Скачать статью в формате Word
1. Введение.
В различных производствах используется и перерабатывается горючие и взрывоопасные материалы. Новые технологические линии основаны на интенсификации, повышении производительности, объемов взрывопожароопасных веществ и обусловили необходимость повышения до критических значений такие параметры, как давление, температура, соотношение горючих компонентов и окислителя и др. В связи с этим возрастает потенциальная опасность взрывов большой разрушительной силы и пожаров, наносящих значительный материальный ущерб и приводящий к травмам и гибели обслуживающего персонала.
Анализ крупных аварий показывает, что при взрывах и пожарах разрушению подвергаются не только здания и сооружения самих производственных предприятий, но и жилых ближайших массивов и производственных предприятий. При рассмотрении причинно-следственных связей аварий позволяет принимать необходимые меры взрывопожарной профилактики не только в процессе эксплуатации технологических систем, но и уже в процессе разработки тактично-технического задания на проектирование, при проектировании и строительстве.
Для принятия мер по взрывопожарной безопасности необходимо помещения и здания производственных объектов классифицировать и разработать соответствующие методики по их количественной оценки. Классификация производственных помещений и зданий позволит объективно установить условный их уровень взрывопожарной опасности и обосновать конкретные организационно-технические решения, позволяющие в пределах допустимого риска от пожара эксплуатировать производственные объекты.
2. Основные принципы и требования системы категорирования помещений и зданий по взрывопожарной опасности.
Взрывопожарная опасность производственных объектов зависит от ряда опасных факторов пожара, пожароопасности исходных и конечных продуктов производства, технологии производства, характеристик оборудования и т.д.
В основу действующей методики категорирования помещений и зданий по взрывопожарной опасности приняты следующие основополагающие принципы.
Первый принцип. Заключается в признании возможности определенной (нормативной) мощности взрыва и (или) пожара.
Второй принцип. Заключается в учете количества взрывоопасных веществ, материалов способствующих образованию паровоздушных или пылевоздушных смесей.
Третий принцип. Учет взрывопожароопасных свойств и материалов, применяемых в производственных помещениях и зданиях.
Четвертый принцип. При установлении категорий помещений и зданий принимается наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормального функционирования технологической системы и ее элементов.
В соответствии с данными принципами выработаны требования при установлении категорий помещений и зданий на взрывопожарной опасности.
1. С целью оценки и сравнения уровня пожарной опасности помещений и зданий и определение эффективной степени пожарной защиты устанавливается пять категорий (А, Б, В1-В4, Г, Д) и три класса (взрывоопасные, пожароопасные и взрывопожаробезопасные помещения и здания табл.1.2).
Таблица №1.2: Характеристика категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности
|
Категория помещений и зданий |
Характеристика веществ и материалов и условий их хранения на производстве |
Примечание |
| А
взрыво-пожароопасная |
Горючие газы, ЛВЖ с температурой вспышки не более 28 С в таком количестве, что могут образовать взрывоопасные паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.
Вещества и материалы способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что избыточное расчетное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа. |
|
| Б
взрыво-пожароопасная |
Горючие пыли или волокна, ЛВЖ с температурой вспышки более 28 оС, ГЖ в таком количестве, что могут образовать взрывоопасные паровоздушные или пылевоздушные смеси, при воспламенении которых развивается избыточное расчетное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. | |
| В1 – В4
пожароопасные |
Горючие и трудногорючие жидкости, вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии и обращаются не относятся к категории А или Б. | |
|
Г |
Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени. Горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые снижаются или утилизируются в качестве топлива. | |
| Д | Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии. |
Таблица №2.2: Характеристики веществ и материалов, определяющих принадлежность по категориям.
| № п/п | Характеристика веществ и материалов | Категории, критерии и условия категорирования | ||||
| Взрывопожароопасные | Пожароопасные | Непожароопасные | ||||
| А | Б | В1-В4 | Г | Д | ||
| 1 | Горючие газы | ΔР≥5кПа | Не А и Б | Исп. как топливо | ||
| 2 | ЛВЖ | |||||
| 3 | ЛВЖ | ΔР≥5кПа | ||||
| 4 | Горючие пыли и волокна | |||||
| 5 | ГЖ | Исп. как топливо | ||||
| 6 | Трудногорючие жидкости | |||||
| 7 | Твердые горючие и трудногорючие вещества | |||||
| 8 | Вещества, взаимодействующие с кислородом воздуха, водой и друг с другом | Взрываются и горят
ΔР≥5кПа |
Только горят | |||
| 9 | Негорючие вещества | В горячем расплавленном состоянии | В холодном состоянии | |||
2. Количественные меры взрывоопасных паровоздушных и пылевоздушных смесей принимается избыточное давление взрыва ΔР, составляющее 5 кПа, которое не представляет опасности для жизни обслуживающего персонала и является условной границей, разделяющей взрывоопасные и пожароопасные категории. Для пожароопасных категорий В1 – В4 количественной мерой пожарной опасности является энергетический параметр, выраженный в удельной пожарной нагрузке (МДж/м2), табл.2.3
Таблица №2.3: Значения удельной пожарной нагрузки для помещений категории B1-B4
| Категория помещения, здания | Удельная пожарная нагрузка q на участке, МДж/м2 | Способ размещения веществ и материалов |
| 1 | 2 | 3 |
| В1 | Более-2200 | Не нормируется |
| В2 | 1401 – 2200 | Не нормируется (для подтверждения категории необходим дополнительный расчет на проверку принадлежности помещений к категориям В2, В3).
Если при определении категорий В2 и В3 расчет покажет, что Q≥0.64·q·H2, то помещения будут относиться к категории В1 и В2, а при Q < 0.64·q·H2 к категориям В2 и В3, где Q – пожарная нагрузка, МДж; H – минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса фермы перекрытия, м; q – удельная пожарная нагрузка, МДж/м2 . |
| В3 | 181 – 1400 | Не нормируется (необходим дополнительный расчет В2). |
| В4 | 1 – 180 | На любом участке пола помещения площадью 10 м2. Способ размещения определяется расчетом между пожароопасными участками, которые должны быть более предельных lпр (табл. 4). |
Предельные расстояния lкр определяются в зависимости от величины критической плотности лучистых предельных потоков qкр (кВт/м2). Чем меньше qкр, тем опаснее материал.
Таблица №2.4.: Рекомендуемые значения lпр в зависимости от qкр
| qкр,
кВт/м2 |
5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 |
| lпр, м | 12 | 8 | 6 | 3 | 4 | 3.8 | 3.2 | 2.8 |
При H≥11 м lпр определяют в соответствии с табл.2.4.
При H < 11 м lпр определяют по формуле:
l*пр=lпр * (11-H), м
где lпр – расстояние, определенное на табл.2.4.
Если значение qкр для материала неизвестно, то принимается lпр 12 м.
В случае, если пожарная нагрузка состоит из ЛВЖ и ГЖ, в этом случае рекомендуемое расстояние между соседними участниками размещения (разлива) пожарной нагрузки принимается:
при H > 11 м – lпр ≥ 15 м;
при H < 11 м – lпр > (26 – H) м.
3. При установлении категорийности помещений и зданий необходимо исходить из физико-химических свойств веществ и материалов, влияющих на степень взрывопожарной опасности, а также их показателей (ГОСТ 12.1.044-91):
- группа горючести;
- температура вспышки;
- температура воспламенения;
- температура самовоспламенения;
- концентрационные пределы распространения пламени (воспламенение);
- температурные пределы распространения пламени (воспламенения);
- температура пламени;
- условия теплового самовозгорания;
- минимальная энергия зажигания;
- кислородный индекс;
- способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами;
- нормативная скорость распространения пламени;
- скорость выгорания;
- коэффициент дымообразования;
- индекс распространения пламени;
- показатель токсичности продуктов горения полимерных материалов;
- взрывоопасное минимальное содержание кислорода;
- минимальная флегматизирующая концентрация флематизатора;
- максимальное давление взрыва;
- скорость нарастания давления при взрыве.
Причем, число показателей, необходимых и достаточных для характеристики взрывопожароопасности веществ и материалов в условиях их производства, переработки, транспортирования и хранения, определяет разработчик системы обеспечения взрывопожаробезопасности объекта или разработчик ГОСТа и ТУ на вещество (материалом).
При определении взрывопожароопасности веществ и материалов различают:
- газы – вещества, абсолютное давление паров при температуре 25 0С равно или более 101.3 кПа (1 кгс/см2) или превышающее 101.3 кПа;
- жидкости – вещества, давления насыщенных паров которых при температуре 25 0С и давлении 101.3 кПа меньше 101.3кПа;
- твердые вещества – материалы с температурой плавления (накаливания) более 50 0С, а также вещества, не имеющие температуру плавления;
- пыли – диспергированные твердые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм.
4. Во взрыве участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении взрывопожароопасности, а именно:
- учитывается самый неблагоприятный вариант аварии одного аппарата;
- все содержимое аппарата поступает в помещение;
- одновременно происходит утечка веществ из всасывающего и напорного трубопроводов в течение времени, необходимого для их отключения;
- расчетное время отключения трубопроводов при вероятности отказа системы автоматики не более 10-6 в год или обеспечит резервирование ее элементов. Если вероятность отказа автоматики превышает 10-6 в год, то время отключения автоматики принимается -120 сек, а при ручном отклонении – 300 сек;
- испарение горючей жидкости происходит с поверхности разлившейся жидкости из резервуаров и аппаратов с открытым зеркалом и со свежеокрашенных поверхностей;
- площадь испарения при разливе исчисляется исходе из расчета 1 литр жидкости разливается на 1 м2 пола помещения. Если отсутствуют справочные данные по горючим смесям, площадь испарения определяется, что на один литр смеси и растворов, содержащих 70 % и менее (по массе) растворителей, разливается на площадь 0.5 м2;
- длительность испарения горючей жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 сек.;
- при аварии аппарата с пылью учитывается вся масса пыли находящейся в аппарате, а пыленакопление принимается по условиям нормального режима работы;
- свободный объем помещения допускается условно принимать равной 80 % от полного объема помещения.
3. Методы определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной опасности
Анализ статистических данных причин аварий технологических систем и оборудования, причинно-следственных связей, позволяет принимать соответствующие меры пожарной профилактики. С этой целью производственные помещения и здания классифицируются по категориям взрывопожарной опасности. При классификации используют вероятный и детерминированный методы оценки взрывопожарной опасности.
Вероятностный метод учитывает случайный характер взрывопожароопасных событий и позволяет оценивать фактический уровень пожарной опасности для частных случаев и в общем, виде.
Детерминированный метод основан на количественной оценки потенциального возмещенного выделения энергии при аварийных ситуациях.
Следует подчеркнуть, что методики при категорировании помещений и зданий односторонние характеризуют опасность возникновения пожара (взрыва) без учета появления источника зажигания и размеров последствий пожара.
Необходимость категорирования помещений и зданий возникает на различных этапах производственной деятельности:
- при проектировании;
- при реконструкции;
- при эксплуатации;
- при изменении технологий;
- при замене оборудования;
- при замещении объема производства и т.д.
Процесс расчета по категорированию помещений и зданий состоит из двух этапов:
а) сбор необходимых данных для расчета:
- характеристика и размеры помещений и зданий;
- схема расположения оборудования в помещении (рабочие чертежи);
- технологический регламент;
- технический паспорт;
- схема и параметры вентиляционной системы;
- схема автоматического контроля параметров производства;
- схема автоматической системы пожаротушения и т.д.
Если категорирование производится на стадии проектирования, то данные берутся из технологической документации.
б) расчет категорийности помещений и зданий по принятым методам.
4. Особенности требований норм противопожарной безопасности зданий и помещений при их категорировании.
После проверки и определения категории помещения или здания по взрывопожарной опасности формулируются требования.
В соответствии с ГОСТ 12.1.004-91 пожарная безопасность объекта должна обеспечиваться системами предотвращения пожара (ССП) и противопожарной защитой (СПЗ), в том числе организационно-техническими мероприятиями (ОТМ). Этим же нормативным документом сформулированы требования к способам обеспечения пожарной безопасности СПП и СПЗ, а нормами пожарной безопасности (НПБ 110-03) установлены основные требования по защите АУПТ и АУОП.
В соответствии с НПБ 110-03 требования по защите АУПТ и АУОП зданий, сооружений, помещений и оборудования являются обязательными для исполнения всеми предприятиями и организациями независимо от их ведомственной принадлежности и форм собственности, а также гражданами.
Тип АУПТ, способ тушения, вид огнетушащих средств, тип оборудования обстановок (приемной станции, извещатели и т.д.) определяются в зависимости от технологических особенностей защищаемых объектов, с учетом принятой проектом схемы противопожарной защиты и требований действующих нормативно-технических документов.
Помещения для инженерного оборудования зданий, помещения с мощными процессами, помещения категорий В4 и Д по пожарной опасности, в которых отсутствуют горючие материалы АУПТ и АУОП могут оборудоваться.
Здания, помещения и сооружения подлежащие оборудованию установками пожарной сигнализации, следует защищать охранно пожарной сигнализацией.
Если площадь помещений, подлежащих оборудованию системами АУПТ, составляет 40% и более от общей площади этажей здания, сооружения следует предусматривать оборудование здания, сооружения в целом системами АУПТ.
Для зданий категории В1 площадь следует уменьшать на 20%, а площадь зданий категории В3 допускается увеличивать на 20%.
5. Заключение.
Практика показывает, что правильное определение категорий зданий, помещений и сооружений вызывает определенные трудности у специалистов и исполнителей различного ранга. Правильное и квалифицированное определение категорий зданий и помещений имеют решающее значение при проектировании и строительстве зданий и сооружений. Если категорийность зданий и сооружений определены правильно, то все последующие технические вопросы будут также решены правильно.
