Идея написать эту статью возникла у нас около полутора лет назад. Тогда в различных изданиях начали появляться рекламные публикации, расхваливающие те или иные модели пожарных стволов нового поколения. Авторы этих статей наперебой рассказывали о множестве преимуществ, которыми обладает сравнительно новый для нашей страны вид пожарно-технического вооружения. В этих публикациях рассказывалось о том, что применение новых моделей пожарных стволов позволяет получать водяные струи различных конфигураций, изменять расход воды, не прекращая ее подачи, создавать водяные завесы и т.д. Все это конечно правильно, но на самом деле это только очень малая видимая часть айсберга.
В качестве доказательства своих высказываний авторы данных публикаций даже делали околонаучные выкладки, сыпали специальными терминами. Такое поведение очень понятно, особенно с точки зрения человека очень желающего продать свой товар любой ценой, подать его, что называется лицом. Только в одном мы согласны с авторами этих рекламных публикаций, за пожарными стволами новых разработок будущее и они, несомненно, обладают большим количеством достоинств. После таких слов в голове может возникнуть радужная картина, однако не так все просто.
Во-первых, чтобы успешно применять новые стволы нужно кое-что знать и уметь, а именно каким образом обратить достоинства данных стволов в пользу для работы на пожарах.
Во-вторых, если переселить «капризный» иностранный ствол на нашу отечественную действительность получается уже не совсем радужная картинка. Итак, обо всем по порядку.
Прежде чем приступить к изложению материала, считаем необходимым, назвать те цели, которые мы преследовали, садясь за эту статью. Целей несколько и они самые простые.
Во-первых, очень хочется поделиться с коллегами теми знаниями и опытом, который был нами накоплен за несколько последних лет именно по применению пожарных стволов новых разработок. Если кому-то эти сведения помогут в работе, мы будем очень рады.
Во-вторых, тех сведений, которые уже содержаться в различных публикациях явно недостаточно для полного понимания всех положительных и отрицательных моментов на пути внедрения в подразделения пожарной охраны стволов новых разработок.
В-третьих, появилась необходимость обобщить и систематизировать те сведения и опыт, которые уже имеются в различных гарнизонах пожарной охраны для более полного понимания данного вопроса.
В-четвертых, во многих гарнизонах еще не видели новых стволов, а есть подразделения, где видели, а чего делать с ним не рассказали.
Также хотелось бы пояснить, что данная статья не является рекламной, и ее авторы преследуют только те цели, которые обозначены.
Итак, чтобы понять, что это такое, нужно немного углубиться в основы теории горения. В данном месте всевозможные скептики могут сказать: «Мы и так все знаем! Не учите нас жить и т.д.». Однако, освежить те знания, которые еще давали в пожарно-техническом училище, для более полного понимания излагаемого материала, явно не помешает.
Как всем известно, в природе, практически все, за редким исключением горит в парогазовоздушной фазе. И для того чтобы зажечь любое горючее вещество, которое горит, испаряя в зону горения, горючие частицы, это самое вещество нужно нагреть до такой температуры, при которой скорость поступления горючих частиц в зону горения была бы достаточна для обеспечения пламенного горения над его поверхностью. На первый взгляд может показаться очень мудрено, но иначе сформулировать будет очень трудно. Если объяснять в двух словах, то горит не само вещество, а те горючие частицы, которые из него выделяются под воздействием температуры.
На реальном пожаре горят различные вещества, которые имеют разные свойства термического распада и образования концентраций горючих газов. Если добавить сюда распространение в объем горящего помещения сажи (продукта неполного сгорания вещества) то получается, что на пожаре горит смесь горючих газов и сажи. Аналогичным образом происходит распространение пожара. Сначала горючие газы и сажа в избыточном количестве выделяются в объем горящего помещения, и при достижении критической температуры от 300 до 500 0С, а также при наличии достаточного количества окислителя, происходит явление называемое у специалистов «пробежкой пламени по газовой фазе». Горючие газы вперемешку с сажей, распространяясь в смежные помещения по вертикали и горизонтали, через открытые проемы, при достижении предельной температуры и достаточном количестве окислителя воспламеняются уже в смежных помещениях. Пламенное горение провоцирует нагрев и испарение горючих частиц уже в этих помещениях. Таким образом, происходит распространение пожара, что называется «по воздуху». Недаром во всех рекомендациях при обнаружении пожара указывается на необходимость закрытия дверей горящего помещения.
Принимая во внимание вышеизложенное необходимо отметить, что горение происходит в объеме горящего помещения, поэтому и тушить надо, что называется в «объем». Рассмотрим три основных способа тушения.
1. Прямое тушение.
2. Косвенное тушение.
3. Тушение тонкораспыленной водой.
1. Прямым называется тушение, при котором струя воды воздействует непосредственно на поверхность горящего вещества. Такой способ бывает эффективным только в том случае, когда очаг нам виден визуально, и мы можем, в основном находясь вне зоны горения поработать стволом по горящему очагу (предмету). Необходимо отметить, что практика показывает о необходимости обработки струей всей поверхности горящего объекта. Прямой способ тушения неэффективен в том случае, когда очага не видно, а температура в смежных помещениях не позволяет приблизиться к нему близко.
2. Косвенным называется такой способ тушения, при котором, водой обливаются нагретые поверхности в горящем или смежном помещении, с целью ее испарения. При испарении вода охлаждает нагретые газы и, превращаясь в водяной пар, работает как инертный газ, разбавляя горючие газы. Основным недостатком такого способа является так называемый «эффект парной», при котором в горящем помещении возникает избыточное давление водяного пара ввиду того, что из пролитой воды испаряется всего 5-10 %, остальная вода стекает на пол. От избыточного давления водяного пара не защищает не одна боевая одежда, в том числе самая дорогая импортного производства.
3. Наиболее эффективным является способ тушения тонкораспыленной водой. При данном способе тушения производится распыление воды в объем горящего и смежного с ним помещения. В данном случае происходит более полное, чем при косвенном тушении испарение воды. Образовавшийся водяной пар более эффективно охлаждает нагретые газы и разбавляет концентрацию горючих газов. Происходит не только эффективное тушение, но и предотвращение условий способствующих возникновению пиролизного взрыва, представляющего наибольшую опасность для работающих в задымленной среде звеньев ГДЗС.
Как показывает практика подготовленное звено ГДЗС, со стволом нового поколения способно без особых затруднений подойти к очагу развившегося пожара, охлаждая по пути горючие газы и в считанные минуты ликвидировать горение. В таких случаях размер капель распыленной струи а, следовательно, и тип ствола имеют огромное значение. Для тушения тонкораспыленной водой кроме новых стволов можно использовать и другие приборы для ее получения. Различные портативные установки, такие как РУПТ «Игла», «Тайфун», стволы высокого давления, устанавливаемые на АПП, ПСА и т.д. Применение вышеперечисленного оборудования ограничено в одном случае емкостью водяного бака, в другом длинной рукава. Поэтому наиболее универсальным средством нам представляются стволы новых разработок. Здесь еще необходимо отметить, что обыкновенные стволы РСК-50, как показывает практика, при тушении пожаров в замкнутых объемах, грамотно могут применять, только звенья ГДЗС состоящие из опытных и подготовленных газодымозащитников. Отечественные стволы типа ОРТ-50 удовлетворяют техническим требованиям для получения тонкораспыленной воды лишь частично, и ввиду своих конструктивных особенностей не удобны для использования при тушении пожаров звеньями ГДЗС, именно в замкнутых объемах. Все сведения, изложенные в данном абзаце, основываются только на практической работе различных подразделений пожарной охраны на пожарах.
Теперь перейдем непосредственно к объяснению принципа действия новых стволов. Основное отличие пожарных стволов новых разработок от традиционных стволов заключается в том, что они специально разрабатывались для объемного тушения распыленной струей. Тепловоспринимающая поверхность водяной струи получаемой с помощью новых стволов гораздо больше, чем у традиционных аналогов.
 |
Рис. 2
Для примера возьмем и посчитаем площадь поверхности куба (Рис.1). У куба шесть граней и всеми ими он будет воспринимать тепло при нагреве. Если разбить этот куб на маленькие кубики (Рис.2) и посчитать площадь поверхности всех кубиков, их тепловоспринимающая поверхность будет гораздо больше, чем у большого куба. Таким же образом обстоит дело и с водяными струями. На рисунке 3 показана траектория полета компактной струи через помещение, наполненное нагретыми и горючими газами. Понятно, что лишь немногая часть воды вступит в контакт, с окружающей средой охлаждая ее. Остальная часть воды ненужным грузом стечет на пол горящего помещения. В таком случае тушение будет крайне неэффективным, ввиду того, что нагретые газы в горящем помещении практически не охлаждаются, и получается большое количество ненужной излишне пролитой воды, которая никак не участвует в тушении. Другим образом обстоит дело при тушении тонкораспыленной струей. На рисунке 4 показана траектория полета распыленной струи в помещении, заполненном продуктами горения и нагретыми газами.
 | |||
 | |||
По сравнению с траекторией полета компактной струи, показанной на Рисунке 3 видно, что тепловоспринимающая поверхность струи гораздо больше. Но это не предел, при разбивке струи в мелкую каплю, ее тепловоспринимающая поверхность возрастает еще в несколько раз. Чем меньше размер капли, тем меньше времени потребуется для ее нагрева до парообразного состояния. При уменьшении размера и массы капли, увеличивается время пролета капли через среду с горючими газами и, следовательно, это увеличивает контакт нагретых газов с водой, в результате чего за меньший отрезок времени в горючей среде появляется большее количество водяного пара. Сам по себе водяной пар, попадая в объем горящего помещения, работает как инертный газ и не только эффективно разбавляет среду, но и очень хорошо охлаждает ее. Охлаждая и разбавляя горючие газы, водяной пар очень хорошо борется с таким опасным явлением для звеньев ГДЗС как пиролизный взрыв, а, следовательно, создает более безопасные условия работы для личного состава.
Это так сказать теоретическая основа, на которой должно базироваться понимание основных отличий стволов новых разработок от традиционных пожарных стволов. Помимо основных достоинств, описанных выше, новые стволы обладают еще целым рядом полезных функций чисто практического применения.
Во-первых. Образование водяной завесы в виде зонта. Очень полезная функция. Нам при тушении горящего открытым пламенем двухэтажного деревянного дома удалось под прикрытием зонта воды подойти к горящему объекту на расстояние двух метров и под его прикрытием подать второй такой же ствол на тушение. Это помогло быстро ликвидировать горение на наружной стенке с торца здания и практически ликвидировать угрозу рядом стоящему жилому двухэтажному деревянному дому. У пожарных Финляндии для использования этой функции отрабатывается такое упражнение: под прикрытием зонта воды необходимо подойти к горящему газовому факелу, выходящему из трубы диаметром 25 мм и перекрыть кран на этой трубе. В нашей отечественной практике тушения пожаров, данную функцию возможно, и мы считаем, крайне необходимо применять для защиты ствольщиков во всех случаях, когда на них интенсивно воздействует тепловая радиация (развившиеся пожары, открытые склады лесоматериалов, пожары в резервуарных парках и т.д.). В настоящее время, как вам известно, ствольщиков защищают при помощи ТОК, а также подачей на их охлаждение дополнительных стволов, как правило, РСК-50. Применение для этих целей стволов новых разработок позволит повысить безопасность работы пожарных, тем более что у нас в гарнизоне был примечательный случай. При работе в противопожарном разрыве между жилым деревянным домом и дровяными сараями по защите дома, у личного состава пришли в негодность два новых ТОК-800, по причине сквозных прогаров в куртке и штанах.
Далее. Почти все модели новых стволов позволяют менять конфигурации струй и расход воды, не прекращая ее подачи. Это дает возможность избежать замены стволов, рукавов а, следовательно, и отвлечения дополнительного личного состава, потому что достаточно всего лишь переключить регулятор или изменить ручкой степень открытия ствола, в зависимости от модели. Но это далеко не все положительные стороны новых стволов. Есть ещё одна полезная функция, которую можно и я думаю нужно применять в боевой работе. Кстати говоря, мало кто почему-то знает о такой возможности использования новых стволов. Речь идет о применении новых стволов для удаления дыма из горящих помещений. Дымоудаление производиться следующим образом (рис.5). Ствол, присоединенный к рукавной линии с давлением воды возле ствола не менее 7 атм. выдвигается из оконного проёма наружу, таким образом, как показано на (рис.6) примерно по центру проёма, потом как показано на (рис.5) необходимо открыть полностью ствол и вращением бампера ствола установить максимальный угол распыла воды.
 | |||
 | |||
Мах
Рис. 5 Рис. 6
После этого ствол втягивается в помещение в направлении указанном большой красной стрелкой (рис.5). В тот момент, когда поверхность зонта воды приблизится к краям оконного проема на 4-5 см, как показано на (рис.5). В направлениях указанных на (рис.5) длинными синими стрелками возникают довольно устойчивые эжекционные потоки, под действием которых дым из горящего помещения удаляется в окно. Сила эжекционного потока зависит от характера зонта воды, скорости движения воды в зонте, от навыков пожарных по дымоудолению. Все эти вопросы технически решаемы, а иметь такую дополнительную функцию очень даже полезно, ведь в нынешних условиях другой альтернативы кроме дымососа больше нет. А дымосос это опять лишнее оборудование, потребность в дополнительном личном составе и так далее.
Вот мы перечислили практически все известные нам положительные свойства новых моделей пожарных стволов иностранного производства. По нашему мнению картина была бы не полной, если бы мы не перечисляли также все минусы, хотя нам кажется минусы сами по себе не минусы, а являются следствием некоторого технического несовершенства нашей пожарной техники, ПТВ и систем наружного пожарного водоснабжения.
Самым известным недостатком новых стволов является повышенная склонность к засорению даже от самых малых вкраплений, таких как окалина, мелкий песок и т.д. Наиболее в этом отношении склонны к замусориванию стволы производства Франции и Швеции, менее склонны стволы американского производства, ввиду того, что у них получается капля более крупного размера, а также имеется функция промывания ствола. Категорически все модели стволов не терпят волокнистых загрязнений, таких как листва, трава и так далее. Это значит, что новые модели стволов можно применять только тогда, когда автоцистерна чистая изнутри или когда она установлена на пожарный гидрант. Например, в Петрозаводском гарнизоне пожарной охраны при проведении ежемесячного ТО автоцистерн, производят очистку бака для воды изнутри железной щеткой. Здесь необходимо отдавать себе отчёт в том, что новые стволы категорически не рекомендуется применять от цистерн установленных на водоисточник с неизвестной чистотой воды, (водоемы, котлованы, канавы и т.д.).
Второй уже довольно серьезный минус, который необходимо учитывать это повышенная склонность к замерзанию. Когда представитель фирмы поставляющей крупную партию новых стволов для нашего гарнизона присутствовал на их показе, он уверял, что их товар безупречно работает даже в регионах крайнего севера. Однако, как показывает практика, стволы замерзают даже не перекрытые, при температуре –20 0С и ниже. Сначала начинается неправильная форма струи, такое впечатление, что затыкают маленькие струйки, потом в большом пучке маленьких струек их остается все меньше пока ствол не замерзнет совсем. Кстати, по нашим наблюдениям, компактная струя, полученная с помощью нового ствола, ведет себя точно так же как компактная струя, полученная с помощью обыкновенного ствола. Повышенная склонность распыленной струи к замерзанию связана с её способностью, как лучше вбирать в себя тепло, так и отдавать.
На основании анализа изложенной выше информации нами был сделан вывод о применении новых стволов в большие морозы только звеньями ГДЗС внутри горящих помещений, хотя здесь тоже могут возникнуть проблемы с забиванием ствола, частичками льда, образующимися на стенках рабочих рукавов расположенных на открытом воздухе.
В данном случае, РТП необходимо определиться, каким образом применять новые стволы и целесообразно ли их применение исходя из сгладывающейся на пожаре обстановки.
Ещё одним моментом, который необходимо учитывать руководителю тушения пожара при принятии решения о целесообразности применения новых стволов является их расход. Дело в том, что в различных моделях стволов имеются разные возможности его изменения. А так как в одном стволе расход может довольно значительно меняться, все это очень влияет на выбор рукавных систем. Например, у некоторых моделей стволов американского производства расход может изменяться от 7 до 21 л/с, а это значит, что такой расход может обеспечить по своей пропускной способности только рукав Æ77мм, и больше ничего другого подать от этой магистральной линии будет уже невозможно.
В нашем опыте имеется случай, который говорит однозначно о том, что необходимо учитывать и особенности наружного пожарного водоснабжения. При тушении одного сложного пожара выявилось обстоятельство, на которое раньше мало обращали внимание. Одновременная работа нескольких стволов нового поколения, с нефиксированным расходом, приводила к частым обрывам воды. Водопроводная сеть просто не могла выдать такое количество воды. После того как все новые стволы были заменены на РСК – 50 с фиксированным расходом устойчивость подачи воды на тушение возобновилось, тем более что данный участок водопроводной сети нами ранее проверялся на водоотдачу, и мы знали, сколько он фактически может дать воды. При совместной работе новых стволов необходимо знать их максимальные расходы и представлять себе, сколько таких стволов может обеспечить водопроводная сеть. Также необходимо отдавать себе отчет в том, сколько и каких стволов необходимо подать из тактических соображений для ликвидации того или иного пожара.
Ещё одну особенность чисто практического характера необходимо знать личному составу пожарной охраны. Эффективная работа новых стволов для тушения тонко распыленной водой начинается с давления возле ствола 6-7 кг/см2. Все это создает несколько проблем.
Во – первых состояние рукавного хозяйства мягко говоря оставляет желать лучшего. Нашей промышленностью выпускается крайне мало рукавов, которые могут хорошо работать при давлении в рукавной линии 10-15 атмосфер. Импортные аналоги имеют большую стоимость по сравнению с отечественными образцами.
Во – вторых, рукавная линия Æ51мм при давлении воды в ней 6-7 кг/см2 очень много весит, а это в свою очередь создает трудности в продвижении звеньев ГДЗС по задымлённым помещениям. Именно поэтому на западе наши коллеги применяют рукавные линии Æ 38мм.
В – третьих, при резком открытии или закрытии ствола возникает сила кинетической энергии струи, которая может скинуть пожарного с лестницы или с кровли, сбить с ног. Для избежания таких неприятных моментов, при работе с новыми стволами на высоте крайне необходимо пристраховываться карабином или страховочным концом к лестницам или конструкциям, а на земле работать в полуприсяде. Так положение пожарного будет гораздо устойчивее.
Относительно большой расход и давление требуют работать с новыми стволами именно по тушению не так как с обыкновенным стволом. С новыми стволами, особенно в замкнутых объемах, необходимо работать пульсирующей струей, постоянно открывая и закрывая его. Такая манера работы диктуется некоторыми обстоятельствами, а именно: 1) снижение «эффекта парной»; 2) борьба с излишне проливаемой водой; 3) в случае работы от емкости АЦ, необходимо экономить воду (при постоянно открытом стволе и давлении 7 атм., время работы ствола от АЦ-40(131)137А составляет чуть больше минуты; 4) при работе пульсирующая струя толкает впереди себя довольно большое количество воздуха, а значит присутствует эффект срыва пламени с горящего вещества, это тоже усиливает эффект тушения; 5) при входе звена через дверной проем (при закрытых дверях) целесообразно производить два-три впрыска в объем горящего помещения для разбавления горючих газов, далее на две-три секунды закрыть дверь и только после этого входить в горящее помещение. Это необходимо для предотвращения выброса пламени и условий, способствующих образованию пиролизного взрыва.
Вот мы в основном и изложили все те положительные и отрицательные моменты, с которыми личный состав пожарной охраны может столкнуться при работе на пожарах и авариях. Теперь нужно подытожить все изложенное и сделать кое-какие дополнения.
В данной публикации использовался опыт работы по применению новых стволов Петрозаводского и Архангельского гарнизонов пожарной охраны, а также специализированной части Санкт-Петербурга. Наша задача заключилась только в обобщении данного опыта и изложении информации на бумаге. Это необходимо было сделать уже года два назад. При обобщении изложенного материала сами собой, напрашиваются следующие выводы: практика применения стволов новых разработок показывает, что при нынешнем состоянии ПТВ и рукавного хозяйства их целесообразнее использовать непосредственно от цистерны через рабочие рукава именно звеньями ГДЗС на решающем направлении боевых действий. Через магистральную линию иногда бывает проблематично добиться необходимого давления возле ствола в 7 кг/см2, ввиду не очень хорошего состояния поступающих на вооружение рукавов. Данное давление необходимо для эффективной работы ствола. Необходимо думать и о чистоте той воды, которую мы подаём. Понятно, что многим нашим коллегам соблюдение всех вышеперечисленных условий доставляет массу проблем связанных с устоявшимися привычками и стереотипами, во многих случаях непонимание вопросов ТТХ или способов применения новых стволов является следствием того, что личный состав даёт однозначно негативные оценки данному виду ПТВ. Большую роль во внедрении и применении на пожарах новых стволов играет такой не маловажный фактор его цена. Стоимость различных моделей колеблется от 30 до 70 тысяч рублей, а отдельные образцы и того дороже. Поэтому у некоторых наших коллег занимающих руководящие посты отношение бывает такое – пускай лежит на складе авось целее будет. Понятно, что такое отношение руководства передается и личному составу, который смотрит на дорогой импортный ствол как на красивую и очень дорогую игрушку, которую не под каким видом нельзя даже поцарапать.
Вот в основном все, чем хотелось бы нам поделиться с коллегами. Почему мы? Потому что к написанию данной статьи, так или иначе, причастен весь наш большой коллектив. Естественно, нам бы хотелось, чтобы на нашу публикацию пришли какие-то отклики. Желательно, чтобы эти отклики и замечания были более или менее конкретными, по сути, и не содержали лишних эмоциональных выступлений.
Александр Игнатьев
Павел Захаров