Л 24 Пожарная безопасность 2013

Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.

Пламя – газообразная среда, включающая в себя чаще всего конденсированные продукты, в которой происходят физико-химические превращения реагентов, приводящие к свечению, тепловыделению и саморазогреву.

Распространение пламени – движение пламени по сгораемым материалам

игазовой смеси.

Интенсивность горения – характеристика, определяющая скорость выгорания вещества, или «перенос» пламени на расстояния, а также воспламенение сгораемой конструкции и сгораемых материалов.

Скорость выгорания – потеря массы материала (вещества) в единицу времени при горении. По этому критерию горение может быть дефлаграционным, взрывным и детонационным.

Токсичные продукты горения – ядовитые вещества, образующиеся в результате горения. Они распространяются в газовой среде и создают задымление.

Лучистый тепловой поток – мера интенсивности (плотности) радиационного теплообмена на поверхности тела, обтекаемого высокотемпературным потоком газа.

Потеря видимости при задымлении.

Тление – вид горения, при котором пламя не образуется, а зона горения медленно распространяется по материалу. Тление обычно наблюдается у пористых или волокнистых материалов с высоким содержанием воздуха или пропитанных окислителями.

Потеря прочности и формы конструктивных элементов – изменение свойств конструкционных материалов под воздействием высокой температуры.

Линейная скорость распространения горения (пожара) представляет собой физическую величину, характеризуемую поступательным движением фронта пламени в определѐнном направлении в единицу времени. Она зависит от вида и природы горючих веществ и материалов, их формы, от начальной температуры, способности горючего к воспламенению, интенсивности газообмена на пожаре, плотности теплового потока на поверхности веществ и материалов и других факторов.

Обесточивание питания вследствие повреждения проводов и изоляции.

Температура пожара – среднеобъѐмная температура газовой среды в помещении.

Повышенная температура окружающей среды, приводящая к нарушению теплового режима тела человека, вызывающая перегрев, ухудшение самочувствия из-за интенсивного выведения необходимых организму солей, нарушения ритма дыхания, деятельности сердца и сосудов.

Пониженная концентрация кислорода.

Разрушение и разлѐт конструктивных элементов.

Потеря формообразования конструктивных элементов.

12

Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.

Эти факторы являются опасными, поскольку при определѐнных уровнях становятся поражающими для организма человека или делают невозможным организацию процесса эвакуации. Их нормированные значения приведены в табл. 1.2.

13

Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.

Таблица 1.23 Примеры различных типов влияния опасных факторов пожара,

выделяющихся при горении

Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.

образом. При размере частиц сажи 2-5 мкм обнаруживается общий усиливающий, а свыше 5 мкм – ослабляющий эффект

Приведенные факторы являются опасными, поскольку при определѐнных уровнях становятся поражающими для организма человека или делают невозможным организацию процесса эвакуации. Их нормированные значения приведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3. Опасные факторы пожара. Нормированные значения

Взрыв – это кинетическое горение в замкнутом объѐме с выделением энергии и сжатых газов, способных производить механическую работу.

Возникновение горения может произойти несколькими путями:

вспышка – быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождаемое образованием сжатых газов. Она не всегда приводит к возгоранию, так как выделяющегося тепла не хватает;

возгорание – возникновение горения под воздействием внешнего источника зажигания;

воспламенение – возгорание с применением пламени;

самовозгорание – возникновение горения под воздействием внутреннего источника зажигания.

самовоспламенение – самовозгорание с появлением пламени [1].

15

Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.

2 ВИДЫ ПОЖАРА И УСЛОВИЯ ЗАДЕСТВОВАНИЯ ТЕХНИКИ ДЛЯ ТУШЕНИЯ

Причинами возникновения пожаров в самолѐте чаще всего являются:

неосторожное обращение с огнѐм;

несоблюдение лѐтных инструкций, запрещающих провоз в самолѐтах легковоспламеняющихся горючих и взрывчатых веществ [1];

самовозгорание веществ и материалов;

разряды статического электричества;

грозовые разряды;

поджоги.

Номер (ранг) пожара – условный признак сложности пожара, определяющий в расписании выезда необходимый состав сил и средств гарнизона, привлекаемых к тушению пожара.

Выделяют семь категорий сложности пожара, в зависимости от которых и определяется число задействованной техники и расписание личного состава:

Вызов № 0. Поступило сообщение о задымлении или пожаре. На место вызова выезжает одно отделение. Если ничего не обнаружили (пример: ложный вызов) уезжает с места прибытия. При обнаружении пожара, приступает к тушению его. При необходимости вызывается подмога (другое отделение).

Вызов № 1. Поступило сообщение о задымлении или пожаре. На место вызова выехало два отделения на двух основных пожарных автомобилях (автоцистернах). Обнаружен пожар. Приступили к тушению.

Вызов № 1БИС. Подтверждено сообщение о пожаре. При нехватке сил и средств дополнительно запрашиваются в помощь ещѐ два отделения из соседних районов. Всего на месте пожара работают четыре отделения.

Вызов № 2. Подтверждено сообщение о пожаре. При большой площади горения, нехватке сил и средств, отсутствии водоисточников и других проблемах, запрашиваются дополнительно ещѐ два отделения из соседних районов. Всего на месте пожара работают шесть отделений.

Вызов № 3. Подтверждено сообщение о пожаре, сложная обстановка, запрошены дополнительные силы. Обстоятельства, аналогичные вызову № 2. Всего на месте пожара работают десять отделений.

Вызов № 4. Подтверждено сообщение о пожаре, сложная обстановка, запрошены дополнительные силы. На месте пожара работают 13 отделений.

Вызов № 5. Подтверждено сообщение о пожаре, сложная обстановка, запрошены дополнительные силы. На месте пожара работают 15 отделений.

16

Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.

3 ВАЖНОСТЬ МЕТОДА ОЦЕНКИ РИСКА ПОЖАРА И ВЗРЫВА

Впоследнее время в значительной степени возросло внимание к проблемам оценки и анализа риска возникновения пожара в различных областях человеческой деятельности.

Всоответствии [4] оценка риска – процесс, используемый для определения показателей риска выявленной опасности. Оценка риска включает

всебя оценку частоты, оценку последствий и их сочетание.

Большую роль в изучении риска, как необходимого фактора для анализа и оценки возникновения пожаров и взрывов, сыграли крупные аварии на энергетических установках. Рост ущерба от пожаров и взрывов, увеличение расходов на их предотвращение и защиту от них промышленных зданий и сооружений, обусловили потребность в исследовании проблем пожаровзрывобезопасности промышленных объектов, в том числе и технологических процессов.

Оценка риска по степени фактического и требуемого воздействия пожара и взрыва дает возможность рационально планировать и распределять средства, необходимые для обеспечения пожаровзрывобезопасности зданий и сооружений.

В соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании», вступившем в действие с июня 2003 г. риск – вероятность причинения вреда жизни и здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений с учетом тяжести этого вреда [5].

Риск возникновения пожара может проводиться в результате определения критериев пожарной безопасности по температуре паров вспышки горючих жидкостей.

Температура вспышки – это минимальная температура жидкости, при которой еѐ пары с воздухом образуют смесь, способную воспламениться при поднесении открытого пламени.

3.1 Расчѐт риска пожара и взрыва

Как показывают реально происходящие события на промышленных и технических объектах, офисах, складах большое значение для безопасного функционирования современных производств имеет обеспечение пожаровзрывобезопасности не только самих объектов, но и технологических процессов.

Рост ущербов от пожаров и взрывов, увеличение расходов на их предотвращение и защиту объектов от них обусловили потребность в проведении исследований проблем пожаровзрывобезопасности различных объектов.

Риск пожара определяется как вероятность наступления нежелательных повреждений и возможных разрушений от пожара на объекте:

17

Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.

R Q W Y,

где Q – ожидаемая частота возникновения пожара;

W – ожидаемая степень воздействия на людей и материальные ценности; Y – последствия воздействия опасных факторов пожара (ОФП) или ущерб,

оцениваемый в тех или иных единицах потерь.

Задачей анализа и оценки риска пожара является изучение и количественное выражение каждого из его параметров, определяющих пожарную опасность здания или объекта.

Количественная оценка пожарной опасность здания или объекта в целом может быть определена величиной ожидаемого ущерба в случае возникновения

вних пожара.

Вто же время существует определенное отличие между риском и опасностью, поскольку не каждое значение риска признается обществом опасным. Кроме всего прочего достижение так называемого «нулевого» риска в современных производствах достичь практически невозможно. Поэтому выбирается определенный уровень риска, который лежит в области, заключенной между границами опасного и безопасного уровня. Например,

считается, что безопасность людей при пожаре допустима, если вероятность воздействия ОФП на человека не превышает значения 10-6 смертельных исходов в год.

Оценка пожарной опасности помещений основывается на расчетах вероятностей возникновения пожара, вероятности воздействия ОФП на людей и материальные ценности, находящиеся в этих помещениях, а также возможных народнохозяйственных потерь.

3.2 Метод определения вероятности возникновения пожара (взрыва) на пожароопасном объекте

Оценка тяжести вреда от пожара (взрыва) на пожароопасном объекте выполняется на всех этапах жизненного цикла объекта – от проектирования до функционирования или эксплуатации.

В основу расчета вероятности возникновения пожара (взрыва) на действующих или строящихся объектах закладываются статистические данные о времени существования различных пожаровзрывоопасных событий.

Вероятность возникновения пожара (взрыва) на проектируемых объектах определяется на основе показателей надежности элементов объекта, которые позволяют рассчитывать вероятность производственного оборудования, систем контроля и управления, а также других устройств, составляющих объект, которые могли бы привести к возникновению различных пожаровзрывоопасных событий.

Пожароопасные события характеризуются условиями и обстоятельствами, в которых могут образоваться горючие среды и появиться источник зажигания и загорания, и самое главное очагом горения.

18

Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.

Пожаровзрывоопасность любого объекта определяется пожаровзрывоопасностью его основных частей (технологических аппаратов и установок, сооружений и зданий, которые подлежат контролю системами мониторинга инженерными системами (СМИС) [6]).

Вероятность возникновения пожара (взрыва) на объекте в течение года (QПЗ) рассчитывается:

где Q j ПП – вероятность возникновения пожара в j-м помещении

промышленного объекта;

n – число помещений в объекте.

Возникновение пожара (взрыва) в любом помещении объекта (событие ПП) обусловлено возникновением пожара (взрыва) или в одном из технологических аппаратов (событие ПТАj), находящемся в этом помещении, или в объѐме рассматриваемого помещения (событие ПОi). В этом случае вероятность события пожара помещения (ПП) определяется из зависимости:

Q– вероятность возникновения пожара в объѐме i-го помещения в

iПОi

течение года;

m – количество технологических аппаратов в i-м помещении.

Возникновение пожара (взрыва) в любом технологическом аппарате (событие ПТАj) или непосредственно в объѐме помещения (событие ПОi) обусловлено совместным образованием горючей среды (событие ГС) в рассматриваемом элементе объекта и появление в этой среде источника зажигания (событие ИЗ).

Вероятность возникновения пожара ( Q или Q ) в i ПОi jПТАi

рассматриваемом элементе объекта равно вероятности объединения всех возможных комбинаций случайных событий образования горючих сред и появления источников зажигания:

19

Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.

где K – количество видов горючих веществ; N – число источников зажигания;

– событие образования k-й горючей среды;

– событие появления n-о источника зажигания;

V – специальный символ пересечения событий, характеризующийся произведением вероятностей событий;

M – специальный символ объединения событий, выраженный суммой вероятностей этих событий.

Вероятность возникновения пожара ( Qi ПО или Q jПТА ) вычисляется по

где Q – вероятность появления в i-м элементе объекта k-й горючей среды i ГСk

объекта n-о источника зажигания, способного воспламенить k-ю горючую смесь.

В качестве примера рассматривается условие возникновения пожара (взрыва) в помещении объѐмом V = 180 м3, в котором работает только один сварочный аппарат.

Вычисляем вероятность возникновения аварийной ситуации на технологическом оборудовании – сварочном аппарате:

Определяем вероятность возникновения пожара в производственном помещении:

20

Г.Ф. Несоленов. Лекция 24. Пожарная безопасность. 2013 г.

Q n Vкисл. 0,006.

ПО N

ВНИМАНИЕ! При решении уравнений принято: m = 1 – количество работающего оборудования;

Nсм = 2 – число смен, в котором работает технологическое оборудование; Dг = 245 – число рабочих дней в году;

n = 10 – число рабочих циклов технологического аппарата за смену; Vкисл. = 0,1 – объѐм израсходованного за рабочий цикл кислорода, м3.

Тогда возникновение пожара (взрыва) в рассматриваемом помещении (событие ПП):

Qi ПП 1 (1 0,002) (1 0,006) 0,007988.

21