пожежна безпека будівель та споруд

Пожежна безпека будівель і споруд

Вогнестійкість будівель і споруд визначається межею вогнестійкості та групою займистості окремих елементів.

Межа вогнестійкості - час (в годинах або хвилинах) від початку вогневого стандартного випробування зразків до виникнення одного з граничних станів елементів і конструкцій.

На підприємстві будівлі і споруди поділяються на п'ять ступенів вогнестійкості, які встановлюються залежно від межі вогнестійкості окремих частин будівлі або споруди і груп займистості матеріалів.

Вогнестійкість (ступінь) всієї будівлі значно знижуються, якщо межа вогнестійкості однієї з основних елементів будівлі є невеликою. Ступінь вогнестійкості металевих опор можна збільшувати, захищаючи (облицьовуючи) їх негорючими матеріалами (цеглою, бетоном, гіпсовими матеріалами, штукатуркою). Необхідна ступінь вогнестійкості всієї будівлі або окремих її частин, розділених протипожежними стінами, встановлюється з урахуванням найбільш пожежонебезпечного об'єкта (приміщення).

Згідно з вимогами діючих стандартів будівлі і споруди, що зводяться на території хімічних підприємств, склади нафти і нафтопродуктів, повинні бути не нижчими за II ступіню вогнестійкості.

Протипожежні перешкоди передбачаються під час проектування і зведення будівель і споруд. Вони перешкоджають поширенню вогню, захищають суміжні конструкції від дії теплових променів полум'я і передачі тепла до других частин будівлі в результаті теплопровідності. До таких перешкод належать: протипожежні стіни і всілякі негорючі стіни і перекриття, а також протипожежні двері, розриви між резервуарами і будівлями.

Протипожежна стіна повинна перетинати у вертикальній площині всі горючі і важкогорючі елементи будівлі, перекриття, ліхтарі і виступати над горючою покрівлею не менш ніж на 0,6 м, а над важкогорючими покрівлями не менше, ніж на 0,3 м (рис.14.2).

Відповідно до вимог технологічного процесу протипожежні стіни тільки в крайньому випадку прорізаються вентиляційними каналами, отворами. При перетині протипожежних перешкод різними комунікаціями зазори між перешкодами і комунікаціями повинні закладатися наглухо будівельним розчином.

В протипожежних стінах отвори, які розділяють вибухонебезпечні приміщення, герметизуються за допомогою сальникових пристроїв. Протипожежні стіни - один з найнадійніших видів протипожежних перешкод, особливо, коли вони глухі, без отворів.

Протипожежні двері розміщені у внутрішніх протипожежних стінах, повинні мати межу вогнестійкості не меншу 1 год. Найпростіша конструкція протипожежних дверей - дерев'яні полотнища товщиною 30-40 мм, обшиті покрівельним залізом по азбестовому листу товщиною 5-7 мм. Протипожежні двері роблять такими, щоб вони закривалися самостійно (рис.14.3). При виникненні пожежі легкоплавкий замок 1, той, що утримує вантаж 4, руйнується, і двері 3 під дією ваги вантажу і тросу 2 автоматично закриваються.

Наприклад, сполучення між приміщенням насосної станції і вузлом засувок на підприємстві здійснюється через дверний отвір, в якому повинні бути протипожежні двері, що закриваються самостійно, з межею вогнестійкості 0,75 г. Двері повинні бути в дверних отворах, в протипожежних стінах між розливними, розфасовочними, роздавальними, насосними та іншими приміщеннями складу нафти і нафтопродуктів, об'єднаними в будівлі для зберігання нафтопродуктів в тарі.

Конструкції захисних протипожежних тамбурів-шлюзів повинні виготовлятися з вогнетривких матеріалів і мати межі вогнестійкості не менші 1 год. У отворах таких тамбурів встановлюються протипожежні двері з межею вогнестійкості не меншою 0,75 год.

Вибухопопередження і вибухозахист

Вибух -це швидке екзотермічне хімічне перетворення вибухонебезпечного середовища, що супроводжується виділенням енергії та утворенням стиснутих газів, здатних виконувати роботу.

Вибухобезпека - це стан виробничого процесу, при якому виключається можливість вибуху або у разі його виникнення запобігається вплив на людей небезпечних і шкідливих чинників, що викликаються ним, і забезпечується збереження матеріальних цінностей.

При вибуху речовина перетворюється в дуже нагрітий газ, що заповнює об'єм з надзвичайно високим тиском. Вибух можливий тільки при певній концентрації горючої суміші. Межі концентрації горючої суміші, при яких відбувається вибух, називаються концентраційними межами запалення речовини.

Дуже велика швидкість горіння при вибуху призводить до виділення великої кількості теплової енергії за короткий проміжок часу. В області вибуху температура горючих газів сягає 1500-3000 °С. Швидкість поширення вибухової хвилі може становити кілька сотень метрів. Вибухи призводять, як відомо, до виникнення пожеж так само, як і пожежі призводять до виникнення вибухів.

Коли об'єм замкнений, тоді тиск залежить від температури при вибуху, а також від співвідношення кількості молекул до і після вибуху. При вибуху газів і парів тиск, зазвичай, не перевищує 981 кПа. Якщо в суміші концентрація кисню збільшується (вище за 21 %о), то тиск при вибуху може сягати 1962 кПа внаслідок вищої температури продуктів вибуху.

При вибуху горючих сумішей тиск:

Межі запалення (вибуховості) горючих сумішей непостійні і залежать від початкової температури, тиску, наявності інших домішок, характеру джерела запалення. Якщо початкова температура горючої суміші підвищується, то діапазон вибуховості розширюється, причому нижня межа стає меншою, а верхня більшою. Прийнято вважати, що з підвищенням температури суміші на кожні 100 °С нижня межа вибуховості зменшується на 10 % від початкового значення, а верхня зростає на 15 %. Зниження або зростання температури горючої суміші призводить відповідно до зменшення або збільшення швидкості її горіння. Зі збільшенням швидкості горіння суміші зменшується час віддачі горючою сумішшю тепла у довкілля, що веде до підвищення її температури (вона не знижується), і тому розбавлена повітрям горюча суміш, що не вибухає при низькій температурі, стає вибухонебезпечною за більш високої температури.

Відомо, що підвищення тиску горючої суміші практично не змінює діапазону її вибуховості, а його зниження значно змінює межі вибуху. Для кожної горючої суміші будь-якої концентрації при певній температурі існує пороговий тиск, нижче за який вибух стає неможливим. Очевидно, при цьому верхня і нижня межі вибуху збігаються.

Якщо додати в горючу суміш негорючих газів, тоді різко знижується верхня межа вибуху. При цьому його нижня межа майже не змінюється, тому що введення негорючих домішок трохи впливає на концентрацію кисню, яка визначає здатність горючої суміші до вибуху. При певній концентрації негорючих речовин горюча суміш стає невибуховою, тому при гасінні пожеж газів і парів в зону горіння вводять негорючі гази-флегматизатори (азот, вуглекислий газ, аргон та інш.).

Виникнення вибуху (можливість) горючої суміші великою мірою залежить від потужності електричного розряду (іскри). Для кожної горючої суміші за певних умов існує мінімальна енергія запалення. Цю енергію повинен надати горючій суміші електричний розряд або інше джерело тепла.

Коли вищою є потужність іскри, тоді впевненіше відбуваються горіння і вибух, ширшим стає діапазон вибуху. Однак розширення його діапазону зі збільшенням потужності іскри небезмежне. Небезпека вибуху горючої суміші зростає, якщо збільшується тривалість іскрового розряду.

Вибухонебезпечне середовище - це хімічно активне середовище, що знаходиться за таких умов, коли може виникнути вибух.

Вибухонебезпечне середовище на хімічних або медичних виробничих підприємствах можуть утворити:

суміші парів палив, бензинів, ацетону, розчинників, спиртів, ефіру та інших речовин з повітрям або іншими окислювачами - киснем, озоном, оксидами азоту; речовини, схильні до вибухового перетворення, - ацетилен (при зварювальних роботах), озон та інш.

Вибухонебезпека середовища (горючі суміші, гази, пари) характеризується:

• - температурою спалаху; концентраційними і температурними межами запалення;

• - температурою самозаймання; нормальною швидкістю поширення полум'я;

• - мінімальним вибухонебезпечним вмістом кисню (окислювача);

• - мінімальною енергією запалювання;

• - чутливістю до механічного впливу удару і тертя. Небезпека вибуху характеризується такими основними

чинниками:

• - максимальним тиском і температурою вибуху;

• - швидкістю наростання тиску при вибуху;

• - тиском у фронті ударної хвилі;

• - дробними і фугасними властивостями вибухо-небезпечного середовища.

До небезпечних і шкідливих чинників, які можуть впливати на працюючих внаслідок вибуху, належать:

• - ударна хвиля, у фронті якої тиск перевищує допустиме значення; полум'я;

• - конструкції, що обвалюються, щогл блискавко-приймальників, прокладених на висоті трубопроводів, будівель та їх частин. Вибух ініціюється наступними джерелами:

• - відкритим полум'ям;

• - розжареними частками, що горять, або вилітають з вихлопних труб двигунів внутрішнього згоряння, незахищених іскрогася-чим пристроєм;

• - розрядами статичної та атмосферної електрики;

• - іскрою, що виникає при замиканні електричних ланцюгів насосних станцій і освітлювального обладнання;

• - електричною дугою при включенні та вимкненні електродвигунів і освітлення;

• - тепловими виявами хімічних реакцій і механічних впливів;

• - іскрами від ударів і тертя;

• - ударною хвилею.

Вибухобезпека виробничих процесів, забезпечується вибухопопередженням і вибухозахистом, організаційними і організаційно-технічними заходами.

Вибухопопередження

Попередити виникнення вибуху можна шляхом виключення можливості утворення вибухонебезпечного середовища і виникнення джерела ініціювання вибуху.

Попередження утворенню вибухонебезпечного середовища і забезпечення в повітрі виробничих приміщень вмісту вибухонебезпечних речовин, нижчого від нижньої концентраційної межі запалення з урахуванням коефіцієнта безпеки на підприємствах досягається:

• - застосуванням герметичного обладнання насосних станцій і трубопровідних комунікацій;

• - застосуванням робочої вентиляції сховищ нафтопродуктів в тарі, використанням лабораторій;

• - відведенням і видаленням вибухонебезпечних середовищ;

• - контролем складу повітряного середовища, наприклад, у спорожнених резервуарах перед виконанням ремонтних робіт всередині резервуара.

Запобігання утворенню вибухонебезпечного середовища всередині технологічного обладнання складів нафти і нафтопродуктів забезпечується:

• - герметизацією апаратів, насосів, фільтрів;

• - підтримкою складу і параметрів середовища поза областю їхнього запалення. Наприклад, в резервуарі концентрація парів палива або бензину є вищою від верхньої межі запалення і тому вона не є вибухонебезпечною;

• - застосуванням інгібуючих хімічно активних і флегматизуючих добавок;

• - конструктивними і технічними рішеннями, що застосовуються при проектуванні технологічних процесів прийому, зберігання і відпускання паливно-мастильних матеріалів, а також виробничого обладнання і пристосування.

Запобігання виникненню джерела ініціювання вибуху забезпечується:

• - обмеженням робіт з вогнем на території підприємства;

• - запобіганням нагріву насосів, трубопроводів до температури самозаймання вибухонебезпечного середовища;

• - застосуванням засобів, що понижують тиск у фронті ударної хвилі;

• - застосуванням матеріалів, що не створюють при співударі іскор, здатних ініціювати вибух вибухонебезпечного середовища, наприклад, під час зачистки резервуарів застосовується інструмент, що не висікає іскор при ударах;

• - застосуванням засобів захисту від іскріння атмосферної і статичної електрики, блукаючих струмів, струмів замикання силових і освітлювальних мереж складів нафти і нафтопродуктів;

• - застосуванням вибухозахищеного обладнання;

• - застосуванням швидкодіючих засобів захисного відключення можливих електричних джерел ініціювання вибуху;

• - обмеженням потужності електромагнітних та інших теплових випромінювань;

• - усуненням небезпечних теплових виявів хімічних реакцій, наприклад, самозагоряння пірофорних речовин в цистернах при дії на них кисню повітря.

Вибухозахист

Запобігання впливу на працівників небезпечних і шкідливих виробничих чинників, що виникають внаслідок вибуху, та збереження матеріальних цінностей забезпечується:

• - встановленням мінімальних кількостей вибухо-небезпечних речовин, що застосовуються в технологічних процесах на підприємствах в лабораторіях, розливних, роздавальних пунктах, в зливних ємкостях та нафто-уловлювачах;

• - використанням вогнеогороджувачів в дихальних клапанах резервуарів для зберігання бензинів та палив, а також гідрозатворів;

• - використанням обладнання, розрахованого на тиск вибуху;

• - розміщенням ділянок зварювальних робіт під час ремонту обладнання складів ПММ в окремих приміщеннях;

• - улаштуванням запобіжних мембран і клапанів, що запобігають руйнуванню обладнання під час вибуху, шляхом аварійного скидання тиску;

• - застосуванням швидкодіючих відсікаючих і зворотних клапанів, активних систем придушення вибуху і засобів попереджувальної сигналізації.

Профілактичні заходи. .Організаційні та організаційно-технічні заходи щодо забезпечення вибухобезпеки повинні бути направлені на такі цілі:

• - організацію навчання, інструктажу і допуску інженерно-технічного персоналу до робіт у вибухонебезпечних приміщеннях;

• - розробку інструкцій, технології прийому, зберігання і відпускання паливно-мастильних матеріалів;

• - контроль за дотриманням встановлених режимів технологічних процесів, правил і норм техніки безпеки, виробничої санітарії та пожежної безпеки;

• - організацію гасіння пожеж і аварійно-рятувальних робіт.

Вибухобезпека будівель і споруд

У період будівництва та планування об'єктів підприємств необхідно передбачати заходи вибухобезпеки будівель і споруд.

Основною причиною руйнування несучих елементів будівель і споруд є високий тиск газів, що утворюються при вибуху, який діє на конструкцію будівлі.

Можна уникнути руйнування будівельних конструкцій при правильному проектуванні та зведенні будівлі. Будівля зможе протистояти вибуху, якщо в ній передбачені отвори таких розмірів, щоб через них за короткий час, який повинен бути меншим за час, необхідний для руйнування несучих конструкцій, витікали газоподібні продукти вибуху та тиск всередині приміщення падав до значення, не здатного зруйнувати будівлю.

У випадку коли площа віконних і дверних отворів забезпечує вибухобезпеку будівлі за умови, що руйнуючий тиск р₁ або імпульс сили 5₁ і час ґ₁ руйнування віконних обкладинок і дверних полотен є меншим від тиску р₀ або імпульсу сили 5₀ і часу £₀, необхідного для руйнування елементів конструкції будівлі. У іншому випадку в зовнішніх стінах і перекриттях при проектуванні передбачають додаткові отвори. Отвори заповнюються спеціальними противибуховими клапанами-панелями, які руйнуються або скидаються, якщо: S0<S1; t0<t1; p0<p1;

Вибух і тиск, що спричиняє руйнування або відкривання клапанів-панелей, повинен бути мінімально необхідним, тільки тоді забезпечується вибухобезпека будівлі. У вибухобезпечних будівлях віконні отвори роблять з одного шару скла, а віконні обкладинки повинні відкриватися назовні. Вибухобезпека будівлі істотно зростає, якщо правильно розміщено отвори по периметру зовнішніх стін.