22 октября 2008
А. Лянг. Применение самоспасателей при возникновении пожаров в зданиях.
А. Лянг
В статистике чрезвычайных ситуаций пожары занимают особое место, т.к. социально-экономические потери от них несопоставимо велики по сравнению с чрезвычайными ситуациями других видов. Главные и невосполнимые потери — человеческие жизни. Каждый год в России несколько тысяч человек погибают при пожарах.
Самыми опасными факторами пожара являются токсичное воздействие газов и частиц дыма и недостаток кислорода, так как они могут привести к смертельному исходу. Статистика подтверждает, что более 80% смертей при пожарах являются результатом воздействия на органы дыхания человека вредных компонентов так называемого пожарного газа. Уже на ранней стадии пожара токсичные продукты горения могут вызвать удушье и потерю сознания, делая человека беспомощным.
Из модельных опытов по сгоранию отдельных веществ, таких как шерсть, пластмассы, резина и других, известно об образовании ядовитых газов.
Во всех случаях появлялись окись углерода и двуокись углерода. Часто появляются цианистый водород (синильная кислота), аммиак и нитрозные газы, сероводород и сернистый ангидрид. Кроме того, обнаруживаются альдегиды, например, акролеин (акриловый альдегид) и органические кислоты, например, муравьиная и уксусная кислота.
Сотрудниками Гарвардской государственной школы здравоохранения совместно с пожарными г. Бостона был проведен отбор проб пожарного газа во время работы в зоне, близкой к очагу пожара, с последующим качественным и количественным анализом состава. Для отдельных ядовитых газов исследователями были указаны два значения концентрации вредных веществ: пиковое значение из всех измеренных и концентрация, которая была превышена при 10% всех случаев измерения.
В таблице 1 представлены результаты этих исследований и некоторые данные о токсичности отдельных компонентов пожарного газа. При этом речь идет о диапазонах концентраций и там, где названы отдельные значения, следует предполагать определенную широту колебаний.
Значения относятся к отдельным газам в воздухе. В пожарном дыму они появляются вместе и в своем токсическом действии могут взаимно усиливать друг друга.
Таблица 1 - Данные измерений состава пожарного газа
| Наименование вредного вещества | Концентрация вредного вещества смертельная через 10 мин., мл/м3 | Концентрация вредного вещества, измеренная в зоне близкой к очагу пожара, мл/м3 (ppm) | Концентрация вредного вещества, заданная в нормативных документах, мл/м3 |
| пиковая | преобладающая
в 10% случаев | EN 403:2004 | НПБ 302-2001 |
| Оксид углерода | 2000-5000 | 27000 | Более 5500 | 2500 (3100 мг/м3) | 4958 (6200 мг/м3) |
| Хлористый водород | 500 | 200 | Более 80 | 1000 (1628 мг/м3) | 1843 (3000 мг/м3) |
| Циан водорода | 100 | 3 | - | 400 (483 мг/м3) | 1656 (2000 мг/м3) |
| Акролеин | 30-100 | 15 | Более 3 | 100 (250 мг/м3) | 500 (1250 мг/м3) |
| Аэрозоли (пыль) | - | 17000 мг/м3 | Более 1000 мг/м3 | - | - |
| Кислород | - | 15,5% об. min | - | - | - |
| Нитрозные газы | 200 | 8 | >5 (3 случая) | - | - |
| Двуокись углерода | 60000-90000 | - | - | - | - |
| Аммиак | 1000 | - | - | - | - |
| Сернистый ангидрид | 50-500 | - | - | - | - |
Как видно из таблицы 1, окись углерода имеет пиковое значение 27000 мл/м3, 10%-е значение составило 5500 мл/м3.
Акролеин определялся в 10% всех случаев в концентрации более 3 мл/м3, с пиковым значением до 15 мл/м3. Хлористый водород в 10% всех случаев имел концентрацию более 80 мл/м3 и увеличивается до максимального значения 200 мл/м3.
Концентрация кислорода в 10% случаев была ниже 18% (об.), причем минимальное значение составило 15,5 % и ощущалось как неопасное.
В половине всех случаев был обнаружен циан водорода, максимальная концентрация его составила 3 мл/м3.
Результаты исследований противоречат более ранним данным о причинах смерти умерших от пожарного газа, при которых часто именно синильная кислота считалась причиной смерти, так как при сгорании модельных веществ, содержащих азот, образовывалась синильная кислота, которая обнаруживалась в смертельной концентрации в газообразных продуктах сгорания.
Суммируя результаты, исследователи назвали окись углерода самым опасным компонентом пожарного газа, так как она всегда сопровождает пожары и наиболее часто появляется в смертельной концентрации в пожарном дыму.
Окись углерода очень ядовита и особенно опасна тем, что не имеет запаха, поэтому отравление угарным газом может произойти совершенно незаметно.
Следующими опасными ядовитыми газами были названы цианистый водород, хлористый водород и акролеин. Частицы, т.е. сажа, пыль, частицы золы и туманообразные продукты полукоксования из-за высоких концентраций также рассматриваются как опасные. Напротив, нитрозные газы и двуокись углерода в обнаруженных концентрациях считаются неопасными.
На базе этих исследований были сформулированы основные требования, предъявляемые к средствам защиты, предназначенным для эвакуации при пожарах, которые трактуются следующим образом:
1. Средство защиты должно защищать от окиси углерода, цианистого
водорода, акролеина, хлористого водорода и аэрозолей. При использовании
в таких средствах фильтрующих коробок (или фильтров), включающих
катализаторы окиси углерода, должна быть обеспечена защита от остальных
упомянутых вредных газов вплоть до двуокиси углерода.
2. Время применения средства защиты должно быть не менее 15
минут. Кроме того, такой самоспасатель должен защищать глаза и слизистые
от раздражающего действия дыма и всю голову (волосы) от искр, но не от пламени и высоких температур.
3. Средство защиты должно быть рассчитано на длительное время хранения и должно быть готово к немедленному использованию без профилактического осмотра и без предварительной тренировки в период хранения.
В настоящее время для защиты органов дыхания людей при пожарах используются самоспасатели двух типов: изолирующие и фильтрующие.
К самоспасателям изолирующего типа относятся портативные дыхательные аппараты на сжатом воздухе и химически связанном кислороде. В дыхательных аппаратах воздух для дыхания подается из баллонов. В аппаратах на химически связанном кислороде человек использует для дыхания выдыхаемый воздух, обогащенный кислородом, который выделяется в регенеративном патроне в результате взаимодействия влаги выдыхаемого человеком воздуха с генерирующими кислород химическими веществами.
В фильтрующих же самоспасателях засасываемый из окружающей ;реды воздух сначала проходит через специальный фильтр, который имеет катализатор — для окисления окиси углерода в присутствии кислорода в менее токсичную двуокись углерода и адсорбент — для поглощения сопутствующих горению токсичных газов и паров. После чего очищенный от вредных веществ воздух поступает в органы дыхания человека. В качестве катализаторов используют или гопкалит, или драгоценные металлы, например, платину.
В отличие от регенеративных средств защиты фильтрующие не могут генерировать кислород. Но, как показали упомянутые выше исследования, в пожарных газах редко обнаруживается крайнее истощение содержания кислорода, недостаток которого мог бы вызвать смерть. Поэтому в фильтрующих самоспасателях вынуждено отказываются от защиты от недостатка кислорода.
Каждый тип самоспасателей имеет положительные и отрицательные стороны. Основным достоинствам изолирующих самоспасателей является возможность их применения при любом содержании вредных веществ и кислорода в атмосфере.
Достоинством фильтрующих самоспасателей при известных ограничениях в условиях их применения, таких, как содержание кислорода и вредных веществ в воздухе, являются небольшие масса и габариты, удобство и простота применения, сравнительно низкая стоимость. В силу этих и ряда других преимуществ фильтрующие самоспасатели нашли достаточно широкое применение за рубежом и в нашей стране. Это обусловлено еще и тем, что эвакуация людей осуществляется в основном на начальной стадии пожара, когда содержание кислорода в воздухе достаточно велико. За рубежом один из видов фильтрующих самоспасателей - защитные капюшоны на фильтрующей основе для спасения при пожаре не сочли приемлемыми для этой цели. Например, в одном случае в них полностью отказались от защиты от окиси углерода, ссылаясь на то, что при многих пожарах обнаруживались неопасные концентрации окиси углерода, в других случаях показатели фильтрации были совершенно недостаточны для защиты от остальных появляющихся ядовитых газов.
Поэтому в странах Европейского Содружества осуществлена стандартизация фильтрующих приборов для самоспасения при пожарах, чтобы в случае аварии обеспечить необходимую защиту. Минимальные требования, предъявляемые к фильтрующим самоспасателям, определялись опасностями, исходящими от пожарного дыма и газов.
В странах Европы на фильтрующие приборы для самоспасения при пожарах действует стандарт EN 403:2004 "Фильтрующее респираторное защитное устройство с маской для самостоятельной эвакуации с места пожара". Стандарт содержит наиболее важные требования, например, о времени защитного действия фильтра по основным пожарным газам (окиси углерода, циану водорода, акролеину, хлористому водороду), допустимом вредном подмасочном пространстве, величина которого обуславливает содержание во вдыхаемом воздухе отнюдь не безобидной в больших концентрациях двуокиси углерода, сопротивлении дыханию, поле зрения, защите материалов от воспламенения и дальнейшего горения.
По EN 403:2004 фильтрующие респираторные защитные устройства классифицируются как тип "М" — мобильный вариант самоспасателя, предназначенный для индивидуального ношения пользователем (например, в ручной коробке для перевозки при себе во время путешествий), и тип "S" — для стационарного хранения наготове в специально отведенном месте (например, в зданиях и на транспортных средствах). Следует отметить, что технические требования, предъявляемые к обоим типам самоспасателей, абсолютно идентичны.
Нормативным документом в России, устанавливающим требования к индивидуальным противопожарным фильтрующим средствам защиты, являются нормы пожарной безопасности НПБ 302-2001 "Техника пожарная. Самоспасатели фильтрующие для защиты органов дыхания и зрения людей при эвакуации из помещений во время пожара. Общие технические требования. Методы испытаний". Обязательную сертификацию противопожарных средств защиты на соответствие этим Нормам проводит Орган по сертификации "ПОЖТЕСТ" ФГУ ВНИИПО МЧС России.
В России, к сожалению, до настоящего времени отсутствует государственный стандарт, регламентирующий технические требования к подобным средствам защиты. Нам представляется, что необходимость в разработке стандарта, аналогичного EN 403:2004, назрела давно.
Дело в том, что в последнее время имеют место попытки принизить значение Норм для целей обязательной сертификации индивидуальных противопожарных средств защиты, подменить Нормы новым ГОСТ Р 22.9. 09-2005 "Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Средства индивидуальной З3щиты населения в чрезвычайных ситуациях. Самоспасатели фильтрующие. Обшие технические требования". Стандарт разработан в обеспечение реализации федерального закона "О защите населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера".
Согласно этому ГОСТу самоспасатели могут изготавливаться как для защиты от конкретных опасных химических веществ, так и групп ОХВ. Они делятся на 3 класса по эффективности защиты: 1 класс - низкая, 2 -средняя и 3 - высокая; при этом предусматривается защита и от оксида углерода, но более низкая, чем требуют Нормы пожарной безопасности НПБ 302-2001. Многие корпорации и даже государственные организации в тендерных документах заменяют нормы НПБ на ГОСТ Р 22.9.09-2005 и для защиты при пожаре приобретаются самоспасатели, рекламируемые как противопожарные средства защиты, но рекомендуемые даже в инструкциях по применению только для защиты от продуктов горения, причем исключая оксид углерода.
Мы считаем, что ГОСТ Р 22.09-2005 ни в коей мере не может заменить НПБ 302-2001, поскольку в нем не учтены особенности протекания пожара в замкнутом пространстве и специфические условия эвакуации людей из горящих и задымленных закрытых помещений, обуславливающие повышенные требования безопасности к противопожарным средства самоспасения: это и вероятность быстрого накопления в замкнутом пространстве токсичных веществ в концентрациях, представляющих угрозу для здоровья и жизни оказавшихся в зоне пожара людей, часто затрудненные условия эвакуации, необходимость вынужденного длительного ожидания помощи в случае блокирования огнем предусмотренных запасных путей выхода из здания и другие.
Следует помнить всегда, что пожары непредсказуемы, сценарий, по которому пожар может развиваться в том или ином случае, предугадать невозможно. Сертификация самоспасателей, разработанных в соответствии с ГОСТ Р 22.9.09-2005, в области пожарной безопасности на соответствие требованиям данного стандарта не проводится.
Как известно, в соответствии с требованиями Правил пожарной безопасности в РФ ППБ 01-03 каждый работник учреждения, организации (в т.ч. обслуживающий персонал гостиниц, общежитий, школ-интернатов и др. зданий с массовым пребыванием людей) должен быть обеспечен индивидуальным противопожарным средством защиты фильтрующего действия, которое должно храниться непосредственно на рабочем месте сотрудника.
Известные самоспасатели фильтрующего типа (отечественного и зарубежного производства) чаще всего гарантируют защиту человека от токсичных продуктов горения от 15 до 30 мин. Этого времени может быть недостаточно, чтобы обеспечить своевременный и безопасный выход людей из зоны пожара в сложных условиях эвакуации. Это может быть эвакуация людей из зданий повышенной этажности и с большой протяженностью пути эвакуации, блокирование выхода огнем и вынужденное длительное ожидание помощи в условиях сильного задымления.
Эвакуация часто рассматривается как основной способ обеспечения безопасности при пожаре. Но в определенных случаях эвакуация не является безопасной и целесообразнее людям оставаться в зданиях в ожидании помощи. Прежде всего, это относится к зданиям повышенной этажности и к зданиям, в которых находятся люди с физическими ограничениями. Время задержки начала эвакуации зависит как от функционального назначения здания и систем оповещения при пожаре, так и от неадекватного поведения людей. Именно задержка начала эвакуации приводит к большому проценту гибели людей и травмам при пожаре. Среднее время задержки начала эвакуации, как показали исследования за рубежом, может достигать относительно высоких значений. Например, 8,5 мин было зарегистрировано при проведении учебной эвакуации в жилом здании и 25,5 мин — в здании Всемирного Торгового Центра; это при том — что все служащие торговых комплексов проходили регулярный противопожарный тренинг и имели четкие обязанности.
Все вышесказанное еще раз подтверждает необходимость использования при эвакуации из горящих, задымленных зданий и сооружений с массовым пребыванием людей самоспасателей, обеспечивающих эффективную и длительную защиту человека в присутствии высоких концентраций токсичных газов и паров.
Что касается эвакуации людей из зданий повышенной этажности, то в настоящее время существует очень логичная точка зрения при пересмотре правил пожарной безопасности оснащать этажи зданий выше третьего только изолирующими самоспасателями с временем применения 50 мин. Здесь существуют убедительные доводы специалистов противопожарной обороны о необходимости высокого времени ожидания помощи находящимся во время пожара людям, не имеющим возможности самим покинуть зону пожара вследствие этажности здания выше третьего.
Однако мы предлагаем изменения в Правилах пожарной безопасности в РФ ППБ 01-03 п.159 изложить в следующей редакции: "здания высотой до трех этажей включительно должны быть обеспечены самоспасателями фильтрующего типа и/или изолирующего действия с временем применения не менее 15 минут, а здания высотой более трех этажей — самоспасателями фильтрующего типа и/или изолирующего действия с временем применения не менее 50 минут". Наше предложение основано на рассмотренных выше имеющихся данных зарубежных исследований по приемлемому содержанию кислорода в зоне пожара (доклад Г. Блюме, старшины сферы деятельности отраслевого комитета по защите органов дыхания "Индивидуальное защитное снаряжение" профсоюза химической промышленности, сделанному в Доме техники в Эссене 21 января 1988 г.). А также из соображений свободы выбора потребителем приемлемого типа средств защиты. Ведь у каждого типа самоспасателей есть как свои достоинства, так и свои недостатки. Изолирующие самоспасатели, например, на наш взгляд, обладая целым рядом неоспоримых достоинств, более опасны и сложны в хранении, обращении, утилизации. Мы считаем также, что для детей от 7 до 12 лет необходимы только фильтрующие самоспасатели, причем независимо от этажности здания.
В этой связи ОАО "Сорбент" готово претендовать на разработку фильтрующего самоспасателя с временем применения не менее 50 минут с учетом пониженного коэффициента подсоса как в подмасочном пространстве, так и в зоне глаз, в исполнениях для населения от 7 до 12 лет (ГДЗК-Ш-50) и старше 12 лет (ГДЗК-У-50). Таким образом, в номенклатуре нашей продукции были бы фильтрующие самоспасатели для оснащения зданий (сооружений) до третьего этажа включительно и выше с различным нормативным временем применения.
Все разработки фильтрующих самоспасателей для защиты населения при пожарах в зданиях мы ведем на основе серийно выпускаемого газоды-мозащитного комплекта ГДЗК-У (см.рис. 1).
Рис. 1. Газодымозащитный комплект универсальный ГДЗК-У
Комплект ГДЗК-У разработан с учетом современных требований, предъявляемых к средствам спасения людей при пожарах и связанных с ним аварийных ситуациях, и в полном соответствии с требованиями НПБ 302-2001.
Сегодня проходит сертификация в Европе газодымозащитного комплекта GDZK-U, обладающего рядом преимуществ по сравнению с выпускаемым аналогом ГДЗК-У, на соответствие EN 403:2004 с целью поставок в страны Европейского Содружества. На основе этих результатов планируется модернизация российского ГДЗК-У и разработка комплектов ГДЗК-У-50, ГДЗК-Ш и ГДЗК-Ш-50 для различных возрастных групп населения, находящегося на различных этажах зданий (см.рис. 2).
Рис. 2. Схема разработки фильтрующих самоспасателей на ОАО "Сорбент" для защиты населения при пожарах
Особо следует остановиться на применении фильтрующих самоспасателей при возникновении пожаров в промышленных зданиях или зданиях, находящихся в промышленной зоне или вблизи нее. По-нашему мнению, здесь следует учитывать не только вредные вещества, выделяющиеся при пожаре самого здания, но и опасность самого промышленного объекта, которые также могут быть вызваны пожаром. Т.е. здесь два пути:
1. Такие здания оснащены как "пожарными", так и промышленными самоспасателями.
2. Такие здания оснащены самоспасателями, соответствующими как требованиям пожарной безопасности, так и требованиям системы СБТ (стандартов безопасности труда).
сожалению, требований ССБТ в нашей стране к промышленным фильтрующим самоспасателям пока нет - стандарт на них лишь в проекте разработки в ПК-2 "СИЗОД" ТК-320 Ростехрегулирования России. Того, что российские фильтрующие самоспасатели имеют сертификат соответствия в системе СБТ на соответствие требований ТУ, для потребителя недостаточно.
Данный подход к проблеме характеризует концепцию развития фильтрующих самоспасателей на ОАО "Сорбент", согласно которой мы должны быть готовы разрабатывать фильтрующие самоспасатели "под потребителя", но в соответствии с существующими нормативными требованиями.
Надеемся, что благодаря внедрению и распространению газодымозащитньгх комплектов, и не только разработанных нами, большее количество людей в будущем сможет уберечься от отравления пожарными газами и сохранить свои жизни и здоровье.
Об авторе: Лянг А.В., к.т.н., и.о.руководителя НТС СИЗ ОАО "Сорбент"
Источник: Сборник трудов 7-й международной специализированной выставки "Пожарная безопасность XXI века" и 6-й международной специализированной выставки "Охранная и пожарная автоматика". М. -Эксподизайн-Холдинг. –ПожКнига. -2008.
