Глава 24 тушение пожаров

24.1. Способы и средства тушения пожаров

Под пожаротушением подразумевается комплекс мероприятий, направленных на ликвидацию возникшего пожара. Поскольку для возникновения и развития процесса горения, обусловливающего явления пожара, необходимо одновременное сочетание горючего вещества, окислителя и непрерывного потока тепла от очага пожара к горючему материалу, то для прекращения горения достаточно исключить какой-либо из этих элементов.

Способы прекращения горения наглядно иллюстрируются анализом уравнения:

Подавление горения прежде всего связано с уменьшением скорости реакции, а этого можно добиться уменьшением величины каждого из сомножителей, входящего в это уравнение.

Таким образом, прекращения горения можно добиться снижением содержания горючего компонента, уменьшением концентрации окислителя, увеличением энергии активации реакции и, наконец, снижением температуры процесса. В соответствии с изложенным существуют следующие способы пожаротушения:

охлаждение .очага горения или горящего материала ниже определенных температур;

изоляция очага горения от воздуха или снижение концентрации кислорода в воздухе путем разбавления негорючими газами;

торможение (ингибирование) скорости реакции окисления;

механический срыв пламени сильной струей газа или воды;

создание условий огнепреграждения, при которых пламя распространяется через узкие каналы, сечение которых ниже тушащего диаметра.

Для достижения этих эффектов применяют различные огнетушащие вещества и составы (называемые в дальнейшем средствами тушения). В настоящее время в качестве средств тушения используют:

воду, которая может подаваться в очаг пожара сплошными или распыленными струями;

пены (воздушно-механическая различной кратности и химическая), представляющие собой коллоидные системы, состоящие из пузырьков воздуха (в случае воздушно-механической пены) или диоксида углерода (в случае химической пены), окруженных пленками воды;

инертные газовые разбавители (диоксид углерода, азот, аргон, водяной пар, дымовые газы);

гомогенные ингибиторы — низкокипящие галогеноуглеводороды (хладоны);

гетерогенные ингибиторы — огнетушащие порошки;

комбинированные составы.

Вода является наиболее широко применяемым средством тушения. Она обладает значительной теплоемкостью и весьма высокой теплотой испарения (~2,22 кДж/г), благодаря чему она оказывает сильное охлаждающее действие на очаг пожара. К наиболее существенным недостаткам воды относятся ее недостаточная смачивающая (и, следовательно, проникающая) способность, при тушении волокнистых материалов (древесина, хлопок и др.) и высокая подвижность, ведущая к большим потерям воды и порче окружающих предметов. Для преодоления этих недостатков к воде добавляют вещества поверхностно-активные (смачиватели) и повышающие вязкость (натрий-карбокси метил целлюлоза).

Следует иметь в виду, что воду нельзя применять для тушения металлов и их гидридов и карбидов, металл-органических соединений и некоторых других веществ.

Важной характеристикой пены является кратность, определяемая отношением объема пены к объему ее жидкой фазы. По кратности пены подразделяют на низкократную (до 30), среднекратную (30...200) и высокократную (свыше 200). Воздушно-механи- ческую пену . получают с помощью пеногенерирующей аппаратуры и специальных добавок — пенообразователей (ПО), обеспечивающих снижение поверхностного натяжения на границе вода — воздух и облегчение образования коллоидной системы. В качестве ПО используют соли органических сульфокислот, фторированных соединений и др. В частности, известны ПО-1Д, ПО-ЗАИ, ПО-6К —для тушения нефтепродуктов, твердых материалов, а также ПО-1С, ПО «Форэтол» — для тушения полярных ЛВЖ (спиртов, эфиров, ацетона и др.).

Химическая пена образуется при взаимодействии растворов кислот и щелочей в присутствии ПО. В настоящее время химическую пену используют лишь в некоторых огнетушителях.

Инертные разбавители применяют для объемного тушения и флегматизации, т. е. для создания не поддерживающей горение среды с содержанием кислорода менее МВСК. Наиболее широкое использование из подобных средств находит диоксид углерода, огнетушащая концентрация которого для большинства обычных горючих веществ составляет от 20 до 40 % по объему.

Хладоны, представляющие собой предельные галоген оуглеводороды с числом атомов углерода от 1 до 3, в которых частично или полностью атомы водорода замещены атомами фтора, брома и хлора, обладают более высокой огнетушащей способностью, чем инертные разбавители, так как способны обрывать цепную реакцию окисления.

Для тушения пожаров применяют хладоны 13В1 (СF₃Вr), 12В1 (СF₂С1Вr) и 114В2 (С₂F₄Вr₂), огнетушащая концентрация которых составляет всего около 2 % по объему. Их используют для объемного тушения и флегматизации при противопожарной защите особо важных и пожароопасных объектов.

Огнетушащие порошки представляют собой мелкоизмельченные минеральные соли (карбонаты и бикарбонаты натрия и калия, фосфорно-аммонийные соли, хлориды натрия и калия и др.) с различными добавками, препятствующими слеживанию и комкованию. К достоинствам порошков относятся их высокая огнетушащая способность и универсальность (возможность тушения различных материалов, в том числе таких, которые нельзя тушить водой, пенами, хладонами). Механизм огнетушащего действия порошков заключается в ингибировании процесса горения из-за гибели активных центров пламени на поверхности твердых частиц или в результате их взаимодействия с газообразными продуктами разложения порошков. Порошки применяют для поверхностного и объемного тушения, а также в установках флегматизации и взрывоподавления.

В зависимости от физико-химических свойств горючих материалов и возможности их тушения различными средствами пожары квалифицируют следующим образом (табл. 24.1).

Таблица 24.1. Классификация пожаров

Класс пожара	Характеристика горючей среды или горящего объекта	Рекомендуемые средства тушения
А	Обычные твердые материалы (дерево, уголь, бумага, резина, текстиль и др.)	Все виды средств (прежде всего вода)
В	ЛВЖ, ГЖ, плавящиеся при нагреве материалы (стеарин, каучук и др.)	Распыленная вода, пена, хладоны, порошки
С	Горючие (в том числе сжиженные) газы	Газовые составы, порошки, вода (для охлаждения оборудования)
Д	Металлы и их сплавы, металлосодержащие соединения	Порошки
Е	Электроустановки под напряжением	Хладоны, порошки, диоксид углерода

Средства пожаротушения, как правило, маркируются с учетом классов пожаров, для тушения которых они предназначены. Например, порошки на основе фосфорно-аммонийных солей (ПФ, П 2АП) обозначают буквами АВСЕ, порошки на основе бикарбонатов (ПСБ) —ВСЕ.

Поскольку основным средством тушения является вода, важное значение в строительстве имеет проектирование и сооружение систем водоснабжения.