Для прекращения горения необходимо: не допустить проникновения в зону горения окислителя (кислорода воздуха), а также горючего вещества; охладить эту зону ниже температуры воспламенения (самовоспламенения); разбавить горючие вещества негорючими; интенсивно тормозить скорость химических реакций в пламени (ингибированием); механически срывать (отрывать) пламя.
На этих принципиальных методах и основаны известные способы и приемы тушения пожаров.
К огнегасительным веществам относятся: вода, химическая и воздушно-механическая пены, водные растворы солей, инертные и негорючие газы, водяной пар, галоидоуглеводородные огнегасительные составы и сухие огнетушащие порошки.
Огнетушащие вещества и аппараты пожаротушения
В практике тушения пожаров наибольшее распространение получили следующие принципы прекращения горения:
изоляция очага горения от воздуха или снижение путем разбавления воздуха негорючими загами концентрации кислорода до значения, при котором не может происходить горение;
охлаждение очага горения ниже определенных температур;
интенсивное торможение (ингибирование) скорости химической реакции в пламени;
механический срыв пламени в результате воздействия на него сильной струи газа и воды;
создание условий огнепреграждения, т.е. таких условий, при которых пламя распространяется через узкие каналы.
Огнетушащая способность воды обуславливается охлаждающим действием, разбавлением горючей среды образующимися при испарении парами и механическим воздействием на горящее вещество, т.е. срывом пламени. Охлаждающее действие воды определяется значительными величинами ее теплоемкости и теплоты парообразования. Разбавляющее действие, приводящее к снижению содержания кислорода в окружающем воздухе, обуславливается тем, что объем пара в 1700 раз превышает объем испарившейся воды.
Наряду с этим вода обладает свойствами, ограничивающими область ее применения. Так, при тушении вододй нефтепродукты и многие другие горючие жидкости всплывают и продолжают гореть на поверхности, поэтому вода может оказаться малоэффективной при их тушении. Огнетушащий эффект при тушении водой в таких случаях может быть повышен путем подачи ее в распыленном состоянии.
Одним из основных условий, которым должны удовлетворять наружные водопроводы, является обеспечение постоянного давления в водопроводной сети, поддерживаемого постоянно действующими насосами, водонапорной башней или пневматической установкой. Это давление часто определяют из условия работы внутренних пожарных кранов.
Для того, чтобы обеспечить тушение пожара в начальной стадии его возникновения, в большинстве производственных и общественных зданий на внутренней водопроводной сети устраивают внутренние пожарные краны.
По способу создания давления воды пожарные водопроводы подразделяют на водопроводы высокого и низкого давления. Пожарные водопроводы высокого давления устраивают таким образом, чтобы давление в водопроводе постоянно было достаточным для непосредственной подачи воды от гидрантов или стационарных лафетных стволов к месту пожара. Из водопроводов низкого давления передвижные пожарные автонасосы или мотопомпы забирают воду через пожарные гидранты и подают ее под необходимым давлением к месту пожара.
Пены применяют для тушения твердых и жидких веществ, не вступающих во взаимодействие с водой. Огнетушащие свойства пены определяют ее кратностью - отношением объема пены к объему ее жидкой фазы, стойкостью, дисперсностью и вязкостью. На эти свойства пены помимо ее физико-химических свойств оказывают влияне природа горючего вещества, условия протекания пожара и подачи пены.
В зависимости от способа и условий получения огнетушащие пены делят на химические и воздушно-механические. Химическая пена образуется при взаимодействии растворов кислот и щелочей в присутствии пенообразующего вещества и представляет собой концентрированную эмульсию двуокиси углерода в водном растворе минеральных солей, содержащем пенообразующее вещество.
Применение химической пены в связи с высокой стоимостью и сложностью организации пожаротушения сокращается.
Пеногенерирующая аппаратура включает воздушно-пенные стволы для получения низкократной пены, генераторы пены и пенные оросители для получения среднекратной пены.
При тушении пожаров инертными газообразными разбавители используют двуокись углерода, азот, дымовые или отработавшие газы, пар, а также аргон и другие газы. Огнетушащие действие названных составов заключается в разбавлении воздуха и снижении в нем содержания кислорода до концентрации, при которой прекращается горение. Огнетушащий эффект при разбавлении указанными газами обуславливается потерями теплоты на нагревание разбавителей и снижением теплового эффекта реакции. Особое место среди огнетушащих составов занимает двуокись углерода (углекислый газ), которую применяют для тушения складов ЛВЖ, аккумуляторных станций, сушильных печей, стендов для испытания электродвигателей и т.д.
Следует помнить, однако, что двуокись углерода нельзя применять для тушения веществ, в состав молекул которых входит кислород, щелочных и щелочноземельных метталов, а также тлеющих материалов. Для тушения этих веществ используют азот или аргон, причем последний применяют в тех случаях, когда имеется опасность образования нитридов металлов, обладающих взрывчатыми свойствами и чувствительностью к удару.
Ингибиторы
Все описанные выше огнетушащие составы оказывают пассивное действие на пламя. Более перспективны огнетушащие средства, которые эффективно тормозят химические реакции в пламени, т.е. оказывают на них ингибирующее воздействие. Наибольшее применение в пожаротушении нашли огнетушащие составы - ингибиторы на основе предельных углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены атомами галоидов (фтора, хлора, брома).
Галоидоуглеводороды плохо растворятся в воде, но хорошо смешиваются со многими органическими веществами. Огнетушащие свойства галоидированных углеводородов возрастают с увеличением моряной массы содержащегося в них галоида.
Галоидоуглеводородные составы обладают удобными для пожаротушения физическими свойствами. Так, высокие значения плотности жидкости и паров обуславливают возможность создания огнетушащей струи и проникновения капель в пламя, а также удержание огнетушащих паров около очага горения. Низкие температуры замерзания позволяют использовать эти составы при минусовых температурах.
В последние годы в качестве средств тушения пожаров применяют порошковые составы на основе неорганических солей щелочных металлов. Они отличаются высокой огнетушащей эффективностью и универсальностью, т.е. способностью тушить любые материалы, в том числе нетушимые всеми другими средствами.
Порошковые составы являются, в частности, единственным средством тушения пожаров щелочных металлов, алюминийорганических и других металлоорганических соединений (их изготавливает промышленность на основе карбонатов и бикарбонатов натрия и калия, фосфорно-аммонийных солей, порошок на основе грифита для тушения металлов и т.д.).
У порошков есть ряд преимуществ перед галоидоуглеводородами: они и продукты их разложения не опасны для здоровья человека; как правило, не оказывают корроизионного действия на металлы; защищают людей, производящих тушение пожара, от тепловой радиации.
Аппараты пожаротушения
Аппараты пожаротушения подразделяют на передвижные (пожарные автомашины), стационарные установки и огнетушители (ручные до 10 л. и передвижные и стационарные объемом выше 25 л.).
Пожарные автомашины делят на автоцистерны, доставляющие на пожар воду и раствор пенообразователя и оборудованные стволами для подачи воды или воздушно-механической пены различной кратности, и специалные, предназначенные для других огнетушащих средств или для определенных объектов.
Стационарные установки предназначены для тушения пожаров в начальной стадии их возникновения без участия людей. Их монтируют в зданиях и сооружениях, а также для защиты наружных технологических установок. По применяемым огнетушащим средствам их подразделяют на водяные, пенные, газовые, порошковые и паровые. Стационарные установки могут быть автоматическими и ручными с дистанционным пуском. Как правило, автоматические установки оборудуются также устройствами для ручного пуска. Установки бывают водяными, пенообразующими и установки газового тушения. Последние эффективнее и менее сложныи громоздки, чем многие другие.
Огнетушители по виду огнетушащих средств подразделяются на жидкостные, углекислотные, химпенные, воздушно-пенные, хладоновые, порошколвые и комбинированные. В жидкостных огнетушителях применяют воду с добавками (для улучшения самиваемости, понижения температуры замерзания и т.д.), в углекислотных - сжиженную двуокись углерода, в химпенных - водяные растворы кислот и щелочей, в хладоновых - хладоны 114В2, 13В1, в порошковых - порошки ПС, ПСБ-3, ПФ и т.д. Огнетушителями маркируются буквами, характеризующими вид огнетушителя по разряду, и цифрой, обозначающей его вместимость (объем).
Применение огнетушителей:
Углекислотные - тушение объектов под напряжением до 1000В.
Химпенные - тушение твердых материалов и ГЖ на площади до 1 кв.м.
Воздушнопенные - тушение загорания ЛВЖ, ГЖ, твердых (и тлеющих) материалов (кроме метталов и установок под напряжением).
Хладоновые - тушение загорания ЛВЖ, ГЖ, горючих газов.
Порошковые - тушение материалов, установок под напряжением; заряженные МГС, ПХ - тушение металлов; ПСБ-3, П-1П - тушение ЛВЖ, ГЖ, горючих газов.
При горении твердых и жидких горючих веществ различают три стадии развития пожаров: начальная, вторая, третья.
Начальная стадия неустойчива, температура в зоне пожара сравнительно низкая, площадь очага горения 1-2 м2. Горение может быть быстро прекращено первичными средствами тушения.
Вторая стадия развития пожара, когда горение переходит в устойчивую форму, повышается температура и пламя. Тушение проводят водяными или пенными струями или большим числом первичных средств тушения.
Третья стадия имеет высокую температуру, площадь горения, обрушения конструкций.
Пожар, безусловно, легче ликвидировать в его начальной стадии, приняв меры к локализации очага, но лучше его не допустить, чем тушить.
Рассмотрим основные способы тушения пожаров и применяемые при этом огнегасительные вещества. Способы и приемы прекращения горения в условиях пожара основаны на:
- а) прекращении доступа в зону горения окислителя (кислорода воздуха);
- б) охлаждении зоны горения ниже температуры самовоспламенения с помощью химической пены;
- в) механическом срыве пламени сильной струей газа или воды.
Огнегасителъными называют вещества, которые при введении в зону сгорания прекращают горение.
Основные огнегасящие вещества и материалы - это вода и водяной пар, химическая и воздушно-механическая пены, водные растворы солей, негорючие газы, галоидоуглеводородные огнегасительные составы и сухие огнетушащие порошки.
Наиболее распространенным веществом, применяемым для тушения пожара, является вода. Она снижает температуру очага горения. При нагреве до 100°С 1 литра воды поглощается приблизительно 4 105Дж теплоты, а при испарении - 22 105Дж. Из 1 литра воды образуется около 1700 л пара, который препятствует доступу кислорода к горящему веществу. Вода, подаваемая к очагу горения под большим давлением, механически сбивает пламя, что облегчает тушение пожара. Воду не применяют для тушения щелочных металлов (натрия, калия), карбида кальция, а также легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, плотность которых меньше плотности воды (бензин, керосин, ацетон, спирты, масла и др.), так как они всплывают на поверхность воды и продолжают гореть на поверхности. Вода хорошо проводит электрический ток, поэтому ее не используют для тушения электроустановок, находящихся под напряжением (это приводит к короткому замыканию). Водяной пар можно применять для тушения ряда твердых, жидких и газообразных веществ. Наибольший эффект от применения водяного пара достигается в помещениях, объем которых не превышает 500 м3, а также при пожарах, возникших на небольших открытых площадках. ;
Химические и воздушно-механические пены применяют для тушения твердых и жидких веществ, не взаимодействующих с водой. Одной из основных характеристик этих пен является их кратность, т.е. отношение объема пены к объему ее жидкой фазы.
Воздушно-механическую пену получают в специальных пенообразующих аппаратах с использованием пенообразователей (ПО-1С, ПО-6К, ПО-ЗА, «САМПО» и др.). Различают воздушно-механическую пену низкой (до 20), средней (20-200) и высокой (свыше 200) кратности. Воздушная пена, полученная пенообразователем ПО-1С и некоторыми другими, пригодна для тушения некоторых ЛВЖ и ГЖ (спиртов, ацетона, эфиров и др.).
Химическая пена образуется при взаимодействии растворов кислот и щелочей в присутствии пенообразователя. Она состоит |из водного раствора минеральных солей, пенообразователя и пузырьков углекислого газа. Ее стоимость выше, чем воздушно-механической пены, поэтому использование химической пены при пожаротушении имеет тенденцию к сокращению. При тушении пожаров пеной покрывают горящие вещества, препятствуя тем самым поступлению горючих газов и паров к очагу горения.
Применение инертных и негорючих газов (аргон, азот, галоидированные углеводороды и др.) основано на разбавлении воздуха и снижении в нем концентрации кислорода до значений, при которых горение прекращается. Так, углекислый газ (диоксид углерода) используется для тушения горящих складов ЛВЖ, аккумуляторных станций, электрооборудования, печей и др. Его нельзя применять для тушения щелочных и щелочноземельных металлов, тлеющих материалов и некоторых других. Для тушения этих материалов лучше применять аргон, а в некоторых случаях и азот. Высокими огнегасительными свойствами обладают и галоидированные углеводороды (хладоны, бромистый этил и др.).
К числу жидких огнегасительных веществ относятся водные растворы некоторых солей, например, бикарбоната натрия, хлористого кальция, хлористого аммония, аммиачно-фосфорных солей и др. Их действие при тушении пожара основано на образовании на поверхности горящего материала изолирующих пленок, возникающих при испарении из растворов солей воды. Эти пленки препятствуют проникновению кислорода к поверхности горящего материала. Кроме того, на испарение воды затрачивается значительное количество теплоты, что приводит к понижению температуры очага горения. При разложении некоторых солей в результате горения в воздухе выделяются негорючие газы, снижающие концентрацию кислорода.
Порошковые огнегасительные составы препятствуют поступлению кислорода к поверхности горящего материала. Их используют для тушения небольших количеств различных горючих веществ и материалов, при тушении которых нельзя применять другие огнесительные средства. Примером этих материалов могут служить хлориды калия и натрия, порошки на основе карбонатов и бикарбонатов натрия и калия.
Средства пожаротушения подразделяют на первичные, стационарные и передвижные (пожарные автомобили).
Первичные средства используют для ликвидации небольших пожаров и загорания. Их обычно применяют до прибытия пожарной команды. К первичным средствам относятся передвижные и ручные огнетушители, переносные огнегасительные установки, внутренние пожарные краны, ящики с песком, асбестовые покрывала, противопожарные щиты с набором инвентаря и др. Для размещения первичных средств пожаротушения устраивают специальные пожарные щиты белого цвета с красной окантовкой.
Различают ручные огнетушители (до 10 л) и передвижные (свыше
25 л). В зависимости от вида огнегасительного средства, находящегося в огнетушителях, они делятся на жидкостные, углекислотные, химические пенные, воздушно-пенные, хладоновые, порошковые и комбинированные.
Жидкостные огнетушители заполнены водой с добавками, углекислотные - сжиженным диоксидом углерода, химические пенные - растворами кислот и щелочей, хладоновые - хладонами (например, марок 114В2, 13В1); порошковые огнетушители заполнены порошковыми составами. Огнетушители маркируются буквами, характеризующими вид огнетушителя по разряду, и цифрой, обозначающей его объем в литрах.
Различают следующие виды углекислотных огнетушителей:
- а) ручные - ОУ-2А, ОУ-5, ОУ-8,
- б) передвижные - ОУ-25. ОУ-80, ОУ-400.
Эти огнетушители используют для тушения загорания некоторых материалов и электрических установок, работающих под напряжением до 1000 В. Электроустановки запрещено тушить пенным огнетушителем.
Воздушно-пенные огнетушители маркируются как ОВП (например, ручные ОВП-5 и ОВП-10). Их используют для тушения загорания ЛВЖ, ГЖ, большинства твердых материалов (кроме металлов). Их нельзя использовать для тушения электроустановок, находящихся под напряжением.
Хладоновые огнетушители маркируются как ОХ (например, ОХ-3, ОХ-7) или ОАХ-0,5 (в аэрозольной установке).
Порошковые огнетушители маркируются как ОПС. Их используют для тушения металлов, ЛВЖ, ГЖ, кремнийорганических материалов, установок, работающих под напряжением до 1000 В.
Комбинированные огнетушители (например, типа ОК-10) используют для тушения горящих ЛВЖ и ГЖ. Их заряжают порошковыми составами ПСБ-3 и воздушно-механической пеной.
Стационарные установки предназначены для тушения пожаров в начальной стадии их возникновения. Они |запускаются автоматически или с помощью дистанционного управления. Эти установки заправляются следующими огнетушащими средствами: водой, пеной, негорючими газами, порошковыми составами или паром. |К автоматическим установкам водяного пожаротушения относятся спринклерные и дренчерные установки. Отверстия, через которые вода поступает в помещение при пожаре, запаяны легкоплавкими сплавами. Эти сплавы плавятся при определенной температуре и открывают доступ распыляемой воде. Каждая головка орошает помещение и находящееся в нем оборудование площадью до 9 м2. Например, белый цвет головки указывает, что температура вскрытия ее равна 720С, а красный - 1820С.
В тех случаях, когда целесообразно подавать воду на всю площадь помещения, в котором возник пожар, применяют дренчеры, которые также представляют собой систему труб, заполненную водой, оборудованную распылительными головками-дренчерами. В них, в отличие от спринклерных головок, выходные отверстия для воды (диаметром 8, 10 и 12.7 мм) постоянно открыты. Спринклерные головки приводят в действие открыванием клапана группового действия, который в обычное время закрыт. Он открывается автоматически или вручную (при этом дается сигнал тревоги). Каждая спринклерная головка орошает 9-12 м2 площади пола. Система работает следующим образом.
Пожарный датчик (извещатель) реагирует на появление дыма (дымовой извещатель), на повышение температуры воздуха в помещении (тепловой извещатель), на излучение открытого пламени (световой извещатель) и т.д. и подает сигнал включения системы подачи огнетушащих веществ, которые подаются к очагу загорания.
Пожарные датчики (извещатели) могут быть как ручными (пожарные кнопки, устанавливаемые в коридорах помещений и на лестничных площадках), так и автоматическими. Последние, как уже сказано выше, подразделяются на тепловые, дымовые и световые.
В дымовых извещателях используют два основных способа обнаружения дыма - фотоэлектрический и радиоизотопный. Так, дымовые фотоэлектрические (ИДФ-1 М) и полупроводниковые (ДИП-1) действуют на принципе рассеивания частицами дыма теплового излучения. Радиоизотопные извещатели дыма (РИД-1) основаны на эффекте ослабления ионизации межэлектродного промежутка заряженными частицами, входящими в состав дыма. Один дымовой извещатель устанавливается на 65 м2 защищаемой площади. Имеются комбинированные извещатели (КИ), реагирующие на теплоту и дым.
Сигнал от пожарных извещателей передается на пожарные станции, наиболее распространенные из них - ТЛО-10/100 (тревожная лучевая оптическая) и «Комар - сигнал 12 АМ» (концентратор малой вместимости). В качестве передвижных средств пожаротушения используются пожарные автомобили (автоцистерны и специальные).
Горящие фонтаны нефти и газа тушат после подготовительных работ к их закрытию (прекращению поступлению нефтепродуктов). Затем применяют подземные взрывы, применение пожарных танков, пушек, тушение пенными огнетушителями.
При проведении геологоразведочных работ в лесу в пожароопасный период (весна, осень) опасность представляют лесные пожары. Различают низовой, верховой и подземные лесные пожары.
При верховом пожаре возникают мощные конвекционные потоки, которые поднимаются в воздух и относят искры до 200 м. Эти расстоянием определяется ширина естественных и искусственных преград (реки, озера, болота и т.д.). Скорость горения - более 8-10 км/час, температура 11000С. В 2003 году в России было 26 тысяч лесных пожаров. Лес сгорел на площади 630 тыс. га.
Работа в малообжитых, труднодоступных и горно-таежных местностях имеет свои особенности и трудности в профилактике и тушении пожаров. Именно поэтому общие требования пожарной безопасности для всех организаций и предприятий дополнительно излагаются в Правилах пожарной безопасности для геологоразведочных организаций и предприятий, а также во Временном положении о мерах по обеспечению пожарной безопасности персонала геологоразведочных организаций при работе в лесах. Согласно этим документам, руководители организаций приказом назначают ответственных за пожарную безопасность на каждом объекте работ.
При низовом пожаре выгорает лесная подстилка (моховой и травяной покров, кустарник, валежник). Ширина полосы горения не превышает первых десятков метров, высота пламени достигает 2 м. Естественными и искусственными преградами распространения низовых пожаров служат полосы шириной 1-2 м, не содержащие горючих материалов в надпочвенном слое. Основная опасность низового пожара - его переход в верховой пожар, который характеризуется тем, что огонь распространяется по кронам деревьев. Горение в верхнем ярусе леса приводит к возгоранию надпочвенного слоя. Таким образом, верховой пожар обязательно сопровождается низовым. Скорость распространения верхового пожара при штиле и слабом ветре 8-10 км/ч, а при ураганном ветре 40-50 км/ч. При движении огня вверх по склону скорость распространения увеличивается (при уклоне 15-25° она удваивается) и, наоборот, по флангам и тылу скорость распространения пожара снижается.
При подземном пожаре возникает горение почвенных слоев (чаще всего торфа) на глубине до нескольких метров. Скорость горения не превышает 1 км в сутки. При подземном пожаре горит торф на глубине более 20 см. Скорость горения 1 км/час. Тушить такие пожары очень сложно. Отряды, работающие в лесу, должны принимать все меры к ликвидации очагов возникновения пожаров. Основная опасность подземного пожара - его переход в низовой, а затем и в верховой пожар.
При поисково-съемочных работах пожарная безопасность обеспечивается при организации полевого лагеря. Территория лагерных стоянок очищается от сухого мха, травы, сучьев, валежника и окаймляется минерализованной полосой шириной 1.4 м. Расстояние между палатками должно быть не менее 3 м, а в случае применения обогревательных приборов - не менее 10 м. Очаги для приготовления пищи оборудуют не ближе 10 м от палаток. На территории лагеря отводят место для курения, где устанавливают урны или бочки с водой. Проезд к территории лагеря должен быть свободным. Трубы от обогревательных приборов выводят из палаток через отверстия, имеющие обшивку из листа железа размером 50х50 см, на расстояние не менее 1 м от полотна палаток. Их обертывают асбестом и снабжают искрогасителем. Аккумуляторные батареи, емкости с ЛВЖ и ГЖ хранят в отдельных палатках или других помещениях. Стоянки для автомашин, гусеничных транспортеров устраивают на расстоянии от палаток (стогов соломы и сена, хлеба на корню, подсохшего камыша, торфяника) не ближе чем 15 м. Расстояние между транспортными средствами должно быть не менее 1 м. Места заправки автомобилей и территории лагерных стоянок оборудуют щитами с комплектом противопожарного инструмента, огнетушителями, ящиками с песком, бочками с водой, ведрами. Места костров окружаются минерализованной полосой шириной не менее 2 м (при кратковременных стоянках, сроком до одного дня допускается уменьшение ширины полосы до 0.5 м). Места установки двигателей внутреннего сгорания (ДВС), используемых для освещения и других нужд, оконтуривают минерализованной полосой шириной не менее 2 м. Площадка для установки механизмов с двигателями внутреннего сгорания (самоходная буровая установка, компрессор и т. д.) очищается от легкозагораемого материала в радиусе не менее 5м.
При устройстве постоянных складов ГСМ на базе экспедиций, партий и участков руководствуются действующими строительными нормами и правилами. Территория склада ограждается забором высотой 2 м и окапывается канавой шириной 1 м и глубиной 0.5 м. Бочки с ЛВЖ летом хранят в землянках или под навесами пробками вверх. Цистерны окрашивают в белый цвет и заземляют.
Открытые склады ЛВЖ и РЖ размещают на площадках, имеющих более низкие отметки, чем отметки населенных пунктов. При хранении топлива и смазочных материалов на участках работ площадки для хранения ГСМ устраивают на расстоянии не менее 50 м от лагерных стоянок, стоянок автомашин, буровых установок, помещений, дизельных электростанций, компрессорных и др. Площадки для хранения ГСМ очищают от стерни, сухой травы, окапывают канавой и обваловывают. Бочки с топливом наполняют не более чем на 95 % их объема. На видном месте вывешивают предупредительные плакаты: «Огнеопасно! Не курить!»
Взрывчатые материалы хранят в соответствии с требованиями единых правил безопасности при взрывных работах.
Особые требования предъявляют к размещению огнетушителей. Их подвешивают на высоте не более 1.5 м от уровня пола до верхней точки огнетушителя и на расстоянии не менее 1.2 м от края двери при ее открывании. Все производственные, складские, административные и вспомогательные здания и помещения обеспечивают связью (пожарной сигнализацией, телефоном и др.) для немедленного вызова пожарной помощи в случае возникновения пожара.
Все лица, вновь принимаемые на работу, в том числе и временную, проходят первичный и вторичный противопожарный инструктаж. В геологии часто используют местное печное или электрическое отопление, которое при неправильной эксплуатации может послужить причиной пожаров. Поэтому в тех помещениях, где применяют ЛВЖ и горючие материалы, топки печей выводят в смежные, не опасные в пожарном отношении помещения.
Вопросы для самоконтроля
- 1. Какие процессы называют горением, воспламенением, самовоспламенением?
- 2. Каковы разновидности горения и их характеристики?
- 3. Каковы основные показатели пожароопасности веществ и материалов?
- 4. Каковы характеристики материалов по горючести?
- 5. Что представляет собой классификация производств по пожарной опасности?
- 6. Что такое огнестойкость строительной конструкции?
- 7. Какие существуют огнегасительные вещества?
- 8. Что представляют собой автоматические системы тушения пожара?
- 9. Назовите типы химических огнетушителей.
- 10. Назовите типы пожарных извещателей и принципы их работы.
Выбор способов и средств тушения пожаров зависит от многих факторов. Поэтому разработаны различные техники, приспособления и созданы вещества для определенных случаев. Новые виды появлялись из-за технического прогресса и нужд человечества.
Виды и классификация
В начале прошлого века в тушении использовали воду и примитивные устройства с наполнением из смеси земли и гидрокарбоната натрия. Сегодня на вооружении пожарной охраны самые современные средства, а методы пожаротушения позволяют эффективно гасить пламя и устранять последствия очень быстро.
К средствам тушения пожаров относят:
- огнетушащие вещества;
- установки;
- техника;
- первичные средства;
- мобильные средства;
- подручные средства.
Огнетушащие вещества – вода, пена, порошок, газ, аэрозоль, а также раствор. Они должны быть недорогими, экологически безопасными и эффективными. Их используют строго по назначению, учитывая характеристику и . Эти вещества заправляют в огнетушители, установки и аппараты.
Установки пожаротушения – комплекс средств для подачи огнетушащего вещества в очаг возгорания. Например, система трубопроводов, модулей управления, датчиков и установок выпуска пены для защиты определенной зоны здания или другого объекта. Бывают автоматического, ручного или комбинированного типа управления.
Технические средства – извещатели, приборы приемно-контрольные, модули управления. Зачастую они входят в систему пожаротушения и сигнализации. Основная часть этих средств работает в автоматическом режиме.
Мобильные средства – пожарные автомобили, мотопомпы, самолеты, суда, вертолеты, поезда. В эту группу включены прицепы и тягачи со специальным оборудованием. Мобильные средства закреплены за подразделениями пожарной охраны. Их оснащение позволяет быстро и эффективно тушить возгорания, ликвидировать и проводить аварийно-спасательные работы.
Первичные средства – огнетушители, пожарные краны, инвентарь, асбестовые покрывала. Огнетушители бывают мобильными и стационарными. Их тип определят наполнение – один из видов или смесь огнетушащих веществ.
Подручные средства тушения пожаров – песок, одеяла, земля. Это любые вещества и предметы, которые можно использовать для тушения пожара. И они доступны для человека в конкретный момент. Подручные средства размещают также на пожарных щитах .
Способы пожаротушения
Учитывая характеристики пожаров, выбирают один или несколько способов их тушения. Основные из них:
- изоляция зоны горения от поступления кислорода;
- охлаждение очага;
- механическое воздействие;
- удаление горючего вещества или перекрытие путей его подачи в очаг;
- торможение химических реакций в пламени.
Изоляционный способ уместен при недоступности очагов возгораний или при его быстром развитии. Поступление кислорода блокируется и в начале пожара, когда есть возможность его затушить таким образом.
Охлаждение очага возгорания – понижение температуры горючих веществ до определенных значений. Эти показатели обозначены в нормативных документах.
Механическое воздействие – использование песка или подобных веществ для тушения пожара. Позволяет ограничить зону горения и ликвидировать небольшие очаги с неинтенсивным пламенем. Такой способ зачастую комбинируют с другими.
Удаление горючего вещества можно рассмотреть на примере тушения пожаров в резервуарах с нефтепродуктами . В этом случае емкости опустошают, сливая вещество в аварийные резервуары. Допускается устраивать разрывы в очаге для уменьшения горения и предотвращения развития пожара.
Торможение химических реакций называют ингибированием. Способ действует, если горение происходит за счет смеси органических веществ с кислородом. При возгораниях металла торможение химических реакций неэффективно.
Правильный метод или способ пожаротушения должен соответствовать параметрам возгораний и обстановке вокруг . Учитывают погоду, объем и площадь возгораний, особенности рельефа, скорость распространения пламени.
Еще различают способы пожаротушения по поверхности и объему, а также локальные. В первом случае огнетушащее вещество подают на поверхность объекта, которая горит. Во втором заполняется некоторый объем, что приводит к вытеснению кислорода из помещения и прекращению горения. Локальные способы тушения пожаров предполагают подачу огнетушащего вещества на определенную точку поверхности, место внутри объекта или конкретное оборудование.
Действие огнетушащего вещества
Все огнетушащие вещества обладают определенными свойствами. Их делят на группы по способу воздействия на пламя. Огнетушащие вещества бывают охлаждающего, разбавляющего, ингибирующего и изолирующего действия.
Вода снижает температуру пламени за счет образования пара, теплоотдача горючего вещества способствует максимальному охлаждению. Дополнительное преимущество воды – ограничение доступа кислорода. Это огнетушащее вещество является самым распространенным, однако его нельзя применять для тушения электрооборудования и приборов, нефти, масла, лакокрасочных покрытий.
Популярны водные растворы с различными добавками. Один из примитивных примеров – смесь с солью. Технологически сложный раствор с добавлением жидкого стекла. Добавки создают пленку, которая препятствует доступу кислорода. Растворы делают многокомпонентными, возможны загустители различных видов.
Разбавляющие средства – пар и негорючие газы, иногда используют воду в распыленном виде. Они вытесняют воздух и блокируют доступ кислорода к очагу и пламени, повышая давление внутри объекта.
Изолирующие вещества – различные материи высокой плотности, воздушно-механическая пена, сыпучие вещества. Их необходимо применять непосредственно в зоне интенсивного горения или возникновения пожара.
Ингибирующие средства – вещества на основе галоидированных углеводородов. В состав чаще всего включают бром и фтор. Они тормозят химическую реакцию горения. Преимущества этих веществ – малый расход и быстрое воздействие. Существенный недостаток заключается в высокой токсичности составов и бережном обращении.
Выбор и применение
Основа выбора – класс пожара . Огнетушащие вещества не должны усиливать пламя и распространение возгорания, вступать в реакцию с горючими веществами и окружающими предметами.
Пожары класса А тушат с помощью любого вещества. Чаще всего используют воду и растворы с ней. Наглядный пример – тушение угля, материи, древесины.
Класс В присваивают пожару при горении жидких веществ. Для их тушения подходит пена, так как пламя в этом случае распространяется быстро и по большой площади, а струи воды поглощает горючая жидкость. Пена закрывает доступ кислорода. Также на практике применяют огнетушащие составы на основе фтора и брома для ингибирования.
Пожары класса С – горение бытового газа. Сложность его тушения заключается в том, что требуется большое количество огнетушащего вещества для охлаждения. Поэтому здесь применяют ингибирующие и разбавляющие средства.
Пожары класса D представляют особую опасность из-за возможных взрывов металла после реакции с огнетушащим веществом. Их тушат порошковыми составами, чтобы изолировать очаг и пламя от поступления кислорода.
На пожарах класса Е воду или пену применяют, если электроустановки и оборудования обесточены. Эти огнетушащие вещества проводят ток, что грозит человеческими жертвами и увеличением площади возгораний. Для таких пожаров подходят твердая углекислота или негорючие газы.
На огнетушителях указывают , на который они рассчитаны. Стационарные установки пожаротушения на объектах проектирует таким образом, чтобы вещество в них подходило для конкретного помещения или оборудования в нем.
Существуют запреты на использование того или иного огнетушащего вещества. Водопенные не используют при тушении битума, литий- и алюминийорганических соединений, карбидов кальция, серной кислоты, гидросульфита натрия, жиров, масел и др. Возможны самовозгорания, усиление горения, вскипания и реакции со взрывом.
Порошки не применяют при тушении полимерных материалов, хлопка, древесных опилок, бумаги. Они не устраняют горение полностью.
Газы вещества непригодны при возгорании металла (порошков, гидридов), полимерных материалов, сыпучих и пористых веществ. Есть исключения для пожаров класса С и хладоновых составов.
Аэрозоли нельзя использовать в помещениях, объем которых более 10000 м 3 или же высота превышает 10 м. Не допускается тушение твердых веществ аэрозольными составами.
Особенности тушения на объекте
Для эффективных работ по тушению возгораний необходимо знать характеристики объекта и правильно подобрать средства огнетушения и вещества. Учитывают этажность, общую площадь, назначение объекта.
Тушение пожара представляет собой комплексные меры, направленные на устранение возгорания.
Все имеющиеся способы по ликвидации любых возникающих воспламенений вне зависимости от причин их появления строятся на следующих базисных принципах:
- Ограничить доступ кислорода в очаг возгорания, чтобы избежать распространения огня.
- Не допустить попадания в место возгорания горючих веществ и материалов с низкими огнеупорными характеристиками.
- Место возгорания должно быть максимально охлаждено, идеальной температурой является та, которая ниже температуры воспламенения.
- Все горючие вещества, если не удалось избежать их попадания в место воспламенения, должны быть разбавлены любыми негорючими составами.
- Постараться замедлить скорость протекания любых химических реакций в огне.
- Использовать механические способы для срывания пламени.
Средства
Для тушения любых разновидностей пожаров используются средства, которые обладают охлаждающими и огнегасительными свойствами.
Ниже рассматриваются наиболее распространенные их разновидности:
- Вода, без сомнения, занимает лидирующую позицию в данном списке, которая обусловлена в первую очередь ее распространенностью и доступностью. Эффект достигается во время попадания на огонь или горячую поверхность после чего вещество быстро нагревается и подлежит процессу испарения, а вместе с собой оно забирает и значительное количество теплоты, что способствует затуханию возгорания. Обычно вода применяется для тушения различных твердых объектов или в местах, где причиной пожара является воспламенение тяжелых продуктов нефтяного происхождения. При этом тушение огня является не единственным способом применения данного средства, его еще используют для охлаждения предметов вокруг места возгорания и увеличения уровня их огнестойкости, а также для создания специальных завес, которые не дают распространяться огню. Если использовать тонкое распыление воды, то она будет эффективна и для тушения горящих жидкостных веществ, что лишний раз доказывает ее универсальность в данном деле.
- Пена является вторым по популярности средством для тушения пожаров. Существует химическая разновидность, в состав которой входят различные растворы, имеющие кислотное и щелочное происхождение, и воздушно-механический вид пены, состоящий из воздуха, воды и небольшого количества пенообразователя. Является универсальным средством, которым можно тушить любые объекты вне зависимости от их структуры, а также выполняет сразу ряд важных функций: снижает температуру горящих предметов, блокирует очаг пожара и в значительной степени ограничивает поступление к нему кислорода.
- Негорючие разновидности газов также доказали свою эффективность при тушении многих разновидностей воспламенений. Чаще всего для этих целей задействуется азот или водяной пар. Главным преимуществом такого средства является его абсолютная универсальность и высокая эффективность при гашении очагов пожаров. В частности, при помощи негорючих газов можно тушить даже горящие электроустановки, когда запрещено использование воды или любых разновидностей пены.
- Водные растворы солей, которые обладают хорошими способностями погашения открытого огня. Наиболее часто применяются растворы аммония или различных хлоридов кальция. Основной эффект достигается благодаря выпадению солевого остатка, который способствует возникновению непроницаемых пленок на поверхности. Это не только тушит пламя, но также не дает попадать кислороду в место возгорания и не позволяет пожару распространяться на более значительные площади.
- Специальные противопожарные порошки. При использовании автоматизированных пожарных систем с такими средствами необходимо знать, что они делятся на разные виды, которые различаются по составу, некоторые могут быть опасными для человека, другие нет. При этом большинство порошков вытесняют кислород из помещения, поэтому возникает риск удушья. Наиболее эффективны подобные средства при тушении ряда разновидностей металлов и других материалов, которые нельзя гасить иными способами, в том числе, с использованием воды или пены.
- Галоидоуглеводородные химические составы, которые состоят из ряда различных соединений. Наиболее часто используются при тушении пожаров в холодных условиях, поскольку обладают невосприимчивостью к низким температурным режимам. В стандартных условиях такие смеси часто применяют для тушения электроустановок и щитков, находящихся под высоким напряжением, так как большинство других средств в таких случаях применять нельзя. Эффективность применения галоидоуглеводородных составов обуславливается значительной плотностью их структуры.
Пожарная техника
На сегодняшний день существует большое количество разновидностей пожарной техники, основными являются:
- Огнетушитель по праву считается самым популярным и распространенным видом пожарной техники. В соответствии с ГОСТом он является переносной или передвижной разновидностью устройства, предназначенного для полной ликвидации очага воспламенения. Эффект достигается путем приведения его в рабочее состояние и распространения противопожарного средства, содержащегося в нем. На сегодняшний день существует много разных типов огнетушителей, классифицируются они в основном по виду противопожарных веществ, которые в них содержатся. Наиболее распространены устройства с зарядом водного раствора, различных химических веществ или пенного состава.
- Пожарные краны являются особым видом оборудования, которое представляет собой составную часть инженерных коммуникаций, предназначенных для устранения огня, в том числе, рукавных линий или разветвлений.
- Пожарный гидрант представляет собой специфическое устройство, главным предназначением которого является отбор водных ресурсов из системы водопровода для тушения возникший возгораний. Разделяют подземные и надземные разновидности гидрантов.
- Пожарный кран является не просто техникой, а целым комплектом, в состав которого входит клапан, вмонтированный в систему трубопровода специального назначения, и пожарный рукав со стволом. По видам все краны разделяют на внутренние и наружные.
- Пожарная колонка представляет собой устройство съемного типа, которое монтируется на гидрант.
Противопожарное водоснабжение
Под данным термином понимается комплексное принятие экстренных мер, направленных на оперативное снабжение водой пожарной техники, а также прочих устройств и потребителей водных ресурсов, предназначенных для ликвидации возникшего возгорания.
Функционирование данных систем происходит по принципу возникновения напора в трубах после сообщения о воспламенении, для обеспечения эффективности подобных мер в помещениях устанавливают дополнительные насосы, позволяющие устранять огонь на любой высоте без помощи со стороны пожарных машин.
Обычно выделяют две разновидности противопожарного водоснабжения:
- Водопроводные системы с низким уровнем давления обязательно требуют наличия насосов, обладающих подключением к гидрантам. В качестве соединительного элемента для этих двух устройств используются специальные всасывающие рукава.
- Водопроводные системы с высоким уровнем давления транспортируют водные ресурсы от гидрантов к непосредственно месту воспламенения, в качестве вспомогательного элемента для этого используются пожарные рукава. Напор при этом возникает благодаря работе насосной станции и для достижения необходимого уровня ему требуется не более 5 минут.
Торфяные и лесные пожары
Эти две разновидности пожаров являются наиболее опасными, к тому же их возникновение зачастую тяжело предсказать, а процесс тушения возникших возгораний отличается своей сложностью.
Для ликвидации как лесных, так и торфяных возгораний применяется единая разработанная тактика, которая представляет собой следующий алгоритм действий:
- Проведение локализации пожара, что является самой сложной частью данного процесса. Традиционно делится на несколько операций: первая заключается в тушении кромки пожара, что не дает ему распространяться на большие площади, а вторая представляет собой монтаж заградительных канав и полос.
- Осуществление процесса дотушивания возникшего пожара, основным моментом которого является устранение главных очагов огня.
- Заключительной частью является окарауливание, которое представляет собой тщательное изучение всей площади возгорания, а также ближайших территорий с целью нахождения опасных участков и принятия соответствующих мер.
4.3. Способы и средства тушения пожаров Способы тушения пожаров
Охлаждение горящих веществ путем нанесения на их поверхность теплоемких огнетушащих средств (воды, пены и др.) или перемешивания слоев горящей жидкости.
Разбавление концентрации горючих паров, пылей и газов путем введения в зону горения инертных разбавителей (азота, углекислого газа, водяного пара).
Изоляция горящих веществ от зоны горения нанесением на их поверхность изолирующих огнегасительных средств (пены, песка, кошмы).
Химическое торможение реакции горения.
Основными средствами пожаротушения могут быть вода, пена, инертные газы, огнетушащие порошковые составы, комбинированные составы.
Вода
Огнетушащие свойства воды:
охлаждает зону горения за счет большой теплоемкости и скрытой теплоты парообразования;
разбавляет реагирующие вещества образующимся паром (объем пара в 1700 раз превышает объем испарившейся воды);
изолирует горючие вещества от зоны горения;
струя воды механически срывает пламя.
Достоинства воды: доступность и дешевизна, подвижность, легкость транспортировки, химическая нейтральность, неядовитость.
Недостатки воды:
а) сравнительно высокая температура замерзания (приходится применять специальные добавки и антифризы);
б) плохая смачивающая способность, затрудняющая тушение волокнистых, пылевидных, тлеющих материалов (вводят добавки, ПАВ);
в) малая вязкость, отсюда – большая растекаемость и большие потери воды при тушении (специальные добавки увеличивают вязкость, сокращая расход воды и время тушения);
г) малая коррозионную способность воды и ее электропроводность (природные соли, содержащиеся в воде, и добавляемые примеси усиливают эти свойства);
д) невозможность тушения нефтепродуктов: увеличивается площадь пожара, выброс, разбрызгивание горящих продуктов. Нефтепродукты можно тушить только распыленной водой;
е) невозможность тушения водой в любом виде и любыми составами, содержащими воду (например, пенами), щелочных металлов, карбидов и гидридов металлов; металлоорганических соединений. Все эти вещества при взаимодействии с водой взрываются.
Пена
Пена – это коллоидная система, состоящая из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости.
Пены применяются для тушения твердых и жидких веществ, не вступающих во взаимодействие с водой, и в первую очередь – нефтепродуктов. Главное – изолирующее действие слоя пены. При тушении твердых материалов пена оказывает и охлаждающее действие.
Существует два вида пены: химическая и воздушно-механическая.
Химическая пена получается в результате взаимодействия кислотных и щелочных растворов в присутствии пенообразователя и состоит из 80% углекислого газа, 19,7% воды и 0,3% пенообразователя. Стойкость пены с момента ее образования до полного распада 40 мин. Недостатки химической пены: высокая стоимость, сложность организации процесса тушения, высокая химическая активность. В настоящее время имеется тенденция к сокращению ее применения.
Воздушно-механическая пена – механическая смесь воздуха (90...99%), воды (9,7...9,6%), пенообразователя (0,3...0,04%).
В состав пены входит вода, поэтому нельзя тушить пеной щелочные металлы, карбиды и гидриды металлов, металлоорганические соединения.
Инертные газы
Углекислый газ, азот, аргон, гелий обладают способностью быстро смешиваться с горючими парами и газами, понижая концентрацию кислорода в зоне горения до такого предела, при котором горение прекращается.
Наибольшей флегматизирующей способностью обладает углекислый газ. Он применяется в сжиженном виде для объемного тушения складов ЛВЖ, аккумуляторных, сушильных печей и т.п.
Углекислота неэлектропроводна и пригодна для тушения электроустановок под напряжением до 1000 В.
Предельно допустимое для человека содержание углекислого газа в воздухе 10%, поэтому при заполнении горящего помещения углекислым газом из него необходимо эвакуировать людей.
Нельзя применять углекислоту для тушения щелочных металлов, а также соединений, в молекулы которых входит кислород.
Ингибиторы (флегматизаторы)
Эти вещества действуют по принципу торможения химической реакции горения. Требуемые количества ингибиторов намного меньше, чем инертных разбавителей. Отсюда быстрое создание зафлегматизированной среды при остаточном содержании кислорода около 18% (об.), что допустимо для кратковременного пребывания людей.
В качестве ингибиторов применяются фреоны (хладоны) и составы предельных углеводородов на их основе. Это жидкости либо сжиженные газы. Их достоинства: работа при отрицательных температурах, неэлектропроводность. Недостатки: токсичность, высокая коррозионная активность.
Огнетушащие порошковые составы
Они обладают очень высокой огнетушащей способностью и универсальностью действия, способны тушить любые материалы, в том числе не тушимые всеми другими средствами, например, термиты, щелочные металлы.
Комплексный огнетушащий эффект: ингибирование химических реакций в зоне горения; охлаждение зоны горения из-за расхода теплоты на нагревание и разложение частиц порошка; разбавление горючей среды частицами порошка и продуктами его разложения; эффект огнепреграждения при поверхностном тушении.
Порошки неэлектропроводны, нетоксичны, не оказывают коррозионного действия. Недостаток: слеживаемость, комкование.
Комбинированные составы
Применяют комбинацию воздушно-механической пены с хладонами, а также комбинированные азотно-хладоновый и углекисло-хладоновый составы. При таких комбинациях повышается эффективность тушения при сокращении в несколько раз дефицитного хладона.
Первичные средства тушения пожаров
Они предназначены для тушения пожаров в начальной стадии и включают: пожарные водопроводы, огнетушители ручные и передвижные, сухой песок, асбестовые одеяла, кошмы и др.
Пожарные краны устанавливают в доступных и заметных местах, на высоте 1,35 м от пола. Должно обеспечиваться взаимное перекрытие струй от пожарных рукавов не менее 10 м, а радиус действия струи должен быть достаточен для достижения наиболее удаленной и возвышенной части здания.
Химические пенные огнетушители ОХП-10, ОП-М и ОП-9ММ предназначены для тушения твердых и жидких веществ. Их недостатки:
пена электропроводна, поэтому нельзя тушить установки под напряжением;
пена содержит воду, поэтому нельзя тушить щелочные металлы, карбиды металлов и др. вещества, которые взрываются при взаимодействии с водой;
приведенный в действие огнетушитель нельзя остановить в случае ликвидации загорания;
пена химически активна и может причинить ущерб больший, чем от загорания.
Углекислотные огнетушители: ручные ОУ-5, ОУ-8 и передвижные ОУ-25, ОУ-80, ОУ-400 предназначены для тушения веществ, материалов и электроустановок под напряжением до 1000 В (углекислота неэлектропроводна). По мере ликвидации загорания огнетушитель можно остановить перекрытием вентиля. Нельзя тушить щелочные металлы, гидриды металлов и соединения, в состав молекулы которых входит кислород. Нельзя тушить горящую одежду на человеке и дотрагиваться до металлического раструба во избежание обморожений углекислотой.
Порошковые огнетушители ОП-10М и ОП-50М отличаются универсальностью действия и находят все более широкое применение. С помощью таких огнетушителей можно тушить пожары всех классов), применяя различные типы огнетушителей с разными составами порошков.
Автоматические средства обнаружения и тушения пожара
Системы автоматической пожарной сигнализации (АПС) предназначены для обнаружения пожара в начальной стадии и оповещения службы пожарной охраны, а также подачи сигналов (команд) на включение систем аварийной вентиляции, дымоудаления, автоматических устройств пожаротушения (АУП).
Система АПС состоит из пожарных извещателей, линий связи, приемных станций. Пожарные извещатели бывают ручные (приводятся в действие человеком, обнаружившим пожар) и автоматические, которые преобразуют контролируемый признак пожара (тепло, дым, свет или их комбинацию) в электрический сигнал, передаваемый по линии связи на приемную станцию.
АУП в зависимости от используемых средств пожаротушения бывают: водяные (спринклерные и дренчерные), водно-пенные, воздушно-пенные, газовые (двуокись углерода, азот, негорючие газы), порошковые, комбинированные.
