Требования пожарной безопасности при проектировании и строительстве промышленных предприятий

Огнестойкость зданий и сооружений

Огнестойкостью строительных материалов и конструкций называют свойства их сохранять прочность и, следовательно, несущую способность при пожаре.

Строительные материалы и конструкции по возгораемости разделяют на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Возгораемостью называют способность материалов оказывать сопротивление воспламенению.

К несгораемым относят естественные и искусственные неорганические минеральные материалы и используемые при строительстве металлы.

К трудносгораемым относят материалы и выполненные из’ них конструкции, состоящие из несгораемых и сгораемых компонентов (асфальтовый бетон, гипсовые изделия с органическими наполнителями или арматурой, глиносоломенные материалы, древесина, обработанная глубокой пропиткой антипиренами, линолеум, фибролит и др.). Такие материалы и изготовленные из них конструкции при воздействии на них огня или высокой температуры с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть лишь при воздействии огня или высокой температуры. Если удалить источник огня, то горение и тление прекращаются.

Сгораемые материалы и конструкции при воздействии на них огня или высокой температуры воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня. К сгораемым материалам относят древесину и другие органические материалы, не обработанные огнезащитными составами.

Пределом огнестойкости строительных конструкций называют такое их состояние, когда в результате термических воздействий происходит потеря несущей способности конструкции (потеря устойчивости, разрушение) или появляются сквозные трещины, или внешняя (наружная) поверхность конструкции нагревается до 140 °С и более, что может быть источником воспламенения сгораемых материалов. Предел огнестойкости, выражаемый в часах, может быть определен расчетом. Для этого необходимо предварительно определить расчетную длительность горения, а затем, определив требуемый предел огнестойкости, сравнить его с фактическим.

Если требуемый предел огнестойкости окажется больше фактического, то должны быть приняты меры по увеличению предела огнестойкости, например заменой материала конструкции, дополнительной облицовкой конструкции несгораемыми материалами или увеличением сечения конструкции.

Классификация производств по степени пожарной опасности

По степени пожарной опасности все производства разделяют на пять категорий, обозначаемые буквами А, Б, В, Г и Д.

К категории А относят наиболее опасные производства, где применяют вещества, воспламенение или взрыв которых может произойти в результате воздействия воды или кислорода воздуха: жидкости с температурой вспышки паров 28°С и ниже, горючие газы с нижним пределом взрываемости 10% и менее к объему воздуха, горючие газы и жидкости в количестве, достаточном для образования с воздухом взрывоопасных смесей. К таким производствам относят, например, ацетиленовые станции, склады баллонов для горючих газов, склады бензина и т. п.

К категории Б относят производства, в которых применяют жидкости с температурой вспышки паров в пределах 28—120°С; горючие газы с нижним пределом взрывной концентрации более 10% к объему воздуха; производства, связанные с выделением переходящих во взвешенное состояние горючей пыли или волокон в количестве, способном образовать с воздухом взрывоопасные смеси. Сюда относят цехи приготовления и транспортировки угольной пыли, промывочно-пропарочные станции цистерн и тары для мазута и других жидкостей с температурой вспышки паров в пределах 28—120°С; мазутное хозяйство электростанций и т. п.

К категории В относят производства, в которых обрабатывают или применяют твердые сгораемые вещества и жидкости с температурой вспышки паров выше 120°С. К таким производствам относят: деревообделочные предприятия, цехи регенерации смазочных масел, пековарки, склады горючих и смазочных материалов, открытые склады масла и масляное хозяйство электростанций и маслоподвалы прокатных цехов, распределительные устройства с выключателями и аппаратурой, содержащими более 60 кг масла в единице оборудования, транспортные галереи и эстакады для угля и торфа, закрытые склады угля, пакгаузы смешанных грузов, насосные станции по перекачке жидкостей с температурой вспышки выше 120⁰С и т. п.

К категории Г относят производства .по обработке несгораемых веществ в горячем или расплавленном состоянии и сопровождающиеся излучением тепла и выделением пламени и искр, а также производства, связанные с сжиганием твердого, жидкого и газообразного топлива. К этой категории производств относят металлургические цехи, паровозные и мотовозные депо, помещения двигателей внутреннего сгорания, главные корпуса электростанций, распределительные устройства с аппаратами, содержащими 60 кг и менее масла в единице оборудования, высоковольтные лаборатории, котельные и т. п.

К категории Д относят производства по обработке несгораемых веществ в холодном состоянии. Сюда относят механические цехи, воздуходувные и компрессорные станции воздуха и негорючих газов, цехи регенерации кислот, депо электровозов и электрокар, цехи холодной прокатки и штамповки металлов, холодной обработки руд и других негорючих материалов, щиты управления, водоочистки, градирни, углекислотные установки, насосные станции для перекачки негорючих жидкостей и т. п.

Следует отметить, что производства, где горючие жидкости, газы и пары сжигают в качестве топлива или утилизируют посредством сжигания в этом же помещении, а также производства, в которых технологические процессы осуществляют с применением открытого огня, относят к категории Г.

Классификация зданий и сооружений по огнестойкости

В зависимости от пожарной опасности производства назначают производственные здания большей или меньшей огнестойкости. По степени огнестойкости производственные здания разделяют на пять групп (таблица 1).

Наряду с категорией пожарной опасности учитывают также и этажность зданий, поскольку многоэтажные производственные здания при прочих условиях представляют большую пожарную опасность. В таблице 2 приведены данные о требуемой огнестойкости зданий в зависимости от категории пожарной опасности и этажности зданий.

Производства, относящиеся к категории А, нельзя размещать в подвальных и полуподвальных этажах.

Если в одном здании располагают производства различной категории пожарной опасности, то требуемая степень огнестойкости всего здания, как правило, определяется производством, представляющим наибольшую пожарную опасность.

Мероприятия по предотвращению распространения пожаров

Противопожарные разрывы

Противопожарные разрывы между зданиями и сооружениями назначают в зависимости от категории пожарной опасности производства и степени огнестойкости зданий (таблица 3,4).

Для складов большой емкости противопожарные разрывы определяются специальными техническими условиями и нормами.

Если вблизи складов находятся здания, в которых расположены производства категорий А и Б, а также жилые и общественные здания, то противопожарные разрывы между такими зданиями и складами лесоматериалов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей увеличиваются на 25%.

Для проезда пожарных машин могут быть использованы дороги, предназначенные для производственных нужд. При отсутствии таких дорог необходимо обеспечить возможность подъезда пожарных машин планировкой территории около стен здания на ширину не менее 6м. К многопролетным широким зданиям с площадью застройки более 10 га подъезд машин должен быть обеспечен со всех сторон здания. Расстояние от дороги или от свободно спланированной территории до стены здания не должно превышать 25 м. Если подъезды к зданиям пересекаются железнодорожными путями, то для обеспечения подачи пожарных машин переезды через пути должны быть на расстоянии не менее длины расчетного состава поезда.

Противопожарные преграды

Противопожарные преграды устраивают для предотвращения распространения пожара. К ним относят специальные противопожарные стены, противопожарные зоны, противопожарные перекрытия.

Двери, ворота и ограждения других отверстий в противопожарных преградах, согласно действующим нормам, устраивают несгораемыми или трудносгораемыми с пределом огнестойкости не менее 1,5 ч, причем общая площадь проемов не должна превышать 25% площади брандмауэров.

В зданиях со сгораемыми или трудносгораемыми стенами и перекрытиями противопожарные стены опираются на отдельные фундаменты и разрезают покрытия, фонари и другие конструкции, выступающие над крышей. При этом над кровлей из сгораемых и трудносгораемых материалов противопожарные стены должны возвышаться не менее чем на 600 мм, а над несгораемой кровлей — не менее чем на 300 мм. Если стены здания выполняют из сгораемых или трудносгораемых материалов, противопожарные стены должны выступать за наружную плоскость стен, а также за карнизы и свесы крыш не менее чем на 300 мм (рисунок 1). Выступающие за наружную плоскость стен гребни брандмауэров разрешается заменять противопожарными зонами в стенах и карнизах здания шириной в плане не менее 1,8 м по каждую сторону брандмауэра. Противопожарные стены устраивают с пределом огнестойкости не менее 4 ч.

Вспомогательные помещения производственных зданий, располагаемые в пристройках, следует отделять от основного здания брандмауэром. При размещении вспомогательных помещений внутри производственных зданий стены и перекрытия таких помещений должны быть несгораемыми в зданиях I и II групп огнестойкости и трудносгораемыми в зданиях III и IV групп огнестойкости. Не разрешается располагать вспомогательные помещения в зданиях категорий А и Б.

Пути для эвакуации людей при пожарах

При проектировании производственных, вспомогательных и других зданий необходимо предусмотреть возможность беспрепятственного выхода из помещений в обычных условиях и особенно при возникновении пожаров, взрывов и других аварий. Пути эвакуации должны быть минимальной длины, чтобы в случае необходимости можно было в кратчайшее время покинуть помещение.

Выходы являются эвакуационными, если они ведут:

1. из помещений первого этажа наружу непосредственно или через коридор, вестибюль, лестничную клетку;
2. из помещений любого этажа, кроме первого, в коридор или в проход, ведущий к лестничной клетке, или непосредственно в лестничную клетку, имеющую самостоятельный выход наружу или через вестибюль;
3. из помещения в соседние помещения в том же этаже, обеспеченные выходами, указанными в п. 1 и 2, за исключением случаев, оговоренных в СНиП II-М2-62 «Производственные здания промышленных предприятий. Нормы проектирования».

Суммарную ширину лестничных маршей (исключая первый этаж) и ширину дверей, коридоров или проходов на путях эвакуации во всех этажах принимают, исходя из расчета не менее 0,6 м на 100 человек. Минимальная ширина эвакуационных дверей должна быть 0,8 м, а высота дверей и проходов — не менее 2 м.

При проектировании путей эвакуации расстояния от наиболее удаленного рабочего места до выхода наружу или в лестничную клетку принимают для производственных зданий в зависимости от категории пожарной опасности производства и степени огнестойкости здания согласно нормам (таблица 5).

В многоэтажных зданиях при выходе в тупиковый коридор расстояние от дверей производственных помещений до ближайшего выхода наружу или в лестничную клетку допускается не более 25 м.

Для вспомогательных зданий промышленных предприятий максимально допустимые расстояния от двери помещения (кроме туалетов, душевых, умывальных, курительных) до ближайшего выхода наружу или на лестничную клетку назначают в зависимости от степени огнестойкости здания (таблица 6).

Число выходов из производственных и вспомогательных зданий должно быть не менее двух. Двери, находящиеся на пути эвакуации, должны открываться в сторону выхода из здания. Устраивать на путях эвакуации подъемные или раздвижные двери нельзя.

Пешеходные туннели, транспортные и коммуникационные проходные туннели не реже чем через каждые 100 м должны иметь выходы. Для освещения туннелей следует применять напряжение не выше 36 в.

Для доступа на крышу все здания высотой более 10 м необходимо оборудовать наружными металлическими пожарными лестницами, причем здания с фонарями и перепадами высот должны иметь специальные пожарные лестницы, соединяющие участки кровли, расположенные на разных уровнях.

В зависимости от высоты зданий устраивают вертикальные или наклонные пожарные лестницы. Согласно противопожарным нормам для зданий высотой не более 30 м устраивают вертикальные лестницы шириной не менее 0,6 м, а для более высоких зданий — наклонные лестницы с углом наклона не более 80°, шириной 0,7 м с промежуточными площадками не реже чем через каждые 8 м по высоте.

Расстояние между пожарными лестницами в производственных зданиях и складах принимают не более 200 м по периметру здания. Если наружные пожарные лестницы используют для эвакуации людей, то в этом случае на уровне эвакуационных проемов устраивают специальные площадки для выхода на них из помещений. Такие лестницы-площадки ограждают перилами высотой не менее 0,8 м. Пожарные лестницы, применяемые и для эвакуации людей, устраивают с углом наклона не более 45° и шириной не менее 0,7 м.

Пожарная безопасность в электросталеплавильном цехе

Сталеплавильный цех относятся к категории Г. Однако по пожароопасным свойствам применяемых в помещениях веществ и материалов некоторые помещения могут иметь и более высокую категорию. Например, к категории А в черной металлургии относят станции получения защитного газа и ацетилена, компрессорные горючих газов, газорегулирующие и газораспределительные пункты, установки термической обработки в среде взрывоопасного защитного газа, отделение восстановительного отжига металлических порошков в среде взрывоопасного газа-восстановителя и др. К категории Б в черной металлургии относятся производства, где применяются и образуются горючая пыль: отделения дробления угля, подземные углеприемных ямы, закрытые галереи для транспортировки угля, отделение приготовления экзотермических смесей, составы сажи, дробильные цеха руды с содержанием серы более 12% и др. К категории В в черной металлургии относятся помещения, где применяют или хранят горючие вещества: склады мазута, масел, маслоподвалы, станции централизованной смазки, помещения масляных трансформаторов, маслоохлаждающих установки, маслотуннели, склады угля, отделение приготовления шихты, электрокабельной и электромашинные помещения и др. К категории Д в черной металлургии относятся склады руды (с содержанием серы до 12%), цеха мокрого обогащения руд, насосные, насосные грануляции шлака, цеха холодной обработки металла (кроме магния и титана), копровые цеха и др. Для устранения причин пожаров и взрывов в черной металлургии проводятся технические, эксплуатационные, организационные и режимные мероприятия.

Пожарная опасность сталеплавильного производства характеризуется наличием большого количества жидкого металла, а также наличием горючих газов. В сталеплавильных цехах могут происходить взрывы и выбросы жидкого металла в результате загрузки в сталеплавильные печи влажной металлолома и шихты. Выбросы жидкого металла могут происходить также и в том случае, когда в жидкий металл вводят влажные раскислители и легирующие материалы. При прогаре футеровок сталеплавильных агрегатов и фурменных аппаратов также возникает вероятность взрыва с выбросом жидкого металла при контакте расплавленного металла с влажными материалами. При выбросе расплавленный металл может быть источником воспламенения горючих материалов и способствует снижению несущей способности конструкций здания цеха.  Защита колонн целесообразно выполнять огнеупорным кирпичом или бетоном. Предел огнестойкости защищенной колонны должен быть 2-2,5ч. Также нижняя часть здания сталеплавильного цеха должна быть выполнена из железобетонных панелей. Для обеспечения пожарной безопасности кабельного хозяйства необходимо, в первую очередь, предусмотреть меры, исключающие возможность попадания жидкого металла в кабельные и масляные подвалы и тоннели, поскольку это неизбежно вызовет пожар, а, следовательно, и остановку всего производства. Кроме этого, для обеспечения пожарной безопасности кабельных коммуникаций, маслоподвалов и маслотуннелей применяют технические, эксплуатационные, организационные и режимные мероприятия. При проектировании сталеплавильных цехов необходимо уделять внимание взрывоопасных помещений. Так, газоочистки технологических газов электросталеплавильных печей расположены в помещениях, относящихся к категории А согласно ОНТП 24-86. Поэтому в них необходимо соблюдать все требования по обеспечению пожарной и взрывной безопасности, предусмотренные для взрывоопасных помещений. Следует отметить, что в электросталеплавильном производстве значительную пожарную опасность представляют печные масляные трансформаторы, которые располагают вблизи печей для того, чтобы кабельная линия от низкой стороны трансформатора к головке электрододержателя была короткой. Наиболее опасными местами токопроводов есть контакты.