Огнетушащие средства имеют первостепенные значения в прекращении горения. Однако горение может быть ликвидировано лишь в том случае, когда для его прекращения подается определенное количество огнетушащих веществ.
В практических расчетах необходимого количества огнетушащего вещества для прекращения горения пользуются величиной интенсивности его подачи.
Под интенсивностью подачи огнетушащих средств (J) понимается их количество, подаваемое в единицу времени на единицу расчетного параметра пожара (площади, периметра, фронта или объема).
Различают: линейную- Jл (л/см, кг/(с∙м)); поверхностную- Js (л/(с∙м 2); кг/(с∙м 2)); объемную- Jv (л/(с∙м 3); кг/(с∙м 3)) интенсивности подачи. Они определяются опытным путем и расчетами при анализе потушенных пожаров. Можно воспользоваться соотношением:
где Qов- расход огнетушащих веществ за время проведения опыта или тушения пожара, л; кг; м 3 ; Пт- величина расчетного параметра пожара, м; м 2 ; м 3 ; τ- время проведения опыта или тушения пожара мин.
Наиболее часто в расчетах используется поверхностная интенсивность подачи (по площади пожара). Некоторые значения требуемой интенсивности подачи огнетушащих веществ, которыми пользуются при расчетах сил и средств приводятся ниже. Например, для воды, л/(с∙м 2):
Административные здания 0,06-0,15
Жилые здания и подсобные постройки 0,06-0,15
Животноводческие здания 0,1-0,2
Производственные здания 0,15-0,3
В зависимости от вида пожара, способа прекращения горения расчет огнетушащих средств производится на различные параметры пожара. Например: метр (м) периметра площади тушения или ее части, метр квадратный (м 2) площади тушения, метр кубический (м 3) объема помещения, установки, здания, газонефтяного фонтана и т.д. Такие параметры пожара называются расчетными.
Расчет огнетушащего вещества на расчетный параметр пожара за все время тушения называется удельным расходом и определяется по формуле:
Òуд=Òг/Пт
где Òг-расход огнетушащего вещества за время тушения, л, м 3 , кг; Òуд- удельный расход л/м 2 ; м/м 3 ; кг/м 3 ; Пт- величина расчетного параметра пожара.
Удельный расход огнетушащего вещества является одним из основных параметров тушения пожара. Он зависит от физико-химических свойств пожарной нагрузки (П) и огнетушащих средств (W), коэффициента поверхности пожарной нагрузки (Кn), удельных потерь огнетушащего вещества (Òпот), которые происходят в процессе подачи его в зону горения и нахождения в ней:
Òуд=f(n, w, Kn, Òпот)
Фактический удельный расход огнетушащего вещества в некоторой степени позволяет оценить деятельность РТП и подразделений по тушению пожаров в сравнении с подобными по виду и классу пожарами. Снижение удельного расхода служит одним из показателей успешного тушения пожара. Фактический и необходимый удельные расходы можно определить так:
Òф=Qф tтуш;
где Qф, Qтр- фактическое, требуемое количество огнетушащего вещества, подаваемого в единицу времени (фактический, требуемый расход), л/с, л/мин; tт- время подачи огнетушащего вещества в зону горения, с; мин; tр- расчетное время тушения, с, мин.
Фактический удельный расход огнетушащих веществ (Òф) представляет собой сумму необходимого удельного расхода (Òн) и его потерь (Òпот);
Òф=Òн+Òпот
Это выражение справедливо для всех принципов прекращения горения.
Количество огнетушащего вещества, необходимое для прекращения горения на расчетном параметре пожара, при условии, что оно полностью расходуется на прекращения горения, называется необходимым удельным расходом (Òн).
На удельный расход влияет не только стадии развития пожара, свойства огнетушащего вещества, но и степень соприкосновения его с поверхностью горения.
В случаях, когда за расчетный параметр принимается площадь пожара, для более точного определения фактического удельного расхода вводится коэффициент поверхности горения (Кn):
Òф=Кn(Òн+Òпот)
Коэффициент поверхности твердых горючих материалов уменьшается при изменении пожарной нагрузки прямо пропорционально, следовательно, увеличивается и удельный расход огнетушащих средств.
Кроме того в реальных условиях процесс прекращения горения сопровождается сравнительно большими потерями огнетушащих веществ, вследствие их разрушения и по другим причинам. Отношение фактического удельного расхода огнетушащего вещества (Òф) к необходимому (Òн) называется коэффициентом потерь (Кпот):
Причина потерь огнетушащих веществ могут быть отсутствие видимости зоны горения из-за задымления, воздействия высокой температуры как на огнетушащее вещество, так и на ствольщика, который не может приблизится к зоне горения на необходимое для эффективной работы расстояние; отклонение струй огнетушащих веществ газовыми потоками или ветром, наличие в зоне горения скрытых поверхностей горючего материала от воздействия огнетушащего средства и т.д.
Анализ тушения пожаров показывает, что фактически удельные расходы воды при тушении пожаров в гражданских и промышленных зданиях колеблются в пределах 400-600 л/м 2 . Если подойти к определению (Òн) с позиции теплового баланса на внутреннем пожаре и принять, что за время свободного развития пожара выгорает примерно до 50% пожарной нагрузки, то численное значение необходимого удельного расхода воды на охлаждении пожарной нагрузки, конструктивных элементов здания и нагретых газов составит 80-160 л/м 2 . Там где выполняются условия:
где Jф- фактическая интенсивность подачи огнетушащего средства, подаваемого в единицу времени на единицу геометрического параметра пожара л/(с∙м); л/(с∙м 2); л/(с∙м 3); Jтр- требуемая интенсивность подачи огнетушащего средства, подаваемого в единицу времени на единицу геометрического параметра для прекращения горения л/(с∙м); л/(с∙м 2); л/(с∙м 3), тушения пожара осуществляется более грамотно, в сравнительно короткое время, с минимальными потерями огнетушащих веществ.
Фактический удельный расход огнетушащего вещества не применяется непосредственно для расчета сил и средств, а употребляется для определения фактической интенсивности подачи огнетушащих средств при исследовании пожаров и других необходимых случаях.
Интенсивность подачи огнетушащих веществ находится в зависимости от времени тушения пожара. Чем больше расчетное время тушения, тем меньше интенсивность подачи огнетушащих средств и наоборот. Область интенсивности подачи от нижнего до верхнего пределов называется областью тушения.
В практике пожаротушения целесообразно использовать такие интенсивности подачи огнетушащих средств, которые могут быть реализованы существующими техническими средствами подачи и обеспечивают эффективность тушения с минимальными расходами огнетушащих веществ за определенное (оптимальное) время.
Огнетушащие средства имеют первостепенное значение в прекращении горения. Однако горение может быть ликвидировано лишь в том случае, когда для его прекращения подается определенное количество огнетушащего вещества.
В практических расчетах необходимого количества огнетушащего вещества для прекращения горения пользуются величиной интенсивности его подачи.
Под интенсивностью подачи огнетушащих средств (J) понимается их количество, подаваемое в единицу времени на единицу расчетного параметра пожара (площади, периметра, фронта или объема).
Различают: линейную – JЛ,л/(с·м); кг/(с·м); поверхностную – JS (л/с·м2);кг/(с·м2); объемную– JV (л/с·м3); кг/(с·м3)интенсивности подачи. Они определяются опытным путем и расчетами при анализе потушенных пожаров.
Можно воспользоваться соотношением J = QОВ/Пτ·τ·60, (2)
где QОВ – расход огнетушащего вещества за время проведения опыта или тушения пожара, л; кг; м3; Пτ– величина расчетного параметра пожара, м; м2; м3; τ – время проведения опыта или тушения пожара, мин. Наиболее часто в расчетах используется поверхностная интенсивность подачи (по площади пожара). Некоторые значения требуемой интенсивности подачи огнетушащих веществ, которыми пользуются при расчетах сил и средств, приводятся ниже. Например, для воды, л/(с-м2):
Административные здания… 0,08–0,1
Жилые здания, гостиницы, здания I и III степени огнестойкости…0,08–0,1
Животноводческие здания …… 0,1–0,2
Производственные здания…0,15–0,3
Это обобщенные цифры. Обобщение сделано с целью демонстрации интервала разброса и необходимости учета конкретной обстановки. В зависимости от вида пожара, способа прекращения горения расчет огнетушащих средств производится на различные параметры пожара. Например, метр(м) периметра площади тушения или ее части (фронта, флангов и т. п.), метр квадратный (м2) площади тушения, метр кубический (м3) объема помещения, установки, здания, дебита газонефтяного фонтана и т. д. Такие параметры пожара называются расчетными. Расход огнетушащего вещества на расчетный параметр пожара за все время тушения называется удельным расходом и определяется по формуле, дуд = дп / Пт (3)
где дп – расход огнетушащего вещества за время тушения, л, м3, кг;
дуд – удельный расход, л/м2; л/м3;кг/м3; Пт – величина расчетного параметра пожара. Удельный расход огнетушащего вещества является одним из основных параметров тушения пожара. Он зависит от физико-химических свойств пожарной нагрузки ρ и огнетушащих средств W, коэффициента поверхности пожарной нагрузки Кп удельных потерь огнетушащего вещества дпот, которые происходят в процессе подачи его взону горения и нахождения в ней, т. е.
дуд = ƒ(р,w, Кп, дпот) (4)
При этом дпот = ƒ(Кпот, Кр,τ) (5)
где; Кпот – коэффициент потерь огнетушащего вещества при подаче в зону горения; Кр - коэффициент потерь(разрушения) огнетушащего вещества в зоне горения; τ–время тушения. Фактический удельный расход огнетушащего вещества в некоторой степени позволяет оценить деятельность РТП и подразделений по тушению пожаров в сравнении с подобными по виду и классу пожарами. Снижение удельного расхода служит одним из показателей успешного тушения пожара. Фактический и необходимый удельные расходы можно определить так:
дф= Qф · τт (6)
дн = Qтр · τр (7)
где Qф и Qтр–фактическое, требуемое количество огнетушащего вещества, подаваемого в единицу времени, (фактический, требуемый расход), л/с, л/мин;τт –время подачи огнетушащего вещества в зону горения (время тушения пожара), с; мин; τр– расчетное время тушения, с, мин. Фактический удельный расход огнетушащих веществ дф представляет собой сумму необходимого удельного расхода дн и его потерь дпот
дф= дн+ дпот (8)
Это выражение справедливо для всех принципов прекращения горения. Количество огнетушащего вещества, необходимое для прекращения горения на расчетном параметре пожара, при условии, что оно полностью расходуется на прекращение горения (дпот = 0), называется необходимым удельным расходом дн. На удельный расход влияет не только стадия развития пожара, свойства (природа) огнетушащего вещества, но и степень соприкосновения его с поверхностью горения. В тех случаях, когда за расчетный параметр принимается площадь пожара, для более точного определения фактического удельного расхода вводится коэффициент поверхности горения Кп.
дф= Кп (дн+ дпот) (9)
Коэффициент поверхности твердых горючих материалов изменяется при изменении пожарной нагрузки прямо пропорционально. Следовательно, увеличивается и удельный расход огнетушащих средств. Кроме того, в реальных условиях процесс прекращения горения сопровождается сравнительно большими потерями огнетушащих веществ в следствие их разрушения. Отношение фактического удельного расхода огнетушащего вещества дф, к необходимому дн называется коэффициентом потерь (Кпот).
Кпот = дф/дн. (10)
Причинами потерь огнетушащих веществ могут быть. отсутствие видимости зоны горения из-за задымления, воздействия высокой температуры, как на огнетушащее вещество, так и на ствольщика, который не может приблизиться к зоне горения на необходимое для эффективной работы расстояние. Отклонение струй огнетушащих веществ газовыми потоками, ветром.
Наличие в зоне горения скрытых поверхностей горючего материала от воздействия огнетушащего средства и т. п., кроме того, потери огнетушащих веществ зависят от опыта работы ствольщиков, вида и технического уровня средств подачи, оснащенности пожарных подразделений и др. Анализ тушения пожаров показывает, что фактические удельные расходы воды при тушении пожаров в гражданских и промышленных зданиях колеблются в пределах400– 600 л/м2. Если подойти к определению Qн с позиции теплового баланса на внутреннем пожаре и принять, что за время свободного развития пожара выгорает примерно до 50% пожарной нагрузки (типа древесины), то численное значение необходимого удельного расхода воды на охлаждение пожарной нагрузки, конструктивных элементов здания и нагретых газов составит 80–160л/м2. Там, где выполняются условия:
Qф ≥ Qтр (11)
Iф ≥ Iтр (12)
где Iф –количество огнетушащего вещества, которое фактически подается в единицу времени на единицу геометрического параметра пожара (фактическая интенсивность подачи),л/(с·м); л/(с·м2); л/(с·м3); Iтр – количество огнетушащего вещества, которое требуется подавать в единицу времени на единицу геометрического параметра пожара для прекращения горения (требуемая интенсивность подачи, л/(с·м); л/(с·м2); л/(с·м3). Фактический удельный расход огнетушащего вещества не применяется непосредственно для расчета сил и средств, а употребляется для определения фактической интенсивности подачи огнетушащих средств, при исследовании пожаров и других необходимых случаях:
Iф = дф/ τт,(13)
Интенсивность подачи огнетушащих веществ находится в функциональной зависимости от времени тушения пожара. Чем больше расчетное время тушения, тем меньше интенсивность подачи огнетушащих средств, и наоборот. Область интенсивности подачи от нижнего до верхнего пределов называется областью тушения. Все интенсивности, лежащие в этой области, могут применяться для тушения. Это дает возможность РТП широко маневрировать имеющимися у него в распоряжении силами и средствами пожаротушения. В справочной литературе требуемая интенсивность подачи огнетушащих веществ соответствует ее оптимальным значениям для тех или иных горючих веществ и материалов и называется нормативной или требуемой. Требуемая интенсивность подачи огнетушащего вещества даже для одного и того же вида пожарной нагрузки, изменяется в широких пределах и зависит от коэффициента поверхности горения, плотности самой пожарной нагрузки и др. Зависимость требуемой интенсивности подачи воды, например для тушения твердых горючих материалов, от интенсивности тепловыделения на пожаре приведена ниже: Интенсивность тепловыделения Требуемая интенсивность подачи Q Вт/м3 воды, л/(с·м2) 0,14 0,05 0,29 0,10 0,58 0,20 1,06 0,40
Интенсивность подачи огнетушащих средств. Таблица 2.
РТП должен учитывать и тот факт, что на интенсивности подачи огнетушащих веществ оказывает влияние расположение пожарной нагрузки и по высоте помещения. В практике пожаротушения целесообразно использовать такие интенсивности подачи огнетушащих веществ, которые могут быть реализованы существующими техническими средствами подачи и обеспечивают эффективность тушения с минимальными расходами огнетушащих веществ и за оптимальное время.
Общая интенсивность подачи огнетушащих средств состоит из двух частей: интенсивности огнетушащего средства, участвующего непосредственно в прекращении горения Iпр. г и интенсивности потерь Iпот: I= Iпр. г + Iпот
Способ тушения пожара Вид и характер выполнения боевых действий в определенной последовательности, направленных на создание условия прекращения горения.
Из графика видно, что температура потухания Тп значительно выше температуры самовоспламенения горючего вещества Тс и ниже температуры горения с появлением пламени. Чтобы прекратить горение при тушении пожара, необходимо нарушить тепловое равновесие, изменив температурный уровень реакции горения. Для этого нужно снизить температуру в зоне реакции ниже температуры потухания. Достигнуть указанного условия можно двумя путями: увеличением скорости теплоотвода; уменьшением скорости тепловыделения.
В зависимости от расчетной единицы параметра пожара (м 2, м 3, м) интенсивность подачи огнетушащих средств подразделяют на поверхностную (Is л/ (м 2 с), кг/(м 2 с), объемную (Iv, кг/(м 3 с), м 3/(м 3 с) линейную (Iл, л/(мс)
ТРЕБУЕМЫЙ РАСХОД Это весовое или объемное количество подаваемого в единицу времени на величину соответствующего параметра тушения пожара или защиты объекта, которому угрожает опасность.
Требуемый расход огнетушащего средства на тушение пожара вычисляют по формуле: Qтр = Пт х Jтр т т Где требуемый расход огнетушащего средства на тушение пожара, л/с, кг/с, м 3 /с, Пт - величина расчетного параметра тушения пожара: площадь - м 2, объем - м 3, периметр или фронт - м, Iтрт - интенсивность подачи огнетушащего средства для тушения пожара: поверхностная Is - л/(м 2 с), кг/(м 2 с), объемная Iv кг/(м 3 с), м 3/(м 3 с) или линейная Iл - л/(мс).
Требуемый расход воды на защиту объекта определяют по формуле: Qтр3 = П 3 х J 3 Где Qтр3 - требуемый расход вода на защиту объекта, л/с; П 3 величина расчетного параметра защиты: площадь м 2, периметр или часть длины защищаемого участка, м; I 3 поверхностная (или соответственно линейная интенсивность подачи воды для защиты в зависимости от принятого расчетного параметра, л/(м 2 с), л/(мс). .
Защищаемую площадь определяют с учетом условий обстановки на пожаре и оперативно-тактических факторов. Например, при пожаре в двух комнатах второго этажа трехэтажного жилого дома однотипной планировкой площадь защиты на первом и третьем этажах можно принять равной площадям двух комнат, расположенных над местом пожара и под ним. С учетом тушения пожара и защиты объектов формула требуемого расхода огнетушащего средства будет иметь вид: Qтр = Qтрт +Qтр3
При объемном тушении пожара пеной средней или высокой кратности требуемый расход пены для заполнения помещения определяем по формуле: Qтрп = Vп х К 3/ Тр Где Qтрп - требуемый расход пены, м 3/мин. ; Vп - объем, заполняемый пеной, м 3; Тр - расчетное время тушения; К 3 коэффициент, учитывающий разрушение пены, принимаемый в пределах 1, 5. . . 3.
По требуемому расходу оценивают необходимую скорость сосредоточения огнетушащего средства, условия локализации пожара, определяют необходимое количество технических приборов подачи огнетушащего средства (водяных и пенных стволов, пеногенераторов и других) : Nприбт = Qтрт / Qприб Nприбз = Qтрз / Qприб Где Nприбт Nприбз - соответственно количество технических приборов подачи огнетушащего средства (водяных стволов, СВП, ГПС) на тушение пожара и защиту, шт; Qтрз Qтрт - соответственно требуемый расход огнетушащего средства (воды, раствора, пены и др.) на тушение пожара и для защиты, л/с, кг/с, м 3/с; Qприб - подача (расход) определяемого огнетушащего средства (воды, пены, порошка) из технического прибора подачи, л/с.
На практике при защите объектов водяными струями необходимое количестволов чаще всего определяют по числу мест защиты. При этом всесторонне учитывают условия обстановки на пожаре, оперативно-тактические факторы и требования Боевого устава пожарной охраны (БУПО). Например, при пожаре в одном или нескольких этажах здания с ограниченными условиями распространения огня стволы для защиты подают в смежные с горящими помещениями, нижний и верхний от горящего этажи, исходя из числа мест защиты и обстановки на пожаре.
Если имеются условия для распространения огня по пустотелым конструкциям, вентиляционным каналам и шахтам, то стволы для защиты подают в смежные с горящим помещения, в верхние этажи вплоть до чердака, нижний от горящего этаж и последующие нижние этажи, исходя из обстановки на пожаре. Число стволов в смежных помещениях на горящем этаже, в нижнем и верхнем от горящего этажах должно соответствовать числу мест защиты по тактическим условиям, а на остальных этажах и чердаке должно быть не менее одного. Учитывая изложенный принцип, можно определить необходимое число стволов для защиты при пожаре на любом объекте.
ФАКТИЧЕСКИЙ РАСХОД Это весовое или объемное количество огнетушащего средства, фактически продаваемого в единицу времени на величину соответствующего параметра тушения пожара или защиты объекта, которому угрожает опасность. Эту величину измеряют теми же единицами, что и требуемый расход.
В общем виде фактический расход определяют по формуле: Q ф = Q фт + Q фз Где Qфт, Qфз соответственно фактический расход на тушение пожара и для защиты определяют по формулам: Qфт = Nприб х. Т Qприб Qфз = Nприб х. З Qприб
По фактическому расходу оценивают действительную скорость сосредоточения огнетушащего средства и условия локализации пожара по сравнению с требуемым расходом, определяют необходимое число пожарных машин основного назначения с учетом использования насосов на полную тактическую возможность, обеспеченность объекта водой при наличии противопожарного водопровода и другие показатели. По величине фактический расход не может быть меньше требуемого, что является необходимым фактором в создании условия локализации пожара.
ОБЩИЙ РАСХОД Это весовое или объемное количество огнетушащего средства, необходимого на весь период прекращения горения и защиты негорящих объектов с учетом запаса (резерва). По общему расходу определяют необходимое количество огнетушащих средств на ликвидацию пожара, проверяют обеспеченность объекта водой при наличии пожарных водоемов, разрабатывают соответствующие мероприятия по организации тушения пожара.
Общий расход воды при ликвидации пожаров и защите негорящих объектов (аппаратов, конструкций) расчитывают по формуле: Q = Qфт 60 Тр х Кз + Qфз 3600 Тз Где общий расход огнетушащего средства (в данном случае воды), л, м 3; Тр- расчетное время тушения пожара, мин. Кз коэффициент запаса огнетушащего средства; Тз время, на которое расчитан запас огнетушащего средства.
При ликвидации пожаров другими огнетушащими средствами и защите объектов водой их общий расход определяют раздельно. Так, при тушении пожаров пенами, негорючими газами, порошками, галоидоуглеводородами общий расход воды на тушение (например пенообразования) и для защиты объектов рассчитывают по формуле, а специальных средств по уравнению: Qобщо, с = Nприб хт Qприб х 60 х Тр х Кз Где - общий расход огнетушащего средства: пенообразователя. Порошка, негорючего газа и т. д. . , л(кг, т, м 3); - подача (расход) определяемого огнетушащего средства из прибора подачи, л/с, кг/с, м 3/с.
ОГНЕТУШАЩИЕ ВЕЩЕСТВА Это вещества и материалы, с помощью которых прекращается горение. Все огнетушащие средства в зависимости от принципа прекращения горения разделяются на виды: охлаждающие зону реакции или горящие вещества(вода, водные растворы солей, твердый диоксид углерода и т. д.) разбавляющие вещества в зоне реакции горения (инертные газы, водяной пар, тонкораспыленная вода и др.) изолирующие вещества от зоны горения (химическая и воздушно-механическая пены, огнетушащие порошки, негорючие сыпучие вещества, листовые материалы и др.) химически тормозящие реакцию горения (составы 3, 5; хладоны 114 В, 13 В 1 и др.)
СПОСОБЫ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГОРЕНИЯ Охлаждение зоны горения или горящих веществ Изоляция реагирующих веществ от зоны горения Разбавление реагирующих веществ в зоне реакции негорючими веществами Химическое торможение реакции горения
ОХЛАЖДЕНИЕ ЗОНЫ ГОРЕНИЯ ИЛИ ГОРЯЩИХ ВЕЩЕСТВ Взаимодействие на поверхность горящих материалов огнетушащими средствами. Охлаждение горящих материалов их перемешиванием
Вода - основное огнетушащее средство охлаждения, наиболее доступное и универсальное. Хорошее охлаждающее свойство воды обусловлено ее высокой теплоемкостью. При попадании на горящее вещество вода частично испаряется и превращается в пар. При испарении ее объем увеличивается в 1700 раз, благодаря чему кислород воздуха вытесняется из зоны очага пожара водяным паром.
Вода, имея высокую теплоту парообразования, отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. Вода обладает высокой термической стойкостью; ее пары только при температуре выше 1700 о С могут разлагаться на кислород и водород. В связи с этим тушение водой большинства твердых материалов (древесины, пластмасс, каучука и др.) безопасно, так как температура горения не превышает 1300 о С.
Огнетушащая эффективность воды зависит от способа подачи ее в очаг пожара (сплошной или распыленной струей). Наибольший огнетушащий эффект достигается при подаче воды в распыленном состоянии, так как увеличивается площадь одновременного равномерного охлаждения. Распыленная вода быстро нагревается и превращается в пар, отнимая большое количество теплоты. Чтобы избежать ненужных потерь, распыленную воду применяют в основном при сравнительно небольшой высоте пламени, когда можно подать ее между пламенем и нагретой поверхностью.
Распыленные водяные струи применяют также для снижения температуры в помещениях, защиты от теплового излучения (водяные завесы), для охлаждения нагретых поверхностей строительных конструкций сооружений, установок, а также для осаждения дыма. В зависимости от вида горящих материалов используют распыленную воду различной степени дисперсности.
Однако вода характеризуется и отрицательными свойствами: электропроводна, имеет большую плотность (не применяется для тушения нефтепродуктов как основное огнетушащее средство), способна вступать в реакцию с некоторыми вещества и бурно реагировать с ними, имеет низкий коэффициент использования в виде компактных струй, сравнительно высокую температуру замерзания (затрудняется тушение в зимнее время) и высокое поверхностное натяжение - 72, 8 х 103 Дж / м 2 (является показателем низкой смачивающей способности воды).
Вода со смачивателем. Добавка смачивателей позволяет значительно снизить поверхностное натяжение воды. В таком виде она обладает хорошей проникающей способностью, за счет чего достигается наибольший эффект в тушении пожаров и особенно при горении волокнистых материалов, торфа, сажи. Водные растворы смачивателей позволяют уменьшить расход воды на 30. . . 50 %, а также продолжительность тушения пожара.
Твердый диоксид углерода (углекислота в снегообразном виде) тяжелее воздуха в 1, 53 раза, без запаха, плотность 1, 97 кг/м 3. При нагрева-нии переходит в газообразное вещество, минуя жидкую фазу, что позволяет применять его для тушения материа-лов, которые портятся при смачивании. Теплота испаре-ния при -78, 5 о С составляет 572, 75 Дж/кг. Неэлектропро-воден, не взаимодействует с горючими веществами и материалами. Имеет широкую область применения.
Диоксид углерода в состоянии аэрозоля образуется при выпуске из изотермической емкости в атмосферу сжиженного диоксида углерода. После дросселирования имеет устойчивое состояние. 1 кг аэрозоля при нагревании до 20 о С может поглотить 389, 37 к. Дж теплоты, что эквивалентно охлаждению 5 кг воздуха от 100 до 20 о. С. Аэрозоль хорошо проникает в мелкие поры и глубокие трещины, может быть эффективно использован при тушении древесины, ткани, бумаги, волокнистых материалов при открытом и скрытом горении, а также пожаров в подвалах, кабельных туннелях, в помещениях с наличием электроустановок
Химическая пена получается в пеногенераторах путем смешения пеногенераторных порошков и в огнетушителях при взаимодействии кислотного и щелочного растворов. Обладает высокой стойкостью и эффективностью в тушении многих пожаров. Однако вследствии электропроводности и химической активности химическую пену не применяют для тушения электро- и радиоустановок, электронной техники, двигателей различного назначения, других аппаратов и агрегатов.
Воздушно-механическая пена (ВМП) получается смешением в пенных стволах или генераторах водного раствора пенообразователя с воздухом. Пена бывает низкой, средней и высокой кратности. ВМП обладает необходимой стойкостью, дисперсностью, вязкостью, охлаждающими и изолирующими свойствами, которые позволяют использовать ее для тушения твердых материалов, жидких веществ и осуществления защитных действий, для тушения пожаров по поверхности объемного заполнения горящих помещений (пена средней и высокой кратности). ВМП менее электропроводна, чем химическая пена, и более электропроводна, чем вода. Поэтому тушение ею электроустановок с помощью ручных средств может производиться только после их обесточивания.
Огнетушащие порошковые составы (ОПС) являются универсальными и эффективными средствами тушения пожаров при сравнительно незначительных удельных расходах. ОПС применяют для тушения горючих материалов и веществ любого агрегатного состояния, электроустановок под напряжением, металлов, в том числе металлоорганичесикх и других пирофорных соединений, не поддающихся тушению водой и пенами, а также пожаров при значительных минусовых температурах. Они способны оказывать эффективные действия на подавление пламени комбинированно: охлаждением, изоляцией, разбавлением газообразными продуктами разложения порошка или порошковым облаком, химическим торможением реакции горения.
Основным недостатком ОПС является склонность их к слеживанию и комкованию. Из-за большой дисперсности ОПС образует большое количество пыли, что обусловливает необходимость работы в специальной одежде, а также с предохранительными для органов дыхания и зрения средствами.
Азот N 2 Негорюч и не поддерживает горения большинства органических веществ. Хранят и транспортируют в баллонах в сжатом состоянии. Используют в стационарных установках. Применяют для тушения натрия, калия, бериллия, кальция, других металлов, которые горят в атмосфере диоксида углерода, а также пожаров в технологических аппаратах и электроустановках. Азот нельзя применять для тушения магния, алюминия, лития, циркония и некоторых других металлов, способных образовывать нитриды, обладающих взрывчатыми свойствами и чувствительных к удару. Для их тушения используют инертный газ аргон.
Водяной пар. Эффективность тушения невысокая, поэтому применяют для защиты закрытых технологических аппаратов и помещений объемом до 500 м 3 (трюмы судов, трубчатые печи нефтехимических предприятий, насосные по перекачке нефтепродуктов, сушильные и окрасочные камеры), для тушения небольших пожаров на открытых площадках и создания завес вокруг защищаемых объектов. Огнетушащая концентрация - 35% по объему.
Тонкораспыленная вода (размеры капель менее 100 мк) получаются с помощью специальной аппаратуры: стволовраспылителей, гидротрансформаторов, работающих при высоком напоре (200. . . 300 м). Струи имеют небольшую величину ударной силы и дальность полета, однако орошают значительную поверхность, более благоприятны к испарению воды, обладают повышенным охлаждающим эффектом, хорошо разбавляют горячую среду. Они позволяют не увлажнять излишне материалы при их тушении, способствуют быстрому снижению температуры, осаждению дыма. Тонкораспыленную воду используют не только для тушения горящих твердых материалов, нефтепродуктов, но и для защитных действий.
Галоидоуглеводороды и составы на их основе (огнетушащие средства химического торможения реакции) эффективно подавляют горение газообразных, жидких, твердых, горючих веществ и материалов при любых видах пожаров. По эффективности они превышают инертные газы в 10 и более раз. Галоидоуглеводороды и составы на их основе являются летучими соединениями, представляют собой газы или легкоиспаряющиеся жидкости, которые плохо растворяются в воде, но хорошо смешиваются со многими органическими веществами.
Они обладают хорошей смачивающей способностью, неэлектропроводны, имеют высокую плотность в жидком и газообразном состоянии, что обеспечивает возможность образования струи, проникновения в пламя, а также удержания паров около очага горения. Эти огнетушащие средства можно применять для поверхностного объемного и локального тушения пожаров. С большим эффектом их можно использовать при ликвидации горения волокнистых материалов, электроустановок и оборудования, находящихся под напряжением; для защиты от пожаров транспортных средств, машинных отделений судов, вычислительных центров, особо опасных цехов химических предприятий, окрасочных камер архивов, музейных залов и др. Галоидоуглеводороды и составы на их основе практически можно использовать при любых отрицательных температурах.
Недостатками этих огнетушащих средств являются: коррозивная активность, токсичность, их нельзя применять для тушения материалов, содержащих в своем составе кислород, а также металлов, некоторых гидридов металлов и многих металлоорганических соединений. Несмотря на большую эффективность, область применения галоидоуглеводородов и составов на их основе ограничена из-за высокой стоимости. В основном их используют в стационарных установках и огнетушителях, предназначенных для защиты объектов, представляющих особую важность.
Бромэтиловая эмульсия, другие водные растворы галоидоуглеводородов и огнетушащие порошковые составы Бромэтиловая эмульсия состоит из 90% воды и 10 % бромистого этила. Она является эффективным средством при тушении бензола, толуола, метилового спирта, пожаров на самолетах и многих других. Эффективность бромэтиловой эмульсии по сравнению с обычной водой выше в 7. . . 10 раз.
Огнетушащие порошковые составы (ОПС) Общего назначения (способные создавать огнетушащее облако (ПСБ, П-1 А)), -для тушения большинства пожаров) Специальные(создающие на поверхности горящих материалов слой, предотвращающий доступ кислорода воздуха (порошки типа ПС и комбинированные типа СИ), - для тушения металлов и металлоорганических соединений.
Изоляция реагирующих веществ от зоны горения Создание изолирующего слоя в горючих материалах: а) нанесением на их поверхность огнетушащих средств; б) при помощи взрыва взрывчатых веществ; в) разборкой, сжиганием и т. д. Создание изолирующего слоя в проемах помещений, где происходит пожар
Разбавление реагирующих веществ в зоне реакции негорючими веществами Разбавление: а) воздуха введением в негорючих паров и газов; б) горящих материалов нанесением на их поверхность легкоиспаряющихся или разлагающихся негорючих веществ;
Интенсивность подачи огнетушащих средств. Количество огнетушащего средства, подаваемого в единицу времени на единицу соответствующего геометрического параметра пожара (площади, объема, периметра или фронта)
Интенсивность подачи огнетушащих средств определяют опытным путем и расчетами при анализе потушенных пожаров: I=Qос/ 60 Т тх П Где - интенсивность подачи огнетушащих средств, л/(м 2 с, кг/(м 3 с), кг/(м 2 с), м 3/(м 3 с), л/(мс); - расход огнетушащего средства во время тушения пожара или проведения опыта, л, кг, м 3; - время затраченное на тушение пожара, мин; П величина расчетного параметра пожара: площадь, м 2; объем, м 3; периметр или фронт, м
В практических расчетах количество огнетушащих средств, требуемых для прекращения горения, определяют по интенсивности их подачи. Интенсивностью подачи называется количество огнетушащего средства, подаваемого в единицу времени на единицу соответствующего геометрического параметра пожара (площади, объема, периметра или фронта). Интенсивность подачи огнетушащих средств определяют опытным путем и расчетами при анализе потушенных пожаров:
I = Q о.с / 60t т П, (2.2)
где I - интенсивность подачи огнетушащих средств, л/(м 2 ·с), кг/(м 2 ·с), кг/(м 3 ·с), м 3 /(м 3 ·с), л/(м ·с);
Q о.с - расход огнетушащего средства во время тушения пожара или проведения опыта, л, кг, м 3 ;
t т - время, затраченное на тушение пожара или проведение опыта, мин;
П - величина расчетного параметра пожара: площадь, м 2 ; объем, м 3 ; периметр или фронт, м.
Интенсивность подачи можно определять через фактический удельный расход огнетушащего средства;
I = Q у / 60t т П, (2. 3)
где Q у - фактический удельный расход огнетушащего средства за время прекращения горения, л, кг, м 3 .
Для зданий и помещений интенсивность подачи определяют по тактическим расходам огнетушащих средств на имевших место пожарах:
I = Q ф / П, (2.4)
где Q ф - фактический расход огнетушащего средства, л/с, кг/с,м 3 /с (см, п. 2.4).
В зависимости от расчетной единицы параметра пожара (м 2 , м 3 , м) интенсивность подачи огнетушащих средств подразделяют на поверхностную , объемную и линейную/
Если в нормативных документах и справочной литературе нет данных по интенсивности подачи огнетушащих средств на защиту объектов (например, при пожарах в зданиях), ее устанавливают по тактическим условиям обстановки и осуществления боевых действий по тушению пожара, исходя из оперативно-тактической характериски объекта, или принимают уменьшенной в 4 раза по сравнению с требуемой интенсивностью подачи на тушение пожара
I з = 0,25 I тр, (2.5)
Линейная интенсивность подачи огнетушащих средств для тушения пожаров в таблицах, как правило, не приводится. Она зависит от обстановки на пожаре и, если используется при расчете огнетушащих средств, ее находят как производный показатель от интенсивности поверхностной:
I л = I s h т, (2.6)
где h т - глубина тушения, м (принимается, при тушении ручными стволами -5 м, лафетными - 10 м).
Общая интенсивность подачи огнетушащих средств состоит и двух частей: интенсивности огнетушащего средства, участвующего непосредственно в прекращении горения I пр.г, и интенсивности потерь I пот.
I = I пр.г + I пот. , (2.7)
Средние, практически целесообразные, значения интенсивности подачи огнетушащих средств, называемые оптимальными (требуемыми, расчетными), установленные опытным путем и практикой тушения пожаров, приведены ниже и в табл. 2.5 - 2.10.
Интенсивность подачи воды при тушении пожаров, л/(м 2 с)
Огнетушащие средства имеют первостепенное значение в прекращении горения. Однако горение может быть ликвидировано лишь в том случае, когда для его прекращения подается определенное количество огнетушащего вещества.
В практических расчетах количество огнетушащих средств, требуемых для прекращения горения, определяют по интенсивности их подачи. Интенсивностью подачи называется количество огнетушащего средства, подаваемого в единицу времени на единицу соответствующего геометрического параметра пожара (площади, объема, периметра или фронта). Интенсивность подачи огнетушащих средств определяют опытным путем и расчетами при анализе потушенных пожаров:
I = Q о. с / 60tт П,
I - интенсивность подачи огнетушащих средств, л/ (м 2 ·с), кг/ (м 2 ·с), кг/ (м 3 ·с), м 3 / (м 3 ·с), л/ (м ·с);
Qо. с - расход огнетушащего средства во время тушения пожара или проведения опыта, л, кг, м 3 ;
Tт - время, затраченное на тушение пожара или проведение опыта, мин;
П - величина расчетного параметра пожара: площадь, м 2 ; объем, м 3 ; периметр или фронт, м.
Интенсивность подачи можно определять через фактический удельный расход огнетушащего средства;
I = Qу / 60tт П,
Где Qу - фактический удельный расход огнетушащего средства за время прекращения горения, л, кг, м3.
Для зданий и помещений интенсивность подачи определяют по тактическим расходам огнетушащих средств на имевших место пожарах:
Где Qф - фактический расход огнетушащего средства, л/с, кг/с, м3/с (см, п.2.4).
В зависимости от расчетной единицы параметра пожара (м 2 , м 3 , м) интенсивность подачи огнетушащих средств подразделяют на поверхностную , объемную и линейную .
Если в нормативных документах и справочной литературе нет данных по интенсивности подачи огнетушащих средств на защиту объектов (например, при пожарах в зданиях), ее устанавливают по тактическим условиям обстановки и осуществления боевых действий по тушению пожара, исходя из оперативно-тактической характеристики объекта, или принимают уменьшенной в 4 раза по сравнению с требуемой интенсивностью подачи на тушение пожара
I з = 0,25 I тр,
Линейная интенсивность подачи огнетушащих средств для тушения пожаров в таблицах, как правило, не приводится. Она зависит от обстановки на пожаре и, если используется при расчете огнетушащих средств, ее находят как производный показатель от интенсивности поверхностной:
Где h т - глубина тушения, м (принимается, при тушении ручными стволами - 5 м, лафетными - 10 м).
Общая интенсивность подачи огнетушащих средств состоит и двух частей: интенсивности огнетушащего средства, участвующего непосредственно в прекращении горения I пр. г, и интенсивности потерь I пот.
I = I пр. г + I пот.
Средние, практически целесообразные, значения интенсивности подачи огнетушащих средств, называемые оптимальными (требуемыми, расчетными), установленные опытным путем и практикой тушения пожаров, приведены ниже и в табл.1
Интенсивность подачи воды при тушении пожаров, л/ (м 2 с)
|
Объект тушения |
Интенсивность |
|
1. Здания и сооружения |
|
|
Административные здания: |
|
|
I - III степени огнестойкости |
|
|
IV степени огнестойкости |
|
|
V степени огнестойкости |
|
|
Подвальные помещения |
|
|
Чердачные помещения |
|
|
Ангары, гаражи, мастерские, трамвайные и троллейбусные депо |
|
|
Больницы |
|
|
Жилые дома и подсобные постройки: |
|
|
I - III степени огнестойкости |
|
|
IV степени огнестойкости |
|
|
V степени огнестойкости |
|
|
Подвальные помещения |
|
|
Чердачные помещения |
|
|
Животноводческие здания |
|
|
I - III степени огнестойкости |
|
|
IV степени огнестойкости |
|
|
V степени огнестойкости |
|
|
Культурно-зрелищные учреждения (театры, кинотеатры, клубы, дворцы культуры): |
|
|
Зрительный зал |
|
|
Подсобные помещения |
|
|
Мельницы и элеваторы |
|
|
Производственные здания |
|
|
I - II степени огнестойкости |
|
|
III степени огнестойкости |
|
|
IV - V степени огнестойкости |
|
|
Окрасочные цехи |
|
|
Подвальные помещения |
|
|
Сгораемые покрытия больших площадей в производственных зданиях: |
|
|
При тушении снизу внутри здания |
|
|
При тушении снаружи со стороны покрытия |
|
|
При тушении снаружи при развившемся пожаре |
|
|
Строящиеся здания |
|
|
Торговые предприятия и склады товарно-материальных ценностей |
|
|
Холодильники |
|
|
Электростанции и подстанции: |
|
|
Кабельные туннели и полуэтажи (подача тонкораспыленной воды) |
|
|
Машинные залы и котельные отделения |
|
|
Галереи топливоподачи |
|
|
Трансформаторы, реакторы, масляные выключатели (подача тонкораспыленной воды) |
|
|
2. Транспортные средства |
|
|
Автомобили, трамваи, троллейбусы на открытых стоянках |
|
|
Самолеты и вертолеты: |
|
|
Внутренняя отделка (при подаче тонкораспыленной воды) |
|
|
Конструкции с наличием магниевых сплавов |
|
|
Суда (сухогрузные и пассажирские): |
|
|
Надстройки (пожары внутренние и наружные) при подаче цельных и тонкораспыленных струй |
|
|
3. Твердые материалы |
|
|
Бумага разрыхленная |
|
|
Древесина: |
|
|
Балансовая, при влажности, % |
|
|
Пиломатериалы в штабелях в пределах одной группы при влажности, %; |
|
|
Круглый лес в штабелях |
|
|
Щепа в кучах с влажностью 30 - 50 % |
|
|
Каучук (натуральный или искусственный), резина и резинотехнические изделия |
|
|
Льнокостра в отвалах (подача тонкораспыленной воды) |
|
|
Льнотресты (скирды, тюки) |
|
|
Пластмассы: |
|
|
Термопласты |
|
|
Реактопласты |
|
|
Полимерные материалы и изделия из них |
|
|
Текстолит, карболит, отходы пластмасс, триацетатная пленка |
|
|
Торф на фрезерных полях влажностью 15 - 30 % (при удельном расходе воды 110 - 140 л/м2 и времени тушения 20 мин.) |
|
|
Торф фрезерный в штабелях (при удельном расходе воды 235 л/м и времени тушения 20 мин) |
|
|
Хлопок и другие волокнистые материалы: |
|
|
Открытые склады |
|
|
Закрытые склады |
|
|
Целлулоид и изделия из него |
|
|
4. Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости (при тушении тонкораспыленной водой) |
|
|
Нефтепродукты в емкостях: |
|
|
С температурой вспышки ниже 28оС |
|
|
С температурой вспышки 28 - 60оС |
|
|
С температурой вспышки более 60°С |
|
|
Горючая жидкость, разлившаяся на поверхности площадки, в траншеях технологических лотках |
|
|
Термоизоляция, пропитанная нефтепродуктами |
|
|
Спирты (этиловый, метиловый, пропиловый, бутиловый и др.) на складах и спиртзаводах |
|
|
Нефть и конденсат вокруг скважины фонтана |
Примечания:
1. При подаче воды со смачивателем интенсивность подачи по таблице снижается в 2 раза.
2. Хлопок, другие волокнистые материалы и торф необходимо тушить только с добавлением смачивателя.
Расход воды на пожаротушение определяется в зависимости от класса функциональной пожарной опасности объекта, его огнестойкости, категории пожарной опасности (для производственных помещений), объема согласно СП 8.13130.2009, для наружного пожаротушения и СП 10.13130.2009, для внутреннего пожаротушения.
