Мир водоснабжения и канализации. Тушение пожара водой: правила, достоинства и недостатки При попадании воды на поверхность горящего вещества возможны хлопки, вспышки, разбрызгивание горящих материалов по большой площади, дополнительное возгорание, увеличе

Научным языком, огнетушащим называют вещество, обладающее необходимыми свойствами, дающими возможность создания условий по прекращению процесса горения.

На практике, огнетушащие вещества – это опытным путем длительного отбора определенные, выбранные субстанции в различном агрегатном состоянии, используемые различными ; в т.ч. пожарной техникой, первичными средствами для оперативной борьбы с начинающими очагами пожаров в зданиях, сооружениях, на территориях населенных пунктов, предприятий, организаций.

Это знакомые всем переносные, передвижные огнетушители, ПК с комплектами рукавов, стволов; с установленными на них , без которых сегодня сложно представить интерьер офисных, административных, деловых зданий; торгово-развлекательных, спортивных, выставочных центров.

Классификация огнетушащих веществ

Классы огнетушащих веществ по физическим характеристикам воздействия на очаг пожара, процесс его локализации с последующей ликвидацией, по главному принципу прекращения реакции горения подразделяются на следующие основные группы и к ним относятся:

• – вода, водные растворы солей, с добавками смачивателей – поверхностно-активных веществ, а также углекислота в твердом агрегатном состоянии – в виде снега.
• . Воздушно-механическая пена разной кратности – от низкой до высокой степени; порошковые составы; сухие негорючие вещества: песок, земля, щебень, мелкая галька, отходы котельных, металлургических производств – шлаки, флюсы; а также листовые, укрывные материалы, такие как , покрывала, успешно применяемые для борьбы с небольшими очагами начинающегося пожара.
• – инертные газы: аргон, азот; водяной пар, туман из тонкораспыленной воды, смеси газов с водой, а также дымовые газы.
• Огнетушащие вещества химического торможения реакции горения . По научной терминологии их также называют ингибиторами процесса горения. Это хладоны; углеводороды с содержанием галоидов, составы на их основе; аэрозольные огнетушащие составы; распыляемые водные бромэтиловые растворы; порошковые составы.

По физическим характеристикам

• Огнетушащие жидкости.
• Порошковые составы.
• Газы, газовые огнетушащие составы.

Огнетушащие вещества также можно разделить на классы по возможности проводить электрический ток, что немаловажно, необходимо учитывать при проектировании, монтаже и применении как первичных средств борьбы с начинающимися очагами огня, так и при пуске ручных, автоматических :

• Проводящие электроток – вода и ее растворы солей различных кислот, водяной пар, туман, взвесь, в т.ч. формируемые водяными установками пожаротушения, а также все виды воздушно-механической пены.
• К не электропроводным относятся все газовые и порошковые составы, используемые как в переносных, передвижных огнетушителях, так и в , .

Важно также знать о том, что не все огнетушащие вещества, ждущие своего часа до использования, полезны человеку, некоторые вполне могут нанести ему вред тем или иным способом, классифицируются по токсичности для организма в целом, опасности для органов дыхания:

• Малотоксичные – углекислота.
• Токсичные – фреоны, галоид-содержащие углеводороды.
• Опасные для дыхания без индивидуальных средств защиты – порошковые, аэрозольные взвеси, газы, образовывающиеся в воздушном пространстве помещений, защищаемых газовыми, порошковыми, аэрозольными системами, установками пожаротушения,

Об этом часто забывают производители, поставщики такого оборудования, предлагая их как равноценную и более дешевую альтернативу традиционным и, главное, безопасным для людей, находящихся в защищаемых помещениях, водяным и .

Требования к огнетушащим веществам

Их можно сформулировать в порядке приоритетов:

• Эффективность применения, возможность использования на различных видах пожарной нагрузки.
• Невысокая, желательно низкая стоимость.
• Доступность, наличие, возможность быстрого восполнения запасов. Так, если в качестве огнетушащего вещества выступает вода, то идеальным вариантом является наличие сети наружного противопожарного водоснабжения для тушения территории, зданий городов, поселков; внутреннего пожарного водопровода для работы от ПК внутри строений. Худшим, но приемлемым вариантом будет наличие , или для возможности установки пожарной автотехники, подключения .
• Безопасность для здоровья людей, находящихся как внутри защищаемых установками автоматического пожаротушения зданий, сооружений, так и непосредственно, использующими их в ходе тушения от пожарной техники, ручными средствами борьбы с огнем.

Увы, как правило, безопасность людей по сравнению с возможностью быстро ликвидировать пожар тем или иным огнетушащим веществом не в приоритете. Поэтому проектировщики, разработчики оборудования , создавая, конструируя , принудительной подачи чистого воздуха, стараются компенсировать это различными способами; информируя об опасности, обеспечивая возможность людям быстро покинуть здания, сооружения, используя не задымленные .

В целом, к огнетушащим веществам предъявляют следующие нормативные требования в области ПБ:

• должны обеспечить ликвидацию очага поверхностным, объемным способом или комбинированными способами их подачи с учетом характеристик огнетушащих веществ, и в соответствии с тактикой тушения пожара.
• необходимо применять для тушения пожаров тех материалов, взаимодействие с которыми не приводит к опасности взрыва или новых очагов возгорания.
• должны полностью сохранять в процессе хранения в нормативные сроки, и в ходе транспортировки/подачи свои физико-химические свойства, необходимые для ликвидации пожара.
• не должны оказывать опасное воздействие на здоровье людей и окружающую среду, превышающее принятые ПДК.

Лекция по теме

Основным средством локализации, ликвидации очагов пожаров, происходящих как на территории населенных пунктов, так и вне городской черты остается вода и ее различные растворы. Это самое доступное, недорогое, легко транспортируемое, подаваемое к местам пожара вещество, безвредное для людей; хорошо хранящееся, главное, весьма эффективное при тушении большинства горючих, сгораемых веществ, материалов как естественного, так и искусственного/синтетического происхождения – от древесины до пластмасс, пластиков.

В тех случаях, когда вода в силу своих физико-химических свойств не справляется с тушением органических веществ, например, при горении большинства товарных продуктов нефтепереработки; тогда эффективным средством тушения выступает пена, генерируемая из водных растворов пенообразователя как ручными, так и стационарными устройствами.

Если же горение веществ по каким-либо причинам сложно или невозможно ликвидировать с помощью воды или пены, то тогда применяют порошковые, газовые или аэрозольные огнетушащие составы, эффективно справляющиеся с этой задачей.

Среди огнетушащих средств, допустимых к применению при тушении различных веществ, прежде всего следует выделить воду и водные растворы со смачивателями и растворенными в ней солями различных кислот; пену, полученную из водных растворов различных видов пожарных пенообразователей.

Можно эффективно локализовать, ликвидировать как начинающиеся очаги, так и развивающиеся пожары следующих веществ и материалов:

• Горение твердых веществ.
• Пожары горючих жидкостей, в т.ч. нефтепродуктов, включая такие как гудрон, асфальт, парафин.
• Натуральный и синтетический каучук.
  

  (таблица в высоком разрешении доступна по кнопке скачать после статьи)

3.4.1. Какие существуют огнетушащие средства и в чем их достоинства и недостатки?

1. ВОДА. В основном, оказывает охлаждающее действие. Дополнительное преимущество: при образовании больших объемов водяного пара происходит вытеснение кислорода. При испарении 1л воды образуется 1,7м³. насыщенного пара. Вода представляет собой идеальное средство для охлаждения многих горючих веществ.

Преимущества:

· море обеспечивает неограниченный запас воды; высокий уровень поглощения теплоты; универсальность; имеет малую вязкость, струя может глубоко проникать в очаг пожара и создавать пленку на поверхности горящей жидкости (легкая вода);

· распыление для охлаждения значительных площадей или охлаждения границ пожара;

● превращаясь в пар, вытесняет воздух (объемное тушение).

Недостатки:

· возможное влияние на остойчивость судна;

· тушение водой горящих жидкостей может способствовать распространению пожара;

· вода непригодна для тушения пожаров при наличии электрооборудования или при наличии вблизи пожара кабелей под напряжением;

· вода вступает в реакцию с некоторыми веществами, образуя ядовитые пары, а взаимодействие с карбидом кальция, натрия приводит к взрыву.

· вода вызывает набухание некоторых грузов (портит груз).

2. УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ (СО 2). На судах углекислый газ СО 2 используется для тушения пожаров в машинных и грузовых помещениях, кладовых, эффективен для тушения электрического и электронного оборудования с помощью стационарных установок и огнетушителей.

При температуре О 0 С и давлении 36 кг/см 2 СО 2 переходит в жидкое состояние. Из одного литра жидкого СО 2 , при расширении получается 500 литров газа. Углекислый газ на судах хранится в баллонах под давлением. При подачи в помещение он переходит в газообразное состояние с быстрым расширением, что приводит к его переохлаждению. В результате переохлаждения газ выбрасывается из установки (раструба огнетушителя) в виде хлопьев сублимированного снега («искусственного льда») с температурой минус 78,5 0 С. Попадая в очаг горения, СО 2 переходит из твердого состояния в газообразное.

Углекислый газ в 1,5 раза тяжелее воздуха и поэтому постепенно концентрируется в нижней части защищаемого помещения. Тушение углекислым газом требует времени и нужной концентрации при объемном способе тушения. Горение может быть прекращено при концентрации его в закрытом помещении в диапазоне 30-45% объемных.

Преимущества:

· инертность; сравнительно невысокая стоимость; не повреждает груз, не оставляет следов, не проводит электричество;

· не образует ядовитых или взрывоопасных газов при соприкосновении с большинством веществ.

Недостатки:

· ограниченный запас; не оказывает охлаждающего действия при объемном способе; создает опасность удушья при концентрации в воздухе 15 – 30%;

· мало эффективен при применении на открытом воздухе;

· при тушении магния вступает с ним в реакцию (выделяется кислород).

3. ПЕНА. Подавляет огонь, образуя воздухонепроницаемый слой. Этот слой не дает возможности воспламеняющимся парам выходить за пределы поверхности, а кислороду проникать к горючему веществу. Тем самым исключается возгорание над покровом пены. Вследствие нагрева пузырьки пены лопаются, образуя водяной туман, который переходит в пар. Все это в комплексе прекращает процесс горения.

Достоинства:

· свободно и быстро покрывает поверхность; тушит горящие нефтепродукты, спирты, эфиры, кетоны. За счет воды содержащейся в растворе обладает охлаждающим эффектом (тушение пожаров класса А);

· применяется совместно с огнетушащими порошками;

· пена создает паровой барьер, препятствующий выходу паров наружу;

· для получения пены применяется пресная, забортная или мягкая вода;

· экономный расход воды, не вызывает перегрузки пожарных насосов;

· пенообразователи имеют небольшой вес, системы не требуют много места для размещения (компактны).

Недостатки:

· проводит электричество; нельзя применять для тушения горючих металлов; ограниченный запас; не тушит газы.

4 . ОГНЕТУШАЩИЕ ПОРОШКИ. Огнетушащие вещества в виде порошков делятся на две группы - это огнетушащие порошки общего назначения – для тушения пожаров классов А, В, С, Е и огнетушащие порошки специального назначения, которые используются для тушения только горючих металлов. Обычно в качестве сухого порошка применяется бикарбонат натрия с различными добавками, улучшающими текучесть, взаимную смешиваемость с пеной, водостойкость и срок хранения. В качестве сухого порошка применяются также фосфат аммония, бикарбонат калия, хлорид калия и т. д.

Достоинства. Сухой порошок быстро сбивает пламя. Порошковое облако, попадая в зону горения, тормозит реакцию горения. Кроме этого, происходит разбавление горящих веществ негорючими газами, выделяющимися в результате термического разложения частиц порошка. Применяемые порошки не токсичны, однако при тушении рекомендуется защищать дыхательные пути. Порошки не оказывают вредного воздействия на судовое оборудование.

Недостатки. Ограниченный запас, вызывают раздражение дыхательных путей, приводят к порче электроники. Обладают малым охлаждающим эффектом. Не обладают проникающей способностью.

5 . ХЛАДОНЫ, (ФРЕОНЫ). Хладоны, галоны, (фреоны) – галоидированные углеводороды состоят из углерода и одного или нескольких галогенов: фтора, хлора, брома и йода. Тушение пожаров хладонами основано на химическом торможении реакции горения, т.е. связывание активных центров атомов и радикалов.

Легко испаряясь, пары этих жидкостей заполняют весь объем горящего помещения. Достигнув очага пожара, они замедляют реакцию горения и обрывают ее, в результате чего пожар прекращается.

Преимущества:

· используются в небольших количествах; очень быстро сбивают огонь, не портят груз и оборудование; в системах нагнетания газа образуют однородную газовую среду; «проникающий» газ, распространяется по всему помещению, применим для тушения пожаров с электрооборудованием.

Недостатки:

● ограниченный запас, сравнительно высокая стоимость. Отсутствует охлаждающее действие, ухудшают видимость. При использовании в условиях очень высоких температур (500˚С) возможно образование ядовитых побочных продуктов (т.е. высокая токсичность). Не эффективны для глубоко расположенных очагов возгорания (например, в матрасах, тюках шерсти и т.д.). Вдыхание галлонов вызывает головокружение и нарушение координации движений. Разрушают озоновый слой.

В России наибольшее распространение получили хладоны 13В1, 12В1, фреон 114-В2 а также смесь бромистого этила (73%) и фреона 114 – В2 (27%) для тушения твердых и жидких горючих веществ. При достижении в аварийном помещении паров 215г на 1см куб. свободного объема цепная реакция горения прекращается. Эффективно тушат тлеющие материалы. Дальнейшие поставки хладонов этих типов запрещены, так как они разрушают озоновый слой.

6. ЗАМЕНИТЕЛИ ХЛАДОНА (ГАЛОНА). После запрещения Монреальским Протоколом использования и производства озоноразрушающих хладонов, начались интенсивные поиски альтернативных им объемных средств тушения. Как в нашей стране, так и за рубежом изготавливаются и устанавливаются на суда новейшие системы пожаротушения, использующие тонко распыленную воду, аэрозольные генераторы, инертные газы и неразрушаюшие озоновый слой хладоны. В настоящее время созданы системы газового тушения, использующие хладон FM – 200 (гептофторпропан). Допущен для использования в системах пожаротушения для защиты как обитаемых так и необитаемых помещений. Для прекращения пожара требуется низкая концентрация хладона (7,5%), не влияющая на органы дыхания человека.

7 . ИНЕРТНЫЕ ГАЗЫ (ИГ). Инертные газы это газ или смесь газов, не содержащих достаточное количество кислорода для поддержания горения.

ИГ получаются от сжигания органического топлива в судовых котлах, и отдельных газогенераторах на дизельном топливе. Азотные генераторы вырабатывают ИГ - АЗОТ из воздуха. Огнегасительное действие ИГ сводится к понижению концентрации кислорода в очаге горения. Их применяют для заполнения свободного пространства танков, трюмов для защиты от пожаров и взрывов, а также для тушения пожаров в трюмах. Азот (N) – широко применяется в системах инертного газа для инертизации танков на танкерах – химовозах, и танкерах - газовозах. Для эффективного применения системы содержание кислорода в ИГ должно быть не более 5% при температуре газов не более 40˚С. При выгрузке нефтепродуктов подача газов в танки на 25% должна превышать максимальную скорость разгрузки.

8 . ТОНКОРАСПЫЛЕННАЯ ВОДА. Тонкораспыленная вода является эффективным и перспективным средством тушения. Она рекомендуется для тушения твердых веществ в измельченном виде, волокнистых материалов и легковоспламеняющихся жидкостей.

Для получения тонкораспыленной воды требуется винтовые и вихревые распылители при давлении воды в магистрали 25-30 кг/см 2 . В этом случае получаются частички воды размером от 0,1 мм до 0,5. Такая тонкораспыленная вода в пламени превращается в пар, предварительно отобрав значительную часть тепла от пожара, а пар, разбавляя окислитель в зоне пожара, способствует прекращению горения.

Требуемая дисперсность распыла зависит от характера горящих веществ. Например, для тушения бензина и пылеобразных веществ диаметр капель должен быть не более 0,1мм, для спиртов – 0,3мм, для горючих жидкостей типа трансформаторного масла и волокнистых материалов – 0,5мм.

Тонкораспыленная вода сейчас чаще применяется в стационарных установках тушения пожаров в МО, инсинераторых, сепараторных помещениях, причем автоматически, поскольку не опасна человеку.

9. ВОДЯНОЙ ПАР. Водяной пар для тушения пожаров подается в зону горения по специальным трубопроводам, от паросиловой установки. Лучшими огнегасительными свойствами обладает насыщенный пар. Огнегасительные концентрации водяного пара зависят от вида горючих материалов и не превышают 35% по объему. Применение водяного пара для тушения пожаров эффективно в помещениях объемом до 500м 3 . Высокая температура, опасность для личного состава, малые скорости заполнения аварийного помещения ограничивают применение водяного пара как огнетушащего средства. Пар нельзя применять для тушения разогретого железа до 700 0 С и горящей сажи, т.к. происходит усиление горения и возможность взрыва выделяющегося водорода.

10. ОГНЕТУШАЩИЕ АЭРОЗОЛИ. Принцип действия огнетушащих аэрозолей основан на ингибировании окислительно-восстановительных реакций мелкодисперсными продуктами (аэрозолем) солей и окислов щелочных и щелочноземельных металлов, образующихся при сгорании аэрозолеобразующего заряда, находящегося в корпусе генератора, и способных находиться во взвешенном состоянии в течение 30-50 минут.

Газоаэрозольная смесь, выделяющаяся при срабатывании генератора, токсичная, оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки органов дыхания, поэтому входить в помещение, в котором применялись генераторы, можно не ранее, чем через 30 мин. после прекращения их работы в средствах защиты органов дыхания или после проветривания.

11. КОМБИНИРОВАННЫЕ СРЕДСТВА ТУШЕНИЯ.

Комбинированное газопорошковое пожаротушение является новым перспективным направлением развития автоматической защиты. Принцип такого тушения заключается в следующем: струя, состоящая из смеси углекислого газа и тонкодисперсного порошка на основе фосфата аммония с высокой скоростью подается в защищаемый объем. Эта взвесь, попадая в зону газофазного пламени, осуществляет его тушение за счет разбавления окислителя газом и поглощения активных центров пламени частицами порошка. Частицы порошка, пошедшие через газовую фазу пламени, попадают на поверхность материала и блокируют процессы испарения и сублимации, образуя на поверхности плотную стеклообразную фосфатную пленку, т.е. порошок работает в двух зонах, поэтому такие модули назвали «Бизон» (две зоны). Модуль пожаротушения «Бизон» располагается на переборке (стене) защищенного объема на высоте до 3,5 метров.

Вода является одним из наиболее широко распространенных и наиболее универсальных средств, применяемых для тушения пожаров. Она эффективна при тушении пожаров, связанных с горением веществ, находящихся во всех трех состояниях. Поэтому ее широко применяют для тушения пожаров практически повсеместно, кроме тех редких случаев, когда ее применить нельзя. Воду нельзя применять для тушения пожаров в следующих случаях:

нельзя тушить горючие вещества и материалы, с которыми вода вступает в интенсивное химическое взаимодействие с выделением тепла или горючих компонентов (например, пожары, связанные с горением щелочных и щелочно – земельных металлов, металлов типа лития, натрия, карбида кальция и других, а также кислот и щелочей, с которыми вода бурно взаимодействует);

водой нельзя тушить пожары, с температурой выше 1800 – 2000 0 С, так как при этом возникает интенсивная диссоциация паров воды на водород и кислород, которые интенсифицируют процесс горения;

нельзя тушить пожары, при которых применение воды не обеспечивает требуемых условий безопасности для личного состава. Например, пожары электроустановок, находящихся под высоким напряжением, и т. д.

Во всех остальных случаях вода является надежным, эффективным средством для тушения пожаров и поэтому она нашла наиболее широкое применение. Вода обладает рядом достоинств как огнетушащее средство: термической стойкостью, намного превышающей термическую стойкость других негорючих жидкостей, высокой теплоемкостью и теплотой испарения, относительной химической инертностью. К отрицательным свойствам воды относятся: высокая температура замерзания и аномалия изменения плотности воды при охлаждении, что затрудняет ее применение при низких отрицательных температурах, сравнительно малая вязкость и высокий коэффициент поверхностного натяжения, ухудшающие смачивающие способности воды и тем самым снижающие коэффициент ее использования в процессе тушения, а также электропроводность воды, содержащей примеси.

По механизму прекращения горения вода относится к категории охлаждающих огнетушащих средств. Но сам механизм прекращения горения зависит от режима горения, от вида горючего и его агрегатного состояния. При тушении пожаров, связанных с горением горючих газов (всегда) и жидкостей (иногда) доминирующим механизмом прекращения горения является охлаждение зоны горения, который реализуется в случае применения объемного метода тушения.

Воду можно подавать в зону горения в виде компактных струй, распыленных струй и тонкораспыленной воды. Два последних случая наиболее полно соответствуют понятию объемной подачи жидкого огнетушащего средства в зону горения. Компактная струя, пройдя сквозь зону горения, не окажет на нее почти никакого воздействия.

При тушении ЛВЖ и ГЖ компактная струя не окажет на факел пламени почти никакого воздействия. А, попав на поверхность ЛВЖ и ГЖ, она будет не очень эффективно ее охлаждать. Из-за большого удельного веса воды по сравнению с горючими углеводородами она быстро опустится на дно. Охлаждение прогретых до температуры кипения поверхностных слоев горючей жидкости будет не столь интенсивным, как если бы была подана распыленная или тонкораспыленная вода. При тушении ТГМ компактные струи воды, поданные в факел пламени, также, как и в первых двух случаях, не окажут влияния на зону горения, а попав на поверхность ТГМ, они не очень эффективно будут их охлаждать и тем самым будут мало способствовать тушению.

Мощные компактные струи воды подают при тушении крупных развившихся пожаров штабелей древесины, так как при таком интенсивном горении распыленные струи, а тем более тонкораспыленная вода не долетят не только к горящей древесине, но даже не попадут внутрь факела пламени. Они испарятся во внешних зонах факела пламени или унесутся вверх интенсивными газовыми потоками, практически не повлияв на процесс горения.

Во всех остальных случаях распыленные струи и тонкораспыленная вода более эффективны как при тушении пожаров объемным способом, так и при тушении по поверхности горючего материала. При прекращении пламенного горения компактная струя менее эффективна потому, что, пролетая сквозь зону горения, не обеспечивает охлаждающего воздействия, так как она имеет небольшую площадь поверхности контакта с пламенем и малое время взаимодействия. Тогда как распыленные струи имеют значительно большую поверхность контакта с факелом пламени и меньшую скорость пролета – большее время взаимодействия. А еще лучше условия теплоотвода из факела пламени у тонкораспыленной воды.

Значит, чем больше поверхность контакта жидкости с факелом пламени и время этого контакта при прочих равных условиях, тем интенсивнее теплоотвод, Очень малое тепловое и аэродинамическое взаимодействие с факелом пламени у компактной струи, большее – у распыленной, еще большее – у тонкораспыленной воды, подаваемой в зону пламени. Наибольший эффект тушения при подаче воды в факел пламени будет в том случае, когда ее охлаждающий эффект будет максимальным. То есть когда вся поданная на тушение пожара вода испарится за счет отвода тепла от факела пламени, непосредственно из зоны протекания химических реакций горения. Поэтому при таком механизме прекращения горения следует стремиться к тому, чтобы максимально возможное количество воды испарялось в объеме факела пламени, а не за его пределами. А при тушении водой путем подачи ее на поверхность горючих жидкостей или ТГМ более равномерная подача распыленной воды эффективна потому, что максимальный охлаждающий эффект будет иметь место при полном испарении всей поданной на тушение пожара воды за счет отъема тепла от горючего материала. Поэтому вода должна находиться в контакте с поверхностными (наиболее прогретыми) слоями ЛВЖ, ГЖ или ТГМ до полного ее испарения.

Вода является наиболее широко применяемым и эффективным средством тушения пожаров.

Таблица 1: Сравнение эффективности огнетушащих веществ (ОВ)

Класс пожара	Горючие материалы	Вода	Пена	Порошок		СО 2	Хладон CF 3 Br	Другие хладоны
				ПСБ	ПФ
А	Твердые вещества, образующие уголь (бумага, древесина, текстиль, каменный уголь и др.	4	4	1	3	1	2	1
В	ГЖ и ЛВЖ (бензин, лаки, растворители), плавящиеся материалы (гидрон, парафин)	4	4	4	4	3	4	4
С	Газы (пропан, метан, водород, ацетилен и др.)	2	1	4	3	1	3	2
D	Металлы (Al, Mg и тд.)	—	—	1	1	—	—	—
E	Электрооборудование (трансформаторы, распределительные щиты и др.)	2	—	2	2	3	4	3

Как следует из таблицы 1, вода и пена являются наиболее эффективными средствами тушения пожаров классов А и В (класа В в основном тонко- или ультрараспыленной водой).

Основу огнетушащего эффекта воды составляет ее охлаждающая способность, которая обусловлена большой теплоемкостью и теплотой парообразования.

Обладая самой высокой теплопоглощающей способностью, вода является наиболее эффективным природным материалом для тушения пожаров. Капли воды, попадая в очаг горения, проходят две стадии теплопоглощения: при нагреве до 100°С и испарении при постоянной температуре 100 °С. На первую стадию 1 литр воды тратит 335кДж энергии, на вторую фазу — испарение и превращение в водяной пар — 2260кДж.

Вода при проникновении в высокотемпературную зону или при попадании на горящее вещество частично испаряется и превращается в пар. При испарении объем воды увеличивается почти в 1670 раз, благодаря чему воздух вытесняется водяным паром из очага пожара, и, как следствие, зона горения обедняется кислородом.

Вода обладает высокой термической стойкостью. ее пары только при температуре выше 1700°С могут разлагаться на водород и кислород. В связи с этим тушение водой большинства твердых материалов безопасно, так как температура горения их не превышает 1300 °С.

Вода способна растворять некоторые пары, газы и поглощать аэрозоли. Поэтому ею можно осаждать продукты горения при пожарах в зданиях. Для этих целей применяют тонкораспыленные и ультрараспыленные (водный туман) струи.

Хорошая подвижность воды обеспечивает легкость ее транспортировки по трубопроводам. Воду используют не только для тушение очагов пожара, но и для охлаждения объектов, находящихся вблизи очага горения. Тем самым предотвращая их разрушение, взрыв и загорание.

Механизм тушение пожаров водой:

• охлаждение поверхности и зоны реакции горящих веществ;
• разбавления (флегматизации) окружающей среды в зоне горения паром, образующимся при испарении;
• изоляции зоны горения от воздушной среды;
• деформации реакционного слоя и срыва пламени за счет механического воздействия на пламя струи воды.

При тушении водой горящих нефтепродуктов в резервуарах существенное значение имеют капли, подаваемые на очаг горения. Оптимальный диаметр капель воды составляет 0.1мм при тушении бензина; 0.3 мм- керосина и спирта; 0.5мм — трансформаторного масла и нефтепродуктов с температурой вспышки выше 60 °С.

Высокая эффективность тушения горючих веществ, имеющих высокую температуру горения и создающих большой напор пламени, достигается благодаря использованию смеси мелких и крупных водяных капель. В этом случае мелкие капли, испаряясь в зоне пламенного горения, снижают ее температуру, а крупные капли, не успев полностью испариться, достигают горящей поверхности, охлаждают ее и, если их кинетическая энергия к моменту достижения горящей поверхности достаточно высока, разрушают установившийся в процессе горения реакционный слой.

Таблица 2: Область применения воды для различных классов пожара

Класс пожара	Подкласс	Горючие вещества и материалы (объекты)	Вода, разбрызгиваемая оросителями	Тонкорыспы-ленная вода	Распыленная вода со смачивателем
А	А1	Твердые тлеющие вещества, смачиваемые водой (дерево и т.п.)	3	3	3
	А2	Твердые тлеющие вещества, не смачиваемые водой (хлопок, торф и т.п.)	1	1	2
	А3	Твердые нетлеющие вещества (пластмассы и т.п.)	2	3	3
	А4	Резинотехнические изделия	2	2	3
	А5	Музеи, архивы, библиотеки и т.п.	1	1	1
В	В1*	Предельные и непредельные углеводороды (гептан и т.п.)	—	2	1
	В2*	Предельные и непредельные углеводороды (бензин и т.п.)	—	2	1
	В3*	Спирты водорастворимые (С1-С3)	—	2	1
	В4*	Спирты водонерастворимые (С4 и выше)	—	2	1
	В5**	Кислоты — ограниченно водорастворимые	3	3	3
	В6**	Эфиры простые и сложные (диэтиловый и т.п.)	3	3	3
	В7**	Альдегиды и кетоны (ацетон и т.п.)	3	3	3
С,	С1,С2,С3		—	—	—
Е***	Е1	ЭВЦ	1	1	1
	Е2	Телефонные узлы	2	2	2
	Е3	Электроцентрали	1	1	1
	Е4	Трансформаторные подстанции	2	2	2
	Е5	Электроника	1	1	1

Примечание: «1» — подходит, но не рекомендуется; «2» — подходит удовлетворительно; «3» — подходит хорошо; «4» — подходит отлично; «-» — не подходит, «*» — для ЛВЖ и ГЖ с температурой вспышки до 90 °С; «**» — для ЛВЖ и ГЖ с температурой вспышки более 90 °С; «***» — электрооборудование под напряжением.

Воду нельзя применять для тушения следующих материалов:

• калия, натрия, лития, магния, титана, циркония, урана, плутония;
• алюминийорганических соединений (реагирует со взрывом);
• литийорганических соединений, азида свинца, карбидов, щелочных металлов, гидридов ряда металлов, магния, цинка, карбидов кальция, бария (разложение с выделением горючих газов);
• железа, фосфора, угля;
• гидросульфита натрия (происходит самовозгорание);
• серной кислоты, термитов, хлорида титана (сильный экзотермический эффект);
• битума, перекиси натрия, жиров, масел, петролатума (усиление горения в результате выброса, разбрызгивания, вскипания).

Нефтепродукты и многие другие органические жидкости при тушении водой всплывают на ее поверхность, вследствие чего площадь пожара может значительно увеличиться. Например: в случае возгорание нефтепродуктов, расположенных в резервуаре, не рекомендуется тушить водой. Нефтепродукты сплывают над водой. Вода, в результате нагрева, переходит в пар. Водяной пар порциями поднимается вверх, что вызывает разбрызгивание горящих нефтепродуктов из резервуара и затрудняет доступ пожарных к очагу пожара.

К недостаткам воды относится высокая температура замерзания. Для понижения температуры замерзания применяют специальные добавки (антифризы), некоторые спирты (гликоли), минеральные соли (K 2 CO 3 , MgCl 2 , CaCl 2). Однако указанные соли повышают коррозионную способность воды, поэтому их практически не используют. Применение же гликолей существенно повышает стоимость огнетушащего вещества.

Пенообразователи, антифризы и другие добавки также повышают коррозионную способность и электропроводность воды. В качестве защиты от коррозии, можно на металлические детали и трубопроводы нанести специальные покрытия, либо добавить к воде ингибиторы коррозии.

Расширение области применения воды для тушения электротехнического оборудования под напряжением возможно при использовании ее в тонко- и ультрараспыленном состоянии.

Невысокая смачивающая способность и малая вязкость воды затрудняют тушение волокнистых, пылевидных и особенно тлеющих материалов. Тлению подвержены материалы с большой удельной поверхностью, в порах которых содержится воздух, необходимый для горения. Такие материалы могут гореть при сильно сниженном содержании кислорода в окружающей среде. Проникновение огнетущащих средств в поры тлеющих материалов, как правило, довольно затруднительно.

При введение смачивателя (сульфоната) расход воды на тушение снижается в четыре раза, а время тушения — в два раза.

В ряде случаев тушение водой становится весьма эффективным, если ее загустить с помощью, например, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы или альгината натрия. Повышение вязкости до 1-1,5 Н*с/м 2 позволяет сокатить время тушение примерно в 5 раз. Наилучшими добавками в этом случае являются растворы альгината натрия и натрийкарбоксиметилцеллюлозы. Например, 0.05%-й раствор натрийкарбоксиметилцеллюлозы обеспечивает существенное сокращение расхода воды на пожаротушение. Если при определенных условиях тушения обычной водой ее расход составляет от 40 до 400 л/м 2 , топри использовании «Вязкой» воды — от 5 до 85л/м 2 . Средний ущерб от пожара (в том числе в результате воздействия воды на материалы) снижается при этом на 20%.

Наиболее часто используются следующие добавки, повышающие эффективность применения воды:

• водорастворимые полимеры для повышения адгезии к горящему объекты («Вязкая вода»);
• полиоксиэтилен для повышения пропускной способности трубопроводов («скользкая вода»);
• неорганические соли для повышения эффективности тушения;
• антифризы и соли для уменьшения температуры замерзания воды.

В настоящее время одним из наиболее перспективных направлений в области противопожарной защиты объектоа различного назначения является использование в качестве средства тушения пожаров тонко- и ультрараспыленной воды. В таком виде вода способна поглощать аэрозоли, осаждать продукты горения и тушить не только горящие твердые вещества, но и многие горючие жидкости.

При подаче воды в тонко- или ультрараспыленном состоянии достигается наибольший огнетушащий эффект. Особенно актуально применение тонко- и ультрараспыленной воды на объектах, где требуется высокая эффективность тушения, имеются ограничения по водоснабжению и актуальна минимизация ущерба от проливов воды.

С помощью тонко- и ультрараспыленной воды может быть обеспечена защита многих особо социально и промышленно значимых объектов. К их числу относятся: жилые помещения, гостиничные номера, офисы, образовательные учреждения, общежития, административные здания, банки, библиотеки, больницы, компьютерные центры, музеи и выставочные галереи, спорткомплексы промышленные объекты, т.е. такие объекты, на которых тушение пожаров необходимо осуществлять в начальной стадии достаточно быстро и с малым расходом воды.

Дополнительные преимущества использование распыленной воды по сравнению с компактной струей или разбрызгиваемым потоком:

• возможность тушения практически всех веществ и материалов за исключением веществ, реагирующих с водой с выделением тепловой энергии и горючих газов;
• высокая эффективность тушения, обусловленная повышенным охлаждающим эффектом и равномерным орошением водой очага пожара;
• минимальное потребление воды — незначительный расход позволяет избежать существенного ущерба от последствий пролива и обеспечить возможность использования при условии лимита воды;
• экранирование лучистого теплового излучения — использование для защиты обслуживающего персонала, принимающего участие в тушении пожара, личного состава подразделений пожарной охраны, несущих и ограждающих конструкций, а также рядом расположенных материальных ценностей;
• разбавление горючих паров и снижение концентрации кислорода в зоне горения в результате интенсивного образования водяного пара;
• снижение температуры в помещениях при пожаре в них;
• равномерное охлаждение чрезмерно разогретых металлических поверхностей несущих конструкций за счет высокой удельной поверхности капель — исключает их локальную деформацию, потерю устойчивости и разрушение;
• эффективное поглощение и удаление токсичных газов и дыма (дымоосаждение);
• низкая электрическая проводимость тонко- ультрараспыленной воды — обеспечивает возможность ее применения в качестве эффективного средства пожаротушения на электроустановках, находящихся под напряжением;
• экологическая чистота и токсикологическая безопасность в сочетании с защитой людей от воздействия опасных факторов пожара — позволяет персоналу спасать ценность во время работы автоматической установки пожаротушения.

Ультрараспыленная вода в зоне горения интенсивно испаряется. Защитный слой водяного пара может изолировать зону горения, препятствуя доступу кислорода. Когда концентрация кислорода в очаге горения снизится до 16-18%, огонь самозатухает.

Используемая литература: Л.М.Мешман, В.А.Былинкин, Р.Ю.Губин, Е.Ю.Романова. Автоматические водяные и пенные установки пожаротушения. Проектирование. г.Москва. — 2009г.

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.

Тушение пожаров водой производят установками водяного пожаротушения, пожарными автомашинами и водяными стволами (ручными и лафетными). Для подачи воды в эти установки используют устраиваемые на промышленных предприятиях и в населенных пунктах водопроводы.

Воду при пожаре используют на наружное и внутреннее пожаротушение. Расход воды на наружное пожаротушение принимают в соответствии со строительными нормами и правилами. Расход воды на пожаротушение зависит от категории пожарной опасности предприятия, степени огнестойкости строительных конструкций здания, объема производственного помещения.

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.

Система пожарных водопроводов находит применение в различных комбинациях: выбор той или иной системы зависит от характера производства, занимаемой им территории и т.п.

К установками водяного пожаротушения относят спринклерные и дренчерные установки. Они представляют собой разветвленную, заполненую водой систему труб, оборудованную специальными головками. В случае пожара система реагирует (по-разному, в зависимости от типа) и орошает конструкции помещенеия и оборудования в озне действия головок.

Пена

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.

Газы

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.

В последнее время разработан новый способ подачи газов в сжиженном состоянии в защищаемый объем, который обладает существенным преимуществами перед способом, основанным на подаче сжатых газов.

При новом способе подачи практически отпадает необходимость в ограниченеии размеров допускаемых к защите объектов, поскольку жидкость занимает примерно в 500 раз меньший объем, чем равное по массе количество газа, и не требует больших усилий для ее подачи. Кроме того, при испарении сжиженного газа достигается значительных охлаждающий эффект и отпадает ограничение, связанно с возможным разрушением ослабленных проемов, поскольку при подаче сжиженных газов создается мягкий режим заполнения без опасного повышения давления.

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.).