Сидоров А.И. (ред.) Безопасность жизнедеятельности

Подождите немного. Документ загружается.

111

Пожарная безопасность объектов защиты, для которых федеральными зако-

нами о технических регламентах не установлены требования пожарной безопас-

ности, считается обеспеченной, если пожарный риск не превышает соответст-

вующих допустимых значений, установленных настоящим Федеральным зако-

ном.

При выполнении обязательных требований пожарной безопасности, установ-

ленных федеральными законами о технических регламентах, и требований нор

мативных документов по пожарной безопасности расчет пожарного риска не

требуется.

Пожарная безопасность городских и сельских поселений, городских округов

и закрытых административно-территориальных образований обеспечивается в

рамках реализации мер пожарной безопасности соответствующими органами го-

сударственной власти, органами местного самоуправления в соответствии со

статьей 63 настоящего Федерального закона.

Юридическим лицом – собственником объекта защиты (

зданий, сооружений,

строений и производственных объектов) в рамках реализации мер пожарной

безопасности должна быть представлена в уведомительном порядке до ввода в

эксплуатацию объекта защиты декларация пожарной безопасности в соответст-

вии со статьей 64 настоящего Федерального закона.

Расчеты по оценке пожарного риска являются составной частью декларации

пожарной безопасности или декларации промышленной безопасности (на

объек-

тах, для которых они должны быть разработаны в соответствии с законодатель-

ством Российской Федерации). Порядок проведения расчетов по оценке пожар-

ного риска определяется нормативными правовыми актами Российской Федера-

ции.

Разработка декларации пожарной безопасности не требуется для обоснова-

ния пожарной безопасности пожарно-технической продукции и продукции об-

щего назначения.

Способы защиты людей и имущества

от воздействия опасных факторов пожара

Защита людей и имущества от воздействия опасных факторов пожара и огра-

ничение последствий их воздействия обеспечиваются одним или несколькими из

следующих способов (cт. 52):

•

применение объемно-планировочных решений и средств, обеспечивающих

ограничение распространения пожара за пределы очага;

•

устройство эвакуационных путей, удовлетворяющих требованиям безопас-

ной эвакуации людей при пожаре;

•

устройство систем обнаружения пожара (установок и систем пожарной

сигнализации), оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре;

•

применение систем коллективной защиты (в том числе противодымной) и

средств индивидуальной защиты людей от воздействия опасных факторов пожа-

ра;

112

•

применение основных строительных конструкций с пределами огнестойко-

сти и классами пожарной опасности, соответствующими требуемым степени ог-

нестойкости и классу конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений

и строений, а также с ограничением пожарной опасности поверхностных слоев

(отделок, облицовок и средств огнезащиты) строительных конструкций на путях

эвакуации;

•

применение огнезащитных составов (в том числе антипиренов и огнеза-

щитных красок) и строительных материалов (облицовок) для повышения преде-

лов огнестойкости строительных конструкций;

•

устройство аварийного слива пожароопасных жидкостей и аварийного

стравливания горючих газов из аппаратуры;

•

устройство на технологическом оборудовании систем противовзрывной

защиты;

•

применение первичных средств пожаротушения;

•

применение автоматических установок пожаротушения;

•

организация деятельности подразделений пожарной охраны.

Организационные мероприятия

по обеспечению пожарной безопасности

1. Во всех производственных, административных, складских и вспомогатель-

ных помещениях на видных местах должны быть вывешены таблички с указани-

ем номера телефона вызова пожарной охраны.

2. Правила применения на территории предприятий открытого огня, проезда

транспорта, допустимость курения и проведения временных пожароопасных ра-

бот устанавливается общеобъектовыми инструкциями о мерах пожарной безо-

пасности.

3. На каждом предприятии приказом (инструкцией) должен быть установлен

соответствующий их пожарной опасности противопожарный режим, в том чис-

ле:

• определены и оборудованы места для курения;

• определены места и допустимое количество единовременно находящихся в

помещениях сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;

• установлен порядок уборки горючих отходов и пыли, хранения промас-

ленной спецодежды;

• определен порядок обесточивания электрооборудования в случае пожара и

по окончании рабочего дня;

• регламентированы: порядок проведения временных огневых и других по-

жароопасных работ; порядок осмотра и закрытия помещений после окончания

работы; действия работников при обнаружении противопожарного инструктажа

и занятий по пожарно-техническому минимуму, а также назначены ответствен-

ные за их проведение.

4. В зданиях и сооружениях (кроме жилых домов) при единовременном на-

хождении на этаже более 10 человек должны быть разработаны и на видных

113

местах вывешены планы (схемы) эвакуации людей в случае пожара, а также

предусмотрена система (установка) оповещения людей о пожаре. Руководитель

объекта с массовым пребыванием людей (50 человек и более) в дополнение к

схематическому плану эвакуации людей при пожаре обязан разработать инст-

рукцию, определяющую действия персонала по обеспечению безопасной и бы-

строй эвакуации людей, по которой не реже одного раза в полугодие должны

проводиться практические тренировки всех задействованных для эвакуации ра-

ботников. Для объектов с ночным пребыванием людей (детские сады, школы-

интернаты, больницы и т. п.) в инструкции должны предусматриваться два вари-

анта действий: в дневное и в ночное время.

5. Работники предприятий, а также граждане обязаны:

• соблюдать на производстве и в быту требования пожарной безопасности,

стандартов, норм и правил, утвержденных в установленном порядке, а также со-

блюдать и поддерживать противопожарный режим;

• выполнять меры предосторожности при пользовании газовыми приборами,

предметами бытовой химии, проведении работ с легковоспламеняющимися

(ЛВЖ) и горючими (ГЖ) жидкостями, другими опасными в пожарном отноше-

нии веществами, материалами и оборудованием;

• в случае обнаружения пожара сообщить о нем в пожарную охрану и при-

нять возможные меры к спасению людей, имущества и ликвидации пожара.

6. Граждане обязаны предоставлять в порядке, установленном законодатель-

ством Российской Федерации, возможность государственным инспекторам по

пожарному надзору проводить обследования и проверки принадлежащих им

производственных, хозяйственных, жилых и иных помещений и строений в це-

лях контроля за соблюдением требований пожарной безопасности.

7. Лица, которым поручено проведение мероприятий с массовым участием

людей (вечера, дискотеки, торжества вокруг новогодней елки, представления и

т. п.), обязаны перед их началом тщательно осмотреть помещения и убедиться в

полной готовности их в противопожарном отношении.

Руководители предприятий, на которых применяются, перерабатываются

и хранятся опасные (взрывоопасные) сильнодействующие ядовитые вещества,

обязаны сообщать подразделениям пожарной охраны данные о них, необходи-

мые для обеспечения безопасности личного состава, привлекаемого для тушения

пожара и проведения первоочередных аварийно-спасательных работ на этих

предприятиях.

Контрольные вопросы к пункту 3.1

1. Цели и сфера применения технического регламента о требованиях пожар-

ной безопасности (№ 123-ФЗ от 22.07.2008).

Правовые основы технического регулирования в области пожарной безо-

пасности.

Кто осуществляет непосредственное руководство тушением пожара?

Перечислить способы защиты от опасных факторов пожара.

Организационные мероприятия по обеспечению пожарной безопасности.

114

Библиографический список к пункту 3.1

1. Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ

«Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

Федеральный закон Российской Федерации от 21 декабря 1994 г. № 69-ФЗ

«О пожарной безопасности».

Федеральный закон Российской Федерации от 21 декабря 1994 г. № 68-ФЗ

«О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и

техногенного характера».

ГОСТ 12.1.004-91 (1999) ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требова-

ния. – М.: Изд-во стандартов, 1999. – 7 с.

3.2. Основы теории горения

Горение – сложный физико-химический процесс, основой которого является

быстро протекающая химическая реакция окисления, сопровождающаяся выде-

лением значительного количества тепла и обычно ярким свечением (пламенем).

Химическая реакция горения в большинстве случаев является сложной и состо-

ит из большого числа элементарных химических процессов окислительно-

восстановительного типа, приводящих к перераспределению валентных элек-

тронов между

атомами взаимодействующих веществ. Кроме того, химическое

превращение при горении тесно связано с рядом физических явлений: перено-

сом тепла и масс и, соответственно, с гидродинамическими и газодинамически-

ми закономерностями. Согласно современной физико-химической теории горе-

ния,

процесс горения – это реакции, связанные с быстрым превращением и теп-

ловым или диффузионным ускорением.

Для возникновения и протекания процесса горения необходимы следующие

условия:

•

наличие в определенный момент в данной точке пространства горючего

вещества, окислителя и источника зажигания;

•

горючее и окислитель должны находиться в определенном количественном

отношении;

•

источник зажигания должен обладать достаточной энергией.

В соответствии с «Техническим регламентом о требованиях пожарной безо-

пасности» по горючести вещества и материалы подразделяются на следующие

группы:

•

негорючие – вещества и материалы, неспособные гореть в воздухе. Него-

рючие вещества могут быть пожаровзрывоопасными (например, окислители или

вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кисло-

родом воздуха или друг с другом);

•

трудногорючие – вещества и материалы, способные гореть в воздухе при

воздействии источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после

его удаления;

115

•

горючие – вещества и материалы, способные самовозгораться, а также

возгораться под воздействием источника зажигания и самостоятельно гореть по-

сле его удаления.

Из горючих жидкостей выделяют группы

легковоспламеняющихся и особо

опасных легковоспламеняющихся жидкостей

, воспламенение паров которых

происходит при низких температурах, определенных нормативными документа-

ми по пожарной безопасности.

Окислителями в процессах горения могут быть: кислород (воздух), озон, пе-

рекиси, вещества, богатые кислородом (нитросоединения, азотная кислота, пер-

хлораты), галогены и др.

В качестве горючего, способного взаимодействовать с окислителем, могут

быть: большинство металлов в свободном виде,

сера элементарная и связанная

(Н

S, FeS), окись углерода, водород и огромное число органических соединений.

Наибольшее распространенным окислителем является кислород (воздух), а го-

рючим – углеводородные вещества (природный газ, нефть, угли, сланцы, торф и

т. п.). Процессы сжигания таких горючих в атмосфере кислорода являются и

наиболее изученными. В зависимости от количественного соотношения горюче-

го и окислителя различают три

разновидности горючих смесей:

•

стехиометрическая смесь, которая не содержит в избытке ни горючего

компонента, ни окислителя;

•

богатая смесь, содержащая в избытке горючее;

•

бедная смесь, содержащая в избытке окислитель.

Наиболее вероятные источники зажигания в условиях производства:

•

открытый огонь и раскаленные продукты горения;

•

нагретые до высокой температуры поверхности технологического обору-

дования;

•

тепловое проявление механической и электрической энергии;

•

тепловое воздействие химических реакций, а также результаты жизнедея-

тельности микроорганизмов.

В некоторых случаях источником зажигания смеси могут служить лучи света

(например, для смесей СО + Сl

; H

+ Сl

), или вода для щелочных металлов.

По внешнему виду (признаку) горение может происходить и без пламени, то

есть оно может быть пламенным или беспламенным (тлением).

В зависимости от агрегатного состояния исходных веществ (горючего и

окислителя) различают три вида горения:

•

гомогенное (однородное) горение газо- и парообразных горючих веществ в

среде газообразного окислителя;

•

гетерогенное (неоднородное) горение жидких и твердых горючих веществ

и материалов в среде газообразного окислителя или горение жидких горючих в

жидких окислителях;

•

горение взрывчатых веществ (переход вещества из конденсированного со-

стояния в газообразное):

116

тротил: C

→ 2,5H

O + 3,5CO + 3,5С + 1,5N

(кислородный баланс

меньше нуля);

нитроглицерин: C

→ 2,5H

O + 3CO

+ 0,25O

+ 1,5N

(кислородный

баланс больше нуля).

По скорости распространения пламени горение подразделяется на три группы:

•

дефлаграционное (скорость – несколько м/с);

•

взрывное (скорость – несколько десятков или сотен м/с);

•

детонационное (скорость – до нескольких тысяч м/с).

Для дефлаграционного горения характерна передача тепла от слоя к слою, а

пламя, возникающее в нагретой и разбавленной активными радикалами – про-

дуктами реакции смеси, перемещается в направлении исходной горючей смеси.

Это объясняется тем, что пламя как бы становится источником, который выде-

ляет непрерывный поток тепла

и химически активных частиц. В результате это-

го фронт пламени и перемещается в сторону горючей смеси.

Дефлаграционное горение подразделяется на ламинарное и турбулентное.

Скорость ламинарного горения зависит от состава смеси, начального давления

и температуры, а также кинетики химических превращений. Скорость распро-

странения турбулентного пламени, помимо перечисленных факторов, зависит от

скорости потока, степени и масштабов турбулентности.

Взрывное горение может быть преднамеренным или случайным (аварий-

ным). Преднамеренное взрывное горение характерно для пиротехнических со-

ставов (твердые ракетные топлива, пороха). Случайное взрывное горение следу-

ет за аварийным выбросом и образованием газо-, паро- или пылевоздушной сме-

си при наличии источника зажигания.

Детонационное горение свойственно для

бризантных взрывчатых веществ,

применяемых в различных отраслях промышленности (горнодобывающей,

строительной) и в военном деле.

Горение и условия его протекания

При анализе процесса горения первостепенное значение имеет изучение фак-

торов, определяющих инициирование и скорость химических превращений.

Для протекания процесса горения необходимым условием является наличие

смеси реакционноспособных веществ, содержащей горючее и окислитель.

В химическую реакцию может вступать только «активная» частица горючей

смеси, обладающая к моменту вступления в реакцию достаточным запасом

энергии. Энергия

, достаточная для необходимого сближения реагирующих час-

тиц, называется энергией активации Е

В реакцию могут вступать только активные молекулы (атомы, радикалы), то

есть те, которые в момент соударения обладают энергией, превышающей энер-

гию активации реакции. Доля активных молекул возрастает при увеличении

температуры горючей смеси.

Зависимость скорости реакции от температуры описывается уравнением

Аррениуса:

117

−

где А – коэффициент, учитывающий частоту соударений; е – основание нату-

ральных логарифмов; Е

– энергия активации; R – универсальная газовая посто-

янная; Т – температура горючей смеси.

Однако на практике любая реакция горения может иметь одновременно при-

знаки и теплового, и цепного механизмов протекания реакции. Зарождение пер-

вых активных центров может иметь тепловой характер, а реагирование активных

частиц по цепному механизму приводит вновь к выделению тепла, разогреву го-

рючей смеси и термическому зарождению новых центров.

Различают три основных

вида самоускорения химических реакций при горе-

нии: тепловое, цепное и цепочечно-тепловое (комбинированное). Другими сло-

вами, горение – это экзотермическая реакция, протекающая в условиях ее про-

грессивного самоускорения.

Краткий сравнительный анализ трех механизмов самоускорения реакций го-

рения позволяет дать краткую их характеристику:

•

тепловое самоускорение реакции происходит вследствие саморазогрева го-

рючей смеси за счет выделяющегося при реакции тепла;

•

автокаталитически-тепловое самоускорение происходит в результате на-

копления продуктов реакции, катализирующих превращение исходного вещест-

ва. Когда достигается перевес прихода тепла над его отводом, наступает тепло-

вое самоускорение, заканчивающееся взрывом;

•

цепное самоускорение реакции при постоянной температуре происходит в

результате превышения разветвления над обрывом цепи, когда образуется дос-

таточное количество активных центров, способствующих развитию цепного ха-

рактера реакции.

Но большинство процессов горения осуществляется по комбинированному

механизму реакции.

Химические реакции горения

Горение – сложный физико-химический процесс, основу которого составля-

ют химические реакции окислительно-восстановительного типа, приводящие к

перераспределению валентных электронов между атомами взаимодействующих

молекул.

Примеры реакций горения:

метана: СН

+ 2О

= СО

+ 2Н

О;

ацетилена: С

+ 2,5О

= 2СО

+ Н

О;

натрия: 2Na + Cl

= 2NaCl;

водорода: Н

+ Cl

= 2НCl, 2Н

+ О

= 2Н

О;

тротила: С

= 2,5H

O + 3,5CO + 3,5C +1,5N

Сущность окисления – отдача окисляющимся веществом валентных электро-

нов окислителю, который, принимая электроны, восстанавливается. Сущность

восстановления – присоединение восстанавливающимся веществом электронов

118

восстановителя, который, отдавая электроны, окисляется. В результате передачи

электронов изменяется структура внешнего (валентного) электронного уровня

атома. Каждый атом при этом переходит в наиболее устойчивое в данных усло-

виях состояние.

В химических процессах электроны могут полностью переходить из элек-

тронной оболочки атомов одного вещества (элемента) в оболочку атомов

другого.

Так, при

горении металлического натрия в хлоре атомы натрия отдают по

одному электрону атомам хлора. При этом на внешнем электронном уровне ато-

ма натрия оказывается восемь электронов (устойчивая структура), а атом, ли-

шившийся одного электрона, превращается в положительно заряженный ион. У

атома хлора, получившего один электрон, внешний уровень заполняется восе-

мью электронами,

и атом превращается в отрицательно заряженный ион. В ре-

зультате действия кулоновских электростатических сил происходит сближение

разноименно заряженных ионов и образуется молекула хлорида натрия (ионная

связь):

+ Cl

–

= Na

–

или 2Na + Cl

= 2Na

–

Атом магния имеет в наружном слое два электрона. При взаимодействии с

кислородом два атома магния отдают четыре электрона молекуле (двум атомам)

кислорода и превращаются в положительные двухзарядные ионы. Последние

связываются с образовавшимися отрицательно заряженными ионами кислорода

в кристаллы оксида магния MgO:

2Mg + O

= 2Mg

2–

Таким образом, горение натрия, магния (окисление) сопровождается перехо-

дом его электронов к кислороду.

В других процессах электроны внешних оболочек двух разных атомов по-

ступают как бы в общее пользование, стягивая тем самым атомы молекул (кова-

лентная или атомная связь):

:H:

⋅

→

⋅

+⋅

⋅

И, наконец, один атом может отдавать в общее пользование свою пару элек-

тронов (молекулярная связь):

:Са:

:Ca

⋅

→

⋅

+ .

Выводы из положений современной теории окисления-восстановления:

1) сущность окисления заключается в потере электронов атомами или иона-

ми окисляющегося вещества, а сущность восстановления – в присоединении

электронов к атомам или ионам восстанавливающегося вещества. Процесс, при

2е

–

4е

–

119

котором вещество теряет электроны, называется

окислением, а присоединение

электронов –

восстановлением;

окисление какого-либо вещества не может произойти без одновременного

восстановления другого вещества. Например, при горении магния в кислороде

или воздухе происходит окисление магния и одновременно – восстановление

кислорода. При полном сгорании образуются продукты, неспособные к даль-

нейшему горению (СО

, Н

О, НСl и т. д.), при неполном – получившиеся про-

дукты способны к дальнейшему горению (CO, H

S, HCN, NH

, альдегиды и

т. д.).

В условиях пожара, при горении органических веществ в воздухе, чаще всего

полного сгорания не происходит. Признаком неполного сгорания является нали-

чие дыма, содержащего несгоревшие частицы углерода.

Горение в атмосферном воздухе

Воздух – это смесь газов, основными компонентами которой является азот

(78 % объема), кислород (21 %) и аргон (0,9 %). Азот и аргон в процессе горения

в химическом взаимодействии участия практически не принимают, так как яв-

ляются инертными газами. Однако они влияют на этот процесс, снижая скорость

реакции за счет расхода тепла на их нагрев.

Для многих расчетов

(определение необходимого объема воздуха, объема

продуктов сгорания, температуры горения и т. п.) необходимо составлять урав-

нение реакций горения веществ в воздухе. В этих уравнениях необходимо учи-

тывать долю азота и аргона в воздухе.

Для простоты расчетов принимают, что воздух состоит из 21 % кислорода и

79 % азота, т.е. на один объем кислорода

в воздухе приходится 79 : 21 = 3,76 объ-

ема азота (или на каждую молекулу кислорода приходится 3,76 молекулы азота).

Продукты полного сгорания при горении компонентов горючих веществ

(главным образом органических): углерода С – диоксид углерода СО

; водорода

Н – вода Н

О; серы S – диоксид серы SO

и т. д. Азот, входящий в горючее ве-

щество, выделяется в свободном виде N

Пример составления уравнения реакции горения метана:

+ 2O

+ 2 · 3,76N

= CO

+ 2H

O + 2 · 3,76N

Учитывая, что расчет ведется обычно на 1 моль, 1 кг или 1 м

горючего ве-

щества, в уравнении реакции коэффициент перед горючим, равен единице.

Поэтому в некоторых уравнениях реакций горения перед кислородом или дру-

гим веществом могут быть дробные коэффициенты.

Порядок уравнивания числа молекул в реакции (левой и правой частях):

углерод, водород, кислород и т. д.

Примеры реакций горения некоторых органических веществ:

•

ацетилена: С

+ 2,5О

+ 2,5·3,76 N

= 2CO

+ H

O + 2,5 · 3,76N

;

•

пиридина: С

N + 6,25O

+ 6,25·3,76N

= 5CO

+2,5H

O + 6,25·3,76N

+0,5N

;

•

винилхлорида: С

Cl + 2,5O

+ 2,5·3,76N

=2CO

+ H

O+2,5·3,76N

+ НCl;

•

вторэтилена: С

F+2,5O

+2,5·3,76N

= 2CO

+ H

O + HF + 2,5·3,76N

120

Молекулы некоторых горючих веществ, так называемых технических про-

дуктов, к которым относятся, например, бензин, керосин, дизельное топливо,

масла и др., представлены условной химической формулой вида C

, H

, N

, O

, где а, в, с, d, е – число атомов соответственно углерода, водорода, азота, ки-

слорода, серы.

Уравнение химической реакции в случае полного окисления таких веществ

можно представить в следующем виде:

+(а+в/4–d/2+е)О

+n·3,76N

→аCO

+в/2Н

О+с/2N

+еSO

+n·3,76N

Примеры реакций горения технических продуктов:

•

масло АМТ-300Т: C

19,04

24,58

0,196

0,04

+(19,04+24,58/4+ 0,196)O

+ 25,381·3,76N

= 19,04CO

+24,58/2H

O+0,196SO

+25,381·3,76N

+0,02N

;

•

растворитель Р-4: C

3,231

7,788

0,22

+(3,231 + 7,788/4 –0,22/2)O

+ 5,068·3,76N

= 3,231CO

+7,788/2H

O+5,068·3,76N

Контрольные вопросы к пункту 3.2

1. Определение и краткая характеристика процесса горения.

Виды горения в зависимости от агрегатного состояния.

Дайте понятие активной частицы и энергии активации.

Раскройте сущность процессов окисления и восстановления реагирующих

при горении веществ.

Виды связей, возникающих в результате взаимодействия реагирующих

веществ при горении. Привести примеры.

Основные компоненты атмосферного воздуха, их влияние на процесс горения.

Продукты, образующиеся при полном сгорании углеводородов в атмо-

сферном воздухе.

Приемы, применяемые при составлении уравнений реакций горения ве-

ществ в атмосферном воздухе.

Библиографический список к пункту 3.2

1. ГОСТ 12.1.044-89.ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов.

Номенклатура показателей и методы их определения. – М.: Изд-во стандартов,

1990. – 143 с.

Зеленкин, В.Г. Теория горения и взрыва: конспект лекций / В.Г. Зеленкин.

– Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. – 90 с.

Голотин, Г.И. Теория горения и взрыва: учебное пособие к практическим

занятиям / Г.И. Голотин, И.В. Зубанова; под ред. А.И. Сидорова. – Челябинск:

Изд-во ЮУрГУ, 2000. – Ч. I. – 82 с.

3.3. Пожарная техника

Пожарная техника в зависимости от назначения и области применения под-

разделяется на следующие типы:

1) первичные средства пожаротушения;

2) мобильные средства пожаротушения;