ПОЖАРОТУШЕНИЯ
Огнетушащие вещества и материалы
Цель выполнения лабораторной работы – приобретение студентами знаний устройства, принципа действия и правил использования средств пожаротушения.
Задачи лабораторной работы:
Изучить эффективность и область применения веществ и материалов, используемых для тушения пожаров;
Усвоить устройство, принцип действия и область применения ручных и автоматических средств пожаротушения;
В результате выполнения работы студент должен:
Знать область эффективного применения огнегасящих веществ и материалов, устройство и принцип действия ручных и автоматических средств пожаротушения;
Уметь пользоваться ручными огнетушителями , приводить в действие автоматические установки пожаротушения;
Приобрести навыки действий при возникновении загораний.
Вещества и материалы, при помощи которых достигается прекращение процессов горения, называются огнетушащими средствами. Наиболее распространенными из них являются: вода в жидком и парообразном состоянии, различные пены, углекислый газ, азот , песок, химические соединения в виде порошков и эмульсионных смесей.
Вода способна отнимать у горящего вещества теплоту, дробить и забивать пламя, затруднять доступ атмосферного воздуха к очагу горения. Однако обладает она и рядом отрицательных свойств. Так, вода является хорошим проводником электрического тока, что предопределяет опасность поражения им людей при использовании ее для тушения электроустановок, находящихся под напряжением. При попадании воды на карбид кальция образуется пожаро - и взрывоопасный газ - ацетилен, а при попадании ее на негашеную известь выделяется значительное количество теплоты, под действием которой могут воспламениться находящиеся вблизи горючие материалы. Малоэффективно тушение нераспыленной струей воды загоревшихся ЛВЖ, так как они всплывают на поверхность ее и увеличивают тем самым очаг пожара. Вода плохо смачивает некоторые волокнистые и твердые вещества, поэтому использование ее для тушения, например, загоревшихся хлопка и шерсти в тюках не дает положительного эффекта. Тушение пожаров паром наиболее эффективно в закрытых, плохо вентилируемых помещениях объемом до 500м3. При этом используют как перегретый, так и влажный насыщенный пар.
В качестве огнетушащих средств широко используют химическую и воздушно-механическую пены. Химическая пена состоит из пузырьков углекислого газа, воздушно-механическая пена содержит пузырьки воздуха. Огнетушащее действие пены основано на том, что она охлаждает верхний, наиболее нагретый слой горящего вещества и изолирует его от атмосферного воздуха. Ее применяют для тушения загоревшихся жидкостей и твердых веществ, а также для защиты их от нагрева и воспламенения. Пена непригодна для тушения пожаров в электроустановках, находящихся под напряжением, и тех веществ (натрий, калий, сероуглерод и др.), с которыми она вступает в реакцию взаимодействия.
Для тушения огня используют углекислоту, которая не проводит электрический ток и не поддерживает горение. При тушении пожара углекислый газ создает вокруг очага горения зону с пониженным содержанием кислорода, благодаря чему высокотемпературные процессы в нем прекращаются. Углекислотой нельзя тушить горящие этиловый спирт, в котором она растворяется, и химические соединения, способные подвергаться термической деструкции без доступа воздуха (термит, целлулоид). Эффективно тушение пожаров азотом.
Для ликвидации очагов горения, не поддающихся тушению водой и некоторыми другими огнетушащими средствами, применяют специальные порошки (ПСБ-3, Пирант-АН, Пирант-А, П-2АП, ПФ, ПХК). Тушение пожара порошками достигается благодаря огнепреграждению, замедлению экзотермических реакций, охлаждению поверхности горящего вещества и изоляции ее от атмосферного воздуха вязкими пленками.
Противопожарное водоснабжение предприятий
Противопожарное водоснабжение предприятий обеспечивается системой противопожарного водопровода , который объединяется с хозяйственно-питьевым или производственным водопроводом. Водопроводные сети устраиваются, как правило, кольцевыми. Тупиковые водопроводы могут иметь длину не более 200м. Забор воды из подземной водопроводной сети для наружного тушения пожара осуществляется через пожарные гидранты, устанавливаемые в колодцах. Пожарные гидранты располагают вдоль дорог на расстоянии не более 2,5м от края проезжей части, не дальше 20м и не ближе 5м от стен здания. На расстоянии меньше 5м от пожарного гидранта не допускается стоянка автотранспорта. Указатель гидранта должен быть световым или флуоресцентным с нанесением буквенного индекса ПГ, цифровых значений расстояния в метрах от указателя до гидранта и внутреннего диаметра трубопровода в миллиметрах.
Необходимость устройства внутреннего противопожарного водопровода в зданиях и помещениях, а также расходы воды на пожаротушение определяются в зависимости от их назначения, объема и высоты. В зданиях магазинов и предприятий общественного питания объемом от 5000 до 25000м3 включительно предусматривается одна струя с расходом воды 2,5л/с. При большем объеме этих зданий требуются две струи с расходом воды по 2,5л/с. Внутренний противопожарный трубопровод не предусматривается в отдельно стоящих и встроенных в здания иного назначения магазинах и предприятиях общественного питания объемом до 5000м3.
Забор воды из внутреннего трубопровода для тушения пожара в здании осуществляется через пожарные краны. Они устанавливаются на высоте 1,35м от пола возле входов – входов на площадках отапливаемых лестничных клеток, в вестибюлях, коридорах, проходах и других доступных местах. Каждый пожарный кран, снабженный пожарным рукавом длиной 10 или 20м и стволом, устанавливается в шкафчике. На шкафчике должны быть надпись ПК, порядковый номер крана, номер телефона ближайшей пожарной части. Внутренний противопожарный водопровод и пожарные краны через каждые 6 месяцев должны подвергаться техническому обслуживанию и проверяться на работоспособность посредством пуска воды. Результаты техобслуживания и проверки их регистрируются в специальном журнале.
Первичные средства пожаротушения
На всех предприятиях, базах и складах, других объектах должны быть в необходимом количестве первичные средства пожаротушения, предназначенные для борьбы с огнем в начальной стадии пожара. К таким средствам относятся огнетушители. Ручные огнетушители - это сосуды разного объема, наполненные огнетушащими веществами и имеющие приспособления для разбрызгивания или распыления этих веществ в очаге горения. Имеются в обращении огнетушители следующих типов: ОВ (водяные), ОВП (водопенные), ОВПА (водопенные аэрозольные), ОУК (углекислотные), ОП (порошковые). После обозначения типа огнетушителя проводится цифра, которая обозначает массу содержащегося в нем огнетушащего вещества в килограммах. Цифра после обозначения аэрозольного водопенного огнетушителя обозначает массу в нем огнетушащего вещества в граммах.
Огнетушитель водопенный унифицированный, например ОВП-10 (рис.1) предназначен для тушения пожаров классов А и В – соответственно, ОВП-10А и ОВП-10В.
1 – корпус – сосуд с раствором пенообразователя,
2 – пеногенератор,
3 – рычаг запорно-пускового устройства,
4 – сифонная трубка,
5 – шланг,
6 – горловина,
7 – головка,
8 – пробойник,
9 – мембрана,
10 – баллон со сжатым воздухом,
11 – рукоятка
Рис. 1. Огнетушитель ОВП-10
Он не применяется для тушения загораний щелочных и щелочноземельных металлов, других материалов, горение которых может происходить без доступа кислорода, а также электрооборудования, находящегося под напряжением.
В этом огнетушителе в качестве огнетушащего вещества используется 5%-ный раствор пенообразователя (ПО-6К или ПО-ЗАИ), в качестве энергоносителя - сжатый воздух. Раствор пенообразователя находится в сосуде, сжатый воздух - в баллоне. Для приведения огнетушителя в действие извлекают предохранительную чеку, фиксирующую положение пробойника относительно головки, и ударом ладони перемещают пробойник внутрь сосуда. При этом пробойник прокалывает острым концом мембрану, герметизирующую баллон со сжатым воздухом. Вследствие этого сжатый воздух (масса его 35...40г) поступает в сосуд огнетушителя, создает в нем избыточное давление 1,0...1,3МПа, под действием которого раствор пенообразователя вытесняется в пеногенератор. Образующаяся в пеногенераторе пена вытесняется под давлением наружу в виде компактной струи длиной не менее 4,5м. Управление работой огнетушителя осуществляется путем нажатия на рычаг запорно-пускового устройства. При тушении пожара огнетушитель удерживают за ручку и пеногенератор. Продолжительность действия этого огнетушителя не менее 40с.
Углекислотные огнетушители ОУК – (рис.2,3) применяются для тушения загораний в электроустановках, находящихся под напряжением, а также тушения горящих материалов, которые могут быть испорчены водой, пеной и другими веществами. Эти огнетушители различной емкости заполняются углекислотой под давлением 5,7МПа.
font-size:12.0pt">1 – корпус,
2 – сифонная трубка,
3 – рукоятка,
5 – маховичок,
6 – раструб-снегообразователь
Рис. 2. Огнетушитель углекислотный с запорным вентилем
Работа углекислотного огнетушителя основана на вытеснении заряда диоксида углерода под действием соответственного избыточного давления, которое задается при его заполнении.
font-size:12.0pt">1 – корпус,
2 – сифонная трубка,
3 – раструб-снегообразователь,
4 – рычаг запорно-пускового устройства,
5 – предохранительная чека,
6 – ручка для переноски
Рис. 3. Огнетушитель углекислотный с запорно-пусковым устройством
Для приведения огнетушителя в действие необходимо направить раструб-снегообразователь на очаг горения и медленно поворачивать маховичок вентиля против часовой стрелки, в углекислотных огнетушителях с запорно-пусковым устройством необходимо поджать его подвижный рычаг к рукоятке удержания их корпуса. При этом углекислота поступает по сифонной трубке в раструб, где превращается в снегообразную массу (температура до -70оС). В зависимости от емкости баллона время действия углекислотных огнетушителей 25...40с, полезная длина струи 1,5...3,5м.
В углекислотно-бромэтиловых огнетушителях (ОУБ-3 и ОУБ-7) заряд состоит из бромистого этила (97%) и углекислоты (3%). Рабочее давление в корпусе огнетушителя для выброса заряда создается сжатым воздухом. Эти огнетушители предназначены для тушения небольших пожаров, а также электроустановок под напряжением.
Огнетушитель порошковый, например, ОП-10 (рис.4) предназначен для тушения пожаров классов А, В, С, а также загораний в электроустановках, находящихся под напряжением до 1140В.
1 – корпус – сосуд с порошком,
2 –мембрана эластичная,
3 – вспушиватель,
4 – сифон,
5 – рукоятка,
6 – рычаг,
7 – пробойник,
8 – клапан,
9 – головка,
10 – шланг,
11 – баллон со сжатым воздухом,
12 – насадок,
13 – фиксатор насадка
Рис. 4. Огнетушитель ОП-10
Он не применяется для тушения загораний щелочных и щелочноземельных металлов и других материалов, горение которых может происходить без доступа кислорода. В этом огнетушителе в качестве огнетушащего вещества используется порошок марки П-2АП в качестве энергоносителя - сжатый воздух. Порошок находится в сосуде, сжатый воздух - в баллоне. Для приведения огнетушителя в действие извлекают предохранительную чеку, фиксирующую положение пробойника относительно головки, и ударом ладони перемещают пробойник внутрь сосуда. При этом пробойник прокалывает острым концом мембрану, герметизирующую баллон со сжатым воздухом.
Вследствие этого сжатый воздух (масса его 65...70г) поступает через вспушиватель в полость мембраны и затем - в массив порошка и в зазор между днищем сосуда и мембраной. В сосуде происходит механическое рыхление порошка колеблющейся мембраной и равномерное псевдоожижение его потоками воздуха.
Псевдоожиженный порошок под давлением воздуха 1,0...1,4МПа поступает в сифон. Удерживая огнетушитель одной рукой за рукоятку и подпружиненный рычаг, направляют другой рукой насадок на очаг горения. Путем прижатия усилием руки рычага к рукоятке открывают клапан в запорной головке. Имеется модификация этого порошкового огнетушителя, управление работой которого осуществляется нажатием на рычаг запорно-пускового устройства, расположенного в насадке. При этом воздушно-порошковая смесь вытесняется из сосуда через насадок на очаг горения. Минимальная длина струи огнетушащего вещества 4,5м. Продолжительность действия огнетушителя не менее 15с.
В обращении имеются порошковые закачные огнетушители (ОП-1(з), ОП-2(з), ОП-5(з), ОП-10(з)), отличающиеся тем, что в корпусе их находятся без разделения огнетушащий порошок и сжатый воздух, давление которого регистрируется манометром, расположенным перед запорно-пусковым устройством. Стрелка манометра должна находиться в зеленом секторе шкалы. При нажатии на рычаг запорно-пускового устройства сжатый воздух выбрасывает из корпуса огнетушителя огнетушащий порошок.
Для указания местонахождения пожарной техники и огнетушащих средств используются указательные знаки согласно ГОСТ 12.4.026-76, которые размещают на видных местах на высоте 2...2,5м.
Выбор типа и необходимого количества огнетушителей определяются согласно Типовым нормам размещения огнетушителей, утвержденным приказом Министерства Украины по вопросам чрезвычайных ситуаций и в делах защиты населения от по следствий Чернобыльской катастрофы от 01.01.2001г. № 000. Внутри зданий огнетушители устанавливают возле пожарных кранов, а также на видных и доступных местах (в коридорах, вестибюлях, на площадках лестничных клеток, возле выходов из помещений) на высоте не более 1,5 м (от уровня пола до нижнего торца огнетушителя) и на расстоянии от дверей, достаточном для их полного открытия. Расстояние между огнетушителями не должно превышать: 15 м - для помещений категорий А, Б, В (горючие газы и жидкости); 20 м - для помещений категорий В, Г.
Критериями выбора типа и необходимого количества огнетушителей для защиты объекта являются: уровень его пожарной опасности; класс пожара имеющихся в нем горючих веществ и материалов; категория помещения по взрывопожарной или пожарной опасности; площадь его. Так, например, в производственных и складских зданиях, помещениях промышленных предприятий при размещении в них производств категорий А, Б, В (с наличием горючих газов и жидкостей), площади больше 250 – до 500м2 необходимо использовать один из вариантов установки огнетушителей: 8 порошковых огнетушителей с зарядом огнетушащего вещества 5 или 6кг (ОП-5 или ОП-6); 6 таких огнетушителей с зарядом 8 или 9кг (ОП-8 или ОП-9); 4 огнетушителя с зарядом 12кг (ОП-12). Необходимо предусматривать по одному углекислотному огнетушителю с величиной заряда огнетушащего вещества 3кг и более (ОУК-3,5, ОУК-5) на 20м2 площади пола электрощитовых, офисных помещений с П ЭВМ, вентиляционных камер и других технических помещений. Помещения, в которых размещены ПЭВМ, необходимо оснащать переносными углекислотными огнетушителями из расчета: один огнетушитель ОУК-1,4 или ОУК-2 или один ОВПА‑400 на три ПЭВМ, но не меньше чем один огнетушитель указанных типов на помещение. Общественные и административно-бытовые помещения на каждом этаже должны иметь не меньше двух переносных (порошковых, водопенных или водяных) огнетушителей с массой заряда огнетушащего вещества 5кг и больше (ОП-5, ОВП-6, ОВ-5).
Нормы размещения огнетушителей для производственных и складских помещений и помещений промышленных предприятий приведены в таблицах 1-3 Приложения.
Эксплуатация и техническое обслуживание огнетушителей должны осуществляться в соответствии с Правилами эксплуатации огнетушителей, утвержденными приказом Министерства Украины по вопросам чрезвычайных ситуаций и в делах защиты населения от по следствий Чернобыльской катастрофы от 01.01.2001г. № 000, а также ДСТУ„Техническое обслуживание огнетушителей. Общие технические требования”.
На территории предприятий первичные средства пожаротушения (шанцевый инструмент, ведра, огнетушители) группируют на специальных щитах. Щиты располагают так, чтобы каждый из них обслуживал группу сооружений в радиусе не более 100 м, хранилища с огнеопасными материалами - на расстоянии 50м. Территорию предприятия обеспечивают пожарными щитами из расчета 1 щит на площадь до 5000м2. Средства пожаротушения окрашивают в красный цвет, а надписи на них и поверхность щита должны быть белыми.
Автоматические установки пожаротушения
Автоматическое тушение пожара в месте его возникновения и подачу сигнала пожарной тревоги обеспечивают спринклерные и дренчерные установки, а также установки пенного, газового (аэрозольного) и порошкового пожаротушения.
Спринклерная система представляет собой совокупность водопитателей, сети труб, расположенных внутри помещения под потолком, спринклерных головок (оросителей), контрольно-сигнального клапана и сигнальных аппаратов. Спринклерные головки-оросители - автоматические устройства, вскрывающиеся при повышении температуры в помещении. Под действием высокой температуры (57, 72, 93, 141, 182 и 240 ° С) разрушается выносной легкоплавкий замок, запорное устройство - клапан выпадает из спринклерной головки и находящееся в трубах огнетушащее вещество разбрызгивает через открывшееся отверстие над очагом пожара. Одновременно с этим подается сигнал тревоги. Спринклерные головки устанавливают с таким расчетом, чтобы каждая орошала зону площадью 6...9м2.
Дренчерные установки представляют собой систему трубопроводов, на которых расположены специальные головки-дренчеры. Дренчеры не имеют замков, выходные отверстия у них постоянно открыты. Поступлению огнетушащего вещества в сеть препятствует клапан, удерживаемый в рабочем положении специальным тросом. Отрезки троса соединяются легкоплавкими замками или легкосгораемыми вставками. При плавлении замка под действием высокой температуры или сгорании вставки трос разрывается, клапан открывается и огнетушащее вещество поступает к дренчерным головкам и разбрызгивается над очагом горения. Дренчерные установки используются как для тушения пожара, так и для создания водяных завес с целью изоляции очагов огня и предотвращения его распространения. Дренчеры могут устанавливаться с внешней стороны здания по его периметру, над оконными и дверными проемами.
Принципиальная схема установки водяного пожаротушения представлена на рисунке 5.
В состоянии готовности сплинклерная установка (рисунок 5а) находится под давлением, создаваемым автоматическим водопитателем 16. При вскрытии спринклерного оросителя 1 давление в питательном 3 и распределительном 2 трубопроводах падает, вскрывается контрольно-сигнальный клапан (КСК) 4, и по проводящему трубопроводу 13 из автоматического водопитавода поступает через вскрывшиеся спринклерные оросители 1 к месту тушения пожара. Одновременно вода поступает к сигнальному прибору 6, который выдает сигнал о срабатывании контрольно-сигнального клапана. Командный импульс от сигнального прибора 6 поступает на включение основного водопитателя-насоса 14, который забирает воду из водоисточника и подает в сплинклерную сеть. При работе насоса 14 обратный клапан 21 отключает автоматически водопитаот сети. Заполнение водой автоматического водопитаосуществляется по специальному водопроводу 19, воздух в него подкачивает компрессор 17. При работе автоматического водопитаобратный клапан 15 отключает насос 14 от сети.
Рис.5. Схема установки водяного пожаротушения
В дренчерной установке (рисунок 5б) побудительная система 20 находится под давлением, создаваемым автоматическим водопитателем 16. При этом распределительный 2 и питательный 3 трубопроводы сообщаются с атмосферой. В случае пожара распадаются легкоплавкие замки 8 троссовой побудительной системы. При этом из побудительного клапана 10 троссовой системы выходит воздух, что приводит к падению давления в побудительной системе. Давление в побудительном трубопроводе 20 падает также при ручном включении установки поворотом крана 11. Вследствие этого вскрывается клапан группового действия (КГД) 12, и вода из автоматического водопитапо подводящему 13, питательному 3 и распределительному 2 трубопроводам поступает к дренчерным оросителям 7. При этом срабатывает сигнальный прибор 6, что вызывает автоматическое включение основного водопитателя – насоса 14, который забирает воду из водоисточника и подает ее в дренчерную сеть.
Принципиальная схема пенной спринклерной системы приведена на рис.6. В случае пожара расплавляется тепловой замок пенного оросителя 1, и пенообразующий раствор поступает через обратный клапан 4 и запорно - пусковой узел 3 из автоматического питателя – пневмобака 5 в питательный трубопровод 2, к оросителям 1, в которых образуется воздушно- механическая пена. После понижения давления в емкости автоматического питания 5 до определенной величины включается насос 8, подающий воду из основного водопитателя 9 в магистраль 6 и питательный трубопроводы 2. При этом автоматический питатель 5 отключается, и в магистральный трубопровод 6, в котором насосом 8 создается давление воды, из дозирующего устройства 7 подается пенообразователь. Образующийся в трубопроводах раствор поступает к пенным оросителям 1.
Рис.6. Схема пенной спринклерной установки
Для тушения пожаров внутри помещений могут быть использованы автоматические газовые и порошковые установки.
В установках газового пожаротушения используют в основном диоксид углерода. Углекислота применяется для тушения пожаров в электроустановках под напряжением, в вычислительных центрах , складах пищевых продуктов, производственных помещениях с огнеопасными жидкостями.
Принципиальная схема установки газового пожаротушения с тросовым пуском приведена на рисунке 7. Установка состоит из двух 40-литровых баллонов 1 (первый – рабочий, другой резервный) с запорно-пусковой головкой 4 типа ГЗСМ и коллектора 3 с распределительным трубопроводом 6, оборудованным выпускными насадками 5. Под потолком защищаемого помещения натягивается трос 9 длиной не более 15 метров с легкоплавкими замками 8. Расстояние между замками до 4м. но в любом случае в помещении должно быть не менее 2-х замков. Один конец троса удерживает рычаг 11, к которому подвешен груз 12 массой 10кг. К грузу прикреплен малый трос 10, второй конец которого соединен с рычагом 2 для ручного пуска установки. Дистанционное включение ее осуществляется с помощью рычага 14, зуб которого входит в зацепление со звездочкой 13 барабана, имеющего витки троса-удлинителя. При повышении температуры в защищаемом помещении до температуры плавления припоя замка 8 (обычно 72оС) замок распадается, и трос 9 перестает удерживать рычаг 11 с подвешенным грузом 12. Под действием груза 12 связанный с ним малый трос 10 поворачивает рычаг запорной головки 4, открывая отверстия для выхода огнетушащего средства из баллона 1 в коллектор 3 и далее в распределительную сеть 6 и защищаемое помещение. Дистанционное включение рабочего баллона можно осуществлять поворотом рычага 14. При этом зуб рычага выходит из зацепления со звездочкой 13 барабана троса-удлинителя, трос 9 ослабляется, и установка срабатывает так же, как и при расплавлении замка. Автоматически или дистанционно включается только рабочий баллон, резервный баллон включают в ручную или при помощи ручки 2.
Рис. 7. Схема установки газового или аэрозольного
пожаротушения с тросовым пуском
Стационарные установки порошкового пожаротушения предназначены для тушения пожаров и загораний спиртов, нефтепродуктов, щелочных металлов, других горючих материалов, а также различных установок, в том числе находящихся под напряжением до 1000В.
Рис. 8. Схема УПМ на базе огнетушителей ОПА-100 модульного типа с централизованным источником рабочего газа
УПМ на базе огнетушителей с центрированным источником рабочего газа включает: узел хранения сжатого газа – баллоны 4, оборудованные запорно-пусковой арматурой 14; установку автоматической пожарной сигнализации 2 с пожарными извещателями 1 и устройством звуковой сигнализации 3; коллектор 5 для подачи сжатого газа к огнетушителям; набор необходимого количества огнетушителей 6…9; распределительную сеть 11 с распылителями 12; устройство ручного пуска 13.
При появлении пламени и повышении температуры в защищаемом помещении срабатывает извещатель 1 автоматической пожарной сигнализации, что вызывает электропуск установки пожаротушения: газ из баллонов 4 поступает в огнетушители 6…9, вытесняя из них порошок через распределительную сеть 11 и распылив очаг горения.
Приказом МВД Украины 20 ноября 1997г. № 000 утвержден и введен в действие Перечень однотипных по назначению объектов, которые подлежат оборудованию автоматическими установками пожаротушения и пожарной сигнализации. Перечень распространяется на здания и помещения магазинов и предприятий общественного питания, в которых хранятся или находятся в обращении горючие материалы. Автоматические установки пожаротушения применяются: при торговой площади больше 3500м2 в двухэтажных зданиях магазинов и их одноэтажных зданиях при размещении торговых залов в цокольных или подвальных этажах; независимо от размеров торговой площади в зданиях магазинов высотой в три этажа и выше, а также высотой в два этажа при размещении торговых залов в цокольных или подвальных этажах.
Установками автоматического пожаротушения должны быть оборудованы: помещения складов горючих материалов площадью 1000м2 и больше, негорючих материалов в горючей упаковке площадью 1500м2 и больше; такие же помещения площадью 700м2, размещенные в подвалах; помещения для хранения шерсти не зависимо от площади; складские помещения площадью 200м2 и больше для хранения смазочных материалов в подвалах и цокольных этажах, а так же площадью 750м2 и больше для хранения резино-технических изделий и шин; склады для хранения горючих и негорючих грузов в горючей упаковке при высоте их хранения свыше 5,5м не зависимо от площади. Спринклерные установки используются в универсальных магазинах с торговыми залами общей площадью 3600м2 и более, а также в зданиях универсальных магазинов в три этажа и более независимо от площади торговых залов.
Руководители предприятий торговли, баз и складов несут ответственность за сохранность и правильную эксплуатацию противопожарных систем и установок пожарной автоматики. Для лиц, работающих в защищаемых установками помещениях, должны быть разработаны и вывешены специальные инструкции.
Контрольные вопросы
1. Какие вещества и материалы используются для тушения пожаров и какова область применения?
2. Как обеспечивается противопожарное водоснабжение предприятий?
3. Как классифицируются ручные огнетушители и какова область их применения?
4. Расскажите об устройстве и принципе действия ручных огнетушителей.
5. Каковы нормы оснащения помещений переносными огнетушителями?
6. Расскажите об устройстве, принципе действия и области применения автоматических установок пожаротушения.
Требования к отчету
По результатам выполненной лабораторной работы каждый студент должен составить отчет, в котором необходимо:
кратко проанализировать степень эффективности использования различных веществ и материалов для тушения пожаров и указать область их применения;
привести в эскизном исполнении разрезы ручных огнетушителей (водопенных, углекислотных, порошковых) и дать описание их устройства и принципа действия;
пояснить правила расстановки ручных огнетушителей на предприятиях (в учреждениях и организациях);
привести общие сведения об устройстве, принципе действия и области применения автоматических установок пожаротушения.
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 тушении пожара 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 пожарные стволы 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.
Цель работы : 1. Ознакомление с огнетушащими составами.
2. Изучение средств пожаротушения.
3. Выбор типа и определение количества первичных средств
пожаротушения.
Теоретическая часть.
Быстрое и эффективное тушение пожара может быть достигнуто в том случае, если правильно выбрано средство тушения и оснащена его своевременная подача в очаг горения. Выбор огнетушащих веществ, средств пожаротушения производится на основе их классификации и характеристики.
Огнетушащие вещества. Классификация огнетушащих веществ.
Огнетушащие вещества классифицирую:
По способу прекращения горения:
Охлаждающие очаг горения: вода, твердая углекислота.
Разбавляющие (снижающие процентное содержание кислорода в очаге горения): углекислый и другие инертные газы, тонкораспыленная вода, водяной пар.
Изолирующего действия (изолирующие горящую поверхность от кислорода воздуха): воздушно-механическая пена, сухие порошки, песок, растворы.
Ингибитирующие (тормозящие химическую реакцию горения): составы с галоидосодержащими углеводородами (хладоны).
По электропроводности:
Электропроводные: вода, растворы, водяной пар, пена.
Неэлектропроводные: газы, порошковые составы.
По токсичности:
Нетоксичные: вода, пена, порошковые составы, песок.
Малотоксичные: углекислота.
Токсичные: фреоны, галоидированные составы №3, 5, 7, и другие.
Характеристика некоторых огнетушащих веществ.
Вода и растворы. Вода является основным средством тушения пожаров. Она дешева, доступна, легко подается к месту горения, хорошо сохраняется в течении длительного времени, не обладает токсическими свойствами, эффективна при тушении большинства сгораемых материалов.
Высокая огнетушащая способность воды обусловлена ее значительной теплоемкостью. При нормальном атмосферном давлении и температуре 20 0 С теплоемкость воды равна 1 ккал/кг. Из 1 литра воды образуется 1750 литров сухого насыщенного пара. При этом затрачивается 539 ккал. тепловой энергии. Выделяющийся пар вытесняет кислород из зоны горения.
Однако вода обладает большой силой поверхностного натяжения, поэтому проникающая способность воды не всегда бывает достаточной. Известен ряд материалов (пыль, хлопок и др.), в поры которых вода не в состоянии проникнуть и прекратить тление. В таких случаях для снижения поверхностного натяжения и повышения проникающей способности в воду добавляют определенное количество (от 0,5 до 4% по весу) поверхностно-активных веществ-смачивателей. Наиболее распространены следующие смачиватели: пенообразователь ПО-1, ПО-5.
Применение смачивателей при прочих равных условиях уменьшает расходы воды в 2-2,5 раза и сокращает время тушения на 20-30%. Недостаток смачивателей – их агрессивность.
Для тушения пожаров применяется вода в виде сплошных или тонко-расправленных струй. Распыленная вода может быть с успехом применена для тушения нефтепродуктов. При этом важным условием успеха тушения является создание над горящей поверхностью достаточно плотной завесы из мелких капель. Эта завеса ограничивает поступление кислорода из окружающей среды в зону горения. Кислород, проникающий сквозь завесу в зону горения, разбавляется паром, образовавшимся в результате испарения капель воды. В результате создаются условия, при которых горение невозможно.
Воду в виде сплошных струй применяют для механического отрыва пламени и для охлаждения окружающих конструкций. Недостатком сплошной струи является низкий коэффициент использования теплоемкости воды из-за короткого времени ее контакта с зоной горения.
Для тушения лесных и степных пожаров применяются различные растворы солей. Для получения раствора к воде добавляют соли хлористого кальция, каустическую соль, глауберову соль, сернокислый аммоний и другое, которые повышают теплоемкость воды и после ее испарения образуют на обработанной раствором поверхности пленку из солей. Эта пленка предотвращает повторное загорание потушенного очага от искр и угольков.
Однако, вода – не универсальное средство. Со многими веществами, например, со щелочными и со щелочноземельными металлами она вступает в химическую реакцию с выделением водорода, сопровождающуюся значительным выделением тепла. Некоторые соединения, например, гидросульфат натрия при взаимодействии с водой разлагаются. Поэтому в подобных случаях, а также при тушении электроустановок, вода не может рекомендоваться в качестве огнетушащего вещества.
Пены являются эффективными средствами огнетушения. Огнетушащие пены подразделяются на химические и воздушно-механические. Химическую пену получают в результате химической реакции нейтрализации между кислотой и щелочью. Оболочка пузырьков этой пены состоит из смеси водных растворов солей и пенообразующих веществ. Сами пузырьки заполняются углекислым газом – продуктом химической реакции.
Воздушно-механическую пену получают в результате механического перемешивания пенообразующего раствора с воздухом. Оболочка пузырьков воздушно-механической пены состоит из водного раствора пенообразователей типа ПО-1, ПО-5.
Полученная огнетушащая пена характеризуется:
Стойкостью (способностью пены противостоять разрушению в течение определенного времени: чем выше стойкость пены, тем эффективнее процесс тушения);
Кратностью пены (отношением объема пены к объему первоначального продукта);
Вязкостью (способностью пены к растеканию по поверхности);
Дисперсностью (размерами пузырьков).
Для повышения стойкости пены применяют поверхностно-активные вещества (костный или столярный клей), а для хранения при низких температурах – этанол (С 2 Н 3 ОН) или этиленгликоль.
Пены применяют для тушения пожаров класса А, В, С. Нельзя применять для тушения щелочных и щелочноземельных металлов и электрооборудования под напряжение.
Двуокись углерода . Двуокись углерода, подаваемая в очаг пожара, может быть в твердом состоянии (углекислый снег), газообразном и аэрозольном.
Углекислый снег может быть получен при условии быстрого испарения жидкой углекислоты. Получаемая снегообразная углекислота имеет плотность 1,5 г/см 3 при – 80 0 С. Снегообразная углекислота снижает температуру и уменьшает содержание кислорода в зоне горения. Из 1 литра твердой кислоты образуется 500 литров газа.
В газообразном состоянии двуокись углерода применяют для объемного тушения внутри помещений, заполняя весь объем и вытесняя из него кислород. Аэрозольная двуокись углерода (в виде мельчайших кристаллических частичек) наибольший эффект дает в помещениях, в воздухе которых могут находиться мельчайшие сгораемые частички (хлопок, пыль и др.). В этом случае двуокись углерода не только производит тушение, но и способствует быстрому осаждению взвешенных в воздухе частичек. Для прекращения горения в помещении необходимо создать 30%-ую концентрацию паров углекислого газа.
Применяя двуокись углерода, необходимо помнить, что она представляет опасность для людей. Поэтому входить в помещение после заполнения его двуокисью углерода можно только в кислородных изолирующих противогазах.
Углекислота не электропроводна и испаряется, не оставляя после себя следов. Двуокись углерода применяется при тушении электрооборудования, двигателей внутреннего сгорания, при тушении пожаров в хранилищах ценных материалов, в архивах, библиотеках и т.п. Двуокись углерода нельзя применять как огнетушащее вещество при горении этилового спирта, т.к. углекислый газ растворяется в нем, а также при горении веществ, способных гореть без доступа воздуха (термит, целлулоид и т.д.). Кроме СО 2 в качестве огнетушащих веществ применяют и другие инертные газы: азот, шестифтористая сера.
Хладоновые составы – это составы с галлоидносодержащими углеводородами. Они представляют собой легкоиспаряющиеся жидкости, вследствие чего их относят к газам или аэрозолям. Основными составами, используемыми при тушении пожаров, являются:
Хладон 125 (C 2 HF 5)
Хладон 318 (C 4 Cl 3 F 8)
Эти составы на сегодняшний день являются наиболее эффективными средствами тушения пожаров. Действие их основано на ингибитировании химических реакций горения и взаимодействия с кислородом воздуха.
Применяются для тушении пожаров классов А, В, С и электроустановок при практически неограниченных температурах.
Достоинства:
Наиболее эффективны по сравнению со всеми имеющимися составами;
Обладают высокой приникающей способностью;
Применяются при отрицательных температурах (до – 70 0 С).
Недостатки:
Нельзя тушить щелочные и щелочноземельные металлы и кислотосодержащие вещества.
Токсичность;
Образование коррозионно-активных соединений в присутствии влаги;
Неэффективны для применения на открытом воздухе;
Порошковые составы . К порошковым огнетушащим составам, применяющихся в настоящие время, относят:
ПСБ-3М (~90% бикарбонат натрия);
Пирант – А (~96% фосфаты и сульфаты аммония);
ПХК (~90% хлорид калия);
АОС – аэрозолеобразующие составы.
Кроме основных составляющих огнетушащих порошков в их состав входят антислеживающие и гидрофобные добавки.
Порошковые огнетушащие составы применяют для тушения пожаров классов А, В, С и Е, электроустановок под напряжением.
Неэффективны при тушении:
Тлеющих материалов и веществ, горящих без доступа кислорода.
Действие порошковых составов ПХК и АОС заключается в ингибитировании химической реакции горения и уменьшении содержания кислорода в зоне горения.
Порошки ПХК и АОС являются самыми перспективными на сегодняшний день. Особой эффективностью обладают аэрозольные огнетушащие составы – АОС.
АОС представляет собой твердотопливные или пиротехнические композиции, способные к самостоятельному горению без доступа воздуха с образованием огнетушащих продуктов горения – инертных газов, высокодисперсных солей и окислов щелочных металлов. Эти соединения малотоксичны, экологически безвредны.
В настоящие время применяются:
Пламенные АОС;
Охлажденные АОС.
Пламенные составы при срабатывании устройств аэрозолеобразующих составов имеют факел пламени достигающий нескольких метров и температуру продуктов горения на выходе 1200 – 1500 0 С. Это является их недостатком.
Охлажденные аэрозолеобразующие составы получают с помощью специальных охлажденных насадок. Это позволяет снизить температуру АОС при горении от 600 0 С до 200 0 С, но при этом аэрозольная смесь будет содержать продукты неполного сгорания АОС, что значительно повышает токсичность продуктов горения по сравнению с пламенными АОС.
АОС используют для тушения в огнетушителях, в генераторах различных типов, как в автономном режиме, так и в автоматических установках аэрозольного пожаротушения.
