Главная > Дизайн > Огнетушащие свойства воды. Мир водоснабжения и канализации Самыми надежными в решении задач пожаротушения являются системы автоматического пожаротушения. Данные системы приводятся в действие пожарной автоматикой по показаниям датчиков. В свою очередь, это


Огнетушащие свойства воды. Мир водоснабжения и канализации Самыми надежными в решении задач пожаротушения являются системы автоматического пожаротушения. Данные системы приводятся в действие пожарной автоматикой по показаниям датчиков. В свою очередь, это




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)

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.

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.

44. Огнетушащие свойства воды. Применение воды при тушении пожара

Вода является одним из наиболее доступных, дешевых и широко распространенных огнегасительных средств, пригодных для тушения как малых, так и больших пожаров. Огнегасительные свойства воды заключаются в том, что она имеет большую теплоемкость, способна отнимать от горящих веществ значительное количество тепла, снижая те

мпературу очага горения до такой, при которой горение становится невозможно. Воду нельзя применять:

· для тушения веществ, вступающих с ней в реакцию, например, металлов калия и натрия. Выделяющийся водород в смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь.

· при тушении электрических установок, находящихся под напряжением, а также при тушении карбида кальция из-за возможности взрыва выделяющегося при этом ацетилена.

Для пожаротушения вода применяется в виде компактных струй, в распыленном состоянии, тонкодисперсном состоянии, а также в виде воздушно-механической пены. Применять компактные струи при тушении горящих легковоспламеняющихся жидкостей нельзя, так как при этом происходит растекание жидкости, всплывающей на поверхность воды, что способствует увеличению зоны горения.

Если воду применять в распыленном состоянии, в виде мелкодисперсных частиц, когда большинство капель распыленной воды имеет размер менее 0,1 мм, то при этом увеличивается поверхность соприкосновения воды с горящими веществами, что способствует более интенсивному отбору водой тепла от очага горения и образованию пара, способствующего тушению. Распыленная струя воды при пожарах в помещениях может быть применена для снижения температуры и осаждения дыма. Вода в распыленном состоянии может применяться для тушения горящих нефтепродуктов с температурой-вспышки свыше 120° С. AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

Добавление к воде 0,2-2,0% (по массе) пенообразователей способствует понижению поверхностного натяжения, в результате чего улучшаются ее огнегасительные свойства, в 2-2,5 раза уменьшается расход воды, сокращается время тушения.

45. Пожароопасные свойства материалов и веществ. Первичные средства пожаротушения

Основными показателями пожарной опасности, определяющими критические условия возникновения и развития процесса горения, являются температура самовоспламенения и концентрационные пределы воспламенения.

Температура самовоспламенения характеризует минимальную температуру вещества или материала, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

Минимальная концентрация горючих газов и паров в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя, называется нижним концентрационным пределом воспламенения; максимальная концентрация горючих газов и паров, при которой еще возможно распространение пламени, называется верхним концентрационным пределом воспламенения. Область составов и смесей горючих газов и паров с воздухом, лежащих между нижним и верхним пределами воспламенения, называется областью воспламенения.

Концентрационные пределы воспламенения не постоянны и зависят от ряда факторов. Наибольшее влияние на пределы воспламенения оказывают мощность источника воспламенения, примесь инертных газов и паров, температура и давление горючей смеси.

Изменение пределов воспламенения с повышением температуры может быть оценено по следующему правилу: при повышении температуры на каждые 100° величины нижних пределов воспламенения уменьшаются на 8-10%, а верхних пределов воспламенения увеличиваются на 12-15%.

Концентрация насыщенных паров жидкостей находится в определенной взаимосвязи с ее температурой.

Используя это свойство, можно концентрационные пределы воспламенения насыщенных паров выразить через температуру жидкости, при которой они образуются.

Способностью образовывать с воздухом воспламеняющиеся с большой скоростью (взрывоопасные) смеси обладают также взвешенные в воздухе пыли многих твердых горючих веществ. Та минимальная концентрация пыли в воздухе, при которой происходит ее загорание, называется нижним пределом воспламенения пыли. Поскольку достижение очень больших концентраций пыли во взвешенном состоянии практически нереально, термин «верхний предел воспламенения» к пылям не применяется.

К показателям пожарной опасности, характеризующим критические условия образования достаточного для горения газообразных горючих продуктов испарения или разложения конденсированных веществ и материалов, относятся температуры вспышки и воспламенения, а также температурные пределы воспламенения.

Температурой вспышки называется самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения. Пользуясь этой характеристикой, все горючие жидкости по пожарной опасности можно разделить на два класса:

1) жидкости с температурой вспышки до 61° С (бензин, этиловый спирт, ацетон, серный эфир, нитроэмали и т. д.), они называются легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ);

2) жидкости с температурой вспышки выше 61° С (масло, мазут, формалин и др.), они называются горючими жидкостями (ГЖ).

Температура воспламенения - температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение. Температурные пределы воспламенения - температуры, при которых насыщенные пары вещества образуют в данной окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему и верхнему концентрационным пределам воспламенения жидкостей.

Пожароопасность веществ характеризуется линейной (выраженной в см/с) и массовой (г/с) скоростями горения (распространения пламени) и выгорания (г/м2-с или см/с), а также предельным содержанием кислорода, при котором еще возможно горение. Для обычных горючих веществ (углеводородов и их производных) это предельное содержание кислорода составляет 12-14%, для веществ с высоким значением верхнего предела воспламенения (водород, сероуглерод, окись этилена и др.) предельное содержание кислорода составляет 5% и ниже.

Помимо перечисленных параметров для оценки пожарной опасности важно знать степень горючести (сгораемости) веществ. В зависимости от этой характеристики вещества и материалы делят на:

· горючие (сгораемые),

· трудногорючие (трудносгораемые)

· негорючие (несгораемые).

К горючим относятся такие вещества и материалы, которые при воспламенении посторонним источником продолжают гореть и после его удаления. К трудногорючим относят такие вещества, которые не способны распространять пламя и горят лишь в месте воздействия импульса; негорючими являются вещества и материалы, не воспламеняющиеся даже при воздействии достаточно мощных импульсов.

46. Автоматические огнетушащие установки. Причины пожаров на производстве

Применяют в помещениях в повышенной пожароопасностью.

1) спилинкерные: выходное отверстие сплинклерной головки закрыто пластинками, кот. при воздействии температуры расплавляются и вода из системы под давлением выходит из отверстия головки и орошает конструкции помещения или оборудования в зоне действия спринклерной головки. Одна головка орошает площадь 10-12 м.

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.