В начале 80-х годов была опубликована статья «Дальнейшая история науки о пожаре», где английский профессор оптимистично предсказывал, что к 23 веку людям будет «гарантирована жизнь почти свободная от пожаров». Прав ли он, предстоит убедиться нашим потомкам, а тем временем в 21 веке поражающие факторы пожаров и взрывов продолжают уносить жизни людей.
Первичные факторы
Открытый огонь, высокая температура, дым и недостаток кислорода являются основными поражающими факторами пожара. Во время горения зданий и предметов воздух нагревается до 800-1500 °С, превышающих предельно допустимые температуры для живых организмов. Даже в результате кратковременного воздействия высокой температуры (60-70 °С) отмечается возникновение ожогов кожи, глаз и дыхательных путей.
Выживание возможно, если от ожогов второй и третьей степени пострадало менее 20 % поверхности тела человека. Реабилитация таких пострадавших осложняется постоянной болью, сильной интоксикацией, тошнотой и рвотой. При ослабленном иммунитете возможно присоединение инфекции и заражение крови.
Высокая температура может стать как непосредственной причиной смерти, так и вызвать угнетение защитных сил организма и возникновения состояний, усугубляющих действие других поражающих факторов пожара (например, продуктов горения).
При температуре 35 - 40 °С создаются дополнительные нагрузки на сердечно-сосудистую, дыхательную, эндокринную и другие функциональные системы организма. Опасные факторы пожара — открытый огонь и высокая температура — уносят жизни примерно 10% пострадавших.
Дым и токсичные продукты горения (оксид углерода, альдегиды, фосген) вызывают сильнейшее отравление . Вдыхая угарный газ, который невидим и не имеет запаха, человек погибает в течение нескольких минут от кислородного голодания.
Кроме того, с задымлением связано возникновение паники, потери ориентации в пространстве, затруднение или невозможность эвакуации. В связи с этим дым представляет собой большую опасность, чем сам огонь — 80 % людей на пожаре погибают от отравления продуктами горения.
Даже при отсутствии токсичных газов недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе вызывает недостаток внимания и ухудшение двигательных функций. Гибель человека наступает уже при снижении концентрации кислорода до 11-16 %, а во время пожаров в жилых помещениях эта цифра достигает 7-9 %. Первичные опасные факторы пожара уносят до 90 % жизней.
Вторичные факторы
Но не только огонь и дым приводят к гибели людей. Падение зданий, выделение ядовитых веществ из механизмов и агрегатов, электрический ток и паника относятся к вторичным поражающим факторам пожара.
Воздействие высоких температур на легковоспламеняющиеся материалы приводит к разрастанию пожара. При превышении определенной температуры снижается прочность строительных конструкций, происходит обрушение стен и потолков. Падающие части здания приводят к травмам и гибели людей, затрудняют эвакуацию.
При повреждении электропроводов смерть из-за действия тока обычно наступает по причине остановки сердца или дыхания. При этом непосредственный контакт с токонесущими частями может отсутствовать, однако струя пены или воды выступит проводником, вызвав гибель человека.
Психологический фактор — паника и неготовность к точным собранным действиям на пожаре — главный враг при эвакуации. Она может проявляться как в заторможенности, притуплении сознания, так и наоборот — в хаотической активности.
Стремясь как можно быстрее покинуть место пожара, испуганные люди скапливаются на выходе, закупоривают его, давят друг друга. Такое паническое состояние в чрезвычайной ситуации может убить даже при отсутствии реальной угрозы.
Из этой информации становится ясно, что опасные факторы пожара реально угрожают современному человечеству, внося свой негативный вклад в ухудшение жизненных условий.
Любой пожар сопровождается проявлением опасных факторов пожара. Опасный фактор пожара (ОФП) - фактор пожара, воздействие которого приводит к травме» отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу .
Опасными факторами пожара (ОФП), воздействующими на людей и материальные ценности, являются:
Пламя и искры;
Повышенная температура окружающей среды;
Токсичные продукты горения и термического разложения;
Пониженная концентрация кислорода.
К вторичным проявлениям опасных факторов пожара относятся:
Осколки, части разрушившихся аппаратов, агрегатов, установок, конструкций;
Радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок;
Электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов;
Опасные факторы взрыва, происшедшего в результате пожара;
Огнетушащие вещества.
Около 73% погибших при пожарах погибают от воздействия на них токсичных продуктов горения, около 20% - от действия высокой температуры, около 5% - от пониженного содержания кислорода. Остальные погибают от травм, полученных в результате обрушения строительных конструкций, разлета осколков при взрыве, из-за обострения и проявления скрытых заболеваний и психических факторов.
Опасные факторы пожара действуют во времени и пространстве и оказывают негативное влияние на человека, материальные ценности, окружающую природную или техногенную среду одновременно.
При пожарах, как правило, наблюдается сочетанное воздействие сразу нескольких ОФП.
Предполагается, что полный поражающий эффект от такого воздействия будет больше, чем от простого суммирования воздействий отдельных составляющих. Такое явление, когда, результат взаимодействия не является простой суммой частных действий, а порождает качественно новые результаты, зависящие от всей совокупности взаимодействий, носит название синергизм. Однако пока еще нет достоверных данных, подтверждающих или опровергающих это предположение.
Основополагающим документом, базирующимся на вероятностном подходе, является ГОСТ 12.1.004 – 91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие правила. Этот документ регламентирует требования к мероприятиям по пожарной профилактике.
В соответствии с этим стандартом объекты должны иметь системы пожарной безопасности, направленные на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара, в том числе их вторичных проявлений, на требуемом уровне. При определении требуемого уровня обеспечения пожарной безопасности людей принимается, что вероятность предотвращения воздействия опасных факторов в год в расчете на каждого человека должна быть не менее 0,999999, а допустимый уровень пожарной опасности для людей – не более 10 -6 воздействия опасных факторов пожара, превышающих предельно допустимые значения, в год в расчете на каждого человека.
Безопасность – один из приоритетов современного общества. Но именно сейчас природные катаклизмы и техногенные катастрофы, в том числе возгорания, становятся причиной порчи имущества и гибели людей.
Первичные поражающие факторы пожара – это открытый огонь и дым, дефицит кислорода и повышение температуры. Именно с ними связывают наибольшую опасность при возгорании.
Открытый огонь и дым, являющиеся первичными факторами пожара
Высокая температура
Наибольшую опасность для человека в случае возгорания представляет нахождение в условиях повышенной температуры. Вдыхание горячего воздуха поражает верхние дыхательные пути, вызывает асфиксию. Продолжительное воздействие температуры более 100 градусов влечет потерю сознания и гибель. Не менее опасны ожоги кожных покровов и слизистых.
Количество теплоты, выделяемое при горении здания, зависит от:
- насыщения кислородом, без которого невозможен процесс горения, воздуха в помещении;
- свойств отделочных материалов, находящихся внутри предметов, их горючести.
Высокая температура при пожаре может уничтожает не только деревянные, но и металлические конструкции
Повышение опасности данного фактора возрастает в условиях большой влажности. Его предельно допустимое значение – не более 70 градусов. Относительную безопасность при такой температуре человек чувствует до полутора часов. При нагреве кожи до 45°С во время пожара уже чувствуется боль. Повышение до 150°С приводит к ожогу дыхательных путей.
В месте первичного возгорания воздух и окружающие предметы могут раскаляться до 1500°С, что многократно превышает допустимые значения для всех живых организмов. Воздействия высокой температуры проявляются и в усугублении иных факторов. Уже при 40°С возрастает нагрузка на сердце, органы дыхания и эндокринную систему.
Дым и продукты горения
Не менее опасные поражающие факторы пожара – дым, углекислый газ и иные продукты горения, вдыхаемые вместе с кислородом. Продукты горения вместе с частицами пепла, сажи резко снижают видимость, что провоцирует панику и усложняет эвакуационные действия. Низкая видимость не представляет опасности, но она может стать причиной гибели людей.
Густой дым во время пожара не позволяет людям в помещении дышать
Токсичные продукты, появляющиеся при горении помещений зданий и сооружений, как первичные поражающие факторы пожара способны вызвать смерть всего за несколько минут. Большая часть (до 80%) погибает как раз по причине отравления токсинами – альдегидами, оксидом углерода, фосгеном, а не из-за огня.
Основные поражающие факторы – это также и циановодород и иные выделяющиеся токсичные продукты горения. Малейший контакт с этим токсином наносит существенный ущерб. Токсичные продукты горения, в том числе угарный газ, приводят к гибели в случае нахождения в эпицентре возгорания в течение 3-5 минут.
Попадая в органы дыхания, угарный газ вызывает удушье, головные боли, галлюцинации, тошноту. Прекращение транспортной функции крови в связи с его действием в итоге приводит к кислородному голоданию клеток, потере сознания, параличу.
Недостаток кислорода влияет на работу всех систем организма; в первую очередь страдает головной мозг.
Вторичные факторы пожара
Опасные факторы пожара связаны не только с самим возгоранием. Иногда конструкция зданий и психологическая составляющая играют не меньшую роль в распространении огня и трудностями в спасении людей.
Разрушение строительных конструкций
Длительное воздействие высоких температур вследствие пожара ослабляет бетонные конструкции
Высокие температуры воздействуют на строительные материалы, из которых возведены здания и сооружения. Уменьшается прочность конструкций, что влечет к их разрушению. Падение элементов конструкции здания приводит к получению травм, блокированию эвакуационных путей. Такие опасные факторы пожара приводят к увеличению жертв.
Воздействие электрического тока
Система электроснабжения в процессе возгорания повреждается практически всегда. И это может приводить к гибели людей из-за контакта с током. Прямой контакт с поврежденными проводами опасен для жизни. Вода или пожарная пена, становится хорошим проводником тока, увеличивая потенциальную опасность в случае нарушение целостности изоляции. Соответственно, после тушения пожара последствия еще могут дать о себе знать.
Паника потерпевших
Поражающие факторы пожара носят не только физический, но и психологический характер. Паника людей внутри здания, их моральная неготовность к слаженным действиям – основные враги во время пожарной эвакуации. Действия человека становятся заторможенными, притупляется сознание или наоборот начинается беспорядочная, хаотичная активность (беготня, поиск укрытия, крики).
Взвешенные и скоординированные действия пожарных при возгорании в торговом помещении
Стремление максимально быстро покинуть горящее здание приводит к толкотне, давке на выходе, его блокированию. Невозможность выйти вызывает панику, на выходе из-за давки могут пострадать люди. Исключить подобного рода проблемы помогут меры пожарной безопасности, в том числе тренинги, моделирование экстренных ситуаций в жилых зданиях, .
Дополнительные последствия пожара
При пожаре, если в здании хранятся взрывоопасные веществ или проведена система газоснабжения, возможен взрыв. Образующаяся ударная волна приводит к контузиям и баротравмам.
Световое излучение способно увеличить очаг воспламенения, обуглить кожные покровы потерпевших.
Выбивая стекла, взрыв улучшает циркуляцию воздуха, что способствует горению. Осколки могут ранить человека.
Противопожарная профилактика
Для организации противопожарной профилактики следует проводить прогнозирование факторов, которые могут привести к возгоранию. Это позволит разработать ряд правил, требований и рекомендаций по быстрой и безопасной эвакуации, определить огнестойкость здания, усовершенствовать сигнализационную и .
Разработанные методы прогнозирования дают возможность не только предвидеть возможное происшествие, но и повысить учреждения, производственного объекта, жилого дома, восстановить картину пожара в прошлом в рамках пожарно-технической экспертизы.
Пожар на производстве приводит к материальным потерям, а нередко к гибели людей. Прямые материальные потери вызываются уничтожением сырья, полуфабрикатов, готовой продукции, вспомогательных материалов, основного технологического и вспомогательного оборудования, оснастки, производственных и складских зданий, сооружений и коммуникаций, подвижного состава.К косвенным материальным потерям относятся затраты на восстановление производства, потери от недовыпуска продукции, срыв графиков движения поездов, выплаты штрафов и неустоек грузоотправителям (грузополучателям) и др. На пожаре расходуются огнетушащие средства, изнашивается пожарная техника и оборудование, боевая одежда и снаряжение пожарного.
Пожары - это мощный фактор, негативно влияющий на состояние экономики страны. Урон от пожаров не только невосполним, но и требует еще больших затрат для восстановления уничтоженных материальных ценностей.
Опасными факторами , воздействующими на людей и материальные ценности, являются:
Пламя и искры;
Повышенная температура окружающей среды;
Токсичные продукты горения и термического разложения;
Пониженная концентрация кислорода.
К вторичным проявлениям опасных факторов пожара, воздействующим на людей и материальные ценности, относятся:
Осколки, части разрушившихся аппаратов, агрегатов, установок, конструкций;
Радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок;
Электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов;
Огнетушащие вещества.
Опасные факторы взрыва происшедшего вследствие пожара. К ним относятся:
ударная волна, во фронте которой давление превышает допустимое значение;
пламя;
обрушивающиеся конструкции, оборудование, коммуникации, здания и сооружения и их разлетающиеся части;
образовавшиеся при взрыве и (или) выделившиеся из поврежденного оборудования вредные вещества, содержание которых в воздухе рабочей зоны превышает предельно допустимые концентрации.
Температура среды. Эффект воздействия высокой температуры на организм человека в значительной мере зависит от влажности воздуха: чем выше влажность, тем ниже критическая температура. Для начальной стадии пожара, которая характеризуется сравнительно высокой влажностью, критическая температура находится в пределах 60-70 °С.
Наибольшую опасность представляет вдыхание нагретого воздуха , приводящее к поражению и некрозу (омертвению) верхних дыхательных путей, удушью и смерти. Так, воздействие температуры свыше 100 °С приводит к потере сознания и гибели через несколько минут. Опасны также ожоги кожи. Несмотря на большие успехи медицины в лечении ожогов, человек, получивший ожоги II степени на 30 % поверхности тела, имеет мало шансов выжить.
Исследованиями установлено, что во влажной атмосфере вторую степень ожога вызывает температура 55 °С при воздействии в течение 20 с и 70 °С - в течение 1 с. Температура 69-71 °С при времени воздействия несколько минут является опасной для человека.
Лучистые потоки. В некоторых случаях опасность для людей могут представлять лучистые потоки. Исследованиями установлено, что при пожаре в сценической коробке зрелищного предприятия лучистые потоки представляют опасность для зрителей первых рядов партера уже через 30 с пожара. Еще большая интенсивность лучистых потоков наблюдается при пожарах технологических установок. В некоторых случаях человек без специальных средств защиты не в состоянии приблизиться к таким установкам ближе 10 м.
Переносимость человеком лучистых потоков зависит от интенсивности облучения. Чем выше интенсивность облучения, тем меньше время, в течение которого человек способен выдерживать воздействие лучистых потоков. В качестве критической может быть принята интенсивность, равная 3000 Вт/м, при которой время до появления болевых ощущений составляет примерно 10-15 с, а время переносимости - 30-40 с.
Токсичные продукты горения. При пожарах в современных зданиях с применением полимерных и синтетических материалов на человека могут воздействовать токсичные продукты горения. Хотя в продуктах горения нередко содержится 50-100 видов химических соединений, оказывающих токсическое воздействие, по мнению большинства ученых разных стран, основной причиной гибели людей при пожарах является отравление окисью углерода.
Окись углерода (СО) опасна тем, что она в 200-300 раз лучше реагирует с гемоглобином крови, чем кислород, вследствие чего красные кровяные тельца утрачивают способность снабжать организм кислородом. Наступает кислородное голодание, гипоксия тканей, теряется способность рассуждать, человек становится равнодушным и безучастным, не стремится избежать опасности, наступает оцепенение, головокружение, нарушение координации движения, а при остановке дыхания - смерть.
Концентрация оксида углерода в размере 0,5 % вызывает смертельное отравление через 20 мин., а при концентрации 1,3 % смерть наступает в результате 2-3 вдохов.
Критическое содержание кислорода для человека – менее 17 % (об.)
В 50-80 % случаев гибель людей на пожарах вызывалась отравлением окисью углерода и недостатком кислорода.
Другие продукты горения могут также представлять опасность для жизни человека (таблица 2).
Таблица 2 - Действие газов и паров на организм человека
| Вещество | Смертельно при вдыхании в течение 5-10 мин | Опасно (ядовито) При вдыхании в течение 0,5-1ч | Переносимо при вдыхании в течение 0,5- 1ч |
|||
| Концентрация |
||||||
| % | мг/л | % | мг/л | % | мг/л |
|
| Аммиак Окислы азота Окись углерода Сернистый газ Сероводород Синильная кислота Углекислый газ Хлористый водород Хлороформ | 0,5 | 3,5 | 0,25 | 1,7 | 0,025 | 0,17 |
Пожаровзрывоопасность и основные показатели её оцен ки
Если горючим веществом является газ , основными показателями являются:
концентрационные пределы распространения пламени (КПР), называемые также пределами воспламенения или взрываемости;
нормальная скорость распространения пламени (U н, м/с);
температура самовоспламенения (Т с, C);
минимальная энергия зажигания (МЭЗ, Д ж);
максимальное давление взрыва (Р max , КПа).
Горение возможно в области составов между НКПР и ВКПР. Это пространство называется областью воспламенения . Вне этой области горение в режиме распространения пламени невозможно.
Рис. 6 Схема концентрации пределов распространения пламени.
Нормальная скорость распространения пламени - это скорость перемещения фронта пламени относительно несгоревшего газа в направлении, перпендикулярном к его поверхности.
Температура самовоспламенения - наименьшая температура горючего вещества , при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции с воздухом, заканчивающееся воспламенением .
Минимальная энергия зажигания - это наименьшая энергия искрового разряда, способная воспламенить наиболее легковоспламеняющуюся смесь вещества с воздухом.
P max – максимальное давление, развиваемое при воспламенении (зажигании) стеклометрической смеси данного горючего вещества.
При оценке пожаровзрывоопасности жидкостей необходимо знать и другие показатели. К ним относятся:
Температура вспышки (Т всп), С;
Температура воспламенения (Т в), С;
Температурные пределы воспламенения (ТП: нижний – НТП, верхний – ВТП), С.
Температура вспышки Т всп – минимальная пожароопасная температура жидкости, при которой внесённый извне в паровое пространство над жидкостью источник зажигания вызывает быстрое сгорание паров, но при удалении источника зажигания горение прекращается. По физическому смыслу Т всп – это минимальная температура жидкости, при которой давление насыщенных паров жидкости создаёт концентрацию паров над жидкостью, соответствующую НКПР.
В зависимости от летучести, характеризуемой температурой вспышки и позволяющей судить о возможности образования взрывоопасной среды, жидкости подразделяются на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ). К ЛВЖ относятся жидкости с T всп 61 С и к ГЖ – с Т всп 61 С.
Нагрева жидкостей до Т всп недостаточно для устойчивого горения жидкости. Для обеспечения требуемой интенсивности испарения для устойчивого горения необходим нагрев жидкости до более высокой температуры, называемой температурой воспламенения (Т в). Температура воспламенения - наименьшая температура вещества, при которой пары над поверхностью горючего вещества выделяются с такой скоростью , что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенение.
Если для устойчивого горения жидкости нагрев до Т всп недостаточен, то для достижения НКПР паров необходим нагрев именно до этой температуры. Взрывоопасность жидкостей можно характеризовать как КПР, так и ТП. Температурные пределы – это температуры жидкостей, при которых давление насыщенных паров создает концентрацию паров, соответствующую концентрационному пределу распространения пламени. Зависимость между ТП и КПР выражается следующим образом:
Где Р нтп, Р втп – давление насыщенных паров при нижнем температурном пределе (НТП) и верхнем температурном пределе (ВТП) соответственно;
Р атм – атмосферное давление.
Пожарная опасность твердых веществ и материалов характеризуется их склонностью к возгоранию и самовозгоранию. К возгоранию относятся случаи возникновения горения при воздействии внешних источников зажигания с температурой выше температуры самовозгорания (Т св). К самовозгоранию относятся случаи горения, возникающие при температуре окружающей среды или при умеренном нагреве ниже Т св.
Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью, и осуществляется согласно СНиП 21-01-97.
Одной из важнейших пожароопасных характеристик веществ и материалов является их горючесть , под которой понимается способность распространять по себе горение.
По горючести вещества и материалы подразделяют на три группы:
негорючие (несгораемые) - вещества и материалы, не способные к горению в воздухе (например: бетон, железобетон, кирпич и др.). Негорючие вещества могут быть пожаровзрывоопасными (например, окислители или вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом);
трудногорючие (трудносгораемые) - вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления (гипсовые и бетонные изделия с органическими заполнителями, древесина, пропитанная огнестойкими составами и др.);
горючие (сгораемые) - вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления (лесоматериалы, битум, рубероид и многие пластические материалы).
К легковоспламеняющимся веществам относятся те, которые могут воспламенятся при кратковременном воздействии источника зажигания (пламя спички, искра, накалённый электропровод и т.п.).
Трудновоспламеняющимися считают вещества, воспламеняющиеся под действием мощного источника зажигания.
Горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы:
Г1 (слабогорючие);
Г2 (умеренногорючие);
Г3 (нормальногорючие);
Г4 (сильногорючие).
Горючесть и группы строительных материалов по горючести устанавливают по ГОСТ 30244.
| Группа горючести материалов | Параметры горючести |
|||
| Температура дымовых газов Т , С | Степень повреждения по длине S L , % | Степень повреждения по массе S m , % | Продолжительность самостоятельного горения t c.r , с |
|
| Г1 | 135 | 65 | 20 | 0 |
| Г2 | 235 | 85 | 50 | 30 |
| Г3 | 450 | >85 | 50 | 300 |
| Г4 | >450 | >85 | >50 | >300 |
| Примечание - Для материалов групп горючести Г1 - Г3 не допускается образование горящих капель расплава при испытании |
||||
Строительные материалы относят к негорючим при следующих значениях параметров горючести:
Прирост температуры в печи не более 50 °С;
Потеря массы образца не более 50 %;
Продолжительность устойчивого пламенного горения не более 10 с.
Строительные материалы, не удовлетворяющие хотя бы одному из указанных значений параметров, относятся к горючим .
Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяются и не нормируются.
по воспламеняемости
В1 (трудновоспламеняемые);
В2 (умеренновоспламеняемые);
В3 (легковоспламеняемые).
Группы строительных материалов по воспламеняемости устанавливают по ГОСТ 30402.
Поверхностная плотность теплового потока (ППТП) - лучистый тепловой поток, воздействующий на единицу поверхности образца.
Критическая поверхностная плотность теплового потока (КППТП)
- минимальное значение поверхностной плотности теплового потока, при котором возникает устойчивое пламенное горение.
Горючие строительные материалы по распространению пламени
по поверхности подразделяются на четыре группы в зависимости от величины КППТП:
РП1 (нераспространяющие);
РП2 (слабораспространяющие);
РП3 (умереннораспространяющие);
РП4 (сильнораспространяющие).
Группы строительных материалов по распространению пламени устанавливают для поверхностных слоев кровли и полов, в том числе ковровых покрытий, по ГОСТ 30444 (ГОСТ Р 51032-97).
Для других строительных материалов группа распространения пламени по поверхности не определяется и не нормируется.
Горючие строительные материалы по дымообразующей способности подразделяются на три группы:
Д1 (с малой дымообразующей способностью) - КД до 50 м 2 /кг включ.;
Д2 (с умеренной дымообразующей способностью) - КД св. 50 до 500 м 2 /кг включ.;
Д3 (с высокой дымообразующей способностью) - КД св. 500 м 2 /кг.
Группы строительных материалов по дымообразующей способности устанавливают по 2.14.2 и 4.18 ГОСТ 12.1.044.
Коэффициент дымообразования - показатель, характеризующий оптическую плотность дыма, образующегося при пламенном горении или термоокислительной деструкции (тлении) определенного количества твердого вещества (материала) в условиях специальных испытаний.
Значение коэффициента дымообразования необходимо включать в стандарты или технические условия на твердые вещества и материалы.
Горючие строительные материалы по токсичности продуктов горения подразделяются на четыре группы:
Т1 (малоопасные);
Т2 (умеренноопасные);
Т3 (высокоопасные);
Т4 (чрезвычайно опасные).
Группы строительных материалов по токсичности продуктов горения устанавливают по 2.16.2 и 4.20 ГОСТ 12.1.044.
Показатель токсичности продуктов горения - отношение количества материала к единице объема замкнутого пространства, в котором образующиеся при горении материала газообразные продукты вызывают гибель 50 % подопытных животных.
Значение показателя токсичности продуктов горения следует применять для сравнительной оценки полимерных материалов, а также включать в технические условия и стандарты на отделочные и теплоизоляционные материалы.
| Класс опасности | , г/м 3 , при времени экспозиции, мин |
|||
| 5 | 15 | 30 | 60 |
|
| Чрезвычайно опасные | До 25 | До 17 | До 13 | До 10 |
| Высокоопасные | 25-70 | 17-50 | 13-40 | 10-30 |
| Умеренноопасные | 70-210 | 50-150 | 40-120 | 30-90 |
| Малоопасные | Св. 210 | Св. 150 | Св. 120 | Св. 90 |
Строительные конструкции.
Строительные конструкции характеризуются огнестойкостью и пожарной опасностью.
Под огнестойкостью понимают способность строительной конструкции сопротивляться воздействию высокой температуры в условиях пожара и выполнять при этом свои обычные эксплуатационные функции.
Показателем огнестойкости является предел огнестойкости, пожарную опасность конструкции характеризует класс ее пожарной опасности.
Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени (в минутах) наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции, признаков предельных состояний:
Потери несущей способности (R);
Потери целостности (Е);
Потери теплоизолирующей способности (I).
Пределы огнестойкости строительных конструкций и их условные обозначения устанавливают по ГОСТ 30247. При этом предел огнестойкости окон устанавливается только по времени наступления потери целостности (Е).
Потеря несущей способности определяется обрушением конструкции или возникновением предельных деформаций.
Потеря ограждающих функций определяется потерей целостности или теплоизолирующей способности.
Потеря целостности наступает вследствие образования в конструкциях сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя.
Потеря теплоизолирующей способности определяется повышением температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140 С или в любой точке этой поверхности более чем на 180 С в сравнении с температурой конструкции до испытания.
Определение фактических пределов огнестойкости строительных конструкций в большинстве случаев осуществляют экспериментальным путём. Сущность метода испытания конструкций на огнестойкость сводится к тому, что образец конструкции, выполненный в натуральную величину, нагревают в специальной печи и одновременно подвергают воздействию нормативных нагрузок. При этом определяют время от начала испытания до появления одного из признаков, характеризующих наступление предела огнестойкости конструкции.
Рисунок 7 – Схемы некоторых строительных конструкций с указанием их пределов огнестойкости:
А - кирпичная стена;
Б - железобетонная колонна;
В - сборные железобетонные панели перекрытий с круглыми и овальными пустотами;
Г - незащищенные металлические конструкции;
Д - перекрытие по металлическим балкам;
Е - металлическая облицованная колонна, материал облицовки - кирпич толщиной 6,5 см;
Ж - перекрытие по деревянным балкам;
З - деревянная оштукатуренная стойка.
Помимо огневых испытаний в ряде случаев предел огнестойкости может быть определён расчётным путём, который проводится по потере несущей способности и по прогреву необогреваемой поверхности конструкции. Момент времени воздействия пожара, по истечении которого температура на необогреваемой поверхности достигает недопустимого уровня, или несущая способность снизится до величины действующих на конструкцию рабочих нагрузок, или прогиб её достигнет недопустимого уровня, характеризует расчётную огнестойкость конструкции.
По пожарной опасности строительные конструкции подразделяются на четыре класса:
К0 (непожароопасные);
К1 (малопожароопасные);
К2 (умереннопожароопасные);
К3 (пожароопасные).
Класс пожарной опасности строительных конструкций устанавливают по ГОСТ.
Повышение огнестойкости. Одним из методов повышения огнестойкости стальных конструкций является их облицовка или оштукатуривание. Для зaщиты стальныx кoнстpyкций oт дeйcтвия высoких температур пpименяют различного poдa экpaны из несгopaемых и трудносгораемых материалов. Хopoшие результаты в некоторых случаях дает также охлаждение металлических конструкций водой.
При проектировании металлических конструкций избегают их сочетания со сгораемыми материалами (древесина, пластмассы и др.).
Предел огнестойкости железобетонных конструкций может быть увеличен за счет толщины защитного слоя арматуры у изгибаемых элементов. При необходимости прибегают к оштукатуриванию и облицовыванию поверхностей несгораемым теплоизоляционным материалом (вермикулитом, асбестовермикулитом, перлитом и др.)
Для защиты деревянных конструкций в первую очередь применяют штукатурки и облицовки из несгораемых материалов. Из имеющихся видов штукатурки предпочтение отдают известково-цементной толщиной 20 мм или равноцнных ей по термическому сопротивлению (асбестоцементные листы, гипсовая штукатурка и т.д.). Весьма эффективна защита антипиренами – химическими веществами, предназначенными для придания древесине невозгораемости (фосфорнокислый аммоний (NH 4) 2 HPO 4 , бура Na 4 B 2 O 7 10H 2 O и др.).
В настоящее время для огнезащиты строительных конструкций используют следующие способы :
1) обетонирование, оштукатуривание, обкладка кирпичом;
2) нанесение непосредственно на поверхность объекта огнезащиты (например, конструкции, кабели) огнезащитных покрытий (окраска, обмазка, напыление и т.п.);
3) облицовка объекта огнезащиты плитными материалами или установка огнезащитных экранов (конструкционный способ);
4) комбинированный (композиционный) способ, представляющий собой рациональное сочетание различных способов.
Основные преимущества и недостатки способов огнезащиты строительных конструкций, кроме комбинированного (композиционного), приведены в табл. 3.
Таблица 3
| Способ огнезащиты | Преимущества | Недостатки |
| 1 | 2 | 3 |
| Обетонирование, оштукатуривание, обкладка кирпичом | Относительно низкая стоимость материалов | 1. Большая масса (дополнительная нагрузка на фундамент). 2. Необходимость применения стальной сетки и (или) анкеровки 3. Большая трудоёмкость работ |
| Нанесение набрызгом (напылением) составов на жидком стекле | Относительно низкая трудоёмкость | 1. Низкая вибростойкость и долговечность покрытия при больших толщинах слоёв. 2. Трудоёмкость обеспечения и контроля заданных толщин покрытия. 3. Большая продолжительность нанесения и невозможность параллельного проведения других работ. 4. Сложность восстановления и ремонта |
| Нанесение напылением вспучивающихся покрытий | 1. Относительно низкая трудоёмкость 2. Малая толщина покрытия | 1. Низкий уровень достигаемых пределов огнестойкости (до 30–45 мин). 2. Трудность обеспечения и контроля заданных толщин покрытия |
| Установка плит из пористых или волокнистых теплоизоляционных материалов | 1. Низкий уровень массы. 2. Повышенная вибростойкость и долговечность за счёт механического крепления к конструкциям. 3. Возможность демонтажа и ремонтопригодность | 1. Большой уровень толщин огнезащиты. 2. Высокий уровень паропроницаемости |
Получить оптимальное решение этой задачи можно, комбинируя различные средства огнезащиты таким образом, чтобы максимально использовать их достоинства и уменьшить недостатки.
Пожаром принято считать неконтролируемый и неуправляемый очаг горения, возникший самопроизвольно по причинам, которых большое количество. Халатность людей не умеющих просчитать свои действия, или шалости детей имеющих доступ к огню, или пожары созданные специально подготовленными специалистами по созданию несчастных случаев и т.д. В процессе горения происходит разрушение материальных ценностей, зданий, сооружений, техники и возникает реальная угроза жизни и здоровью людей.
Несмотря на оптимистическое высказывание известного английского профессора Эммонса опубликованное в статье про научные-технические успехи в борьбе с пожарами:"что через 200 лет пожары на земле исчезнут", статистические данные поражений в результате пожаров и взрывов показывают, ощутимые угрозы большому количеству людей. И многие труды профессионалов в этой области, а также реальная жизнь показывает, что безопасное от последствий пожаров время придет не очень быстро.
Поэтому знание опасных факторов возникающих и сопровождающих пожары поможет максимально правильно создать планы по ликвидациям очагов горения, иметь под рукой все необходимые технические средства пожаротушения, а так-же средства индивидуальной защиты и лекарства необходимые для предотвращения травм и приступов при нахождении в зоне возгорания.
Первичные факторы пожара
К первичным факторам пожара относят присутствие открытого огня (пламя и искры, тепловой поток, повышенную концентрацию токсических продуктов горения) и задымление (снижение видимости в дыму), повышенную температуру и недостаточность кислорода. Эти факторы в ФЗ № 123 "Технический регламент о пожарной безопасности" считаются основополагающими, обладают наиболее разрушительной силой и несут в себе вторичные факторы пожара, которые из них происходят.
Пламя и искры
Пожар на языке химиков считается физико-химическим реакцией окисления, которая сопровождается выделением большого количества тепла и света. Пламя (огонь) считается видимой частью процесса окисления и представляет определенное специалистами количество опасностей, вызывание ожогов на теле, загорание одежды и воздействие лучистых потоков распространяющихся от огневого факела, распространения пожара. Искры от пламени так-же могут быть источниками огожов открытых участков тела, новых возгораний и распространения огня на площадке где происхордит пожар.
Тепловой поток
В абзаце выше записано, что пламя является одним из факторов распространения огня при пожаре и происходит это за счет теплового излучения пламени. Стадия горения имеет прямое отношение к плотности теплового излучения, при пожаре на технологических установок к очагу огня невозможно подойти за несколько метров из-за силы теплового потока исходящего от пламени. Лучистый теплообмен служит так-же катализатором движения газовых потоков и вызывает произодящее от этого сильное задымление места пожара.
Повышенная температура
Во время пожара температура окружающего воздушного пространства повышается до 15000°С. Этот показатель в сотни раз превышает температуру, которая допускается для жизнедеятельности живых организмов. Даже повышение температуры до 700°С на протяжении короткого времени вызывает ожоги глаз, кожных покров и дыхательных путей.
Допустимый процент поражения тела человека при второй и третей степени ожогов – 20%. Пострадавшие в огне, при прохождении лечения испытывают болевые ощущения, сильную интоксикацию, которая сопровождается тошнотой и рвотой. В случаях снижения иммунитета в организм попадают микробы, и происходит заражение крови. Повышенная температура во время пожара понижает защитные функции организма и даже вызывает смерть человека. Уровень смертности составляет 10%.
Температура в пределах 35°-400°С несет добавочную нагрузку на внутренние органы, сердечно-сосудистую, эндокринную, дыхательную и другие.
Дым и продукты горения
Продукты горения и дым считаются первой причиной отравления организма человека. Не имея запаха и цвета, угарный газ легко попадает в организм человека через органы дыхания, блокирует поступления кислорода органам и без выхода из помещения (глотка свежего воздуха) наступает смерть человека. Задымление помещения вызывает снижение ориентации, сеет панику и мешает эвакуации. Микроскопические частицы горящих и тлеющих материалов разъедают слизистые оболочки глаз, забивают органы дыхания, а химический состав некоторых материалов при горения образует ядовитую смертельную смесь. Дым и угарный газ наиболее опасные факторы и смертность от них намного выше, чем от огня и составляет 80%.
Недостаток кислорода
Данный негативный фактор является опасным для человека, сводя к нулю шансы выжить.
Недостаточное количество кислорода во время пожара снижает внимательность и ухудшает двигательную способность человека. Основная причина резкого ухудшения самочувстия образование в крови карбоксигемоглобина, который как мы писали выше блокирует отдачу кислорода органам. Уменьшение содержания кислорода в организме человека до 15% становится причиной смерти. При этом во время пожара в домах этот показатель достигает 9 % и смертность составляет 90%.
Знание - сила, а в нашем случае понимание не только видимых опасностей, но и тех, которые могут неожиданно доставить непоправимые опасности для сохранение жизни.
Вторичные факторы пожара
Кроме огня и дыма гибель людей во время пожара происходит при действии вторичных факторов, к которым относятся выделяемые при горении ядовитые вещества, удары электрическим током, разрушение сооружений и паника. Такие факторы называют вторичными. Такие факторы называют вторичными.
Разрушение строительных конструкций
Высокая температура быстро действует на горючие вещества, что способствует быстрому распространению огня. При повышении температуры значительно уменьшается показатель прочности строительных конструкций и происходит их разрушение. Падение элементов здания может привести к травмированию и гибели людей.
Воздействие электрического тока
Во время пожара возможно повреждение электропроводки, что приводит к смерти из-за воздействия тока на организм человека. При этом контакт с электропроводами может и отсутствовать. Поток воды или пенообразующее вещество становится проводником электрического тока.
Паника гражданского населения
Наряду с физическими воздействиями пожара на людей действуют и психологические. К ним относится паника, что приводит к снижению готовности человека эвакуироваться во время пожара. Чувства человека затормаживаются, сознание притупляется и появляется хаотичность в движении. Из-за этого происходит скопление людей в местах эвакуационных выходов, что усиливает панику и вызывает давку. Такое поведение становится причиной травмы и даже гибели людей.
Таким образом, опасные факторы пожара несут угрозу жизни и здоровью человеку, ухудшают привычный жизненный уклад.
Дополнительные последствия пожара
Во время пожара при нахождении в местах возгорания взрывоопасных веществ возможен взрыв. Влияние взрыва приводит к разрушению зданий и сооружений, что несет за собой травмирование и даже смерть людей. Среди факторов взрыва выделяют ударную волну, которая отрицательно воздействует на человека и живые организмы на расстоянии. Сильное излучение света вызывает воспламенение и привести к обугливанию.
