Пожарная и взрывная безопасность на объектах жилищного хозяйства и коммунальной инфраструктуры. Учебное пособие

составе дыма могут присутствовать окись углерода, сероводород, хлористый водород, спирты, альдегиды, различные кислоты и другие вещества, при воздействии которых человек может отравиться. Кроме этого, продукты неполного сгорания могут образовывать при смешении с воздухом взрывоопасные вещества. Например, после вскрытия закрытых помещений (прогорание дверных полотен, раскалывание стекла в оконных блоках), в которых происходит горение, в них может произойти взрыв.

1.2. Горение газов, жидкостей, твердых веществ и материалов

При горении на протекающую химическую реакцию окисления накладываются различные физические процессы (например, тепло- и массоперенос), из-за которых изменяются параметры горения и сценарии его протекания. Под воздействием физических процессов горючее вещество может переходить из твердого в жидкое и (или) газообразное состояние.

Горение газов зависит от исходного состояния, например, когда горючий газ и воздух не перемешаны друг с другом, и обычно газ поступает в зону горения (воздушную зону), что имеет место при горении газа в кухонном или отопительном газовом оборудовании, газовых резаках и горелках, при горении газовых фонтанов в случаях аварий на газовых трубопроводах или местах газодобычи.

Другая картина наблюдается в случаях, когда горючий газ и воздух перемешаны в каком-либо объеме, например, газовоздушные смеси образованы внутри технологических аппаратов или при аварийных ситуациях в помещениях или даже в незамкнутом воздушном (наружном) пространстве. Процесс горения здесь протекает в виде взрыва за доли секунды.

Для характеристики возможности и определения области взрывного горения газовоздушных смесей пользуются значениями минимальной и максимальной концентрации горючего. Их соответственно называют нижним и верхним концентрационными пределами распространения пламени (нижний предел – это минимальная концентрация горючего, верхний – максимальная). При концентрации газовоздушных смесей ниже нижнего предела или выше верхнего предела распространения пламени взрывного горения газовоздушных смесей не происходит.

Горение жидкостей всегда происходит в газовой (паровой) фазе. Над ее поверхностью горючей жидкости должна образоваться паровоздушная смесь. Для характеристики возможности и определения области взрывного горения паровоздушных смесей также пользуются понятиями нижнего и верхнего пределов распространения пламени паровоздушных смесей (температурного или концентрационного).

11

Концентрация испаряющихся паров зависит от температуры. При повышении температуры жидкости (следовательно, и температуры паров над поверхностью испарения), достигается нижний температурный предел (или соответствующий этой температуре концентрационный предел) распространения пламени.

При воздействии источника зажигания на прогретую образовавшуюся паровоздушную смесь происходит вспышка. Пламя при этом имеет существенно бóльшую температуру, чем начальная температура жидкости. Далее скорость испарения жидкости увеличивается, и возникает устойчивое пламя над поверхностью жидкости.

Таким образом, горение жидкостей возможно только в паровой фазе. Температура поверхности жидкости всегда бывает ниже температуры горящей паровоздушной смеси над поверхностью испарения.

Если при испарении горючей жидкости ее нагрев не производится, а

еепары перемешиваются с воздухом окружающего пространства, то в этом пространстве образуется ненагретая паровоздушная смесь, а концентрация

еедостигает интервала от нижнего до верхнего концентрационного предела распространения пламени, то от воздействия источника зажигания данная паровоздушная смесь взрывается.

Их горючих жидкостей (ГЖ) принято выделять наиболее опасные – легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ). К ним относятся некоторые эфиры, спирты, ацетон, ксилол, толуол, бензины, керосин и т.п.

Горение твердых материалов является сложным процессом,

который может протекать в несколько стадий. Прогрев поверхностного слоя твердого вещества приводит к началу выделения из него газообразных летучих составляющих продуктов. При этом поверхностный слой может начать плавиться или возгоняться (т.е. образовывать газы без стадии плавления). Когда достигается нижний концентрационный предел горючих газов в воздухе, они начинают воспламеняться, а от выделяющейся теплоты сгорания поверхностный слой еще интенсивнее плавится (возгоняется), обеспечивая поступление горючих газов или паров в зону горения.

Для твердых материалов характерно пламенное горение, а также тление. Поддержание пламенного горения возможно при поступлении к твердому материалу определенного количества тепла, гарантирующего бесперебойную подачу в зону горения необходимого количества горючих газообразных веществ.

Тление – это процесс беспламенного горения, при котором реакция окисления происходит на сильно прогретой поверхности твердого материала.

При горении плавящегося горючего вещества происходит увеличение площади горения (воск, парафин, каучук, резина, металлы и

12

т.д.). Если горит неплавящееся вещество, то окислитель со временем непосредственно контачит с поверхностью горючего вещества и горение является гетерогенным (выжигание кокса). Поэтому горение твердых веществ является сложным и многообразным процессом, который определяется многими факторами (дисперсность твердого материала, его влажность, наличие пленки окислов на его поверхности и ее прочность, присутствие примесей и т. д.).

Очень интенсивно (часто со взрывом) происходит возгорание мелкодисперсных металлических порошков, пылевых и волокнистых горючих материалов (например, мука, древесная пыль, сахарная пудра).

1.3. Классификация видов горения

Различают горение гомогенное и гетерогенное, кинетическое и диффузное, нормальное горение (собственно горение), взрыв и детонацию.

Если в горючей смеси горючее вещество и воздух равномерно перемешаны друг с другом (например, газо-, пароили пылевоздушные смеси), то такие смеси являются однородными, а горение называют гомогенным (рис.1.1). Если горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхности раздела сфер, такие горючие смеси называют неоднородными, а горение гетерогенным (рис 1.2), оно возникает, например, при горении твердых веществ (антрацита), поступающих в воздух струй газов и паров жидкости. В последнем случае большое значение приобретают процессы, происходящие на границе раздела фаз (испарение, диффузия и др.).

Рис. 1.1. Горение паров жидкости (гомогенное горение)

13

света. Однако горение может быть и без пламени, например, тление. Пламенем горючая смесь делится на две части: сгоревший газ, через который пламя успело пройти, и не сгоревший газ, который еще должен вступить в реакцию окисления. Граница между ними называется фронтом пламени.

В зависимости от того, какая смесь горючего вещества с воздухом горит, пламя соответственно подразделяется на кинетическое и диффузионное. При пожаре обычно все горючие вещества горят диффузионным пламенем. По условиям поступления горючих газов и паров различают ламинарное и турбулентное диффузное пламя. Ламинарное пламя возникает при малых сечениях потока горючих веществ и движении их с небольшой скоростью. В отличие от ламинарного пламени турбулентное пламя не имеет четких границ, а фронт пламени постоянно меняет свое положение. При реальных пожарах пламя всегда является турбулентным.

Горение горючей смеси начинается в одной точке, из которой оно распространяется на весь объем, занимаемый горючей смесью. Если скорость горения устанавливается на уровне от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в секунду, то считают, что идет процесс собственного горения. Если горение выражается в быстром экзотермическом превращении горючей смеси, сопровождается выделением энергии и образованием сжатых газов, которые способны производить работу, то такое горение называется взрывом, а горючая смесь – взрывной смесью. Ударная волна при взрыве приводит к резкому изменению давления, и совершается работа (механические разрушения). Скорость взрыва составляет несколько сот метров в секунду. Если ударная волна распространяется со сверхзвуковой скоростью (порядка нескольких тысяч метров в секунду), то такой взрыв называется детонацией.

1.4. Самовозгорание, возгорание, воспламенение

Горение в зависимости от характера его возникновения называется

возгоранием или самовозгоранием.

Все горючие вещества имеют температуру, при нагреве до которой они начинают разлагаться и окисляться с выделением тепла.

Если горючее вещество нагревать, то при определенных условиях в этих горючих веществах может начаться процесс самонагревания. Температура, соответствующая началу процесса окисления, называется

температурой самонагревания.

При самонагревании, даже после удаления источника нагревания, происходит самопроизвольное повышение температуры, которое возможно до тех пор, пока тепловыделение преобладает над отводом и

15

рассеиванием тепла. При их равенстве температура достигает максимального значения, а в дальнейшем начинает снижаться. Однако если тепловыделение постоянно превышает теплоотвод, то температура может достигнуть такой величины, при которой начинается самопроизвольное окисление продуктов разложения, завершающееся их загоранием. Эта температура называется температурой самовозгорания, а процесс – самовозгоранием. Самовозгорание происходит в результате самонагревания.

При самовозгорании температура источника зажигания должна быть выше температуры самонагревания, но ниже температуры самовозгорания. Для возникновения самовозгорания на горючее вещество следует воздействовать температурой выше температуры самовозгорания.

Возгорание происходит при определенной температуре, называемой температурой возгорания. Если возгорание приводит к появлению пламени, то оно называется воспламенением. Если пламя не появляется, то процесс горения сводится к тлению. При температуре воспламенения из горючего вещества выделяется количество газообразных продуктов, достаточное для поддержания устойчивого горения.

В зависимости от вида источника зажигания самовозгорание подразделяется на микробиологическое, тепловое и химическое.

Внутри органических дисперсных и волокнистых материалов возможна жизнедеятельность микроорганизмов. Начальное самонагревание материала происходит за счет тепла, выделяемого микроорганизмами, и в каком-то объеме материала может начаться самонагревание, которое приводит к самовозгоранию в наиболее горячей части горючего вещества. Температура самонагревания материала не должна превышать 50–70 °С, поскольку при более высоких температурах возможна гибель микроорганизмов.

Через поверхность твердых веществ кислород воздуха может проникнуть внутрь, также он может содержаться в составе самого вещества. Многие вещества окисляются при обычной температуре. Сочетание этих двух факторов может привести к возникновению самовозгорания за счет тепловыделения при спонтанном окислении. Такое самовозгорание называется тепловым.

Химическое самовозгорание возникает при контакте химически активных веществ, взаимодействующих с выделением большого количества тепла. При химическом самовозгорании горение распространяется с поверхности в толщу материала. Если химически активные вещества перемешиваются, то самовозгорание может начаться и в глубине.

16

1.5.Классификация пожаров

Основным нормативным документом, классифицирующим пожар и опасные факторы пожара, является Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (гл. 2, ст. 7–9) [3].

В комментариях к данному закону [11] поясняется, что в указанной главе закона предусматривается существование двух классификаций пожаров – по виду горючего материала и по сложности тушения пожаров, а также классификации опасных факторов пожара.

Целями классификации пожаров и опасных факторов пожара являются:

-Классификация пожаров по виду горючего материала; используется для обозначения области применения средств пожаротушения.

-Классификация пожаров по сложности их тушения; используется при определении состава сил и средств подразделений пожарной охраны и других служб, необходимых для тушения пожаров.

-Классификация опасных факторов пожара; используется при обосновании мер пожарной безопасности, необходимых для защиты людей

иимущества при пожаре.

В комментариях [11] также отмечается, что обозначенные цели согласуются с положениями ранее принятых действующих в настоящее время федеральных законов и приказов МЧС РФ. Например, на основании Федерального закона "О пожарной безопасности" (в ред. Федерального закона от 18.10.2007 г. № 230-ФЗ) [2] федеральный орган исполнительной власти, уполномоченный на решение задач в области пожарной безопасности, утверждает порядок привлечения сил и средств подразделений пожарной охраны, гарнизонов пожарной охраны для тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ, а приказом МЧС России от 5 мая 2008 г. N 240 утвержден Порядок привлечения сил и средств подразделений пожарной охраны, гарнизонов пожарной охраны для тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ, один из пунктов которого основывается на классификации пожаров по сложности их тушения.

При классификации по виду горючего материала пожары подразделяются на следующие классы:

1)пожары твердых горючих веществ и материалов (А);

2)пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ

иматериалов (В);

3)пожары газов (С);

17

4)пожары металлов (D);

5)пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением (Е);

6)пожары ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ (F).

Согласно [11], эта классификация пожаров предложена и утверждена по действовавшим ранее нормам, а новым является введение в закон пожара класса F.

Опасными факторами пожара являются такие, воздействие которых может привести к травме, отравлению или гибели человека и (или) к материальному ущербу (п. 17 ст. 2 [3]).

К опасным факторам пожара, воздействующим на людей и имущество, относятся:

1)пламя и искры;

2)тепловой поток;

3)повышенная температура окружающей среды;

4)повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;

5)пониженная концентрация кислорода;

6)снижение видимости в дыму.

К сопутствующим проявлениям опасных факторов пожара относятся:

1)осколки, части разрушившихся зданий, сооружений, строений, транспортных средств, технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

2)радиоактивные и токсичные вещества и материалы, попавшие

вокружающую среду из разрушенных технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

3)вынос высокого напряжения на токопроводящие части технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

4)опасные факторы взрыва, произошедшего вследствие пожара;

5)воздействие огнетушащих веществ.

Относительно данной классификации в комментариях [11 также говорится об их соответствии действовавшим ранее документам по техническому нормированию пожаров и взрывов.

18

2.Правовое и техническое регулирование

вобласти пожарной безопасности

2.1. Законодательная и нормативная база по вопросам пожарной безопасности в Российской Федерации

2.1.1.Система обеспечения пожарной безопасности

Вдействующем законодательстве дается [4] два понятия системы обеспечения пожарной безопасности.

Первое понятие, данное в Федеральном законе от 21 декабря 1994 г.

№69-ФЗ «О пожарной безопасности» [2], относится к области

государственного управления, второе, данное в Федеральном законе от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» относится к области технического регулирования

[3].

Законом «О пожарной безопасности» [2] установлено, что обеспечение пожарной безопасности является одной из важнейших функций государства. Для выполнения этой государственной функции в Российской Федерации создана система обеспечения пожарной безопасности, которая представляет собой совокупность сил и средств, а также мер правового, организационного, экономического, социального и научно-технического характера, направленных на борьбу с пожарами.

Под силами понимаются органы управления и подразделения пожарной охраны, под средствами – материально-технические средства (пожарные машины, пожарно-техническое вооружение, боевая одежда пожарных, огнетушащие составы и вещества и т.д.), предназначенные для обеспечения деятельности органов управления и подразделений пожарной охраны, а также для выполнения возложенных на пожарную охрану задач.

Меры правового характера предполагают принятие законодательных и иных нормативных правовых актов по вопросам пожарной безопасности, организационного – создание и организация деятельности пожарной охраны, экономического – разработка и реализация механизмов экономического и материального стимулирования разработки и выполнения мероприятий по обеспечению пожарной безопасности, социального – привлечение граждан к обеспечению пожарной безопасности, научно-технического – применение научных знаний и достижений с целью разработки эффективных средств противопожарной защиты.

Основными элементами системы обеспечения пожарной безопасности являются органы государственной власти, органы местного самоуправления, организации, граждане, принимающие участие в

19

обеспечении пожарной безопасности в соответствии с законодательством Российской Федерации.

Целью создания системы обеспечения пожарной безопасности является государственное регулирование в области обеспечения пожарной безопасности, направленное на создание условий, обеспечивающих защиту жизненно важных интересов личности, общества и государства.

Государственное регулирование в области пожарной безопасности представляет собой одно из проявлений (функций) государственного управления. Основной смысл и содержание его заключается в установлении в нормах права и обеспечении государством общих правил поведения (деятельности) субъектов правоотношений в области пожарной безопасности и корректировке их в зависимости от изменяющихся условий.

Однако только этим не исчерпывается данная функция государственного управления. Она включает в себя также всесторонний контроль за выполнением требований, содержащихся в нормах права, регулирующих общественные отношения в области обеспечения пожарной безопасности; координацию и установление общего направления деятельности участников правоотношений в области пожарной безопасности; всестороннюю защиту их законных интересов и прав: определение и нормативное закрепление приоритетов в проводимой государственной политике в области пожарной безопасности; установление порядка лицензирования и т.п.

Говоря о механизме государственного регулирования правоотношений в области пожарной безопасности, необходимо обратить внимание на различные уровни государственного регулирования. В условиях федеративного государства, каковым является Россия, это прежде всего регулирование на уровне федерации и отдельных субъектов федерации. Весьма важными в этом отношении являются ст.71 и ст.73 Конституции Российской Федерации [1], устанавливающие предметы ведения Российской Федерации и отдельных субъектов федерации, в соответствии с которыми решение вопросов обеспечения пожарной безопасности находится в совместном ведении Российской Федерации и субъектов Российской Федерации. Данная конституционная норма закреплена в нормах закона «О пожарной безопасности», которые устанавливают полномочия федеральных органов государственной власти, органов государственной власти субъектов Российской Федерации в области обеспечения пожарной безопасности.

Методы государственного регулирования правоотношений в области обеспечения пожарной безопасности можно разделить на две группы.

1. Прямые (административные) методы.

20