Защита населен. Электронный курс. Поляков / Лабораторные + Практические Занятия Защита населения Поляков / Пр.зан Устойчивость обьекта в ЧС

11

12

ния

4.1 Основные положения

Основным параметром, определяющим пожарную обстановку при взрыве газовоздушной смеси, является тепловое излучение (UT(ГВС)), который приводит к возникновению очагов воспламенения и горения в зависимости от данных возгораемости материалов, изделий (таблица 4.1).

По взрывопожарной и пожарной опасности здания подразделяются на кате-

гории: А,Б,В,Г и Д, а помещения на категории которые обозначают буквами: А и Б – взрывопожароопасные; В1-4, Г1-2, и Д (нормы пожарной безопасности, НПБ-5-2005).

Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности опреде-

ляются характеристикой веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении.

Категория А (взрывопожароопасная) – горючие газы (ГГ), легковоспламеня-

ющиеся жидкости (ЛВЖ) с температурой вспышки не более 28 С в таком количестве, что при условии, 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 превышающее 5 кПа.

Категория Б (взрывопожароопасная) – горючие пыли или волокна, ЛВЖс температурой вспышки более 28 С, горючие жидкости (ГЖ) в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные паровоздушные или пылевоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении ,превышающее 5 кПа.

Категория В1-В4 (пожароопасные) – ГЖ 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

13

друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б.

Категория Г1 – Процессы, связанные со сжиганием в качестве топлива ГГ или

ЛВЖ.

Категория Г2 – негорючие (несгораемых) вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени. Процессы, связанные со сжиганием в качестве топлива ГЖ, а также твердых горючих веществ и материалов.

Категория Д – Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии. Пожарная безопасность здания в значительной мере определяется степенью его

огнестойкости, которая зависит от возгораемости и огнестойкости основных конструктивных элементов здания.

Здания и сооружения по огнестойкости делятся на пять степеней:

I степень – здания и сооружения, основные конструкции которых выполнены из несгораемых материалов, отличающихся повышенной сопротивляемостью воздействию огня;

II степень – здания и сооружения, основные конструкции которых выполнены из несгораемых материалов;

III (III а, III б) степень – многоэтажные здания с каменными стенами и деревянными оштукатуренными перекрытиями и одноэтажные каменные здания с деревянными перекрытиями;

IV (IV a)степень – деревянные здания с оштукатуренными стенами; V степень – деревянные неоштукатуренные здания.

Таблица 4.1 – Максимальные значения теплового излучения UT(ГВС), не вызывающие воспламенение или устойчивое горение различных материалов

14

Под плотностью застройки (Пз) понимают отношение суммарной площади Sп, занимаемой всеми зданиями, к площади территории объекта Sт:

Суммарную площадь Sп, занимаемую производственными и административнохозяйственными зданиями и сооружениями, определяют как сумму площадей этих зданий и сооружений:

С увеличением площади застройки увеличивается вероятность распространения пожара и превращения участков отдельных пожаров в сплошные пожары. Обычно такая ситуация возникает при следующих сочетаниях огнестойкости зданий и плотности застройки:

– для зданий 1 и 2 степени огнестойкости и плотности застройки Пз

– для зданий 3 степени огнестойкости и плотности застройки

%;

– для зданий 4 и 5 степени огнестойкости и плотности застройки Пз 10 %;

Вероятность распространения пожара существенно зависит от расстояния между зданиями. Значения вероятностей распространения пожара определяются по формуле (4.7).

В зависимости от разрушений, зоны действия ударной волны, избыточного давления и теплового импульса в очаге взрыва выделяют три основные зоны пожаров.

Зона отдельных пожаров – охватывает район, в котором пожары возникают в отдельных зданиях и сооружениях. Пожары по району рассредоточены. Зона отдельных пожаров характеризуется тепловыми импульсами по внешней границе до 200 кДж/м2, на внутренней – 400–600 кДж/м2. Как правило, они охватывают зону действия ударной волны с границами, определенными точками с избыточным давлением менее 20 кПа.

Зона сплошных пожаров – территория, где под воздействием теплового импульса возникают пожары более, чем в 50% зданий и сооружений и в течение 1–2 ч огонь распространяется на подавляющее большинство зданий, расположенных в данном районе, и образуется сплошной пожар, при котором огнем охвачено более 90 % зданий. Зона сплошных пожаров характеризуется тепловыми импульсами 400–600 кДж/м2 и более. Как правило, она охватывает зону действия ударной волны и действия продуктов взрыва с границами определенными точками с избыточным давлением от

20 до 50 кПа.

Зона пожаров в завалах распространяется на территорию, где здания получили полные разрушения. Для этой зоны характерно сильное задымление и продолжительное (до нескольких суток) горение в завалах с интенсивным выделением продуктов неполного сгорания токсических веществ.

На пожарную обстановку значительное влияние могут оказывать и метеоусловия. При нормальной сухой погоде и скорости ветра до 5 м/с скорость распространения пожара будет:

– для зданий и сооружений 2 и 3 степени огнестойкости – до 120 м/ч;

15

– для зданий 4 и 5 степени огнестойкости – 300 м/ч.

При большей скорости ветра скорость распространения пожара увеличивается пропорционально.

Одной из особенностей пожара, вызванного горением газовоздушных и паровоздушных смесей, является образование огневого шара, время существования которого колеблется от нескольких секунд до нескольких минут. Опасными факторами огневого шара является тепловое излучение. Размеры огневого шара, время его существования и величина теплового излучения зависят от количества сгораемого вещества.

Тепловое поражение человека определяется величиной теплового излучения. Тепловое излучение:

–от 80 до 160 кДж/м2 вызывает первую степень ожоговой излучение травмы (болезненное покраснение кожи);

–от 160 до 400 кДж/м2 – вызывает вторую степень (образование пузырей на коже человека);

–от 400 до 600 кДж/м2 –вызывает третью степень (омертвление кожи с частичным поражением росткового слоя);

–более 600 кДж/м2 – четвертая степень (омертвление кожи и поражение глубинных слоев тканей).

Тепловое поражение более 25 % поверхности кожи человека практически приводит к его гибели.

Тепловое излучение (UT(ГВС)).

При взрыве газовоздушной смеси величину UT(ГВС) можно определить по фор-

муле

где Рт.и – удельная плотность потока излучения для емкостей сигарообразной формы, принимается равной 270 кДж/(с∙м2); для емкостей шарообразной формы Рт.и

= 200 кДж/(с∙м2); КУ.П – коэффициент, учитывающий фактор угла падения теплового излучения;

КПР – коэффициент проводимости воздуха. Коэффициенты КПР и КУ.П можно рассчитать по формулам:

где r – радиус огненного шара, м;

R( r3)– расстояние между хранилищем ГВС (№ 12) и объектом, м.

Величину радиуса огненного шара и время действия теплового излучения можно вычислить по формулам

где QЭ – масса ГВС, эквивалентная по пропану, определяемая по формуле (2.5),

т.

17

5.1 Повышение устойчивости зданий и сооружений

От устойчивости зданий и сооружений зависит, в основном, устойчивость всего производственного объекта.

Целесообразным пределом повышения устойчивости зданий и сооружений к воздействию ударной волны считается такой предел, при котором полученные предприятием разрушения дают возможность его оправданного восстановления. Вместе с тем стремиться повышать устойчивость всех зданий и сооружений не следует, так как это связано с большими материальными затратами, которые не всегда будут оправданными. Главным образом, следует повышать прочность наиболее важных элементов производства, от которых зависит работа всего предприятия, но устойчивость которых ниже общего предела устойчивости.

Повышение устойчивости зданий и сооружений достигается устройством каркасов, рам, подкосов, контрфорсов, опор для уменьшения пролѐта несущих конструкций, а также применением более прочных материалов; устройством металлических или железобетонных поясов; увеличением площади световых проѐмов и остекление их армированным стеклом или прозрачным синтетическим материалом; замена сгораемых материалов зданий на несгораемые или покрытие их огнезащитным составом (материалом); удаление с территории объекта легковоспламеняющих материалов и выполнение других противопожарных мероприятий.

Низкие сооружения для повышения их прочности частично обсыпаются грунтом. Такой способ может применяться для полуподвальных помещений и различных сооружений.

Высокие сооружения (трубы, вышки, башни, колонны и т.д.) закрепляются оттяжками, рассчитанными на нагрузки, создаваемые воздействием скоростного напора ударной волны.

Защитой ѐмкостей для хранения легковоспламеняющихся жидкостей и сильнодействующих ядовитых веществ может быть устройство подземных хранилищ, заглубление их в грунт или обвалование, а увеличение механической прочности ѐмкостей можно добиться установкой рѐбер жѐсткости. При обваловании высота земляного вала рассчитывается на удержание полного объѐма жидкости, вытекающей из разрушенной ѐмкости.

5.2 Защита технологического оборудования

Надѐжно защитить всѐ технологическое оборудование от воздействия ударной волны практически невозможно, так как доводить прочность зданий цехов до защитных свойств убежищ нецелесообразно. Защита оборудования необходима, если: защищаемое оборудование способно при разрушении остальной части предприятия выпускать особо важную продукцию; защищаемое оборудование трудно восстанавливается, а при поражении данного объекта предусматривается использование этого оборудования на других предприятиях; защищаемое оборудование уникально и его необходимо сохранить для дальнейшего использования.

Чтобы избежать повреждения оборудования обломками разрушающихся конструкций, следует рационально компоновать его.

При реконструкции и расширении промышленных объектов необходимо предусматривать: размещение тяжѐлого оборудования на нижних этажах; прочное закрепление станков на фундаментах, устройство контрфорсов, повышающих устойчивость станочного оборудования к действию скоростного напора воздушной ударной волны; размещение наиболее ценного и нестойкого к ударам оборудования в зданиях с повы-

18

шенными прочностными характеристиками или в специальных защитных сооружениях, а более прочного ценного оборудования – в отдельно стоящих зданиях павильонного типа, имеющих облегчѐнные и трудновозгораемые ограждающие конструкции, разрушение которых не повлияет на сохранность оборудования; упрощением технологии за счѐт исключения из технологических процессов отдельных станков и возможной замены исходных материалов; разработкой способов перевода работы отдельных установок на пониженные режимы работы и безаварийной остановки производства; подготовкой объекта для работы на других видах топлива (газ, мазут, уголь, торф, пар и др.).

Одним из способов повышения устойчивости оборудования является создание запасов наиболее слабых элементов, узлов и деталей, необходимых для быстрого ремонта и восстановления повреждѐнного оборудования, и т. д.

5.3 Мероприятия противопожарной защиты

Используются технические способы защиты – окраска сгораемых элементов огнезащитной краской серебристого цвета (марки ХЗМ), перхлорвиниловыми (типа ПХВО), силикатными и др.; покрытие известковой смесью (62 % гашеной извести, 32 % воды и 6 % поваренной соли), суперфосфатной смесью (35 % воды и 65 % супер-

Защита от проникновения теплового излучения внутрь помещений: окраска стекол известковой или меловой побелкой (350–500 г/м2), закрашенное одинарное стекло может отразить до 80 % падающих на него световых лучей; закрытие окон ставнями, щитами или наружными козырьками под углом 45 ; применение жалюзей, теплоотражающих штор, шерстяных занавесей, пропитанными огнезащитными составами и т. п.

Пиломатериалы на территории предприятия необходимо размещать под навесами, другие горючие изделия накрывают огнестойкими и окрашенными в светлые тона материалами.

При строительстве производственных зданий необходимо предусмотреть противопожарные разрывы и наличие специальных резервуаров с водой и искусственных водоемов.

Для предотвращения пожаров в зданиях и сооружениях применяются огнестойкие конструкции, огнезащитная обработка сгораемых элементов, а также специальные противопожарные преграды. Например, крупные здания делят на секции с несгораемыми стенами – брандмауэрами.

В хранилищах взрывоопасных веществ устанавливают устройства, локализующие разрушительный эффект взрыва, а именно: вышибные панели, самооткрывающиеся окна и фрамуги, различного рода клапаны-отсекатели.

19

Приложение А

(справочное)

Таблица А.1 – Коэффициент взрывоопасности, учитывающий эквивалентность органического вещества по пропану (КВЗ)

20

Таблица А.2 – Исходные данные

1Завод: а) машиностроительный; б) авторемонтный.

2Тип емкости: а) сигарообразной; б) шарообразной формы.

3Емкость: а) заглубленная б) незаглубленная