Дія ударної хвилі на людину, будівлі та споруди

Наскільки великі представлені значення надлишкового тиску під час вибухів, можна оцінити за такими прикладами: для руйнування армованого скління будівель потрібно 5…10 кПа, дерев'яних будівель – 10…20 кПа, цегляних будівель –25…30 кПа, залізобетонних конструкцій стін цеху – 100… кПа.

Прямий вплив ударної хвилі на людей і тварин виникає внаслідок впливу надлишкового тиску та швидкісного напору повітря. Через невеликі розміри тіла людини ударна хвиля миттєво охоплює і піддає його сильному стиску протягом кількох секунд. Миттєве підвищення тиску сприймається живим організмом як різкий удар. Швидкісний натиск при цьому створює значний лобовий тиск, який може призвести до переміщення тіла в просторі. Непрямі поразки людей і тварин можуть відбутися в результаті ударів осколків скла, шлаку, каміння, дерева та інших предметів, що летять з великою швидкістю.

Ступінь впливу ударної хвилі залежить від потужності вибуху, відстані, метеоумов, місцезнаходження (у будівлі, на відкритій місцевості) та положення людини (лежачи, сидячи, стоячи) і характеризується легкими, середніми, тяжкими та вкрай тяжкими травмами.

Надлишковий тиск у фронті ударної хвилі 10 кПа і менше для людей і тварин, розташованих поза укриттями, вважається безпечним .

Легкі ураження наступають при надмірному тиску 20. 40 кПа. Вони виражаються короткочасними порушеннями функцій організму (дзвоном у вухах, запамороченням, головним болем). Можливі вивихи, забиті місця.

Поразкисередньої тяжкості виникають при надмірному тиску 40...60 кПа. При цьому можуть бути вивихи кінцівок, контузії головного мозку, пошкодження органів слуху, кровотечі з носа та вух.

Важкі контузії татравми виникають при надмірному тиску 60 ... 100 кПа. Вони характеризуються вираженою контузією всього організму, переломами кісток, кровотечами з носа, вух; можливе пошкодження внутрішніх органів та внутрішня кровотеча.

Вкрай важкі контузії та травми у людей виникають при надмірному тиску понад 100 кПа. Відзначаються розриви внутрішніх органів, переломи кісток, внутрішні кровотечі, струс мозку із тривалою втратою свідомості. Розриви спостерігаються в органах, що містять велику кількість крові (печінці, селезінці, нирках), наповнених газом (легких, кишечнику), що мають порожнини, наповнені рідиною (головний мозок, сечовий і жовчний бульбашки). Ці травми можуть призвести до смерті.

Радіус ураження уламками будівель, особливо уламками скла, що руйнуються при надмірному тиску 2...7 кПа, може перевищити радіус безпосереднього ураження ударною хвилею.

Повітряна ударна хвиля діє на рослини. Повне ушкодження лісового масиву спостерігається при надмірному тиску більше 50 кПа. Дерева при цьому вириваються з коренем, ламаються та відкидаються, утворюються суцільні завали. При надмірному тиску 30...50 кПа ушкоджується близько 50 % дерев, створюються суцільні завали, а при надмірному тиску 10...30 кПа - до 30 % дерев. Молоді дерева стійкіші, ніж старі.

Основні причини вибухів на виробництві

Джерелами вибухонебезпечності на виробництві можуть бути установки, що працюють під тиском: парові та водогрійні котли, компресори, повітрозбірники (ресивери), газові балони, паро- та газопроводи та ін.

Вибухи парових котлів є миттєвим вивільненням енергії перегрітої води внаслідок такого порушення цілісності стінок котла, при якому можливомиттєве зниження внутрішнього тиску до атмосферного, зовнішнього. Наведене тут визначення вибуху носить фізичний характер («фізичний» вибух) і є адіабатичним, на відміну від «хімічного» вибуху, що є різновидом процесу горіння.

На виробництві застосовуються поршневі компресори, що приводяться в дію двигуном внутрішнього згоряння та змонтовані разом із ресивером на рамі-причепі. Зовнішнє повітря перед надходженням до робочого циліндра компресора проходить через фільтр, де він очищається від пилу; горючий пил становить небезпеку вибуху. Можливе також утворення вибухонебезпечних сумішей з продуктів розкладання мастил та кисню повітря. Розкладання мастил відбувається під дією високих температур, що розвиваються в компресорах в процесі стиснення повітря.

Вибухи балонів у всіх випадках становлять небезпеку, незалежно від того, який газ у них міститься. Причинами вибухів можуть бути удари (падіння) як в умовах підвищення температур від нагрівання сонячними променями або опалювальними приладами, так і за низьких температур і переповнення балонів зрідженими газами. Вибухи кисневих балонів відбуваються при попаданні олій та інших жирових речовин у внутрішню область вентиля та балона, а також при накопиченні в них іржі (окалини). У зв'язку з цим кисневі балони перед наповненням промивають розчинниками (дихлоретаном, трихлоретаном). Вибухи балонів можуть відбуватися і при помилковому заповненні балонів іншим газом, наприклад, кисневого балона горючим газом. Тому введено чітке маркування балонів, в силу якого всі балони забарвлюють кольори, присвоєні кожному газу, а написи на них роблять іншим кольором, також визначеним для кожного газу. Балони для стислих газів, що приймаютьсязаводами-наповнювачами від споживачів повинні мати залишковий тиск не менше 0,05 МПа, а балони для розчиненого ацетилену – не менше 0,05 і не більше 0,1 МПа. Залишковий тиск дозволяє визначити, який газ знаходиться в балонах, перевірити герметичність балона та його арматури та гарантувати непроникнення в балон іншого газу чи рідини. Крім того, залишковий тиск у балонах для ацетилену перешкоджає винесення ацетону-розчинника ацетилену (при меншому тиску винесення ацетону збільшується, а зменшення кількості ацетону в балоні підвищує вибухонебезпечність ацетилену).

Ударна хвиля, що утворюється під час вибуху газових балонів високого тиску, сягає величини 300...800 кПа.

Небезпечні фактори пожежі

Будь-яка пожежа супроводжується виявом небезпечних факторів пожежі.Небезпечний фактор пожежі (ОФП)– фактор пожежі, вплив якої призводить до травми, отруєння чи загибелі людини, а також до матеріальних збитків.

Небезпечними факторами пожежі (ОФП), що впливають на людей та матеріальні цінності, є:

- Підвищена температура навколишнього середовища;

- токсичні продукти горіння та термічного розкладання;

- Знижена концентрація кисню.

Довторинних проявів небезпечних факторів пожежі належать:

- уламки, частини апаратів, агрегатів, установок, конструкцій, що зруйнувалися;

- радіоактивні та токсичні речовини та матеріали із зруйнованих апаратів та установок;

- електричний струм, що виник у результаті винесення високої напруги на струмопровідні частини конструкцій, апаратів, агрегатів;

- небезпечні чинники вибуху, який стався внаслідок пожежі;

Близько 73% загиблих при пожежах гинуть від впливу на них токсичних продуктів горіння20%-від дії високої температури, близько 5%-від зниженого вмісту кисню. Інші гинуть від травм, отриманих внаслідок обвалення будівельних конструкцій, розльоту осколків під час вибуху, через загострення та прояви прихованих захворювань та психічних факторів.

Небезпечні чинники пожежі діють у часі та просторі та негативно впливають на людину, матеріальні цінності, навколишнє природне чи техногенне середовище одночасно.

При пожежах, зазвичай, спостерігається поєднане вплив відразу кількох ОФП.

Передбачається, що повний ефект від такого впливу буде більшим, ніж від простого підсумовування впливів окремих складових. Таке явище, коли результат взаємодії не є простою сумою приватних дій, а породжує якісно нові результати, що залежать від усієї сукупності взаємодій, носить назву синергізм. Однак поки що немає достовірних даних, які б підтверджували або спростовували це припущення.

Основним документом, що базується на імовірнісному підході, є ГОСТ 12.1.004 – 91. ССБТ. Пожежна безпека. Загальні правила. Цей документ регламентує вимоги до заходів щодо пожежної профілактики.

Відповідно до цього стандарту, об'єкти повинні мати системи пожежної безпеки, спрямовані на запобігання впливу на людей небезпечних факторів пожежі, у тому числі їх вторинних проявів, на необхідному рівні. При визначенні необхідного рівня забезпечення пожежної безпеки людей приймається, що ймовірність запобігання впливу небезпечних факторів на рік у розрахунку на кожну людину має бути не менше 0,999999, а допустимий рівень пожежної небезпеки для людей – не більше 10 -6 впливу небезпечних факторівпожежі, що перевищують гранично допустимі значення, на рік для кожної людини.

У табл. 20 наведено граничні значення небезпечних факторів пожежі.

Граничні значення небезпечних факторів пожежі

Небезпечний фактор	Граничне значення
Температура середовища Теплове випромінювання Вміст оксиду вуглецю Вміст діоксиду вуглецю Вміст кисню Показник ослаблення світла димом на одиницю довжини	70 про З 500 Вт/м 2 0,1 % (об.) 6 % (об.) Менше 17 % (об.) 2,4

Контрольні питання

1. Які зони умовно виділяються під час моделювання наслідків вибуху?

2. Як визначити ступінь руйнування будівель та споруд під дією ударної хвилі?

3. Як залежить ступінь поразки людей значення надмірного тиску у фронті ударної хвилі?

4. Перерахуйте основні причини вибухів з виробництва.

5. Що таке небезпечний фактор пожежі?

6. Перелічіть небезпечні фактори пожежі.

7. Що стосується вторинних проявів небезпечних чинників пожежі?

8. Чому дорівнює прийнятний ризик впливу небезпечних факторів пожежі на людину?

9.Завдання. Оцінити наслідки вибуху балонів з ацетиленом, якщо кількість ацетилену становить 0,31 т, а відстань до будівлі цеху 65 м. Коефіцієнт еквівалентності по тротилуkекв = 3,82.

---