Категория пожарной опасности объекта

Категория пожарной (взрывопожарной) опасности объекта — классификационная характеристика пожарной опасности здания, сооружения, помещения, пожарного отсека, наружной (технологической) установки, которая определяется в зависимости от количества и пожароопасных свойств находящихся (обращающихся) в них веществ и материалов с учётом особенностей технологических процессов^[1].

В России помещения, здания производственного и складского назначения (не относящиеся к промышленности боеприпасов и спецхимии) делятся на категории. Помещения: А, Б, В1, В2, В3, В4, Г, Д. Здания: А, Б, В, Г, Д. Для промышленности боеприпасов и спецхимии производства делятся на категории: Ас (взрыв не локализуется), Алс (взрыв локализуется), Бс (менее 10^-4 в год), Вс (загорание не локализуется) и Гс (загорание локализуется).^[2][3]

Физические процессы, происходящие при взрывах газа в жилье и при взрывах газовых смесей на производстве одинаковы. Однако, в жилье происходят взрывы (как правило) метана, а в производственных помещениях могут содержаться газы и пары более взрывоопасные, чем метан. Другой особенностью жилых помещений является периодическое наличие источников зажигания^[4]. При взрывах сосудов под давлением страдают, как правило, только лица, обслуживающие соответствующие установки. Поэтому такие помещения не относятся к взрывоопасным объектам^[5].

Впервые нормативно пять категорий промышленных производств А, Б, В, Г, Д были установлены в ОСТ 90015-39.^[6] Стандарт не распространялся на склады легковоспламеняющихся жидкостей, склады лесных материалов, твердого топлива, открытые склады горючих материалов, сооружения газового хозяйства, производства взрывчатых и отравляющих веществ.^{[7]:п. 2}

В мировой практике представители страховых компаний определяют степень пожарной опасности объектов по величине пожарной нагрузки и интенсивности тепловыделения при пожаре.^[8] В конце XIX века в США существовало около 584 классов зданий. В 1932 г. они были сокращены до 26 классов. К 1936 г. Национальный совет страховщиков увеличил количество классов зданий до 100, но разделил их на шесть категорий по типам конструкций зданий.^[9]

Законодательное регулирование в России

В целях предупреждения действий, вводящих в заблуждение приобретателей, в проектной документации здания или сооружения должны содержаться^{[10]:Ст. 33} идентификационные признаки пожарной и взрывопожарной опасности.^{[10]:Ст. 4}

Данные идентификационные признаки указываются:

• застройщиком — в задании на проектирование;
• лицом, осуществляющим подготовку проектной документации, — в текстовых материалах в составе проектной документации.^{[10]:Ст. 4}

Пожарная нагрузка

В практике определения категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности рассматривается количество теплоты, которое может выделиться в помещение при пожаре. Эта величина, отнесённая к площади размещения находящихся в помещении горючих и трудногорючих веществ и материалов, называется удельной временной пожарной нагрузкой.^[11]

В советской системе пожарного нормирования исходили из того, что отношение пожарной нагрузки к площади её размещения (исчисляемая в килограммах древесины на квадратный метр) при учёте свойств веществ может использоваться для определения продолжительности, температуры и других опасных факторов пожара.^[12]:168 В советской системе строительного нормирования исходили из того, что отношение пожарной нагрузки к площади оконных проёмов (исчисляемая в килограммах древесины на квадратный метр) может использоваться для определения продолжительности пожара.^[13]

Зависимость между количеством горючего, выраженного в эквиваленте древесины и длительностью пожара:

• 0…10 кг/м² (0…138 МДж/м²) — 0…0,25 ч;
• 10…25 кг/м² (138…345 МДж/м²) — 0,25…0,5 ч;
• 25…50 кг/м² (345…690 МДж/м²)— 0,5…1 ч;
• 50…100 кг/м² (690…1380 МДж/м²)— 1…2 ч;
• свыше 100 кг/м² (свыше 1380 МДж/м²) — свыше 2 ч.^[14]

С 1951 года при размещении в здании первой степени огнестойкости пожарной нагрузки более 1380 МДж/м² (100 кг древесины на 1 м²) в среднем по площади пожарного отсека, необходимо было проводить расчет продолжительности пожара и исходя из неё выбирать огнестойкость элементов здания. Данное требование действовало вне зависимости от категории объекта. При устройстве системы пожаротушения повышение степени огнестойкости конструкций не требовалось.^[15]:п.3 С 1954 года установили градацию 1394…2760 МДж/м² (101…200 кг древесины на 1 м²) и более 2760 МДж/м² (более 200 кг древесины на 1 м²). Значения огнестойкости элементов зданий устанавливались таблично.^[16]:п.6

В 1965 году ЦНИИПО провёл работу по определению требуемой интенсивности орошения водяных и пенных установок пожаротушения в зависимости от пожарной опасности производств. В 1975 году был разработан новый стандарт СН 75-76, в котором была дана классификация зданий, производств и технологических процессов по пожарной опасности.^[17] Для определения интенсивности орошения было произведено разделение на семь групп: одна группа содержала административно-бытовые, общественные здания и помещения; три — производственные и ещё три — складские.^[18]

В 1976 году во ВНИИПО были проведены натурные испытания на модели реального помещения. На основании этих экспериментов была рекомендована система классификации объектов по степени пожарной опасности:

• Класс пожара — I, удельная тепловая нагрузка — до 185 МДж/м²;
• Класс пожара — II, удельная тепловая нагрузка — до 740 МДж/м²;
• Класс пожара — III, удельная тепловая нагрузка — до 1850 МДж/м²;
• Класс пожара — IV, удельная тепловая нагрузка — до 3700 МДж/м²;
• Класс пожара — V, удельная тепловая нагрузка — более 3700 МДж/м².^[8]

СТ СЭВ в 1977 году установил методики определения пожарной нагрузки, которая включала временную и постоянную.^[19]

СНиП 2.04.09-84, пришедший на замену СН 75-76, указал величины пожарных нагрузок для двух групп производственных помещений: 200…2000 МДж/м² и более 2000 МДж/м². При этом расчет нагрузки производился по СТ СЭВ 446-77.^[20]

НПБ 88-2001 содержало методику определения пожарной нагрузки. В пожарную нагрузку включалась временная и постоянные пожарные нагрузки. Приложение, содержащее методику, было исключено при внесении изменений в НПБ 88-2001.

Здания, сооружения, пожарные отсеки

Категория А

Помещения, обладающие повышенной взрывопожарностью.

Категория Б

Категория В

Первоначально в 1939 году к категории В относились производства, связанные:

• с выработкой и обработкой твёрдых сгораемых веществ и материалов;
• с последующей обработкой волокнистых веществ.^[6]

С 1954 года: производства, связанные с обработкой или применением твёрдых сгораемых веществ и материалов, а также жидкостей с температурой вспышки выше 120 °C.^[21]

С 1972 года к категории В относились производства, в которых обращались вещества: жидкости с температурой вспышки выше 61 °С; горючие пыли или волокна с нижним пределом взрываемости более 65 г/м³; вещества, способные только гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом; твёрдые сгораемые вещества и материалы.^[22]

С 1981 года к категории В относились производства, в которых имелись материалы: жидкости с температурой вспышки выше 61 °С; горючие пыли или волокна с нижним пределом взрываемости более 65 г/м³; твёрдые сгораемые вещества и материалы; вещества, способные при взаимодействии с водой, воздухом или друг с другом только гореть.^[23]

Категория Г

Первоначально в 1939 году к категории Г относились производства, связанные с выработкой и обработкой невозгорающихся веществ и материалов в горячем, раскалённом или расплавленном состоянии.^[24]

Категория Д

Производства, где обрабатывались негорючие вещества.

Категория Е

В настоящее время отменена. В нормах Н 102-54 и ОНТП 24-86 отсутствовала.

С 1972 года к категории Е относились производства, в которых обращались вещества: горючие газы без жидкой фазы и взрывоопасной пыли в таком количестве, что они могут образовывать взрывоопасные смеси в объёме, превышающем 5 % объёма помещения, и в котором по условиям технологического процесса возможен только взрыв (без последующего горения); вещества способные взрываться (без последующего горения) при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом.^[22] При этом других горючих веществ нет или другие горючие вещества имеются в таком количестве, что они не могут создать нагрузку более 100 000 ккал на любом участке пола площадью 10 м² (41,8 МДж/м²).^[25]

ПУЭ к категории Е относит (до сих пор присутствует в действующей версии) аккумуляторные.

Помещения

Определение категорий помещений следует осуществлять путём последовательной проверки принадлежности помещения к категориям от наиболее опасной (А) к наименее опасной (Д).^[26]

Взрывопожароопасность

Законодательство

В российском уголовном законодательстве предусматривается ответственность за нарушение правил безопасности на взрывоопасном объекте, если нарушение повлекло или могло повлечь смерть человека или повлекло причинение крупного ущерба. Ранее аналогичная ответственность существовала в законодательстве РСФСР. При этом уголовное законодательство не разъясняет понятие "взрывоопасный объект". Для квалификации преступлений, связанных с пожарами и взрывами необходимо определить, относится ли объект к взрывоопасным.^[27]:33

Нормативные документы

Взрыв паровоздушной смеси в помещении — процесс сгорания образовавшейся в ограниченном объеме горючей паровоздушной смеси с повышением давления в этом объеме.^{[28]:п. 3.3} При категорировании помещений рассматриваются только процессы связанные с дефлаграционным химическим взрывом и не учитывается возможность физических взрывов, которые связаны с внезапным изменением физического состояния вещества, сопровождающихся крайне быстрым выделением энергии и сжатых газов, способных производить механическую работу.^[27]:33

Физика процесса

Среди техногенных взрывных опасностей ведущее место занимают аварийные дефлаграционные взрывы (до 90 % всех происходящих взрывов).^[29]:35

Дефлаграционный взрыв — энерговыделение в объеме облака горючих газообразных смесей и аэрозолей при распространении экзотермической химической реакции с дозвуковой скоростью.^[30] Переход дефлаграционного взрыва в детонационный возможен при линейных размерах облака более 70 м, либо при инициализации взрыва источниками значительной энергии, либо в помещениях с сильным загромождением.^[31]

Химический взрыв неконденсированных веществ от горения отличается тем, что горение происходит, когда горючая смесь образуется в процессе самого горения.^[29]:36

В случае образования паровоздушной смеси в незагроможденном технологическим оборудованием пространстве и его зажигании относительно слабым источником (например, искрой) сгорание этой смеси происходит, как правило, с небольшими видимыми скоростями пламени и малыми амплитудами волны давления. В этом случае реализуется пожар-вспышка, при котором поражаются в основном объекты, попадающие в это облако.^[32] Термин "взрыв" в данном случае в значительной степени условен. Внешнее проявление характерных признаков взрыва в рассматриваемых процессах связано с разрушением оборудования (при вспышке внутри оборудования) или помещений. Наиболее опасным проявлением воспламенения газообразных горючих систем в замкнутом объеме является быстрое повышение давления. Максимальное давление взрыва может превышать начальное в 8…10 раз, реже в 12 раз и держаться несколько секунд. Высокая температура продуктов сгорания (до 2000 К и выше), как правило, не представляет серьезной опасности для оборудования и строительных конструкций, но является серьезной и часто смертельной угрозой для людей, находящихся в данном помещении.^[4]

К взрывоопасным газовым смесям относятся смеси горючих газов или паров с воздухом, у которых при воспламенении горение распространяется на весь объем смеси.^[33] Взрывоопасная пылевая среда — смесь с воздухом горючих веществ в виде пыли, волокон или летучих частиц, в которой после воспламенения происходит самоподдерживающееся распространение пламени.^[34]

Горение в закрытых объемах сопровождается повышением давления. Скорость выгорания горючих газов определяется скоростью распространения пламени и давление в каждый момент времени успевает выравниваться по всему объему, поскольку скорость пламени значительно меньше скорости звука.^[35]

Если объём полностью заполнен взрывоопасной смесью, то избыточное давление возникающее в замкнутом объеме в процессе горения: ${\displaystyle \Delta ~p=n(p_{max}-p_{0})}$^[36], это соотношение используется для практических расчётов и при частичном заполнении объема смесью: ${\displaystyle \Delta ~p=(p_{max}-p_{0}){\frac {V_{v}}{V_{0}}}}$, где ${\displaystyle p_{max}}$ - максимальное давление возникающее при сгорании смеси, ${\displaystyle p_{0}}$ - начальное давление, ${\displaystyle V_{v}}$ - объем сгоревшей смеси, ${\displaystyle V_{0}}$ - объем помещения, ${\displaystyle n}$ - доля сгоревшей смеси.^[37]:366[38] Величина ${\displaystyle {\frac {V_{v}}{V_{0}}}}$ первоначально характеризовала взрывопожароопасность помещения. К категориям А, Б относили производства, если эта величина превышала 5% для производственного помещения.^[39]

При сгорании локального объема горючей смеси в закрытом сосуде повышение давления зависит от параметра ${\displaystyle J={\frac {Q}{p_{0}V_{0}}}}$, где ${\displaystyle Q}$ — суммарный тепловой эффект химической реакции. С точностью до 20% повышение давления может описываться выражением: ${\displaystyle \Delta ~p=p_{0}(\gamma -1)J}$, где ${\displaystyle \gamma }$ — показатель адиабаты продуктов горения.^[40]

Модель ВНИИПО разработана исходя из предположения о герметичности помещения.^[41]

При разработке норм в 1980-е годы в СССР руководствовались концепцией, что в помещениях категории А и Б пожар охватывает всё помещение до того, как пожарные подразделения могут приступить к тушению.^[37]:107

Категория А (повышенная взрывопожароопасность)

Категория Б (взрывопожароопасность)

Легковоспламеняющиеся твердые вещества

Оружие

Если в помещении находятся боеприпасы различных категорий, то категория опасности помещения определяется наивысшей категорией находящихся в нем боеприпасов. Ракеты и боеприпасы подразделяются на категории опасности Е1, Е2, Е3, Е4, Е5, Е6, Е7, В, Д.^[42]

Особенностью боеприпаса является наличие разрывного, метательного, пиротехнического или вышибного заряда либо их сочетания.^[43]

Производственное и бытовое назначение

Легковоспламеняющиеся твердые вещества — вещества и материалы, способные воспламеняться от кратковременного (до 30 с) воздействия источника зажигания с низкой энергией (пламя спички, искра, тлеющая сигарета и т.п.).^[44]

СП 12.13130.2009 не распространяется на помещения и здания, наружные установки для производства и хранения взрывчатых веществ, средств инициирования взрывчатых веществ.^{[28]:п. 1.3} При этом свод правил распространяется на вещества и материалы, способные сгорать при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом (взаимный контакт веществ^[45]) с образованием волн давления.^{[28]:п. А.5}

К оружию не относятся изделия, сертифицированные в качестве изделий хозяйственно-бытового и производственного назначения, спортивные снаряды.^[43]

Для пиротехнических изделий нагрузка складских помещений (зданий) категории В1 не должна превышать 300 кг изделий на 1 м², а для категорий В2-В4 рассчитываются по удельной пожарной нагрузке, установленной для данной категории помещений (зданий).^[46]

Пожароопасность

Категории В1…В4 (пожароопасность)

С 1986 года от категорирования производств перешли к категорированию помещений. К категории В относились помещения в которых, находились (обращались) вещества и материалы: горючие и трудногорючие жидкости, твёрдые горючие и трудногорючие 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 или обращаются, не относятся к категориям А или Б.^[47]

НПБ 105-95 разделил категорию В на В1…В4. Определение пожароопасной категории помещения осуществляется путём сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки:

• В4 — 1…180 МДж/м² (площадь каждого участка нагрузки не более 10 м² с нормированием расстояния между участками);
• В3 — 181…1400 МДж/м²;
• В2 — 1401…2200 МДж/м²;
• В1 — более 2200 МДж/м².

Пожарную нагрузку на участке следует сравнивать с предельной, зависящей от расстояния между пожарной нагрузкой и потолком помещения (или нижним уровнем балок). Если нагрузка больше предельной, категорию следует повысить.^[48]

Помещения для оборудования приточных систем вентиляции следует относить:

• к категории В1, если в них размещены установки (фильтры и др.) с маслом вместимостью 75 л и более в одной из установок;
• к категориям В1…В4, если система работает с рециркуляцией воздуха из помещений категорий В1…В4, кроме случаев забора воздуха из помещений без выделений горючих газов и пыли или применения для очистки воздуха от пыли пенных или мокрых пылеуловителей.

К категориям В1…В4 относятся помещения для вентиляционного оборудования при размещении вытяжных установок, обслуживающих помещения соответственно категорий В1…В4.^[49]

Категория Г (умеренная пожароопасность)

К категории Г могут относиться только производственные помещения. Складских помещений категории Г не бывает.

Категория Д (пониженная пожароопасность)

При введении НПБ 105-95 категория В была разделена на В1…В4. При этом категории В1, В2 и В3 по требованиям противопожарной защиты в основном соответствуют действующей на момент введения в строительных нормах и правилах категории В, а категория В4 аналогична существующей в строительных нормах и правилах категории Д. К помещениям категории В4 необходимо было применять требования, установленные действующими СНиП для категории Д. При определении категорий зданий (в соответствии с НПБ 105-95) помещения категорий В1, В2, В3 учитываются в суммарной площади помещений категории В, а помещения категории В4 - в площади помещений категории Д.^[50]

Наружные установки

Категория АН

Установка относится к категории АН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °С, вещества и (или) материалы, способные гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и (или) друг с другом (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании указанных веществ с образованием волн давления превышает одну миллионную в год на расстоянии 30 м от наружной установки).

Категория БН

Установка относится к категории БН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие пыли и (или) волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °С, горючие жидкости (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании пыле- и (или) паровоздушных смесей с образованием волн давления превышает одну миллионную в год на расстоянии 30 м от наружной установки).

Категория ВН

Установка относится к категории ВН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие и (или) трудногорючие жидкости, твёрдые горючие и (или) трудногорючие вещества и (или) материалы (в том числе пыли и (или) волокна), вещества и (или) материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и (или) друг с другом гореть, и если не реализуются критерии, позволяющие отнести установку к категории АН или БН (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании указанных веществ и (или) материалов превышает одну миллионную в год на расстоянии 30 м от наружной установки).

Категория ГН

Установка относится к категории ГН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) негорючие вещества и (или) материалы в горячем, раскалённом и (или) расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и (или) пламени, а также горючие газы, жидкости и (или) твёрдые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.

Категория ДН

Установка относится к категории ДН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) в основном негорючие вещества и (или) материалы в холодном состоянии и если по перечисленным выше критериям она не относится к другим категориям.

США

В США для прогнозирования избыточного давления при горении пролитой жидкости в закрытых помещениях используется метод Карлссона-Квинтая, предложенный американскими физиками Бьёрном Карлссоном (Karlsson Bjorn) и Джеймсом Квинтаем (Quintiere James)^[51] и рекомендованный к применению Комиссией по регулированию атомной энергетики США (U. S. Nuclear Regulatory Commission). Методом рассматривается повышение давления в результате тепловыделения при постоянном объеме. Время горения как правило принимают 10 с. Сравнительный анализ методов используемых в Российской Федерации и в США показал, что отечественный метод использует вариант объёмной вспышки (взрыва) паровоздушной смеси, сопровождающийся мгновенным подъёмом избыточного давления в помещении. Американский метод базируется на сравнительно медленном процессе выгорания легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ). Несмотря на это, оба метода дают схожие результаты по прогнозированию безопасных объёмов помещений для хранения ЛВЖ и ГЖ^[52]

См. также

• Пожароопасная (взрывоопасная) зона
• Пожарная безопасность

Примечания

Эта страница в последний раз была отредактирована 20 марта 2024 в 05:40.