Тушение пожаров

Меры противопожарной защиты можно разделить на пассивные и активные.

Пассивные меры сводятся к архитектурно-планировочным решениям. При проектировании здания необходимо предусмотреть удобство подхода и проникновения в помещения пожарных подразделений, снижение опасности распространения огня между этажами, отдельными помещениями и зданиями, конструктивные меры, обеспечивающие незадымляемость зданий, противопожарные разрывы, преграды для распространения огня, выполнение конструкция здания из трудногорючих материалов и т.д.

Активные меры заключаются в создании автоматической пожарной сигнализации, установке систем автоматического пожаротушения, снабжении помещений первичными средствами пожаротушения и др.

Пассивные меры. Архитектурно-планировочные решения заключаются в зонировании территории предприятия и установлении между отдельными зданиями противопожарных разрывов.

Зонирование территории предприятия осуществляют исходя из технологической связи и характера пожарных опасностей, присущих различным технологическим процессам. Здания, сооружения, склады с повышенной пожарной опасностью располагают с подветренной стороны.

Противопожарные разрывы делают для предупреждения распространения пожара с одного здания на другое. Величина противопожарного разрыва зависит от степени огнестойкости зданий, категории пожарной опасности, протяженности и этажности зданий.

Для ограничения распространения пожара в зданиях внутри здания предусматриваются специальные конструктивные мероприятия. К ним можно отнести: противопожарные стены, противопожарные зоны, противопожарные перекрытия, легкосбрасываемые конструкции, огнепреградители, системы противодымной защиты зданий и др.

Противопожарные стены (брандмауэры) применяют для разделения цеха на противопожарные отсеки. Противопожарные стены опираются на фундаменты или фундаментные балки, возводятся на всю высоту здания.

Противопожарные зоны – это разделительные зоны для ограничения распространения пожара в здании. Обычно это пролет здания, отделяемый стенами и покрытиями, который разделяет здание на пожарные отсеки с разной пожарной опасностью.

Противопожарные перекрытия исключают распространение пожара по вертикали здания, они выполняются без проемов и отверстий и примыкают к глухим (не имеющим остекления) участкам наружных стен.

Легкосбрасываемые конструкции (ЛСК) обеспечивают снижение нагрузки на конструкцию здания при взрывном горении. В качестве легкосбрасываемых конструкций используют остекление зданий, двери, распашные ворота, поворотные панели, сбрасываемые участки крыши. При взрыве ЛСК сбрасываются за счет повышенного давления внутри здания (ударной волны), предотвращая тем самым разрушение здания.

Огнепреградители - это устройства, пропускающие паровоздушные смеси, но препятствующие распространению пламени. Огнепреградители устанавливают в трубопроводах горючих газов, на резервуарах горючих жидкостей. Они представляют собой металлический корпус, заполненный негорючими насадками, гравием, металлической сеткой и т.п.

Противодымная защита снижает задымление здания при пожаре и обеспечивается конструктивными решениями, которые не позволяют распространяться дыму по горизонтальным и вертикальным каналам в здании. К таким конструктивным решениям можно отнести:

q создание незадымляемых лестниц путем устройства воздушных зон с подпором воздуха;

q использование оконных проемов, фонарей для удаления дыма;

q устройство дымовых люков, проемов, шахт, через которые из помещения удаляется дым.

Активные меры защиты заключаются в обнаружении пожара (автоматической сигнализации о пожаре) и его тушении.

Пожарная сигнализация может быть электрическая и автоматическая. При использовании электрической пожарной сигнализации извещение о пожаре осуществляется в течение нескольких секунд. Система сигнали­зации состоит из приемной станции и соединенных с ней извещателей. В зависимости от способа включения извещателей электрическая пожарная сигнализация подразделяется на лучевую и шлейфную (рис.1). При лучевой системе каждый извещатель самостоятельно сообщается со стан­цией при помощи двух проводов — прямого и обратного. При этой систе­ме приемная станция может принимать одновременно сигналы от всех извещателей. Шлейфная система предусматривает последовательное включение извещателей в один общий провод (шлейф). Начало и конец провода присоединены к приемной станции. На один шлейф может быть включено до 50 извещателей.

Сигнал о пожаре подается нажатием кнопки извещателя. Извещатели устанавливают на видных местах в производственных помещениях, а также и вне помещений для того, чтобы возникший вблизи пожар не мог препятство­вать пользованию извещателем.

В автоматической пожарной сигнализации используются термоста­ты, которые при повышении температуры до заданного предела включа­ют извещатели. Автоматическим пожарным извещателем может быть ме­таллическая пластинка, состоящая из сплава различных материалов с раз­личным коэффициентом расширения. В случае повышения температуры до определенного предела пластинка выгибается и соединяет два элект­рических контакта, приводящие в действие звуковые и световые сигналы.

Очаги горения обнаруживают также путем регистрации оптического излу­чения и мерцания пламени, задымленности, теплового излучения, степе­ни ионизации окружающей среды, изменения температуры и давления. В зависимости от способа регистрации датчики систем пожаровзрывозащиты разделяются на датчики пламени, дымовые, тепловые, ионизацион­ные, датчики давления и комбинированные, регистрирующие несколько параметров.

Системами пожарной сигнализации оборудуют технологические ус­тановки повышенной пожарной опасности, производственные здания, склады. Пожарная сигнализация имеют большое значение для осуществления мер по предупреждению пожаров, способствуют своевре­менному их обнаружению и вызову пожарных подразделений к месту возникновения пожара.

Тушение пожара осуществляется следующими основными способами:

q изоляцией очага горения от воздуха или поступления горючего (изоляция);

q снижением концентрации кислорода в воздухе до значения, при котором не может происходить горение (разбавление);

q охлаждение очага горения ниже температуры воспламенения (самовоспламенения, вспышки) – (охлаждение);

q торможение (ингибирование) скорости химических реакций окисления (ингибирование);

q механический срыв пламени в результате воздействия на него струи газа или жидкости (механический срыв).

Огнетушащие вещества. К огнетушащим веществам относят воду, подава­емую в очаг горения сплошной струёй или в распыленном состоянии и обеспечивающую главным образом охлаждающий эффект; воздушно-механическую пену, оказывающие в основном изолирующее действие; инертные газы (углекислый газ, азот, водяной пар), оказывающие разбавляющее действие; галогенуглеводородные составы, обладающие свойствами химических ингибиторов; порош­ковые составы, обладающие универсальными огнетушащими свойства­ми; комбинированные составы (сочетание порошковых и пенных соста­вов, водогалогенуглеводородные эмульсии).

Выбор вещества для тушения пожара зависит от технологии производства, свойств применяемого сырья, условий, исключающих появление вредных побочных яв­лений при реагировании огнетушащего средства с горящим веществом (например, взрывов, образования токсичных газов) и др.

Тушение водой. Вода является наиболее дешевым и распространен­ным средством тушения пожаров. Она обладает высокой теплоемкостью, значительным увеличением объема при парообразовании (1 кг во­ды образует при испарении свыше 1700 л пара). Воду применяют для ту­шения пожаров твердых горючих материалов, создания водяных завес и охлаждения объектов, расположенных вблизи очага горения.

Учитывая высокую электропроводность воды, ее нельзя применять для тушения пожаров на электроустановоках, находящихся под напряже­нием.

При тушении водой нефтепродукты и другие горючие вещества всплывают и продолжают гореть на поверхности, поэтому эффект туше­ния подобных веществ резко снижается.

Воду подают в очаг горения в виде сплошных или распыленных струй. Сплошные мощные струи сбивают пламя, одновременно ох­лаждая поверхность. Распыленная струя в ряде случаев более эф­фективна, чем сплошная, т.к. создаются лучшие условия для испарения воды, и следовательно, для повышения охлаждения и разбав­ления горючей среды.

Для улучшения свойств воды при тушении пожара в нее могут добавляться различные химические вещества. Например, при добавлении к воде поверхностно-активных веществ (смачивате­лей) в 2...2,5 раза снижается расход воды и уменьшается время тушения. Так, введение в воду от 0,5 до 2,0 % смачивателя повышает эффект туше­ния пожаров плохо смачиваемых веществ и материалов почти в два раза. Для получения водохимических растворов в воду добавляют также сульфонаты, сульфонолы, пенообразователи.

Хороший эффект при тушении пожаров достигается применением водных эмульсий галогенированных углеводородов (смесь воды с 5... 10 % бромэтила, тетрафтордибромэтана и др.), т.к. при этом наряду с охлаждающим действием воды проявляется ингибирующее действие галоге­нированных углеводородов.

Тушение пеной. Слой пены препятствует воздействию тепла зоны горения на поверхность горючих веществ и оказывает изолирующее действие. Пену (химическую и воздушно-меха­ническую) применяют для тушения твердых веществ, ЛВЖ с плотностью менее 1,0 и не растворяющихся в воде.

Химическая пена образуется в результате реакции между щелочью и кислотой в присутствии пенообразователя.

Воздушно-механическая пена — коллоидная система, состоящая из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости. Ее получают смешива­нием воды и пенообразователя с одновременным примешиванием с воздухом.

Огнетушащие свойства воздушно-механической пены определяются ее кратностью, под которой понимается отношение объема пены к объему ее жидкой фазы (или объему раствора, из которого она образована). Пены бывают низкократ­ные — с кратностью от 8 до 40, средней кратности — от 40 до 120 и высокократные — свыше 120.

Тушение инертными разбавителями. В качестве огнетушащих со­ставов для объемного тушения используют инертные разбавители — во­дяной пар, диоксид углерода, азот, аргон, дымовые газы и летучие инги­биторы (некоторые галогенсодержащие вещества). Тушение при разбав­лении среды инертными разбавителями связано с потерями тепла на на­гревание этих разбавителей и снижением скорости процесса и теплового эффекта реакции.

Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях неболь­шого объема и создания паровоздушных завес на открытых технологиче­ских площадках.

Углекислый газ применяют для объемного тушения пожаров на складах ЛВЖ, аккумуляторных станциях, в сушильных печах, в помещениях и зонах, где расположено электрооборудование, находящееся под напряжением, а также дорогое оборудование и ценности, которые могут быть повреждены водой и пеной (компьютерные залы, картинные галереии и т.д.). Углекислым газом нельзя ту­шить щелочные и щелоч­ноземельные металлы, некоторые гидриды металлов.

Тушение порошковыми составами. Эти составы обладают высокой огнетушащей эффективностью. Они способны подавлять горение различ­ных соединений и веществ для тушения которых не применимы вода и пена (металлы и металлорганические соединения и т. п.), их можно применять при тушении пожаров на электроустановках под напряжением. Основную роль при тушении порошками играет их способность ингибировать пламя. Огнетушащий эффект, например, порошков на основе бикарбонатов щелочных металлов значительно превышает эффект ох­лаждения или разбавления диоксидом углерода, выделяющимся при раз­ложении этих порошков.

Многие огнетушащие вещества повреждают оборудование. Поэтому выбор вида огнетушащего вещества определяется не только скоростью и качеством тушения пожара, но и необходимостью минимизации ущерба, которое может быть приченено помещению и находящимся в нем предметам и оборудованию.

Стационарные установки тушения пожара. В зависимости от используемых в установках огнетушащих веществ они подразделяются на водяные, пенные, газовые и порошковые.

Водяные стационарные установки получили наиболее широкое распространение. Применяются стационарные установки двух типов – спринклерные и дренчерные.

Спринклерные установки включаются автоматически при повыше­нии температуры среды внутри помещения до заданного предела. Датчи­ками этих систем являются спринклеры, легкоплавкий замок которых от­крывается при повышении температуры. Спринклерные установки име­ют основной и автоматический (вспомогательный) водопитатели. Авто­матический водопитатель (водонапорный бак, гидропневматическая установка, водопровод и др.) должен подавать воду до включения основного водопитателя (насосных стан­ций). Водяные спринклерные системы используют в поме­щениях с температурой воз­духа не ниже 4°С, а в неотап­ливаемых помещениях трубопрово­ды заполняют до пускового устройства антифризом.

Спринклерная установка представляет собой систему разветвленных трубопроводов, размещенных под по­толком помещения, в которые вмонтированы спринклеры (спринклерные головки). Каждый спринклером орошает от 9 до 12м² площади пола.

Выходное отверстие в спринклерной головке закрыто легкоплавким замком. При повышении температуры припой замка расплавляется (тмпература плавления припоя замка 72 °С), замок под действием давления воды, которой заполнены трубопроводы, выбрасывается, и вода разбрызгивается, ударяясь о дефлектор. В спринклерных головках совмещены датчики и приспособ­ления для выбрасывания воды. В спринклерных установках вскрываются лишь те головки, которые оказались в зоне высокой температуры пожара. Спринклерные головки обладают сравнительно большой инерционно­стью — они вскрываются через 2...3 мин с момента повышения темпера­туры.

Дренчерные установки применяют в помещениях с высокой пожар­ной опасностью. При горении ЛВЖ эти установки локализуют пожар и предотвращают распространение огня на соседнее оборудование. Дренчерные головки устроены аналогично спринклерным, но у них отсутствует легкоплавкий замок. Поэтому трубопроводы под потолком не заполнены водой, которая подается только при включении насосов подачи воды. Насосы могут включаться вручную или автоматически при подаче сигнала от автоматического извещателя. Если спринклерная установка срабатывает только над очагом пожара, то дренчерная орошает водой весь орошаемый объем. Так как трубопроводы не заполнены водой, то дренчерные установки могут использоваться и при минусовых температурах в помещении.

В установках водопенного тушения основным элементом является генератор пены. В генераторе пены водяная эмульсия, проходя через распылитель 1, расширяется в диффузоре 2 и попада­ет на металлическую сетку 3, где насыщается воздухом, что и дает обильное ценообразование..

Установки газового пожаротуше­ния могут быть объемно­го и локального пожаротушения (по объе­му и по площади). В помещениях объе­мом до 3000 м³применяют объемное ту­шение углекислым газом, азотом, аргоном, а объемом до 6000 м³ — фреоном. Назначение установки — быстро заполнить помещение газовыми составами и создать в нем требуемую концентрацию инертного, при которой прекращается горение. Уста­новки размещают в отдельном помеще­нии; пуск их осуществляют специальным автоматическим устройством.

Установки для тушения пожаров порошковыми составами могут иметь различ­ные схемы и выполняться с электрическим и пневмомеханическим пус­ком.

На начальной стадии пожара и в помещениях, которые не оборудованы стационарными установками используются портативные первичные средства тушения пожара.