлегчевоздухаипотому поднимается вверх. Это его свойство создает зоны повышенных концентраций газа в верхних частях комнаты, здания. Локальное горение между потолочными балками, между внутренними вертикальнымистоякамистенивуглахпотолкакомнатыдовольнораспространеноиявляетсяпризнаком горения именно природного газа.

Более тяжелые углеводороды – пропан с плотностью 1,5 по воздуху и бутан с плотностью по воздуху 2,0 – также имеют тенденцию образовывать зоны, повышенных концентраций, но на нижних уровнях. Однако летучий характер их продуктов горения, предотвращает образование подобных характерных следов зонального горения, как природный газ [2].

Следы на окружающих конструкциях и предметах могут и вообще не образоваться, если имело место локальная вспышка «пробежка пламени». По причине кратковременности теплового воздействия, массивные материалы и конструкции могут просто не успеть прогреться до температур, необходимых для заметных термических поражений.

Методика изъятия проб горючего газа

В случае, если осмотр места пожара проводится по «горячим следам», может оказаться полезен отбор проб воздуха на предмет обнаружения остатков газа.

Методика отбора описана в пособии «Место взрыва как объект экспертно-криминалистиче- ского исследования» [23].

Отбор производится, в частности:

–выливанием холодной воды из стеклянных банок большой емкости;

–заполнением полиэтиленовых пакетов;

–использованием специальных поглотительных растворов;

Отбор проб газа осуществляется из зон завалов, в полузамкнутых объемах из их центра.

Анализ проб газовой фазы

Основной метод анализа проб воздуха и поглотительных растворов на предмет обнаружения остатковгаза– газожидкостнаяхроматография. СоответствующееоборудованиеимеетсявСЭУ ФПС «ИПЛ» и экспертных подразделениях полиции. Методика и условия хроматографирования близки к применяемым для анализа более тяжелых углеводородов (светлых нефтепродуктов) при поджогах.

Фотоионизационные детекторы типа «Колиона», обычно используемые для поисков остатков ЛВЖ (ГЖ), лучше не применять – они плохо реагируют на легкие газы, в том числе метан, пропан.

Зарубежные методические пособия [2] рекомендуют при этом искать не сам газ, а добавляемый

внего компонент, так называемый газовый одорант, иногда называемый «отдушкой». Вероятно, потому, что он лучше сохраняется после пожара.

Как отмечалось выше, природный и сжиженые (пропан-бутан) газы не имеют запаха. Поэтому для безопасности в них добавляется одорант с неприятным запахом. Самые распространенные одоранты для природных газов – бутилмеркаптаны, а этилмеркаптан и тиопан – для сжиженных газов.

ВСША, в соответствии с [2], определение одоранта должно входить в состав исследования любого взрыва газа, особенно, если нет указаний на утечку газа. Определение наличия одоранта

вполевых условиях рекомендуют проводить линейно-колористическим методом с применением соответствующих индикаторных трубок, а в лабораторных условиях для более точных результатов – с помощью газовой хроматографии. Отмечается, что некоторые люди по разным причинам (главная, вероятно, не очень хорошее обоняние) не могут обнаружить эти одоранты органолептически, а при определенных условиях концентрация одоранта может снизиться настолько, что его обнаружить не удается и людям с хорошим обонянием.

36

Глава 13. Дефлаграционное горение и взрывы пыле-паро-газо-воздушных смесей

Взрыв газа в Приозерске Ленинградской области (1996 г)

Взаключение приведем пример экспертного исследования пожара, причиной которого явился взрыв бытового газа.

20 декабря 1996 года примерно в 0 час.50 мин. в жилом доме №32 по ул. Горького г. Приозерска (Ленинградская обл.) произошел взрыв, повлекший разрушение квартир 2,3,4 этажей одной из жилыхсекцийздания. Взрывсопровождалсяпожаром. Вовремяпроисшествияпогибли13 человек.

За некоторое время до взрыва и пожара одна из квартир этого дома (№ 83), в которой проживаласемьяШ., былаотключенаотгазовоймагистралидомавсвязиснеуплатойзапользованиегазом. Навентильныйвыходвквартирумастером«Выборгмежрайгаза» былапоставленазаглушка. Однако квартиросъемщик Ш. сделал, как следовало из показаний свидетелей, самовольную подводку газа через резиновый шланг от места снятой заглушки до газовой плиты. Соседи неоднократно жаловались на запах газа.

При осмотре места взрыва было установлено, что его центр находится именно в квартире № 83. На фото (рис.13.10) видно, что на дворовом фасаде здания и его левом торце имеются хорошо выраженные закопчения характерной конусообразной формы – след конвективного потока из очаговой зоны, на торцевой поверхности здания конус начинается от окна квартиры № 83 на 3-м этаже

иуходит, расширяясь вверх, захватывая окна вышележащих квартир на 4-м и 5-м этажах. Сам доставленный в больницу Ш. подтвердил, что взрыв произошел в его квартире.

Один из свидетелей, оказавшийся рядом со зданием в момент взрыва, показал, что сначала он услышал «...звук типа свиста, потом последовал хлопок... (или хлопок, затем свист, точно не помню), и потом практически следом взрыв и выпали плиты с третьего этажа. Из образовавшегося отверстия показалось пламя сине-голубого цвета с завихрениями типа воронки. После чего пламя стало обычного оранжевого цвета... После взрыва пламя с третьего этажа стало распространяться на верхние этажи».

Как следовало из материалов следствия, бытовой газ, подаваемый управлением «Выборгмежрайгаз» в дом, в котором произошел взрыв, являлся смесью пропана с бутаном.

Экспертами была проведена расчетная оценка массы взорвавшейся газовой смеси и давления взрыва, исходя из возникших при взрыве разрушений.

Вматериалах дела зафиксирован факт разрушения оконных стекол в окружающих домах, удаленных на расстояние около 130 м. К сожалению, существующие методы расчета позволяют получать удовлетворительные по достоверности результаты при учете разрушений на расстоянии до 100 м от центра газового взрыва, т.к. на больших расстояниях возникают значительные расчетные погрешности вследствие вырождения ударной волны в акустическую волну.

Известно, что остекления жилых зданий разрушаются при избыточном давлении в пределах

0,01-0,04 бар (1-4 кПа). Примем критическое давление разрушения PR равным 0,02 бар (2 кПа), полагая, что оно произошло на расстоянии R= 100 м.

Избыточное давление взрыва на расстоянии R от эпицентра взрыва может быть выражено формулой:

(13.2)

где:

PR – избыточное давление взрыва, бар; ρ – плотность газовоздушной смеси, кг/м3;

Q – калорийность пропан-бутановой смеси (46400 кДж/кг); m – масса газа, кг;

η – КПД взрыва (≈ 0,7)*.

(*прим. Согласно [83], η в настоящее время следует брать = 0,4)

37

И.Д. Чешко, В.Г. Плотников. Анализ экспертных версий возникновения пожара

Плотностьгорючегогазаравна2 кг/м3, воздуха– 1,22 кг/м3. Исходяизпринципааддитивности, найдем плотность газовоздушной смеси при среднем значении концентрационных пределов воспламенения пропан-бутановой смеси (НКПР = 2,5% об., ВКПР = 7,5% об.), среднее значе-

ние 5,0% об.:

ρ = 2·0,05 + 1,22·0,95 = 1,26 кг/м3

Подставив значения PR и ρ в формулу, рассчитаем массу взорвавшегося газа.

Рис.13.10. Последствия взрыва газа в квартире жилого дома в Приозерске Ленинградской области (1996 г.)

38

Глава 13. Дефлаграционное горение и взрывы пыле-паро-газо-воздушных смесей

Такимобразом, судяпоразрушениюстеколвокружающихдомах, массавзорвавшегосягазасоставляла не менее 25 кг. Добавка словосочетания «не менее» в данном случае обусловлена уменьшением при расчете значения R (по изложенным выше соображениям) со 130 до 100 м. Кроме того, разрушение стекол на таком расстоянии зафиксировано в домах, находящихся не с той стороны дома, куда выходят окна кухни квартиры Ш., а с противоположной.

Если иметь в виду, что полная площадь квартиры, где произошел взрыв, составляла около 70 м2, и принять, что газ распространился относительно равномерно по всей квартире, то минимальная толщина слоя газового облака от уровня пола составляла около 20 см (пропан-бутановая смесь тяжелее воздуха и. как отмечалось выше, при утечках скапливается на уровне пола, постепенно заполняя помещение снизу вверх).

Большая часть энергии взрыва пошла на разрушение помещений подъезда, где располагалась квартира Ш., часть – на формирование ударной волны, прошедшей через окна и прочие проемы.

Принимая минимальную массу взорвавшегося газа равную 25,1 кг, рассчитаем избыточное давление, возникшее в квартире № 82 в результате взрыва этого количества газа по формуле [69]:

P = mг Н·P0·Z·1/Vсв·ρв· Св·Т0·Кн, (13.3)

где:

P – избыточное давление взрыва, кПа;

mг – масса горючего газа, вышедшего в результате аварии в помещение, кг;

Н – удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг (для пропан-бутановой смеси равна

4,64 107 Дж/кг);

P0 – начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

Z – коэффициент участия горючего при сгорании газопаровоздушной смеси (для горючих газов допускается принимать равным 0,5);

Vсв – свободный объем помещения, м3;

ρв – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т0, кг/м3 (равна 1,22 кг/м3); Св – теплоемкость воздуха, Дж/кг К (допускается принимать равной 1,01 103 Дж/кг К); Т0 – начальная температура воздуха, К (в нашем случае равна 293 К);

Кн – коэффициент учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать равным 3.

В соответствии с [69] Vсв = V0· 0,8

где:

V0 – полный объем помещения, м3.

В нашем случае при площади квартиры около 70 м2 и высоте потолков около 2,8 м полный объем помещений квартиры составит:

V0 = 70·2,8 = 196 м3

отсюда Vсв = V0·0,8 = 196·0,8 = 156,8 м3

Тогда

P = mг·Н·P0·Z·1/Vсв·ρв·Св·Т0·Кн = 25,1·4,64·107·101·0,5·1/156,8·1,22·1,01·103·293·3 = 346,3 кПа (~3,5 бар).

39

И.Д. Чешко, В.Г. Плотников. Анализ экспертных версий возникновения пожара

Известно, что для разрушения жилого дома изнутри, в зависимости от конструкции и типа материалов, достаточны значения избыточного давления 50–100 кПа или 0,5-1 бар (см. табл. 13.3). В данном случае избыточное давление было практически в 3,5–7 раз выше, поэтому разрушения подъезда дома и приобрели такой катастрофический характер, связанный с разрушением нескольких этажей и сильным дроблением стен и перекрытий.

Проведенные расчеты, результаты судебно-медицинской экспертизы умершего в больнице Ш. и другие собранные следствием данные позволили реконструировать следующий ход событий, связанных с данным взрывом и его последствиями.

Гражданин Ш, находясь в состоянии сильного алкогольного опьянения, спал в одной из комнат и, вероятно, не чувствовал запах газа. Проснувшись, он в 0 часов 50 минут вышел на кухню и, по всей вероятности зажег спичку. Находившийся в кухне газ был воспламенен и в нижнем слое, и в восходящих конвективных потоках. Произошла вспышка, при которой скорость распространения пламени по газовой фазе составляла несколько десятков метров в секунду, а давление – 5-50 кПа (0,05–0,5 бар). Тепловой и барический эффекты вспышки были достаточны, чтобы произвести сильные ожоги, тепловой шок и выбросить Ш. через оконный проем. (Ш. после взрыва был найден на улице, под окнами дома). Следует обратить внимание на то, что при вскрытии тела Ш. судебно-медицинскими экспертами не было обнаружено явных признаков ударноволнового (барического) воздействия на пострадавшего – только сильные ожоги и ушибы, характерные для падения с высоты. Это значит, что первичная вспышка газа на кухне еще не могла в первые мгновения обеспечить повышения давления и возникновения ударной волн, которые, в конечном счете, и привели к разрушению дома.

Утечки и взрывы ацетилена

Ацетилен – один из наиболее часто используемых промышленных газов. До сих пор он широко применяется в газосварке и газорезке (см. главу 9 книги 1). В то же время, он один из наиболее опасных газов, что обусловлено его физико-химическими свойствами и высокой реакционной способностью (см. главу 3 книги 1).

Ниже приведен пример взрыва ащетилено-воздушной смеси, произошедшей вследствие утечки газа из системы централизованного газоснабжения крупного судостроительного предприятия Санкт-Петербурга.

Взрыв произошел в октябре 1998 года в помещении физкультурно-оздоровительно- го комплекса административно-бытовой встройки в здание сборочно-сварочного цеха ГУП «Адмиралтейские верфи».

В результате взрыва погибло 5 человек, получили травмы 4 человека. Было разрушено около 40 % строительных конструкций и около 60 % инженерных систем здания.

Утечка ацетилена происходила из ацетиленопровода, трубы которого были проложены на глубине 1 м и расстоянии около 0,8 м от фундамента здания. После взрыва, в поисках места утечки, участок грунта, где проходили трубы ацетиленопровода, вскрыли. В трубах были обнаружены сквозные коррозионные свищи размером 20х40 мм, 10х12 мм и 2х4 мм.

Ацетилен, выходя через указанные отверстия, фильтровался через грунт и частично рассеивался в открытом пространстве, а частично проникал и скапливался в рядом расположенном помещении физкультурного комплекса, в котором и произошел взрыв, а затем и пожар.

Ацетиленлегчевоздуха(плотностьповоздуху0,91), поэтомуонскапливалсяпреимущественно в верхней части помещения, в подпотолочном пространстве 1 этажа.

Источником зажигания, по мнению экспертов, явилось искрение или перегрев контактов одного из люминесцентных светильников ФПБ 01-2х30, расположенных в люстре под потолком тренажёрного зала комплекса.

40