Глава 22. Факторы, определяющие пожарную опасность зданий и сооружений

§ 22.1. Параметры, определяющие взрывопожароопасность, веществ

Обычно при оценке пожарной опасности веществ применяются не все параметры, а только основные, которые достаточно полно характери­зуют вещества.

Пределы воспламенения газов и паров в воздухе определяются их концентрациями в воздухе при атмосферном давлении, при которых смесь способна воспламениться от внешнего источника зажигания с рас­пространением пламени в ее объеме. Граничные концентрации в этой области являются верхним и нижним пределами воспламенения в воз­духе.

Набольшая концентрация газов и паров в воздухе, при которой возможен взрыв, называется верхним пределом воспламенения (верх­ним пределом взрываемости), а концентрация, ниже которой взрыв не происходит — нижним пределом. Пределы воспламенения являются важнейшей характеристикой взрывоопасности горючих газов и паров.

Для сложной газо-паровоздушной смеси известного состава пределы воспламенения можно подсчитать по формуле Ле-Шателье:

П = ———————————————,

С₁ / n₁ + С₂ / n₂ +... + С_n / n_n

где П — предел воспламенения (нижний или верхний), % (об.); С₁, С₂,..., С_n концентрация горючих компонентов в горючей части смеси; причем С₁ + С₂ +... + С_n = 100% (об.); и n₁, n₁,.., n_n – соответствующие пределы воспламенения чистых компонентов смеси, % (об.).

При вычислении пределов в концентрациях по массе заменяют соот­ветствующие величины горючих компонентов процентами по массе. Температура вспышки характеризует наименьшую температуру, при которой образующиеся над поверхностью вещества пари способны вспыхивать в воздухе от внешнего источника тепла без перехода в процесс горения. Температура самовоспламенения — это нижний предел температуры вещества, при которой оно воспламеняется без внешнего источника тепла.

Пожарная опасность горючих жидкостей определяется температурными условиями. Опасность вспышки паров некоторых легковоспламеняющихся жидкостей может возникнуть при изменении температуры окружающей среды.

Нижним температурным пределом называют температуру жидкости, при которой концентрация насыщенных паров в воздухе в замкнутом объеме достигает такой величины, при которой смесь способна воспламениться, если поднести к ней источник огня. Концентрация паров жидкости при нижнем температурном пределе соответствует нижнему концентрационному пределу воспламенения.

Зная давление паров, по соответствующим номограммам или таблицам

определяют температуру вспышки.

Верхним температурным пределом называют температуру жидкости, изотерой концентрация ее насыщенных паров в воздухе в замкнутом объёме составляет такую величину, при которой смесь еще способна воспламеняться при поднесении к ней источника зажигания. При более высокой температуре жидкости образуется смесь насыщенных паров воздухом, не способная воспламеняться. Концентрация паров при верхнем температурном пределе соответствует верхнему концентрационному пределу воспламенения.

Взрывопожароопасность пыли характеризуется температурой само­воспламенения и нижним концентрационным пределом воспламенения. Минимальную температуру, при которой пыль загорается в стандарт­ном приборе, разработанном ВНИИПО, принимают за температуру самовоспламенения.

Минимальную концентрацию, при которой пыль способна (в стан­дартном приборе) воспламениться и распространять горение по всей массе, называют нижним концентрационным пределом воспламенения. Нижний предел воспламенения (взрываемости) является определяющим параметром, характеризующим степень опасности пыли.

Нормами строительного проектирования пыли подразделяют на пожароопасные, имеющие нижний концентрационный предел взрывае­мости выше 65 г/м³, и взрывоопасные< с нижним пределом взрываемос­ти менее 65 г/м³.

Кроме того, пыли делят на четыре класса. Взрывоопасные — на два класса: с нижним пределом взрываемости до 15 г/м³ — класс I, с нижним пределом более 15 г/м³ — класс II. Пожароопасные пыли также делятся на два класса: с температурой воспламенения до 250°С — класс III и с температурой воспламенения выше 250°С — класс IV.

Верхние концентрационные пределы взрываемости пыли обычно достаточно велики и достичь их в производственных помещениях прак­тически невозможно,

Пожарная опасность твердых веществ. Особенность горения многих твердых веществ состоит в том, что при нагреве они частично разлага­ются, образуя парогазовую горючую систему. Эту часть горючих ве­ществ принято называть летучей. Для объяснения процессов горения летучих веществ применимы закономерности, рассмотренные при горе­нии газов и паров.

Под действием тепла, передаваемого от зоны горения на поверх­ность твердых веществ, происходит не только их выгорание, но и распро­странение пламени по еще негорящей поверхности.

Пожарная опасность твердых горючих веществ и материалов ха­рактеризуется удельной теплотой сгорания вещества, температурами горения, самовоспламенения и воспламенения, скоростью выгорания и распространения горения по поверхности материалов.