Основы пожарной безопасности

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Пожаром называется неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее ущерб.

Горение - это быстропротекающая химическая реакция окисления, сопровождающаяся интенсивным выделением теплоты и света.

Для возникновения горения требуется наличие трех факторов: горючего вещества, окислителя и источника загорания. В качестве окислителя могут выступать не только кислород, но и хлор, фтор, бром, йод и некоторые другие вещества. К источникам загорания относятся нагретые поверхности, открытый огонь, искры и т.п.

Процесс возникновения горения подразделяется на следующие виды: вспышку, возгорание, самовозгорание, взрыв. Кроме того, существуют особые виды горения, например, тление.

Вспышка представляет собой быстрое сгорание горючей смеси без образования сжатых газов.

Возгорание - возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Самовозгорание - явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций окисления в веществе, приводящее к возникновению его горения при отсутствии источника зажигания. Самовозгорание может быть тепловым, микробиологическим и химическим.

Взрыв - чрезвычайно быстрое химическое превращение вещества, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Тление - беспламенное горение твердого вещества, поверхность которого раскалена и излучает свет и тепло. Тление сопровождается термическим разложением горючего вещества и обильным выделением горючих газов и парообразных продуктов, которые при этом не реагируют, а свободно рассеиваются в атмосфере. Тление твердого вещества возможно при недостатке кислорода в зоне возникшей реакции горения; при недостатке выделяющейся в зоне теплоты; при очень быстром отводе выделяющейся теплоты из зоны возникшей реакции горения.

Горючие вещества могут находиться в твердом, жидком и газообразном состоянии. Горючие газы и твердые измельченные вещества (пыли) могут создавать горючие смеси при любой температуре и представляют значительную пожарную опасность, т.к. их воспламенение может произойти от маломощного и кратковременного источника воспламенения. Воспламенение их возможно только при определенной концентрации горючего вещества в воздухе, т.е. существуют минимальная и максимальная концентрации горючего вещества в воздухе, ниже и выше которой воспламенение невозможно (нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения). Для жидких горючих веществ, кроме концентрационных пределов воспламенения, существуют также нижний и верхний температурные пределы.

Большинство горючих веществ сгорает в газовой или парообразной фазе. Поэтому загорание вещества, как правило, начинается с появления вспышки за счет выделяющихся паров при поднесении пламени. Однако количества тепла, выделяющегося при вспышке, оказывается недостаточным для продолжения горения. Горение твердого или жидкого вещества начинается при температуре воспламенения, которая превышает температуру вспышки на несколько градусов.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВЕЩЕСТВ ПО ГОРЮЧЕСТИ

Жидкости в зависимости от температуры вспышки паров подразделяются на два класса:

• легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) с температурой вспышки 6 С в закрытом тигле или 66 С в открытом тигле;

• горючие жидкости (ГЖ) с температурой вспышки  61 С в закрытом тигле или 66 С в открытом тигле.

По горючести вещества и материалы делятся на 3 группы:

• негорючие (несгораемые) - вещества и материалы, которые неспособны гореть в воздухе нормального состава при температуре до 900С (полупроводниковый кремний, асбест, кварц, стекло и др.);

• трудногорючие (трудно сгораемые) - вещества и материалы, способные возгораться в воздухе нормального состава под действием источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления (пластмассы, древесина, ткани, пропитанные антипиринами, строительные бетонные конструкции с органическими наполнителями);

• горючие (сгораемые) - вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления (бензин, керосин, ткани, пластмассы, каучук, древесина и т.д.).

Вещества, которые в обычных условиях хранения способны самовозгораться при контакте с кислородом воздуха, называются пирофорными веществами. К этому классу веществ относятся вещества растительного происхождения во влажном состоянии (влажные опилки, стружки, сено и т.д.); ископаемые окисляющиеся вещества органического происхождения (каменные и бурые угли, сланцы); промасленные пористые вещества и материалы (промасленные ткани, бумага, изоляция, ветошь, опилки, металлические стружки); некоторые химические вещества и смеси, соприкасающиеся с воздухом (алюминиевая, титановая, цинковая пыль, сульфиды, металлоорганические соединения, свежая сажа, древесный уголь)

ПРИЧИНЫ ПОЖАРОВ

Пожар может возникнуть вследствие причин неэлектрического и электрического характера.

Причины неэлектрического характера:

• неправильное устройство и неисправность котельных, печей, вентиляционных и отопительных систем, отопительных приборов и технологического оборудования;

• неисправность систем питания и смазки в работающих двигателях механизмов;

• нарушение технологического процесса (герметизации оборудования, выделяющего пыль и газы, и др.)

• нарушение режимов топки печей, котельных, отсутствие искрогасителей, оставление печей без присмотра и т.п.;

• нарушение требований пожарной безопасности при газосварочных работах, резке металла, пользовании паяльными лампами;

• халатное и неосторожное обращение с огнем - курение, разогрев деталей и сушка, в том числе и помещений, открытым огнем и т.п.;

• самовозгорание или самовоспламенение веществ;

Причины электрического характера:

• короткие замыкания, перегрузки, искрения от нарушения изоляции, что приводит к нагреванию проводников до температуры воспламенения изоляции;

• электрическая дуга, возникающая между контактами разъединителей, рубильников и т.п., а также при дуговой электросварке;

• неудовлетворительные контакты в местах соединения проводов (скрутки) и их сильный нагрев в результате большого переходного сопротивления при протекании электрического тока;

• аварии с маслонаполненными аппаратами (трансформаторами), когда происходит выброс в атмосферу и воспламенение продуктов разложения минерального масла и смеси их с воздухом;

• искрение в результате электростатических разрядов и ударов молнии;

неисправность (замыкание) в обмотках электрических машин при отсутствии надлежащей защиты.

СРЕДСТВА ОГНЕТУШЕНИЯ И ИХ СВОЙСТВА

Для прекращения горения могут быть использованы следующие принципы:

• прекращение доступа в зону горения окислителя (кислорода, воздуха и т.п.) или горючего вещества, также снижение их поступления до величин, при которых горение невозможно;

• охлаждение зоны горения ниже температуры самовоспламенения или понижение температуры горящего вещества ниже температуры воспламенения;

• разбавление горючих веществ негорючими;

• интенсивное торможение скорости химических реакций в пламени, механический отрыв пламени сильной струей газа или воды.

Именно эти идеи положены в основу прекращения горения различными методами и средствами.

Самым распространенным средством огнетушения является вода благодаря следующим достоинствам: доступности, низкой цене, большой теплоемкости, транспортабельности, химической нейтральности, не ядовитости. При использовании воды тушение огня происходит за счет изоляции зоны горения от воздуха и интенсивного ее охлаждения. Но в то же время вода обладает рядом недостатков, которые сужают область ее использовании как огнетушащего средства: замерзание при 0 С (снижает транспортабельность воды при низких температурах), электропроводность (приводит в невозможности тушения водой электроустановок), высокая плотность (при тушении легких горящих жидкостей вода не ограничивает доступ воздуха в зону горения, а, растекаясь, способствует еще большему распространению огня).

Широкое использование при тушении пожаров находит химическая пена, образующаяся в результате взаимодействия щелочного и кислотного растворов в присутствии пенообразователя, при этом образуются пузырьки углекислого газа в мыльной оболочке. Воздушно-механическая пена представляет собой смесь воздуха ( 90%), воды ( 9.7 %) и пенообразователя (  0.3 %). Пены характеризуются кратностью, т.е. отношением объема пены к первоначальному объему исходных веществ. Современные пенные генераторы позволяют получать устойчивые пены кратностью более 200.

В качестве огнетушащих средств могут быть использованы инертные или негорючие газы (азот, углекислый газ, гелий, аргон). Прекращение горения происходит за счет разбавления кислорода в воздухе до концентрации, при которой горение невозможно. Для этого необходимо обеспечить огнегасительную концентрацию 31...36 % к объему помещения.

Использование для огнетушения водных растворов солей (бикарбоната натрия, хлоридов кальция и др.) основано на том, что соли, выпадая из водного раствора, образуют на поверхности горящего вещества изолирующие пленки, отнимающие теплоту.

На химическом торможении реакции окисления основано применение галоидоуглеводородных составов (хладонов: бромистого метила, бромистого этила и т.д.).

Огнетушащие порошки представляют собой мелкоизмельченные минеральные соли (карбоната натрия, бикарбоната кальция и т.д.) со специальными добавками. Разложение солей происходит с поглощением тепла и охлаждением при этом зоны горения, образующийся углекислый газ снижет концентрацию кислорода в воздухе.

Использование сухого и чистого песка основано на изоляции зоны горения от воздуха. С этой же целью возможно использование кошмы, брезента, одеял и т.п.

В зависимости от вида горящего объекта используются соответствующие огнетушащие (см. таблицу 1).

К первичным средствам пожаротушения относятся внутренние пожарные краны, ручные огнетушители, гидропульты, ручные насосы, бочки с водой, ящики с песком, ручной пожарный инструмент и инвентарь (ведра, ломы, топоры, лопаты, багры и т.п.).

Существуют автоматические установки пожаротушения. Так, спринклерная установка представляет собой автоматическую установку водяного пожаротушения, оборудованную нормально закрытыми спринклерными оросителями, вскрывающимися при достижении определенной температуры (режим ожидания). Спринклерный ороситель срабатывает при возникновении пожара за счет расплавления припоя замка клапана под действием температуры, после чего клапан под действием огнетушащего вещества, находящегося в трубопроводе, открывается и происходит орошение помещения площадью 9...12 м².

Таблица 1

Рекомендуемые огнетушащие средства

в зависимости от класса пожара

Класс пожара	Характеристика горючей струи или объекта	Огнетушащее средство
А	Обычные твердые сгораемые вещества и материалы (древесина, уголь, бумага, резина и др.)	Все виды огнетушащих средств и прежде всего вода
В	ЛВЖ, ГЖ и плавящиеся при нагревании твердые вещества и материалы (бензин, спирты, лаки, каучук, стеарин, синтетические материалы)	Вода распыленная, пены всех видов, хладоны, порошки
С	Горючие газы (водород, ацетилен, углеводороды)	Хладоны, инертные разбавители, порошки, вода для охлаждения
Д	Металлы и их сплавы (кальций, калий, натрий, магний, титан, алюминий, цинк, карбиды, гидросульфиты и др.)	Порошки
Е	Электроустановки и оборудование, находящееся под напряжением	Хладоны, инертные разбавители, порошки

Дренчерная установка автоматического пожаротушения оборудована нормально открытыми оросителями, которые похожи на спринклерные, но не имеют замка, срабатывают от датчиков и спринклеров. Преимущество установок этого типа состоит в том, что у них нет инерционности спринклерных установок.

ПРОФИЛАКТИКА ПОЖАРОВ И ВЗРЫВОВ

Пожарная опасность производственных зданий определяется пожарной опасностью технологического процесса и конструктивными особенностями здания. Технологическим процессом в основном определяется вероятность возникновения пожара или взрыва, скорость распространения и размеры пожара. Количеством горючих материалов в помещении, их теплотворной способностью и скоростью горения определяются продолжительность и температурный режим пожара. В зависимости от характеристики обращающихся в помещении веществ и их количества помещения подразделяются по пожарной и взрывной опасности на следующие категории:

• помещения категории А (взрывопожароопасные) характеризуются применением или образованием в производственном процессе горючих газов и легковоспламеняющихся жидкостей с температурой вспышки паров до 28 С в таком количестве, что указанные жидкости и газы могут образовывать взрывоопасные паровоздушные смеси (помещения для электролизных (водородных) установок, закрытых складов ЛВЖ, складов для баллонов с горючим газом и т. д.);

• помещения категории Б (взрывопожароопасные) характеризуются наличием горючих пылей и волокон, легко воспламеняющихся жидкостей с температурой вспышки от 28 до 61 С (помещения закрытых складов дизельного топлива, цистерны с мазутом в помещениях и др.);

• помещения категории В (пожароопасные) характеризуются наличием: легковоспламеняющихся, горючих и трудногорючих веществ и материалов, а также материалов, способных гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или с друг с другом (узлы пересыпки угля и торфа);

• помещения категории Г характеризуются наличием негорючих веществ и материалов в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается излучением тепла, искр и пламени, а также твердых, жидких и газообразных веществ, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива (машинные отделения, котельные, литейные, кузнечные и сварочные мастерские)

• помещения категории Д характеризуются наличием только несгораемых веществ и материалов в холодном состоянии (помещения щитов управления, механические и электроремонтные мастерские).

Большое значение для уменьшения возможных последствий от пожара имеет огнестойкость зданий и сооружений. Огнестойкость строительных конструкций характеризуется пределом огнестойкости, под которым понимается время в часах, по истечению которого конструкция теряет несущую или ограждающую способность, т.е. конструкция уже не может выполнять свои обычные эксплуатационные функции. Потеря несущей способности означает обрушение конструкции. Требуемую степень огнестойкости зданий устанавливают в зависимости от их конструкции, назначения, этажности, категории пожарной опасности. Так, помещения производств категорий А и Б должны быть выполнены из строительных конструкций I и II степени огнестойкости (1.5 -3 ч), количество этажей не должно превышать шести. Для производств категории В количество этажей здания, выполненных из конструкций II и III степени огнестойкости, не ограничивается. Для зданий категории Г из строительных конструкций III степени огнестойкости (0.25 -1.5 ч) не должно превышать трех, при использовании конструкций IV степени огнестойкости число этажей не должно превышать двух, а при V степени огнестойкости здание должно быть одноэтажным. Эти требования исходят из соображений обеспечения мер против распространения пожара в другие соседние помещения и этажи и быстрой эвакуации людей из них во время пожара.

Повысить огнестойкость зданий и сооружений можно облицовкой или оштукатуриванием металлических и деревянных конструкций.

Мероприятия по пожарной защите разделяются на:

• организационные: обучение персонала правилам пожарной безопасности, организация пожарной охраны, проведение лекций, бесед, издание необходимых инструкций, плакатов и т.п.;

• технические мероприятия: соблюдение противопожарных правил и норм при устройстве систем отопления, вентиляции, молниезащиты и т.п.;

• режимные мероприятия: запрещение или ограничение применения открытого огня в пожароопасных местах, курения в неустановленных местах, обязательное соблюдение правил и норм при работе с огнеопасными и взрывоопасными веществами.

С точки зрения пожарной безопасности генеральные планы промышленных предприятий должны обеспечивать следующие меры: соблюдение необходимых безопасных расстояний от границ предприятия до соседнего предприятия, населенного пункта, полосы магистральных железных дорог; соблюдение требуемых противопожарных разрывов между зданиями и сооружениями.

При планировке предприятий необходимо обеспечить подъезд пожарных автомобилей к зданиям.

В качестве меры против распространения начавшегося пожара применяют общие или местные противопожарные преграды. Общие противопожарные преграды, разделяющие здание по вертикали или горизонтали на отдельные отсеки, представляют собой противопожарные стены или перекрытия, выполняемые из несгораемых материалов (кирпича, железобетона), с минимальным пределом огнестойкости 2.5 ч. Противопожарные стены возводят выше сгораемых перекрытий, а противопожарные перекрытия делают с выступами за плоскость сгораемых стен. Местные противопожарные преграды предназначаются для ограничения распространения пламени в начальной стадии развития пожара. К местным преградам относятся бортики, пороги, обваловки (вокруг наземных резервуаров с горючими жидкостями)

При пожаре большую опасность представляют собой продукты горения (дым), содержащие отравляющие, а иногда и взрывоопасные вещества. Для их удаления создаются дымовые люки, которые обеспечивают направленное удаление дыма, незадымленность смежных помещений, облегчают обнаружение очага пожара.

Для помещений, в которых имеются взрывоопасные вещества, предусматриваются взрывные люки, представляющие собой проемы, перекрывающиеся легко сбрасываемыми конструкциями, которые служат для очень быстрого удаления продуктов горения (снижения давления до безопасного для строительных конструкций уровня).

ПОЖАРНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ

Пожарная сигнализация предназначена для быстрой и точной передачи сообщения о пожаре и месте его возникновения, приведения в действие средств огнетушения. Наиболее распространенным средством извещения являются городская и местная телефонная связь (пассивный метод контроля пожарных событий), когда для вызова пожарной команды набирается номер 01. Более быстрым и надежным видом пожарной сигнализации является электрическая пожарная сигнализация (активный метод контроля пожарных событий). Различные системы электрической пожарной сигнализации предназначены для обнаружения самой начальной стадии пожара и сообщения о месте его возникновения.

Извещатели могут быть ручными или автоматическими. Ручные извещатели выполняются в виде кнопок, которые устанавливаются в коридорах и на лестничных площадках. Автоматические извещатели в зависимости от чувствительного элемента и фактора пожарной опасности, определяющего его срабатывание, подразделяются на следующие группы:

• тепловые, реагирующие на повышение температуры воздуха;

• дымовые, реагирующие на появление дыма;

• световые, реагирующие на появление и излучение ультрафиолетовых лучей в открытом пламени;

• комбинированные, реагирующие на тепловой и дымовой факторы.

Тепловые, или термоизвещатели, подразделяют на максимальные, дифференциальные и максимально-дифференциальные. Максимальные термоизвещатели включаются, когда температура окружающего воздуха достигает критического значения (их применяют в помещениях, где перепад температур воздуха превышает 15С). Дифференциальные термоизвещатели срабатывают при определенной скорости нарастания температуры окружающего воздуха, которую принимают в пределах 5 - 10 С в 1 мин. Максимально-дифференциальные извещатели являются комбинированными, т.е. работающими одновременно и при определенной скорости нарастания температур и при достижении критических температур воздуха в помещении.

Дымовые извещатели рассчитаны на обнаружение продуктов сгорания в воздухе. В устройстве имеется ионизационная камера. При попадании в нее дыма от пожара ионизационный ток уменьшается; при этом увеличивается напряжение в камере и извещатель включается. Время срабатывания дымового извещателя при попадании в него дыма не превышает 5 с.

Световые извещатели устроены на принципе действия ультрафиолетового излучения пламени. Несмотря на большую чувствительность, световые извещатели не срабатывают от дневного света, проходящего через оконные стекла, и от электрического излучения, так как ультрафиолетовые лучи поглощаются стеклами окон и ламп накаливания. Световые извещатели используются в закрытых помещениях, в которых отсутствуют источники открытого огня, работающие сварочные аппараты, электрические искры и т.п.

Автоматические извещатели, как правило, устанавливают на потолке или подвешивают на высоте 6 - 10 м от уровня пола.