Тема №20.
Классификация пожаров. Методы и технические средства ограничения распространения и тушения пожара.
По масштабам и интенсивности пожары можно подразделить на:
- отдельный пожар, возникающий в отдельном здании (сооружении) или в небольшой изолированной группе зданий;
- сплошной пожар, характеризующийся одновременно интенсивным горением преобладающего числа зданий и сооружений на определенном участке застройки (более 50%);
- огневой шторм, особая форма распространяющегося сплошного пожара, образующаяся в условиях восходящего потока нагретых продуктов сгорания и быстрого поступления в сторону центра огневого шторма значительного количества свежего воздуха (ветер со скоростью 50 км/ч);
- массовый пожар, образующийся при наличии в местности совокупности отдельных сплошных пожаров.
Распространение пожаров и превращение их в сплошные определяется плотностью застройки территории объекта. О влиянии плотности размещения можно судить по ориентировочным данным, приведенным ниже:
Расстояние между зданиями, м 0 5 10 15 20 30 40 50 70 90
Вероятность распространения
пожара, % 100 87 66 47 27 23 9 3 2 0
Быстрое распространение пожара возможно при следующих сочетаниях степени огнестойкости и плотности застройки: для зданий I и II степени огнестойкости плотность застройки должна быть не более 30%; для зданий III степени – 20%; для зданий IV и V степени - не более 10%.
Влияние трех факторов (плотности застройки, степени огнестойкости и скорости ветра) на скорость распространения огня можно проследить на следующих цифрах:
1) при скорости ветра до 5 м/с в зданиях I и II степени огнестойкости скорость распространения пожара составляет примерно 120 м/ч; в зданиях IV степени огнестойкости – примерно 300 м/ч, а в случае сгораемой кровли до 900 м/ч;
2) при скоростях ветра до 15 м/с в зданиях I и II степени огнестойкости скорость распространения пожара достигает 360 м/с.
Ограничение распространения пожара техническими средствами осуществляется при выполнении ими следующих функций:
- изоляция очага горения от воздуха или снижение концентрации кислорода разбавлением негорючими газами до значения, при котором не происходит горение;
- охлаждение очага горения, технологического оборудования до температуры ниже определенного предела, при котором прекращается распространение горения;
- интенсивное торможение скорости химических реакций в пламени;
- механический срыв пламени сильной струей огнетушащего средства;
- создание условий огнепреграждения.
При выборе технических средств учитываются:
- физико-химические свойства горящих материалов, отсутствие их реакции со средствами тушения;
- величины пожарной нагрузки и ее размещения;
- скорости выгорания пожарной нагрузки;
- скорости распространения горения по пожарной нагрузке и по зданию;
- газообмена очага пожара с окружающей средой и с атмосферой;
- теплообмена между очагом пожара с окружающими материалами и конструкциями;
- размещение и формы очага пожара и помещения, в котором произошел пожар;
- метеорологическиех условия.
Для ликвидации и ограничения распространения пожаров следует применять: первичные средства - переносные и возимые огнетушители, размещаемые в зданиях пожарные краны, стационарные - с запасом огнетушащих веществ, ручные или автоматические, лафетные стволы, передвижные - различные пожарные автомобили.
Использование средств пожаротушения следует осуществлять с учетом возможной порчи ими ценностей, повреждения элементов здания, загрязнения окружающей среды.
Здания и помещения должны оборудоваться средствами пожаротушения и сигнализации о пожаре.
Пожарная сигнализация
Для защиты объектов от пожаров используется сигнализация и средства пожаротушения.
Пожарная сигнализация должна быстро и надежно подавать сигнал о пожаре. Электрическая пожарная сигнализация включает пожарные извещатели, установленные в защищаемых помещениях, приемно-контрольную станцию, источник питания, звуковые и световые средства сигнализации, а также автоматические установки пожаротушения и дымоудаления.
Важнейшим элементом системы являются пожарные извещатели. Извещатели делятся на ручные (кнопочные) и автоматические. В зависимости от датчика извещатели подразделяются на световые, тепловые, дымовые и комбинированные.
Дымовые извещатели в качестве чувствительного элемента имеют фотоэлемент, ионизационные камеры или дифференциальное фотореле.
Световые извещатели имеют датчики, реагирующие на ультрафиолетовую или инфракрасную область спектра.
Тепловые извещатели в качестве чувствительного элемента имеют термопару, биметаллическую пластину или полупроводник.
Предотвращение распространения пожара достигается:
- предотвращением распространения горения в технологическом оборудовании и коммуникациях;
- ограничением применения сгораемых веществ и материалов в технологических процессах;
- применением не распространяющих горение строительных материалов и конструкций;
- разделением различных по пожарной опасности процессов;
- ограничением размеров зданий и пожарных отсеков;
- повышением пределов огнестойкости и снижением горючести ограждающих и несущих строительных конструкций;
- использованием противопожарных преград;
- защитой проемов, устройством преград в коммуникациях, заделкой стыков;
- использованием первичных, автоматических и привозных средств пожаротушения, а также систем обнаружения и сигнализации о пожаре;
- устройством противопожарных разрывов и преград между зданиями;
- использованием противопожарного водопровода;
- обеспечением доступа пожарных к возможным очагам пожара.
Огнегасительные вещества, способы и средства предупреждения и тушения пожаров.
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.
Пена. Огнетушащие пены бывают химические и воздушно-механические.
Химическая пена образуется в результате реакции нейтрализации между щелочью и кислотой в присутствии пенообразователя. Ее состав: 80% СО2, 19,7% Н2О о 0,3% пенообразователя.
Воздушно-механическая пена получается при механическом смешивании воды, пенообразователя и воздуха. Огнегасящие пены представляют собой структуру, состоящую из множества пузырьков газа или воздуха, разделенных тонкими пленками жидкости. Основным огнетушащим свойством пены является ее способность прекратить поступление в зону горения паров и газов, выделяющихся при горении вещества. Имеет значение и охлаждающее действие пены. Пены широко применяют для тушения нефтепродуктов и других легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.
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.
Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях небольшого объема и создания паровых завес на открытых технологических площадках. Огнетушащая концентрация пара составляет 35% (об).
Двуокись углерода (углекислота) и инертные газы. В очаг пожара углекислоту можно подавать в твердом состоянии (углекислый снег), в виде мельчайших кристаллических частичек (аэрозоль) и газообразном виде (углекислый газ). 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.
Тушение углекислотой происходит за счет снижения температуры и создания инертной атмосферы в зоне горения. В качестве огнетушащих средств используют некоторые инертные газы – азот, аргон
Инертные разбавители – водяной пар, диоксид углерода, азот, аргон, дымовые газы, летучие ингибиторы (галогеносодержащие вещества).
Галоидированные углеводороды и составы. Для объемного тушения наряду с углекислотой и инертными газами применяют галоидированные углеводороды, к числу которых относят бромистый этил, бромистый метилен и дибромтетрафторэтан. Широкое применение находят составы, представляющие различные комбинации галоидалкилов, а также их смеси с углекислотой. Тушение происходит в основном за счет химического взаимодействия в пламени, так как галоиды являются ингибиторами.
Порошковые составы. Сухие порошковые составы применяют для быстрого тушения горючих газов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, электроустановок, в том числе и под напряжением, щелочных металлов. Слой порошка на поверхности горения препятствует испарению и образованию горючей смеси.
В отдельных случаях можно тушить загорания, изолируя горящие вещества от кислорода воздуха плотными покрывалами (асбестовыми и шерстяными одеялами), брезентовыми тканями, кошмами, войлоком. Быстрое и эффективное тушение пожара может быть достигнуто при правильном выборе средств тушения и своевременной подаче их в нужном количестве в очаг 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.
Пожары подразделяются на 5 классов:
Класс А – пожары твердых веществ, в основном органического происхождения, горение которых сопровождается тлением (древесина, текстиль, бумага);
Класс В – пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ;
Класс С – пожары газов;
Класс Д – пожары металлов и их сплавов;
Класс (Е) – пожары, связанные с горением электроустановок.
В табл. 1 приведены классы пожаров и средств их тушения.
Таблица 1
Классы пожаров и рекомендуемые огнетушащие средства
| Класс пожара | Характеристика горючей среды или объекта | Огнетушащие средства |
| А | Обычные твердые горючие материалы (бумага, дерево, ткань и др.) | Все виды огнетушащих средств (прежде всего вода) |
| В | Горючие жидкости (бензин, лаки, масла, растворители и др.), плавящиеся при нагревании материалы | Распыленная вода, все виды пен, составы на основе галогенов, порошки |
| С | Горючие газы (метан, пропан, водород, ацетилен и др.) | Газовые составы: инертные разбавители (СО2, N2), галогеноуглеводоро-ды, порошки, вода (для охлаждения) |
| D | Металлы и их сплавы (К, Nа, Аl, Mg и др.) | Порошки (при спокойной подаче на горячую поверхность) |
| Е | Электроустановки, находящиеся под напряжением | Галогеноуглеводороды, диоксид углерода, порошки |