Пожарная безопасность. Учебное пособие

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Е.Ф. Баранов

ПОЖАРНАЯ

БЕЗОПАСНОСТЬ

Альтаир - МГАВТ Москва

2008

Е.Ф. Баранов Пожарная безопасность: Учебное пособие. - М.: «Альтаир» - МГАВТ, 2008 –

128 с.

Разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО, рассмотрено и рекомендовано к изданию на заседании кафедры «Безопасность жизнедеятельности». Изложены теоретические, справочноинформационные материалы по вопросам пожарной безопасности. Даны рекомендации по организации противопожарной охраны на объекте. Рассмотрены объѐмно-планировочные, инженерно-технические, конструктивные мероприятия, а также активная противопожарная защита. Особое внимание в пособие уделено методам количественной оценки изучаемых явлений и выбора технических решений.

Учебное пособие предназначено для студентов изучающих дисциплину «Безопасность жизнедеятельности». Оно может быть полезна для инженернотехнических работников.

Рецензенты – начальник службы пожарно-спасательной и местной обороны ВМФ, полковник Ковалюк Г.В.

Рекомендовано к изданию Учебно-методическим советом МГАВТ.

Рассмотрено и рекомендовано к изданию на заседании кафедры БЖД (протокол от 26.02.2008 г. № 6.)

Ответственность за оформление и содержание передаваемых в печать материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие учебнометодические материалы.

© МГАВТ, 2008 © Баранов Е.Ф., 2008

3

4

5

ВВЕДЕНИЕ

Пожары на Руси всегда были одним из самых тяжких народных бедствий. Особенно часто выгорала деревянная Москва, хотя и другие города не миновали этой участи. Во второй половине XIX в. произошло около 2 млн пожаров (до 40 тыс. в год). Жертвами становились тысячи людей, а материальный ущерб достигал сотен миллиардов золотых рублей.

Прошло 1,5-столетия. Население удвоилось. При всем совершенстве пожарной техники можно с уверенностью сказать, что в настоящее время в России число пожаров и количество погибших стало в 10 раз больше. В России, увы, погибает людей при пожарах в три раза больше, чем в среднем в развитых странах. Почти 8 тыс. погибших в 1990 г., 16 тыс. в 1996 г., более 13 тыс. в 1998 г., более 13,5 тыс. в 1999 г. Ежегодно выгорает около 2,5 млн м2 жилья - целый город. Чтобы лучше представить степень бедствия, надо уяснить, что ежедневно, в среднем, у нас происходит 750 пожаров.

Каковы же причины этого бедствия при, казалось бы, развитой системе безопасности? Их несколько: недооценка пожарной безопасности, в том числе и на уровне государственного управления; правовая неурегулированность в вопросе пожарной безопасности; отсутствие специального законодательства (действующие законодательные акты не содержат конкретных норм обеспечения пожарной безопасности); отставание уровня противопожарной защиты объектов производственной деятельности, сферы обслуживания и проживания от современных требований; недостаточность финансирования.

В 1994 г. наконец был принят Федеральный закон «О пожарной безопасности». В этом законе закреплена система обеспечения пожарной безопасности, одной из функций которой является создание пожарной охраны и организация

еедеятельности.

Спринятием Федерального закона не закончилась работа по правовому регулированию вопросов пожарной безопасности.

Пожарная обстановка в стране остается сложной: гибнут люди, государство несет огромные потери, природе наносится невосполнимый вред. И очень часто это происходит из-за элементарной небрежности, которую никакими постановлениями не пресечешь, тем более не поможет никакой европейский опыт. Это наша проблема, успешно решить которую сможем только мы, граждане России.

6

1.ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ

1.1.Вероятность возникновения пожара

Пожар представляет собой неконтролируемое горение, причиняющее мате-

риальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и госу-

дарства. Повседневная ситуация, сложившаяся на объекте, характеризуется в том числе, вероятностью возникновения пожара. При вероятности, превышаю-

щей нормативную, возникает угроза пожара.

Вероятность возникновения пожара определяют для пожароопасного узла,

который представляет собой отдельное здание, сооружение, транспортное сред-

ство или отдельное изделие, по формуле:

Qп = Qз Qв Qпер Qот; Qз = Qс Qи Qгс Qt Qp Qd,

где Qз - вероятность возникновения загорания в узле; Qв - вероятность нахож-

дения в этом узле такого количества вещества, которое представляет пожарную опасность; Qпер - вероятность того, что загорание перерастет в пожар; Qот - ве-

роятность отказа системы, обеспечивающей тушение пожара;

Qс - вероятность возникновения ситуации, связанной с образованием в узле по-

жароопасной среды; Qи - вероятность наличия источника зажигания; Qгс - веро-

ятность того, что пожароопасная среда окажется горючей; Qt, Qp, Qd - вероятно-

сти того, что такие параметры пожароопасной среды, как температура t, давле-

ние р и размер среды d, будут выше допустимых.

Вероятность отказа системы пожаротушения зависит от следующих фак-

торов:

Qот = 1 - Qбо Qт Qэ,

где Qбо - вероятность безотказной работы системы обнаружения загорания; Qт -

вероятность безотказной работы установки пожаротушения; Qэ - вероятность необходимой эффективности работы установки пожаротушения.

7

Совокупность всех условий должна обеспечить требование того, чтобы ве-

роятность возникновения пожара в расчете на отдельный пожароопасный узел не превышала 0,000001 в год (ГОСТ 12.1.004-91).

Вероятность воздействия опасных факторов пожара на людей оценивают как для проектируемых, так и для эксплуатируемых зданий и сооружений. При проектировании вероятность воздействия опасных факторов пожара Qr на от-

дельного человека в год:

Qr = Qп (1 - Рэ) (1 - Рп.э),

где Qп - вероятность возникновения пожара в здании в год; Рэ - вероятность эва-

куации людей; Рп.э - вероятность эффективной работы технических решений противопожарной защиты. Если принято Рэ = 0, то Qr Qrн (Qrн - нормативная вероятность, равная 10-6 год), значит безопасность людей в здании обеспечена.

Для эксплуатируемых зданий величину Qr можно определить, используя статистические данные о пожарах по формуле

Qr = 1,5 Мж / (Т No),

где Мж - число жертв пожара в рассматриваемой группе зданий за время Т, чел.

No - общее число людей, находящихся в однотипных воздействиях с одинако-

вой категорией пожарной опасности, одного функционального назначения, од-

них геометрических параметров, вместительностью и др, чел.

Опасные для людей факторы пожара, которые могут привести к травме, от-

равлению, гибели или к материальному ущербу, следующие: открытый огонь,

искры, повышенная температура, токсичные продукты горения, дым, уменьше-

ние содержания кислорода, обрушение зданий или установок.

1.2. Пожаро-, взрывоопасность веществ и материалов

Пожарная и взрывная опасность веществ и материалов - близкие характери-

стики, для рассмотрения которых используются в основном одни и те же пока-

затели. Различие между характеристиками заключается в скорости распростра-

нения пламени, которая для взрывных процессов существенно выше, чем при

8

пожаре. Способностью к взрывному горению обладают смеси с воздухом го-

рючих газов и паров горючих жидкостей, а также взвеси в воздухе (аэрозоли)

горючих пылей и капель горючих жидкостей. Знание скорости распространения пламени необходимо для оценки возможной взрывной нагрузки на здания и со-

оружения в том случае, когда внутри или снаружи здания может образоваться взрывоопасная газо-, паро-, пылевоздушная среда, а также для расчета и проек-

тирования предохранительных конструкций, предназначенных для сброса из-

быточного давления, развиваемого при взрывном сгорании, и предохранения зданий от разрушения. Важно, что фактическая (реальная) скорость распро-

странения пламени величина не постоянна и зависит от многих факторов. И

сгорание взрывоопасной смеси может протекать с ускорением. А чем выше скорость распространения пламени, тем более опасно взрывное горение. Мно-

гочисленными исследованиями было показано, что вероятность детонационно-

го сгорания реально создаваемых взрывоопасных средств весьма мала, а воз-

можность взрывного горения, сопровождающегося ударной волной, представ-

ляющую собой распространяющуюся волну скачка уплотнения газа, создается при эффективной видимой скорости пламени, равной примерно 0,2 М (М - чис-

ло Маха, определяемое отношением фактической скорости перемещения газа к скорости звука в данной среде). Для углеводородновоздушных смесей это соот-

ветствует видимой скорости пламени около 60 м/с.

Пожаро- и взрывоопасность веществ и материалов определяется показате-

лями, характеризующими предельные условия возникновения горения и мак-

симальную опасность создаваемую при возникшем горении. При этом необхо-

димо помнить, что собственно сгорание веществ и материалов, как правило,

происходит в газовой фазе. Поэтому характер показателей и их количество за-

висят от агрегатного состояния горючих материалов. В простейшем случае,

когда горючее вещество газ, основными показателями являются: концентра-

ционные пределы распространения пламени (КПР), называемые также пре-

делами воспламенения и взрываемости. Предел, определяемый минималь-

ным содержанием горючего компонента в бедной смеси, называется нижним

9

концентрационным пределом распространения пламени (НКПР), а предел,

лимитируемый содержанием окислителя в богатой смеси и характеризуемый максимально возможным содержанием горючего компонента, при котором еще возможно распространение пламени, называется верхним концентрационным пределом распространения пламени (ВКПР). Для наглядности КПР показаны

схематически на рис. 1.1.

Область воспламенения

Стехиометрическое соотношение горючего и воздуха

Рис. 1.1. Схема концентрации пределов распространения пламени

Горение возможно в области составов между НКПР и ВКПР, называемой

областью воспламенения. Вне этой области горение в режиме распростране-

ния пламени невозможно.

При оценке пожароопасности жидкостей перечисленные показатели до-

полняются следующими: температура вспышки Твсп, С; температура воспла-

менения Тв, С; температурные пределы воспламенения (ТП): нижний - НТП,

верхний - ВТП, С.

В зависимости от температуры вспышки жидкости подразделяются на лег-

ковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ). К ЛВЖ относятся жидкости с Твсп 61 С и к ГЖ - с Твсп > 61 С.

Пожарная опасность твердых веществ и материалов характеризуется их склонностью к возгоранию и самовозгоранию. К возгоранию относятся слу-

чаи возникновения горения при воздействии внешних источников зажигания с температурой выше температуры самовозгорания Тсв. К самовозгоранию от-

10

носятся случаи горения, возникающие при температуре окружающей среды или

при умеренном нагреве ниже Тсв.

Взависимости от первоначального импульса, вызывающего самонагревание,

изначения температуры самонагревания Тсн самовозгорание подразделяется на микробиологические, химическое и тепловое.

К материалам, склонным к микробиологическому самовозгоранию, относят-

ся такие как сено, торф, слегка увлажненные древесные опилки и др., являю-

щиеся питательной средой для микроорганизмов. К химическим относятся слу-

чаи самовозгорания, обусловленные экзотермическим взаимодействием ве-

ществ. Например, самовозгорание при проливе крепкой азотной кислоты на бумагу или на древесину. Наиболее типичный и распространенный пример – самовозгорание промасленной ветоши, имеющей большую поверхность. К это-

му же классу относятся пирофорные вещества, загорающиеся при контакте ве-

щества с воздухом. К таковым относятся, например, сульфид железа, тетрагид-

рид кремния и др. Порядок совместного хранения веществ и материалов регла-

ментируется [11].

Другим, типичным примером теплового самовозгорания служат неодно-

кратные случаи пожаров от самовозгорания тепловой изоляции, выполненной из минераловатных плит, опилок и др.

Мелкоизмельченные твердые и жидкие горючие материалы, будучи взвеше-

ны в воздухе, могут образовывать взрывоопасные аэрозоли.

Отличительной особенностью горения пылевоздушных смесей в реальных условиях является то, что первоначально возникший объем аэрозоля при быст-

ром сгорании может вызвать взмучивание (переход во взвешенное состояние)

отложившейся пыли и последующее ее выгорание. Именно этим объясняется тот факт, что при таких взрывах, как правило, развивается в конечном счете большое давление и оно вызывает сильные разрушения.

Одна из важнейших пожарных характеристик веществ и материалов –

горючесть, под которой понимается способность веществ и материалов рас-

пространять по себе горение. Горючесть - это весьма сложное понятие, опреде-

11