Средства пожаротушения, пожарная связь и сигнализация. Принципы и средства пожаротушения.

Основными огнегасящими веществами являются вода, химиче­ская и воздушно-механическая пены, водные растворы солей, инерт­ные и негорючие газы, водяной пар, галоидоуглеводородные огнега­сящие составы и сухие огнетушащие порошки.

Вода — наиболее распространенное средство тушения пожаров. Попадая в зону горения, вода нагревается и испаряется, поглощая большое количество теплоты. При испарении воды образуется пар, который затрудняет доступ воздуха к очагу горения. Кроме того, сильная струя воды может сбить пламя, что облегчает тушение пожа­ра, но в ряде случаев воду для тушения пожара не применяют.

Например, водой нельзя тушить горение таких веществ и мате­риалов, как щелочные металлы (калий, натрий), карбид кальция, алюминиевая пудра и др., при взаимодействии которых с водой вы­деляются большое количество теплоты, горючие газы и т.п.

Вода является хорошим проводником электрического тока, по­этому применение ее для тушения пожаров в электроустановках, на­ходящихся под напряжением, может привести к поражению электро­током. Воду в виде компактных струй нельзя применять для тушения пожаров легковоспламеняющихся жидкостей.

Тушение большинства твердых горючих веществ и материалов, тяжелых нефтепродуктов, создание водяных завес и охлаждение объектов, находящихся вблизи очага пожара осуществляют водой в виде компактных и распыленных струй из лафетных стволов и руч­ных пожарных стволов.

Тонко распыленной водой эффективно тушатся твердые веще­ства и материалы, горючие и даже легковоспламеняющиеся жидко­сти. При таком тушении снижается расход воды, минимально увлаж­няются и портятся материалы, снижается температура в горящем помещении и осаждается дым.

Для тушения веществ, плохо смачивающихся водой (например, хлопка, торфа), в воду для понижения ее поверхностного натяжения вводят специальные смачиватели.

Для тушения легковоспламеняющихся жидкостей широко при­меняют огнегасящую пену. Пена представляет собой массу пузырьков газа, заключенных в тонкие оболочки жидкости. Растекаясь по поверх­ности горящей жидкости, пена изолирует очаг горения. На практике применяют два вида пены: химическую и воздушно-механическую.

Химическая пена получается при взаимодействии щелочного и кислотного растворов в присутствии пенообразователей. При этом об­разуется газ (диоксид углерода). Пузырьки газа обволакиваются во­дой с пенообразователем, в результате создается устойчивая пена, ко­торая может долго оставаться на поверхности жидкости. Вещества, которые необходимы для получения диоксида углерода, применяются или в виде водных растворов, или сухих пенопорошков. Применение химической пены в практике пожаротушения сокращается, ее все больше вытесняет воздушно-механическая пена.

Воздушно-механическая пена представляет собой смесь воздуха — 90%, воды — 9,7 и пенообразователя — 0,3%. Характеристикой пены является кратность — отношение объема полученной пены к объему исходных веществ. Пену обычной кратности (до 20) получают с помо­щью воздушно-пенных стволов. Принцип действия их основан на том, что вода под давлением 0,3...0,бМПа, предварительно смешанная с пенообразователем, поступает в специальное устройство, обеспечивающее подсос воздуха. За последнее время в практике тушения пожаров находит применение высокократная (кратность свыше 200) пена, зна­чительно более объемная и дольше сохраняющаяся. Она получается в специальных генераторах, где воздух не подсасывается, а нагнетается под некоторым давлением.

Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях объемом до 500 м³ и небольших пожаров на открытых площадках и установках. Пар увлажняет горящие предметы и снижает концентра­цию кислорода. Огнегасящая концентрация водяного пара в воздухе составляет примерно 35% по объему.

Инертные и негорючие газы, главным образом диоксид углерода и азот, понижают концентрацию кислорода в очаге горения и тормозят интенсивность горения. Поскольку диоксид углерода восстанавлива­ется щелочными и щелочноземельными металлами, его нельзя при­менять для их тушения. Инертные газы обычно применяют в сравни­тельно небольших по объему помещениях. Огнегасящая концентрация инертных газов при тушении в закрытом помещении составляет 31...36% к объему помещения.

Для быстрого тушения загоревшихся электродвигателей и других электротехнических установок диоксид углерода является незамени­мым средством благодаря своей не электропроводности. Он хранится в стальных баллонах в сжиженном состоянии под давлением.

При выпуске диоксида углерода из баллона в результате его расширения происходит сильное охлаждение, и образуются белые хло­пья твердого диоксида углерода. В очаге горения твердый диоксид углерода испаряется, понижая температуру горящего вещества и уменьшая концентрацию кислорода.

Водные растворы солей относятся к числу жидких огнегасящих средств. Применяются растворы бикарбоната натрия, хлоридов каль­ция и аммония, глауберовой соли, аммиачно-фосфорных солей и др. Соли, выпадая из водного раствора, образуют на поверхности горяще­го вещества изолирующие пленки, отнимающие теплоту. При разло­жении солей выделяются негорючие газы.

Огнегасящее действие галоидоуглеводородных огнегасящих со­ставов основано на химическом торможении реакции горения (интибировании). Они являются предельными углеводородами, у которых один или несколько атомов водорода замещены атомами галоидов (фтора, хлора, брома). Широкое применение для пожаротушения нашли: тетрафтордибромэтан (хладон 114В2), бромистый метилен, трифторбромметан (хладон 13В1). Применяются также составы на основе бро­мистого этила.

Галоидоуглеводородные составы имеют большую плотность, что повышает эффективность пожаротушения, а низкие температуры замерзания позволяют использовать их при низких температурах воздуха.

Огнетушащие порошки — мелкоизмельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и комкованию. Они обладают хорошей огнетушащей способностью, в несколько раз превышающей способность таких сильных ингибиторов горения, как галоидоуглеводороды, а также универсальностью при­менения, так как подавляют горение материалов, которые нельзя по­тушить водой и другими средствами (например, металлов и некото­рых металлосодержащих соединений).

Различают порошки общего и специального назначения. Основ­ным компонентом состава ПСБ-3 является бикарбонат натрия; ПФ — диаммоннй фосфат; П-1А — аммофос; СИ-2 — силикагель, насыщен­ный хладоном (114В2) и др.

Все методы тушения пожаров основаны на следующих принципах: отвод тепла из зоны горения; уменьшение кон­центрации горючего или окислителя в зоне горения; тор­можение химической реакции горения.

Первый принцип реализуется применением воды при тушении большинства пожаров. Вследствие большого коли­чества тепла, поглощаемого испаряющейся водой, темпера­тура горящего вещества снижается ниже температуры вос­пламенения. Кроме того, паровое облако снижает содержа­ние кислорода в зоне горения. Для повышения огнетушащей способности в воду добавляют поверхностно-активные вещества, способствующие улучшению смачивания поверх­ностей. Недостатком является то, что водой нельзя гасить электрооборудование, жидкости с плотностью меньшей, чем у воды, и вещества, указанные в таблице.

Перечень веществ, для тушения которых нельзя применять воду и водопенные средства:

Средством, уменьшающим концентрацию горючего, является пена. Она применяется для тушения твердых и жидких веществ, не вступающих в реакцию с водой. Слой пены, покрывающий горящую поверхность, препятствует поступлению паров и газов в воздух и частично охлаждает горящее вещество. Пеной называют двухфазную систему, состоящую из жидкой и газовой составляющих. Характеристиками пены являются кратность и стойкость.

Кратность

К = V_пены /V_{жидкости},,

где V_пены - объем пены; V_{жидкости} — объем жидкости, входя­щей в единицу объема пены.

По кратности пены подразделяют на низкой кратности - К < 20, средней кратности - К = 20-200 и высокой кратности - К > 200. Наиболее широко используют пены средней кратности с К = 70-150. При большей кратности снижается стойкость пены, то есть пена быстро разрушается, а следовательно, ухудшаются ее огнетушащие свойства.

По способу получения различают воздушно-механические пены и химические.

Воздушно-механические пены получают из водного рас­твора пенообразователей путем смешивания его в пеногенераторе с большим количеством воздуха. В качестве пенооб­разователя используют специальные поверхностно-активные вещества ПО-1, ПО-1с, ПО-6К, ПО «Морозко».

Химическая пена образуется при смешивании водного раствора щелочи и пенообразователя с кислотой. В резуль­тате реакции получается большое количество углекислого газа, вспенивающего жидкость. Химическая пена обладает более высокой стойкостью, кроме того, углекислый газ ока­зывает флегматизирующее действие на очаг горения.

Уменьшение концентрации окислителя в зоне горения используют при тушении пожаров инертными разбавите­лями, такими как углекислый газ, азот, аргон и другие инертные газы. Инертные разбавители чаще всего применяют для объемного пожаротушения в помещениях и для предупреждения взрывов. Инертные газы, называемые флегматизаторами, сокращают содержание кислорода в по­мещении. Горение прекращается при снижении концентрации кислорода до 15-12 % по объему.

Тушение методом торможения химической реакции горения производится галогенуглеводородными составами (хладонами). Эти вещества оказывают ингибирующее действие, то есть влияют на кинетику и химизм реакции горения. В настоящее время чаще всего применяют трифгорбромметан, дибромтетрафторэтан, дифторхлорбромметан, дибромдифторметан и др. Механизм тушения состоит в том, что под действием тепла горящих материалов происходит разложе­ние огнетушащего состава с большим поглощением тепла, то есть экзотермическая реакция горения переходит в эндо­термическую реакцию разложения огнетушащего вещества. К этой же группе огнетушащих средств можно отнести порошки NаНСОз; К₂СО₃; Ка₂СОз и др. При нагревании порошки разлагаются с поглощением большого количества тепла. Активные радикалы снижают температуру пламени, а газообразные продукты разложения уменьшают концен­трацию кислорода в зоне горения. Порошки применяют при тушении металлов, электрооборудования, горючих газов и др.

Находят применение для тушения пожаров аэрозольные огнетушащие составы (АОС), которые изготавливаются на основе специальных пиротехнических смесей. При их сго­рании выделяется большое количество негорючих аэрозо­лей, ингибирующих пламя с высокой эффективностью. АОС изготавливают в виде пиротехнических таблеток, кап­сул либо в виде компактного заряда огнетушителя. АОС экологически безопасны и дешевле других составов. Недос­татком АОС является высокая температура открытого пламени и аэрозоля. Горячий аэрозоль поднимается с конвективными потоками под потолок и только после остывания поступает в зону пожара и гасит пламя. По этой причине нельзя применять АОС в открытом виде во взрывоопасных помещениях. Эти недостатки исключаются, если АОС применяют в специальных генераторах «Габар-П». Генераторы можно использовать в системах автоматического пожаротушения и с ручным пуском. Генераторы выпускают нескольких модификаций (табл.1).

Табл.1

Характеристика генераторов «Габар-П»

Для подачи средств тушения в очаг пожаров используют первичные средства и автоматические установки пожаротушения, а также роботы.

Основным первичным средством пожаротушения являются огнетушители - переносные (массой до 20 кг) или передвижные устройства для тушения очага пожара за счет выпуска запасенного огнетушащего вещества.

По виду применяемого огнетушащего вещества огнетушители подразделяют на следующие типы:

водные (ОВ) - с зарядом воды или воды с добавками;

воздушно-пенные (ОВП) - с зарядом водного раствора и пенообразующих добавок;

порошковые (ОП) - с зарядом огнетушащего порошка;

газовые, которые включают:

углекислотные (ОУ) - с зарядом двуокиси углерода;

хладоновые (ОХ) - с зарядом огнетушащего вещества на основе галоидированных углеводородов;

комбинированные - с зарядом двух различных огнетушащих веществ, которые находятся в разных емкостях огнетушителя.

По рабочему давлению огнетушители подразделяют на огнетушители низкого давления (рабочее давление ниже или равно 2,5 МПа при температуре окружающей среды 20±2 °С) и огнетушители высокого давления (рабочее дав­ление выше 2,5 МПа при температуре окружающей среды 20±2 °С).

В зависимости от вида заряженного ОТВ огнетушители подразделяют:

- для тушения загорания твердых горючих веществ (класс пожара А);

- для тушения загорания жидких горючих веществ (класс пожара В);

- для тушения загорания газообразных горючих веществ (класс пожара С);

- для тушения загорания металлов и металлосодержащих веществ (класс пожара D);

- для тушения загорания электроустановок, находящихся под напряжением (класс пожара Е).

В зависимости от назначения порошковые составы делятся на порошки общего назначения (типов АВСЕ, ВСЕ) и порошки специального назначения (которые тушат, как правило, не только пожар класса D, но и пожары других классов).

Огнетушащие порошки в зависимости от классов пожара делят на следующие типы:

- порошки типа АВСЕ - основной активный компонент - фосфорно-аммонийные соли;

- порошки типа ВСЕ - основным компонентом этих по­рошков могут быть бикарбонат натрия или калия; сульфат калия; хлорид калия; сплав мочевины с солями угольной кислоты и т. д.;

- порошки типа D - основной компонент - хлорид калия; графит и т. д.

Количество, тип огнетушителей, необходимых для за­щиты конкретного объекта, устанавливают исходя из величины пожарной нагрузки, физико-химических и пожаро­опасных свойств обращающихся горючих материалов (категория защищаемого помещения), характера возможного их взаимодействия с ОТВ и размеров защищаемого объекта.

Внедрение автоматических установок пожаротушения (АУП) яв­ляется современным методом пожаротушения.

По времени срабатывания АУП подразделяются на:

— сверхбыстродействующие (время включения менее 0,1 с);

— быстродействующие (время включения менее 0,3 с);

— нормальной инерционности (время включения менее 20 с);

— повышенной инерционности (время включения до 3 мин).

В промышленности используются АУП водяного, пенного и га­зового типов пожаротушения.

АУП водяного и пенного пожаротушения со смачивателем подразделяют на спринклерные (sprinkle — брызгать, моросить) и дренчерные (drench — мочить, орошать). АУП газового пожаротушения делятся на установки объемного пожаротушения и установки локального пожаротушения. В установках газового пожа­ротушения применяют: диоксид углерода при низком и высоком дав­лении, хладон 114В2, хладон 13В1, комбинированный углекислотно-хладоновый состав (85% СО₂ и 15% хладона 114В2), аргон.

Спринклерные установки являются самыми распространенными, благодаря простой конструкции, удобству экс­плуатации и невысокой стоимости огнетушащего вещества. Автоматическая спринклерная установка состоит из трубо­проводов с автоматическими спринклерами, имеющими легкоплавкие замки (у сплава замка температура плавления 72, 93, 141 и 182 °С).

При превышении температуры на охраняемом участке выше установленного предела вследствие расплавления сплава замок распадается, открывает клапан и происходит опрыскивание огнетушащим веществом площади, располо­женной под соответствующим спринклером. Во­да разбрызгивается, ударяясь о де­флектор, происходит орошение по­мещения площадью 9...12 м².

а) б)

В спринклерных головках со­вмещены датчики и приспособления для выбрасывания воды. Спринклерные головки обладают сравнительно большой инерционностью — они вскрываются через 2...3 мин с момента повышения температуры и лишь те, которые оказались в зоне высокой температуры пожара.

Спринклерные установки имеют основной и автоматический (вспомогательный) водопитатели. Автоматический водопитатель (водонапорный бак, гидропневматическая установка, водопровод и др.) должен подавать воду до включения основного водопитателя (насосных станций). Водяные спринклерные системы используют в помещениях с температурой воздуха не ниже 4 °С, а в неотапливаемых помещени­ях трубопроводы заполняют до пускового устройства антифризом.

В отапливаемых помещениях используют водозаполненные системы. В помещениях, где возможно снижение температуры до отрицательных, применяют воздушно-водя­ные системы, в которых магистральный водопровод запол­нен водой, а трубы, расположенные в помещениях с низкой температурой, - воздухом под давлением. При расплавлении замка спринклерной головки давление воздуха падает, под напором воды срабатывает запорно-пусковое устройство, и вода поступает к разбрызгивателям. В неко­торых случаях трубопроводы спринклерных систем для не отапливаемых помещений до запорно-пускового устройства заполняют антифризом.

Практика применения спринклерных установок показывает, что они обеспечивают тушение свыше 90% пожаров, возникающих в спринклерованных зданиях (вместе со случаями, когда было приостановлено распространение огня до прибытия пожарных команд).

В дренчерных системах оросительные головки не имеют запорных устройств. Подача воды в систему осуществля­ется автоматическим клапаном, срабатывающим от дат­чиков пожарной сигнализации, или вручную. Если спринклерная установка срабатывает только над очагом пожара, то дренчерная орошает водой весь объем помещения. Вклю­чение дренчерных АУП осуществляют от побудительной системы с легкоплавкими замками или спринклерными оросителями, извещателей автоматической пожарной сигнализации, а также от техноло­гических датчиков.

К несгораемым материалом относятся:

1. Акустические гипсовые перфорированные плиты, которые предназначаются для внутренней звукопоглощающей облицовки стен и потолков помещений. Они изготовляются с постоянным шагом параллельного и шахтного расположения отверстий, перемененным шагом концентрического кругового расположения отверстий, с подстилающим звукопоглощающим слоем из бязи. Коэффициент перфорации обычно составляет до 16%.

2. Минераловатные акустические плиты – эффективный звукопоглощающий материал, обладающий высокими декоративными качествами, что позволяет использовать их в качестве облицовочных изделий для культурно – бытового и промышленного строительства.

Основными принципами обеспечения пожарной безопасности согласно Закона РК «О пожарной безопасности» от 20. 12. 04 являются:

- охрана жизни и здоровья людей, собственности, рационального богатства и окружающей среды в области пожарной безопасности;

- заблаговременное определение степени риска в деятельности организаций и граждан, обучение мерам предупреждения и осуществление профилактических мероприятий в области пожарной безопасности;

- обязательность тушения пожара, проведение первоочередных аварийно – спасательных и других необходимых работ, оказание медицинской помощи, социальной защиты граждан и пострадавших работников, возмещения вреда, причиненного вследствие пожара здоровью и имуществу граждан, окружающей среде и объектам хозяйствования.

Для предотвращения распространения пожара необходимо установить противопожарные преграды, аварийные отключения; принять огнепреграждающие устройства и разрывные предохранительные мембраны на аппаратах и коммуникациях; устанавливать предельно допустимые площади противопожарных отсеков и секций.

Применяемые средства пожаротушения должны максимально ограничивать размеры пожара и обеспечивать его тушение. При этом должны быть определены:

- виды средств пожаротушения;

- вид и количество первичных средств пожаротушения, их размещение и содержание;

- источники и средства подачи воды для пожаротушения;

- минимально допустимый запас специальных средств пожаротушения;

- виды, число, быстродействие и производительность установок пожаротушения;

- помещения для размещения стационарных установок пожаротушения и хранения запаса средств тушения;

- порядок обслуживания установок пожаротушения и хранения средств тушения.

К организационным мероприятиям относят:

организацию пожарной охраны (профилактического и оперативного обслуживания объектов), обучение рабочих и служащих правилам пожарной безопасности;

порядок профилактического и оперативного обслуживание объектов, организацию подразделений пожарной охраны и определение их численности;

разработку и реализацию норм и правил пожарной безопасности, инструкций о порядке работы с пожароопасными веществами и материалами, соблюдении противопожарного режима и действиях людей при возникновении пожара;

изготовление и применение средств наглядной агитации по обеспечению пожарной безопасности.