Лекция № 15
3.2.5. Способы и средства нейтрализации угроз.
В качестве звуковых охранных оповещателей применяются электромеханические звонки громкого боя, электромагнитные и пьезоэлектрические сирены с громкостью звука до 120 дБ. В сиренах звук создают колеблющиеся мембрана электромагнита и поверхность керамического пьезоэлемента, к которым подводится переменное напряжение от звукового генератора.
В качестве тревожной световой сигнализации могут использоваться источники яркого непрерывного или мигающего света в контролируемой зоне, включаемые автоматически по сигналу тревоги или вручную охраной.
Для ликвидации пожара в любой организации в легкодоступных местах размещаются традиционные средства пожаротушения: пенообразующие огнетушители, механические средства (багры, топоры) для разрушения очага пожара, бочки с песком, пожарные рукава и др.
В качестве огнетушащего вещества наиболее широко применяется вода. Но ее нельзя использовать для тушения веществ, которые реагируют с ней, выделяя тепло или горючие, токсичные, коррозионно-активные газы (металлоорганические соединения, карбиды и гидриды металлов и др.). При тушении водой нефти или нефтепродуктов могут произойти выбросы или разбрызгивание горящих продуктов, а электрооборудования — дополнительные очаги горения, вызванные короткими замыканиями воды в нем.
Для улучшения свойств воды как огнетушащего вещества в нее добавляют:
водорастворимые полимеры для повышения смачиваемости тлеющих материалов;
полиоксиэтилен для повышения пропускной способности трубопроводов;
антифризы и соли для уменьшения температуры замерзания.
Применяемая в большом количестве вода для заливания пожара способна нанести значительный ущерб источникам информации и другим материальным ценностям, расположенным вблизи очага горения. Кроме того, горящие нефтепродукты всплывают над водой и недостаточно изолируются от кислорода. Более эффективна тонкораспыленная вода с диаметром капель около 100 мкм. Тонко распыленную воду получают в результате подачи ее к распылителю под высоким давлением (до нескольких сот атмосфер), подводкой перегретой воды, воздействием на воду ультразвуковых колебаний от автономного генератора, распылением воды в специальных распылителях сжатым газом азотом.
Пенное пожаротушение применяют преимущественно для тушения пожаров в химической и нефтехимической промышленности, в подвалах и отдельных помещениях, в трюмах кораблей. После тушения и прекращения подачи пены по всей поверхности горящего вещества образуется устойчивый пенный слой толщиной до 5 см, который в течение 2-3 часов изолирует горящее вещество от кислорода. Так как пенообразователи представляют собой агрессивные вещества, для их хранения применяют емкости с внутренней поверхностью из нержавеющей стали или полимерных материалов.
Нейтральные газы пригодны для тушения пожаров любых классов веществ за исключением склонных к горению без доступа воздуха, самовозгоранию и (или) тлению внутри объема вещества (древесных опилок, хлопка, травяной мука и др.), а также металлов (натрия, калия, магния, титана и др.), гибридных металлов и пирофорных веществ. Так как газы практически не причиняют ущерба в защищаемом объеме, то они все шире применяются для тушения пожара в вычислительных центрах и телефонных узлах, библиотеках, музеях, хранилищах и т. д. Газовые огнетушащие вещества и их составы (смеси) можно условно разделить по способу изготовления на синтезированные (хладоны и элегаз) и натуральные (углекислый газ, азот, аргон, газовые составы инерген и аргонит).
Синтезированные огнетушащие вещества обычно более эффективны, чем натуральные, и способны храниться в баллонах в сжиженном состоянии. Но эти газы при высокой температуре (более 600°) частично разрушаются с выделением токсичных коррозионно-активных продуктов пиролиза. Натуральные газовые огнетушащие вещества термически устойчивы, но для хранения в сжиженном состоянии требуется холодильное оборудование.
Газы, вытесняя кислород, создают непригодную для дыхания атмосферу. Поэтому газы рекомендуется применять в помещениях, в которых постоянно не присутствуют люди или их количество мало и они могут быстро покинуть помещение. Воздушная среда, содержащая современные газы (хладон 227, хладон 3, «Инерген», перфторбутан) даже при огнетушащей концентрации, пригодна для дыхания во время эвакуации людей из помещения и здания. В настоящее время применение хладонов запрещено ввиду разрушения ими озонового слоя Земли. К безопасному и эффективному газу, используемому для пожаротушения пожара закрытых помещений с людьми, относится перфторбутан. Он не разрушает озоновый слой, не токсичен, не оставляет следы при применении.
Порошковое пожаротушение применяется для тушения пожаров класса А, В, С и D, в том числе при тушении проливов горючих жидкостей или утечке газов из установок, расположенных на открытом воздухе. Огнетушащий порошок содержится в кассете (модуле), из которого он выталкивается пиротехническим составом при его взрыве. В результате образуется облако порошка, движущееся в заданном телесном угле (зоне) с большой скоростью, которое кроме обычного огнетушащего действия эффективно сбивает пламя горения. В качестве огнетушащего порошка применяют бикарбонат натрия (ПСБ-ЗМ), аммофос (П2-АШ), фосфаты и сульфаты аммония (ПИРАНТ-А) и др. Огнетушащие порошки можно хранить и применять при температуре до минус 50°С, они нетоксичны, малоагрессивны, сравнительно дешевы и удобны в обращении. Но порошок при долгом хранении слеживается (твердеет), что требует периодической перезарядки устройств порошкового пожаротушения. Кроме того, при их применении в помещении происходит полная потеря видимости и затрудненное дыхание. Поэтому перед их применением необходима эвакуация персонала из зоны тушения, а после тушения трудоемкая работа по уборке помещения и удаления порошка.
Огнетушащие аэрозоли образуются при горении аэрозолеобразующего состава (АОС) и используются сравнительно недавно. Аэрозоль содержит твердые частицы огнетушащего порошка размером 1-10 мкм и подается на значительные расстояния струей углекислого газа, азота и др., образующейся при горении АОС. Мелкодисперсионный аэрозоль создает обширную поверхность, покрывающую очаг пожара, и может находиться длительное время (до 30 минут) во взвешенном состоянии, что обуславливает их высокую огнетушащую способность. Аэрозоль не оказывает вредного воздействия на одежду и тело человека, а также не приводит к коррозии большинство электроизоляционных материалов. Но при применении аэрозолей создается повышенная температура и давление газовой смеси, а в защищаемом помещении резко ухудшается видимость. Поэтому до применения аэрозольного тушения пожара помещения должны быть покинуты людьми. Кроме того, аэрозольное тушение не применяется во взрывопожароопасных помещениях, в помещениях с легко воспламеняемыми материалами, веществами или предметами. Больше преимуществ имеют так называемые «холодные» аэрозоли, имеющие меньшие размеры высокотемпературной зоны или не имеющие ее вовсе.
Классификация установок пожаротушения, использующих рассмотренные огнетушащие вещества, приведена на рис. 3.17.
Рис. 3.17. Классификация средств пожаротушения
Автоматические установки пожаротушения автоматически обнаруживают загорание, подают огнетушащее вещество и оповещают персонал или дежурную смену о пожаре. В автоматизированных установках решение о включении установки пожаротушения производится вручную.
Автоматические установки водяного и пенного пожаротушения делятся на:
спринклерные, осуществляющие тушение на площади горения;
дренчерные, обеспечивающие тушение одновременно по всей площади помещения.
Дренчерные установки имеют автоматический, дистанционный и ручной пуск, спринклерные — только автоматический пуск. В спринклерной установке при возникновении горения в помещении от температуры вскрывается легкоплавкий замок спринклера (оросителя), и огнетушащее вещество по трубопроводу через ороситель подается в очаг пожара. При этом включаются оповещатели пожара и насосы, непрерывно обеспечивающие подачу тушащего вещества. Если используется дренчерная установка, то при возникновении пожара в помещении срабатывает извещатель, который по шлейфу подает сигнал тревоги, включающий оповещатели и насосы, подающие по трубопроводам огнетушащее вещество на все распылители помещения.
Современные системы автоматического газового пожаротушения обеспечивают тушение пожара путем заполнения помещения с очагом возгорания газом по сигналу «Пожар» от извещателей, установленных в этом помещении. Типовой комплекс содержит:
модуль газового пожаротушения с баллонами газа объемом 40—100 л, запорно-пусковым устройством, манометром и пиропатроном, размещаемыми в специальном помещении (станции газового пожаротушения);
пожарные (пожарно-охранные) извещатели и шлейфы;
приемно-контрольный прибор, к входным клеммам которого подключаются шлейфы от извещателей, а с выходных клемм снимаются сигналы управления подрывом пиропатрона, отключения вентиляции, включения табло оповещения сотрудников о подаче газа;
газопроводы (трубы) от газовой станции к помещениям и газовые распылители в помещениях;
кнопки ручного пуска и его блокировки.
Через ПКП комплекса газового пожаротушения сопрягается с ПКП автономной системы охраны и с пультом наблюдения централизованной системы.
Инерционность средства пожаротушения в секундах оценивается по времени выхода его на рабочий режим с момента обнаружения пожара. Чем она меньше, тем эффективнее средство пожаротушения. Ориентировочные значения инерционности разных установок составляют:
спринклерные водозаполненные — 5 мин;
спринклерные сухотрубные — 8 мин;
дренчерные с электропуском — 3 мин;
дренчерные с пневмопуском — 6 мин;
газовые — 15 с;
аэрозольные — 5 с.
При выборе установок пожаротушения также учитываются их экономические показатели — затраты на защиту 1 м3 объема и 1 м2 площади. Наименьшие удельные затраты без учета затрат на приобретение технических средств требуются при применении аэрозольных установок, немного дороже спринклерные и дренчерные установки водяного и пенного пожаротушения, далее — порошковые установки, газовые установки. Самые дорогие — модульные установки с тонкораспыленной водой.
Резервное или аварийное электропитание включается автоматически или дежурным (оператором, охранником) при отключении по тем или иным причинам (неисправности или действий злоумышленника) основного электропитания 220 В 50 Гц. Очевидно, что обеспечить резервное электропитание в полном объеме, особенно для крупных систем охраны, сложно и дорого. Поэтому на резервное электропитание переключают в основном средства управления, извещатели и аварийное освещение, которое составляет небольшую часть (около 5% по мощности) от дежурного освещения.
В качестве источников резервного электропитания систем охраны применяются гальванические батареи и аккумуляторы. Только на важных объектах с непрерывным функционированием (в крупных больницах и госпиталях, на атомных электростанциях, в центрах управления и др.) в качестве аварийного электропитания используются автоматически включаемые мощные дизель-генераторы, часть энергии которых отводится для системы охраны. В таких организациях доля элементов системы охраны, подключаемых к резервному питанию, может быть выше.
Батареи с напряжением питания 12 и 24 В создаются на базе угольно-цинковых, щелочных и ртутных гальванических элементов. Наиболее дешевыми являются угольно-цинковые элементы, но они имеют невысокую удельную мощность (5-10 Вт/кг), значительное снижение напряжения при разряде и малый срок хранения. Номинальное напряжение элемента составляет 1,5 В. Щелочные элементы отличаются от угольно-цинковых щелочным электролитом, имеют более высокую удельную мощность (100-150 Вт/кг) и более длительный срок хранения. Напряжение щелочного элемента равно 1,4 В. В ртутных элементах в качестве анода используется оксид ртути, а катод выполняется из смеси порошка цинка и ртути. Анод и катод разделены сепаратором, пропитанным 40% раствором щелочи. Ртутные элементы отличаются высокой удельной энергией (90-120 Втч/кг), стабильностью напряжения и высокой механической прочностью. Напряжение ртутного элемента около 1,25 В.
Батареи имеют сравнительно небольшую емкость (максимум — единицы Ач) и применяются для резервного электропитания слаботочных потребителей, в основном извещателей.
Аккумуляторы являются химическими источниками электрической энергии многоразового действия. Они состоят из двух электродов (положительного и отрицательного), электролита и корпуса. Накопление энергии в аккумуляторе происходит при его зарядке от внешнего источника тока (зарядного устройства, подключенного к сети) в результате химической реакции окисления-восстановления электродов. При разряде аккумулятора происходят обратные процессы. Для получения напряжения питания 12 и 24 В отдельные аккумуляторы (элементы, банки) последовательно соединяются в батареи. Характеристики распространенных типов аккумуляторов приведены в табл. 3.7.
Таблица 3.7
|
Тип элемента |
Рабочее напряжение, В |
Максимальная емкость, Ач |
Относительная стоимость одного Втч энергии |
|
Свинцово-кислотный |
2,0 |
55 |
1 |
|
Железо-никелевый |
1,2 |
195 |
3 |
|
Никель-кадмиевый |
1,2 |
165 |
2 |
|
Серебряно-кадмиевый |
1,05 |
230 |
— |
|
Серебряно-цинковый |
1,5 |
285 |
15 |
Широко распространенные кислотные аккумуляторы, выполненные по классической технологии, дешевы, но требуют дополнительных затрат на их обслуживание, специальных (с хорошей вентиляцией воздуха) помещений и обученного персонала. Наиболее удобными и безопасными из кислотных аккумуляторов являются необслуживаемые герметичные аккумуляторы, произведенные по технологии «dryfit». Электролит в этих аккумуляторах находится в желеобразном состоянии, что существенно повышает надежность аккумуляторов и безопасность их эксплуатации.