Материальные потери от пожаров

Рис.5.6. Гибель людей на пожарах.

В 2001 г. при пожарах погибли 18, тыс. чел, в 2002 погибло на 8,8 % больше – 19,9 тыс. чел. По прогнозам ученых в ближайшие годы возможен рост количества числа погибших при пожарах на 5 -10% в год.

Согласно ГОСТ 12.1.004 – 91 допустимый уровень пожарной опасности для людей равен 10^-6. Безусловное выполнение требований ГОСТа возможно только при создании на предприятиях системы пожарной безопасности.

В соответствии с Федеральным законом «О пожарной безопасности» (1994 г.) обеспечение пожарной безопасности является неотъемлемым правом и обязанностью любого предприятия, независимо, от форм собственности.

Пожар – это не контролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающих опасность для жизни людей.

Пожарная безопасность объекта - состояние объекта, при котором с установленной вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара и воздействия на людей опасных факторов пожара, а также обеспечивается защита материальных ценностей.

Пожарная профилактика -комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, на предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также создание условий для успешного тушения пожара

Система противопожарной защиты – совокупность организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара и ограничение материального ущерба от него.

Организационные мероприятия включают в себя разработку Правил пожарной безопасности - комплекс положений, устанавливающих порядок соблюдения требований и норм пожарной безопасности при строительстве и эксплуатации объекта.

При разработке профилактических мероприятий изучается противопожарное состояние объекта, состояние, характеризуемое числом пожаров и ущербом от них, а также числом травм, отравлений и смертельных случаев, уровнем реализации требований пожарной безопасности, уровнем подготовки пожарных подразделений.

Организационная часть профилактических мероприятий устанавливает противопожарный режим, который включает комплекс установленных норм поведения людей, правил выполнения работ и эксплуатации объекта (изделия), направленных на обеспечение его пожарной безопасности. Мероприятия пожарной профилактики проводятся в стадии проектирования, строительства, и эксплуатации промышленных и гражданских объектов, к ним относятся обеспечение пожарной безопасности технологических установок, систем электрооборудования и т.д.

За состоянием пожарной безопасности объекта осуществляет контроль, Пожарный надзор, который является функцией пожарной охраны, и состоит в контроле за выполнением мероприятий, направленных на обеспечение пожарной безопасности объектов и повышения эффективности борьбы с пожарами.

Сущность процесса горения. При обычной или относительно невысокой температуре к молекулам горючих веществ присоединяются молекулы кислорода. При этом отдельные из них ведут себя как ненасыщенные и распадаются, образуя активный кисло­род. Эти молекулы легко вступают в соединения с вещества­ми, образуя перекиси и гидроперекиси.

Перекисные соединения, ввиду своей неустойчивости, склонны к разложению. Получаемые при распаде атомар­ный кислород и свободные радикалы обладают избытком энергии для дальнейшего окисления. В этом состоит теория автоокисления А.Н. Баха, объясняющая процессы окисления, самопроизвольно происходящие в естественных условиях.

Н.Н. Семенов разработал цепную теорию окисления, сущность которой заключается в том, что при воздействии на молекулы горючих веществ лучистой энергии, электри­ческого разряда или тепла они, поглощая некоторое коли­чество энергии, распадаются на атомы и радикалы, т. е. на частицы с повышенной химической активностью, которые затем становятся центрами цепных реакций.

Цепная теория окисления является дальнейшим про­должением и развитием теории автоокисления. Она пока­зывает кинетику процесса окисления, объясняет причины самоускорения этого процесса.

При окислении всегда выделяется тепло. Если при реакции окисления скорость тепловыделения превысит скорость теплоотвода, то реакция окисления будет самоускоряющейся. Самоускорение химической реакции горения может иметь различные механизмы: тепловой, цепной и комбинированный. Реальные процессы горения идут по комбинированному механизму самоускорения.

Процесс возникновения горения проходит несколько этапов:

- вспышка — быстрое сгорание горючей смеси без образования сжатых газов;

- возгорание — возникновение горения под действием источника зажигания;

- воспламенение — возгорание с появлением пламени;

- самовозгорание — явление резкого увеличения скорости экзотермической реакции, приводящее к возникновению горения при отсутствии источника зажигания;

- самовоспламенение — самовозгорание с появлением пламени;

- взрыв — чрезвычайно быстрое химическое превращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных произвести механическую работу.

Физико – химические основы теории горения заключаются в термическом разложении материала до углеводородных паров и газов, которые в процессе сгорания образуют углекислый газ, угарный газ, азот и воду, с выделением тепла и света. Для возникновения и протекания процесса горения необходимо горючее вещество в любом агрегатном состоянии (твердое, жидкое, газообразное), кислород, находящийся в атмосферном воздухе или в чистом виде, а также источник воспламенения. Источниками воспламенения могут являться открытое пламя, адиабатическое сжатие, механические воздействия, лучистая энергия и др. Горючее вещество и кислород являются реагирующими веществами и составляют горючую систему. Однако окислителем может быть не только кислород, но и хлор, бром, фтор, йод и некоторые вещества: азотная кислота, бертолетова соль, перекись натрия.

Горючие системы могут быть однородными и неоднородными.

К химически однородным относятся системы, в которых горючее вещество и воздух имеют одинаковое агрегатное состояние и равномерно перемешаны друг с другом; например, смеси горючих газов, паров или пылей с воздухом.

Скорость горения однородных горючих систем опре­деляется скоростью химической реакции. Она может быть значительной при высокой температуре. Горение таких однородных горючих систем представляет собой взрыв (скорость горения порядка сотни метров в секунду) или детонацию (скорость горения порядка тысячи метров в секунду) и носит название кинети­ческого горения.

К химически неоднородным горючим системам от­носятся такие, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхности раздела, например, твердые горючие материалы и жидкости, находящиеся на воздухе, струи горючих газов и паров, поступающие в воздух и т. д. В этом случае происходит дефлаграционное горение (скорость горения порядка десяти метров в секунду). Пожарам свойственно именно дефлаграционное горение.

При горении химически неоднородных горючих систем кислород воздуха, непрерывно диффундируя (проникая) сквозь продукты сгорания к горючему веществу, вступает с ним в реакцию. Такое горение также называют диффузионным. Его скорость определяется главным образом диффузией окислителя к горючему веществу.

Продуктами сгорания называют газообразные, жидкие и твердые вещества, образующиеся в результате соеди­нения горючего вещества с кислородом. Состав их зависит от состава горючего вещества и условий его горения. На пожарах в машиностроительных предприятиях чаще всего горят органические вещества: древесина, ткани, растворители, лакокрасочные материалы, резина и др. В их состав входят главным образом .углерод, водород, кислород и азот. При горении их образуются продукты горения: СО₂, СО, Н ₂О, N₂, которые при высоких темпе­ратурах находятся в газообразном состоянии. ­

При неполном сгорании органических веществ в про­дуктах сгорания содержатся твердые частицы сажи (угле­род).

Дисперсная система, состоящая из мельчайших твердых частиц, взвешенных в смеси продуктов сгорания с воздухом, носит название дыма.

Продукты полного и неполного сгорания в определен­ных концентрациях представляют опасность для жизни человека и относятся к опасным факторам пожара. Так, концентрация СО₂, равная 8-10%, вызы­вает быструю потерю сознания и смерть. Вдыхание воздуха содержащего 0,4% окиси углерода также может привести к смерти. На пожарах в помещениях с низкой интенсивностью газообмена (подвалы, сушилки, склады) концентрация окиси углерода в дыме может на­много превышать указанную.

Вредные для дыхания вещества содержатся в продуктах горения пластмасс. Так, при горении линолеума может образовываться сероводород и сернистый газ, при горении пенополиуретана - цианистый водород и толуилендии­зоцианат, при горении винипласта - хлористый водород и окись углерода, при горении капрона – цианистый водород.

Продукты неполного сгорания способны гореть, когда их концентрация в дыме становится достаточной. Смеши­ваясь с воздухом, они образуют взрывчатые смеси. Это следует учитывать при тушении пожаров в закрытых помещениях, где происходило тление. При открывании таких помещений возможны взрывы и образование огненного шара, размеры, время существования (от нескольких секунд до нескольких минут), величина теплового импульса которого зависят от количества сгораемого вещества. Тепловой импульс от огненного шара является опасным фактором.

Итак, горение — быстро протекающая химическая реакция окисления с выделением большого количества тепла и свечением. Для процессов горения необходимо наличие: горючего вещества; окислителя (кислород, хлор, фтор, окислы азота, бром); источника загорания (импульса).

Горение может быть гомогенным (исходные вещества имеют одинаковое агрегатное состояние, например, горение газов) или гетерогенным (исходные вещества имеют разные агрегатные состояния и при горении имеют границу раздела: например, горение твердых или жидких веществ в контакте с воздухом).

5.3.1.1. Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов.В соответствии с ГОСТ 12.1.044-89 "Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения по агрегатному состоянию вещества и материалы подразделяются на:

ГАЗЫ — вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25°С и давлении 101,3 кПа (1 атм) превышает 101,3 кПа (1 атм).

ЖИДКОСТИ — то же, но давлении меньше 101,3 кПа (I атм). К жидкостям относят также твердые плавящиеся вещества, температура плавления или каплепадения которых меньше 50°С.

ТВЕРДЫЕ — индивидуальные вещества и их смеси с температурой плавления или каплепадения больше 50°С, а также вещества, не имеющие температуру плавления (например, древесина, ткани и т.п.).

ПЫЛИ — диспергированные твердые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм (0,85 мм).

Номенклатура показателей и их применяемость для характеристики пожаро- взрывоопасности веществ и материалов приведены в табл. 5.2 ГОСТ 12.1.044-89 (знак «+» обозначает применяемость, знак «-» неприменяемость показателя):

Таблица 5.2.

Значения данных показателей должны включаться в стандарты и технические условия на вещества, а также указываться в паспортах изделий.

Основными показателями пожарной и взрывной опасности материалов в зависимости от их агрегатного состояния являются: температура вспышки; температура самовоспламенения; температура воспламенения; концентрационные пределы.

Температура вспышки. Самая низкая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары (газы), способные вспыхнуть от источника зажигания. Но скорость их образования еще недостаточна и возникновения пламени не произойдет. Температурой вспышки характеризуют горючие жидкости по пожарной опасности.

Температура самовоспламенения. Самая низкая температура вещества или материала, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции при отсутствии источника зажигания, заканчивающееся устойчивым горением.

Отличие этого процесса от процесса возгорания заключается в том, что при процессе возгорания загорается только поверхностьвещества или материала, а при самовоспламенении горение происходит во всем объеме. Процесс самовоспламенения происходит только в том случае, если количество теплоты, выделяемое в процессе окисления, превысит ее отдачу в окружающую среду. При этом горючее вещество может нагреться до такой температуры, когда возникнет процесс горения. Произойдет самовоспламенение.

Таким образом, под самовоспламенением понимают возникновение горения при нагревании вещества в процессе самоускоряющейся реакции окисления при отсутствии внешнего источника зажигания.

Наименьшая температура окружающей среды, при которой наблюдается самовоспламенение вещества есть температура самовоспламенения. Температура самовоспламенения большинства горючих жидкостей находится в пределах 250-600 С. Температура самовоспламенения твердых веществ в пределах 150 – 700 С. Она зависит от степени измельчения вещества и количества летучих продуктов, выделяющихся при нагревании. Одними из возможных источников нагрева могут быть трение, соприкосновение с телами, разогретыми выше температуры самовоспламенения, лучистая энергия от открытого огня, химическая реакция с большим выделением тепла и т. д.

Самопроизвольное возникновение горения в естествен­ных условиях хранения вещества называется самовозгора­нием. Оно, по существу, является тем же процессом само­воспламенения, но начинающимся без подвода тепла извне. Начальным импульсом самовозгорания является теплота, выделяемая в результате экзотермических химических или физико-химических процессов, протекающих при определенных условиях в горючем веществе. Условия теплового самовозгорания (только для твёрдых веществ и пыли) экспериментально полученная зависимость между температурой окружающей среды, количеством вещества и временем до момента его самовозгорания. К самовозгоранию склонны каменный уголь, торф, растительные и животные, масла, сульфиды железа и некоторые другие химические вещества. При соприкосно­вении с воздухом самовозгораются белый фосфор, порошки алюминия, бронзы и железа, сажа и скипидар. Самовозгорание промасленных материалов происходит при определённых условиях одним из основных которых является кучность.

Воспламенением называется процесс возникновения горения, происходящий в результате нагрева части горю­чего вещества внешним источником зажигания. Физиче­ская сущность процесса воспламенения не отличается от самовоспламенения, так как условия самоускорения реакции окисления у них одни и те же. Основное отличие между ними заключается в том, что процесс воспламенения пространственно ограничен частью объема горючего веще­ства, в то время как процесс самовоспламенения происходит во всем его объеме.

Наименьшая температура вещества (кроме газов), при которой вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенение есть температура воспламенения. Горючие вещества (кроме твёрдых) характеризуются концентрационными пределами распространения пламени (воспламенения). Нижний (верхний) концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения) есть минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Значения нижнего и верхнего пределов воспламенения не являются постоянными, а зависят от мощности источника воспламенения, содержания в горючей смеси инертных компонентов, температуры и давления горючей смеси.

Пыли многих твердых горючих веществ, взвешенные в воздухе, образуют с ним воспламеняющиеся смеси. Минимальную концентрацию пыли в воздухе, при которой происходит ее загорание, называют нижним концентрационным пределом воспламенения пыли. Понятие верхнего концентрационного предела воспламенения для пыли не применяется. Примеры значений нижних концентрационных пределов воспламенения (НКПВ) пыли некоторых веществ представлены в табл. 5.3.

Таблица 5.3.