Мир водоснабжения и канализации. Вода как средство пожаротушения Физические и огнетушащие свойства воды

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)

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.).

1) Вода обладает большой теплоемкостью (4187 Дж/кг · град) при нормальных условиях и высокой теплотой парообразования (2236 кДж/кг), поэтому, попадая в зону горения, на горящее вещество, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. При этом она частично испаряется и превращается в пар, увеличиваясь в объеме в 1700 раз (из 1 л воды при испарении образуется 1700 л пара), благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения, а также вытеснению воздуха из зоны очага пожара.

2) Вода обладает высокой термической стойкостью . Ее пары только при температуре свыше 1700 0 С могут разлагаться на кислород и водород, усложняя тем самым обстановку в зоне горения. Большинство же горючих материалов горит при температуре, не превышающей 1300-1350 0 С и тушение их водой не опасно.

3) Вода имеет низкую теплопроводность , что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции. Это свойство, в сочетании с предыдущими, позволяет использовать ее не только для тушения, но и для защиты материалов от воспламенения.

4) Малая вязкость и несжимаемость воды позволяют подавать ее по рукавам на значительные расстояния под большим давлением.

5) Вода способна растворять некоторые пары, газы и поглощать аэрозоли . Значит, водой можно осаждать продукты горения на пожарах в зданиях. Для этих целей применяют распыленные и тонкораспыленные струи.

6) Некоторые горючие жидкости (жидкие спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) растворимы в воде, поэтому, смешиваясь с водой, они образуют негорючие или менее горючие растворы.

7) Вода с абсолютным большинством горючих веществ не вступает в химическую реакцию .

Отрицательные свойства воды как огнетушащего вещества:

1) Основной недостаток у воды как огнетушащего средства заключается в том, что из-за высокого поверхностного натяжения (72,8 · 10 -3 Дж/м 2) она плохо смачивает твердые материалы и особенно волокнистые вещества . Для устранения этого недостатка к воде добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), или, как их называют, смачиватели. На практике используют растворы ПАВ, поверхностное натяжение которых в 2 раза меньше, чем у воды. Применение растворов смачивателей позволяет уменьшить расход воды на тушение пожара на 35-50 %, снизить время тушения на 20-30 %, что обеспечивает тушение одним и тем же объемом огнетушащего вещества на большей площади. Например, рекомендуемая концентрация смачивателя в водных растворах для тушения пожаров:

Ø Пенообразователь ПО - 1,5 %;

Ø Пенообразователь ПО-1Д - 5 %.

2) Вода имеет относительно большую плотность (при 4 0 С - 1 г/см 3 , при 100 0 С - 0,958 г/см 3), что ограничивает, а иногда и исключает ее применение для тушения нефтепродуктов, имеющих меньшую плотность и нерастворимых в воде.

3) Малая вязкость воды способствует тому, что значительная часть ее утекает с места пожара , не оказывая существенного влияния на процесс прекращения горения. Если увеличить вязкость воды до 2,5 · 10 -3 м/с, то значительно снизиться время тушения и коэффициент ее использования повысится более чем в 1,8 раза. Для этих целей применяют добавки из органических соединений, например, КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза).

4) Металлические магний, цинк, алюминий, титан и его сплавы, термит и электрон при горении создают в зоне горения температуру, превышающую термическую стойкость воды, т.е. больше чем 1700 0 С. Тушение их водяными струями недопустимо.

5) Вода электропроводна , поэтому ее нельзя применять для тушения электроустановок, находящихся под напряжением.

6) Вода реагирует с некоторыми веществами и материалами (пероксидами, карбидами, щелочными и щелочноземельными металлами и т.п.) , которые поэтому нельзя тушить водой.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

КУРСОВАЯ РАБОТА

ВОДА КАК СРЕДСТВО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Выполнила студентка

3 курса, группа ПБ

Алексеева Татьяна Робертовна

Москва 2013

5. Область применения воды

Список литературы

1. Огнетушащая эффективность воды

Пожаротушение - это комплекс действий и мероприятий, направленных на ликвидацию возникшего пожара. Возникновение пожара возможно при одновременном присутствии трех компонентов: горючего вещества, окислителя и источника зажигания. Развитие пожара требует присутствия не только горючих веществ и окислителя, но и передачи тепла от зоны горения к горючему материалу. Поэтому тушение пожара можно обеспечить следующими способами:

• изоляцией очага горения от воздуха или снижение путем разбавления воздуха негорючими газами концентрации кислорода до значения, при котором не может происходить горение;
• охлаждением очага горения до температур ниже температур воспламенения и вспышки;
• замедлением скорости химических реакций в пламени;
• механическим срывом пламени путем воздействия на очаг горения сильной струи газа или воды;
• созданием условий огнепреграждения.

Результаты воздействий всех существующих средств тушения на процесс горения зависят от физико-химических свойств горящих материалов, условий горения, интенсивности подачи и других факторов. Например, водой можно охлаждать и изолировать (или разбавлять) очаг горения, пенными средствами - изолировать и охлаждать, инертными разбавителями - разбавлять воздух, снижая концентрацию кислорода, хладонами - ингибировать горение и препятствовать распространению пламени порошковым облаком. Для любого средства тушения доминирующим является только одно огнетушащее воздействие. Вода оказывает преимущественно охлаждающее воздействие, пены - изолирующее, хладоны и порошки - ингибирующее.

Большинство средств тушения не являются универсальными, т.е. приемлемыми для тушения любых пожаров. В ряде случаев средства тушения оказываются несовместимыми с горящими материалами (например, взаимодействие воды с горящими щелочными металлами или металлоорганическими соединениями сопровождается взрывом).

При выборе средств тушения следует исходить из возможности получения максимального огнетушащего эффекта при минимальных затратах. Выбор средств тушения должен производиться с учетом класса пожара. Вода является наиболее широко применяемым огнетушащим средством тушения пожаров веществ в различных агрегатных состояниях.

Высокая огнетушащая эффективность воды и большие масштабы ее использования для тушения пожаров обусловлены комплексом особых физико-химических свойств воды и в первую очередь необычно высокой, в сравнении с другими жидкостями, энергоемкостью испарения и нагревания паров воды. Так, на испарение одного килограмма воды и нагревание паров до температуры 1000 К необходимо затратить около 3100 кДж/кг, тогда как аналогичный процесс с органическими жидкостями требует не более 300 кДж/кг, т.е. энергоемкость фазового превращения воды и нагревания ее паров в 10 раз выше, чем в среднем для любой другой жидкости. При этом теплопроводность воды и ее паров почти на порядок выше, чем для других жидкостей.

Хорошо известно, что наибольшей эффективностью при тушении пожаров обладает распыленная, высокодисперсная вода. Для получения высокодисперсной струи воды, как правило, требуется высокое давление, но и при этом дальность подачи распыленной воды ограничена малой дистанцией. Новый принцип получения высокодисперсного потока воды основан на новом способе получения распыленной воды - путем многократного последовательного диспергирования водной струи.

Основным механизмом действия воды при тушении пламени на пожаре является охлаждение. В зависимости от степени дисперсности капель воды и типа пожара охлаждаться может либо преимущественно зона горения, либо горящий материал, либо и то и другое вместе.

Не менее важным фактором является разбавление горючей газовой смеси водяными парами, что ведет к ее флегматизации и прекращению горения.

Кроме этого, распыленные капли воды поглощают лучистое тепло, абсорбируют горючий компонент и приводят к коагуляции дымовых частиц.

2. Достоинства и недостатки воды

Факторами, обусловливающими достоинства воды как огнетушащего средства, помимо доступности и дешевизны являются значительная теплоемкость, высокая скрытая теплота испарения, подвижность, химическая нейтральность и отсутствие ядовитости. Такие свойства воды обеспечивают эффективное охлаждение не только горящих объектов, но и объектов, расположенных вблизи очага горения, что позволяет предотвратить разрушение, взрыв и загорание последних. Хорошая подвижность обеспечивает легкость транспортировки воды и доставки ее (в виде сплошных струй) в удаленные и труднодоступные места.

Огнетушащая способность воды обусловливается охлаждающим действием, разбавлением горючей среды образующимися при испарении парами и механическим воздействием на горящее вещество, т.е. срывом пламени.

Попадая в зону горения, на горящее вещество, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. При этом она частично испаряется и превращается в пар, увеличиваясь в объеме в 1700 раз (из 1 л воды при испарении образуется 1700 л пара), благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения, а также вытеснению воздуха из зоны очага пожара.

Вода обладает высокой термической стойкостью. Ее пары только при температуре свыше 1700°С могут разлагаться на кислород и водород, усложняя тем самым обстановку в зоне горения. Большинство же горючих материалов горит при температуре, не превышающей 1300-1350°С и тушение их водой не опасно.

Вода имеет низкую теплопроводность, что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции. Это свойство, в сочетании с предыдущими позволяет использовать ее не только для тушения, но и для защиты материалов от воспламенения.

Малая вязкость и не сжимаемость воды позволяют подавать ее по рукавам на значительные расстояния и под большим давлением.

Вода способна растворять некоторые пары, газы и поглощать аэрозоли. Значит, водой можно осаждать продукты горения на пожарах в зданиях. Для этих целей применяют распыленные и тонкораспыленные струи.

Некоторые горючие жидкости (жидкие спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) растворимы в воде, поэтому, смешиваясь с водой, они образуют негорючие или менее горючие растворы.

Но в то же время вода обладает рядом недостатков, которые сужают область ее использования как огнетушащего средства. Большое количество используемой в тушении воды может нанести непоправимый ущерб материальным ценностям, иногда не меньше, чем сам пожар. Основной недостаток у воды, как огнетушащего средства, заключается в том, что из-за высокого поверхностного натяжения (72,8*-103 Дж/м2) она плохо смачивает твердые материалы и особенно волокнистые вещества. Другими недостатками являются: замерзание воды при 0°С (снижает транспортабельность воды при низких температурах), электропроводность (приводит в невозможности тушения водой электроустановок), высокая плотность (при тушении легких горящих жидкостей вода не ограничивает доступ воздуха в зону горения, а, растекаясь, способствует еще большему распространению огня).

3. Интенсивность подачи воды для тушения

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:

Qо. с / 60tт П,

Где:- интенсивность подачи огнетушащих средств, л/ (м2 ·с), кг/ (м2 ·с), кг/ (м3 ·с), м3/ (м3 ·с), л/ (м ·с);о. с - расход огнетушащего средства во время тушения пожара или проведения опыта, л, кг, м3;т - время, затраченное на тушение пожара или проведение опыта, мин;

П - величина расчетного параметра пожара: площадь, м2; объем, м3; периметр или фронт, м.

Интенсивность подачи можно определять через фактический удельный расход огнетушащего средства;

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:

Qф / П,

Где Qф - фактический расход огнетушащего средства, л/с, кг/с, м3/с (см, п.2.4).

В зависимости от расчетной единицы параметра пожара (м2, м3, 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

з = 0,25 Iтр,

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:

л = Is hт,

Где hт - 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 Iпр. г, и интенсивности потерь Iпот.

Iпр. г + Iпот.

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/ (м2с)

Объект тушенияИнтенсивность1. Здания и сооруженияАдминистративные здания: I - III степени огнестойкости0,06IV степени огнестойкости0,10V степени огнестойкости0,15Подвальные помещения0,10Чердачные помещения0,10Ангары, гаражи, мастерские, трамвайные и троллейбусные депо0, 20Больницы0,10Жилые дома и подсобные постройки: I - III степени огнестойкости0,03IV степени огнестойкости0,10V степени огнестойкости0,15Подвальные помещения0,15Чердачные помещения0,15Животноводческие зданияI - III степени огнестойкости0,10IV степени огнестойкости0,15V степени огнестойкости0, 20Культурно-зрелищные учреждения (театры, кинотеатры, клубы, дворцы культуры): Сцена0.20Зрительный зал0,15Подсобные помещения0,15Мельницы и элеваторы0,14Производственные зданияI - II степени огнестойкости0,35III степени огнестойкости0, 20IV - V степени огнестойкости0,25Окрасочные цехи0, 20Подвальные помещения0,30Сгораемые покрытия больших площадей в производственных зданиях: При тушении снизу внутри здания0,15При тушении снаружи со стороны покрытия0,08При тушении снаружи при развившемся пожаре0,15Строящиеся здания0,10Торговые предприятия и склады товарно-материальных ценностей0, 20Холодильники0.10Электростанции и подстанции: Кабельные туннели и полуэтажи (подача тонкораспыленной воды) 0, 20Машинные залы и котельные отделения0, 20Галереи топливоподачи0,10Трансформаторы, реакторы, масляные выключатели (подача тонкораспыленной воды) 0,102. Транспортные средства Автомобили, трамваи, троллейбусы на открытых стоянках0,10Самолеты и вертолеты: Внутренняя отделка (при подаче тонкораспыленной воды) 0,08Конструкции с наличием магниевых сплавов0,25Корпус0,15Суда (сухогрузные и пассажирские): Надстройки (пожары внутренние и наружные) при подаче цельных и тонкораспыленных струй0, 20 Трюмы0, 203. Твердые материалыБумага разрыхленная0,30Древесина: Балансовая, при влажности, %40 - 500, 20Менее 400,50Пиломатериалы в штабелях в пределах одной группы при влажности, %; 6 - 140,4520 - 300,30Свыше 300, 20Круглый лес в штабелях0,3Щепа в кучах с влажностью 30 - 50 %0,10Каучук (натуральный или искусственный), резина и резинотехнические изделия0,30 Льнокостра в отвалах (подача тонкораспыленной воды) 0, 20Льнотресты (скирды, тюки) 0.25Пластмассы: Термопласты0,14Реактопласты0,10Полимерные материалы и изделия из них0, 20Текстолит, карболит, отходы пластмасс, триацетатная пленка0,30Торф на фрезерных полях влажностью 15 - 30 % (при удельном расходе воды 110 - 140 л/м2 и времени тушения 20 мин.) 0,10Торф фрезерный в штабелях (при удельном расходе воды 235 л/м и времени тушения 20 мин) 0, 20 Хлопок и другие волокнистые материалы: Открытые склады0, 20Закрытые склады0,30Целлулоид и изделия из него0,404. Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости (при тушении тонкораспыленной водой) Ацетон0,40Нефтепродукты в емкостях: С температурой вспышки ниже 28оС0,30С температурой вспышки 28 - 60оС0, 20С температурой вспышки более 60°С0, 20Горючая жидкость, разлившаяся на поверхности площадки, в траншеях технологических лотках0, 20 Термоизоляция, пропитанная нефтепродуктами0, 20Спирты (этиловый, метиловый, пропиловый, бутиловый и др.) на складах и спиртзаводах0,40 Нефть и конденсат вокруг скважины фонтана0, 20

Примечания:

При подаче воды со смачивателем интенсивность подачи по таблице снижается в 2 раза.

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.

4. Способы подачи воды для пожаротушения

Самыми надежными в решении задач пожаротушения являются системы автоматического пожаротушения. Данные системы приводятся в действие пожарной автоматикой по показаниям датчиков. В свою очередь, это обеспечивает оперативное тушение очага возгорания без участия человека.

Автоматические системы пожаротушения обеспечивают:

срабатывание звукового и светового оповещения

выдача сигнала "тревога" на пульт пожарной охраны

автоматическое закрытие огнесдерживающих клапанов и дверей

автоматическое включение систем дымоудаления

отключение вентиляции

отключение электрооборудования

автоматическую подачу огнетушащего вещества

оповещение о подаче.

В качестве огнетушащего вещества используются: инертный газ - хладон, углекислый газ, пена (низкой, средней, высокой кратности), огнетушащие порошки, аэрозоли и вода.

пожаротушение вода огнетушащая эффективность

"Водяные" установки разделяются на спринклерные, предназначенные для локального тушения пожаров, и дренчерные - для тушения огня на большой территории. Спринклерные установки запрограммированы на срабатывание при повышении температуры выше заданной нормы. При тушении огня струя распыленной воды подается в непосредственной близости от очага возгорания. Узлы управления данных установок бывают "сухого" типа - для неотапливаемых объектов, и "мокрого" - для помещений, температура в которых не опускается ниже 00 С.

Спринклерные установки эффективны для защиты помещений, пожар в которых, предположительно, будет быстро развиваться.

Оросители данного типа установок весьма разнообразны, это позволяет использовать их в помещениях с различным интерьером.

Спринклер представляет собой клапан, срабатывающий при воздействии на него термочувствительного запорного устройства. Как правило, это стеклянная колба с жидкостью, которая лопается при заданной температуре. Спринклеры устанавливаются на трубопроводах, внутри которых находятся вода или воздух под высоким давлением.

Как только температура в помещении повышается выше заданной, стеклянное запорное устройство спринклера разрушается, вследствие разрушения, открывается клапан подачи воды/воздуха, давление в трубопроводе падает. При падении давления срабатывает датчик, который запускает насос, подающий воду в трубопровод. Данная опция обеспечивает подачу необходимого количества воды к месту возникновения пожара.

Существует целый ряд спринклеров, которые отличаются между собой различной температурой срабатывания.

Спринклеры с предварительным действием значительно снижают вероятность ложного срабатывания. Конструкция устройства такова, что для подачи воды необходимо отрыться обоим спринклерам, входящим в состав системы.

Дренчерные системы, в отличие от спринклерных, срабатывают по команде пожарного извещателя. Это позволяет ликвидировать пожар ранней стадии развития. Основным отличием дренчерных систем является то, что вода для тушения пожара подаётся в трубопровод непосредственно при возникновении пожара. Данные системы в момент пожара подают значительно большее количество воды на защищаемую площадь. Как правило, дренчерные системы используются для создания водяных завес и охлаждения особо чувствительных к нагреву и легковоспламеняющихся объектов.

Для подачи воды в дренчерную систему используется, так называемый, дренчерный узел управления. Узел активируется электрическим, пневматическим или гидравлическим способом. Сигнал на запуск дренчерной системы пожаротушения подаётся, как автоматическим способом - системой пожарной сигнализации, так и вручную.

Одна из новинок на рынке пожаротушения - установка с системой тонкораспыленной подачей воды.

Мельчайшие частички воды, поданные под высоким давлением, обладают высокой проникающей и дымоосаждающей способностью. Данная система значительно усиливает огнетушащий эффект.

Системы пожаротушения тонкораспыленной водой разработаны и созданы на основе оборудования низкого давления. Это позволяет обеспечивать высокоэффективную пожарную защиту с минимальным расходом воды и высокой надежностью. Подобные системы используются для тушения пожаров разных классов. Огнетушащее вещество - вода, а также вода с добавками, газоводяная смесь.

Вода, распыленная через тонкое отверстие, увеличивает площадь воздействия, таким образом, усиливается охлаждающее действие, которое потом увеличивается из-за испарения водяного тумана. Данный способ пожаротушения обеспечивает отличный эффект осаждения частиц дыма и отражение теплового излучения.

Огнетушащая эффективность воды зависит от способа подачи ее в очаг пожара.

Наибольший огнетушащий эффект достигается при подаче воды в распыленном состоянии, так как увеличивается площадь одновременного равномерного охлаждения.

Сплошные струи используют при тушении наружных и открытых или развившихся внутренних пожаров, когда необходимо подать большое количество воды или если воде необходимо придать ударную силу, а также пожаров, когда к очагу близко подойти не представляется возможным, при охлаждении с больших расстояний соседних и горящих объектов, конструкций, аппаратов. Этот способ тушения является наиболее простым и распространенным.

Сплошные струи нельзя применять там, где может быть мучная, угольная и другая пыль, способная образовывать взрывоопасные концентрации.

5. Область применения воды

Воду применяют для ликвидации пожаров классов:

А - древесина, пластмассы, текстиль, бумага, уголь;

В - легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, сжиженные газы, нефтепродукты (тушение тонкораспыленной водой);

С - горючие газы.

Воду нельзя использовать для тушения веществ, которые выделяют при контакте с ней тепло, горючие, токсичные или коррозионно-активные газы. К таким веществам относятся некоторые металлы и металлоорганические соединения, карбиды и гидриды металлов, горячие уголь и железо. Особенно опасно взаимодействие воды с горящими щелочными металлами. В результате такого взаимодействия возникают взрывы. При попадании воды на раскаленные уголь или железо возможно образование гремучей водородно-кислородной смеси.

В таблице 2 приведены вещества, которые нельзя тушить водой.

ВеществоХарактер взаимодействия с водойМеталлы: натрий, калий, магний, цинк и др. Реагируют с водой с образованием водородаАлюминийорганические соединенияРеагируют со взрывомЛитийорганические соединенияРазлагаются с образованием горючих газовАзид свинца, карбиды щелочных металлов, гидриды металлов, силаныРазлагаются с образованием горючих газовГидросульфат натрияПроисходит самовозгораниеГидросульфат натрияВзаимодействие с водой сопровождается бурным тепловыделениемБитум, перекись натрия, жиры, маслаУсиливается горение, происходят выбросы горящих веществ, разбрызгивание, вскипание

Водяные установки неэффективны для тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей с температурой вспышки менее 90оС.

Вода, обладающая значительной электропроводностью, в присутствии примесей (особенно солей) увеличивает электропроводность в 100-1000 раз. При использовании воды для тушения электрооборудования, находящегося под напряжением, электрический ток в струе воды на расстоянии 1,5 м от электрооборудования равен нулю, а при добавке 0,5% соды возрастает до 50 мА. Поэтому при тушении пожаров водой электрооборудование обесточивают. При использовании дистиллированной воды, ею можно тушить даже высоковольтные установки.

6. Метод оценки применимости воды

При попадании воды на поверхность горящего вещества возможны хлопки, вспышки, разбрызгивание горящих материалов по большой площади, дополнительное возгорание, увеличение объема пламени, выброс горящего продукта из технологического оборудования. Они могут иметь большие масштабы или локальный характер.

Отсутствие количественных критериев оценки характера взаимодействия горящего вещества с водой затрудняет принятие оптимальных технических решений с применением воды в установках автоматического пожаротушения. Для ориентировочной оценки применимости водных средств можно воспользоваться двумя лабораторными методами. Первый метод заключается в визуальном наблюдении за характером взаимодействия воды с горящим в небольшом сосуде исследуемым продуктом. Второй метод предусматривает измерение объема выделяющего газа, а также степени разогрева при взаимодействии продукта с водой.

7. Способы повышения огнетушащей эффективности воды

Для повышения области применения воды в качестве огнетушащего средства, применяют специальные добавки (антифризы), понижающие температуру замерзания: минеральные соли (К2СО3, MgCl2, СаСl2), некоторые спирты (гликоли). Однако соли повышают коррозионную способность воды, поэтому их практически не применяют. Применение же гликолей существенно повышает стоимость тушения.

В зависимости от источника вода содержит различные природные соли, обусловливающие повышение ее коррозионной способности и электропроводности. Пенообразователи, соли против замерзания и другие добавки также усиливают эти свойства. Предотвратить коррозию контактирующих с водой металлических изделий (корпусов огнетушителей, трубопроводов и др.) можно либо нанесением на них специальных покрытий, либо добавлением к воде ингибиторов коррозии. В качестве последних применяют неорганические соединения (кислые фосфаты, карбонаты, силикаты щелочных металлов, окислители типа хроматов натрия, калия или нитрита натрия, образующие на поверхности защитный слой), органические соединения (алифатические амины и другие вещества, способные абсорбировать кислород). Наиболее эффективный из них - хромат натрия, но он токсичен. Для защиты от коррозии пожарного оборудования обычно применяют покрытия.

Для повышения огнетушащей эффективности воды, в нее вводят добавки, повышающие смачивающую способность, вязкость и т.п.

Эффект тушения пламени капиллярно-пористых, гидрофобных материалов, таких как торф, хлопок и тканные материалы достигается при добавлении к воде поверхностно-активных веществ - смачивателей.

Для уменьшения поверхностного натяжения воды рекомендуется применять смачиватели - поверхностно - активные вещества: смачиватель марки ДБ, эмульгатор ОП-4, вспомогательные вещества ОП-7 и ОП-10, являющиеся продуктами присоединения семи - десяти молекул этиленоксида к моно - и диалкилфенолам, алкильный радикал которых содержит 8-10 атомов углерода. Некоторые из этих соединений применяются также в качестве пенообразователей для получения воздушно-механической пены. Добавление в воду смачивателей позволяет существенно повысить ее огнетушащую эффективность. При введении смачивателя расход воды на тушение снижается в четыре раза, а время тушения - более чем вдвое.

Одним из способов повышения эффективности пожаротушения водой является использование тонкораспыленной воды. Эффективность тонкораспыленной воды обусловлена высокой удельной поверхностью мелких частиц, что повышает охлаждающий эффект за счет проникающего равномерного действия воды непосредственно на очаг горения и увеличения теплосъема. При этом значительно снижается вредное воздействие воды на окружающую среду.

Список литературы

1.Курс лекций "Средства и способы пожаротушения"

2.А.Я. Корольченко, Д.А. Корольченко. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Пожнаука, 2004. - Ч.1 - 713с., - Ч.2 - 747с.

.Теребнев В.В. Справочник руководителя тушения пожара. Тактические возможности пожарных подразделений. - М.: Пожнаука, 2004. - 248с.

.Справочник РТП (Клюс, Матвейкин)