Экология и безопасность жизнедеятельности / Egorov - Posobiye po bezopasnosti zhiznedeyatelnosti 2003

Пожарная безопасность зданий и сооружений определяется их огнестойкостью, которая зависит от огнестойкости основных строительных конструкций, поэтому целый ряд конструкций нуждается в огнезащите.

Железобетонные конструкции. Предел огнестойкости их зависит от прогиба арматуры растянутой зоны конструкции. Поэтому на него влияют: класс прочности арматуры, процент армирования, толщина защитного слоя, марка бетона, марка наполнителя, размер сечения, вид опирания, нагрузка, тип конструкции, форма поперечного сечения, размеры элемента, условия нагрева, влажность бетона.

Большинство несущих конструкций имеет предел огнестойкости от 0,75 часа до 2

часов.

Каменные конструкции огнестойки. Наиболее огнестоек (кроме шамотного) красный кирпич, он разрушается при температуре 900...950°С. Далее следуют известняк (850...900°С), бетон, гранит (600…700°С).

Стальные конструкции огнестойкими не являются. При отсутствии огнезащита быстро нагреваются до высоких температур и через 15...20 минут (0,25 часа) от начала нагревания теряют несущую способность. Поэтому в ряде случаев требуется их огнезащита. Она может осуществляться разными способами:

для колонн - это облицовка кирпичом или другими негорючими материалами, отштукатуривание по сетке (ПО повышается до 1,5 часов), покрытие жидким стеклом, вермикулитом, перлитом (слой в 50 мм увеличивает ПО до 2 часов);

для балок, ферм - это покрытие вспучивавшимися красками (обмазками). Обмазка ВП-М-2 повышает ПО до 0,75…1 часа.

За рубежом есть опыт устройства полого металлического каркаса с заполнением его водой; ПО при этом увеличивается до 2 часов.

Конструкции из дерева и пластмасс нуждаются в огнезащите.

Деревянные конструкции защищают путем глубокой или поверхностной пропитки антипиринами на основе (NH4)2SO4 и (NН4)2HPO3 в автоклавах или ваннах. Обработанная древесина имеет отличительную розоватую или желтоватую окраску. Такая древесина считается уже трудно горючей и используется для отделки помещений и путей эвакуации. В конструкциях древесину, как и металл, защищают оштукатуриванием, вспучивающимися красками (ВМ - 2), металлической затяжкой. Больший недостатком конструкций из пластмасс, кроме низкой огнестойкости, является способность выделять высокотоксичные продукты термического разложения (фосген). Применяют полимерные материалы в виде слоеных конструкций в сочетании с негорючими материалами при условии защиты горючей начинки негорючим материалом со всех сторон. Кроме того, при изготовлении в состав полимерных материалов вводят специальные добавки, позволяющие перевести такие материалы в разряд трудно горючих ШСБ - С, ШРП - I) и повысить огнестойкость конструкции.

Распространение огня по конструкциям определяется на основании испытаний образцов на специальных огневых печах. Испытание заключается в определении размера повреждения конструкции вследствие ее горения за пределами зоны нагрева в контрольной зоне, (менее или более 25 см по горизонтали, менее или более 40 см по вертикали).

Под огнестойкостью понимают способность строительной конструкции сопротивляться воздействию высокой температуры в условиях пожара и выполнять при этом свои обычные эксплуатационные функции.

431

Время (в часах) от начала испытания конструкции на огнестойкость до момента, при котором она теряет способность сохранять несущие или ограждающие функции, называется

пределом огнестойкости.

Потеря несущей способности определяется обрушением конструкции или возникновением предельных деформаций и обозначается индексом R. Потеря ограждающих функций определяется потерей целостности или теплоизолирующей способности. Потеря целостности обусловлена проникновением продуктов сгорания за изолирующую преграду и обозначается индексом Е. Потеря теплоизолирующей способности определяется повышением температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140 °С или в любой точке этой поверхности более чем на 180 °С и обозначается иднексом J.

Основные положения методов испытаний конструкций на огнестойкость изложены в ГОСТ 30247.0 - 94 ″Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования″ и ГОСТ 30247.1-94 ″Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции″.

Степень огнестойкости здания определяется огнестойкостью его конструкций в соответствии с табл. 5.14 (СНиП 21- 01-97) [1].

Таблица 5.14. Огнестойкости строительных конструкций [1]

СНиП 21-01-97 регламентирует классификацию зданий по степени огнестойкости, конструктивной и функциональной пожарной опасности.

Класс конструктивной пожарной опасности здания определяется степенью участия строительных конструкций в развитии пожара и образовании его опасных факторов.

По пожарной опасности строительные конструкции подразделяются на классы: К0, К1, К2, КЗ (ГОСТ 30 – 403 - 95 «Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности»).

По функциональной пожарной опасности здания и помещения подразделяются на классы в зависимости от способа их использования и от того, в какой мере безопасность людей в них, в случае возникновения пожара, находится под угрозой, с учетом их возраста, физического состояния, сна или бодрствования, вида основного функционального контингента и его количества.

К класcy Ф1 относятся здания и помещения, связанные постоянным или временным проживанием людей, в который входят:

- Ф1.1 - детские дошкольные учреждения, дома престарелых и инвалидов, больницы, спальные корпуса школ-интернатов и детских учреждений,

432

-Ф1.2 - гостиницы, общежития, спальные корпуса санаториев и домов отдыха, кемпингов и мотелей, пансионатов;

-Ф1.3 - многоквартирные жилые дома;

-Ф1.4 - индивидуальные, в том числе блокированные дома.

Кклассу Ф2 относятся зрелищные и культурно-просветительские учреждения, в который входят:

-Ф2.1 - театры, кинотеатры, концертные залы, клубы, цирки, спортивные сооружения

идругие учреждения с местами для зрителей в закрытых помещениях;

-Ф2.2 - музеи, выставки, танцевальные залы, публичные библиотеки и другие подобные учреждения в закрытых помещениях-

-Ф2.3 - то же, что Ф2.1, но расположенные на открытом воздухе.

Кклассу ФЗ относятся предприятия по обслуживанию населения:

-Ф3.1 - предприятия торговли и общественного питания;

-Ф3.2 - вокзалы;

-ФЗ.З - поликлиники и амбулатории;

-Ф3.4 -помещения для посетителей предприятий бытового и коммунального обслуживания населения;

-Ф3.5 - физкультурно-оздоровительные и спортивно-тренировочные учреждения без трибун для зрителей.

Кклассу Ф4 относятся учебные заведения, научные и проектные организации:

-Ф4.1 - общеобразовательные школы, средние специальные учебные заведения, профтехучилища, внешкольные учебные заведения;

-Ф4.2 - высшие учебные заведения, учреждения повышения квалификации;

-Ф4.3 - учреждения органов управления, проектно-конструкторские организации, информационно-издательские организации, научно-исследовательские организации, банки, офисы.

Кпятому классу относятся производственные и складские помещения:

-Ф5.1 - производственные и лабораторные помещения;

-Ф5.2 - складские здания и помещения, стоянки автомобилей без технического бслуживания, книгохранилища и архивы;

-Ф5.3 - сельскохозяйственные здания.

Производственные и складские помещения, а также лаборатории и мастерские в зданиях классов Ф1, Ф2, ФЗ, Ф4 относятся к классу Ф5.

Согласно ГОСТ 30244 - 94 ″Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть″» строительные материалы, в зависимости от значения параметров горючести, подразделяются на горючие (Г) и негорючие (НГ). Определение горючести строительных материалов проводят экспериментально.

Для отделочных материалов кроме характеристики горючести вводится понятие величины критической поверхностной плотности теплового потока (КППТП), при которой возникает устойчивое пламенное горение материала (ГОСТ 30402 - 96). В зависимости от значения КППТП все материалы подразделяются на три групы воспламеняемости:

-Bl - КППТП равна или больше 35 кВт на м2;

-В2 - больше 20 кВт, но меньше 35 кВт на м2;

-ВЗ - меньше 20 кВт на м2.

433

5.5.3 Основы пожарной профилактики

Пожаровзрывоопасность производства определяется параметрами пожароопасности и количеством используемых в технологических процессах материалов и веществ, конструктивными особенностями и режимами работы оборудования, наличием возможных источников зажигания и условий для быстрого распространения огня в случае пожара.

Согласно НПБ 105 - 95 все объекты в соответствии с характером технологического процесса по взрывопожарной и пожарной опасности подразделяются на пять категорий.

Обозначенные выше нормы не распространяются на помещения и здания для производства и хранения взрывчатых веществ, средств инициирования взрывчатых веществ, здания и сооружения, проектируемые по специальным нормам и правилам, утвержденным в установленном порядке.

Категории помещений и зданий, определяемые в соответствии с табл. 5.15, применяют для установления нормативных требований по обеспечению взрывопожарной и пожарной безопасности указанных зданий и сооружений в отношении планировки и застройки, этажности, площадей, размещения помещений, конструктивных решений, инженерного оборудования и т. д.

- при разработке системы пожарной защиты в здании, в системах вентиляции и т.п.

Для предупреждения пожаров и аварий от неправильного выбора, монтажа и эксплуатации электрических сетей и электрооборудования "Правилами устройства электроустановок" (ПУЭ) устанавливаются, кроме того, классы зон взрывопожароопасности помещений и наружных установок по способности образования взрывоопасных смесей или возгоранию.

Если взрывоопасные смеси при воспламенении могут развивать расчетное избыточное давление, превышающее 5 кПа, все помещение будет взрывоопасной зоной; если менее 5 кПа, то взрывоопасной зоной будет считаться часть помещения в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от опасного технологического оборудования. Пространство внутри или вне помещений; в пределах которого обращаются горючие вещества, является пожароопасной зоной. Взрывоопасными считаются зоны классов B-I, B-Ia, B-Iб, В-1г для горючих паров и газов, B - I I и В - I Iа для взрывоопасных пылей; зоны классов П-I, П-I I, П-I Iа, П-III для горючих жидкостей, пылей и твердых веществ считаются пожароопасными.

Категории помещений определяются путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям от высшей (А) к низшей (Д).

Категории помещений определяются расчетом по НПБ или по утвержденным перечням.

Знание категории помещений и зданий необходимо:

- при назначении противопожарных разрывов между зданиями; -при разработке конструктивно-планировочных решений промзданий (этажность,

площадь этажа, назначение степени огнестойкости и т.п.);

Определение требуемой степени огнестойкости зданий производится в соответствии со СНиП 21-01-97.

Здания и сооружения подразделяются по степеням огнестойкости, которые зависят от минимальных пределов огнестойкости строительных конструкций и максимальных пределов распространения огня по ним.

При разработке конструктивных решений зданий необходимо, чтобы фактические пределы огнестойкости конструкций были не менее требуемых для принятой степени огнестойкости здания.

434

По масштабам и интенсивности пожары можно подразделить на:

-отдельный пожар, возникающий в отдельном здании (сооружении) или в небольшой изолированной группе зданий;

-сплошной пожар, характеризующийся одновременным интенсивным горением преобладающего числа зданий и сооружений на определенном участке застройки (более

50 %);

-огневой шторм, особая форма распространяющегося сплошного пожара, образующаяся в условиях восходящего потока нагретых продуктов сгорания и быстрого поступления в сторону центра огневого шторма значительного количества свежего воздуха (ветер со скоростью 50 км/ч);

-массовый пожар, образующийся при наличии в местности совокупности отдельных

исплошных пожаров.

Распространение пожаров и превращение их в сплошные пожары при прочих равных условиях определяется плотностью застройки территории объекта. О влиянии плотности размещения зданий и сооружений на вероятность распространения пожара можно судить по ориентировочным данным, приведенным ниже:

Быстрое распространение пожара возможно при следующих сочетаниях степени огнестойкости зданий и сооружений с плотностью застройки: для зданий I и II степени огнестойкости плотность застройки должна быть не более 30 %; для зданий III степени –

20 %; для зданий IV и V степени - не более 10 %.

Влияние трех факторов (плотности застройки, степени огнестойкости здания и скорости ветра) на скорость распространения огня можно проследить на следующих цифрах:

1)при скорости ветра до 5 м/с в зданиях I и II ступени огнестойкости скорость распространения пожара составляет примерно 120 м/ч; в зданиях IV степени огнестойкости - примерно 300 м/ч, а в случае сгораемой кровли до 900 м/ч;

2)при скорости ветра до 15 м/с в зданиях I и II степени огнестойкости скорость распространения пожара достигает 360 м/с.

Противопожарные разрывы предназначаются для ограничения распространения пожара между зданиями и сооружениями. Величина их зависит от степени огнестойкости и пожарной опасности зданий и сооружений и регламентируется в главах СНиП 11-89-80 "Генеральные планы промышленных предприятий"; П-97-76 "Генеральные планы

сельскохозяйственных предприятий", П-60-75 "Планировка и застройка городов, поселков и сельских населенных пунктов". Величина этих разрывов варьируется от 9 до 18 м для промзданий и от 6 до 15 м для жилых и общественных зданий.

Противопожарные преграды (СНиП 2.01.02.85), к ним относятся противопожарные стены 2 типов с пределами огнестойкости 2,5 ч и 0,75 ч, перегородки (0,75 ч и 0,25 ч), перекрытия 3 типов (2,5; 1 и 0,75 ч), а также двери и окна, ворота, люки, клапаны, тамбур шлюзы, и противопожарные зоны.

Их применяют:

- при разделении зданий на противопожарные отсеки в случаях, если площадь этажа превышает допустимые нормы, установленные в главах СНиП 2.03.02-85 "Производственные здания", 2.09.04-87 "Административные и бытовые здания", 2.08.01-85 "Жилые здания, 2.08.02-85 "Общественные здания";

435

-при отделении от остальных помещений взрывопожароопасных категорий А, Б, В;

-при отделении от производственных складских и вспомогательных помещений;

-при отделении от производственных административных и бытовых зданий;

-при секционировании складских помещений;

-для уменьшения величины противопожарных разрывов между зданиями. Противопожарная стена 1-го типа, например брандмауэр, должна опираться на

фундамент или фундаментные блоки, возводиться на всю высоту здания, пересекать все конструкции и все этажи и возвышаться над кровлей не менее чем на 60 см, если хотя бы один из элементов покрытия (кроме кровли) выполнен из горючего, и на 30 см - если из трудногорючего материала. Двери в такой стене устраивают самозакрывающимися с пределом огнестойкости 1,2 ч, общая площадь проемов не должна превышать 25% площади стены. В местах пересечения таких стен каналами, шахтами и трубопроводами с горючими материалами должны предусматриваться автоматические устройства, предотвращающие распространение продуктов горения.

Таблица 5.15 Категории помещений и зданий по пожарной и взрывной опасности

436

указательными знаками по ГОСТ 12.4.026-76. Подходы к огнетушителям и другому оборудованию, требующими ручного обслуживания должны быть удобны и не загромождены. Для лучшей видимости элементы конструкций у мест расположения пожарной техники рекомендуется выделять красными полосами шириной 200…400 мм, а саму пожарную технику окрашивать в красный цвет

Для ликвидации небольших загораний на предприятиях используют первичные средства пожаротушения: пожарные стволы (водяные и воздушно-пенные), действующие от внутреннего противопожарного водопровода (внутренних пожарных кранов), огнетушители, сухой песок, асбестовые одеяла и другой пожарный инвентарь.

Комплекс мероприятий, направленных на устранение причин возникновения пожара и создание условий, при которых продолжение горения будет невозможным, называется

пожаротушением.

Противопожарная защита должна обеспечиваться:

-применением средств пожаротушения и соответствующих видов пожарной техники;

-применением автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушениям;

-применением пропитки конструкций объектов антипиренами и нанесением на их поверхность огнезащитных красок ( составов);

-устройствами, обеспечивающими ограничение распространения пожара;

-организацией своевременной эвакуации людей;

-применением средств коллективной и индивидуальной защиты людей от опасных фактов пожара;

-применением систем противодымной защиты.

Средства тушения пожаров. Вода – наиболее распространенное средство тушения пожаров. Она обладает большой теплоемкостью и хорошо охлаждает горящие вещества, разбавляет реагирующие вещества в зоне горения, изолирует их.

Вода используется в виде компактных и распыленных струй для тушения большинства твердых горючих веществ и материалов, тяжелых нефтепродуктов, для создания водяных завес и охлаждения объектов, находящихся вблизи очага пожара. Для тушения веществ, плохо смачивающихся водой (хлопка, торфа), в воду для понижения ее поверхностного натяжения вводят специальные смачиватели.

Так как вода электропроводка, ее нельзя применять для тушения электроустановок. Нельзя использовать воду и для тушения карбида кальция.

Водяной пар охлаждает, разбавляет и изолирует горящие вещества. Его применяют в закрытых аппаратах, помещениях небольшого объема, для тушения колонн наружных установок в нефтехимической промышленности.

Огнетушащие пены двух видов: химическая и воздушномеханическая.

Химическая пена образуется при взаимодействии между собой кислотного и щелочного зарядов огнетушителя с образованием двуокиси углерода, которая в присутствии веществ, снижающих поверхностное натяжение, образует пену с кратностью 4...6. Она, благодаря избыточному давлению ~1,4 МПа, выбрасывается из аппарата. Кислотный заряд (H2SO4) находится в полиэтиленовом стакане, раствор NaHCO3 - в стальном корпусе огнетушителя.

Воздушно-механическая пена представляет собой механическую смесь воздуха, воды и пенообразователя (ОП-10). Кратность пены 50...70. Стойкость воздушно-механической пены меньше, чем химической. Так как воздушно-механическая лена почти не электропроводна и не вызывает коррозии металла, она используется для тушения горящих

438

кабелей в кабельных туннелях. Обычно же пена используется для тушения горючих жидкостей и твердых веществ. Действие пены основано на ее охлаждающей и изолирующей способности.

Химическую и воздушно-механическую пену получают в пеногенераторах, в воздушно-пенных стволах и других приборах (рис. ).

Для получения химической пены используют пеногенераторы типа ПГП (рис 5.32,а), действующие по принципу водоструйных насосов. При поступлении струи воды из сопла 6 в диффузор 5 в камере 4 образуется вакуум, в результате чего пенопорошок из бункера 2 подсасывается через клапан 3. Растворение пенопорошка в воде и образование химической пены происходит в рукавной линии длиной от 40 до 120 м; при меньшей длине пена не успевает образоваться, а при большей длине происходит ее преждевременное разрушение; оптимальная длина рукавной линии 60 – 80 м.

Генератор высокократной пены ГВП-600 подает 600 л/с (36 м3/мин) пены при кратности 100ю Требуемое рабочее давление перед распылителем не менее 0,5 Мпа; расход раствора пенообразователя 6 л/с, максимальная длина пенной струи около 8 м, диаметр соединительной головки 50 мм, масса ствола 4 кг.

Рис.5.32. . Пеногенераторы:

а - типа ПГП 1- сетка. 2 —бункер. 3 — клапан, 4 — вакуум-камера 5 — диффузор: б -сопло, б — ГБП-600 1 - корпус, 2 — распылитель, 3 — пакет сеток, 4 — насадок

Инертные газы - углекислый газ и азот - разбавляют реагирующие вещества, охлаждают их, твердая углекислота ("снег") изолирует горящее вещество. Углекислый газ используется для тушения как объемным, так и поверхностным способом.

При объемном тушении в закрытых помещениях с ценным оборудованием, например пультов ЭВМ, выпуск огнетушащего вещества осуществляется через 30 сек после подачи сигнала об эвакуации.

При поверхностном способе углекислота настилается на горящую поверхность в виде углекислого снега. При этом способе она используется для тушения электроустановок, двигателей внутреннего сгорания, небольших поверхностей горючих жидкостей, ценных материалов.

Галлоидированные углеводороды, действие которых основано на химическом торможении реакции горения. Хладон 114 В2 (тетрафтордибромэтан), хладон 1331 (бромтрифторметан) используются как в установках объемного тушения, так и по площадям. Применяются для тушения ценных материалов, электроустановок с напряжением до 380 В. Но токсичны, коррозионны, разрушают озоновый слой атмосферы.

Огнетушащие порошки представляют собой мелко измельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и комкованию. Они обладают

439

хорошей огнетушащей способностью, а также универсальностью применения, так как подавляют горение материалов, которые нельзя потушить водой и другими средствами. Порошковые составы на основе хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов, соды, и т.п., образуя расплав, изолируют зону горения. Используются для тушения термита, металла, двигателей внутреннего сгорания и т.п.

Первичными средствами тушения пожаров и загораний, которые могут быть использованы в начальной стадии пожара, являются: огнетушители, кошма, песок.

Наибольшее распространение получили огнетушители:

-пенные воздушно-механические (ОВП), пенные химические (ОХП)

-газовые: ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8, ОУБЗА;

-порошковые: ОП-1Б, "Момент", ОП-2, ОП-8Б, OП-10, (ОП, ОПА, ОПУ). Некоторые из них представлены на рис. 5.33 - 5.35 [37].

Выбор огнегасительного вещества зависит от класса пожара. В настоящее время все пожары делят на пять классов – А, В, С, Д, Е. В таблице 5.16 приведена классификация пожаров и рекомендуемые огнегасительные вещества.

Противопожарное водоснабжение выполняется по рекомендациям строительных норм и правил, а также по нормативам применительно к различным отраслям народного хозяйства и промышленного производства ( СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение». Наружные сети и сооружения» и СНиП 2.04.01-85 "Внутренний водопровод и канализация зданий").

Обеспечение предприятий и регионов необходимым объемом воды для пожаротушения обычно производится из общей (городской) сети водопровода или из пожарных водоемов и емкостей. Производственные, жилые и общественные здания в соответствии со СНиП 2.04.01-86 могут оборудоваться внутренним противопожарным водопроводом.

Для забора воды из водопроводной сети устанавливаются гидранты. Расстояние между ними принимается не более 150 м, а наибольшее расстояние от гидрантов до обслуживаемых зданий не должно превышать 120 м. Гидранты располагают не ближе 5 м от стен зданий и не более 2,5 м от бровки дорог.

Противопожарные водопроводы принято подразделять на водопроводы низкого и высокого давления. Свободный напор при пожаротушении в водопроводной сети низкого

440