
Основные показатели пожаро- и взрывобезопасности
Пожаровзрывоопасность веществ и материалов определяется показателями, выбор которых зависит от агрегатного состояния вещества (материала) и условий его применения.
При определении пожаровзрывоопасности веществ и материалов различают:
газы — вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 °С и давлении 101,3 кПа превышает 101,3 кПа;
жидкости — вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 °С и давлении 101,3 кПа меньше 101,3 кПа. К жидкостям относят также твердые плавящиеся вещества, температура плавления или каплепадения которых меньше 50 °С;
твердые вещества и материалы — индивидуальные вещества и их смесевые композиции с температурой плавления или каплепадения больше 50 °С, а также вещества, не имеющие температуры плавления (например, древесина, ткани и т. п.);
пыли — диспергированные твердые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм.
Номенклатура показателей и их применяемость для характеристики пожаровзрывоопасности веществ и материалов согласно ГОСТ 12.1.044-89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения» приведены в табл. 1.
Таблица 1. Показатели и их применимость для характеристики пожаровзрывоопасности веществ и материалов

Примечание. Знак «+» обозначает применяемость, знак «—» — неприменяемость показателя.
Кроме указанных в табл. 1 показателей, допускается использовать другие, более детально характеризующие пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Число показателей, необходимых и достаточных для характеристики пожаровзрывоопасности веществ и материалов в условиях производства, переработки, транспортировки и хранения, определяет разработчик системы обеспечения пожаровзрывобезопасности объекта или разработчик стандарта и технических условий на вещество (материал).
Горение — экзотермическая реакция окисления вещества, сопровождающаяся свечением или (и) выделением дыма. Условиями для возникновения и протекания горения требуется наличие трех факторов: горючего вещества; окислителя; источника воспламенения (загорания). Горючее вещество и окислитель (кислород воздуха) должны находиться в определенных количественных соотношениях, а источник зажигания — иметь необходимый запас тепловой энергии. Горение дифференцируется по следующим признакам. В зависимости от состояния составляющих горючей смеси оно может быть: гомогенным (химически однородная смесь: окислитель и горючее вещество перемешаны); гетерогенным (горючая смесь неоднородная, и между горючим веществом и окислителем существует граница раздела).
В зависимости от особенностей протекания химической реакции окисления горение может быть:
диффузионным — возникает в химически неоднородных системах, имеющих границу раздела между окислением и горючим веществом. В этом случае окислитель (кислород) непрерывно диффундирует сквозь продукты горения к горючему веществу, а затем вступает с ним в (Реакцию. Горение характеризуется небольшой скоростью, так как замедляется процессом диффузии окислителя;
кинетическим — возникает при горении гомогенной горючей системы. Скорость процесса в этом случае определяется скоростью химической реакции горения. Процесс протекает достаточно быстро.
В зависимости от соотношения горючего вещества и окислителя горение может быть:
-
полным — протекает при избыточном количестве окислителя (кислорода). При этом образуются продукты горения, способные больше гореть (углекислый газ, сернистый газ, пары воды);
-
неполным — количества окислителя (кислорода) недостаточно для горения горючей системы, в результате чего образуются продукты неполного сгорания (оксид углерода, спирты, альдегиды).
При рассмотрении процессов горения необходимо различать следующие его виды:
-
вспышка (быстрое сгорание газопаровоздушной смеси над поверхностью горючего вещества, сопровождающееся кратковременным видимым свечением);
-
возгорание (возникновение горения веществ под воздействием источника загорания);
-
самовозгорание (горение горючей среды в результате самоини- циируемых экзотермических реакций);
-
воспламенение (пламенное горение вещества, инициированное источником зажигания и продолжающееся после его удаления);
-
самовоспламенение (резкое увеличение скорости экзотермических реакций, сопровождающееся пламенным горением или взрывом);
-
взрыв (быстрое неконтролируемое горение газо-, паро-, пылевоздушной смеси с образованием сжатых газов).
Особую пожарную опасность представляют вещества, способные взрываться или гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами. К этой группе относятся вещества, склонные к самовозгоранию.
По склонности к самовозгоранию все вещества подразделяются на четыре группы:
-
вещества растительного происхождения (сено, солома, фрезерный торф и др.);
-
ископаемые угли, горючие сланцы, сульфидные руды, минеральная вата;
-
масла и жиры (наибольшую опасность представляют растительные масла, промасляная ветошь);
-
химические вещества, склонные к самовозгоранию при: взаимодействии с воздухом (белый фосфор, цинковая и алюминиевая пыль);
-
взаимодействии с водой (натрий, литий, калий, карбиды кальция и щелочных металлов, негашеная известь);
-
взаимодействии с окислителями (метан, ацетилен, водород, аммиак).
Горение жидкостей. Основными показателями, определяющими пожарную опасность жидкостей, являются: температура вспышки - наименьшая температура конденсированного вещества, при которой над его поверхностью образуются пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для устойчивого горения. В зависимости от температуры вспышки жидкости подразделяются на: горючие с температурой вспышки паров более 61 °С, легковоспламеняющиеся с температурой вспышки паров менее 61 °С; скорость выгорания — количество жидкости, сгорающей в единицу времени с единицы площади; температура воспламенения — наименьшая температура горючего вещества, при которой наблюдается резкое увеличение скорости экзотермических реакций, сопровождающееся пламенным горением; концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения) — минимальное (нижний) или максимальное (верхний) содержание горючего вещества в виде насыщенных паров в однородной смеси с окислительной средой, при которой возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания; температурные пределы распространения пламени (воспламенения) — такие температуры вещества, при которых его насыщенный пар образует в окислительной среде концентрации, равные нижнему (нижний температурный предел) и верхнему (верхний температурный предел) концентрационным пределам распространения пламени.
Горение газов. Основными параметрами, определяющими пожароопасность газов, являются: концентрационные пределы распространения пламени (нижний и верхний); минимальная энергия зажигания — наименьшая энергия электрического разряда, способная воспламенять наиболее легко воспламеняющуюся смесь горючего вещества с воздухом; нормальная скорость распространения пламени — скорость перемещения фронта пламени относительно несгоревшего газа в направлении, перпендикулярном его поверхности. Наиболее опасными являются газы, имеющие низкий нижний концентрационный предел распространения пламени, небольшую энергию зажигания, большую скорость распространения пламени (ацетилен, водород,сероводород).
Горение пылей. Пыли (аэрозоли) способны образовывать взрывчатые смеси с воздухом, а пыли, осевшие из воздуха (аэрогели) на оборудование или конструкции здания, могут гореть. Пыли по пожарной опасности во много раз превосходят продукт, из которого они получены, так как пыль имеет большую удельную поверхность, в результате чего понижается температура самовоспламенения пыли, увеличивается поверхность окисления. Выделяющаяся теплота не успевает отводиться в окружающую среду, и возникает самовозгорание. Возникновение взрыва или пожара возможно только при достижении определенной концентрации пыли в воздухе, поэтому основной характеристикой пожарной опасности пылей являются нижний концентрационный предел распространения пламени (воспламенения). Характерной особенностью взрыва пылевых смесей в отличие от паро- и газовоздушных является неполное сгорание, так как сгорают в основном газообразные продукты, а углеродистый остаток сгорать не успевает, поэтому взрываться способны лишь пыли, в которых газообразные продукты составляют более 10 % от массы пыли.
Пыли подразделяются на пожароопасные, имеющие нижний концентрационный предел распространения пламени выше 65 г/м3 (пыль железа), и взрывоопасные с нижним пределом распространения пламени менее 65 г/м3 (сера, мука, сахар). Взрывоопасные пыли подразделяются на два класса: I класс — с нижним пределом распространения пламени менее 15 г/м3; II класс — с нижним пределом распространения пламени более 15 г/м3.
Горение твердых веществ. Особенности горения твердых веществ заключаются в следующем: твердые горючие вещества при нагревании частично разлагаются, образуя парогазовую горючую среду, поэтому для характеристики процессов горения этой части горючих веществ, которую принято называть летучей, используются те же показатели, что и для газов и паров. Под действием теплоты, подаваемой из зоны горения, происходит распространение пламени по еще не горящей поверхности. Пожарная опасность твердых горючих веществ характеризуется следующими показателями: температурой воспламенения, температурой самовоспламенения, распространением пламени по поверхности материала. Распространение пламени по поверхности материала характеризуется индексом распространения.
Пожаро-техническая классификация зданий, строительных конструкций, материалов и изделий
Пожарная опасность строительных материалов. Согласно ТКП 45-2.02-142-2011 «Здания, строительные конструкции, материалы и изделия. Правила пожарно-технической классификации» пожарная опасность определяется следующими пожарно-техническими характеристиками либо их совокупностью: горючестью; воспламеняемостью; распространением пламени по поверхности; токсичностью продуктов горения; дымообразующей способностью.
Горючесть — способность строительных материалов к горению. Строительные материалы в зависимости от значений параметров горючести подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г). Для негорючих строительных материалов другие пожарнотехнические характеристики, указанные выше, не определяются. Для строительных материалов, содержащих только неорганические (негорючие) компоненты, характеристика «горючесть» не определяется.
Горючесть определяется по продолжительности устойчивого пламенного горения; потере массы испытательного образца; приросту температуры в печи. За устойчивое пламенное горение принимается непрерывное пламенное горение материала в течение не менее 5 с. Строительный материал относится к негорючим при следующих значениях параметров горючести, наблюдаемых при испытании по специальной методике: 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 по одному из указанных значений параметров, относятся к горючим.
Горючие строительные материалы подразделяются в зависимости от:
значений параметров горючести, определяемых по ГОСТ 30244 на группы горючести: Г1 - слабо горючие, Г2 - умеренно горючие, ГЗ — нормально горючие, Г4 — сильно горючие;
величины критической поверхностной плотности теплового потока по ГОСТ 30402 на группы по воспламеняемости: В1 — труд- новоспламеняемые, В2 — умеренно воспламеняемые, ВЗ — легко воспламеняемые;
величины критической поверхностной плотности теплового потока по ГОСТ 30444 на группы по распространению пламени: РП1 — не распространяющие, РП2 — слабо распространяющие, РПЗ — умеренно распространяющие, РП4 - сильно распространяющие. Показатель распространения пламени определяют для поверхностных слоев кровли и полов, в том числе ковровых покрытий;
летального эффекта газообразных продуктов горения от массы материала, отнесенной к единице объема экспозиционной камеры по ГОСТ 12.1.044 на группы по токсичности продуктов горения: Т1—малоопасные, Т2—умеренно опасные, ТЗ—высоко опасные, Т4 — чрезвычайно опасные. Показатель токсичности продуктов горения определяют для полимерных и полимерминеральных отделочных (облицовочных) и теплоизоляционных материалов;
значения коэффициента дымообразования (оптической плотности дыма, образующегося при горении или тлении вещества или материала) по ГОСТ 12.1.044 на группы по дымообразующей способности: Д1 - с малой дымообразующей способностью, Д2 — с умеренной дымообразующей способностью, ДЗ — с высокой дымообразующей способностью.