9.4. Эксплуатация па при тушении крупных пожаров в экстремальных условиях
Вероятность идентичности развития двух крупных пожаров даже в одной области промышленности крайне мала. А вот организация начала тушения, локализация и тушение пожаров зависят в основном от природно-климатических условий размещения объекта пожара. Наиболее сложные условия создаются в районах с холодным и очень холодным климатом. Нередко эти условия усугубляются высотой снежного покрова, сильными ветрами, а в северной части территории страны еще и слабой освещенностью. Именно поэтому и будут рассмотрены вопросы организации тушения крупных пожаров в условиях холодного климата.
9.4.1. Влияние природно-климатических условий на организацию тушения крупных пожаров
В условиях холодного и очень холодного климата тушение, особенно крупных пожаров, обусловлено природно-климатическими условиями и приспособленностью к ним пожарных и аварийно-спасательных автомобилей.
В районах с рассматриваемыми условиями температура воздуха зимой достигает 50–60 °С, иногда дуют сильные ветра, преобладает глубокий снежный покров и большая продолжительность зимнего периода.
Именно климатическими условиями, по сравнению с условиями умеренного климата, обусловлено увеличение времени следования на крупные пожары на 20–25 %, средней продолжительности тушения крупных пожаров в основном до 40 % (5,8 и 3,5 ч, соответственно). При этом, чем ниже температура воздуха, тем больше продолжительность тушения пожара. Так, проведенные исследования показали, что за последние 20 лет при температуре воздуха –40 °С тушили 12 % крупных пожаров. Среднее время тушения составляет 6,2 ч, а при –50 °С (3 % крупных пожаров) время тушения – 7 ч. Гибель людей при тушении крупных пожаров зимой в 2–3 раза больше, чем в летний период.
Выпускаемые заводами пожарные автомобили предназначены для эксплуатации при температурах окружающего воздуха от –40 до +40 °С. Возможные затруднения эксплуатации пожарных автомобилей проанализируем, оценивая функциональное назначение (рис. 9.18).
Функциональное
назначение пожарной
автоцистерны
1-я функция
2-я функция
3-я функция
Доставка к месту пожара расчета, огнетушащих веществ и пожарного оборудования
Проведение спасательных работ с помощью вывозимых огнетушащих веществ и пожарного оборудования
Подача к месту пожара огнетушащих веществ от источников водоснабжения
Рис. 9.18. Функциональное назначение АЦ
При большом времени следования к месту тушения пожара под влиянием низких температур окружающей среды охлаждаются отсеки пожарной надстройки и все пожарно-техническое и аварийно-спасательное вооружение в них. На рис. 9.19 показана интенсивность охлаждения отсека пожарного автомобиля АЦ-6/6-40(5557), следующего к месту вызова.
Естественно, что после прибытия на пожар через 5–10 мин температура стенок отсека достигает 0 °С. Резкое охлаждение стенок отсека (кривая 1) приводит к охлаждению размещенного в нем ПТВ (кривая 2). При этом может сложиться ситуация, когда при очень низкой температуре и сильном ветре находящиеся в отсеках АЦ пожарные напорные рукава охладятся до температуры окружающей среды.
1
2
20
40
60
τ, мин
tв, °С 20
10
–10
–20
Рис. 9.19. Интенсивность охлаждения отсека пожарной надстройки АЦ-6/6-40(5557)
при температуре окружающей среды tв = 18 °С, скорости ветра υв = 4 м/с
и средней скорости движения автомобиля υа = 50 км/ч:
1 – температура внутренней поверхности стенок отсека;
2 – температура ПТВ в отсеке пожарных рукавов
При движении АЦ влиянию низких температур подвергаются также и средства защиты органов дыхания, находящиеся в отсеках пожарного автомобиля, и бак с пенообразователем. При следовании АЦ к месту вызова цистерна с водой имеет достаточный тепловой запас, исключающий замерзание в ней воды.
После прибытия АЦ к месту тушения пожара расчет автомобиля производит боевое развертывание. Выполняется вторая функция назначения автомобиля (см. рис. 9.18).
Из-за влияния низких температур окружающей среды на АЦ при следовании на пожар могут возникнуть трудности с выполнением этой функции.
Так, если для подачи ствола первой помощи используются охлажденные в отсеках АЦ напорные пожарные рукава, то при подаче в них воды по длине рукавной линии может сформироваться «шуга» (двухфазный поток жидкости, состоящий из кристаллов льда и воды), которая, как правило, забивает разветвление, переходные соединения, стволы и тем самым препятствует подаче воды.
Одной из основных функций АЦ является подача к месту пожара огнетушащих веществ от источников водоснабжения – это третья функция назначения (см. рис. 9.18). При этом влиянию низких температур подвергаются как пожарный автомобиль, так и магистральные и рабочие рукавные линии. Так, при воздействии низких температур окружающей среды возможны отказы в подаче воды вследствие замерзания ее в насосе и водопенных коммуникациях. Даже при временном прекращении подачи воды и выключении насоса в его полости возможно замерзание оставшейся воды.
При продолжительной подаче воды по рукавным линиям в условиях низких температур в них происходит замерзание воды. Скорость формирования льда зависит от диаметра рукавов, скорости движения воды, ее температуры, а также температуры окружающей среды. Возникает ситуация, когда становится невозможным подавать воду на тушение пожара. Это может быть причиной того, что начавшиеся пожары приобретают крупные размеры. При этом АЦ не может осуществить выполнение третьей функции своего назначения. Основой выполнения этой функции является работоспособность насосно-рукавной системы обеспечения подачи воды на тушение пожара (рис. 9.20).
Насосно-рукавная система обеспечения подачи воды
на тушение пожара
Водоисточник
Пожарный
автомобиль
Напорная линия
Всасывающая линия
Рис. 9.20. Система обеспечения подачи воды на тушение пожара
От работоспособности рассматриваемой системы зависит весь процесс тушения пожара, ведь она обеспечивает как забор воды, так и подачу ее на тушение пожара. Если какой-то элемент этой системы выдает отказ в работе, то тушение пожара невозможно.
Отказы в работе рукавных линий возникают в различных ее элементах. Так, на основании описаний более 3,5 тысяч крупных пожаров было установлено их распределение, представленное в табл. 9.3.
Таблица 9.3
Элемент системы |
Распределение отказов, % |
Водоисточник Всасывающая линия Пожарный автомобиль Напорные линии |
13,2 5,7 43,4 37,7 |
Из этой таблицы следует, что наибольшее количество отказов приходится на пожарный автомобиль и напорную линию.
Из общего количества всех отказов наибольшая их часть обусловлена замерзанием воды в пожарных насосах (табл. 9.4).
Таблица 9.4
Элемент системы |
Распределение отказов, % |
Воздействие низких температур на тепловой режим двигателя ПА Замерзание вентилей, клапанов и задвижек водопенных коммуникаций Замерзание вакуумной системы насоса ПА Замерзание воды в насосе ПА |
8,7 17,4 4,3 69,9 |
Количество отказов, связанных с пожарными АЦ, возможно значительно сократить, совершенствуя их конструкцию. Так, установка в отсеки АЦ подогревателей, которые поддерживают положительную температуру в них, способствует предотвращению замерзания воды в насосах. Кроме того, в настоящее время проводятся активные опытно-конструкторские работы по созданию пожарной автоцистерны с элементами северного исполнения. По мере поступления в гарнизоны новой пожарной техники, имеющей дополнительную защиту пожарной надстройки от воздействия низких температур, снизится количество отказов на пожарных автомобилях.
Важной остается задача оценки влияния низких температур окружающей среды на рукавные линии и обеспечение при этом их работоспособности.