Требования предъявляемые к огнетушащим веществам. Огнетушащие вещества

Под огнетушащими веществами, как правило, подразумеваются такие вещества, которые непосредственно используются в процессе пожарной защиты. Перед их использованием следует ознакомиться с областью их применения. Например, вода категорически не подойдет для тушения пожаров, вызванных проблемами в электрических коммуникациях.

Чаще всего в ликвидации пожаров используется вода, порошки, пена, аэрозоли и газовые составы. Рассмотрим каждое вещество отдельно.

Виды огнетушащих веществ

Вода

Самое доступное и часто встречающееся вещество. Это связано с ее низкой стоимостью, теплоемкостью. В чистом виде применяется довольно редко, как правило, на основе воды делают растворы с определенными свойствами. Например, снижается коэффициент поверхностного натяжения. Это зависит непосредственно от цели такого раствора.

Вода имеет небольшую теплопроводность. Поэтому ее неэффективно применять при воспламенении горючих жидкостей. Вода может разбрызгать горючее вещество. Наиболее эффективной является тонкораспыленная вода.

Пена

Довольно эффективное и распространенное вещество в сфере пожарной безопасности. Одновременно оказывается охлаждающий и изолирующий эффект. Такие свойства пены помогают избежать повторного воспламенения, после того как она разрушилась. Не вся пена используется для борьбы с пожарами. Например, использование мыльной пены будет нелогичным. Пожарная пена должна иметь высокую структурную и механическую прочность. Пена довольно плохо храниться, поэтому, как правило, в такие растворы добавляются соли, которые улучшают огнетушащие свойства и улучшают хранение. Бывает нескольких видов.

1. Химическая. Состоит из щелочи и кислоты. Также в этот состав добавляют стабилизаторы для более длительного хранения.
2. Воздушно-механическая. Изготавливается из пенного раствора при смешивании с водой.
3. Протеиновая. Изготавливается из растительных и животных отходов с высоким содержанием белка. Такая пена имеет низкую совместимость с огнетушащими порошками.

Существует огромное количество других видов, однако, мы не будем останавливаться на их детальном рассмотрении. Коротко можно сказать о положительных сторонах применения пены. Пена обладает хорошим охлаждающим эффектом. Пена показывает высокую эффективность в борьбе при пожарах с воспламеняющимися жидкостями. Хорошо покрывает горящую площадь и значительно снижает шанс повторного возгорания.

Порошки

Одним из наиболее универсальных веществ, применяющихся в пожарной безопасности, являются особые порошковые составы. Собственно такие составы состоят из минеральных видов солей. Они обрабатываются особыми добавками. Это придает им дополнительной текучести и снижает способность поглощать воду. Что касается действующих веществ, то порошки составляют из карбонатных и других соединений.

Порошковые составы имеют разные сферы применения. Например, порошки общего применения используются для тушения горючих жидких веществ, некоторых газов и также электрического оборудования. Итак, какие существуют виды порошковых составов?

1. АВСЕ-разновидность порошков. Основ действующий элемент таких порошков - фосфорно-аммонийная соль. Такие составы подойдут для борьбы с пожаром жидких горючих веществ. Отлично подойдут для тушения твердых веществ и электрооборудования;
2. ВЕ-тип. Главный действующий компонент - сульфат калия, также бикарбонат натрия и другие. Такой состав подойдет для тушения объектов под напряжением. Хорошо справляются с воспламенением твердых и жидких горючих веществ;
3. D-тип. Подходят для тушения металлов.

Аэрозоли

В наше время применяются довольно широко. Такие составы имеют высокую эффективность. Хорошо сохраняются и сберегают нужную концентрацию для тушения пожаров. Такие составы не требуют каких-либо особых условий для хранения.

Несмотря на все преимущества, все-таки аэрозоли имеют некоторые недостатки. Дело в том, что при ложном срабатывании они сами могут стать источником огня. Правильная конструкция снижает такую опасность.

Газовые составы

Считаются наиболее эффективными веществами в сфере пожарной безопасности. В таком составе, как правило, находится диоксид углерода и хладона. Это инертный газ, который не воспламеняется. Таким образом, при его применении, он понижает процент кислорода и тем самым уменьшает пламя. Явным преимуществом является то, что такой газ не загрязняет поверхность (в отличие от порошков). Газовые составы наиболее эффективны в условиях закрытого помещения.

Углекислый газ эффективен для борьбы с пожарами, вызванными воспламенением жира и масла. Широко применяется при пожарах, связанных с электронным оборудованием. Показывает хорошие результаты против горящей пластмассы. Отлично подойдет для ликвидации пожара в помещении, где уборка затруднительна.

Совет! Важно отметить, что в огнетушителях должны использоваться такие вещества, которые имеют соответствующие сертификаты и заключения.

Другие виды огнетушащих веществ

Огнетушащие вещества могут быть:

• Охлаждающими, такими как вода.
• Разбавляющими. К этой группе относится углекислый газ, азот и тонкораспыленная вода.
• Порошкообразными.
• Изолирующими. Сюда относятся такие вещества как песок, одежда, воздушно-механическая пена.

Предполагает использование широкого спектра веществ, благодаря которым реализуется борьба с огнем. Традиционно главным веществом такого рода считается вода. Действительно, это наиболее популярное наполнение противопожарных установок, но далеко не во всех случаях этот способ оказывается эффективен. Поэтому в рабочий арсенал пожарных служб вводятся и другие виды огнетушащих веществ, под свойства которых разрабатываются и обслуживающие технические средства. Так появляются все новые порошковые компоненты, жидкостные составы и аэрозоли, газовые и другие варианты веществ, позволяющих успешно бороться с пламенем.

Классификации огнетушащих веществ

Базовый принцип разделения огнетушащих веществ основывается на характере воздействия на огонь. Наиболее распространенным способом такого воздействия является охлаждение зоны горения. В процессе тушения осуществляется подача активных с точки зрения прекращения огня материалов. При этом сотрудники пожарной службы должны по возможности перемешивать элементы конструкций и разбирать горящие материалы, позволяя эффективнее охлаждаться пораженным поверхностям. Следующий принцип основывается на разбавлении реагирующих элементов. В данном случае огнетушащие вещества представляют собой легкоиспаряющиеся или разлагающиеся покрытие которыми способствует прекращению огня. Также распространены изолирующие материалы, которые воздействуют на активность в зоне горения путем создания специальных барьеров, перемычек и т. д.

Существует и другая классификация огнетушащих материалов, которая основывается на физическом состоянии вещества. В частности, выделяют жидкие, газообразные, сыпучие, твердые, а также тканевые наполнители пожарных установок. Стоит отметить, что принадлежность наполнителей к разным группам в соответствии с данной классификацией никак не связывается с упомянутой выше системой разделения. То есть классификация огнетушащих веществ по принципу воздействия на зону пожара может допускать вхождение в одну из категорий двух и более материалов с разными физико-химическими свойствами.

Охлаждающие вещества

Теоретически, горение можно прекратить, если на высокой скорости обеспечить отвод теплового выделения. Реализовать такой принцип можно за счет использования хладагентов, которые посредством охлаждения регулируют процесс теплоотвода, сводят к минимуму активность источника горения. Классическим представителем группы охлаждающих материалов является вода - огнетушащее вещество, которое обладает высокой теплоемкостью, доступностью и химической инертностью.

Как и у всех универсальных материалов, у данной жидкости есть недостатки. В первую очередь вода отличается повышенной электропроводностью, что само по себе накладывает серьезные ограничения на ее применение. Ситуация усугубляется, когда жидкость смешивают с другими добавками, увеличивающими способность к проводке тока. Но и это еще не все недостатки. Вода также обладает слабо выраженными способностями к адгезии относительно горящих материалов, из-за чего, собственно, в нее и вносят специальные добавки. В итоге получаются уже другие огнетушащие вещества, представляющие собой различные смеси и растворы - как правило, на соляной основе.

Изолирующие вещества

Самый распространенный материал этой группы - пена. Изолирующее воздействие способствует эффективному подавлению пламени с минимальными потерями и риском в плане токсической безопасности. Структуру пены формирует из жидких пузырьков, которые имеют газовое наполнение. Зачастую такие вещества оказывают двойное воздействие - изолирующее и охлаждающее. При этом далеко не все пенные огнетушащие вещества могут использоваться в тушении пожаров. Например, разведенный в домашних условиях мыльный раствор не даст никакого эффекта, поскольку в огне структура эмульсии мгновенно будет разрушена. Поэтому используются особые растворы, обладающие относительно прочной структурой пузырей, способной выдерживать тепловые и механические воздействия. В целях укрепления пенного вещества в составы растворов добавляются специальные стабилизаторы. Также с пенообразователем сочетают и применение воздушных эмульсий.

В категорию изолирующих материалов стоит отнести и порошки, предназначенные для тушения пожаров. Хотя такие вещества являются универсальными и оказывают многофакторное подавляющее воздействие на огонь, все-таки на первый план выходит способность к изоляции источников огня. В таких целях, к примеру, используют огнетушащий порошок на основе щелочных металлов, карбоната, бикарбоната, аммонийных солей и других соединений. Также подобные вещества используются целенаправленно в тушении электрооборудования.

Вещества разбавления

Это обширная группа веществ, которые в основном ориентированы на использование в особых условиях пожаротушения. Для прекращения огня таким способом используют материалы, способные или разбавлять горючие пары с газами до состояния негорючей концентрации, или минимизировать содержание кислорода в воздухе до уровня, когда перестает поддерживаться горение. При этом могут применяться различные подходы к подаче материалов - например, в общую зону пожара, в воздух или целенаправленно в объект горения.

Согласно практике применения, самым популярным средством этого типа является углекислый газ, обеспечивающий наиболее эффективное прекращение горения на пожаре. Огнетушащие вещества в виде азота и водяного пара также оказываются полезными в зависимости от условий применения. Например, водяной пар используют в основном при в закрытых помещениях и труднодоступных местах. В ходе обработки объекта водяной пар наполняет собой все помещение, разбавляя и вытесняя из него воздушные массы. Таким образом активное вещество препятствует горению, не оказывая вредного воздействия на находящихся в помещении людей. Кроме того, иногда обеспечивается двойной эффект тушения пламени паром. Во-первых, действует само облако, замещающее воздух. Во-вторых, капли, образуемые от пара, испаряются и поглощают тепло от источника пожара.

Химически активные вещества

Это категория веществ, которые оказывают тормозящее действие на процесс горения. Принцип тушения основывается на химическом воздействии средства на зону пожара. При контакте огнетушащего вещества с целевым объектом происходит взаимодействие с активными центрами окисляющей реакции, в результате чего остаются негорючие или малоактивные соединения, прекращающие реакцию горения.

Обеспечить такой эффект способны галоидированные углеводороды. Это огнетушащие вещества с ингибирующим действием, которые тормозят активность процесса горения. Но важно учитывать, что подобные материалы опасны токсическим воздействием. Что касается эффективности тушения, то это, возможно, самая лучшая группа материалов для пожаротушения. Но, опять же, нежелательная химическая активность существенно ограничивает область применения таких веществ. Если говорить о конкретных соединениях, то ингибирующие вещества могут быть представлены фреонами и другими галоидопроизводными соединениями на основе этана и метана. Специалисты называют такие материалы хладонами, приписывая им особые обозначения с указанием химического состава. В соответствии с маркировкой определяются и допустимые условия применения веществ.

Мобильные и стационарные средства пожаротушения

Сама по себе эффективность веществ, которые теоретически могут оказать помощь в деле борьбы с огнем, минимальна, если нет налаженной системы подачи материала. Для этой цели используются мобильные и стационарные установки, осуществляющие введение или распыление активного вещества. К мобильным средствам можно отнести пожарные автомобили, которые эксплуатируются службами охраны. Впрочем, это не только обычные машины с личным составом. В эту же категорию можно включить поезда, самолеты и морские суда, выполняющие ликвидацию огня в соответствующих условиях. Также распространены и стационарные установки пожаротушения, которые предназначены для выпуска огнетушащего вещества. К примеру, такие системы чаще всего используются именно в закрытых помещениях и работают с разбавляющими активными материалами.

Среди основных задач, которые выполняют стационарные установки, можно отметить ликвидацию или, как минимальную цель, локализацию пожара. При этом существует множество вариантов конструкционных исполнений подобных комплексов. В частности, различают модульные и агрегатные системы. Также на фоне широкой автоматизации систем безопасности отходят от ручного управления и установки пожаротушения, дополняясь современной электроникой и новейшими системами удаленного контроля.

Применение огнетушащих веществ в лафетных установках

Лафетные средства подачи огнетушащих материалов, как правило, проектируются еще на этапе строительства объекта, в котором будет осуществлен их монтаж. Дело в том, что подобные системы являются наиболее требовательными к коммуникационному обеспечению, поэтому изначальный расчет их местоположения и установки особенно важен. Обычно такие агрегаты применяются на производственных объектах, где также размещаются и емкости для огнетушащих веществ конкретного типа. Это могут быть, к примеру, резервуары с водой или баллоны с пенным или газовым наполнителем. Некоторые модификации, к слову, не предназначены именно для полной ликвидации пламени. Их основные задачи сводятся к защите производственного оборудования или коммуникаций - например, путем водяного орошения.

Установки такого типа могут различаться по способу устройства. Далеко не всегда лафетные конструкции имеют стационарное положение. Это могут быть мобильные с дополнением в виде программного или дистанционного управления. Конечно, распространены и стационарные установки, подача огнетушащих веществ в которых зачастую осуществляется через общие инженерные сети и коммуникации. Такое подключение позволяет не тратить время на организацию работающей инфраструктуры и моментально приступать к процессу пожаротушения.

Автоматика в установках пожаротушения

Современные автоматические противопожарные установки позволяют, независимо от участия человека, контролировать факторы, свидетельствующие об опасности пожара, и своевременно начинать процесс тушения. Обычно в момент превышения заложенных в программу значений начинается подача активного вещества и вместе с этим срабатывает сигнализация. При этом существуют разные подходы к средствам управления такими системами. Например, спринклерные модели полностью автоматизированы, но есть и другие системы, в которых предусматривается ручное управление. Так, огнетушащее вещество в установках может выпускаться и в автоматическом режиме, и по команде оператора через пульт управления. Но такая система контроля уже зависит от типа самой установки - модульные ориентируются на большую автономию, в то время как централизованные допускают максимальный спектр подходов к управлению.

Важно отметить и факторы безопасности, которые не всегда могут учитываться при эксплуатации автоматических систем. Оснащение подобными установками себя оправдывает лишь в тех случаях, когда ликвидация очагов возгорания первичным инструментарием невозможна. Также на некоторых производственных объектах персонал обслуживает системы безопасности не в круглосуточном режиме. Очевидно, что в таких ситуациях не обойтись без автоматического средства борьбы с огнем. Другое дело, что для минимизации рисков следует изначально сделать правильный выбор огнетушащего вещества, автоматическая подача которого как максимум повлечет лишь запланированный и предварительно рассчитанный ущерб.

Классификация установок по огнетушащему веществу

Для каждого вида установки пожаротушения используется конкретный тип активного вещества. В целях безопасности применение нескольких материалов в одном комплексе практикуется редко. Самой распространенной системой является конструкция с водяным пожаротушением. Особенно распространены дренчерные комплексы, которые используют в целях защиты помещений с высоким риском пожара. Эффективность подобных устройств обусловлена тем, что они могут обеспечивать одновременное орошение всей области охраняемой площадки. В свой состав включают насосное оборудование, панели управления, трубопроводы, емкости для воды, оповещающие устройства и т. д.

Вторым по популярности веществом, которое используется в дренчерных конструкциях, является пена. Такие системы используют для защиты локальных зон в производственных помещениях, предотвращения воспламенения трансформаторов и электроаппаратов. Довольно широко применяются и спринклерные установки с пенным материалом пожаротушения. Кстати, такие агрегаты имеют много схожего с водяными установками за исключением особых подходов к дозированию. Это основные огнетушащие вещества, используемые в стационарных и мобильных средствах борьбы с очагами возгорания, но есть и специализированные газовые системы, порошковые и аэрозольные. Как правило, пожарозащитное оборудование с такими наполнителями используется в особых условиях - например, в местах, где предъявляются повышенные требования к содержанию электрооборудования.

Заключение

При всем многообразии веществ, используемых в современных системах пожаротушения, специалисты по-прежнему не могут назвать универсальный и наиболее эффективный способ борьбы с огнем. Наблюдается довольно четкая сегментация материалов по классам в зависимости от их технико-эксплуатационных качеств. В то же время немаловажную роль играет воздействие огнетушащих веществ на человека и объекты, которые находятся в зоне воспламенения. Например, системы пожаротушения с химическими наполнителями вполне могли бы стать единственным средством подавления огня. Как показывает практика использования, требуется минимальное количество огнетушащего материала такого типа для борьбы с пожарами средних классов.

Но проблема заключается в последствиях, которые влечет использование химически опасных веществ. По этой причине технологи осваивают новые способы пожаротушения, в том числе конструкционные. Эффективно работающее вещество для тушения огня может раскрыть весь свой потенциал лишь в том единственном случае, если была правильно организована система борьбы с очагами воспламенения. И в этом плане стоит отметить важность и базовых установок, которые подают материал для тушения, и способов управления - автоматических или ручных.

Для ликвидации процесса горения необходимо прекратить подачу в зону горения горючего вещества и окислителя или снизить их поступление до значений, при которых горение не произойдет. Это достигается охлаждением зоны горения ниже температуры самовоспламенения или понизить температуру горящего вещества ниже температуры воспламенения; разбавить реагирующие вещества негорючими веществами; изолировать горючие вещества от зоны горения.

К огнетушащим веществам относят воду, пены, инертные газы, галогеноуглеводородные, порошковые и комбинированные составы.

Вода - наиболее распространенное и дешевое средство. Она обладает высокой теплоемкостью (теплота парообразования 2258 Дж/г), повышенной термической стойкостью. При испарении 1 л воды образуется 1700 л пара. Воду применяют для тушения твердых горючих материалов, создания водяных завес и охлаждения объектов, расположенных вблизи очага горения.

Водой, из-за ее электропроводности, нельзя тушить электрооборудование. Ее не используют для тушения легких нефтепродуктов, т.к. они всплывают и продолжают гореть.

Воду подают в очаг горения в виде сплошных и распыленных струй. Сплошной струей сбивают пламя. Ее используют, когда к зоне горения трудно добраться и для охлаждения соседних с горящим объектом металлоконструкций.

Тушение распыленной струей более эффективно, вследствие лучшей ее испаряемости.

Для тушения ГЖ (ДТ, керосина, масел и др.) применяют распыленную воду в виде капельных струй, с их размером от 0,3 до 0,8 мм. Наилучший эффект для тушения ЛВЖ достигается мелкораспыленными и туманообразными водяными струями.

При введении в воду от 0,2 до 2,0% поверхностно-активных веществ (смачивателей) расход воды снижается в 2 - 2,5 раза.

При добавлении к воде 5 - 10% галогенированных углеводородов (бромэтила, тетрафтордибромэтана и др.) эффект тушения увеличивается за счет их ингибирующего действия.

Пена (химическая и воздушно-механическая) используется для тушения твердых веществ и ЛВЖ.

Химическая пена образуется в результате реакции между щелочью и кислотой в присутствии пенообразователя. Ее состав: 80% СО2, 19,7% Н2О о 0,3% пенообразователя.

Воздушно-механическая пена получается смешиванием воды, пенообразователя и воздуха. Огнетушащие свойства пены определяются ее кратностью. Кратность пены это отношение объема пены к объему раствора, из которого она образована. Пены бывают низкократные - с кратностью от 8 до 40, средней кратности - от 40 до 120 и высокократные - свыше 120. Состав пены низкой кратности: 90% воздуха, 9,7% Н2О и 0,2-0,4% пенообразователя.

Для тушения пожаров ГЖ и ЛВЖ применяют воздушно-механическую пену средней кратности. Высокократную пену используют в подвалах и других замкнутых объемах, а также для тушения разлитых в небольших количествах жидкостей.

Стойкость пены характеризуется ее сопротивляемостью процессу разрушения, высокократные пены менее стойки.

Инертные разбавители - водяной пар, диоксид углерода, азот, аргон, дымовые газы, летучие ингибиторы (галогеносодержащие вещества).

Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях небольшого объема и создания паровых завес на открытых технологических площадках. Огнетушащая концентрация пара составляет 35% (об).

Диоксид углерода применяют для тушения ЛВЖ, электрооборудования, на аккумуляторных станциях. Для подачи СО2 применяют огнетушители и стационарные установки. Тушение пожара основано на разбавлении концентрации кислорода в зоне горения.

Порошковые составы сбивают и ингибируют пламя. Их используют для тушения электрооборудования, пирофорных соединений. Наиболее распространены порошковые составы на основе бикарбоната и карбоната натрия и калия, аммонийных солей фосфорной кислоты, силикагеля.

Выбор средств пожаротушения сводится к обеспечению надежного тушения при наименьших затратах.

Для объектов, в которых применяется большое количество ЛВЖ и в которых нельзя осуществить объемное тушение, целесообразно использовать стационарные пенные и порошковые установки.

В табл. 12.8 приведены классы пожаров и средств их тушения.

Таблица 12.8

Под огнетушащими веществами в пожарной тактике понимаются такие вещества, которые непосредственно воздействуют на процесс горения и создают условия для его прекращения (вода, пена, порошки и др.).

По основному (доминирующему) признаку прекращения горения тушащие вещества подразделяются на:
охлаждающего действия (вода, твердый диоксид углерода и др.);
разбавляющего действия (негорючие газы, водяной пар, тонкораспыленная вода и т.п.);
изолирующего действия (воздушно-механическая пена различной кратности, сыпучие негорючие материалы и пр.);
ингибирующего действия (галоидированные углеводороды: бромистый метилен, бромистый этил, тетрафтордибромэтан, огнетушащие составы на их основе и др.).

Однако следует отметить, что все огнетушащие вещества, поступая в зону горения, прекращают горение комплексно, а не избирательно, т.е. вода, являясь огнетушащим веществом охлаждения, попадая на поверхность горящего материала, частично будет действовать как вещество разбавляющего и изолирующего действия.

Охлаждающие огнетушащие вещества. Для охлаждения горящих материалов применяются жидкости, обладающие теплоемкостью. Для большинства горючих материалов применяется вода.

Попадая в зону горения, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество тепла. 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 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 – 1500 °С и тушение их водой не опасно. Однако металлические магний, цинк, алюминий, титан и его сплавы, при горении создают в зоне горения температуру, превышающую термическую стойкость воды. Тушение их водой недопустимо.

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 несжимаемость воды позволяет подавать ее по рукавам на значительные расстояния и под большим давлением.

Пары воды способны растворять некоторые горючие пары, газы и поглощать аэрозоли. Распыленной 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.

Наряду с этим у воды имеются и отрицательные свойства. Основной недостаток у воды как огнетушащего вещества заключается в том, что из-за высокого поверхностного натяжения (72,8 10-3 Дж/м2) она плохо смачивает твердые материалы и особенно волокнистые вещества.

Для устранения этого недостатка к воде добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), или, как их еще называют - смачиватели. На практике используют растворы ПАВ, поверхностное натяжение которых в 2 раза меньше, чем у воды.

Применение растворов смачиваетелей позволяет уменьшить расход воды при тушении пожаров на 35-50%; снизить время тушения на 20-30%, что обеспечивает тушение одним и тем же объемом огнетушащего вещества на большой площади.

Изолирующие огнетушащие вещества. Создание между зоной горения и горючим материалом или воздухом изолирующего слоя из огнетушащих веществ и материалов - распространенный способ тушения пожаров, применяемый пожарными подразделениями. При его реализации применяются самые разнообразные огнетушащие средства, способные на некоторое время изолировать доступ в зону горения либо кислорода воздуха, либо горючих паров и газов.

В практике пожаротушения для этих целей широкое применение нашли:
жидкие огнетушащие вещества (пена, в некоторых случаях вода и пр.);
газообразные огнетушащие вещества (продукты взрыва и т.д.);
негорючие сыпучие материалы (песок, тальк, флюсы, огнетушащие порошки и т.д.);
твердые тканевые материалы (асбестовые, войлочные покрывала и другие негорючие ткани, в некоторых случаях листовое железо).

Разбавляющие огнетушащие вещества. Для прекращения горения разбавлением реагирующих веществ, применяются такие огнетушащие средства, которые способны разбавить либо горючие пары и газы до негорючих концентраций, либо снизить содержание кислорода воздуха до концентрации, не поддерживающей горения.

Приемы прекращения горения заключаются в том, что огнетушащие средства подаются либо в зону горения или в горящее вещество, либо в воздух, поступающий в зоне горения.

Наибольшее распространение они нашли в стационарных установках пожаротушения для относительно замкнутых помещений (трюмы судов, сушильные камеры на промпредприятиях и т.д.), а также для тушения горючих жидкостей, пролитых на земле на небольшой площади. Кроме того, разбавление спиртов до 70 % водой - необходимое условие для успешного тушения их в резервуарах воздушно-механической пеной.

Практика показывает, что в качестве разбавляющих огнетушащих средств наибольшее распространение нашли диоксид углерода (углекислый газ), азот, водяной пар и распыленная вода. В гарнизонах, имеющих на вооружении автомобили газоводяного тушения (АГВТ), для целей разбавления концентрации кислорода воздуха, поступающего к зоне горения, возможной использование газоводяной смеси.

При определенной концентрации разбавляющих огнетушащих веществ в воздухе помещения температура горения снижается и становится меньше, чем температура потухания, горение прекращается.

Практика и опыт тушения пожаров показывают, что пламенное горение большинства горючих материалов прекращается при снижении концентрации кислорода в воздухе помещения до 14 – 16 %.

Углекислый газ применяется для тушения пожаров электрооборудования электроустановок, в библиотеках, книгохранилищах и архивах и т.п. Однако им категорически запрещено тушение щелочных и щелочноземельных металлов.

Азот, главным образом, применяется в стационарных установках пожаротушения для тушения натрия, калия, бериллия и кальция. Для тушения магния, лития, алюминия, циркония применяют аргон, а не азот. Диоксид углерода и азот хорошо тушат вещества, горящие пламенем (жидкости и газы), плохо тушат вещества и материалы, способные тлеть (древесина, бумага).

К недостаткам диоксида углерода и азота как огнетушащих веществ следует отнести их высокие огнетушащие концентрации и отсутствие охлаждающего эффекта при тушении.

Водяной пар нашел широкое применение в стационарных установках тушения в помещениях с ограниченным количеством проемов, объемом до 500 м3 (сушильные и окрасочные камеры, трюмы судов, насосные по перекачке нефтепродуктов и т.п.), на технологических установках для наружного пожаротушения, на объектах химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Тонкораспыленная вода (диаметр капель меньше 100 мк) - для получения ее применяют насосы. Создающие давление свыше 2 - 3 МПа (20 - 30 атм) и специальные стволы-распылители.

Попадая в зону горения, тонкораспыленная вода интенсивно испаряется, снижая концентрацию кислорода и разбавляя горючие пары и газы, участвующие в горении. Об эффективности применения тонкораспыленной воды для целей пожаротушения свидетельствуют опыты, проведенные на морских судах, где установлено, что после четырехминутной работы одного ствола высокого давления температура в помещениях кают снижалась с 700 до 100°С, содержание аэрозоля в дыму уменьшалось в 3 раза, увеличивалась освещенность предметов источником света, резко снижалось содержание оксида углерода за счет поглощения водой.

Огнетушащие вещества химического торможения. Сущность прекращения горения химическим торможением реакции горения заключается в том, что в воздух горящего помещения или непосредственно в зону горения вводятся такие огнетушащие вещества, которые вступают во взаимодействие с активными центрами реакции окисления, образуя с ними либо негорючие, либо менее активные соединения, обрывая тем самым цепную реакцию горения. Поскольку эти вещества оказывают воздействие непосредственно на зону реакции, в которой реагирующие вещества находятся в паровоздушной фазе, они должны отвечать следующим специфическим требованиям:
иметь низкую температуру кипения, чтобы при малых температурах разлагаться, легко переходить в парообразное состояние;
иметь низкую термическую стойкость, т.е. при малых температурах разлагаться на составляющие их атомы и радикалы;
продукты термического распада огнетушащих веществ должны активно вступать в реакцию с активными центрами.

Этим требованиям отвечают галоидированные углеводороды - особо активные вещества, оказывающие ингибирующее действие, т.е. тормозящие химическую реакцию горения. Однако в отношении этих веществ следует напомнить общие требования к огнетушащим веществам и особенно на такое, как токсичность. Наиболее широкое применение нашли составы на основе брома и фтора. Галоидированные углеводороды и огнетушащие составы на их основе имеют высокую огнетушащую способность при сравнительно небольших расходах.

Разнообразные средства, используемые для тушения пожа­ров, называются огнетушащими. В качестве огнетушащих средств могут быть использованы вещества и материалы, имею­щие определенные свойства в твердом, жидком и газообразном состоянии.

К наиболее употребительным для тушения пожаров отно­сятся следующие вещества.

Вода обладает большой теплоемкостью и способна воспри­нимать от горящих веществ и материалов значительное количе­ство тепла. На нагревание и превращение в пар 1 л воды рас­ходуется около 2688 Дж тепла.

Вода плохо смачивает многие вещества (например, древеси­ну и древесный уголь, хлопок, шерсть и др.), поэтому коэф­фициент ее использования при тушении пожара весьма низок. Для повышения смачивающей способности воды и увеличения эффективности тушения в нее добавляют различного рода сма­чиватели, а также применяют в виде распыленных струй, так как в этом случае непроизводительные потери ее существенно сокращаются. Тонкораспыленную воду используют также для тушения некоторых легковоспламеняющихся и горючих жид­костей.

Однако применять воду для тушения пожаров не допускает­ся в тех случаях, если она химически взаимодействует с тем или иным веществом (например, с негашеной известью, карбидом кальция, щелочными металлами и др.). Другим недостатком воды является ее электропроводность, поэтому применять ее для тушения электроустановок не допускается.

Водяной пар оказывает охлаждающее действие на горящие вещества, а также способствует разбавлению концентраций реагирующих веществ в зоне горения и изолирует ее от окру­жающей воздушной среды. Водяной пар применяют для туше­ния загораний и пожаров в различного рода аппаратах и в за­крытых помещениях небольшого объема. Эффект тушения при помощи водяного пара достигается при массовом расходе его не менее 0,002 кг/с-м 3 .

Огнетушащие пены получают при смешивании газа и жид­кости, в результате чего образуются пузырьки, внутри которых заключены частицы газа. Для тушения пожаров используют химическую и воздушно-механическую пены.

Огнетушащие свойства пены состоят в том, что она, покры­вая слоем поверхность горящего вещества, изолирует его от зоны горения, уменьшает поступление в нее горячих паров и газов и несколько охлаждает горящее вещество.

Огнетушащие пены используют для тушения легковоспла­меняющихся и горючих жидкостей, а также большинства твер­дых горючих веществ. В очаг пожара пену подают при помощи специальных аппаратов - пенных огнетушителей, пенных ство­лов или пеногенераторов. За последнее время в Советском Сою­зе широкое распространение получила пена средней и высокой кратности, которую с успехом применяют при тушении пожаров в промышленных и жилых зданиях, на судах и т. д.

Двуокись углерода (устаревшие названия: «углекислый газ», «углекислота»), азот и продукты сгорания жидких и твердых топлив широко используют в качестве огнетушащих средств.

Огнетушащие свойства двуокиси углерода (как и других инертных газов) заключаются в том, что она до некоторой сте­пени изолирует горящую поверхность от доступа воздуха, охлаждает ее и разбавляет концентрацию реагирующих ве­ществ, поступающих в зону горения.

Быстрое испарение жидкой двуокиси углерода сопровожда­ется образованием снега (это свойство С0 2 используется в спе­циальных огнетушителях). Огнетушащая концентрация двуоки­си углерода при тушении пожаров в закрытых объемах составляет 30% (по объему). Так как этот газ обладает токсическими свойствами, то при тушении пожара следует немедленно остав­лять помещение при заполнении его двуокисью углерода. Дву­окись углерода не проводит электрический ток, поэтому ее ис­пользуют для ликвидации горения в электроустановках. Для тушения горящего магния, натрия, алюминия, калия и электро­на двуокись углерода применять нельзя, поскольку она разла­гается с выделением кислорода и тем самым усиливает горе­ние. Названные металлы можно тушить специальными огнетушащими порошками или жидким азотом.

Наряду с двуокисью углерода и азотом в настоящее время для тушения пожаров широко применяются галоидированные углеводороды, к числу которых относятся жидкостные составы типа 3,5, БФ-1, БФ-2, БМ и фреон 114В2. Их огнетушащее воздействие основано на химическом торможении реакции го­рения при введении паров этих составов в зону пожара.

В тех случаях, когда применение перечисленных выше средств неэффективно или недопустимо, используют специаль­ныепорошковые составы. В СССР для тушения нефтепродуктов, спиртов, защиты трансформаторов применяют порошковый сос­тав ГІСБ (на основе бикарбоната натрия). Для тушения рас­плавленных щелочных металлов применяются порошковыесо­ ставы типа ПС.

Средства огнетушения и их свойства

В соответствии с условиями, необходимы для возникновения и распространения горения, его прекращение может быть достигнуто следующими методами:

Прекращением доступа в зону горения окислителя (кислорода воздуха) или горючего вещества, а также снижением их поступления до величин, при которых горение невозможно;

Охлаждением зоны горения ниже температуры самовоспламенения или понижением температуры горящего вещества ниже температуры воспламенения;

Разбавлением горючих веществ негорючими;

Интенсивным торможением скорости химических реакций в пламени, механическим отрывом пламени сильной струей газа или воды.

На этих принципиальных методах и основаны используемые способы и приемы прекращения горения при пожарах.

Основные огнегасительные вещества: вода, химическая и воздушно-механическая пены, водные растворы солей, инертные и негорючие газы, водяной пар, галоидо-углеводородные огнегасительные составы и сухие огнетушащие порошки, сжатый воздух.

Воду можно применять самостоятельно или в смеси с различными химикатами. В сравнении с другими средствами вода отличается такими преимуществами, как широкая доступность и низкая стоимость, большая теплоемкость, обеспечивающая отвод тепла из труднодоступных мест, высокая транспортабельность, химическая нейтральность и неядовитость. К недостаткам воды относится замерзание при температуре 0° С, следствием чего могут стать разрыв пожарных рукавов и поломка насоса; неприменимость для тушения горюющих жидких веществ (ЛЖВ и ГЖ) с плотностью меньше единицы (бензин, керосин, ацетон, спирты, масла, эфир и т.п.). Будучи легче воды, они всплывают на поверхность, продолжают гореть и, растекаясь, увеличивают площадь горения. Нельзя тушить водой электросети и электроустановки, находящиеся под напряжением, так как струя воды является проводником и может вызвать поражение электрическим током.

Химическая пена получается при взаимодействии щелочного и кислотного растворов в присутствии пенообразователей. При этом образуется газ (диоксид углерода).

Пузырьки газа обволакиваются водой с пенообразователем, в результате создается устойчивая пена, которая может долго оставаться на поверхности жидкости.

Воздушно-механическая пена представляет собой смесь воздуха (~90 %), воды (~9,7 %) и пенообразователя (~0,3 %). Характеристикой пены является кратность – отношение объема полученной пены к объему исходных веществ (обычная кратность пены – до 20). В последнее время в практике тушения пожаров находит применение высокократная пена (кратность свыше 200), значительно более объемная и дольше сохраняющаяся. Она получается в генераторах высокократной пены, где воздух не подсасывается, а нагнетается под некоторым давлением.

Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях объемом до 500 м 3 и небольших пожаров на открытых площадках и установках. Пар увлажняет горящие предметы и снижает концентрацию кислорода. Огнегасительная концентрация водяного в воздухе составляет примерно 35% по объему.

Инертные и негорючие газы (азот, аргон, гелий, диоксид углерода) понижают концентрацию кислорода в очаге горения и тормозят интенсивность горения. Инертные газы обычно применяют в сравнительно небольших по объему помещениях. Огнегасительная концентрация инертных газов при тушении в закрытом помещении составляет 31-36% к объему помещения.

Водные растворы солей относятся к числу жидких огнегасительных средств. Применяются растворы бикарбоната натрия, хлоридов кальция и др. Соли, выпадая из водного раствора, образуют на поверхности горящего вещества изолирующие пленки, отнимающие теплоту.

Огнегасительное действие галоидоуглеводородных огнегасительных составов основано на химическом торможении реакции горения. Применяются составы: 3,5; 4НД; 7; СЖБ; БФ; и др. (цифры 3,5 и 7 означает, что эти составы в 3,5 и 7 раз эффективнее диоксида углерода).

Огнетушащие порошки представляют собой мелко измельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и комкованию. Они обладают хорошей огнетушащей способностью.

Сухой, чистый и просеянный песок тушит пожар почти так же, как водяной пар и инертные газы. При забрасывании песком горящего предмета происходят поглощение тепла и изоляция поверхности от кислорода воздуха.

Покрывала (асбестовые полотна, брезент, кошма) используют для тушения небольших горящих поверхностей и горящей одежды на человеке (происходит изоляция горящего вещества от доступа кислорода воздуха). Механические средства (брезент, войлок, песок, земля) применяются там, где горючие вещества еще не успели нагреться, то есть в начале воспламенения.

На практике применяют также смачеватели. Основное физическое свойство растворов смачивателей состоит в улучшении смачиваемости горючих веществ (например, резины, угольной пыли, волокнистых материалов, торфа). К смачивателям относят мыло, синтетические растворители, амилсульфаты, алкилсульфонаты и другие вещества.

При выборе средств тушения следует исходить из возможности получения наилучшего огнетушащего эффекта при минимальных затратах. Важнейшими параметрами пожаров, определяющими условия пожаротушения, являются:

Физико-химические свойства горючего материала, от которых зависит выбор огнетушащего вещества;

Пожарная нагрузка, под которой имеются в виду масса всех горючих и трудногорючих материалов, находящихся в рассматриваемом объекте, отнесенная к площади пола помещения или поверхности, занимаемой материалами на открытом воздухе;

Скорость выгорания пожарной нагрузки;

Газообмен очага пожара с окружающей средой и с внешней атмосферой;

Теплообмен между очагами пожара и окружающими материалами и конструкциями;

Размеры и форма очага пожара и помещения, в котором произошел пожар;

Метеорологические условия.

Физико-химические свойства горючего материала определяют выбор средства огнетушения. Для тушения пожара нельзя применять вещества, бурно реагирующие с горючим или окислителем. Например, нельзя применять воду для тушения материалов, которые взаимодействуют с ней, образуют горючие газы или выделяют тепло (щелочные металлы и некоторые другие горючие материалы).

Особые трудности вызывает тушение пожаров тлеющих материалов из-за трудности проникновения огнетушащих веществ в поры таких материалов. Классификация пожаров в зависимости от физико-химических свойств горючих материалов и возможности их тушения различными огнетушащими веществами и составами приведена в таблице

Классы пожаров

Пожарная нагрузка, в которую входят горючие конструктивные элементы зданий, и скорость ее выгорания определяют основные характеристики пожара, так же как температурный режим и продолжительность пожара, опасные факторы (ОФП), Воздействующие на людей.

Пожарную нагрузку дифференцируют в зависимости от ее распределения по площади на распределенную и сосредоточенную и характеризуют массой на единицу поверхности пола (кг/м 2). Развитие пожара и его параметры в сильной степени зависят от вида и величины пожарной нагрузки.

По способу распределения пожарной нагрузке помещения делятся на два класса:

Помещения больших объектов, в которых пожарная нагрузка сосредоточена и горение может развиваться на отдельных разобщенных участках без образования общей зоны горения;

Помещения, в которых пожарная нагрузка рассредоточена по всей площади таким образом, что горение может происходить с образованием общей зоны горения. В зависимости от класса помещения выбирают способ пожаротушения. Пожар можно разделить на три зоны: горения, теплового воздействия и задымления.

Зона горения занимает часть пространства, в котором непосредственно происходит горение. Она может ограничиваться ограничивающими конструкциями здания, стенами технологического оборудования. Горение на пожаре имеет диффузионный турбулентный характер.

В отличие от газов и жидкостей горение твердых материалов может происходить по горизонтальной, наклонной и вертикальной поверхностям. Скорость распространения пламени сильно зависит от угла наклона и направления распространения горения. Скорость распространения вертикально вниз в два раза ниже, чем по горизонтальной поверхности, и в 8-10 раз выше при распространении пламени вертикально вверх.

Зона теплового воздействия представляет собой часть пространства, прилегающую к зоне горения, в которой происходит теплообмен между зоной горения и окружающими конструкциями, материалами и пространством.

Способы пожаротушения классифицируют по виду применяемых огнетушащих веществ (составов), методу их применения (подачи), окружающей обстановки, назначению и т.д. Все способы пожаротушения прежде всего подразделяются на поверхностное тушение, заключающееся в подаче огнетушащих веществ непосредственно на очаг горения, и объемное тушение, заключающееся в создании в районе пожара среды, не поддерживающей горения.

Поверхностное тушение, называемое также тушение пожара по площади, можно применять почти для всех видов пожаров. Для такого вида тушения используют огнетушащие составы, которые можно подавать в очаг пожара на расстоянии (жидкостные, пены, порошки).

Объемное тушение можно применять в ограниченном объеме, оно основано на создании огнетушащей среды во всем объеме защищаемого объекта. Таким образом, поверхностное тушение в состоянии с изложенным выше применимо к пожарам в помещениях I класса, объемное -0 к пожарам в помещениях II класса. Иногда способ объемного тушения применяют для противопожарной защиты локального участка в больших объемах (например, пожароопасных участков в больших помещениях). Но при этом предусматривается повышенный расход огнетушащих веществ. Для объемного тушения используют огнетушащие вещества, которые могут распределяться в атмосфере защищаемого объема и создавать в каждом его элементе огнетушащую концентрацию. В качестве таковых применяют газовые и порошковые составы. Способ объемного тушения представляется наиболее прогрессивным, так как обеспечивает не только быстрое и надежное прекращение горения в любой точке защищаемого объема, ног и флегматизацию этого объема, то есть предупреждение образования взрывоопасной среды. Кроме того, этот способ наиболее экономически эффективен, поскольку его легко автоматизировать, он отличается быстродействием и другими преимуществами.

Пожарная техника в зависимости от способа пожаротушения подразделяется на первичные средства – огнетушители (переносные и возимые) и размещаемые в зданиях пожарные краны, передвижные – различные пожарные автомобили, а также стационарные – специальные установки с запасом огнетушащих веществ, приводимые в действие автоматически или вручную, лафетные стволы и другие. Поверхностное тушение осуществляется всеми видами пожарной техники, но преимущественно первичными и передвижными; объемное тушение – только стационарными установками.