Тема 2.3. Противопожарные системы

2.3.1. Общие сведения о противопожарной защите. Классификация систем по способу тушения.

Специфика судовых условий - ограниченность площадей судовых помещений, трудность эвакуации людей и грузов, невозможность получить помощь со стороны – осложняет борьбу с пожарами и делает их большим бедствием. Поэтому обеспечение безопасности людей и грузов требует наличия на судах эффективных средств противопожарной защиты.

Основные требования к противопожарной защите морских судов определены Международной конвенцией по охране человеческой жизни на море 1974 года (SOLAS 74) и Правилами РМРС.

Противопожарная защита подразделяется на 2 группы: конструктивная и активная.

Конструктивная противопожарная защита (КПЗ) – это комплекс конструктивных и организационных мероприятий, направленных на:

- предотвращение возникновения пожара на борту судна;

- ограничение распространения пожара по судну;

- обеспечение безопасной эвакуации людей из отдельных помещений и с судна в целом.

Реализация этих принципов предполагает ограничение применения горючих материалов, подразделение корпуса судна на главные вертикальные противопожарные зоны, разделение машинных, служебных и жилых помещений, защиту путей эвакуации с помощью огнестойких конструкций, а так же организационные мероприятия, связанные с соблюдением правил пожарной безопасности.

Активная противопожарная защита (АПЗ) – это комплекс средств, предназначенных для обнаружения очага пожара и его тушения. Соответственно, выделяют системы сигнализации и системы локализации пожара.

Системы пожарной сигнализации включают:

- системы сигнализации обнаружения пожара;

- системы предупреждения о пуске огнетушащего средства.

Основным элементом систем обнаружения пожара являются датчики-извещатели (ДИ), которые по способу приведения их в действие подразделяют на ручные и автоматические. Ручные кнопочные извещатели приводятся в действие членами экипажа или пассажирами, обнаружившими очаг пожара. Автоматические извещатели подразделяют на:

- тепловые, реагирующие на повышение температуры воздуха (или на скорость нарастания температуры). По устройству выделяют следующие тепловые датчики: с объёмным расширением жидкости или газа, с линейным расширением твёрдых тел, биметаллические, плавкие, термоэлектрические, датчики сопротивления, ферромагнитные датчики.

- дымовые, реагирующие на задымлённость помещения. По устройству выделяют следующие дымовые датчики:

а) ионизационные. Содержат источник слабого радиоактивного излучения (чаще всего используется америций-241) со сверхнизким уровнем порядка 0,9 мкКюри (ниже фонового излучения). Поток радиоактивных частиц направляется в две отдельные камеры: изолированную от окружающей среды контрольную и открытую для внешнего воздуха измерительную, где ионизирует молекулы воздуха, в результате чего возникает ионизационный ток. При попадании частиц дыма в измерительную камеру происходит уменьшение ионизационного тока, поскольку при этом происходит уменьшение длины пробега альфа-частиц и увеличение рекомбинации ионов. При появлении разности токов в камерах срабатывает сигнал тревоги.

б) оптические (фотоэлектрические) - лучевые и рефракционные.

В лучевых извещателях луч от источника света подаётся напрямую на фотоприёмник. При появлении в воздухе частиц дыма они препятствуют прохождению света, и световой поток, попадающий на фотоприёмник, уменьшается, что вызывает срабатывание сигнала тревоги.

В рефракционных извещателях в нормальных условиях (в чистом воздухе) луч света не попадает на фотоприёмник. При появлении в воздухе частиц дыма свет от источника рассеивается на них, и часть излучения попадает на фотоприёмник, что вызывает срабатывание сигнала тревоги.

- световые (радиационные), реагирующие на излучение открытого пламени. По воспринимаемому диапазону излучения выделяют извещатели: ИК-диапазона, УФ-диапазона.

- комбинированные, сочетающие в своём составе разнотипные ДИ с логической обработкой сигналов.

- предупреждающие, информирующие о создании пожароопасной концентрации горючих газов или паров.

При выборе того или иного типа ДИ необходимо учитывать назначение помещения, вероятные причины и условия возникновения пожара.

В зависимости от способа включения датчиков-извещателей в сеть выделяют лучевые и кольцевые системы пожарной сигализации. Лучевые системы имеют несколько лучей, в каждом из которых устанавливается не более 100 ДИ не более чем в 50 помещениях, расположенных в одной главной противопожарной зоне на одной палубе и на одном борту. В кольцевых системах все ДИ включаются последовательно.

Требования к системам сигнализации обнаружения пожара:

1) Стационарные системы сигнализации обнаружения пожара должны устанавливаться для защиты жилых, служебных помещений и постов управления, машинных отделений, грузовых помещений (в которых перевозятся опасные грузы в упаковке). В помещениях с минимальным риском возникновения пожара (пустые пространства, личные ванные и туалеты, открытые палубы) извещатели могут не устанавливаться.

2) Установленные в каютах извещатели при приведении в действие должны вызывать срабатывание звукового сигнала в помещении, в котором они расположены.

3) Автоматические извещатели могут срабатывать под воздействием тепла, дыма и других выделяемых при горении продуктов.

4) Дымовые извещатели должны устанавливаться на всех трапах, во всех коридорах и на всех путях эвакуации людей в пределах жилых помещений.

5) Автоматические извещатели должны располагаться таким образом, чтобы обеспечить их максимальную эффективноть.

6) Ручные пожарные извещатели должны быть установлены во всех жилых, служебных помещениях и постах управления.

7) Все ручные извещатели должны быть окрашены в красный цвет и достаточно освещены в нормальных и аварийных условиях, кнопка извещателя должна находиться под стеклом.

8) Система сигнализации обнаружения пожара должна иметь два источника питания – основной (судовая электросеть) и резервный (аккумуляторная батарея).

Требования к системам сигнализации предупреждения о пуске огнетушащего вещества:

1) Автоматической сигнализацией предупреждения о пуске огнетушащего вещества должны быть снабжены помещения, в которых члены экипажа работают либо в которые имеют доступ.

2) Включение сигнализации предупреждения должно быть сблокировано с местными и дистанционными пуска системы пожаротушения. При этом должна обеспечиваться автоматическая задержка (не менее 20 с) поступления огнетушащего вещества в защищаемое помещение, чтобы люди успели его покинуть.

3) Сигнал должен быть чётким, ясным, хорошо слышимым среди шумов в помещении и по тону отличаться от других сигналов. В дополнение к звуковому сигналу должен быть световой сигнал «Газ! Уходи!».

Системы локализации пожара предназначены для ограничения распространения и уничтожения пожара. В основе горения лежит химическая реакция окисления, в которой участвует горючее вещество и кислород атмосферного воздуха, выступающий окислителем (пожарный треугольник: горючее вещество – кислород – высокая температура). Системы пожаротушения классифицируют на 4 группы в зависимости от способа действия огнетушащего вещества на очаг пожара (3 физических способа и 1 химический).

1. Системы, действующие по принципу охлаждения зоны горения. Принцип основан на введении в зону горения вещества с высокой теплоёмкостью и низкой температурой, в результате чего температура в очаге пожара падает, и реакция горения прекращается. Наибольшее применение в качестве такого вещества получила вода. Преимущества воды:

• доступность и дешевизна;

• высокая теплоёмкость и теплота парообразования;

• наличие полезного вторичного эффекта: в результате испарения воды в зоне горения образуется водяной пар, который вытесняет воздух и тем самым способствует прекращению горения.

Ограничения к применению воды:

• нельзя использовать для тушения электрооборудования из-за электропроводности воды;

• нельзя применять для тушения веществ, химически реагирующих с водой с выделением теплоты, водорода и кислорода.

2. Системы, действующие по принципу изоляции реагирующих веществ. Принцип основан на введении в зону горения веществ, покрывающих горючее вещество нейтральным слоем и изолирующих его от доступа кислорода.

К данным системам относятся системы пенного пожаротушения, также изолирующий эффект имеют огнетушащие порошки.

3. Системы, действующие по принципу разбавления реагирующих веществ. Принцип основан на введении в зону горения газообразных веществ, не поддерживающих процесс горения, в результате чего концентрация реагирующих веществ снижается, что способствует прекращению реакции горения. При объёмной концентрации кислорода менее 16% прекращается пламенное горение большинства веществ, а при 8% и ниже исчезает тление и условия для повторного возгорания.

Считая воздух состоящим из 79% азота и 21% кислорода, получим, что замещение 1% кислорода сопровождается замещением 79/21=3,75% азота. Тогда необходимый объём нейтрального огнетушащего вещества на 1 м³ объёма помещения:

, м³;

где К – требуемая концентрация кислорода в защищаемом помещении.

К данным системам относятся:

• системы углекислотного пожаротушения;

• системы инертных газов;

• системы паротушения.

4. Системы, действующие по принципу химического торможения реакции горения. Принцип основан на введении в зону горения активных веществ, которые, взаимодействуя с промежуточными продуктами реакции горения, делают их нейтральными по отношению к кислороду, в результате чего горение прекращается.

К данным системам относятся:

• системы объёмного химического тушения;

• системы порошкового тушения.

Общие требования Правил РМРС к противопожарным системам (том 1, раздел 3 «Противопожарное оборудование и системы», п. 3.1.2):

3.1.2.1. В дополнение к системе водяного пожаротушения, в зависимости от назначения судового помещения оно должно быть защищено одной из стационарных систем пожаротушения в соответствии с табл. 3.1.2.1.

3.1.2.2. Расчёт необходимого количества огнетушащего вещества должен производиться отдельно для каждого защищаемого помещения. При наличии смежных помещений с возможностью взаимного проникновения газов и жидкостей выбор параметров системы пожаротушения производится для помещения, представляющего наибольшую пожарную опасность, а расчёт количества огнетушащего вещества производится по суммарной площади (или объёму) смежных помещений.