Критические условия, необходимые для процесса горения
Пожарная безопасность
Пожар – неконтролируемое горение, приводящее к ущербу (жертвы пожара, материальные потери). Неконтролируемость связана с тем, что процесс не управляется. Условия возникновения процесса горения – наличие окислителя, горючего вещества, теплового импульса. Чтобы процесс горения превратился в пожар, необходимо наличие путей распространения.
Окислители: кислород, хлор, фтор, оксиды азота.
Горючими веществами являются те, которые могут гореть самостоятельно. Они делятся на твердые, жидкие, газообразные, пыли и волокна.
Инициирование процесса горения может осуществляться вынужденно от внешнего источника или путем самовоспламенения.
Самовоспламенение – явление резкого увеличения скорости экзотермической реакции окисления, приводящее к нагреву горючей смеси и возникновению горения.
Пространство пожара делится на 3 зоны:
1. Зона горения, в которой протекают процессы разложения испарения и реакция окисления кислородом воздуха.
2. Зона теплового воздействия, которая с одной стороны примыкает к зоне горения, а внешняя граница проходит там, где тепловое воздействие приводит к изменению состояния конструкции и материалов.
3. Зона задымления, нахождение людей в которой невозможно без средств защиты.
Критические условия, необходимые для процесса горения
Критические условия, необходимые для процесса горения делятся на концентрационные и тепловые условия.
Существует область концентрации горючего в окислителе, когда смесь способна не только загораться от внешнего источника, но и распространять пламя. Эта область ограничена соответствующими пределами.
НКП (нижний концентрационный предел) – это такая объемная или массовая, ниже которой смесь становится не способна к распространению пламени.
ВКП (верхний концентрационный предел) - это такая объемная или массовая, выше которой смесь становится не способна к распространению пламени.
Область воспламенения – это min температура (Ти), при нагреве до которой в горючей смеси происходит самоускорение экзотермической реакции окисления, приводящая к возникновению пламенного горения.
Температура воспламенения (tвоспл) – температура горючего, при которой оно выделяет пары с такой скоростью, что после их воспламенения от внешнего источника возникает устойчивый процесс горения.
Для жидких горючих веществ в температуре воспламенения предшествует температура вспышки (tвсп). Это самая низкая температура для горючего вещества, при которой образуется смесь, готовая вспыхивать от источника, но скорость ее образования недостаточна для последующего горения.
По температуре вспышки жидкости делятся на:
· легковоспламеняющиеся tвсп<61°C,
· горючие tвсп>61°C.
По горючести вещества и материалы подразделяются на следующие группы:
1) негорючие - вещества и материалы, неспособные гореть в воздухе. Негорючие вещества могут быть пожаровзрывоопасными (например, окислители или вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом);
2) трудногорючие - вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления;
3) горючие - вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться под воздействием источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.
Твердые материалы строительных конструкций согласно статье 13 федерального закону №123-ФЗ от 04.07.2008. обладают следующими свойствами:
1) горючесть;
2) воспламеняемость;
3) способность распространения пламени по поверхности;
4) дымообразующая способность;
5) токсичность продуктов горения.
По горючести строительные материалы подразделяются на горючие (Г) и негорючие (НГ).
Строительные материалы относятся к негорючим при следующих значениях параметров горючести, определяемых экспериментальным путем: прирост температуры - не более 50 градусов Цельсия, потеря массы образца - не более 50 процентов, продолжительность устойчивого пламенного горения - не более 10 секунд.
Горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:
1) слабогорючие (Г1), имеющие температуру дымовых газов не более 135 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 65 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 20 процентов, продолжительность самостоятельного горения 0 секунд;
2) умеренногорючие (Г2), имеющие температуру дымовых газов не более 235 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения не более 30 секунд;
3) нормальногорючие (Г3), имеющие температуру дымовых газов не более 450 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения не более 300 секунд;
4) сильногорючие (Г4), имеющие температуру дымовых газов более 450 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения более 300 секунд.
По воспламеняемости горючие строительные материалы (в том числе напольные ковровые покрытия) в зависимости от величины критической поверхностной плотности теплового потока подразделяются на следующие группы:
1) трудновоспламеняемые (В1), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока более 35 киловатт на квадратный метр;
2) умеренновоспламеняемые (В2), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока не менее 20, но не более 35 киловатт на квадратный метр;
3) легковоспламеняемые (В3), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока менее 20 киловатт на квадратный метр.
По скорости распространения пламени по поверхности горючие строительные материалы (в том числе напольные ковровые покрытия) в зависимости от величины критической поверхностной плотности теплового потока подразделяются на следующие группы:
1) нераспространяющие (РП1), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока более 11 киловатт на квадратный метр;
2) слабораспространяющие (РП2), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока не менее 8, но не более 11 киловатт на квадратный метр;
3) умереннораспространяющие (РП3), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока не менее 5, но не более 8 киловатт на квадратный метр;
4) сильнораспространяющие (РП4), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока менее 5 киловатт на квадратный метр.
По дымообразующей способности горючие строительные материалы в зависимости от значения коэффициента дымообразования подразделяются на следующие группы:
1) с малой дымообразующей способностью (Д1), имеющие коэффициент дымообразования менее 50 квадратных метров на килограмм;
2) с умеренной дымообразующей способностью (Д2), имеющие коэффициент дымообразования не менее 50, но не более 500 квадратных метров на килограмм;
3) с высокой дымообразующей способностью (Д3), имеющие коэффициент дымообразования более 500 квадратных метров на килограмм.
По токсичности продуктов горения горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:
1) малоопасные (Т1);
2) умеренноопасные (Т2);
3) высокоопасные (Т3);
4) чрезвычайно опасные (Т4).
| Свойства пожарной опасности строительных материалов | Класс пожарной опасности строительных материалов | |||||
| КМ0 | КМ1 | КМ2 | КМ3 | КМ4 | КМ5 | |
| Горючесть | НГ | Г1 | Г1 | Г2 | Г3 | Г4 |
| Воспламеняемость | - | В1 | В2 | В2 | В2 | В3 |
| Дымообразующая способность | - | Д2 | Д2 | Д3 | Д3 | Д3 |
| Токсичность | - | Т2 | Т2 | Т2 | Т3 | Т4 |
| Распространение пламени | - | РП1 | РП1 | РП2 | РП2 | РП4 |
Согласно ГОСТ 30244-94 существуют следующие группы материалов по горючести:
| Группа горючести материалов | Параметры горючести | |||
| Температура дымовых газов T, °C | Степень повреждения по длине S_L, % | Степень повреждения по массе S_m, % | Продолжительность самостоятельного горения T_с.г, с | |
| Г1 | <=135 | <=65 | <=20 | |
| 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 |
Предел огнестойкости – время, в течении которого строительная конструкция сопротивляется воздействию огня или высокой температуры пожара до возникновения одного или последовательно нескольких предельных состояний по огнестойкости с учетом функционального назначения конструкции. К предельным состояниям относятся:
1) потеря несущей способности (R);
2) потеря целостности (E);
3) потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений (I) или достижения предельной величины плотности теплового потока на нормируемом расстоянии от необогреваемой поверхности конструкции (W).
Обозначение предела огнестойкости состоит из буквы, обозначающей соответствующее предельное состояние и цифры, соответствующей времени наступления одного из этих состояний (первого по времени) в минутах. Например, R120 – предел огнестойкости 120 минут по потере несущей способности; RE60 – предел огнестойкости 60 минут по потере несущей способности и потере целостности независимо от того, какое из этих состояний наступит раньше.
Строительные конструкции зданий и сооружений в зависимости от их способности сопротивляться воздействию пожара и распространению его опасных факторов в условиях стандартных испытаний подразделяются на строительные конструкции со следующими пределами огнестойкости:
(см. текст в предыдущей редакции)
1) ненормируемый;
2) не менее 15 минут;
3) не менее 30 минут;
4) не менее 45 минут;
5) не менее 60 минут;
6) не менее 90 минут;
7) не менее 120 минут;
8) не менее 150 минут;
9) не менее 180 минут;
10) не менее 240 минут;
11) не менее 360 минут.
По пределам огнестойкости строительных конструкций назначается степень огнестойкости зданий и сооружений. Установлены 4 степени. Для первой характерно наличие строительных конструкций с высоким пределом огнестойкости (R120, RE30). Наименее огнестойкая 4 степень. Для неё пределы огнестойкости не установлены, т.к. они меньше 15 минут.