Признаки категорий помещений по взрывопожарной опасности

Категория помещения	Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении
А Взрыво-пожароопасная	Горячие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28°С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа
Б Взрыво-пожароопасная	Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28°С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа
В1-В4 Пожароопасная	Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б
Г	Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигается или утилизируются в качестве топлива
Д	Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии

Таблица 36

Признаки категорий зданий по взрывопожарной опасности

Категория здания	Характеристики здания и помещений, находящихся в здании
А Взрыво-пожароопасная	Суммарная площадь помещений категории А превышает 5% площади всех помещений или 200 м2. Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А не превышает 25% суммы площадей всех помещений здания (но не более 1000 м) и эти помещения оборудованы установками автоматического пожаротушения
Б Взрыво-пожароопасная	Здание не относится к категории А и одновременно с этим суммарная площадь помещений категории А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м2. Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категории А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м) и эти помещения оборудованы установками автоматического пожаротушения
В Пожароопасная	Здание не относится к категории А или Б и одновременно суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5% (10%, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений. Допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категорий А, Б и В в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 м) и эти помещения оборудованы установками автоматического пожаротушения
Г	Здание не относится к категории А, Б и В и одновременно суммарная площадь помещений А, Б, В и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений. Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м2) и помещения категорий А, Б и В и оборудованы установками автоматического пожаротушения
Д	Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В и Г

По пожароопасности помещения и устройства подразделяются на зоны класса П-1, П-2, П-2а, П-3. Наиболее пожароопасная зона класса П-1 – это помещение, в котором содержится горючая жидкость. К зоне класса П-3 относятся наружные установки, в которых используется горючая жидкость с температурой вспышки более 61°С или твердые горючие вещества.

Для возникновения пожара необходимым условием является наличие источника загорания и горючей смеси (горючего и окислителя). Предупреждение возникновения пожара означает исключение возможности появления условий для его возникновения.

В качестве источников загорания в производственных помещениях могут быть открытое пламя, нагретые поверхности с температурой выше температуры самовоспламенения, искры при ударе или трении и т.п. Импульс воспламенения характеризуется продолжительностью воздействия и мощностью.

Открытое пламя всегда вызывает воспламенение горючих газов и паровоздушных смесей. Температура пламени (более 1000°С) значительно превышает температуру самовоспламенения газов и паров.

Нагретая поверхность оборудования может быть импульсом воспламенения. Для исключения самовоспламенения необходимо, чтобы температура нагрева оборудования не превышала 80% величины температуры самовоспламенения. При этом следует учитывать снижение температуры самовоспламенения, когда эта температура создается внутри оборудования. Для устранения самовоспламенения от перегрева горючих смесей должна быть разработана система контроля температурного режима.

Переход механической энергии в тепловую может быть причиной возникновения теплового импульса: при недостаточной смазке трущихся частей машины, при адиабатическом сжатии газов, при буксовании приводных ремней и транспортных лент относительно шкива, при механической обработке твердых металлов. Исключение такого рода теплового импульса достигается за счет системы контроля смазки, давления сжатия, устройств, исключающих пробуксовку лент, ремней, охлаждения обрабатываемых материалов.

Искры, возникающие при ударе и трении, могут быть импульсом воспламенения. Искры – это кусочки металла (до 0,5 мм), нагретые до высоких температур (для нелегированных металлов 1650°С). Такие искры могут поджечь воздушную смесь водорода, ацетилена, этилена, окиси углерода и сероуглерода. Исключение искрообразования достигается использованием омедненного инструмента, искронеобразующих материалов (легированные стали, медь и ее сплавы).

Переход электрической энергии в тепловую может быть импульсом воспламенения. Теплота, выделяемая при переходе электрической энергии, определяется зависимостью

Q = 0,24I²Rt,

где I – сила тока (A); R – сопротивление проводника (Ом); t – время (сек).

Максимальная температура нагрева проводника определяется зависимостью

t_max=I²/Spk,

где  – удельное сопротивление проводника (Ом · см);S – площадь сечения проводника (мм²), p – периметр сечения проводника (мм); k – коэффициент теплопередачи (Вт/м^{3 ·} К).

Допустимая температура нагрева изоляции составляет: резиновой – 55°С, хлопчатобумажной – 95°С, асбестовой – 115°С. Исключение нагрева проводников достигается за счет: расчета сечения проводников на соответствие нагрузочному току; устройства контроля силы тока и напряжения в электрической сети; правильного выбора материала изоляции; надежного контакта в местах соединения проводников; предохранительных устройств от перегрузки.

Электрическая искра, возникающая при замыкании или размыкании электрической сети, может быть импульсом воспламенения. Температура электрической искры достигает 10000°С и значительно превышает температуру воспламенения горючих смесей. Мерами защиты от электрических разрядов являются использование взрывозащищенного электрооборудования и его правильная эксплуатация. При устройстве электроустановок устанавливаются необходимый уровень и вид взрывозащиты электрооборудования, категория электрооборудования в соответствии с рабочей газовой смесью, а также температурный класс.

Разряд статического электричества является опасным источником воспламенения. Статическое электричество возникает при трении диэлектриков, в потоке жидкости, при ее разбрызгивании, в струе пара или газа, при трении частиц из разных материалов (порошки в трубопроводе), при индукционной зарядке изолированного проводника за счет присутствия соседнего заряда.

Воспламенение зависит от энергии искры:

W= 0,5CV²(Дж),

где С – емкость (Ф); U – потенциал (В).

Искры статического электричества характеризуются напряжением в тысячи вольт и способны воспламенить многие горючие смеси. Для защиты от электростатического электричества используют мероприятия:

• заземление металлических частей оборудования. Сопротивление заземления для защиты от статического электричества допускается до 100 Ом;

• уменьшение удельного поверхностного и объемного электрического сопротивления перерабатываемых материалов за счет повышения относительной влажности воздуха до 65–70%, обработки поверхностно-активными веществами, антистатическими присадками;

• нейтрализацию электрических зарядов с помощью нейтрализаторов (радиоизотопных, индукционных и др.);

• ограничение скорости транспортирования и истечения жидкости: для жидкостей с удельным электрическим сопротивлением ρ ≤ 10 МОм · м – до 10 м/с, а для жидкостей с ρ до 10³ МОм · м – до 5м/с и для жидкостей с ρ > 10³ МОм · м – до 1,2 м/с (при диаметре трубопровода до 200 мм). Подача жидкости должна исключать разбрызгивание, бурное перемешивание;

• исключение присутствия в парогазовом потоке твердых и жидких частиц при транспортировке парогазовых горючих смесей;

• использование электропроводного оборудования при переработке и транспортировке сыпучих материалов.

Опасным импульсом воспламенения является молния.

Предупреждение попадания горючей смеси в зону импульса воспламенения. Мероприятиями, предупреждающими попадание горючей смеси в зону импульса воспламенения, являются:

• обеспечение герметичности оборудования, содержащего горючее вещество. Для оценки герметичности используется зависимость

,

где р₂ и р₁ – начальное и конечное давление; τ – продолжительность испытания.

Для нового оборудования допускается падение давления за 1 час для токсичных сред – не более 0,1%, а для пожаровзрывоопасных сред – до 0,2%;

• ограждение поверхностей испаряющихся горючих жидкостей при рабочих процессах, при заполнении аппаратов;

• флегамитизация рабочей среды инертными газами (N₂, СО₂ и др.) либо ингибиторами горения (хладоны, фреон и др.), не поддерживающими горения;

• автоматическое включение аварийной вентиляции при превышении ПДК горючих газов в воздухе помещения. Аварийная вентиляция совместно с основной должна обеспечивать не менее 8-кратного воздухообмена в час внутри помещения;

• система контроля содержания взрывоопасных газов в воздухе помещения. С помощью приборов газового анализа контролируется опасная концентрация, составляющая 0,2–0,3 доли от нижнего предела взрываемости (НПВ) горючего газа;

• устройство гидрозатворов для предотвращения утечки горючих газов и распространения огня;

• продувка или заполнение инертным газом объемов технологического оборудования с горючим;

• установка огнепреградителей на трубопроводах, под дыхательными клапанами резервуаров с горючим для разбивания возникающего пламени на мелкие струи, охлаждение пламени и остановки его распределения;

• обоснование и соблюдение режимов работы оборудования, исключающих пожароопасные ситуации;

• соблюдение пожаробезопасной технологии ремонтных работ (исключение одновременного проведения несовместимых по пожаробезопасности работ).

Предупреждение распространения огня. Основными мероприятиями предупреждения распространения огня являются:

1. Соблюдение противопожарных разрывов между зданиями. В зависимости от пожарной опасности зданий, их огнестойкости, количества и свойств перерабатываемых материалов устанавливаются противопожарные разрывы. Наибольшие разрывы для товарных емкостей до 500 м. Для приближенного расчета разрыва (Z) используется зависимость

(м),

где К – коэффициент учета температуры горящего объекта, степени черноты (обычно 0,85–0,9); F – максимально возможная площадь пламени горящего объекта (м²).

2. Зонирование размещения зданий с учетом противопожарных, санитарно-гигиенических требований и технологических связей. Здания повышенной пожаровзрывоопасности объединяются в одну зону и располагаются с подветренной стороны. Склады горючих жидкостей размещаются на более низких отметках по отношению к другим объектам.

3. Выбор строительных материалов и конструктивные решения для сооружаемых зданий производится в зависимости категории пожаровзрывоопасности зданий.

4. Противопожарные конструктивные мероприятия:

• противопожарные стены с огнестойкостью не менее 2,5 часов, опирающиеся на фундамент и разделяющие здание на противопожарные отсеки (рис. 116);

• противопожарные перекрытия для исключения распространения пожара по вертикали;

• противопожарные зоны, имеющие стены с огнестойкостью не менее 1,5 часов;

• противопожарные отсеки, отделенные пожарными преградами;

• противопожарные экраны (водяные завесы, ограждающие конструкции) для ограждения лучистой энергии;

• легкосбрасываемые конструкции (ЛСК) для снижения нагрузки на ограждения при взрывном горении; Площадь ЛСК не менее 0,3–0,5 м² на 1 м³ объема помещения категории А, Б;

• огнепреградители, препятствующие прохождению пламени; Они устанавливаются в коммуникациях, на резервуарах и представляют металлический корпус, наполненный металлической сеткой, гравием, кольцами Рашига;

• быстродействующие отсекатели, гидрозатворы для защиты от распространения пламени в трубопроводах для транспортировки пылевоздушных смесей;

• огнепреграждающие перемычки, обвалование для предотвращения распространения огня по канавам, в которых расположены трубы с горючей жидкостью.

Рис. 116. Противопожарные стены-брандмауэры (а) и противопожарная зона (б): 1 – поперечный брандмауэр; 2 – продольный брандмауэр; 3 – пожарный мостик

5. Эвакуация горючих жидкостей и газов осуществляется соответственно – жидкости в специальные аварийные емкости, а газы сжигаются в факельных установках. Аварийные емкости для жидкостей располагаются не ближе 40–50 м от объекта, а сечение трубопровода для слива (F) определяется зависимостью

,

где V – объем сливаемой жидкости (м³); t – время слива (с); Н – высота столба жидкости в резервуаре (м); μ – коэффициент расхода жидкости.

6. Эвакуационные мероприятия во время пожара. Производственные здания должны обеспечивать эвакуацию людей во время пожара. Для этого в здании предусматриваются пути эвакуации (проходы, лестницы), ведущие из помещения. Здание должно иметь не менее двух эвакуационных выходов. В зависимости от категории взрывоопасности зданий, их огнестойкости, этажности определяется максимально допустимое расстояние от рабочего места до эвакуационного выхода. Пути эвакуации должны обеспечивать потребное время эвакуации (τ_Э), которое ограничивается критической продолжительностью пожара (τ_ПК), т.е. время возникновения критических условий для жизни человека (τ_Э < τ_ПК).

Важным мероприятием, облегчающим эвакуацию людей и тушение пожара, является противодымная защита зданий. Мерами, исключающими задымление при пожаре, служат конструктивные решения:

• создание незадымленных лестниц путем устройства воздушных зон, подбора воздуха;

• использование оконных проемов, фонарей для удаления продуктов горения;

• устройство дымовых люков в покрытии зданий;

• устройство дымовых проемов, шахт.

7. Средства пожаротушения. Наличие необходимого комплекта средств пожаротушения и их исправность – условие успешного тушения пожара. Для прекращения горения средствами пожаротушения используются следующие принципы:

• изоляция очага горения от поступления воздуха;

• охлаждение очага горения;

• интенсивное торможение (ингибирование) химической реакции в пламени;

• механический срыв пламени (струей воды, багром);

• разбавление концентрации кислорода в зоне горения негорючими газами (углекислый газ концентрация ~ 30%, азота ~ 35%);

• огнепреграждение, когда пламя распространяется через узкие каналы.

В качестве огнетушащих материалов используются:

• вода, обладающая охлаждающей способностью благодаря высокой теплоемкости и теплоте парообразования;

• пены воздушномеханическая и химическая, изолирующие очаг загорания. Они характеризуется стойкостью (т.е. временем сохранения исходного состояния) и кратностью (т.е. отношение объема пены к объему исходных продуктов);

• инертные газы (СО₂, N₂) для снижения концентрации кислорода в зоне горения;

• порошковые составы (силикагель, бикарбонат калия, кальцинированная сода и др.) для огнепреграждения и охлаждения;

• галоидированные углеводороды для торможения реакции горения.

Средства пожаротушения подразделяют на первичные, передвижную пожарную технику и стационарные средства пожаротушения.

Первичные средства пожаротушения служат для ликвидации небольших загораний. В их состав входят пожарные стволы внутреннего пожарного водопровода, огнетушители (пенные, газовые, порошковые) (рис. 117, 118, 119), сухой песок, асбестовые одеяла и т.п.

Рис. 117. Типы огнетушителей: а – химический пенный огнетушитель ОХП-10; б – огнетушитель воздушно-пенный ОВП-10; огнетушители углекислотные: в – ручной ОУ-2; г – передвижной УП-2М

Рис. 118. Порошковый огнетушитель с пусковым газовым баллончиком или газогенерирующим устройством: 1 – чека; 2 – ручка для переноски; 3 – пробойник; 4 – газовая трубка; 5 – шланг; 6 – пусковой баллон; 7 – запорно-распыливающее устройство (пистолет)	Рис. 119. Порошковый огнетушитель с внешним газовым баллончиком: 1 – вентиль; 2 – газовый баллончик; 3 – газовая трубка; 4 – сифонная трубка для подачи ОТВ; 5 – шланг; 6 – пистолет

Передвижная пожарная техника находится на вооружении пожарных команд и доставляется к месту возникновения пожара. Пожарная техника подразделяется на основные средства, на спецсредства и на вспомогательные. Основными средствами являются автоцистерны, автонасосы, они служат для доставки к месту пожара личного состава, огнегасительных средств, пожаротехнического оборудования и подачи огнегасящих материалов в очаг пожара.

Стационарные средства:

• водяные (для подачи сплошных и распыленных струй);

• водохимические (для подачи водных химических растворов);

• пенные (подающие химическую и воздушно-механическую пену);

• газовые (для подачи инертных газов);

• порошковые.

По принципу действия различают стационарные установки:

• тушения по площади (водой, пеной, порошком);

• объемного тушения (инертные газы, пар, пена);

• локального тушения;

• блокирующего действия («негорючий барьер» распыленной воды).

Рис. 120. Спринклерная (а) и дренчерная (б) головка: 1 – замок; 2 – металлическая диафрагма; 3 – стеклянный клапан; 4 – обойма головки; 5 – хомут; 6 – розетка для разбрызгивания воды

Широко используются автоматические установки пожаротушения: дренчерные и спринклерные. В дренчерных установках используются оросительные головки открытого типа, а в спринклерных – головки закрыты легкоплавким замком (рис. 120). Установки приводятся в действие от датчиков: раствор пенообразователя подается в генератор, и оттуда пена идет в очаг горения. Автоматические установки тушения состоят из датчиков, побудительно-пусковых и сигнальных устройств, трубопроводов и оборудования для подачи огнегасительного средства.

Эффективность использования средств пожаротушения в значительной степени зависит от своевременного обнаружения загорания и вызова пожарных подразделений, как правило, пожарная связь извещения оборудуется в зданиях категории А, Б и В площадью более 500 м² В качестве связи извещения используются электрическая пожарная сигнализация. Основными элементами являются: извещатели – датчики, размещенные в защищаемом помещении, приемная станция для приема сигналов о пожаре, устройство питания системы сигнализации. Система электрической пожарной сигнализации бывает шлейфовой и лучевой, используемой на объектах небольшой протяженности. На крупных объектах применяют шлейфовую (кольцевую) систему.

В зависимости от характеристик защищаемого здания используют извещатели разного типа. Дымовые извещатели реагируют на появление продуктов сгорания. Обычно эти ионизационные датчики с охраняемой зоной одного датчика 50–100 м². Световые датчики с фотоэлементами реагируют на инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Охранная зона датчика до 600 м². Тепловые датчики с чувствительным полупроводниковым теплосопротивлением имеют температуру срабатывания 40–90^оС и охранную зону одного датчика до 25 м².