Пределы и степень огнестойкости основных строительных конструкций по СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений»

• возможность эвакуации людей;

• возможность спасения людей;

• возможность доступа личного состава пожарных подразделе­ний и подачи средств тушения пожара;

• нераспространение огня на соседние строения;

• ограничение материального ущерба от пожара.

Пределы огнестойкости конструкций здания должны быть та­кими, чтобы конструкции сохранили несущие ограждающие функции в течение эвакуации людей или пребывания их в места;, коллективной защиты.

Предел огнестойкости строительных конструкций определяется временем от начала пожара до возникновения одного из призна­ков: а) образование в конструкции сквозных трещин; б) повыше­ние температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140°С по сравнению с температурой кон­струкции до испытания, или более 220°С независимо от темпера­туры конструкции до испытания; в) потеря конструкцией несу­щей способности.

ТУШЕНИЕ ПОЖАРОВ И ЗАГОРАНИЙ

Выбор методов и средств тушения пожаров и загораний зави­сит от объекта, характеристики горящих материалов и класса по­жара (табл. 23).

Таблица 23

Классификация пожаров

Класс пожара	Характеристики горящих материалов и веществ	Огнетушащие составы
А	Горение твердых горючих материалов, кроме металлов (дерево, уголь, бумага и др.)	Вода и другие средства
В	Горение жидкостей и плавящих­ся материалов	Распыленная вода, пена, порошки
С	Горение газов	Газовые составы, порошки, вода для охлаждения
D	Горение металлов и их сплавов .(Na, Mg, AI и др)	Порошки при их подаче на горящую поверхность
Е	Горение оборудования, находяще­гося под напряжением	Порошки, углекислый газ, хладоны, ДОС

При любом пожаре или загорании тушение должно быть на­правлено на устранение причин его возникновения и создание условий, при которых горение будет невозможным. При тушении

надо учитывать, что скорость распространения пламени по поверхности твердых веществ составляет до 4 м/мин, а по поверх­ности жидкостей — 30 м/мин.

Продукты сгорания при пожаре представляют собой дисперс­ные твердые частицы, пары и газы. Температура их нагрева зави­сит от скорости сгорания веществ и распространения пламени, объема здания и воздухообмена. Дым, нагретый до высокой температуры, способствует распространению продуктов горения, задымлению помещений и затрудняет тушение пожара.

При пожаре выделяются инертные и горючие газы, а также дым. Состав горючих газов, в большинстве своем являющихся вредными, агрессивными или ядовитыми, зависит от вида сгора­ющих материалов и интенсивности горения.

Вредные агрессивные или ядовитые газы выделяются при сго­рании огнезащитных покрытий — древесины, полимерных строй­материалов и других веществ. Продукты неполного сгорания, рас­пространяясь по зданию, при высокой температуре и притоке све­жего воздуха могут воспламеняться.

Все методы тушения пожаров базируются на следующих основ­ных принципах:

• отвод тепла из зоны горения;

• уменьшение концентрации горючего в зоне горения;

• уменьшение концентрации окислителя в зоне горения;
• торможение химической реакции горения.

Для тушения пожара используются вода, водяной пар, хими­ческая и воздушно-механическая пена, негорючие газы, твердые огнегасительные порошки, специальные химические вещества и составы.

Принцип отвода тепла из зоны горения реализуется приме­нением воды при тушении большинства пожаров. Вследствие большого количества тепла, поглощаемого испаряющейся во­дой, температура горящего вещества становится ниже темпе­ратуры воспламенения. Кроме того, паровое облако снижает со­держание кислорода в зоне горения. Для повышения огнету-шащей способности в воду добавляют поверхностно-активные вещества, способствующие улучшению смачивания поверхнос­тей. Недостатком является то, что водой нельзя гасить элект­рооборудование, металлы и жидкости с плотностью меньшей, чем плотность воды.

Расход воды на наружное пожаротушение рассчитывают в за­висимости от объема здания, степени огнестойкости и категории помещений по взрыво- и пожароопасное. На внутреннее пожаротушение производственных зданий высотой до 50 м расход воды определяют из условия, что пожар в любой точке здания необходи­мо гасить не менее чем двумя струями с расходом воды по 2,5 л/с на каждую.

Воду нельзя применять для тушения необесточенного электрооборудования, веществ группы III, самовозгорающихся при кон­такте с водой (щелочные металлы, гидриды щелочно-земельных и щелочных металлов, карбиды и силициды металлов, фосфори­стый кальций и др.), легких, гидрофобных органических жидко­стей (они всплывают), горячего битума, масла, жира, которые из-за вскипания и разбрызгивания усиливают горение.

Из автоматических систем водяного пожаротушения на пред­приятиях применяют спринклерные и дренчерные системы.

Спринклерные разбрызгивающие системы включаются при по­вышении температуры в помещении до заданных пределов. Дат­чиками этих систем являются спринклеры, через которые разбрыз­гивается вода на очаг возгорания. В их конструкции предусмот­рен легкоплавкий замок, который открывает клапан при температуре от 72 до 120°С. В отапливаемых помещениях приме­няют водозаполненные системы. В помещениях, где возможно снижение температур до отрицательных, применяют воздушно-во­дяные системы, в которых магистральный водопровод заполнен водой, а трубы, расположенные в помещениях с низкой темпера­турой, заполнены воздухом под давлением. При расплавлении замка спринклернои головки давление воздуха падает, под напо­ром воды срабатывает запорно-пусковое устройство, и вода посту­пает к разбрызгивателям.

В некоторых случаях трубопроводы спринклерных систем для неотапливаемых помещений до запорно-пускового устройства за­полняют антифризом.

В дренчерных системах оросительные головки не имеют запор­ных устройств. Подача воды в систему осуществляется автомати­ческим клапаном, срабатывающим отдатчиков пожарной сигна­лизации, или вручную.

Расход воды в автоматических системах водяного пожаротуше­ния зависит от назначения и площади помещения, удельного рас­хода воды на одну головку, площади пола, обслуживаемой одной головкой, и расчетного времени тушения пожара, которое не дол­жно превышать 2,8 ч.

Концентрацию горючего в зоне горения уменьшает пена. Она применяется для тушения твердых и жидких веществ, не вступа­ющих в реакцию с водой. Слой пены, покрывающий горящую поверхность, препятствует поступлению паров и газов в воздух и частично охлаждает горящее вещество.

Для образования пены необходимо, чтобы пузырьки газа рас­положились внутри жидкости (воды). Достигнуть этого можно щелочным и кислотным составами в сочетании с пенообразующим веществом или механическим способом — путем смешения воды, содержащей небольшое количество пенообразователя, с воздухом. Состав химической пены: 80% углекислого газа, 19,7% жидко­сти (воды) и 0,3% пенообразующего вещества. Состав воздушно-механической пены: 90% воздуха, 9,6% жидкости (воды) и 0,4% пенообразующего вещества.

Пена широко применяется для тушения пожара твердых ве­ществ и особенно легковоспламеняющихся жидкостей, которые имеют удельный вес менее 1,0 и не растворяются в воде.

Основным огнегасительным свойством пены является изоля­ция зоны горения путем образования на поверхности горящей жидкости паронепроницаемого слоя определенной структуры и стойкости. Достигается это благодаря тому, что пена, обладая зна­чительной вязкостью и имея плотность, меньшую плотности лег­ковоспламеняющихся жидкостей, попадая на их поверхность, не оседает вниз, а находится на ней, изолируя горящую жидкость от кислорода воздуха и источников тепла, что способствует прекра­щению выделения горючих газов (паров). Помимо этого, вслед­ствие низкой теплопроводности пена препятствует передаче теп­ла от зоны горения к горящей поверхности. Химическая пена широко применяется в ручных огнетушителях. Воздушно-механи­ческую пену получают путем смешивания 4—6%-х водных раство­ров пенообразователя с воздухом в воздушно-пенных стволах, ге­нераторах пены и пенных оросителях.

Используемые для тушения пожаров пены характеризуются кратностью и стойкостью. Кратность — это отношение объема пены к объему жидкости, из которой она получена; кратность химичес­кой пены составляет обычно около 5, воздушно-механической пены 8—12, высокократной воздушно-механической пены — 100 и более. Стойкость — это способность пены сохраняться при высокой тем­пературе длительное время: химическая пена может сохраняться на поверхности жидкости более 1 ч, воздушно-механическая пена на основе ПО-1 — до 30 мин, а на основе ПО-6 — 40—45 мин.

В зависимости от способа получения различают воздушно-ме­ханические пены и химические.

Воздушно-механические пены получают из водного раствора пе­нообразователей путем смешивания его в пеногенераторе с большим количеством воздуха. В качестве пенообразователя используются специальные поверхностно-активные вещества ПО-1, ПО-1с, ПО-6К, ПО — «Морозко».

Химическая пена образуется при смешивании водного раство­ра щелочи и пенообразователя с кислотой. В результате реакции получается большое количество углекислого газа, вспенивающе­го жидкость. Химическая пена обладает более высокой стойкос­тью; кроме того, углекислый газ оказывает флегматизирующее действие на очаг горения. Недостаток — более высокая стоимость и корродирующее действие на конструкции.

Уменьшение концентрации окислителя в зоне горения ис­пользуют при тушении пожаров инертными разбавителями (углекислый газ, азот, аргон и др.), которые чаще всего приме­няют для объемного пожаротушения в помещениях и для пре­дупреждения взрывов. Инертные газы, называемые флегматизаторами, сокращают содержание кислорода в помещении. Го­рение прекращается при снижении концентрации кислорода до 12—15% по объему.

Запас углекислого газа m (кг), необходимого для тушения по­жара, определяют по формуле:

М = 1,1 К1 (К₂(А1 + 30А₂) + 0,7V),

где К1 — коэффициент, учитывающий вид горючего (1 — 2,25);

К2 —- коэффициент, учитывающий утечку углекислого газа че­рез ограждающие конструкции (0,2 кг/м²);

А1 — суммарная площадь ограждающих конструкций, м²;

а3 — суммарная площадь открытых проемов, м²;

V — объем помещения, м³.

Количество рабочих баллонов:

N_p = m/m1,

где m1 — количество углекислоты в одном баллоне, кг.

Количество резервных баллонов принимают равным числу ра­бочих.

Тушение методом торможения химической реакции горения производится галогенуглеводородными составами (хладонами). Эти вещества оказывают ингибирующее действие. Механизм ту­шения состоит в том, что под действием тепла горящих мате­риалов происходит разложение огнетушащего состава с боль­шим поглощением тепла, т.е. экзотермическая реакция горения переходит в эндотермическую реакцию разложения огнетуша­щего вещества.

Необходимое количество огнетушащего вещества (кг) опреде­ляют по формуле:

М = Vq_H К + m1n+m2+m3

где V — объем защищаемого помещения, м³;

q_H — нормативная огнетушащая концентрация, кг/м³ (для ка­тегорий А и Б q_H - 0,37; категории В — 0,22);

К — коэффициент потерь хладона (для помещениий К = 1,2, для подвалов — 1,1);

m1 — остаток хладона в баллоне, кг;

n — количество баллонов;

m2 — остаток в трубопроводах, кг;

mз — остаток в коллекторе, кг.

Достоинства хладонов: низкая температура замерзания — мож­но использовать при низких температурах, высокая плотность -струя и капли легко проникают в пламя, хорошая смачивае­мость — можно тушить тлеющие материалы, диэлектрические свойства — пригодны для тушения электрооборудования под на­пряжением. Хладоны позволяют не только быстро тушить огонь, но и подавлять взрывы парогазовоздушной смеси.

Хладоны используют для защиты особо опасных цехов хими­ческих производств, складов с горючими веществами, сушилок и т.д. Их не рекомендуется применять для тушения горящих метал­лов, их гидридов, металлоорганических соединений (МОС) и ма­териалов, содержащих кислород.

Недостатки хладонов: они являются слабыми наркотическими ядами; их продукты разложения весьма ядовиты и имеют высо­кую коррозионную активность.

Состав и области применения порошков приведены в табл. 24.

Тушение порошковыми составами основано на изоляции ими горящих материалов от доступа к ним воздуха, или паров и га­зов от зоны горения. Они используются для ликвидации неболь­ших загораний, которые нельзя тушить водой и другими огнетушащими веществами. Их достоинства: высокая огнетушащая эффективность, универсальность, тушение пожаров необесточен­ного электрооборудования, применение при низких температу­рах. Порошки практически нетоксичны, не оказывают коррози­онного действия.

Недостатки порошков: слеживаемость и комкование.

Песок в сухом виде — огнетушащее вещество универсального действия, слоем которого в 20—40 см засыпают очаг пожара, на­пример, ЛВЖ.

Таблица 24Состав огнетушащих порошков и области их применения

Марка	Состав порошков	Области их применения
ПСБ-1 ПСБ-3	Около 90% NaHCO3, Около 10% талька, Около 1% AM- 1-300*	Тушение нефтепродук­тов, горючих жидко­стей, газов, разбавлен­ных растворов МОС в углеводородах, электроустановок под нагруженном: ПФ тушит древесину. Нельзя тушить щелоч­ные материалы!
ПФ-1 ПФ-2	93% (NH4)2HP04, 5% талька, 2% AM- 1-300
СИ-2	50% силикагеля, 50% хладона 114В2	Тушение нефтепро­дуктов и пирофорных МОС, концентрирован­ных растворов ДОС
ПС-1 ПС-2	95% Na2CO3, 2,5% стеарата Na, графит	Тушение натрия и калия
ПС-11 ПС-12 ПС-13	Различные флюсы и графит с гидрофобными добавками	Нельзя тушить литий! Тушение лития и магния

* АМ-1-300 — кремнийорганическая добавка;

МОС и АОС — металло- и алюминийорганическое соединения.

Негорючие газы — это диоксид углерода, азот, аргон, водяной пар и др.

Диоксид углерода хранится в стальных баллонах. При подаче его из баллона через раструб выходящий СОз, расширяясь, охлажда­ется. Образуется снежная пена, которая тушит по способу охлаж­дения и частично по способу разбавления. Пена неэлектропроводна и химически инертна. При подаче газа через трубопровод действует способ разбавления. Для большинства веществ огнегасительная концентрация СС>2 равна 20—30% по объему.

Диоксид углерода применяют для тушения пожаров электро­оборудования в лабораториях, складах, аккумуляторных станци­ях и т.п. Людей из горящих помещений необходимо эвакуировать, так как вдыхание воздуха, содержащего 10% СС>2, смертельно опасно. Его нельзя использовать для тушения щелочных метал­лов, некоторых гидридов металлов и соединений, в молекулы ко­торых входит кислород, а также тлеющих углей.

Азот. Огнегасительная концентрация азота, т.е. его добавка к воздуху, — не менее 35% по объему (в смеси — 85%). Для туше­ния он используется по способу разбавления. Им обычно тушат вещества, горящие пламенем (жидкости, газы), так как азот плохо гасит тлеющие вещества (дерево, бумага и др.) и не тушит во­локнистые материалы (хлопок ткани и т.д.).

На предприятиях для ликвидации пожаров используют техно­логический или отработанный водяной пар — обычно в виде па­ровоздушных завес в помещениях малого объема; его огнегасительная концентрация около 35%.