Какими свойствами обладает в качестве пожаротушения
Научным языком, огнетушащим называют вещество, обладающее необходимыми свойствами, дающими возможность создания условий по прекращению процесса горения.
На практике, огнетушащие вещества – это опытным путем длительного отбора определенные, выбранные субстанции в различном агрегатном состоянии, используемые различными средствами тушения пожаров; в т.ч. пожарной техникой, стационарными системами пожаротушения, первичными средствами для оперативной борьбы с начинающими очагами пожаров в зданиях, сооружениях, на территориях населенных пунктов, предприятий, организаций.
Это знакомые всем переносные, передвижные огнетушители, ПК с комплектами рукавов, стволов; водяные установки автоматического пожаротушения с установленными на них спринклерными, дренчерными оросителями, без которых сегодня сложно представить интерьер офисных, административных, деловых зданий; торгово-развлекательных, спортивных, выставочных центров.
Выбор способов тушения пожаров в зависимости от пожарной нагрузки, технологического процесса, режима складирования во многом определяется возможностью использовать в данной ситуации то или иное огнетушащее вещество; от возможностей иметь его достаточный запас/резерв, быстрой транспортировки, подачи на очаг начинающегося пожара.
Поэтому, чтобы грамотно подобрать огнетушащее вещество или в некоторых случаях/ситуациях их правильное сочетание, как, например, в комбинированных системах пожаротушения, необходимо верно классифицировать все доступные сегодня огнетушащие вещества.
Теплофизическое объяснение процесса тушения пожара
Ликвидация горения – это результат резкого воздействия на взаимосвязанный процесс тепловыделения/теплоотдачи, потому что с уменьшением любого из них, неминуемо снижается скорость процесса горения и температура внутри очага пожара. Поэтому, резко сбить температуру, прекратить процесс горения можно как увеличением скорости отвода тепла из/вокруг очага пожара, так и уменьшением скорости выделения тепла.
Это достигается следующим образом:
- Направлением охлаждающих огнетушащих веществ на поверхность, внутрь очага пожара.
- Созданием в очаге пожара и вокруг него, не поддерживающей горение газовоздушной, газовой среды или пара.
- Изоляцией – созданием между очагом огня и пожарной нагрузкой из горючих материалов промежуточного слоя из ОТВ.
Это достигается различными способами:
- Увеличением поверхности теплоотвода, например, применением огнепреградителей.
- Физическим, химическим ингибированием процесса горения.
- Изоляцией веществ, принимающих участие в процессе.
- Резким охлаждением горящих материалов.
- Разбавлением веществ, участвующих в процессе.
Это далеко не полный список способов, как ускорить процесс тушения пожара с помощью огнетушащих веществ.
Способы прекращения горения
Классификация огнетушащих веществ
Классы огнетушащих веществ по физическим характеристикам воздействия на очаг пожара, процесс его локализации с последующей ликвидацией, по главному принципу прекращения реакции горения подразделяются на следующие основные группы и к ним относятся:
- Огнетушащие вещества охлаждения – вода, водные растворы солей, с добавками смачивателей – поверхностно-активных веществ, а также углекислота в твердом агрегатном состоянии – в виде снега.
- Огнетушащие вещества изоляции. Воздушно-механическая пена разной кратности – от низкой до высокой степени; порошковые составы; сухие негорючие вещества: песок, земля, щебень, мелкая галька, отходы котельных, металлургических производств – шлаки, флюсы; а также листовые, укрывные материалы, такие как противопожарные полотна (кошмы), покрывала, успешно применяемые для борьбы с небольшими очагами начинающегося пожара.
- Огнетушащие вещества разбавления – инертные газы: аргон, азот; водяной пар, туман из тонкораспыленной воды, смеси газов с водой, а также дымовые газы.
- Огнетушащие вещества химического торможения реакции горения. По научной терминологии их также называют ингибиторами процесса горения. Это хладоны; углеводороды с содержанием галоидов, составы на их основе; аэрозольные огнетушащие составы; распыляемые водные бромэтиловые растворы; порошковые составы.
По физическим характеристикам
- Огнетушащие жидкости.
- Пены различной кратности.
- Порошковые составы.
- Газы, газовые огнетушащие составы.
Огнетушащие вещества также можно разделить на классы по возможности проводить электрический ток, что немаловажно, необходимо учитывать при проектировании, монтаже и применении как первичных средств борьбы с начинающимися очагами огня, так и при пуске ручных, автоматических установок тушения пожаров:
- Проводящие электроток – вода и ее растворы солей различных кислот, водяной пар, туман, взвесь, в т.ч. формируемые водяными установками пожаротушения, а также все виды воздушно-механической пены.
- К не электропроводным относятся все газовые и порошковые составы, используемые как в переносных, передвижных огнетушителях, так и в газовых установках, порошковых системах пожаротушения.
Важно также знать о том, что не все огнетушащие вещества, ждущие своего часа до использования, полезны человеку, некоторые вполне могут нанести ему вред тем или иным способом, классифицируются по токсичности для организма в целом, опасности для органов дыхания:
- Малотоксичные – углекислота.
- Токсичные – фреоны, галоид-содержащие углеводороды.
- Опасные для дыхания без индивидуальных средств защиты – порошковые, аэрозольные взвеси, газы, образовывающиеся в воздушном пространстве помещений, защищаемых газовыми, порошковыми, аэрозольными системами, установками пожаротушения,
Об этом часто забывают производители, поставщики такого оборудования, предлагая их как равноценную и более дешевую альтернативу традиционным и, главное, безопасным для людей, находящихся в защищаемых помещениях, водяным и пенным установкам пожаротушения.
Требования к огнетушащим веществам
Их можно сформулировать в порядке приоритетов:
- Эффективность применения, возможность использования на различных видах пожарной нагрузки.
- Невысокая, желательно низкая стоимость.
- Доступность, наличие, возможность быстрого восполнения запасов. Так, если в качестве огнетушащего вещества выступает вода, то идеальным вариантом является наличие сети наружного противопожарного водоснабжения для тушения территории, зданий городов, поселков; внутреннего пожарного водопровода для работы от ПК внутри строений. Худшим, но приемлемым вариантом будет наличие пожарных водоемов, резервуаров или пирсов для возможности установки пожарной автотехники, подключения насосных станций пожаротушения.
- Безопасность для здоровья людей, находящихся как внутри защищаемых установками автоматического пожаротушения зданий, сооружений, так и непосредственно, использующими их в ходе тушения от пожарной техники, ручными средствами борьбы с огнем.
Увы, как правило, безопасность людей по сравнению с возможностью быстро ликвидировать пожар тем или иным огнетушащим веществом не в приоритете. Поэтому проектировщики, разработчики оборудования активной огнезащиты, создавая, конструируя системы дымоудаления, принудительной подачи чистого воздуха, СОУЭ, стараются компенсировать это различными способами; информируя об опасности, обеспечивая возможность людям быстро покинуть здания, сооружения, используя не задымленные эвакуационные пути и выходы.
В целом, к огнетушащим веществам предъявляют следующие нормативные требования в области ПБ:
- должны обеспечить ликвидацию очага поверхностным, объемным способом или комбинированными способами их подачи с учетом характеристик огнетушащих веществ, и в соответствии с тактикой тушения пожара.
- необходимо применять для тушения пожаров тех материалов, взаимодействие с которыми не приводит к опасности взрыва или новых очагов возгорания.
- должны полностью сохранять в процессе хранения в нормативные сроки, и в ходе транспортировки/подачи свои физико-химические свойства, необходимые для ликвидации пожара.
- не должны оказывать опасное воздействие на здоровье людей и окружающую среду, превышающее принятые ПДК.
Лекция по теме
Рекомендации по применению огнетушащих веществ
Основным средством локализации, ликвидации очагов пожаров, происходящих как на территории населенных пунктов, так и вне городской черты остается вода и ее различные растворы. Это самое доступное, недорогое, легко транспортируемое, подаваемое к местам пожара вещество, безвредное для людей; хорошо хранящееся, главное, весьма эффективное при тушении большинства горючих, сгораемых веществ, материалов как естественного, так и искусственного/синтетического происхождения – от древесины до пластмасс, пластиков.
В тех случаях, когда вода в силу своих физико-химических свойств не справляется с тушением органических веществ, например, при горении большинства товарных продуктов нефтепереработки; тогда эффективным средством тушения выступает пена, генерируемая из водных растворов пенообразователя как ручными, так и стационарными устройствами.
Если же горение веществ по каким-либо причинам сложно или невозможно ликвидировать с помощью воды или пены, то тогда применяют порошковые, газовые или аэрозольные огнетушащие составы, эффективно справляющиеся с этой задачей.
Среди огнетушащих средств, допустимых к применению при тушении различных веществ, прежде всего следует выделить воду и водные растворы со смачивателями и растворенными в ней солями различных кислот; пену, полученную из водных растворов различных видов пожарных пенообразователей.
Можно эффективно локализовать, ликвидировать как начинающиеся очаги, так и развивающиеся пожары следующих веществ и материалов:
- Горение твердых веществ.
- Пожары горючих жидкостей, в т.ч. нефтепродуктов, включая такие как гудрон, асфальт, парафин.
- Натуральный и синтетический каучук.
- Резину и изделия из нее.
- Каменный уголь.
А также многие другие вещества и материалы, список которых приведен в таблице:
Совместимость огнетушащих средств при тушении
Огнетушащие средства допустимые к применению при тушении пожаров
(таблица в высоком разрешении доступна по кнопке скачать после статьи)
Источник: Справочник начальника караула пожарной части / Сибирская пожарно-спасательная академия филиал Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России, А.А. Мельник, С.А. Техтереков, Н.В. Мартинович, Ж.С. Калюжина, 2014.
При этом следует особо выделить и запомнить во избежание неприятных, иногда печальных последствий, вещества, на которые категорически нельзя подавать воду:
- На негашеную известь из-за характерной реакции с большим выделением тепла.
- Битум, т.к. это приводит к разбросу горящего нефтепродукта, увеличению площади горения.
- Металлические калий, натрий, магний, а также их перекиси и соли фосфорной кислоты из-за возможности взрыва, воспламенения выделяющегося водорода.
- Нитроглицерин, серный ангидрид из-за возможности взрыва.
Более полный список веществ и материалов, на которые ни в коем случае нельзя подавать воду, приведены в следующей таблице из Справочник руководителя тушения пожара Иванников В.П., Клюс П.П. 1987 года.
Вещества и материалы которые нельзя тушить водой
(таблица в высоком разрешении доступна по кнопке скачать после статьи)
Вещества, на которые нельзя подавать воду
Источник
Огнетушащие вещества – это вещества, при использовании которых прекращается процесс горения. Самый известный из них – вода. Но сегодня в системах пожаротушения применяются огнетушащие вещества разного агрегатного состояния, которые более эффективны, чем вода, воздействуют на очаг возгорания. Их разрабатывали опытным путем с учетом физических свойств огня. Сегодня эти вещества используются во всех средствах тушения пожаров: огнетушителях, стационарных и мобильных установках.
Выбор последних определяется в зависимости от пожарной нагрузки объекта. В соответствии с этим выбираются и огнетушащие вещества. Их складирование и доставку до места возгорания обеспечивает система тушения пожара. Грамотный выбор огнетушащего вещества, а в некоторых системах комбинацию из них, определяет классификация огнетушащих средств.
Классификация огнетушащих веществ
Требования к огнетушащим веществам просты: эффективно воздействовать на очаг возгорания, локализовать его и окончательно ликвидировать за короткое время. Но процесс горения можно остановить разными способами, поэтому и вещества, его тушащие, работают по разным принципам.
- Процесс охлаждения. В эту группу входят вещества, которые могут понизить температуру огня по максимуму. К ним относятся вода, солевые водные растворы, смеси, куда внесены специальные добавки поверхностно-активного действия. В эту же группу можно внести углекислоту в виде снега.
- Процесс изоляции, в котором вещества обволакивают очаг возгорания и не дают проникнуть в него кислород. К таким огнетушащим материалам относятся пенные растворы, порошки, сыпучие материалы: песок, земля, шлаки, гравий и прочее. В эту же категорию можно добавить укрывные средства пожаротушения: кошмы, покрывала, одеяла и прочее.
- Процесс разбавления. Это вещества, с помощью которых разбавляется воздух, снабжающий огонь кислородом. То есть, чем больше газов и других дисперсных материалов внутри воздуха, тем меньше в нем процентное содержание кислорода. К таким веществам относятся водяной пар, тонкораспыленная вода в виде тумана, инертные газы (азот, аргон).
- Процесс химического торможения горения. Это когда в зону возгорания вносятся препараты, которые снижают интенсивность горения других материалов. В эту группу входят аэрозоли, порошки, бромэтиловые растворы, которые распыляются над очагом возгорания, а также углеводороды с галоидами.
В видео лектор рассказывает о хладонах (углеводородах с галоидами):
Классификация физическим свойствам
Здесь за основу берется агрегатное состояние основных огнетушащих веществ:
- жидкие растворы;
- пена;
- газы;
- порошки.
Кроме этого огнетушащие вещества делят по способности пропускать электрический ток. Понятно, что здесь два класса:
- Проводящие – к ним относятся вода и все водные растворы, а также водяной туман и пар.
- Не проводящие – к ним относятся пена, порошки и газы.
Тушение электроустановок пеной
Это важное разделение, потому что от этого зависит ситуация, связанная с электроустановками. То есть, какими из них тушить пожар на электроустановках можно, а какими нельзя. Поэтому еще на стадии проектирования сразу решается именно эта задача. Это касается также и выбора огнетушителей.
Третий тип разделения – по токсичности. Не все используемые в системах пожаротушения вещества безопасны для человека. Здесь три группы:
- Малотоксичные. К ним относится углекислота.
- Токсичные. Это разного вида газы: фреоны, углеводороды с галоидами.
- Опасные: порошки, аэрозоли.
Самым безвредным считается вода. Но сегодня ее редко используют в чистом виде, потому что она по сравнению с другими материалами является малоэффективной. Плюс, для тушения пожара потребуется большое количество воды, что иногда организовать сложно.
Поэтому в арсенале пожарных расчетов присутствуют противогазы. Их главная задача – защитить органы дыхания от токсичных веществ, которые образуются в процессе горения и тушения огня.
Самое безвредное огнетушащее вещество – вода
Требования к огнетушащим веществам
Требований всего четыре. Вот они в порядке приоритетов:
- Высокая эффективность в независимости от того, в какой установке или системе пожаротушения они применяются.
- Низкая цена. Особенно это важно, если система пожаротушения охватывает большие площади объекта.
- Нахождение в свободном доступе. Это важно для восполнения запасов. К примеру, если система тушения пожара основана на воде. Тогда оптимальный вариант – если на объекте сделаны большие запасы жидкости в резервуарах или система пожаротушения подключена к городскому водопроводу. Последний вариант лучше первого, потому что резервуары или водоемы не всегда могут обеспечить требуемый объем воды. Поэтому их емкости рассчитывают с учетом пожарной нагрузки объекта.
- Безопасность для человека. В основном это относится к стационарным установкам, которые включаются в автоматическом режиме и откликаются на пожарные датчики. То есть система включается уже в то время, когда внутри здания еще находятся люди. И если испарения несут в себе токсичные вещества, то они впоследствии негативно скажутся на здоровье человека.
Из списка хорошо видно, что безопасность человека стоит не на первом месте. Поэтому проектировщики, составляя проекты систем пожаротушения, стараются учитывать последний фактор. К примеру, снабжают объекты пожарной сигнализацией, которая срабатывает раньше системы включения насосов. Или проектируют правильные пути эвакуации через помещения, где задымленность будет в разы меньше. Составляют пути отхода более короткими и безопасными.
Грамотно составленный план эвакуации
Советы по использованию огнетушащих веществ
Рассмотрев виды огнетушащих веществ, переходим к рассмотрению рекомендацией, какие из них, где можно использовать.
Начнем с воды, как с самого доступного, легко транспортируемого и недорогого средства. Во-первых, с помощью воды и ее растворов легко гасятся пожары на больших площадях. При этом большое количество материалов (от натуральных до искусственных) эффективно тушатся водой. Плюс к всему, вода – материал безвредный для людей.
Но есть материалы и оборудование, которыми тушить водой строго запрещается:
- электроустановки;
- нефтепродукты и исходные материалы из них.
Тушить водой нефтепродукты нельзя
Для этой категории лучше использовать пену, которая генерируется опять-таки из водного раствора. Но у пенных материалов есть одно важное свойство – они плотно закрывают собой горящее материалы и предметы, перекрывая к ним свободный доступ кислорода.
Если в процессе пожара горят материалы и предметы, которые нельзя потушить водой, пеной и водными растворами солей и кислот, то применяют порошковые огнетушащие вещества, аэрозольные и газовые. Все они в несколько раз превосходят эффективность тушения очагов возгорания, но они дорого, негативно сказываются на здоровье человека и сложны в транспортировке и хранении.
Есть материалы, на которые лить воду запрещено:
- битум;
- негашеную известь;
- соли фосфорной кислоты, металлический калий, магний и натрий, которые при соприкосновении воды образуют взрыв с большим выделением водорода;
- серный ангидрид, нитроглицерин – причина та же: взрыв.
Это укороченный список. С полным перечнем можно ознакомиться на фото ниже:
Вещества и материалы, которые тушить водой запрещено
Выбор огнетушащих веществ
Главная характеристика основных огнетушащих веществ – эффективность тушения огня. Но так как воздействие на огонь у каждого материала разное, то и выбирать надо в соответствии с этим свойством. К примеру, вода обладает высокой теплоемкостью. Чтобы ее нагреть, надо затратить 2258 Дж/г. Поэтому даже сильные возгорания легко потушить водой, потому что практически вся энергия огня уходит на нагрев заливаемой воды. А значит, снижается тепловое выделение очага возгорания.
С пеной сложнее. Здесь придется учитывать размеры пузырьков газа. Чем меньше они по размеру, тем лучше. Потому что в таком состоянии пена становится более устойчивой. При этом, чем меньше плотность пены, тем легче и быстрее она растекается по горящему участку.
Сегодня в качестве огнетушащего материала используют инертные газы. Их основное назначение – разбавить концентрацию горючих газов, чтобы пожар не перешел во взрыв. При этом часть тепловой энергии огня уходит на нагрев газов. А это опять-таки снижает пожарную обстановку.
В видео показано, как тушат пожар с помощью инертных газов:
Заключение по теме
Правильный выбор огнетушащего вещества – залог эффективного тушения пожара. Но, как показывает практика, многие объекты исходят из цены используемых материалов. И в этом плане вода является оптимальным решением. И хотя сегодня на многих объектах монтируют водяные установки пожаротушения, другие разновидности постепенно их вытесняют. Это связано с более высокой эффективностью.
Источник