Баннер 6

 

41. Огонь

Редактор глав:  Кейси С. Грант


 

Содержание 

Рисунки и таблицы

Основные понятия
Дугал Дрисдейл

Источники пожарной опасности
Тамаш Банки

Меры по предотвращению пожара
Питер Ф. Джонсон

Пассивные меры противопожарной защиты
Ингве Андерберг

Активные меры противопожарной защиты
Гари Тейлор

Организация противопожарной защиты
С. Дери

таблицы

Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи.

1. Нижний и верхний пределы воспламеняемости на воздухе
2. Точки воспламенения и воспламенения жидкого и твердого топлива
3. Источники воспламенения
4. Сравнение концентраций различных газов, необходимых для инертизации

цифры

Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи.

FIR010F1FIR010F2FIR020F1FIR040F1FIR040F2FIR040F3FIR050F4FIR050F1FIR050F2FIR050F3FIR060F3

Четверг, Март 24 2011 18: 15

Основные понятия

Химия и физика огня

Огонь – это проявление неконтролируемого горения. Он включает в себя горючие материалы, которые находятся вокруг нас в зданиях, в которых мы живем, работаем и отдыхаем, а также широкий спектр газов, жидкостей и твердых тел, которые встречаются в промышленности и торговле. Обычно они основаны на углероде и могут называться вместе топливо в контексте этого обсуждения. Несмотря на большое разнообразие этих видов топлива как по химическому, так и по физическому состоянию, в пожаре они имеют общие черты. Различия встречаются в легкости, с которой может быть инициирован огонь (зажигание), скорость, с которой может развиваться пожар (распространение пламени), и мощность, которая может быть получена (скорость тепловыделения), но по мере того, как наше понимание науки о пожаре улучшается, мы становимся более способными количественно оценивать и прогнозировать поведение пожара и применять наши знания к пожарной безопасности в целом. Цель этого раздела состоит в том, чтобы рассмотреть некоторые основополагающие принципы и дать рекомендации по пониманию процессов пожара.

Основные понятия

Горючие материалы окружают нас повсюду. При соответствующих обстоятельствах их можно заставить сжечь, подвергнув источник воспламенения который способен инициировать самоподдерживающуюся реакцию. В этом процессе «топливо» вступает в реакцию с кислородом воздуха с выделением энергии (тепла), при этом превращаясь в продукты сгорания, некоторые из которых могут быть вредными. Необходимо четко понимать механизмы воспламенения и горения.

Большинство повседневных пожаров связаны с твердыми материалами (например, древесиной, изделиями из дерева и синтетическими полимерами), хотя газообразные и жидкие виды топлива не являются чем-то необычным. Перед обсуждением некоторых основных понятий желательно сделать краткий обзор горения газов и жидкостей.

Диффузионное и предварительно смешанное пламя

Горючий газ (например, пропан, C3H8) можно сжечь двумя способами: струю или струю газа из трубы (ср. простую бунзеновскую горелку с закрытым воздухозаборником) можно воспламенить и сгореть как диффузионное пламя в которых горение происходит в тех регионах, где газообразное топливо и воздух смешиваются диффузионными процессами. Такое пламя имеет характерное желтое свечение, указывающее на наличие мельчайших частиц сажи, образовавшихся в результате неполного сгорания. Некоторые из них сгорят в пламени, а другие выйдут из острия пламени и сформируются. дым.

Если газ и воздух тщательно перемешаны перед воспламенением, то произойдет предварительное сгорание при условии, что смесь газа с воздухом находится в диапазоне концентраций, ограниченном нижним и верхним значениями. пределы воспламеняемости (см. таблицу 1). Вне этих пределов смесь негорючая. (Обратите внимание, что предварительно смешанное пламя стабилизируется на входе горелки Бунзена, когда воздухозаборник открыт.) Если смесь легко воспламеняется, то она может воспламениться от небольшого источника воспламенения, такого как электрическая искра. стехиометрический наиболее легко воспламеняется смесь, в которой количество присутствующего кислорода находится в правильной пропорции для сжигания всего топлива до углекислого газа и воды (см. прилагаемое ниже уравнение, в котором азот присутствует в той же пропорции, что и на воздухе, но в реакции участия не принимает). Пропан (С3H8) является горючим материалом в этой реакции:

C3H8 + 5О2 + 18.8Н2 = 3СО2 + 4H2О + 18.8 Н2

Электрический разряд мощностью всего 0.3 мДж достаточен для воспламенения стехиометрической смеси пропан/воздух в проиллюстрированной реакции. Это представляет собой едва заметную статическую искру, которую испытал человек, прошедший по синтетическому ковру и прикоснувшийся к заземленному предмету. Еще меньшее количество энергии требуется для некоторых реактивных газов, таких как водород, этилен и этин. В чистом кислороде (как в приведенной выше реакции, но без азота в качестве разбавителя) достаточно даже более низких энергий.

Таблица 1. Нижний и верхний пределы воспламеняемости на воздухе

 

Низкая воспламеняемость 
предел (% по объему)

Верхняя воспламеняемость 
предел (% по объему)

Монооксид углерода

12.5

74

Метан

5.0

15

Пропан

2.1

9.5

n-Гексан

1.2

7.4

n-декан

0.75

5.6

метанол

6.7

36

Спирт этиловый

3.3

19

Ацетон

2.6

13

Бензол

1.3

7.9

 

Диффузионное пламя, связанное с потоком газообразного топлива, является примером режима горения, наблюдаемого при пламенном горении жидкого или твердого топлива. Однако в этом случае пламя питается парами топлива, образующимися на поверхности конденсированной фазы. Скорость подачи этих паров связана со скоростью их горения в диффузионном пламени. Энергия передается от пламени к поверхности, таким образом обеспечивая энергию, необходимую для производства паров. Это простой процесс испарения жидкого топлива, но для твердого топлива необходимо обеспечить достаточно энергии, чтобы вызвать химическое разложение топлива, разбивая большие полимерные молекулы на более мелкие фрагменты, которые могут испаряться и улетучиваться с поверхности. Эта тепловая обратная связь необходима для поддержания потока паров и, следовательно, для поддержания диффузионного пламени (рис. 1). Пламя можно потушить, вмешиваясь в этот процесс несколькими способами (см. ниже).

Рис. 1. Схематическое изображение поверхности горения, показывающее процессы тепло- и массопереноса.

FIR010F1

Теплоотдача

Понимание переноса тепла (или энергии) является ключом к пониманию поведения пожара и пожарных процессов. Тема заслуживает тщательного изучения. Есть много прекрасных текстов, к которым можно обратиться (Welty, Wilson and Wicks, 1976; DiNenno, 1988), но для настоящих целей необходимо лишь привлечь внимание к трем механизмам: проводимости, конвекции и излучению. Основные уравнения для стационарного теплообмена () таковы:

Проводимость:   

Конвекция:    

Радиация:      

Теплопроводность имеет отношение к передаче тепла через твердые тела; (k свойство материала, известное как теплопроводность (кВт/мК) и l это расстояние (м), на котором температура падает от T1 в T2 (в градусах Кельвина). Конвекция в этом контексте относится к передаче тепла от жидкости (в данном случае воздуха, пламени или продуктов горения) к поверхности (твердой или жидкой); h - коэффициент конвективной теплопередачи кВт/м2K) и зависит от конфигурации поверхности и характера обтекания этой поверхности жидкостью. Излучение похоже на видимый свет (но с большей длиной волны) и не требует промежуточной среды (оно может проходить через вакуум); e - коэффициент излучения (эффективность, с которой поверхность может излучать), s - постоянная Стефана-Больцмана (). Тепловое излучение распространяется со скоростью света (3 х 108 м/с), а находящийся между ними твердый объект будет отбрасывать тень.

Скорость горения и скорость тепловыделения

Теплопередача от пламени к поверхности конденсированных топлив (жидких и твердых тел) представляет собой смесь конвекции и излучения, хотя последнее преобладает, когда эффективный диаметр пламени превышает 1 м. Скорость горения (, (г/с)) можно выразить формулой:

тепловой поток от пламени к поверхности (кВт/м2); - потери тепла с поверхности (например, за счет излучения и теплопроводности через твердое тело), ​​выраженные в виде потока (кВт/м2); Aтопливо площадь поверхности топлива (м2); а также Lv - теплота газификации (эквивалентная скрытой теплоте испарения жидкости) (кДж/г). Если пожар развивается в замкнутом пространстве, горячие дымовые газы, поднимающиеся от огня (под действием плавучести), отклоняются под потолок, нагревая верхние поверхности. Образовавшийся слой дыма и горячие поверхности распространяются вниз к нижней части ограждения, в частности к поверхности топлива, увеличивая тем самым скорость горения:

в котором дополнительное тепло, подведенное излучением от верхней части ограждения (кВт/м2). Эта дополнительная обратная связь приводит к значительному увеличению скорости горения и к явлению вспышки в закрытых помещениях, где есть достаточный запас воздуха и достаточное количество топлива для поддержания огня (Drysdale 1985).

Скорость горения сдерживается величиной величины Lv, теплота газификации. Для жидкостей этот показатель, как правило, низкий, а для твердых веществ – относительно высокий. Следовательно, твердые тела имеют тенденцию гореть намного медленнее, чем жидкости.

Утверждалось, что наиболее важным отдельным параметром, определяющим поведение материала (или совокупности материалов) при пожаре, является скорость тепловыделения (RHR), которая связана со скоростью горения уравнением:

где – эффективная теплота сгорания топлива (кДж/г). В настоящее время доступны новые методы измерения RHR при различных тепловых потоках (например, конусный калориметр), и теперь можно измерять RHR крупных предметов, таких как мягкая мебель и облицовка стен, в крупномасштабных калориметрах, использующих потребление кислорода. измерения для определения скорости выделения тепла (Бабраускас и Грейсон, 1992).

Следует отметить, что по мере увеличения размеров пожара увеличивается не только скорость тепловыделения, но и скорость образования «продуктов огня». Они содержат токсичные и вредные вещества, а также твердые частицы дыма, выход которых увеличивается, когда пожар, развивающийся в ограждении здания, становится недостаточным.

Зажигание

Воспламенение жидкости или твердого вещества включает повышение температуры поверхности до тех пор, пока пары не будут выделяться со скоростью, достаточной для поддержания пламени после воспламенения паров. Жидкие виды топлива можно классифицировать по их горячие точки, самая низкая температура, при которой на поверхности находится воспламеняющаяся смесь пар/воздух (т. е. давление пара соответствует нижнему пределу воспламеняемости). Их можно измерить с помощью стандартного прибора, и типичные примеры приведены в таблице 2. Для получения достаточного потока паров, необходимого для поддержания диффузионного пламени, требуется несколько более высокая температура. Это известно как огневая точка. Для горючих твердых веществ справедливы те же концепции, но требуются более высокие температуры, поскольку происходит химическое разложение. Температура воспламенения обычно превышает 300 ° C, в зависимости от топлива. Как правило, огнезащитные материалы имеют значительно более высокую температуру воспламенения (см. Таблицу 2).

Таблица 2. Температуры вспышки и воспламенения жидких и твердых топлив

 

Температура вспышки в закрытом тигле1 (° C)

Пожарная точка2 (° C)

Бензин (октановое число 100) (л)

-38

n-Декан (л)

46

61.5

n-Додекан (л)

74

103

Полиметилметакрилат(ы)

310

FR полиметилметакрилат(ы)

377

Полипропилен(ы)

330

FR полипропилен(ы)

397

Полистирол(ы)

367

огнестойкий полистирол(ы)

445

л = жидкость; с = твердый.
1 Аппарат Пенского-Мартенса в закрытом тигле.
2 Жидкости: аппаратом Cleveland с открытым тиглем. Твердые вещества: Драйсдейл и Томсон (1994).
(Обратите внимание, что результаты для огнестойких материалов относятся к тепловому потоку 37 кВт/м2).

 

Таким образом, легкость воспламенения твердого материала зависит от легкости, с которой температура его поверхности может быть повышена до точки воспламенения, например, под воздействием лучистого тепла или потока горячих газов. Это в меньшей степени зависит от химии процесса разложения, чем от толщины и физических свойств твердого тела, а именно его теплопроводность (k), плотность (r) и расширение теплоемкость (c). Тонкие твердые тела, такие как древесная стружка (и все тонкие срезы), могут очень легко воспламениться, потому что они имеют низкую тепловую массу, то есть для повышения температуры до точки воспламенения требуется относительно небольшое количество тепла. Однако, когда тепло передается поверхности толстого твердого тела, часть тепла будет передаваться с поверхности в тело твердого тела, тем самым замедляя повышение температуры поверхности. Теоретически можно показать, что скорость повышения температуры поверхности определяется тепловая инерция материала, то есть продукта KRC. Это подтверждается на практике, так как толстые материалы с высокой тепловой инерцией (например, дуб, твердый полиуретан) воспламеняются при заданном тепловом потоке достаточно долго, а толстые материалы с низкой тепловой инерцией (например, волокнистая изоляционная плита, пенополиуретан) быстро воспламеняются (Drysdale 1985).

Источники воспламенения

Зажигание схематично показано на рисунке 2 (пилотное зажигание). Для успешного зажигания источник воспламенения должна быть способна не только повышать температуру поверхности до точки воспламенения или выше, но также должна вызывать воспламенение паров. Набегающее пламя будет действовать в обоих направлениях, но навязанный радиационный поток от удаленного источника может привести к выделению паров при температуре выше точки воспламенения без воспламенения паров. Однако, если выделяющиеся пары достаточно горячие (что требует, чтобы температура поверхности была намного выше температуры воспламенения), они могут самовозгораться при смешивании с воздухом. Этот процесс известен как самовозгорание.

Рисунок 2. Сценарий пилотного зажигания.

FIR010F2

Можно определить большое количество источников воспламенения, но у них есть одна общая черта: они являются результатом той или иной формы небрежности или бездействия. Типичный список включает открытое пламя, «материалы для курения», фрикционный нагрев, электрические устройства (обогреватели, утюги, плиты и т. д.) и так далее. Отличный обзор можно найти у Cote (1991). Некоторые из них приведены в таблице 3.

 


Таблица 3. Источники воспламенения

 

 


Примеры

 

Оборудование с электроприводом

Электрические обогреватели, фены, электрические одеяла и т.д.

Источник открытого огня

Спичка, зажигалка, паяльная лампа и т. д.

Газовое оборудование

Газовый камин, обогреватель, плита и т.д.

Другое топливное оборудование

Дровяная печь и др.

Зажженный табачный продукт

Сигара, трубка и т.д.

Горячий объект

Горячие трубы, механические искры и т. д.

Воздействие нагрева

Прилегающий костер и т.д.

Самопроизвольный нагрев

Тряпки, пропитанные льняным маслом, угольные кучи и т. д.

Химическая реакция

Редко — например, перманганат калия с глицерином.

 


 

Следует отметить, что тлеющие сигареты не могут непосредственно инициировать пламенное горение (даже в обычном газообразном топливе), но могут вызвать тлеющий в материалах, которые имеют склонность к этому типу горения. Это наблюдается только с материалами, обугливающимися при нагревании. Тление включает поверхностное окисление полукокса, при котором локально выделяется достаточно тепла для образования свежего кокса из соседнего несгоревшего топлива. Это очень медленный процесс, но в конечном итоге он может перейти в пламя. После этого огонь будет развиваться очень быстро.

Материалы, склонные к тлению, также могут проявлять явление саморазогрева (Bowes 1984). Это происходит, когда такой материал хранится в больших количествах и таким образом, что тепло, выделяемое медленным поверхностным окислением, не может уйти, что приводит к повышению температуры внутри массы. Если условия правильные, это может привести к неконтролируемому процессу, который в конечном итоге перерастет в реакцию тления на глубине материала.

Распространение пламени

Основным компонентом в развитии любого пожара является скорость, с которой пламя будет распространяться по соседним горючим поверхностям. Распространение пламени можно смоделировать как продвигающийся фронт воспламенения, в котором передняя кромка пламени действует как источник воспламенения топлива, которое еще не горит. Скорость распространения определяется частично теми же свойствами материала, которые контролируют легкость воспламенения, а частично взаимодействием между существующим пламенем и поверхностью перед фронтом. Вверх вертикальное распространение является наиболее быстрым, поскольку плавучесть обеспечивает движение пламени вверх, подвергая поверхность над областью горения прямой передаче тепла от пламени. Этому следует противопоставлять распространение по горизонтальной поверхности, когда пламя из зоны горения поднимается вертикально, от поверхности. Действительно, общеизвестно, что вертикальное распространение является наиболее опасным (например, распространение пламени по занавескам и драпировкам, а также по свободной одежде, такой как платья и ночные рубашки).

На скорость распространения также влияет наложенный поток лучистого тепла. При развитии пожара в помещении площадь пожара будет расти быстрее при возрастающем уровне радиации, которая накапливается по мере распространения пожара. Это будет способствовать ускорению роста пожара, характерному для перекрытия.

Теория пожаротушения

Тушение и подавление пожара можно исследовать с точки зрения приведенного выше наброска теории пожара. Процессы горения в газовой фазе (т. е. пламенные реакции) очень чувствительны к химическим ингибиторам. Несколько из антипирены используемые для улучшения «огнестойкости» материалов, основаны на том факте, что небольшое количество ингибитора, выделяемого вместе с парами топлива, подавляет установление пламени. Присутствие антипирена не может сделать горючий материал негорючим, но может затруднить воспламенение, возможно, полностью предотвратив воспламенение при условии, что источник воспламенения невелик. Однако, если огнезащитный материал попадает в существующий пожар, он будет гореть, поскольку высокие тепловые потоки подавляют действие антипирена.

Тушить пожар можно несколькими способами:

1. прекращение подачи паров топлива

2. тушение пламени химическими огнетушителями (ингибирование)

3. прекращение подачи воздуха (кислорода) к огню (тушение)

4. «выброс».

Контроль потока паров топлива

Первый способ, прекращение подачи паров топлива, явно применим к газоструйному пожару, при котором подачу топлива можно просто перекрыть. Тем не менее, это также самый распространенный и безопасный метод тушения пожара, связанного с конденсированным топливом. В случае пожара с участием твердого тела требуется охлаждение поверхности топлива ниже точки воспламенения, когда поток паров становится слишком мал, чтобы поддерживать пламя. Наиболее эффективно это достигается подачей воды как вручную, так и с помощью автоматических систем (разбрызгиватели, разбрызгиватели и т. д.). В общем случае с жидкостными пожарами нельзя бороться таким образом: жидкое топливо с низкой температурой воспламенения просто не может быть достаточно охлаждено, а в случае с высокотемпературным горючим происходит интенсивное испарение воды при контакте с горячей жидкостью на поверхность может привести к выбросу горящего топлива из контейнера. Это может иметь очень серьезные последствия для тех, кто борется с огнем. (Есть некоторые особые случаи, когда для борьбы с последним типом пожара может быть разработана автоматическая система распыления воды под высоким давлением, но это не является обычным явлением.)

Жидкостные пожары обычно тушат с помощью огнетушащей пены (Cote 1991). Это достигается путем аспирации пенообразователя в струю воды, которая затем направляется на огонь через специальное сопло, позволяющее вовлекать воздух в струю. Это создает пену, которая плавает поверх жидкости, уменьшая скорость подачи паров топлива за счет эффекта блокировки и защищая поверхность от теплопередачи от пламени. Пену следует наносить осторожно, формируя «плот», который постепенно увеличивается в размерах, покрывая поверхность жидкости. Пламя будет уменьшаться в размерах по мере роста плота, и в то же время пена будет постепенно разрушаться, высвобождая воду, которая будет способствовать охлаждению поверхности. Механизм на самом деле сложен, хотя конечным результатом является контроль потока паров.

Доступен ряд пенообразователей, и важно выбрать тот, который совместим с защищаемыми жидкостями. Первоначальные «белковые пены» были разработаны для сжигания жидких углеводородов, но быстро разрушаются при контакте с жидким топливом, растворимым в воде. Ряд «синтетических пен» был разработан для борьбы со всем диапазоном возгорания жидкости, с которым можно столкнуться. Одна из них, водная пленкообразующая пена (ВППП), представляет собой универсальную пену, которая также образует водяную пленку на поверхности жидкого топлива, что повышает его эффективность.

Гашение пламени

Этот метод использует химические средства подавления пламени для тушения пламени. Реакции, протекающие в пламени, включают свободные радикалы, высокореактивные частицы, которые существуют только мимолетно, но постоянно регенерируются в результате разветвленного цепного процесса, который поддерживает достаточно высокие концентрации, чтобы позволить протекать общей реакции (например, реакции типа R1). быстрым темпом. Химические средства подавления, примененные в достаточном количестве, вызовут резкое падение концентрации этих радикалов, эффективно гася пламя. Наиболее распространенными агентами, действующими таким образом, являются галоны и сухие порошки.

Галоны реагируют в пламени с образованием других промежуточных частиц, с которыми предпочтительно реагируют радикалы пламени. Для тушения пожара требуется относительно небольшое количество галонов, и по этой причине они традиционно считались очень желательными; огнетушащие концентрации являются «вдыхаемыми» (хотя продукты, образующиеся при прохождении через пламя, являются вредными). Сухие порошки действуют аналогичным образом, но при определенных обстоятельствах гораздо эффективнее. Мелкие частицы рассеиваются в пламени и вызывают обрыв радикальных цепей. Важно, чтобы частицы были мелкими и многочисленными. Это достигается производителями многих патентованных марок сухих порохов путем выбора пороха, который «декрепитирует», то есть частицы дробятся на более мелкие частицы, когда они подвергаются воздействию высоких температур пламени.

Для человека, чья одежда загорелась, огнетушитель с сухим порошком признан лучшим методом контроля пламени и защиты этого человека. Быстрое вмешательство дает быстрый «нокдаун», что сводит к минимуму травмы. Однако пламя должно быть полностью погашено, потому что частицы быстро падают на землю, и любое остаточное пламя быстро восстанавливается. Точно так же галоны будут оставаться эффективными только в том случае, если сохраняются локальные концентрации. Если его применять на открытом воздухе, пары галона быстро рассеиваются, и снова огонь быстро возобновится, если есть остаточное пламя. Что еще более важно, за потерей подавителя последует повторное воспламенение топлива, если температура поверхности достаточно высока. Ни галоны, ни сухие порошки не оказывают существенного охлаждающего действия на поверхность топлива.

Удаление подачи воздуха

Следующее описание является чрезмерным упрощением процесса. В то время как «отключение подачи воздуха» обязательно приведет к тушению пожара, для этого необходимо лишь снизить концентрацию кислорода ниже критического уровня. Хорошо известный «тест на кислородный индекс» классифицирует горючие материалы в соответствии с минимальной концентрацией кислорода в кислородно-азотной смеси, которая только поддерживает пламя. Многие распространенные материалы будут гореть при концентрации кислорода примерно до 14% при температуре окружающей среды (около 20 °C) и в отсутствие какой-либо навязанной теплопередачи. Критическая концентрация зависит от температуры и уменьшается с повышением температуры. Таким образом, огонь, который горит в течение некоторого времени, будет способен поддерживать пламя при концентрации, возможно, всего лишь 7%. Огонь в помещении можно сдержать и даже погасить самостоятельно, если ограничить доступ кислорода, оставив двери и окна закрытыми. Пламя может прекратиться, но тление будет продолжаться при гораздо более низких концентрациях кислорода. Попадание воздуха путем открытия двери или разбивания окна до того, как помещение достаточно остынет, может привести к сильному извержению огня, известному как обратная тягаили обратным.

«Удаления воздуха» добиться трудно. Однако атмосферу можно сделать «инертной» за счет полного затопления газом, который не поддерживает горение, например, азотом, двуокисью углерода или газами, образующимися в процессе горения (например, в судовых двигателях), с низким содержанием кислорода и высоким содержанием кислорода. в углекислом газе. Этот прием можно использовать только в закрытых помещениях, так как необходимо поддерживать необходимую концентрацию «инертного газа» до полного тушения пожара или начала работ по тушению пожара. Полное затопление имеет особые применения, например, для трюмов кораблей и коллекций редких книг в библиотеках. Требуемые минимальные концентрации инертных газов приведены в таблице 4. Они основаны на предположении, что пожар обнаруживается на ранней стадии и что затопление осуществляется до того, как в помещении накопится слишком много тепла.

Таблица 4: Сравнение концентраций различных газов, необходимых для инертизации

Агент

Минимальная концентрация (% объема)

Галон 1301

8.0

Галон 1211

8.1

Азот

Углекислый газ

 

«Удаление воздуха» может быть осуществлено в непосредственной близости от небольшого пожара путем местного применения тушащего вещества из огнетушителя. Углекислый газ является единственным газом, который используется таким образом. Однако, так как этот газ быстро рассеивается, необходимо во время атаки на огонь погасить все пламя; в противном случае пламя восстановится. Повторное возгорание также возможно, потому что углекислый газ практически не оказывает охлаждающего действия. Стоит отметить, что мелкодисперсная струя воды, увлекаемая в пламя, может вызвать погасание в результате совместного испарения капель (охлаждающего зону горения) и снижения концентрации кислорода за счет разбавления водяным паром (действующего аналогично как углекислый газ). В качестве возможной замены галонов рассматриваются мелкодисперсные водяные брызги и туманы.

Здесь уместно отметить, что не рекомендуется гасить газовое пламя, если поток газа не может быть остановлен сразу же после этого. В противном случае может образоваться значительный объем легковоспламеняющегося газа, который впоследствии воспламенится с потенциально серьезными последствиями.

Задуть

Этот метод включен сюда для полноты. Пламя спички можно легко задуть, увеличив скорость воздуха выше критического значения вблизи пламени. Механизм работает путем дестабилизации пламени вблизи топлива. В принципе, более крупные пожары можно контролировать таким же образом, но для создания достаточной скорости обычно требуются заряды взрывчатого вещества. Таким способом можно потушить пожары на нефтяных скважинах.

Наконец, необходимо подчеркнуть общую черту, заключающуюся в том, что легкость тушения пожара быстро уменьшается по мере увеличения размера пожара. Раннее обнаружение позволяет вымирать с минимальным количеством подавителя и меньшими потерями. При выборе системы пожаротушения следует учитывать потенциальную скорость развития пожара и доступный тип системы обнаружения.

Взрывы

Взрыв характеризуется внезапным высвобождением энергии, создающим ударную или взрывную волну, которая может нанести дистанционный ущерб. Существует два различных типа источников, а именно бризантный взрыв и взрыв под давлением. Типичными взрывчатыми веществами являются такие соединения, как тринитротолуол (ТНТ) и циклотриметилентринитрамин (гексоген). Эти соединения являются сильно экзотермическими веществами, разлагающимися с выделением значительного количества энергии. Несмотря на то, что они термически стабильны (хотя некоторые из них менее стабильны и требуют десенсибилизации, чтобы сделать их безопасными в обращении), их можно вызвать детонацию с разложением, распространяющимся со скоростью звука через твердое тело. Если количество выделяемой энергии достаточно велико, от источника будет распространяться взрывная волна, способная нанести значительный ущерб на расстоянии.

Оценивая дистанционный ущерб, можно оценить размер взрыва в терминах «тротилового эквивалента» (обычно в метрических тоннах). Этот метод основан на большом количестве данных, которые были собраны о потенциальном ущербе от тротила (большая часть из них во время войны), и использует эмпирические законы масштабирования, которые были разработаны на основе исследований ущерба, причиняемого известными количествами тротила.

В мирное время бризантные взрывчатые вещества используются в различных сферах деятельности, в том числе в горнодобывающей промышленности, разработке карьеров и крупных строительных работах. Их присутствие на объекте представляет собой особую опасность, которая требует специального управления. Однако другой источник «взрывов» может быть столь же разрушительным, особенно если опасность не была распознана. Избыточное давление, приводящее к скачкам давления, может быть результатом химических процессов внутри установок или чисто физических эффектов, как это происходит, если сосуд нагревается снаружи, что приводит к избыточному давлению. Срок БЛЕВЕ (взрыв расширяющегося пара кипящей жидкости) берет свое начало здесь, первоначально ссылаясь на выход из строя паровых котлов. В настоящее время он также широко используется для описания случая, когда сосуд под давлением, содержащий сжиженный газ, такой как LPG (сжиженный нефтяной газ), выходит из строя в результате пожара, высвобождая легковоспламеняющееся содержимое, которое затем воспламеняется, образуя «огненный шар».

С другой стороны, избыточное давление может быть вызвано внутренним химическим процессом. В обрабатывающей промышленности самонагревание может привести к неконтролируемой реакции, генерирующей высокие температуры и давления, способные вызвать скачок давления. Однако наиболее распространенный тип взрыва вызывается воспламенением горючей газовоздушной смеси, которая заключена в элементе установки или в любой ограждающей конструкции или ограждении. Предпосылкой является образование легковоспламеняющейся смеси, чего следует избегать путем правильного проектирования и управления. В случае аварийного выброса горючая атмосфера будет существовать везде, где концентрация газа (или пара) находится между нижним и верхним пределами воспламеняемости (таблица 1). Если в одну из этих областей ввести источник воспламенения, предварительно перемешанное пламя будет быстро распространяться от источника, превращая топливно-воздушную смесь в продукты сгорания при повышенной температуре. Оно может достигать 2,100 К, что указывает на то, что в полностью закрытой системе, изначально имеющей температуру 300 К, возможно избыточное давление до 7 бар. Только специально сконструированные сосуды под давлением способны выдержать такое избыточное давление. Обычные здания рухнут, если не будут защищены панелями для сброса давления, разрывными дисками или системой подавления взрыва. Если горючая смесь образуется внутри здания, последующий взрыв может привести к значительным структурным повреждениям — возможно, к полному разрушению, — если только взрыв не выйдет наружу через отверстия (например, выбитые окна), созданные на ранних стадиях взрыва.

Взрывы этого типа также связаны с воспламенением пылевых взвесей в воздухе (Палмер, 1973). Они возникают при значительном скоплении «взрывоопасной» пыли, которая смещается с полок, стропил и уступов внутри здания, образуя облако, которое затем подвергается воздействию источника воспламенения (например, на мукомольных заводах, элеваторах и т. д.). .). Пыль должна (очевидно) быть горючей, но не вся горючая пыль взрывоопасна при температуре окружающей среды. Стандартные тесты были разработаны для определения того, является ли пыль взрывоопасной. Их также можно использовать для иллюстрации того, что взрывоопасная пыль имеет «пределы взрываемости», сходные по концепции с «пределами воспламеняемости» газов и паров. В общем, взрыв пыли может нанести большой ущерб, потому что начальное событие может привести к вытеснению большего количества пыли, образуя еще большее пылевое облако, которое неизбежно воспламенится, что приведет к еще большему взрыву.

Вентиляция взрываили облегчение взрыва, будет успешно работать только в том случае, если скорость развития взрыва относительно низкая, например, при распространении предварительно перемешанного пламени через неподвижную горючую смесь или взрывоопасное пылевое облако. Взрывная вентиляция бесполезна, если речь идет о детонации. Причина этого в том, что отверстия для сброса давления должны быть созданы на ранней стадии события, когда давление еще относительно низкое. Если происходит детонация, давление возрастает слишком быстро, чтобы сброс был эффективным, и ограждающий сосуд или элемент установки испытывает очень высокое внутреннее давление, которое приведет к массивному разрушению. Детонация горючей газовой смеси может произойти, если смесь содержится в длинной трубе или воздуховоде. При определенных условиях распространение предварительно перемешанного пламени будет толкать несгоревший газ впереди фронта пламени со скоростью, которая увеличивает турбулентность, что, в свою очередь, увеличивает скорость распространения. Это обеспечивает петлю обратной связи, которая заставит пламя ускоряться до тех пор, пока не сформируется ударная волна. Это, в сочетании с процессом горения, представляет собой детонационную волну, которая может распространяться со скоростями, значительно превышающими 1,000 м/с. Это можно сравнить с основная скорость горения стехиометрической пропан/воздушной смеси 0.45 м/с. (Это скорость, с которой пламя будет распространяться через неподвижную (т. е. не турбулентную) смесь пропана и воздуха.)

Нельзя недооценивать роль турбулентности в развитии этого типа взрыва. Успешная работа системы взрывозащиты зависит от раннего сброса или раннего подавления. Если скорость развития взрыва слишком высока, то система защиты не будет эффективной, и могут возникнуть недопустимые избыточные давления.

Альтернативой обезвреживанию взрыва является подавление взрыва. Этот тип защиты требует, чтобы взрыв был обнаружен на очень ранней стадии, как можно ближе к воспламенению. Детектор используется для инициирования быстрого выброса гасящего вещества на пути распространения пламени, эффективно останавливая взрыв до того, как давление возрастет до такой степени, при которой целостность ограждающих границ окажется под угрозой. Для этой цели обычно использовались галоны, но по мере того, как они постепенно выводятся из употребления, в настоящее время внимание уделяется использованию систем распыления воды под высоким давлением. Этот тип защиты очень дорог и имеет ограниченное применение, поскольку его можно использовать только в относительно небольших объемах, в пределах которых можно быстро и равномерно распределить подавитель (например, воздуховоды, несущие легковоспламеняющиеся пары или взрывоопасную пыль).

Анализ информации для противопожарной защиты

В общих чертах, пожарная наука только недавно достигла стадии, на которой она способна обеспечить базу знаний, на которой могут быть основаны рациональные решения в отношении инженерного проектирования, включая вопросы безопасности. Традиционно пожарная безопасность развивалась специальный основе, эффективно реагируя на инциденты, вводя правила или другие ограничения, чтобы гарантировать, что они не будут повторяться. Примеров можно привести много. Например, Великий пожар в Лондоне в 1666 году привел к установлению первых строительных правил (или кодексов) и развитию страхования от пожаров. Недавние инциденты, такие как пожары в высотных офисных зданиях в Сан-Паулу, Бразилия, в 1972 и 1974 годах, инициировали изменения строительных норм и правил, сформулированные таким образом, чтобы предотвратить подобные пожары с многочисленными жертвами в будущем. Аналогичным образом решались и другие проблемы. В Калифорнии в Соединенных Штатах была признана опасность, связанная с некоторыми типами современной мягкой мебели (особенно с той, которая содержит стандартный пенополиуретан), и в конечном итоге были введены строгие правила для контроля ее доступности.

Это простые случаи, когда наблюдения за последствиями пожара привели к введению набора правил, направленных на повышение безопасности человека и общества в случае пожара. Решение о действиях по любому вопросу должно быть обосновано на основе анализа наших знаний о пожарах. Нужно показать, что проблема реальна. В некоторых случаях — например, в случае с пожарами в Сан-Паулу — это упражнение носит академический характер, но в других случаях, таких как «доказательство» того, что современная мебель представляет собой проблему, необходимо обеспечить разумное расходование связанных с этим расходов. Для этого требуется надежная база данных о пожарах, которая за несколько лет способна показать тенденции в количестве пожаров, количестве погибших, частоте возгорания определенного типа и т. д. Затем можно использовать статистические методы для изучения того, тенденция или изменение являются значительными, и принимаются соответствующие меры.

В ряде стран пожарная команда обязана представлять отчет о каждом посещенном пожаре. В Соединенном Королевстве и Соединенных Штатах ответственный офицер заполняет форму отчета, которая затем передается в центральную организацию (Министерство внутренних дел в Соединенном Королевстве, Национальную ассоциацию противопожарной защиты, NFPA в Соединенных Штатах), которая затем кодирует и обрабатывает данные в установленном порядке. Затем данные доступны для проверки государственными органами и другими заинтересованными сторонами. Эти базы данных имеют неоценимое значение для выявления (например) основных источников воспламенения и предметов, которые загорелись первыми. Изучение количества смертельных случаев и их связи с источниками воспламенения и т. д. показало, что число людей, погибших при пожарах, вызванных курительными материалами, значительно не соответствует количеству пожаров, возникающих таким образом.

Надежность этих баз данных зависит от навыков, с которыми пожарные проводят расследование пожара. Расследование пожаров — непростая задача, требующая значительных способностей и знаний, в частности знаний в области пожарной науки. Пожарная служба в Соединенном Королевстве по закону обязана представлять форму отчета о пожаре для каждого пожара, на котором присутствовали, что возлагает значительную ответственность на ответственного офицера. Построение формы имеет решающее значение, так как она должна извлекать требуемую информацию достаточно подробно. «Базовая форма отчета об инциденте», рекомендованная NFPA, показана на Справочник по противопожарной защите (Кот 1991).

Данные можно использовать двумя способами: либо для выявления проблемы пожара, либо для предоставления рационального аргумента, необходимого для обоснования определенного курса действий, который может потребовать государственных или частных расходов. Для демонстрации результатов предпринятых действий можно использовать давно созданную базу данных. Следующие десять пунктов были получены из статистики NFPA за период с 1980 по 1989 год (Cote 1991):

1. Домашние извещатели дыма широко используются и очень эффективны (но остаются значительные пробелы в стратегии извещателей).

2. Автоматические разбрызгиватели значительно сокращают человеческие жертвы и потери имущества. Более широкое использование переносного и локального отопительного оборудования резко увеличило количество домашних пожаров, связанных с отопительным оборудованием.

3. Зажигательные и подозрительные пожары продолжали снижаться по сравнению с пиком 1970-х гг., но связанный с ними материальный ущерб перестал снижаться.

4. Большая часть смертельных случаев среди пожарных связана с сердечными приступами и действиями вдали от места пожара.

5. В сельской местности самая высокая смертность от пожаров.

6. Курение материалов, воспламеняющих мягкую мебель, матрасы или постельные принадлежности, приводит к наиболее смертоносным сценариям пожара в жилых помещениях.

7. Смертность от пожаров в США и Канаде одна из самых высоких среди всех развитых стран.

8. В штатах Старого Юга США самый высокий уровень смертности от пожаров.

9. Пожилые люди подвергаются особо высокому риску гибели при пожаре.

 

Такие выводы, конечно, специфичны для каждой страны, хотя есть и общие тенденции. Тщательное использование таких данных может обеспечить средства для разработки разумной политики в отношении пожарной безопасности в сообществе. Однако следует помнить, что они неизбежно являются «реактивными», а не «упреждающими». Упреждающие меры могут быть введены только после детальной оценки пожарной опасности. Такой образ действий вводился постепенно, начиная с атомной промышленности и переходя в химическую, нефтехимическую и морскую промышленность, где риски гораздо легче определить, чем в других отраслях. Их применение в отелях и общественных зданиях, как правило, намного сложнее и требует применения методов моделирования пожара для прогнозирования течения пожара и того, как продукты пожара будут распространяться по зданию, воздействуя на находящихся в нем людей. В этом типе моделирования были достигнуты значительные успехи, хотя следует сказать, что предстоит пройти долгий путь, прежде чем эти методы можно будет уверенно использовать. Техника пожарной безопасности по-прежнему нуждается во многих фундаментальных исследованиях в области науки о пожарной безопасности, прежде чем надежные инструменты оценки пожарной опасности станут широко доступными.

 

Назад

Четверг, Март 24 2011 18: 22

Источники пожарной опасности

Огонь сжигание определялись различными способами. Для наших целей наиболее важными утверждениями в связи с горением как явлением являются следующие:

  • Горение представляет собой самоподдерживающийся ход реакций, состоящих из физических и химических превращений.
  • Участвующие материалы вступают в реакцию с окислителем в их окружении, что в большинстве случаев происходит с кислородом воздуха.
  • Воспламенение требует благоприятных начальных условий, которые обычно представляют собой достаточный нагрев системы, который покрывает первоначальную потребность в энергии цепной реакции горения.
  • Результирующие реакции часто являются экзотермическими, что означает, что во время горения выделяется тепло, и это явление часто сопровождается видимым пламенем.

 

Зажигание можно считать первой стадией самоподдерживающегося процесса горения. Это может произойти как пилотное зажигание (или принудительное зажигание) если явление вызвано каким-либо внешним источником воспламенения или оно может произойти как автоматическое зажигание (или самовоспламенение) если явление является результатом реакций, происходящих в самом горючем материале и сопряженных с выделением тепла.

Склонность к воспламенению характеризуется эмпирическим параметром Температура возгорания (т. е. самая низкая температура, определяемая испытанием, до которой необходимо нагреть материал для воспламенения). В зависимости от того, определяется ли этот параметр специальными методами испытаний при использовании любого источника воспламенения, мы различаем пилотная температура воспламенения и температура самовоспламенения.

В случае пилотного воспламенения энергия, необходимая для активации материалов, участвующих в реакции горения, обеспечивается источниками воспламенения. Однако прямой зависимости между количеством теплоты, необходимой для воспламенения, и температурой воспламенения нет, поскольку хотя химический состав компонентов горючей системы является существенным параметром температуры воспламенения, на него существенное влияние оказывают размеры и форма материалов. , давление окружающей среды, условия воздушного потока, параметры источника воспламенения, геометрические особенности испытательной установки и т. д. Это является причиной того, что опубликованные в литературе данные для температуры самовоспламенения и температуры пилотного воспламенения могут существенно различаться.

Механизм воспламенения материалов в различных состояниях можно просто проиллюстрировать. Это включает в себя изучение материалов в виде твердых тел, жидкостей или газов.

Лучшее твердые материалы поглощают энергию любого внешнего источника воспламенения путем теплопроводности, конвекции или излучения (чаще всего за счет их комбинации) или нагреваются в результате происходящих внутри процессов выделения тепла, которые начинают разложение на их поверхности.

Чтобы воспламенение произошло с жидкости, они должны иметь над своей поверхностью паровое пространство, способное гореть. Выделяющиеся пары и газообразные продукты разложения смешиваются с воздухом над поверхностью жидкого или твердого материала.

Возникающие в смеси турбулентные потоки и/или диффузия помогают кислороду достигать молекул, атомов и свободных радикалов на поверхности и над ней, которые уже пригодны для реакции. Индуцированные частицы вступают во взаимодействие, в результате чего выделяется тепло. Процесс неуклонно ускоряется, и по мере запуска цепной реакции материал воспламеняется и горит.

Горение в подповерхностном слое твердых горючих материалов называется тлеющий, а реакция горения, протекающая на границе раздела твердых материалов и газа, называется пылающий. Сгорая пламенем (или пламенный) — процесс, при котором экзотермическая реакция горения протекает в газовой фазе. Это характерно для горения как жидких, так и твердых материалов.

Горючие газы естественно горят в газовой фазе. Важное эмпирическое утверждение состоит в том, что смеси газов и воздуха способны воспламеняться только в определенном диапазоне концентраций. Это справедливо и для паров жидкостей. Нижний и верхний пределы воспламенения газов и паров зависят от температуры и давления смеси, источника воспламенения и концентрации инертных газов в смеси.

Источники возгорания

Явления, обеспечивающие тепловую энергию, можно разделить на четыре основные категории по своему происхождению (Sax 1979):

1. тепловая энергия, образующаяся при химических реакциях (теплота окисления, теплота сгорания, теплота растворения, самонагрев, теплота разложения и т. д.)

2. электрическая тепловая энергия (резистивный нагрев, индукционный нагрев, тепло от дуги, электрических искр, электростатических разрядов, тепло от удара молнии и т. д.)

3. механическая тепловая энергия (тепло трения, искры трения)

4. тепло, выделяющееся при ядерном разложении.

Следующее обсуждение касается наиболее часто встречающихся источников воспламенения.

Открытое пламя

Открытый огонь может быть самым простым и наиболее часто используемым источником воспламенения. Большое количество инструментов общего пользования и различных видов технологического оборудования работают с открытым пламенем или позволяют создавать открытое пламя. Горелки, спички, печи, отопительное оборудование, пламя сварочных горелок, сломанные газовые и маслопроводы и т. д. практически могут считаться потенциальными источниками воспламенения. Поскольку при открытом пламени сам первичный источник воспламенения представляет собой существующее самоподдерживающееся горение, механизм воспламенения по существу означает распространение горения на другую систему. При условии, что источник воспламенения с открытым пламенем обладает достаточной энергией для инициирования воспламенения, начнется горение.

Самовозгорание

Химические реакции, самопроизвольно выделяющие тепло, влекут за собой риск воспламенения и возгорания как «внутренних источников воспламенения». Однако материалы, склонные к самовозгоранию и самовозгоранию, могут стать вторичными источниками воспламенения и привести к воспламенению горючих материалов в окружающей среде.

Хотя некоторые газы (например, фосфористый водород, гидрид бора, гидрид кремния) и жидкости (например, карбонилы металлов, металлоорганические соединения) склонны к самовозгоранию, большинство самовоспламенений происходит в результате поверхностных реакций твердых материалов. Самовозгорание, как и все возгорания, зависит от химической структуры материала, но его возникновение определяется степенью дисперсности. Большая удельная поверхность обеспечивает локальное накопление тепла реакции и способствует повышению температуры материала выше температуры самовоспламенения.

Самовозгоранию жидкостей способствует также их контакт с воздухом на твердых материалах с большой удельной поверхностью. Жиры и особенно ненасыщенные масла, содержащие двойные связи, при поглощении волокнистыми материалами и изделиями из них, а также при пропитке тканей растительного или животного происхождения склонны к самовоспламенению при нормальных атмосферных условиях. Самовозгорание изделий из стекловаты и минеральной ваты, изготовленных из негорючих волокон или неорганических материалов, покрывающих большие удельные поверхности и загрязненных нефтью, приводило к очень тяжелым пожарам.

Самовозгорание наблюдалось в основном с пылью твердых материалов. Для металлов с хорошей теплопроводностью локальное накопление тепла, необходимое для воспламенения, требует очень тонкого дробления металла. С уменьшением размера частиц увеличивается вероятность самовоспламенения, а с некоторыми металлическими пылями (например, железными) наступает пирофорность. При хранении и обращении с угольной пылью, сажей мелкого рассеяния, пылью лаков и синтетических смол, а также при проведении с ними технологических операций особое внимание следует уделять противопожарным мерам по снижению опасности самовозгорания.

Материалы, склонные к самопроизвольному разложению, проявляют особую способность к самовозгоранию. Гидразин при попадании на любой материал с большой площадью поверхности мгновенно воспламеняется. Пероксиды, широко используемые в пластмассовой промышленности, легко самопроизвольно разлагаются и в результате разложения становятся опасными источниками воспламенения, иногда инициируя взрывное горение.

Бурная экзотермическая реакция, возникающая при контакте определенных химических веществ друг с другом, может рассматриваться как частный случай самовозгорания. Примерами таких случаев являются контакт концентрированной серной кислоты со всеми органическими горючими материалами, хлоратов с солями или кислотами серы или аммония, галогенорганическими соединениями со щелочными металлами и т. д. Особенностью этих материалов является «непереносимость друг друга» (несовместимые материалы) требует особого внимания, особенно при их хранении и совместном хранении и разработке правил пожаротушения.

Следует отметить, что такой опасно высокий самопроизвольный нагрев в ряде случаев может быть обусловлен неправильными технологическими условиями (недостаточная вентиляция, низкая холодопроизводительность, несоответствие технического обслуживания и очистки, перегрев реакции и т. д.) или им способствовать.

Некоторые сельскохозяйственные продукты, такие как волокнистые корма, масличные семена, прорастающие злаки, конечные продукты перерабатывающей промышленности (сушеная свекольная стружка, удобрения и т. д.), проявляют склонность к самовозгоранию. Самопроизвольный нагрев этих материалов имеет особенность: опасный температурный режим систем усугубляется некоторыми экзотермическими биологическими процессами, которые трудно контролировать.

Источники электрического воспламенения

Силовые машины, приборы и нагревательные устройства, работающие от электрической энергии, а также оборудование для преобразования энергии и освещения, как правило, не представляют пожарной опасности для окружающей их среды при условии, что они установлены с соблюдением соответствующих норм и требований безопасности. стандартов и что при их эксплуатации соблюдены связанные с ними технологические инструкции. Регулярное техническое обслуживание и периодический надзор значительно снижают вероятность пожаров и взрывов. Наиболее частыми причинами возгорания электроприборов и электропроводки являются: перегрузка, короткие замыкания, электрические искры высокое контактное сопротивление.

Перегрузка возникает, когда проводка и электроприборы подвергаются воздействию более высокого тока, чем тот, на который они рассчитаны. Перегрузки по току, протекающему по проводке, приборам и оборудованию, могут привести к такому перегреву, что перегретые элементы электрической системы повреждаются или выходят из строя, стареют или обугливаются, что приводит к расплавлению покрытий шнуров и кабелей, возгоранию металлических частей и возгоранию конструкций. агрегаты, приходящие к воспламенению и, в зависимости от условий, также распространяющие огонь на окружающую среду. Наиболее частой причиной перегрузки является превышение допустимого количества подключенных потребителей или превышение их мощности установленного значения.

Безопасность работы электрических систем чаще всего подвергается опасности из-за коротких замыканий. Они всегда являются следствием любого повреждения и возникают, когда части электропроводки или оборудования с одинаковым уровнем потенциала или с разными уровнями потенциала, изолированные друг от друга и земли, соприкасаются друг с другом или с землей. Этот контакт может возникать непосредственно как контакт металла с металлом или косвенно, через электрическую дугу. При коротких замыканиях, когда некоторые узлы электрической системы соприкасаются друг с другом, сопротивление будет значительно меньше, и, как следствие, сила тока будет чрезвычайно высока, может быть, на несколько порядков ниже. Тепловая энергия, выделяющаяся при перегрузках по току с большими короткими замыканиями, может привести к пожару в устройстве, пострадавшем от короткого замыкания, с воспламенением материалов и оборудования в окружающей зоне и распространением огня на здание.

Электрические искры являются источниками тепловой энергии малой природы, но, как показывает опыт, часто выступают в роли источников воспламенения. В нормальных условиях работы большинство электроприборов не испускают искры, но работа некоторых устройств обычно сопровождается искрами.

Искрообразование представляет опасность прежде всего в местах, где в зоне их образования могут возникнуть взрывоопасные концентрации газа, пара или пыли. Следовательно, оборудование, обычно выделяющее искры во время работы, разрешается устанавливать только в местах, где искры не могут привести к возгоранию. Энергии искры самой по себе недостаточно для воспламенения материалов в окружающей среде или инициирования взрыва.

Если электрическая система не имеет идеального металлического контакта между структурными единицами, через которые протекает ток, в этом месте будет возникать высокое контактное сопротивление. Это явление в большинстве случаев связано с неправильной конструкцией соединений или с некачественной установкой. Разъединение соединений во время работы и естественный износ также могут быть причиной высокого контактного сопротивления. Большая часть тока, протекающего через места с повышенным сопротивлением, преобразуется в тепловую энергию. Если эта энергия не может быть рассеяна в достаточной степени (и причина не может быть устранена), чрезвычайно большое повышение температуры может привести к пожару, представляющему опасность для окружающей среды.

Если устройства работают на основе индукционной концепции (двигатели, динамо-машины, трансформаторы, реле и т. д.) и не рассчитаны должным образом, то при работе могут возникать вихревые токи. Из-за вихревых токов возможен нагрев узлов конструкции (катушек и их железных сердечников), что может привести к возгоранию изоляционных материалов и возгоранию оборудования. Вихревые токи могут возникать — с такими вредными последствиями — и в металлических конструктивных узлах вокруг высоковольтного оборудования.

Электростатические искры

Электростатический заряд — это процесс, в ходе которого любой материал, изначально обладавший электронейтральностью (и не зависящий от какой-либо электрической цепи), заряжается положительно или отрицательно. Это может происходить одним из трех способов:

1.      зарядка с разделением, так что заряды субтрактивной полярности накапливаются на двух телах одновременно

2.      зарядка с прохождением, так что уходящие заряды оставляют после себя заряды противоположных знаков полярности

3.      зарядка, взяв, так что тело получает заряды извне.

Эти три способа зарядки могут возникать в результате различных физических процессов, включая разделение после контакта, раскалывание, разрезание, измельчение, перемещение, трение, течение порошков и жидкостей в трубе, удары, изменение давления, изменение состояния, фотоионизацию, тепловую ионизацию и т. электростатическое распределение или высоковольтный разряд.

Электростатический заряд может возникать как на проводящих, так и на изолирующих телах в результате любого из упомянутых выше процессов, но в большинстве случаев за накопление нежелательных зарядов ответственны механические процессы.

Из большого количества вредных воздействий и рисков, связанных с электростатическим зарядом и возникающим при этом искровым разрядом, можно выделить, в частности, два риска: опасность для электронного оборудования (например, компьютера для управления технологическим процессом) и опасность пожара и взрыва. .

Электронное оборудование подвергается опасности в первую очередь, если энергия разряда от зарядки достаточно высока, чтобы вызвать разрушение входа любой полупроводниковой детали. Развитие электронных устройств в последнее десятилетие сопровождалось быстрым увеличением этого риска.

Развитие пожаро- или взрывоопасности требует совпадения в пространстве и времени двух условий: наличия какой-либо горючей среды и разряда, способного к воспламенению. Эта опасность возникает в основном в химической промышленности. Его можно оценить на основе так называемого искрочувствительность опасных материалов (минимальная энергия воспламенения) и зависит от степени зарядки.

Важнейшей задачей является снижение этих рисков, а именно большого разнообразия последствий, которые простираются от технологических неполадок до катастроф со смертельным исходом. Существует два способа защиты от последствий электростатического заряда:

1. предотвращение начала процесса зарядки (очевидно, но обычно очень сложно реализовать)

2. ограничение накопления зарядов для предотвращения возникновения опасных разрядов (или любого другого риска).

Молния представляет собой атмосферное электрическое явление в природе и может рассматриваться как источник воспламенения. Статический заряд, создаваемый в облаках, уравновешивается по отношению к земле (удар молнии) и сопровождается высокоэнергетическим разрядом. Горючие материалы в месте удара молнии и в его окрестностях могут воспламениться и сгореть. При некоторых ударах молнии генерируются очень сильные импульсы, и энергия выравнивается в несколько ступеней. В других случаях начинают протекать длительные токи, иногда достигающие порядка 10 А.

Механическая тепловая энергия

Техническая практика постоянно связана с трением. При механической работе выделяется тепло трения, и если ограничить потери тепла до такой степени, что тепло аккумулируется в системе, ее температура может повыситься до значения, опасного для окружающей среды, и может возникнуть пожар.

Искры трения обычно возникают при металлотехнологических операциях из-за сильного трения (шлифование, скалывание, резка, удары) или из-за падения металлических предметов или инструментов на твердый пол или во время шлифовальных работ из-за металлических загрязнений в материале при шлифовальном воздействии. . Температура образующейся искры обычно выше температуры воспламенения обычных горючих материалов (например, для искры из стали 1,400—1,500 °С; искры из медно-никелевых сплавов 300—400 °С); однако воспламеняющая способность зависит от всего теплосодержания и наименьшей энергии воспламенения материала и вещества, подлежащих воспламенению, соответственно. На практике доказано, что искры трения представляют собой реальную пожароопасность в воздушных пространствах, где в опасных концентрациях присутствуют горючие газы, пары и пыль. Таким образом, в этих условиях следует избегать использования материалов, которые легко образуют искры, а также процессов с механическим искрообразованием. Безопасность в этих случаях обеспечивают искробезопасные инструменты, т. е. изготовленные из дерева, кожи или пластмассы, или инструменты из сплавов меди и бронзы, дающие искры малой энергии.

Горячие поверхности

На практике поверхности оборудования и устройств могут нагреваться до опасной степени как в норме, так и из-за неисправности. Печи, топки, сушильные устройства, газоотводы, паропроводы и т. д. часто вызывают пожары во взрывоопасных воздушных пространствах. Кроме того, их горячие поверхности могут воспламенять горючие материалы, приближающиеся к ним или соприкасающиеся с ними. Для профилактики следует соблюдать безопасные расстояния, а регулярный надзор и техническое обслуживание снизят вероятность возникновения опасного перегрева.

Пожарная опасность материалов и изделий

Присутствие горючего материала в горючих системах представляет собой очевидное условие горения. Явления горения и фазы процесса горения принципиально зависят от физических и химических свойств участвующего материала. Поэтому представляется разумным провести обзор воспламеняемости различных материалов и продуктов с точки зрения их характера и свойств. В этом разделе порядок группировки материалов определяется техническими аспектами, а не теоретическими концепциями (NFPA 1991).

Древесина и изделия из дерева

Дерево – один из самых распространенных материалов в человеческой среде. Из дерева изготавливают дома, строительные конструкции, мебель и товары народного потребления, а также оно широко используется для таких изделий, как бумага, а также в химической промышленности.

Древесина и изделия из дерева являются горючими и при контакте с высокотемпературными поверхностями и при воздействии теплового излучения, открытого огня или любого другого источника воспламенения обугливаются, тлеют, воспламеняются или горят в зависимости от условий горения. Для расширения области их применения требуется улучшение их горючих свойств. Чтобы сделать конструкции из дерева менее горючими, их обычно обрабатывают антипиренами (например, пропитывают, пропитывают, снабжают поверхностным покрытием).

Важнейшей характеристикой горючести различных пород древесины является температура воспламенения. Его величина сильно зависит от некоторых свойств древесины и условий определения испытаний, а именно плотности образца древесины, влажности, размера и формы, а также источника возгорания, времени выдержки, интенсивности выдержки и атмосферы во время испытаний. . Интересно отметить, что температура воспламенения, определяемая различными методами испытаний, различается. Опыт показал, что склонность чистых и сухих изделий из древесины к воспламенению крайне низка, однако известно несколько случаев пожаров, вызванных самовозгоранием, при хранении запыленных и промасленных древесных отходов в помещениях с недостаточной вентиляцией. Опытным путем доказано, что более высокое содержание влаги повышает температуру воспламенения и снижает скорость горения древесины. Термическое разложение древесины представляет собой сложный процесс, но его фазы можно четко проследить следующим образом:

  • Термическое разложение с потерей массы начинается уже в интервале 120-200°С; в камере сгорания происходит выделение влаги и разложение негорючих материалов.
  • При 200-280 °С протекают в основном эндотермические реакции с поглощением тепловой энергии источника воспламенения.
  • При 280-500 °С экзотермические реакции продуктов разложения неуклонно ускоряются как первичный процесс, при этом могут наблюдаться явления карбонизации. В этом диапазоне температур уже развилось поддерживающее горение. После воспламенения горение неустойчиво во времени из-за хорошей теплоизоляционной способности его обугленных слоев. Следовательно, прогрев более глубоких слоев ограничен и требует много времени. При ускорении всплытия горючих продуктов разложения горение будет полным.
  • При температурах выше 500 °C древесный уголь образует остатки. При его дополнительном накаливании образуется пепел, содержащий твердые, неорганические вещества, и процесс завершился.

 

Волокна и текстиль

Большинство тканей, изготовленных из волокнистых материалов, находящихся в непосредственной близости от людей, являются горючими. Одежда, мебель и застроенная среда частично или полностью состоят из текстиля. Опасность, которую они представляют, существует при их производстве, обработке и хранении, а также при ношении.

Основные материалы текстиля бывают как натуральными, так и искусственными; синтетические волокна используются либо отдельно, либо в смеси с натуральными волокнами. По химическому составу натуральные волокна растительного происхождения (хлопок, пенька, джут, лен) представляют собой целлюлозу, которая горюча, и эти волокна имеют относительно высокую температуру воспламенения (<<400°С). Выгодной особенностью их обжига является то, что при нагревании до высокой температуры они обугливаются, но не плавятся. Это особенно полезно для лечения пострадавших от ожогов.

По пожароопасным свойствам волокна белковой основы животного происхождения (шерсть, шелк, волосы) даже более благоприятны, чем волокна растительного происхождения, так как для их воспламенения требуется более высокая температура (500-600 °С), а при одинаковых условиях их горение менее интенсивно.

Пластмассовая промышленность, использующая несколько чрезвычайно хороших механических свойств полимерных продуктов, также получила известность в текстильной промышленности. Среди свойств акриловых, полиэфирных и термопластичных синтетических волокон (нейлон, полипропилен, полиэтилен) наименее выгодны свойства, связанные с горением. Большинство из них, несмотря на высокую температуру воспламенения (<<400-600 °С), плавятся при воздействии тепла, легко воспламеняются, интенсивно горят, падают или плавятся при горении и выделяют значительное количество дыма и ядовитых газов. Эти свойства горения могут быть улучшены за счет добавления натуральных волокон, образующих так называемые текстиль со смешанными волокнами. Дальнейшая обработка осуществляется антипиренами. Для изготовления тканей технического назначения и теплозащитной одежды уже в больших количествах используются неорганические, негорючие волокнистые изделия (в том числе стеклянные и металлические волокна).

Важнейшими пожароопасными характеристиками текстильных изделий являются свойства, связанные с воспламеняемостью, распространением пламени, выделением тепла и токсичными продуктами горения. Для их определения разработаны специальные тестовые методы. Полученные результаты испытаний влияют на области применения этих изделий (палатки и квартиры, мебель, обивка транспортных средств, одежда, ковры, шторы, специальная защитная одежда от жары и непогоды), а также на условия ограничения рисков при их использовании. Важнейшей задачей промышленных исследователей является разработка тканей, выдерживающих высокие температуры, обработанных антипиренами (трудногорючих, с длительным временем воспламенения, низкой скоростью распространения пламени, малой скоростью тепловыделения) и выделяющих небольшое количество токсичных продуктов горения. , а также для улучшения неблагоприятного воздействия пожарных аварий из-за горения таких материалов.

Горючие и легковоспламеняющиеся жидкости

При наличии источников воспламенения горючие и легковоспламеняющиеся жидкости являются потенциальными источниками риска. Во-первых, закрытое или открытое паровое пространство над такими жидкостями создает пожаро- и взрывоопасность. Возгорание, а чаще взрыв, может произойти, если материал присутствует в паровоздушной смеси в подходящей концентрации. Отсюда следует, что горение и взрыв в зоне горючих и легковоспламеняющихся жидкостей можно предотвратить, если:

  • исключаются источники воспламенения, воздух и кислород; или же
  • вместо кислорода в окружающей среде присутствует инертный газ; или же
  • жидкость хранится в закрытом сосуде или системе (см. рис. 1); или же
  • надлежащей вентиляцией предотвращается образование опасной концентрации паров.

 

Рисунок 1. Распространенные типы резервуаров для хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

FIR020F1

На практике известно большое количество характеристик материалов в связи с опасным характером горючих и легковоспламеняющихся жидкостей. Это температуры вспышки в закрытом и открытом тигле, температура кипения, температура воспламенения, скорость испарения, верхний и нижний пределы концентрации воспламеняемости (пределы воспламеняемости или взрыва), относительная плотность паров по сравнению с воздухом и энергия, необходимая для возгорание паров. Эти факторы дают полную информацию о чувствительности к воспламенению различных жидкостей.

Почти во всем мире температура вспышки, параметр, определяемый стандартными испытаниями в атмосферных условиях, используется в качестве основы для группировки жидкостей (и материалов, ведущих себя как жидкости при относительно низких температурах) по категориям риска. Требования безопасности к хранению жидкостей, обращению с ними, технологическим процессам и электрооборудованию, устанавливаемому в их зоне, должны быть разработаны для каждой категории воспламеняемости и горючести. Зоны риска вокруг технологического оборудования также должны быть определены для каждой категории. Опыт показал, что в зависимости от температуры и давления в системе могут произойти пожар и взрыв в диапазоне концентраций между двумя пределами воспламеняемости.

газов

Хотя все материалы - при определенной температуре и давлении - могут стать газами, на практике газообразными считаются материалы, которые находятся в газообразном состоянии при нормальной температуре (~ 20 ° C) и нормальном атмосферном давлении (~ 100 кПа).

По пожаро- и взрывоопасности газы можно разделить на две основные группы: топливо негорючие газы. Согласно принятому на практике определению, горючие газы — это те, которые горят на воздухе с нормальной концентрацией кислорода при наличии необходимых для горения условий. Воспламенение происходит только выше определенной температуры, при необходимой температуре воспламенения и в пределах заданного диапазона концентраций.

Негорючие газы – это те, которые не горят ни в кислороде, ни в воздухе при любой концентрации воздуха. Часть этих газов поддерживает горение (например, кислород), а другая часть тормозит горение. Негорючие газы, не поддерживающие горение, называются инертные газы (азот, инертные газы, углекислый газ и др.).

Для достижения экономической эффективности газы, хранящиеся и транспортируемые в контейнерах или транспортных сосудах, обычно находятся в сжатом, сжиженном или охлажденно-конденсированном (криогенном) состоянии. В основном существуют две опасные ситуации, связанные с газами: когда они находятся в контейнерах и когда они выпущены из своих контейнеров.

Для сжатых газов в контейнерах для хранения внешнее тепло может значительно повысить давление внутри контейнера, а чрезмерное избыточное давление может привести к взрыву. Контейнеры для хранения газа обычно включают паровую фазу и жидкую фазу. Из-за изменений давления и температуры расширение жидкой фазы вызывает дальнейшее сжатие парового пространства, а давление паров жидкости увеличивается пропорционально повышению температуры. В результате этих процессов может создаваться критически опасное давление. Контейнеры для хранения, как правило, должны содержать устройства для сброса избыточного давления. Они способны смягчить опасную ситуацию из-за более высоких температур.

Если резервуары для хранения недостаточно герметизированы или повреждены, газ будет вытекать в свободное воздушное пространство, смешиваться с воздухом и в зависимости от его количества и пути его течения может вызвать образование большого взрывоопасного воздушного пространства. Воздух вокруг протекающего резервуара для хранения может быть непригоден для дыхания и может быть опасен для находящихся рядом людей, частично из-за токсического действия некоторых газов и частично из-за разбавленной концентрации кислорода.

Принимая во внимание возможную пожароопасность газов и необходимость безопасной эксплуатации, необходимо детально знать следующие свойства газов, как хранимых, так и используемых, особенно для промышленных потребителей: химические и физические свойства газов, температуру воспламенения, нижний и верхний пределы концентрации воспламеняемости, опасные параметры газа в баллоне, факторы риска возникновения опасной ситуации, вызванной выбросами газов в открытый воздух, размеры необходимых зон безопасности и специальные меры, которые необходимо принять на случай возможной аварийной ситуации, связанной с тушением пожара.

Химия

Знание опасных параметров химических веществ является одним из основных условий безопасной работы. Предупредительные меры и требования по защите от пожара могут разрабатываться только с учетом физико-химических свойств, связанных с пожароопасностью. Из этих свойств наиболее важными являются следующие: горючесть; воспламеняемость; способность реагировать с другими материалами, водой или воздухом; склонность к коррозии; токсичность; и радиоактивность.

Информацию о свойствах химических веществ можно получить из технических паспортов, выпускаемых производителями, а также из руководств и справочников, содержащих данные об опасных химических веществах. Они предоставляют пользователям информацию не только об общих технических характеристиках материалов, но и о фактических значениях параметров опасности (температура разложения, температура воспламенения, предельные концентрации горения и т. д.), их особенном поведении, требованиях к хранению и пожаробезопасности. боевых действий, а также рекомендации по оказанию первой помощи и медикаментозной терапии.

Токсичность химических веществ, как потенциальная пожароопасность, может действовать двояко. Во-первых, высокая токсичность некоторых химических веществ может быть опасна при пожаре. Во-вторых, их присутствие в зоне пожара может существенно ограничить тушение пожара.

Окислители (нитраты, хлораты, неорганические пероксиды, перманганаты и др.), даже если они сами негорючи, в значительной степени способствуют воспламенению горючих материалов и их интенсивному, иногда взрывному горению.

В группу нестабильных материалов входят химические вещества (ацетальдегид, этиленоксид, органические перекиси, цианистый водород, винилхлорид), которые самопроизвольно или очень легко полимеризуются или разлагаются в бурных экзотермических реакциях.

Материалы, чувствительные к воде и воздуху, чрезвычайно опасны. Эти материалы (оксиды, гидроксиды, гидриды, ангидриды, щелочные металлы, фосфор и др.) взаимодействуют с водой и воздухом, всегда присутствующими в обычной атмосфере, и вступают в реакции, сопровождающиеся очень большим тепловыделением. Если это горючие материалы, они могут самовоспламениться. Однако горючие компоненты, которые инициируют горение, могут взорваться и распространиться на горючие материалы в окружающем пространстве.

Большинство агрессивных веществ (неорганические кислоты — серная, азотная, хлорная и др. — и галогены — фтор, хлор, бром, йод) являются сильными окислителями, но в то же время оказывают очень сильное разрушительное действие на живые организмы. тканей, поэтому необходимо принимать специальные меры по тушению пожаров.

Опасные свойства радиоактивных элементов и соединений усиливаются тем фактом, что испускаемое ими излучение может быть вредным по нескольким причинам, кроме того, что такие материалы сами могут быть пожароопасными. Если во время пожара конструктивная оболочка вовлеченных радиоактивных объектов будет повреждена, может произойти выброс λ-излучающих материалов. Они могут оказывать очень сильное ионизирующее действие и способны к фатальному уничтожению живых организмов. Ядерные аварии могут сопровождаться пожарами, продукты разложения которых связывают радиоактивные (α- и β-излучающие) загрязнения путем адсорбции. Они могут причинить необратимые травмы лицам, участвующим в спасательных операциях, если проникнут в их тела. Такие материалы чрезвычайно опасны, так как пораженные ими люди не воспринимают никаких излучений своими органами чувств, и их общее самочувствие не выглядит хуже. Очевидно, что в случае горения радиоактивных материалов радиоактивность площадки, продуктов разложения и воды, используемой для пожаротушения, следует держать под постоянным наблюдением с помощью радиоактивных сигнализаторов. Знание этих факторов необходимо учитывать при разработке стратегии вмешательства и всех дополнительных операций. Здания для обращения и хранения радиоактивных материалов, а также для их технологического использования необходимо строить из негорючих материалов высокой огнестойкости. При этом должны быть предусмотрены качественные, автоматические средства обнаружения, сигнализации и тушения пожара.

Взрывчатые вещества и бризантные вещества

Взрывчатые материалы используются во многих военных и промышленных целях. Это химические вещества и смеси, которые при воздействии сильной механической силы (удар, удар, трение) или при возгорании внезапно превращаются в газы большого объема за счет чрезвычайно быстрой окислительной реакции (например, 1,000—10,000 2,500 м/с). Объем этих газов кратен объему уже взорванного взрывчатого вещества, и они будут оказывать очень большое давление на окружающую среду. При взрыве могут возникать высокие температуры (4,000—XNUMX °С), способствующие воспламенению горючих материалов в зоне взрыва.

Производство, транспортировка и хранение различных взрывчатых веществ регулируется строгими требованиями. Примером может служить NFPA 495, Кодекс взрывчатых материалов.

Помимо взрывчатых веществ, используемых в военных и промышленных целях, к опасным веществам относятся также материалы для индукционных взрывов и пиротехнические изделия. Вообще часто применяют смеси взрывчатых веществ (пикриновая кислота, нитроглицерин, гексоген и др.), но применяют и смеси взрывоопасных веществ (черный порох, динамит, аммиачная селитра и др.). В ходе террористических актов получили известность пластические материалы, представляющие собой, по существу, смеси бризантных и пластифицирующих материалов (различные воски, вазелин и др.).

Для взрывоопасных материалов наиболее эффективным методом защиты от пожара является исключение источников воспламенения из окружающей среды. Некоторые взрывчатые материалы чувствительны к воде или различным органическим материалам, способным окисляться. Для этих материалов следует тщательно учитывать требования к условиям хранения и правила хранения в одном месте вместе с другими материалами.

Драгоценные металлы

Из практики известно, что почти все металлы при определенных условиях способны гореть на атмосферном воздухе. Сталь и алюминий при большой конструкционной толщине на основании их поведения при пожаре однозначно оцениваются как негорючие. Однако пыль алюминия, железа в тонком распределении и металлической ваты из тонких металлических волокон легко воспламеняется и при этом интенсивно горит. Щелочные металлы (литий, натрий, калий), щелочноземельные металлы (кальций, магний, цинк), цирконий, гафний, титан и др. чрезвычайно легко воспламеняются в виде порошка, опилок или тонких полосок. Некоторые металлы обладают настолько высокой чувствительностью, что их хранят отдельно от воздуха, в атмосфере инертного газа или под нейтральной для металлов жидкостью.

Горючие металлы и те, которые предназначены для горения, вызывают чрезвычайно бурные реакции горения, которые представляют собой высокоскоростные процессы окисления, выделяющие значительно большее количество тепла, чем наблюдаемое при горении горючих и легковоспламеняющихся жидкостей. Горение металлической пыли в случае осевшего пороха после предварительной фазы тлеющего воспламенения может перерасти в быстрое горение. При взбалтывании пыли и облаках пыли могут произойти сильные взрывы. Горючая активность и сродство к кислороду некоторых металлов (например, магния) настолько высоки, что после воспламенения они продолжают гореть в определенных средах (например, в азоте, углекислом газе, паровой атмосфере), которые используются для тушения пожаров, вызванных горючими веществами. твердые вещества и жидкости.

Тушение металлических пожаров представляет особую задачу для пожарных. Большое значение имеет выбор подходящего огнетушащего вещества и способа его применения.

Пожары металлов можно контролировать при очень раннем обнаружении, быстрых и адекватных действиях пожарных с использованием наиболее эффективного метода и, по возможности, удалении металлов и любых других горючих материалов из зоны горения или, по крайней мере, уменьшении их количества. количества.

Особое внимание следует уделить защите от радиации при горении радиоактивных металлов (плутоний, уран). Должны быть приняты профилактические меры, чтобы избежать попадания токсичных продуктов разложения в живые организмы. Например, щелочные металлы из-за их способности бурно реагировать с водой можно тушить только сухими огнетушащими порошками. Горение магния нельзя с успехом потушить водой, двуокисью углерода, галонами или азотом, и, что более важно, если эти вещества используются при тушении пожара, опасная ситуация станет еще более серьезной. Единственными агентами, которые можно успешно применять, являются благородные газы или, в некоторых случаях, трифторид бора.

Пластмассы и резина

Пластмассы представляют собой высокомолекулярные органические соединения, полученные синтетическим путем или путем модификации природных материалов. Структура и форма этих макромолекулярных материалов, полученных в результате реакций полимеризации, полиаддитивной реакции или поликонденсации, будут сильно влиять на их свойства. Цепные молекулы термопластов (полиамидов, поликарбонатов, полиэфиров, полистирола, поливинилхлорида, полиметилметакрилата и др.) линейны или разветвлены, эластомеры (неопрен, полисульфиды, изопрен и др.) слабо сшиты, а термореактивные пластмассы (дуропласты: полиалкиды, эпоксидные смолы, полиуретаны и др.) плотно сшиты.

Натуральный каучук используется в качестве сырья в резиновой промышленности, а после вулканизации производится каучук. Искусственные каучуки, близкие по структуре к натуральному каучуку, представляют собой полимеры и сополимеры бутадиена.

Ассортимент изделий из пластмасс и каучука, используемых практически во всех сферах быта, неуклонно расширяется. Использование большого разнообразия и превосходных технических свойств этой группы материалов приводит к таким изделиям, как различные строительные конструкции, мебель, одежда, товары, детали для автомобилей и машин.

Как правило, в качестве органических материалов пластмассы и резина также считаются горючими материалами. Для описания их поведения при пожаре используется ряд параметров, которые можно проверить специальными методами. Зная эти параметры, можно выделить области их применения (определить, указать, задать), а также разработать меры пожарной безопасности. Этими параметрами являются горючесть, воспламеняемость, способность выделять дым, склонность к выделению токсичных газов и горению.

Во многих случаях температура воспламенения пластмасс выше, чем у дерева или любых других материалов, но в большинстве случаев они легче воспламеняются, а их горение происходит быстрее и с большей интенсивностью. Пожары пластмасс часто сопровождаются неприятными явлениями выделения большого количества густого дыма, который может сильно ограничивать видимость и выделять различные ядовитые газы (соляная кислота, фосген, окись углерода, цианистый водород, азотистые газы и др.). Термопластические материалы плавятся во время горения, затем текут и, в зависимости от их расположения (при монтаже на потолке или на потолке), образуют капли, которые остаются в зоне горения и могут воспламенить находящиеся под ними горючие материалы.

Улучшение горючести представляет собой сложную проблему и «ключевой вопрос» химии пластмасс. Антипирены подавляют горючесть, воспламенение будет медленнее, скорость горения упадет, распространение пламени замедлится. При этом количество и оптическая плотность дыма будут выше, а образующаяся газовая смесь будет более токсичной.

Пыль

По физическому состоянию пыли относятся к твердым материалам, но их физико-химические свойства отличаются от свойств тех же материалов в компактном виде. Известно, что причиной промышленных аварий и катастроф являются взрывы пыли. Материалы, не горючие в своей обычной форме, такие как металлы, могут инициировать взрыв в виде пыли, смешанной с воздухом, при воздействии любого источника воспламенения, даже низкой энергии. Опасность взрыва также существует с пылью горючих материалов.

Пыль может быть взрывоопасной не только при плавании в воздухе, но и при осаждении. В слоях пыли может накапливаться тепло, а внутри может развиваться медленное горение в результате повышенной реакционной способности частиц и меньшей их теплопроводности. Тогда пыль может быть всколыхнута вспышками, и возрастет вероятность взрыва пыли.

Мелкодисперсные плавающие частицы представляют более серьезную опасность. Подобно взрывным свойствам горючих газов и паров, пыль также имеет особый диапазон концентраций пыли в воздухе, в котором может произойти взрыв. Нижнее и верхнее предельные значения концентрации взрыва и ширина концентрационного диапазона зависят от размера и распределения частиц. Если концентрация пыли превышает наибольшую концентрацию, приводящую к взрыву, часть пыли не уничтожается огнем и поглощает тепло, вследствие чего развиваемое давление взрыва остается ниже максимального. Влажность воздуха также влияет на возникновение взрыва. При большей влажности температура воспламенения облака пыли будет возрастать пропорционально количеству теплоты, необходимому для испарения влаги. Если к облаку пыли подмешать инертную инородную пыль, взрывоопасность пылевоздушной смеси уменьшится. Тот же эффект будет, если в смесь воздуха и пыли подмешать инертные газы, потому что концентрация кислорода, необходимая для горения, будет ниже.

Опыт показал, что все источники воспламенения даже с минимальной энергией воспламенения способны воспламенить пылевые облака (открытое пламя, электрическая дуга, механическая или электростатическая искра, горячие поверхности и т. д.). Согласно результатам испытаний, полученных в лаборатории, затраты энергии на воспламенение пылевых облаков в 20-40 раз выше, чем в случае смесей горючих паров и воздуха.

Факторами, влияющими на взрывоопасность осевшей пыли, являются физические и теплотехнические свойства пылевого слоя, температура тления пыли и воспламеняющие свойства продуктов разложения, выделяемых пылевым слоем.

 

Назад

Четверг, Март 24 2011 18: 29

Меры по предотвращению пожара

История говорит нам, что костры были полезны для обогрева и приготовления пищи, но причинили большой ущерб многим городам. Многие дома, крупные строения, а иногда и целые города были уничтожены огнем.

Одной из первых противопожарных мер было требование тушить все возгорания до наступления темноты. Например, в 872 г. в Оксфорде, Англия, власти приказали звонить в колокол комендантского часа на закате, чтобы напомнить горожанам о необходимости тушить все пожары в помещениях на ночь (Bugbee 1978). Действительно, слово «комендантский час» происходит от французского комендантский час что буквально означает «прикрыть огонь».

Причина пожаров часто является результатом действий человека, которые смешивают топливо и источник воспламенения (например, макулатура, хранящаяся рядом с нагревательным оборудованием, или летучие легковоспламеняющиеся жидкости, используемые вблизи открытого огня).

Для пожаров требуется топливо, источник воспламенения и какой-либо механизм для объединения топлива и источника воспламенения в присутствии воздуха или какого-либо другого окислителя. Если можно разработать стратегии по снижению топливных нагрузок, устранению источников воспламенения или предотвращению взаимодействия топлива и воспламенения, тогда потери от пожара, а также гибель и травмы людей могут быть уменьшены.

В последние годы все большее внимание уделяется предотвращению пожаров как одной из наиболее экономически эффективных мер в решении проблемы пожаров. Часто проще (и дешевле) предотвратить возникновение пожара, чем контролировать или тушить его после того, как он начался.

Это проиллюстрировано в Дерево концепций пожарной безопасности (NFPA 1991; 1995a), разработанные NFPA в США. Этот систематический подход к проблемам пожарной безопасности показывает, что такие цели, как снижение смертности от пожаров на рабочем месте, могут быть достигнуты путем предотвращения возгорания или управления воздействием огня.

Предупреждение пожаров неизбежно означает изменение поведения человека. Для этого требуется обучение пожарной безопасности, поддерживаемое руководством, с использованием новейших учебных пособий, стандартов и других учебных материалов. Во многих странах такие стратегии подкреплены законом, требующим от компаний выполнения установленных законом задач по предотвращению пожаров в рамках своих обязательств по охране труда и технике безопасности перед своими работниками.

Обучение пожарной безопасности будет рассмотрено в следующем разделе. Однако в настоящее время в торговле и промышленности есть четкие доказательства важной роли предотвращения пожаров. На международном уровне широко используются следующие источники: Lees, Предотвращение потерь в обрабатывающей промышленности, тома 1 и 2 (1980); NFPA 1 — Кодекс пожарной безопасности (1992); Правила управления охраной труда и промышленной безопасностью (ECD 1992); и Справочник по противопожарной защите NFPA (Cote 1991). Они дополняются многими нормативными актами, стандартами и учебными материалами, разработанными национальными правительствами, предприятиями и страховыми компаниями для минимизации потерь жизни и имущества.

Обучение и практика пожарной безопасности

Для того чтобы программа обучения пожарной безопасности была эффективной, в ней должны быть основные корпоративные политические обязательства по обеспечению безопасности и разработка эффективного плана, состоящего из следующих этапов: (a) этап планирования — установление целей и задач; b) этап разработки и реализации; и с) этап оценки программы — мониторинг эффективности.

Цели и задачи

Граттон (1991) в важной статье об обучении пожарной безопасности определил различия между целями, задачами и практикой или стратегией реализации. Цели — это общие заявления о намерениях, о которых на рабочем месте можно сказать «уменьшить количество пожаров и, таким образом, снизить смертность и травмы среди рабочих, а также финансовые последствия для компаний».

Люди и финансовые составляющие общей цели не являются несовместимыми. Современная практика управления рисками показала, что повышение безопасности работников за счет эффективных методов контроля убытков может быть финансово выгодным для компании и приносить пользу обществу.

Эти цели необходимо преобразовать в конкретные задачи пожарной безопасности для конкретных компаний и их сотрудников. Эти цели, которые должны быть измеримыми, обычно включают такие утверждения, как:

  • снизить количество несчастных случаев на производстве и связанных с ними пожаров
  • снизить смертность и травматизм при пожарах
  • уменьшить материальный ущерб компании.

 

Для многих компаний могут быть дополнительные цели, такие как снижение затрат на прерывание бизнеса или минимизация юридической ответственности.

Некоторые компании склонны считать, что соблюдения местных строительных норм и стандартов достаточно для достижения их целей пожарной безопасности. Однако такие кодексы, как правило, концентрируются на безопасности жизни, предполагая возникновение пожаров.

Современное управление пожарной безопасностью понимает, что абсолютная безопасность не является реалистичной целью, но ставит перед собой измеримые цели:

  • свести к минимуму пожары за счет эффективной профилактики пожаров
  • обеспечить эффективные средства ограничения размера и последствий пожаров с помощью эффективного аварийного оборудования и процедур
  • использовать страховку для защиты от крупных непредвиденных пожаров, особенно вызванных стихийными бедствиями, такими как землетрясения и лесные пожары.

 

Дизайн и реализация

Разработка и реализация программ обучения пожарной безопасности для предотвращения пожаров в решающей степени зависят от разработки хорошо спланированных стратегий и эффективного управления и мотивации людей. Должна быть сильная и абсолютная корпоративная поддержка полной реализации программы пожарной безопасности, чтобы она была успешной.

Ряд стратегий был определен Коффелем (1993) и в исследовании NFPA. Справочник по промышленным пожарным опасностям (Линвилл, 1990). Они включают:

  • доведение политики и стратегии компании в области пожарной безопасности до всех сотрудников компании
  • выявление всех возможных сценариев пожара и осуществление соответствующих действий по снижению риска
  • мониторинг всех местных норм и стандартов, определяющих стандарт медицинской помощи в конкретной отрасли
  • использование программы управления убытками для измерения всех убытков для сравнения с целевыми показателями
  • обучение всех сотрудников правилам пожарной безопасности и ликвидации чрезвычайных ситуаций.
  • Некоторые международные примеры стратегий реализации включают:
  • курсы, проводимые Ассоциацией противопожарной защиты (FPA) в Соединенном Королевстве, по итогам которых выдается Европейский диплом по предотвращению пожаров (Уэлч, 1993 г.)
  • создание SweRisk, дочерней компании Шведской ассоциации противопожарной защиты, для оказания помощи компаниям в проведении оценки рисков и разработке программ предотвращения пожаров (Jernberg 1993)
  • массовое участие граждан и рабочих в предотвращении пожаров в Японии в соответствии со стандартами, разработанными Японским агентством противопожарной защиты (Hunter, 1991).
  • обучение пожарной безопасности в Соединенных Штатах с использованием Пособие для преподавателей пожарной безопасности (NFPA 1983) и Руководство по пожарному просвещению населения (Остерхауст, 1990).

 

Крайне важно измерять эффективность программ обучения пожарной безопасности. Это измерение обеспечивает мотивацию для дальнейшего финансирования программы, разработки и корректировки, где это необходимо.

Наилучший пример мониторинга и успеха обучения пожарной безопасности, вероятно, можно найти в Соединенных Штатах. Научись не горетьÒ Программа, направленная на обучение молодых людей в Америке опасностям пожара, координируется Отделом народного образования NFPA. Мониторинг и анализ в 1990 году выявили в общей сложности 194 жизни, спасенных в результате надлежащих действий по обеспечению безопасности жизни, усвоенных в рамках программ обучения пожарной безопасности. Около 30% этих спасенных жизней можно напрямую отнести к Научись не горетьÒ программы.

Внедрение детекторов дыма в жилых помещениях и программы обучения пожарной безопасности в Соединенных Штатах также были предложены в качестве основных причин снижения числа смертей от пожаров в домах в этой стране с 6,015 1978 в 4,050 г. до 1990 1991 в XNUMX г. (NFPA XNUMX).

Практика промышленного хозяйства

В области промышленности Lees (1980) является международным авторитетом. Он указал, что сегодня во многих отраслях вероятность очень больших человеческих жертв, серьезных травм или материального ущерба намного выше, чем в прошлом. Это может привести к крупным пожарам, взрывам и выбросам токсичных веществ, особенно в нефтехимической и ядерной промышленности.

Таким образом, предотвращение возгорания является ключом к минимизации воспламенения. Современные промышленные предприятия могут добиться высоких показателей пожарной безопасности за счет хорошо управляемых программ:

  • проверка дома и техники безопасности
  • инструктаж сотрудников по противопожарной безопасности
  • обслуживание и ремонт оборудования
  • безопасность и предотвращение поджогов (Блай и Бэкон, 1991).

 

Полезное руководство о важности ведения домашнего хозяйства для предотвращения пожаров в коммерческих и промышленных помещениях дано Хиггинсом (1991) в NFPA. Справочник по противопожарной защите.

Значение надлежащего ведения хозяйства для сведения к минимуму горючих нагрузок и предотвращения воздействия источников воспламенения признано современными компьютерными инструментами, используемыми для оценки пожарных рисков в производственных помещениях. Программное обеспечение FREM (метод оценки пожарного риска) в Австралии определяет ведение домашнего хозяйства как ключевой фактор пожарной безопасности (Keith 1994).

Оборудование для утилизации тепла

Оборудование для утилизации тепла в торговле и промышленности включает в себя печи, топки, печи для обжига, дегидраторы, сушилки и закалочные баки.

В NFPA Справочник по промышленным пожарным опасностям, Симмонс (1990) определил проблемы пожара с нагревательным оборудованием как:

  1. возможность воспламенения горючих материалов, хранящихся поблизости
  2. Опасность топлива в результате несгоревшего топлива или неполного сгорания
  3. перегрев, приводящий к выходу оборудования из строя
  4. воспламенение горючих растворителей, твердых материалов или других перерабатываемых продуктов.

 

Эти проблемы с пожаром можно решить, сочетая надлежащее ведение хозяйства, надлежащие средства управления и блокировки, обучение и тестирование операторов, а также очистку и техническое обслуживание в рамках эффективной программы предотвращения пожаров.

Подробные рекомендации для различных категорий оборудования для утилизации тепла изложены в инструкциях NFPA. Справочник по противопожарной защите (Cote 1991). Они кратко изложены ниже.

Духовки и топки

Пожары и взрывы в печах и печах обычно возникают из-за используемого топлива, из-за летучих веществ, содержащихся в материале печи, или из-за их комбинации. Многие из этих печей или печей работают при температуре от 500 до 1,000 ° C, что значительно выше температуры воспламенения большинства материалов.

Печи и печи требуют ряда средств управления и блокировок, чтобы гарантировать, что несгоревшие топливные газы или продукты неполного сгорания не могут накапливаться и воспламеняться. Как правило, эти опасности возникают при розжиге или во время операций по останову. Поэтому требуется специальное обучение, чтобы гарантировать, что операторы всегда соблюдают правила техники безопасности.

Негорючая конструкция здания, разделение другого оборудования и горючих материалов и некоторая форма автоматического пожаротушения обычно являются важными элементами системы пожарной безопасности для предотвращения распространения в случае возникновения пожара.

Печи

Печи используются для сушки древесины (Lataille 1990) и для обработки или «обжига» глиняных изделий (Hrbacek 1984).

Опять же, это высокотемпературное оборудование представляет опасность для окружающих. Надлежащая конструкция разделения и надлежащее ведение хозяйства необходимы для предотвращения пожара.

Печи для обжига древесины, используемые для сушки древесины, дополнительно опасны, потому что сама древесина имеет высокую огневую нагрузку и часто нагревается до температуры воспламенения. Очень важно регулярно чистить печи, чтобы предотвратить скопление мелких кусков дерева и опилок, чтобы они не соприкасались с нагревательным оборудованием. Предпочтение отдается печам из огнеупорного строительного материала, оборудованным автоматическими спринклерами и качественной системой вентиляции/циркуляции воздуха.

Дегидраторы и сушилки

Это оборудование используется для снижения содержания влаги в сельскохозяйственных продуктах, таких как молоко, яйца, зерно, семена и сено. Сушилки могут быть с прямым нагревом, и в этом случае продукты горения контактируют с высушиваемым материалом, или они могут быть с непрямым нагревом. В каждом случае необходимы средства управления для отключения подачи тепла в случае чрезмерной температуры или возгорания в сушилке, вытяжной системе или системе конвейера или выходе из строя вентиляторов циркуляции воздуха. Опять же, требуется адекватная очистка для предотвращения накопления продуктов, которые могут воспламениться.

Закалочные баки

Общие принципы пожарной безопасности закалочных резервуаров определены Островским (1991) и Уоттсом (1990).

Процесс закалки или контролируемого охлаждения происходит, когда нагретый металлический предмет погружают в емкость с закалочным маслом. Процесс проводится для упрочнения или отпуска материала посредством металлургических изменений.

Большинство закалочных масел представляют собой горючие минеральные масла. Их необходимо тщательно выбирать для каждого применения, чтобы гарантировать, что температура воспламенения масла выше рабочей температуры резервуара, когда горячие металлические детали погружаются.

Крайне важно, чтобы масло не переливалось через стенки резервуара. Поэтому необходимы средства контроля уровня жидкости и соответствующие дренажи.

Частичное погружение горячих предметов является наиболее распространенной причиной пожаров в резервуарах для тушения. Этого можно избежать с помощью соответствующего устройства транспортировки материала или конвейера.

Кроме того, должны быть предусмотрены соответствующие средства контроля, чтобы избежать чрезмерной температуры масла и попадания воды в резервуар, что может привести к выкипанию и сильному пожару внутри и вокруг резервуара.

Для защиты поверхности резервуара часто используются специальные автоматические системы пожаротушения, такие как углекислый газ или сухие химикаты. Желательна накладная автоматическая спринклерная защита здания. В некоторых случаях также требуется специальная защита операторов, которым необходимо работать рядом с резервуаром. Часто для защиты рабочих от воздействия влаги предусмотрены системы распыления воды.

Прежде всего, необходима надлежащая подготовка рабочих по реагированию на чрезвычайные ситуации, включая использование переносных огнетушителей.

Химическое технологическое оборудование

Операции по химическому изменению природы материалов часто становились источником крупных катастроф, приводя к серьезным повреждениям предприятий, гибели и травмам рабочих и окружающих сообществ. Риски для жизни и имущества, связанные с авариями на химических предприятиях, могут быть связаны с пожарами, взрывами или выбросами токсичных химических веществ. Энергия разрушения часто исходит от неконтролируемой химической реакции технологических материалов, сжигания топлива, приводящего к волнам давления или высоким уровням радиации, а также от летящих снарядов, которые могут нанести ущерб на больших расстояниях.

Заводские операции и оборудование

Первым этапом проектирования является понимание задействованных химических процессов и их потенциала для высвобождения энергии. Лиз (1980) в его Предотвращение потерь в обрабатывающей промышленности подробно описывает шаги, которые необходимо предпринять, включая:

  • правильное проектирование процесса
  • изучение механизмов отказов и надежности
  • идентификация опасностей и аудиты безопасности
  • оценка опасностей – причина/следствия.
  • При оценке степеней опасности необходимо изучить:
  • потенциальный выброс и рассеивание химических веществ, особенно токсичных и загрязняющих веществ
  • воздействия излучения огня и рассеивания продуктов горения
  • результаты взрывов, особенно ударных волн давления, которые могут разрушить другие растения и здания.

 

Более подробная информация об опасностях процесса и их контроле приведена в Инструкции по техническому управлению безопасностью химических процессов (Айше, 1993 г.); Опасные свойства промышленных материалов Сакса (Льюис, 1979 г.); и NFPA Справочник по промышленным пожарным опасностям (Линвилл, 1990).

Размещение и защита от воздействия

После выявления опасностей и последствий пожара, взрыва и выброса токсичных веществ можно приступить к выбору места для размещения химических заводов.

Опять же, Lees (1980) и Bradford (1991) предоставили рекомендации по размещению станций. Растения должны быть отделены от окружающих сообществ в достаточной степени, чтобы гарантировать, что промышленная авария не повлияет на эти сообщества. Метод количественной оценки риска (QRA) для определения разделительных расстояний широко используется и законодательно закреплен при проектировании химических заводов.

Катастрофа в Бхопале, Индия, в 1984 году продемонстрировала последствия размещения химического завода слишком близко к населенному пункту: более 1,000 человек погибли в результате воздействия токсичных химикатов в результате промышленной аварии.

Обеспечение разделительного пространства вокруг химических заводов также обеспечивает свободный доступ для тушения пожара со всех сторон, независимо от направления ветра.

Химические предприятия должны обеспечивать защиту от облучения в виде взрывозащищенных диспетчерских, укрытий для рабочих и противопожарного оборудования, чтобы обеспечить защиту рабочих и возможность эффективного тушения пожара после инцидента.

Контроль разлива

Разливы легковоспламеняющихся или опасных материалов должны быть небольшими благодаря соответствующей конструкции процесса, отказоустойчивым клапанам и соответствующему оборудованию для обнаружения/контроля. Однако, если происходят большие разливы, они должны быть ограничены участками, окруженными стенами, иногда земляными, где они могут безвредно гореть в случае воспламенения.

Пожары в дренажных системах являются обычным явлением, и особое внимание необходимо уделять дренажным и канализационным системам.

Опасности теплопередачи

Оборудование, передающее тепло от горячей жидкости к более холодной, может стать источником пожара на химических предприятиях. Чрезмерно локальные температуры могут вызвать разложение и выгорание многих материалов. Иногда это может привести к разрыву теплообменного оборудования и переходу одной жидкости в другую, вызывая нежелательную бурную реакцию.

Высокий уровень осмотра и технического обслуживания, включая очистку теплообменного оборудования, необходим для безопасной эксплуатации.

Реакторы

Реакторы – это сосуды, в которых осуществляются желаемые химические процессы. Они могут быть непрерывного или периодического действия, но требуют особого внимания при проектировании. Сосуды должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать давление, которое может возникнуть в результате взрывов или неконтролируемых реакций, или, в качестве альтернативы, должны быть снабжены соответствующими устройствами для сброса давления, а иногда и аварийной вентиляцией.

Меры безопасности для химических реакторов включают:

  • соответствующие приборы и средства управления для обнаружения потенциальных инцидентов, включая резервные схемы
  • качественная очистка, проверка и техническое обслуживание оборудования и средств контроля безопасности
  • адекватная подготовка операторов по управлению и аварийному реагированию
  • соответствующие средства пожаротушения и пожарный персонал.

 

Сварка и резка

Фабрика взаимной инженерной корпорации (FM) Лист данных по предотвращению потерь (1977) показывает, что почти 10% потерь промышленной собственности происходят из-за инцидентов, связанных с резкой и сваркой материалов, как правило, металлов. Ясно, что высокие температуры, необходимые для плавления металлов во время этих операций, могут вызвать пожар, как и искры, возникающие во многих из этих процессов.

FM Спецификация (1977) указывает, что материалы, наиболее часто вызывающие пожары из-за сварки и резки, — это легковоспламеняющиеся жидкости, маслянистые отложения, горючая пыль и древесина. Типы производственных зон, где наиболее вероятны аварии, — это складские помещения, строительные площадки, ремонтируемые или переделываемые объекты и системы утилизации отходов.

Искры от резки и сварки часто могут распространяться на расстояние до 10 м и оседать в горючих материалах, где могут возникать тлеющие, а затем и возгорания.

Электрические процессы

Дуговая сварка и дуговая резка являются примерами процессов, в которых используется электричество для получения дуги, которая является источником тепла для плавления и соединения металлов. Вспышки искр являются обычным явлением, и требуется защита рабочих от поражения электрическим током, искровых вспышек и интенсивного излучения дуги.

Кислородно-газовые процессы

В этом процессе используется теплота сгорания топливного газа и кислорода для создания высокотемпературного пламени, которое плавит соединяемые или разрезаемые металлы. Manz (1991) указал, что ацетилен является наиболее широко используемым топливным газом из-за его высокой температуры пламени, составляющей около 3,000 °C.

Присутствие топлива и кислорода под высоким давлением создает повышенную опасность, как и утечка этих газов из баллонов для их хранения. Важно помнить, что многие материалы, которые не горят или только медленно горят на воздухе, бурно горят в чистом кислороде.

Гарантии и меры предосторожности

Надлежащая практика безопасности определена Manz (1991) в NFPA. Справочник по противопожарной защите.

Эти меры предосторожности включают:

  • надлежащее проектирование, установка и техническое обслуживание сварочного и режущего оборудования, особенно хранение и проверка герметичности топливных и кислородных баллонов.
  • надлежащая подготовка рабочих зон для исключения возможности случайного воспламенения окружающих горючих материалов
  • строгий управленческий контроль за всеми процессами сварки и резки
  • обучение всех операторов технике безопасности
  • Надлежащая огнеупорная одежда и средства защиты глаз для операторов и находящихся поблизости рабочих
  • надлежащая вентиляция для предотвращения воздействия ядовитых газов и паров на операторов или находящихся поблизости рабочих.

 

Особые меры предосторожности требуются при сварке или резке резервуаров или других сосудов, в которых находились легковоспламеняющиеся материалы. Полезным справочником является руководство Американского общества сварщиков. Рекомендуемые безопасные методы подготовки к сварке и резке контейнеров, содержащих опасные вещества (1988).

Для строительных работ и переделки, британское издание, Совет по предотвращению убытков Предотвращение пожаров на строительных площадках (1992) полезен. Он содержит образец разрешения на проведение огневых работ для контроля операций по резке и сварке. Это было бы полезно для управления на любом заводе или промышленной площадке. Аналогичный образец разрешения предоставляется в ФМ Спецификация по резке и сварке (1977).

Молниезащита

Молния является частой причиной пожаров и гибели людей во многих странах мира. Например, каждый год около 240 граждан США погибают в результате удара молнии.

Молния — это форма электрического разряда между заряженными облаками и землей. FM Спецификация (1984) о молниях указывает, что сила удара молнии может варьироваться от 2,000 200,000 до 5 50 А в результате разности потенциалов от XNUMX до XNUMX миллионов В между облаками и землей.

Частота молний варьируется между странами и районами в зависимости от количества грозовых дней в году для данной местности. Ущерб, который может нанести молния, во многом зависит от состояния грунта, причем больший ущерб возникает в районах с высоким удельным сопротивлением земли.

Защитные меры — здания

NFPA 780 Стандарт на установку систем молниезащиты (1995b) устанавливает требования к конструкции для защиты зданий. В то время как точная теория грозовых разрядов все еще исследуется, основной принцип защиты состоит в том, чтобы предоставить средства, с помощью которых грозовой разряд может войти в землю или выйти из нее, не повреждая защищаемое здание.

Таким образом, системы освещения выполняют две функции:

  • для перехвата разряда молнии до того, как он ударит по зданию
  • обеспечить безопасный путь разряда на землю.
  • Для этого здания должны быть оборудованы:
  • громоотводы или мачты
  • токоотводы
  • хорошее заземление, обычно 10 Ом или меньше.

 

Более подробная информация о проектировании молниезащиты зданий представлена ​​Davis (1991) в NFPA. Справочник по противопожарной защите (Cote 1991) и в Британском институте стандартов. Код практики (1992).

Воздушные линии электропередачи, трансформаторы, открытые подстанции и другие электроустановки могут быть повреждены прямыми ударами молнии. Электропередающее оборудование также может улавливать индуцированные скачки напряжения и тока, которые могут попасть в здания. Это может привести к пожарам, повреждению оборудования и серьезному прерыванию работы. Ограничители перенапряжения необходимы для отвода этих пиков напряжения на землю посредством эффективного заземления.

Более широкое использование чувствительного компьютерного оборудования в торговле и промышленности сделало операции более чувствительными к переходным перенапряжениям, возникающим в силовых и коммуникационных кабелях во многих зданиях. Требуется соответствующая защита от переходных процессов, и в Британском институте стандартов BS 6651:1992 приведены специальные рекомендации. Защита сооружений от молнии.

Обслуживание

Надлежащее техническое обслуживание систем освещения имеет важное значение для эффективной защиты. Особое внимание следует уделить заземлению. Если они неэффективны, системы молниезащиты будут неэффективны.

 

Назад

Ограничение пожаров отсеками

Планирование строительства и участка

Инженерно-технические работы по пожарной безопасности следует начинать на ранней стадии проектирования, поскольку требования пожарной безопасности существенно влияют на планировку и конструкцию здания. Таким образом, проектировщик может гораздо лучше и экономичнее включить в здание функции пожарной безопасности. Общий подход включает рассмотрение как внутренних функций и планировки здания, так и внешнего планирования территории. Требования предписывающего кода все больше и больше заменяются функционально обоснованными требованиями, а это означает повышенный спрос на специалистов в этой области. Поэтому с самого начала строительного проекта проектировщик здания должен связаться с экспертами по пожарной безопасности, чтобы разъяснить следующие действия:

  • описать проблему пожара, специфичную для здания
  • описать различные альтернативы для получения требуемого уровня пожарной безопасности
  • проанализировать выбор системы с точки зрения технических решений и экономичности
  • создать предпосылки для выбора технически оптимизированной системы.

 

Архитектор должен использовать данное место при проектировании здания и адаптировать функциональные и инженерные соображения к конкретным условиям места, которые присутствуют. Аналогичным образом архитектор должен учитывать особенности участка при принятии решений по противопожарной защите. Конкретный набор характеристик площадки может существенно повлиять на тип активной и пассивной защиты, предложенный консультантом по пожарной безопасности. В конструктивных особенностях следует учитывать имеющиеся местные средства пожаротушения и время, необходимое для достижения здания. От пожарной службы нельзя и не следует ожидать полной защиты жильцов здания и имущества; ему должна помогать как активная, так и пассивная противопожарная защита здания, чтобы обеспечить разумную безопасность от воздействия огня. Вкратце, операции можно разделить на спасательные операции, тушение пожаров и консервацию имущества. Первоочередной задачей любой операции по тушению пожара является обеспечение того, чтобы все люди покинули здание до того, как возникнут критические условия.

Структурный проект на основе классификации или расчета

Хорошо зарекомендовавшим себя способом систематизации требований к противопожарной защите и пожарной безопасности зданий является их классификация по типам конструкции на основе материалов, используемых для конструктивных элементов, и степени огнестойкости, обеспечиваемой каждым элементом. Классификация может основываться на печных испытаниях в соответствии с ISO 834 (воздействие огня характеризуется стандартной кривой зависимости температуры от времени), на сочетании испытаний и расчетов или расчетным путем. Эти процедуры определяют стандартную огнестойкость (способность выполнять требуемые функции в течение 30, 60, 90 минут и т. д.) несущего и/или разделительного элемента конструкции. Классификация (особенно основанная на испытаниях) является упрощенным и консервативным методом и все больше заменяется функционально обоснованными расчетными методами, учитывающими влияние полностью развившихся природных пожаров. Однако всегда будут необходимы огневые испытания, но их можно спроектировать более оптимальным образом и совместить с компьютерным моделированием. В этой процедуре количество тестов может быть значительно сокращено. Обычно в методиках огневых испытаний несущие элементы конструкции нагружаются до 100 % расчетной нагрузки, но в реальных условиях коэффициент использования нагрузки чаще всего меньше. Критерии приемки специфичны для испытанной конструкции или элемента. Стандартная огнестойкость - это измеренное время, в течение которого элемент может выдерживать огонь без разрушения.

Оптимальное противопожарное проектирование, сбалансированное с ожидаемой интенсивностью пожара, является целью требований к конструкции и противопожарной защите в современных нормах, основанных на характеристиках. Они открыли путь к противопожарному проектированию расчетным путем с прогнозированием температурного и структурного воздействия из-за полного процесса пожара (рассматривается нагрев и последующее охлаждение) в помещении. Расчеты на основе природных пожаров означают, что конструктивные элементы (важные для устойчивости здания) и вся конструкция не должны разрушаться в течение всего процесса пожара, включая остывание.

Комплексные исследования проводились в течение последних 30 лет. Были разработаны различные компьютерные модели. В этих моделях используются фундаментальные исследования механических и термических свойств материалов при повышенных температурах. Некоторые компьютерные модели проверяются на большом количестве экспериментальных данных, и получается хорошее предсказание поведения конструкции при пожаре.

Отсек

Противопожарным отсеком называется пространство внутри здания, простирающееся на один или несколько этажей и огражденное разделительными элементами таким образом, чтобы предотвратить распространение огня за пределы отсека во время соответствующего пожарного воздействия. Разделение важно для предотвращения распространения огня на слишком большие пространства или на все здание. Люди и имущество за пределами противопожарного отсека могут быть защищены за счет того, что огонь гаснет или выгорает сам по себе, или за счет сдерживающего действия разделяющих элементов на распространение огня и дыма до тех пор, пока люди не будут эвакуированы в безопасное место.

Огнестойкость, необходимая для отсека, зависит от его предполагаемого назначения и ожидаемого пожара. Либо разделительные элементы, окружающие отсек, должны противостоять максимальному ожидаемому пожару, либо сдерживать огонь до тех пор, пока люди не будут эвакуированы. Несущие элементы в отсеке всегда должны выдерживать полный процесс пожара или классифицироваться по определенному сопротивлению, измеряемому периодами времени, которые равны или превышают требования, предъявляемые к разделяющим элементам.

Структурная целостность во время пожара

Требованием сохранения целостности конструкции во время пожара является предотвращение обрушения конструкции и способность разделяющих элементов предотвращать воспламенение и распространение пламени в соседние помещения. Существуют различные подходы к обеспечению огнестойкости конструкции. Это классификации, основанные на стандартных испытаниях на огнестойкость, как в ISO 834, комбинации испытаний и расчетов или исключительно расчетов и компьютерных прогнозов процедур, основанных на характеристиках, основанных на реальном воздействии огня.

Внутренняя отделка

Внутренняя отделка – это материал, который формирует открытые внутренние поверхности стен, потолков и пола. Существует множество видов материалов внутренней отделки, таких как гипс, гипс, дерево и пластик. Они выполняют несколько функций. Некоторые функции внутреннего материала - акустические и изоляционные, а также защитные от износа и истирания.

Внутренняя отделка связана с огнем четырьмя различными способами. Это может повлиять на скорость распространения огня до состояния вспышки, способствовать распространению огня за счет распространения пламени, увеличить выделение тепла за счет добавления топлива и произвести дым и токсичные газы. Материалы, которые демонстрируют высокую скорость распространения пламени, подпитывают огонь или выделяют опасные количества дыма и токсичных газов, нежелательны.

Движение дыма

При пожарах в зданиях дым часто перемещается в места, удаленные от места пожара. Лестничные клетки и лифтовые шахты могут задымиться, что затруднит эвакуацию и затруднит тушение пожара. Сегодня дым признан главным убийцей при пожаре (см. рис. 1).

Рисунок 1. Образование дыма от пожара.

FIR040F1

Движущие силы движения дыма включают в себя естественный дымовой эффект, плавучесть дымовых газов, эффект ветра, вентиляционные системы с приводом от вентилятора и эффект поршня лифта.

Когда на улице холодно, в шахтах зданий происходит восходящее движение воздуха. Воздух в здании обладает выталкивающей силой, потому что он теплее и, следовательно, менее плотный, чем наружный воздух. Выталкивающая сила заставляет воздух подниматься в шахтах здания. Это явление известно как эффект стека. Разница давлений из шахты наружу, вызывающая движение дыма, показана ниже:

в котором

= перепад давления от вала наружу

g = ускорение свободного падения

= абсолютное атмосферное давление

R = газовая постоянная воздуха

= абсолютная температура наружного воздуха

= абсолютная температура воздуха внутри шахты

z = высота

Высокотемпературный дым от пожара обладает выталкивающей силой из-за пониженной плотности. Уравнение плавучести дымовых газов аналогично уравнению дымового эффекта.

Помимо плавучести, энергия, выделяемая при пожаре, может вызывать движение дыма за счет расширения. В противопожарный отсек будет поступать воздух, и горячий дым будет распространяться по отсеку. Пренебрегая добавленной массой топлива, соотношение объемных потоков можно просто выразить как отношение абсолютной температуры.

Ветер оказывает сильное влияние на движение дыма. Не следует пренебрегать эффектом элеваторного поршня. Когда кабина лифта движется в шахте, возникают переходные давления.

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) переносят дым во время пожаров в зданиях. Когда пожар начинается в незанятой части здания, система HVAC может переносить дым в другое занятое помещение. Система HVAC должна быть спроектирована таким образом, чтобы либо вентиляторы отключались, либо система переходила в режим работы в специальном режиме контроля дыма.

Движением дыма можно управлять с помощью одного или нескольких из следующих механизмов: разделение, разбавление, поток воздуха, повышение давления или плавучесть.

Эвакуация жильцов

Дизайн выхода

Проект выхода должен основываться на оценке общей системы противопожарной защиты здания (см. рис. 2).

Рисунок 2. Принципы безопасности выхода.

FIR040F2

На людей, эвакуирующихся из горящего здания, влияет ряд впечатлений во время побега. Пассажиры должны принять несколько решений во время побега, чтобы сделать правильный выбор в каждой ситуации. Эти реакции могут сильно различаться в зависимости от физических и умственных способностей и условий проживания в здании.

Здание также будет влиять на решения, принимаемые жильцами, своими путями эвакуации, указателями и другими установленными системами безопасности. Распространение огня и дыма окажет самое сильное влияние на то, как жильцы будут принимать свои решения. Дым ограничит видимость в здании и создаст неблагоприятные условия для эвакуации людей. Излучение от огня и пламени создает большие пространства, которые нельзя использовать для эвакуации, что увеличивает риск.

При проектировании путей эвакуации в первую очередь необходимо знать реакцию людей на пожар. Необходимо понимать закономерности движения людей.

Три стадии времени эвакуации: время уведомления, время реакции и время эвакуации. Время оповещения зависит от того, есть ли в здании система пожарной сигнализации, может ли жилец понять ситуацию или то, как здание разделено на отсеки. Время реакции зависит от способности жильцов принимать решения, свойств огня (таких как количество тепла и дыма) и того, как спланирована система эвакуации из здания. Наконец, время эвакуации зависит от того, где в здании образуется скопление людей и как люди передвигаются в различных ситуациях.

Например, в конкретных зданиях с мобильными обитателями исследования показали определенные воспроизводимые характеристики потока от людей, выходящих из зданий. Эти предсказуемые характеристики потока способствовали компьютерному моделированию и моделированию, чтобы помочь процессу проектирования выхода.

Расстояние эвакуации связано с пожароопасностью содержимого. Чем выше опасность, тем короче расстояние до выхода.

Для безопасного выхода из здания требуется безопасный путь эвакуации из зоны пожара. Следовательно, должен быть ряд должным образом спроектированных средств эвакуации с достаточной пропускной способностью. Должен быть как минимум один альтернативный путь эвакуации, учитывая, что огонь, дым, характеристики людей и т. д. могут препятствовать использованию одного из путей эвакуации. Пути эвакуации должны быть защищены от огня, тепла и дыма во время эвакуации. Таким образом, необходимо иметь строительные нормы, которые учитывают пассивную защиту, эвакуацию и, конечно же, противопожарную защиту. Здание должно справляться с критическими ситуациями, указанными в правилах эвакуации. Например, в строительных нормах Швеции слой дыма не должен опускаться ниже

1.6 + 0.1H (H — общая высота отсека), максимальное излучение 10 кВт/м2 кратковременно, а температура воздуха для дыхания не должна превышать 80 °С.

Эффективная эвакуация может иметь место, если пожар обнаружен на ранней стадии, а жильцы своевременно предупреждены с помощью системы обнаружения и сигнализации. Надлежащая маркировка путей выхода, несомненно, облегчит эвакуацию. Также существует потребность в организации и отработке процедур эвакуации.

Поведение человека во время пожара

То, как человек реагирует во время пожара, связано с принятой ролью, предыдущим опытом, образованием и личностью; предполагаемая угроза возникновения пожара; физические характеристики и средства эвакуации, имеющиеся внутри сооружения; и действия других, которые делятся опытом. Подробные интервью и исследования, проводившиеся более 30 лет, установили, что случаи неадаптивного или панического поведения являются редкими событиями, происходящими в определенных условиях. Большая часть поведения при пожаре определяется анализом информации, что приводит к совместным и альтруистическим действиям.

Установлено, что человеческое поведение проходит через ряд определенных стадий с возможностью перехода от одной стадии к другой различными путями. Подводя итоги, можно сказать, что пожар состоит из трех основных стадий:

  1. Человек получает первоначальные сигналы и исследует или неверно истолковывает эти начальные сигналы.
  2. Как только пожар станет очевидным, человек попытается получить дополнительную информацию, связаться с другими или уйти.
  3. После этого человек будет иметь дело с огнем, взаимодействовать с другими или сбежать.

 

Важным фактором является предпожарная активность. Если человек занимается хорошо известным делом, например, обедает в ресторане, последствия для последующего поведения значительны.

Прием сигнала может быть функцией предпожарной активности. Существует тенденция к гендерным различиям, при этом самки чаще воспринимают шумы и запахи, хотя эффект незначителен. Существуют ролевые различия в первоначальных реакциях на реплику. При домашних пожарах, если самка получает сигнал и исследует ситуацию, самец, получив указание, скорее всего, «посмотрит» и задержит дальнейшие действия. В более крупных заведениях сигналом может быть предупреждение о тревоге. Информация может исходить от других, и было обнаружено, что она неадекватна для эффективного поведения.

Люди могли или не могли понять, что есть пожар. Понимание их поведения должно учитывать, правильно ли они определили свою ситуацию.

Когда пожар определен, наступает этап «подготовки». Конкретный тип занятости, вероятно, будет иметь большое влияние на то, как именно развивается эта стадия. Стадия «подготовка» включает в себя в хронологическом порядке «инструктаж», «исследование» и «выведение».

Стадия «действия», которая является заключительной стадией, зависит от роли, занятости, предшествующего поведения и опыта. Возможна ранняя эвакуация или эффективное тушение пожара.

Строительные транспортные системы

Транспортные системы здания должны учитываться на этапе проектирования и должны быть интегрированы со всей системой противопожарной защиты здания. Опасности, связанные с этими системами, должны быть учтены при любом предварительном планировании и проверке противопожарной защиты.

Строительные транспортные системы, такие как лифты и эскалаторы, позволяют возводить высотные здания. Шахты лифтов могут способствовать распространению дыма и огня. С другой стороны, лифт является необходимым средством при тушении пожаров в высотных зданиях.

Транспортные системы могут создавать опасные и сложные проблемы пожарной безопасности, потому что закрытая шахта лифта действует как дымоход или дымоход из-за дымового эффекта горячего дыма и газов от огня. Обычно это приводит к перемещению дыма и продуктов горения с нижних этажей здания на верхние.

Высотные здания представляют новые и различные проблемы для сил пожаротушения, включая использование лифтов во время чрезвычайных ситуаций. Лифты небезопасны при пожаре по нескольким причинам:

  1. Люди могут нажать кнопку в коридоре и ждать лифта, который может никогда не ответить, теряя драгоценное время для побега.
  2. Лифты не отдают приоритет вызовам из машин и коридоров, и один из вызовов может быть на пожарном этаже.
  3. Лифты не могут запуститься, пока двери лифта и шахты не будут закрыты, и паника может привести к переполнению лифта и блокировке дверей, что не позволит закрыться.
  4. Питание может выйти из строя во время пожара в любое время, что приведет к захвату. (См. рис. 3)

 

Рис. 3. Пример пиктографического предупреждающего сообщения об использовании лифта.

FIR040F3

Противопожарные учения и обучение пассажиров

Правильная маркировка путей эвакуации облегчает эвакуацию, но не обеспечивает безопасность жизни при пожаре. Учения по выходу необходимы для организованного побега. Они особенно необходимы в школах, интернатах и ​​учреждениях по уходу, а также на производствах с повышенной опасностью. Тренировки сотрудников требуются, например, в отелях и крупных предприятиях. Следует проводить учения по выходу, чтобы избежать путаницы и обеспечить эвакуацию всех находящихся в помещении людей.

Все сотрудники должны быть назначены для проверки доступности, подсчета людей, когда они находятся за пределами зоны пожара, для поиска отставших и контроля повторного входа. Они также должны распознавать сигнал эвакуации и знать маршрут выхода, по которому они должны следовать. Должны быть установлены основные и альтернативные маршруты, и все сотрудники должны быть обучены использованию любого маршрута. После каждого выездного учения должно проводиться совещание ответственных руководителей для оценки успеха учения и решения любых проблем, которые могли возникнуть.

 

Назад

Безопасность жизнедеятельности и защита имущества

Поскольку первостепенное значение любой меры противопожарной защиты заключается в обеспечении приемлемой степени безопасности жизни жителей здания, в большинстве стран правовые требования, применимые к противопожарной защите, основаны на соображениях безопасности жизни. Функции защиты имущества предназначены для ограничения физического ущерба. Во многих случаях эти цели дополняют друг друга. Если существует опасение по поводу утраты имущества, его функции или содержимого, владелец может принять решение о принятии мер, выходящих за рамки требуемого минимума, необходимого для решения проблем безопасности жизни.

Системы обнаружения пожара и сигнализации

Система обнаружения пожара и сигнализации обеспечивает средства для автоматического обнаружения возгорания и предупреждения людей, находящихся в здании, об угрозе возгорания. Именно звуковой или визуальный сигнал пожарной сигнализации является сигналом к ​​началу эвакуации людей из помещения. Это особенно важно в больших или многоэтажных зданиях, где жильцы не будут знать о том, что внутри здания происходит пожар, и где маловероятно или нецелесообразно, чтобы предупреждение было передано другим жителем.

Основные элементы системы пожарной сигнализации и сигнализации

Система обнаружения пожара и сигнализации может включать в себя все или некоторые из следующих элементов:

  1. блок управления системой
  2. первичный или основной источник электропитания
  3. вторичный (резервный) источник питания, обычно питаемый от батарей или аварийного генератора
  4. устройства подачи сигнала тревоги, такие как автоматические пожарные извещатели, ручные пусковые устройства и/или расходные устройства спринклерной системы, подключенные к «пусковым цепям» блока управления системой
  5. тревожно-индикаторные устройства, такие как звонки или световые сигналы, подключенные к «цепям индикации» блока управления системой
  6. вспомогательные элементы управления, такие как функции отключения вентиляции, подключенные к выходным цепям блока управления системой
  7. удаленная индикация тревоги во внешнее место реагирования, например, в пожарную часть
  8. цепи управления для включения системы противопожарной защиты или системы дымоудаления.

 

Системы дымоудаления

Для снижения угрозы попадания дыма в пути эвакуации при эвакуации из сооружения можно использовать системы дымоудаления. Как правило, механические системы вентиляции используются для подачи свежего воздуха в выходной тракт. Этот метод чаще всего используется для герметизации лестничных клеток или атриумов зданий. Эта функция предназначена для повышения безопасности жизни.

Портативные огнетушители и катушки для шлангов

Переносные огнетушители и катушки с водяными шлангами часто предоставляются жильцам зданий для тушения небольших пожаров (см. рис. 1). Не следует поощрять людей, находящихся в здании, к использованию переносных огнетушителей или катушек для шлангов, если они не обучены их использованию. Во всех случаях операторы должны быть очень осторожны, чтобы не оказаться в ситуации, когда безопасный выход заблокирован. При любом пожаре, каким бы незначительным он ни был, в первую очередь следует уведомить других лиц, находящихся в здании, об угрозе возгорания и вызвать помощь профессиональной пожарной службы.

Рисунок 1. Переносные огнетушители.

FIR050F4

Системы орошения водой

Системы водяного орошения состоят из водопровода, распределительных клапанов и трубопроводов, соединенных с автоматическими спринклерными головками (см. рис. 2). В то время как существующие спринклерные системы в первую очередь предназначены для контроля распространения огня, многие системы обеспечивают полное тушение.

Рис. 2. Типичная установка спринклера, показывающая все основные источники водоснабжения, наружные гидранты и подземные трубопроводы.

FIR050F1

Распространенным заблуждением является то, что все автоматические спринклерные головки открываются в случае пожара. На самом деле, каждая спринклерная головка предназначена для открытия только при наличии достаточного количества тепла, чтобы указать на пожар. Тогда вода течет только из спринклерных головок, которые открылись в результате пожара в непосредственной близости от них. Эта конструктивная особенность обеспечивает эффективное использование воды для пожаротушения и ограничивает ущерб от воды.

 

 

Водоснабжение

Вода для автоматической спринклерной системы должна быть всегда доступна в достаточном количестве, в достаточном объеме и под давлением, чтобы обеспечить надежную работу в случае пожара. Если городское водоснабжение не может удовлетворить это требование, необходимо предусмотреть резервуар или насосную установку для обеспечения надежного водоснабжения.

Регулирующие клапаны

Клапаны управления должны постоянно находиться в открытом положении. Часто наблюдение за регулирующими клапанами может осуществляться с помощью автоматической системы пожарной сигнализации с помощью переключателей тампера клапана, которые инициируют сигнал неисправности или контрольный сигнал на панели управления пожарной сигнализацией, указывающий на закрытый клапан. Если такой контроль не может быть обеспечен, клапаны должны быть заблокированы в открытом положении.

Трубопровод

Вода течет по сети трубопроводов, обычно подвешенных к потолку, с разбрызгивателями, подвешенными через определенные промежутки времени вдоль труб. Трубопроводы, используемые в спринклерных системах, должны быть такого типа, который может выдерживать рабочее давление не менее 1,200 кПа. Для открытых систем трубопроводов фитинги должны быть резьбовыми, фланцевыми, механическими или паяными.

Спринклерные головки

Головка спринклера состоит из отверстия, обычно закрытого термочувствительным высвобождающим элементом, и отражателя брызг. Схема сброса воды и требования к расстоянию между отдельными головками спринклеров используются разработчиками спринклеров для обеспечения полного охвата защищаемого риска.

Специальные системы пожаротушения

Специальные системы пожаротушения используются в тех случаях, когда водяные спринклеры не обеспечивают адекватной защиты или когда риск повреждения водой неприемлем. Во многих случаях, когда ущерб от воды вызывает озабоченность, могут использоваться специальные системы пожаротушения в сочетании с водяными спринклерными системами, при этом специальная система пожаротушения предназначена для реагирования на ранней стадии развития пожара.

Системы водяного и вододобавочного специального пожаротушения

Системы распыления воды

Системы распыления воды повышают эффективность воды за счет образования капель воды меньшего размера, и, таким образом, большая площадь поверхности воды подвергается воздействию огня с относительным увеличением способности поглощать тепло. Этот тип системы часто выбирают в качестве средства охлаждения больших сосудов под давлением, таких как бутановые сферы, когда существует риск открытого пожара, возникающего в соседней зоне. Система похожа на спринклерную систему; однако все головки открыты, и для открытия регулирующих клапанов используется отдельная система обнаружения или ручное действие. Это позволяет воде течь через сеть трубопроводов ко всем распылительным устройствам, которые служат выходами из системы трубопроводов.

Пенные системы

В пенной системе жидкий концентрат впрыскивается в водопровод перед регулирующим клапаном. Пенообразователь и воздух смешиваются либо за счет механического действия нагнетания, либо путем всасывания воздуха в нагнетательное устройство. Воздух, вовлеченный в раствор пены, создает расширенную пену. Поскольку вспененный пенопласт менее плотный, чем большинство углеводородов, вспененный пенопласт образует слой поверх горючей жидкости. Это поролоновое покрытие уменьшает распространение паров топлива. Вода, составляющая до 97 % пенного раствора, обеспечивает охлаждающий эффект для дальнейшего уменьшения распространения паров и охлаждения горячих предметов, которые могут служить источником повторного возгорания.

Системы газового пожаротушения

Углекислотные системы

Углекислотные системы состоят из подачи двуокиси углерода, хранящейся в виде сжиженного сжатого газа в сосудах под давлением (см. рис. 3 и 4). Углекислый газ удерживается в сосуде под давлением с помощью автоматического клапана, который открывается при возгорании с помощью отдельной системы обнаружения или вручную. После выброса углекислый газ подается к огню с помощью трубопровода и выпускного патрубка. Углекислый газ тушит огонь, вытесняя доступный огню кислород. Углекислотные системы могут быть разработаны для использования на открытых площадках, таких как печатные станки, или в закрытых помещениях, таких как машинные отделения кораблей. Углекислый газ в концентрациях, обеспечивающих пожаротушение, токсичен для людей, и должны быть приняты специальные меры для обеспечения эвакуации людей в защищенной зоне до того, как произойдет выброс. Предварительная сигнализация и другие меры безопасности должны быть тщательно включены в конструкцию системы, чтобы обеспечить адекватную безопасность людей, работающих в защищенной зоне. Углекислый газ считается чистым огнетушащим веществом, поскольку он не вызывает побочных повреждений и не проводит электрический ток.

Рисунок 3. Схема системы углекислого газа высокого давления для полного заводнения.

FIR050F2

 

Рис. 4. Система тотального затопления, установленная в помещении с фальшполом.

FIR050F3

Системы инертного газа

Системы инертного газа обычно используют смесь азота и аргона в качестве среды пожаротушения. В некоторых случаях в газовой смеси также предусмотрен небольшой процент углекислого газа. Смеси инертных газов тушат пожары за счет снижения концентрации кислорода в защищаемом объеме. Они подходят для использования только в закрытых помещениях. Уникальная особенность смесей инертных газов заключается в том, что они уменьшают концентрацию кислорода до достаточно низкой концентрации, чтобы тушить многие виды пожаров; однако уровень кислорода недостаточно снижен, чтобы представлять непосредственную угрозу для находящихся в защищенном пространстве. Инертные газы сжимаются и хранятся в сосудах под давлением. Работа системы аналогична системе с углекислым газом. Поскольку инертные газы не могут быть сжижены сжатием, количество емкостей для хранения, необходимых для защиты данного замкнутого защищаемого объема, больше, чем для углекислого газа.

Галоновые системы

Галоны 1301, 1211 и 2402 были идентифицированы как вещества, разрушающие озоновый слой. Производство этих огнетушащих веществ было прекращено в 1994 году, как того требует Монреальский протокол — международное соглашение по защите озонового слоя Земли. Галон 1301 чаще всего использовался в стационарных системах противопожарной защиты. Галон 1301 хранился в виде сжиженного сжатого газа в сосудах высокого давления по схеме, аналогичной той, которая используется для двуокиси углерода. Преимущество галона 1301 заключалось в том, что давление при хранении было ниже, а очень низкие концентрации обеспечивали эффективную огнетушащую способность. Системы с галоном 1301 успешно использовались для полностью закрытых опасностей, где достигаемая огнегасящая концентрация могла поддерживаться в течение времени, достаточного для тушения. Для большинства рисков использованные концентрации не представляли непосредственной угрозы для жильцов. Галон 1301 до сих пор используется в нескольких важных областях, где еще предстоит разработать приемлемые альтернативы. Примеры включают использование на борту коммерческих и военных самолетов, а также в некоторых особых случаях, когда требуются инертизирующие концентрации для предотвращения взрывов в местах, где могут находиться люди. Галон в существующих галоновых системах, которые больше не требуются, должен быть доступен для использования другими с критически важными приложениями. Это позволит избежать необходимости производить больше этих экологически чувствительных огнетушителей и поможет защитить озоновый слой.

Галокарбоновые системы

Галогенуглеродные агенты были разработаны в результате экологических проблем, связанных с галонами. Эти агенты сильно различаются по токсичности, воздействию на окружающую среду, требованиям к весу и объему при хранении, стоимости и доступности утвержденного системного оборудования. Все они могут храниться в виде сжиженных сжатых газов в сосудах под давлением. Конфигурация системы аналогична системе с углекислым газом.

Проектирование, монтаж и обслуживание систем активной противопожарной защиты

Только специалисты в этой области имеют право проектировать, устанавливать и обслуживать это оборудование. Многим из тех, кто отвечает за покупку, установку, осмотр, испытания, утверждение и техническое обслуживание этого оборудования, может потребоваться консультация с опытным и компетентным специалистом по пожарной безопасности для эффективного выполнения своих обязанностей.

Дальнейшая информация

Этот раздел Энциклопедия представляет очень краткий и ограниченный обзор доступных систем активной противопожарной защиты. Читатели часто могут получить дополнительную информацию, связавшись с национальной ассоциацией противопожарной защиты, их страховой компанией или отделом пожарной безопасности своей местной пожарной службы.

 

Назад

Частная аварийная организация

Прибыль – главная цель любой отрасли. Для достижения этой цели необходимы эффективное и оперативное управление, а также непрерывность производства. Любой перерыв в производстве по любой причине отрицательно скажется на прибыли. Если прерывание произошло в результате пожара или взрыва, оно может быть длительным и нанести ущерб отрасли.

Очень часто ссылаются на то, что имущество застраховано и ущерб от пожара, если таковой будет, возместит страховая компания. Следует понимать, что страхование является лишь средством распространения последствий разрушения, вызванного пожаром или взрывом, на как можно большее число людей. Это не может возместить национальную потерю. Кроме того, страхование не является гарантией непрерывности производства и устранения или минимизации косвенных убытков.

Таким образом, указывается, что руководство должно собрать полную информацию об опасности пожара и взрыва, оценить возможные потери и принять соответствующие меры для контроля опасности с целью устранения или сведения к минимуму возникновения пожара и взрыва. Это предполагает создание частной аварийной организации.

Планирование действий в чрезвычайных ситуациях

Такая организация должна, насколько это возможно, рассматриваться на самой стадии планирования и внедряться постепенно с момента выбора места до начала производства, а затем продолжаться после этого.

Успех любой аварийной организации в значительной степени зависит от общего участия всех работников и различных звеньев управления. Этот факт необходимо иметь в виду при планировании аварийной организации.

Различные аспекты аварийного планирования упомянуты ниже. Для получения более подробной информации можно обратиться в Национальную ассоциацию противопожарной защиты США (NFPA). Справочник по противопожарной защите или любая другая стандартная работа по этому вопросу (Cote 1991).

Этап 1

Инициируйте аварийный план, выполнив следующие действия:

  1. Выявить и оценить пожаро- и взрывоопасность, связанную с транспортировкой, обращением и хранением каждого сырья, промежуточной и готовой продукции и каждого производственного процесса, а также разработать подробные превентивные меры по противодействию опасностям с целью их устранения или минимизации.
  2. Разработать требования к установкам и оборудованию противопожарной защиты и определить этапы их предоставления.
  3. Подготовка спецификаций на установку и оборудование противопожарной защиты.

 

Этап 2

Определите следующее:

  1. наличие достаточного водоснабжения для противопожарной защиты в дополнение к требованиям для обработки и бытового использования
  2. подверженность участка и стихийные бедствия, такие как наводнения, землетрясения, проливные дожди и т. д.
  3. окружающая среда, т. е. характер и площадь окружающего имущества и опасность воздействия в случае пожара или взрыва
  4. наличие частной (заводских) или общественной пожарной команды (частных), расстояние, на котором находится (находятся) такие пожарные команды и пригодность имеющихся у них средств для защиты от риска, и могут ли они быть вызваны при оказании помощи в чрезвычайной ситуации
  5. реагирование вспомогательной(ых) пожарной(ых) команды(ей) с особым указанием на препятствия, такие как железнодорожные переезды, переправы, недостаточная прочность и (или) ширина мостов по отношению к пожарной технике, затрудненное движение транспорта и т.п.
  6. социально-политическая среда, т. е. уровень преступности и политическая деятельность, приводящая к проблемам правопорядка.

 

Этап 3

Подготовить планировку и план застройки, а также спецификации строительных материалов. Выполните следующие задания:

  1. Ограничьте площадь каждого магазина, рабочего места и т. д., установив противопожарные стены, противопожарные двери и т. д.
  2. Укажите применение огнеупорных материалов для строительства здания или сооружения.
  3. Убедитесь, что стальные колонны и другие элементы конструкции не открыты.
  4. Обеспечьте адекватное разделение между зданием, конструкциями и установкой.
  5. Запланируйте установку пожарных гидрантов, спринклеров и т. д., где это необходимо.
  6. Обеспечить наличие в плане размещения соответствующих подъездных дорог, чтобы пожарная техника могла добраться до всех частей помещения и всех источников воды для тушения пожара.

 

Этап 4

Во время строительства сделайте следующее:

  1. Ознакомьте подрядчика и его или ее сотрудников с политиками управления пожарными рисками и обеспечивайте их соблюдение.
  2. Тщательно проверьте все противопожарные установки и оборудование перед приемкой.

 

Этап 5

Если размер предприятия, его опасность или удаленное расположение таковы, что в помещении должна быть штатная пожарная команда, то необходимо организовать, оснастить и обучить необходимый штатный персонал. Также назначьте штатного пожарного.

Этап 6

Чтобы обеспечить полное участие всех сотрудников, сделайте следующее:

  1. Обучить весь персонал соблюдению мер предосторожности в повседневной работе и действиям, требуемым от него при возникновении пожара или взрыва. Обучение должно включать работу с противопожарным оборудованием.
  2. Обеспечить строгое соблюдение мер предосторожности при пожаре всем заинтересованным персоналом посредством периодических проверок.
  3. Обеспечить регулярный осмотр и техническое обслуживание всех систем и оборудования противопожарной защиты. Все дефекты должны быть устранены незамедлительно.

 

Управление чрезвычайными ситуациями

Чтобы избежать путаницы во время реальной чрезвычайной ситуации, важно, чтобы каждый в организации точно знал, какую роль он (она) и другие должны играть во время чрезвычайной ситуации. Для этой цели должен быть подготовлен и обнародован хорошо продуманный аварийный план, и весь заинтересованный персонал должен быть полностью с ним ознакомлен. В плане должны быть четко и недвусмысленно определены обязанности всех заинтересованных сторон, а также определена цепочка подчинения. Как минимум, аварийный план должен включать следующее:

1. название отрасли

2. адрес помещения с номером телефона и планом участка

3. цель и задача аварийного плана и дата его вступления в силу

4. покрытая площадь, включая план участка

5. аварийная организация с указанием цепочки подчинения от руководителя работ вниз

6. Системы противопожарной защиты, мобильные устройства и переносное оборудование с подробностями

7. подробная информация о доступности помощи

8. средства пожарной сигнализации и связи

9. действия, которые необходимо предпринять в чрезвычайной ситуации. Включите отдельно и недвусмысленно действия, которые должны быть предприняты:

  • человек, обнаруживший огонь
  • собственная пожарная команда на территории
  • начальник отдела по ликвидации ЧС
  • начальники других отделов, фактически не задействованных в ЧС
  • организация безопасности
  • пожарный, если есть
  • руководитель работ
  • другие исследователи

       10. Порядок действий на месте происшествия. Рассмотрите все возможные ситуации и четко укажите, кто должен взять на себя командование в каждом случае, включая обстоятельства, при которых для оказания помощи должна быть вызвана другая организация.

11. Действия после пожара. Укажите ответственность за:

  • повторный ввод в эксплуатацию или пополнение всех систем противопожарной защиты, оборудования и источников воды
  • расследование причин пожара или взрыва
  • подготовка и сдача отчетов
  • инициирование восстановительных мероприятий для предотвращения повторного возникновения аналогичной чрезвычайной ситуации.

 

Когда действует план взаимопомощи, копии плана действий в чрезвычайных ситуациях должны быть предоставлены всем участвующим подразделениям в обмен на аналогичные планы их соответствующих помещений.

Протоколы эвакуации

Ситуация, требующая выполнения аварийного плана, может возникнуть в результате взрыва или пожара.

Взрыв может сопровождаться или не сопровождаться пожаром, но почти во всех случаях он производит разрушительный эффект, который может ранить или убить находящихся поблизости людей и/или причинить физический ущерб имуществу, в зависимости от обстоятельств каждого случая. Это также может вызвать шок и замешательство и может потребовать немедленной остановки производственных процессов или их части, а также внезапного перемещения большого количества людей. Если ситуацию немедленно не взять под контроль и упорядоченно не направить, это может привести к панике и дальнейшим потерям жизни и имущества.

Дым, выделяемый горящим материалом при пожаре, может затронуть другие части имущества и/или заманить людей в ловушку, что потребует интенсивной крупномасштабной спасательной операции/эвакуации. В некоторых случаях может потребоваться крупномасштабная эвакуация, когда люди могут попасть в ловушку или пострадать от пожара.

Во всех случаях, когда речь идет о крупномасштабном внезапном перемещении персонала, также возникают проблемы с дорожным движением, особенно если для этого движения необходимо использовать дороги общего пользования, улицы или территории. Если такие проблемы не предвидятся и соответствующие действия не планируются заранее, возникают узкие места на дорогах, которые затрудняют и замедляют тушение пожаров и аварийно-спасательные работы.

Эвакуация большого количества людей, особенно из высотных зданий, также может представлять проблемы. Для успешной эвакуации необходимо не только наличие адекватных и подходящих средств эвакуации, но и быстрая эвакуация. Особое внимание следует уделить эвакуации инвалидов.

Поэтому в аварийный план должны быть включены подробные процедуры эвакуации. Их необходимо часто проверять при проведении учений по пожарной безопасности и эвакуации, которые также могут быть связаны с проблемами дорожного движения. Все участвующие и заинтересованные организации и агентства также должны участвовать в этих учениях, по крайней мере, периодически. После каждого упражнения должен проводиться подведение итогов, в ходе которого указываются и объясняются все ошибки. Необходимо также принять меры для предотвращения повторения тех же ошибок в будущих учениях и реальных инцидентах путем устранения всех трудностей и пересмотра плана действий в чрезвычайных ситуациях по мере необходимости.

Должны вестись надлежащие записи обо всех учениях и тренировках по эвакуации.

Скорая медицинская помощь

Пострадавшим в результате пожара или взрыва должна быть оказана немедленная медицинская помощь или после оказания первой помощи их необходимо срочно доставить в больницу.

Крайне важно, чтобы руководство предоставило один или несколько медпунктов и, если это необходимо из-за размера и опасного характера отрасли, одно или несколько передвижных парамедицинских устройств. Все пункты первой помощи и парамедицинские устройства должны быть постоянно укомплектованы полностью обученными парамедиками.

В зависимости от размера отрасли и количества рабочих, одна или несколько машин скорой помощи также должны быть предоставлены и укомплектованы персоналом на территории для перевозки пострадавших в больницы. Кроме того, необходимо принять меры для обеспечения того, чтобы дополнительные средства скорой помощи были доступны в короткие сроки, когда это необходимо.

Там, где этого требует размер отрасли или рабочего места, медицинский работник, работающий полный рабочий день, также должен быть доступен в любое время для любой чрезвычайной ситуации.

Должны быть достигнуты предварительные договоренности с назначенной больницей или больницами, в которых приоритет отдается пострадавшим, эвакуированным после пожара или взрыва. Такие больницы должны быть указаны в плане действий в чрезвычайных ситуациях вместе с их телефонными номерами, а в плане действий в чрезвычайных ситуациях должны быть предусмотрены соответствующие положения, гарантирующие, что ответственное лицо уведомит их о приеме раненых, как только возникнет чрезвычайная ситуация.

Восстановление объекта

Важно, чтобы все противопожарные и аварийно-спасательные объекты были приведены в состояние «готовности» вскоре после окончания чрезвычайной ситуации. Для этого ответственность должна быть возложена на лицо или часть отрасли, и это должно быть включено в аварийный план. Также должна быть введена система проверок для обеспечения того, чтобы это делалось.

Отношения с общественной пожарной охраной

Ни одно руководство не может предвидеть и предусмотреть все возможные непредвиденные обстоятельства. К тому же это экономически нецелесообразно. Несмотря на применение самых современных методов управления пожарным риском, всегда бывают случаи, когда противопожарные средства, предусмотренные в помещениях, не соответствуют реальным потребностям. Для таких случаев желательно заранее спланировать программу взаимопомощи с общественной пожарной службой. Необходима хорошая связь с этим отделом, чтобы руководство знало, какую помощь это подразделение может оказать во время чрезвычайной ситуации на его территории. Кроме того, общественная пожарная служба должна быть ознакомлена с риском и тем, что она может ожидать во время чрезвычайной ситуации. Для этого необходимо частое взаимодействие с общественной пожарной службой.

Обращение с опасными материалами

Опасность материалов, используемых в промышленности, может быть неизвестна пожарным во время разлива, а случайный сброс и неправильное использование или хранение опасных материалов могут привести к опасным ситуациям, которые могут серьезно угрожать их здоровью или привести к серьезному пожару или взрыву. . Невозможно помнить об опасности всех материалов. Поэтому были разработаны средства быстрой идентификации опасностей, посредством которых различные вещества идентифицируются с помощью отдельных этикеток или маркировок.

Идентификация опасных материалов

Каждая страна следует своим собственным правилам, касающимся маркировки опасных материалов с целью хранения, обработки и транспортировки, и в этом могут участвовать различные ведомства. Хотя соблюдение местных правил имеет важное значение, желательно, чтобы международно признанная система идентификации опасных материалов была разработана для универсального применения. В Соединенных Штатах NFPA разработала систему для этой цели. В этой системе отдельные этикетки прикрепляются или прикрепляются к контейнерам с опасными материалами на видном месте. Эти этикетки указывают на характер и степень опасности для здоровья, воспламеняемость и реакционную способность материала. Кроме того, на этих этикетках также может быть указана особая возможная опасность для пожарных. Объяснение степени опасности см. в NFPA 704, Стандартная система идентификации пожарной опасности материалов (1990а). В этой системе опасности классифицируются как опасности для здоровья, опасность воспламененияи опасности реактивности (нестабильности).

Опасности для здоровья

К ним относятся все возможности материала, вызывающего травму в результате контакта с человеческим телом или поглощения им. Опасность для здоровья может возникнуть из-за свойств, присущих материалу, или из-за токсичных продуктов горения или разложения материала. Степень опасности назначается исходя из большей опасности, которая может возникнуть при пожаре или других чрезвычайных ситуациях. Он указывает пожарным, могут ли они безопасно работать только в специальной защитной одежде, подходящих средствах защиты органов дыхания или в обычной одежде.

Степень опасности для здоровья измеряется по шкале от 4 до 0, где 4 указывает на самую серьезную опасность, а 0 указывает на низкую опасность или отсутствие опасности.

Опасности воспламеняемости

Они указывают на склонность материала к горению. Известно, что материалы ведут себя по-разному в отношении этого свойства при различных обстоятельствах (например, материалы, которые могут гореть при одних условиях, могут не гореть при изменении условий). Форма и собственные свойства материалов влияют на степень опасности, которая присваивается на том же основании, что и опасность для здоровья.

Опасности реактивности (нестабильности)

Материалы, способные выделять энергию сами по себе (т. е. в результате самореакции или полимеризации), и вещества, которые могут подвергаться бурному извержению или взрывным реакциям при контакте с водой, другими огнетушащими веществами или некоторыми другими материалами, считаются химически опасными.

Интенсивность реакции может увеличиваться при воздействии тепла или давления, или когда вещество вступает в контакт с некоторыми другими материалами с образованием комбинации топливо-окислитель, или когда оно вступает в контакт с несовместимыми веществами, сенсибилизирующими загрязнителями или катализаторами.

Степень реактивной опасности определяется и выражается в легкости, скорости и количестве энерговыделения. Дополнительная информация, такая как радиоактивная опасность или запрет на использование воды или другого огнетушащего вещества для тушения пожара, также может быть предоставлена ​​на том же уровне.

Наклейка с предупреждением об опасном материале представляет собой квадрат, расположенный по диагонали с четырьмя меньшими квадратами (см. рис. 1).

Рисунок 1. Алмаз NFPA 704.

FIR060F3

Верхний квадрат указывает на опасность для здоровья, левый квадрат указывает на опасность воспламенения, правый квадрат указывает на опасность реактивности, а нижний квадрат указывает на другие особые опасности, такие как радиоактивность или необычное взаимодействие с водой.

В дополнение к вышеупомянутому расположению может также использоваться цветовой код. Цвет используется в качестве фона, или цифра, указывающая на опасность, может быть закодирована цветом. Коды: опасность для здоровья (синий), опасность воспламенения (красный), опасность реактивности (желтый) и особая опасность (белый фон).

 

 

 

 

Управление реагированием на опасные материалы

В зависимости от характера опасного материала в промышленности необходимо обеспечить средства защиты и специальные средства пожаротушения, в том числе средства защиты, необходимые для дозирования специальных средств пожаротушения.

Все работники должны быть обучены мерам предосторожности, которые они должны принимать, и процедурам, которые они должны применять для устранения каждого инцидента при обращении с различными типами опасных материалов. Они также должны знать значение различных опознавательных знаков.

Все пожарные и другие рабочие должны быть обучены правильному использованию любой защитной одежды, средств индивидуальной защиты органов дыхания и специальных приемов пожаротушения. Весь заинтересованный персонал должен быть настороже и готов к разрешению любой ситуации посредством частых учений и учений, о которых следует вести надлежащий учет.

Чтобы справиться с серьезными медицинскими опасностями и последствиями этих опасностей для пожарных, компетентный медицинский работник должен быть готов принять немедленные меры предосторожности, когда любой человек подвергается неизбежному опасному заражению. Все пострадавшие должны получить немедленную медицинскую помощь.

Также должны быть приняты надлежащие меры для создания центра обеззараживания в помещении, когда это необходимо, и должны быть установлены и соблюдаться правильные процедуры обеззараживания.

Контроль отходов

Значительные отходы образуются в промышленности или в результате несчастных случаев при погрузочно-разгрузочных работах, транспортировке и хранении товаров. Такие отходы могут быть легковоспламеняющимися, токсичными, едкими, пирофорными, химически активными или радиоактивными, в зависимости от отрасли, в которой они образуются, или от характера используемых товаров. В большинстве случаев, если не принять надлежащих мер по безопасному удалению таких отходов, они могут представлять опасность для жизни животных и людей, загрязнять окружающую среду или вызывать пожары и взрывы, которые могут угрожать имуществу. Таким образом, для обеспечения экономии и безопасности необходимо тщательное знание физических и химических свойств отходов, а также достоинств или недостатков различных методов их удаления.

Свойства промышленных отходов кратко изложены ниже:

  1. Большинство промышленных отходов являются опасными и могут иметь неожиданное значение во время и после удаления. Поэтому характер и поведение всех отходов должны быть тщательно изучены на предмет их краткосрочного и долгосрочного воздействия и соответствующим образом определен метод удаления.
  2. Смешивание двух, казалось бы, безвредных выброшенных веществ может создать неожиданную опасность из-за их химического или физического взаимодействия.
  3. Если речь идет о легковоспламеняющихся жидкостях, их опасность можно оценить, принимая во внимание их соответствующие температуры вспышки, температуру воспламенения, пределы воспламеняемости и энергию воспламенения, необходимую для инициирования возгорания. В случае твердых веществ размер частиц является дополнительным фактором, который необходимо учитывать.
  4. Большинство горючих паров тяжелее воздуха. Такие пары и легковоспламеняющиеся газы тяжелее воздуха, которые могут быть случайно выброшены во время сбора или удаления или во время обработки и транспортировки, могут перемещаться на значительные расстояния по ветру или в направлении более низкого уклона. При контакте с источником воспламенения они вспыхивают обратно к источнику. Крупные разливы легковоспламеняющихся жидкостей особенно опасны в этом отношении и могут потребовать эвакуации для спасения жизней.
  5. Пирофорные материалы, такие как алкилы алюминия, самовозгораются при контакте с воздухом. Поэтому необходимо соблюдать особую осторожность при обращении, транспортировке, хранении и утилизации таких материалов, предпочтительно в атмосфере азота.
  6. Некоторые материалы, такие как алкилы калия, натрия и алюминия, бурно реагируют с водой или влагой и сильно горят. Бронзовый порошок выделяет значительное количество тепла в присутствии влаги.
  7. Присутствие сильнодействующих окислителей с органическими материалами может вызвать быстрое возгорание или даже взрыв. Ветошь и другие материалы, пропитанные растительными маслами или терпенами, представляют опасность самовозгорания из-за окисления масел и последующего нагрева до температуры воспламенения.
  8. Некоторые вещества вызывают коррозию и могут вызвать серьезные повреждения или ожоги кожи или других живых тканей, а также могут разъедать строительные материалы, особенно металлы, тем самым ослабляя конструкцию, в которой такие материалы могли использоваться.
  9. Некоторые вещества токсичны и могут отравить человека или животных при попадании на кожу, вдыхании или загрязнении пищи или воды. Их способность делать это может быть кратковременной или может продолжаться в течение длительного периода времени. Такие вещества, если их утилизировать путем захоронения или сжигания, могут загрязнить источники воды или вступить в контакт с животными или рабочими.
  10. Токсичные вещества, разлитые при промышленной переработке, транспортировке (в том числе при авариях), обращении или хранении, а также ядовитые газы, выбрасываемые в атмосферу, могут воздействовать на персонал аварийно-спасательных служб и других лиц, включая население. Опасность становится еще более серьезной, если разлитое вещество (вещества) испаряется при температуре окружающей среды, поскольку пары могут переноситься на большие расстояния из-за ветрового сноса или стекания.
  11. Некоторые вещества могут издавать сильный, резкий или неприятный запах сами по себе или при сжигании на открытом воздухе. В любом случае такие вещества представляют общественный дискомфорт, даже если они могут быть нетоксичными, и их необходимо утилизировать путем надлежащего сжигания, если только их невозможно собрать и переработать. Точно так же, как пахучие вещества не обязательно токсичны, вещества без запаха и некоторые вещества с приятным запахом могут оказывать вредное физиологическое воздействие.
  12. Некоторые вещества, такие как взрывчатые вещества, фейерверки, органические пероксиды и некоторые другие химические вещества, чувствительны к теплу или удару и могут взорваться с разрушительным эффектом, если с ними не обращаться осторожно или смешать с другими веществами. Поэтому такие вещества должны быть тщательно отделены и уничтожены под надлежащим надзором.
  13. Отходы, загрязненные радиоактивностью, могут быть столь же опасны, как и сами радиоактивные материалы. Их утилизация требует специальных знаний. Надлежащие указания по удалению таких отходов можно получить в ядерно-энергетической организации страны.

 

Некоторые из методов, которые могут быть использованы для удаления промышленных и аварийных отходов: биологический распад, захоронение, сжигание, Полигон, мульчирование, открытое горение, пиролиз утилизация через подрядчика. Они кратко описаны ниже.

биологический распад

Многие химикаты полностью разрушаются в течение 24–15 месяцев при смешивании с верхним слоем почвы XNUMX см. Это явление известно как биодеградация и связано с действием почвенных бактерий. Однако не все вещества ведут себя подобным образом.

захоронение

Отходы, особенно химические отходы, часто удаляются путем захоронения. Это опасная практика в том, что касается активных химических веществ, потому что со временем захороненное вещество может подвергнуться воздействию или вымыться дождем в водные ресурсы. Воздействующее вещество или загрязненный материал могут оказывать неблагоприятное физиологическое воздействие при контакте с водой, которую пьют люди или животные. Зарегистрированы случаи загрязнения воды через 40 лет после захоронения некоторыми вредными химическими веществами.

сжигание

Это один из самых безопасных и наиболее удовлетворительных методов удаления отходов, если отходы сжигаются в правильно спроектированной мусоросжигательной печи в контролируемых условиях. Однако следует позаботиться о том, чтобы вещества, содержащиеся в отходах, подлежали безопасному сжиганию, не создавая каких-либо эксплуатационных проблем или особой опасности. Почти все промышленные мусоросжигательные заводы требуют установки оборудования для контроля загрязнения воздуха, которое необходимо тщательно выбирать и устанавливать с учетом состава стоков, выделяемых мусоросжигательным заводом при сжигании промышленных отходов.

Необходимо соблюдать осторожность при эксплуатации мусоросжигательной печи, чтобы гарантировать, что ее рабочая температура не поднимется чрезмерно ни из-за подачи большого количества летучих веществ, ни из-за характера сжигаемых отходов. Разрушение конструкции может произойти из-за чрезмерной температуры или со временем из-за коррозии. Скруббер также необходимо периодически осматривать на наличие признаков коррозии, которая может возникнуть из-за контакта с кислотами, а систему скруббера необходимо регулярно обслуживать для обеспечения надлежащего функционирования.

Полигон

Низменная земля или впадина в земле часто используются в качестве свалки отходов до тех пор, пока она не сравняется с окружающей землей. Затем отходы выравнивают, засыпают землей и укатывают. Земля затем используется для строительства или других целей.

Для удовлетворительной работы полигона необходимо выбирать площадку с учетом близости трубопроводов, канализационных линий, линий электропередач, нефтяных и газовых скважин, шахт и других опасностей. Затем отходы необходимо смешать с землей и равномерно распределить в углублении или широкой траншее. Каждый слой должен быть механически уплотнен перед добавлением следующего слоя.

Поверх отходов обычно укладывают слой земли толщиной 50 см и уплотняют, оставляя в почве достаточно отверстий для выхода газа, образующегося в результате биологической активности отходов. Следует также обратить внимание на надлежащий дренаж территории полигона.

В зависимости от различных компонентов отходов они могут иногда воспламеняться на свалке. Поэтому каждая такая зона должна быть должным образом огорожена, а наблюдение должно осуществляться до тех пор, пока вероятность возгорания не станет маловероятной. Также должны быть приняты меры для тушения любого пожара, который может возникнуть в отходах на полигоне.

Мульчирование

Были проведены некоторые испытания повторного использования полимеров в качестве мульчи (сыпучий материал для защиты корней растений) путем измельчения отходов на мелкие кусочки или гранулы. При таком использовании он очень медленно разлагается. Следовательно, его воздействие на почву чисто физическое. Однако этот метод не получил широкого распространения.

Открытое горение

Открытое сжигание отходов вызывает загрязнение атмосферы и опасно тем, что существует вероятность выхода огня из-под контроля и распространения на близлежащие объекты или территории. Также существует вероятность взрыва контейнеров и возможно вредное физиологическое воздействие радиоактивных материалов, которые могут содержаться в отходах. Этот метод утилизации запрещен в некоторых странах. Это нежелательный метод, и его следует обескураживать.

Пиролиз

Восстановление некоторых соединений путем перегонки продуктов, образующихся при пиролизе (разложении при нагревании) полимеров и органических веществ, возможно, но еще не получило широкого распространения.

Утилизация через подрядчиков

Это, пожалуй, самый удобный способ. Важно, чтобы для работы отбирались только надежные подрядчики, обладающие знаниями и опытом в области утилизации промышленных отходов и опасных материалов. Опасные материалы должны быть тщательно разделены и утилизированы отдельно.

Отдельные классы материалов

Конкретные примеры типов опасных материалов, которые часто встречаются в современной промышленности, включают: (1) горючие и химически активные металлы, такие как магний, калий, литий, натрий, титан и цирконий; (2) горючие отходы; (3) олифы; (4) легковоспламеняющиеся жидкости и отработанные растворители; (5) окисляющие материалы (жидкие и твердые); и (6) радиоактивные материалы. Эти материалы требуют особого обращения и мер предосторожности, которые необходимо тщательно изучить. Для получения более подробной информации об идентификации опасных материалов и опасностей промышленных материалов можно ознакомиться со следующими публикациями: Справочник по противопожарной защите (Кот 1991) и Опасные свойства промышленных материалов Сакса (Льюис, 1979).

 

Назад

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».

Содержание: