13.4. Специальные конструктивные требования

Полы на путях эвакуации людей, включая лестничные площадки и проступи, должны иметь ровную нескользящую поверхность и быть выполнены из материалов, хорошо сопротивляющихся истиранию.

Ступени должны иметь поверху подступенка полку или скошенный подступенок. Ступени с валиком применять не рекомендуется.

Полотна дверей на путях эвакуации целесообразно делать ровными без сильно выступающих из плоскости полотна деталей. При применении распашных цельностеклянных дверей из толстого полированного стекла в сплошных остекленных ограждениях последние ограничивают барьером высотой 0,9 м, а двери – хорошо заметными указателями на стекле, расположенными на уровне глаз человека. Применение зеркал в качестве отделки поверхности ограждающих конструкций путей эвакуации допускается лишь при условии устройства ограничительных барьеров и хорошо заметных указателей на поверхности зеркала, расположенных на уровне глаз человека.

При проектировании зданий следует предусмотреть мероприятия, обеспечивающие незадымляемость лестничных клеток зданий. Лестничные клетки, как правило, должны иметь оконные проемы, которые используются для удаления дыма путем проветривания.

В зданиях высотой до девяти этажей незадымляемость лестниц обеспечивается размещением их в лестничных клетках, изолированных от подвалов, в которых хранятся горючие материалы или размещаются котельные.

В зданиях повышенной этажности (10 этажей и более) незадымляемость лестниц обеспечивается устройством выхода в лестничную клетку через балконы или лоджии, именуемые «воздушной зоной», или путем создания в лестничных клетках подпора воздуха специальными вентиляционными установками. Предусматривается также устройство незадымляемых шахт, лифтов и специальных каналов для удаления дыма из поэтажных коридоров. Эти каналы на уровне каждого этажа имеют отверстия с автоматически открывающимися клапанами. В случае возникновения пожара клапан открывается и продукты горения по вертикальным дымовым каналам удаляются наружу.

Глава XIV. Элементы активной защиты здания

14.1. Способы и средства тушения пожаров

Пожаротушение – 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

E

W = A [Г]^a [O]^в (- –––)exp,

RT

где W – скорость реакции; [Г], [O] – концентрация горючего и окислителя; A – предэкспонента; a, в – стехиометрические коэффициенты, с которыми участвуют в реакции компоненты горючей смеси; E – Энергия активации, требуемая для такого ослабления молекулярных связей, чтобы началась реакция; T – температура; R – газовая постоянная.

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 (Т). В соответствии с изложенным существуют следующие способы пожаротушения:

• охлаждение очага горения или горящего материала ниже определенных температур;

• изоляция очага горения от воздуха или снижение концент-рации 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.

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 поверхностноактивные (смачиватели) и повышающие вязкость (натрийкарбоксиметилцеллюлоза).

Следует иметь в виду, что воду нельзя применять для тушения металлов и их гидридов и карбидов, металлоорганических 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-механическую пену получают с помощью пеногенерирующей аппаратуры и специальных добавок – пенообразователей (ПО), обеспечивающих снижение поверхностного натяжения на границе вода-воздух и облегчения 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 легковоспламеняемых жидкостей (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 неподдерживающей горение среды с содержанием кислорода менее минимального взрывоопасного содержания кислорода. 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 галогеноугле-водороды 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 реак-цию окисления.

Для тушения пожаров применяют хладоны 13В1 (CF₃Br), 12В1 (CF₂ClBr) и 114В2 (С₂F₄Вr₂), огнетушащая концентрация которых составляет всего около 2% по объему. Их используют для объемного тушения и флегматизации при противопожарной за-щите особо важных и пожароопасных объектов.

К сожалению, в последнее время выяснилось, что хладоны являются экологически вредными веществами, разрушающими озоновый слой Земли. Причем, именно наиболее эффективные при пожаротушении бромсодержащие хладоны оказались наиболее вредными. Содержащие только фтор хладоны не оказывают разрушающего действия на озоновый слой. Из-за экологической вредности бромхлорсодержащие хладоны согласно решениям Международных форумов должны быть изъяты из употребления. Предпринятые во многих странах поиски альтернативы хладонам привели к созданию ряда так называемых «чистых» средств объемного тушения. Наиболее приемлемыми из них оказались полностью фторированные углеводороды C₄F₁₀(перфторбутан) иC₄F₈(перфторциклобутан). По огнетушащей способности они более чем в 2 раза уступают бромхладонам и поэтому не могут в полной мере удовлетворить потребности практики. Значительно более эффективной и удобной альтернативой является аэрозольный огнетушащий состав.

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.

В последнее время все более широкое применение находит принципиально новое средство объемного тушения – аэрозольный огнетушащий состав (АОС), получаемый сжиганием твердотопливной композиции (ТТК) окислителя и восстановителя горючего. В качестве окислителя обычно используются неорганические соединения щелочных металлов (преимущественно нитрат (KNO₃) и перхлорат (КСl₄) калия) в качестве горючего-восстановителя – органические смолы (например такие, как эпоксидная). Эти ТТК могут гореть без доступа воздуха. Образуемый в качестве продукта сгорания аэрозоль состоит из газовой фазы – преимущественно диоксида углерода – и взвешенной конденсированной фазы в виде тончайшего порошка, аналогичного огнетушащим порошкам на основе хлорида и карбоната калия и отличающегося от обычных порошков значительно большей дисперсностью (размер частиц обычных порошков около 5·10^-5м, а твердых частиц в АОС – около 10^-6м, т.е. различие примерно в 50 раз). Заранее изготавливать, а главное, хранить порошок с размером частиц 10^-6м из-за склонности к слеживанию практически невозможно. Получаемый в момент пожара АОС благодаря большой дисперсности отличается исключительно высокой огнетушащей способностью, в 5-8 раз превышающей огнетушащую способность наиболее эффективных средств пожаротушения – огнетушащих порошков и хладонов, и более чем на порядок все другие средства (СО₂, N₂,C₄F₁₀и др.). АОС оказался наилучшей альтернативой экологически вредным хладонам. Помимо высокой эффективности АОС характеризуются низкой токсичностью, отсутствием экологической вредности и коррозионной активности, легкостью использования в системах автоматики, отсутствием необходимости в сосудах под давлением и в системах распределительных трубопроводов. Благодаря этим качествам применение АОС оказалось значительно более экономичным, чем все другие способы пожаротушения.

Свойства АОС в сравнении с другими средствами объемного тушения даны в табл. 14.1.

Таблица 14.1

Свойства аэрозольных огнетушащих составов

Показатель	АОС	Хладон 13В1	С02	Порошки	С4F10
Огнетушащая концентрация (ОК), кг/м3	0,05	0,3	0,7	0,25	0,7
Токсичность (класс вредности) по ГОСТ ССБТ	4	3	3	4	4
Озоноразрушающее действие	нет	сильное	нет	нет	нет
Стоимость защиты, руб./м3	210	600	750	300	900

К достоинствам АОС по сравнению со всеми другими средствами объемного тушения относится также возможность тушения пожаров подкласса А1 (тлеющие материалы). Эта возможность обеспечивается при времени разгорания очага пожара не более 3 мин. При более длительном времени очаг уходит вглубь материала так далеко, что его не достигают даже мельчайшие частицы АОС.

Наряду с достоинствами АОС обладает и недостатками, связанными с высокой температурой АОС (1500⁰К) и с наличием открытого форса пламени. Первый недостаток обуславливает снижение огнетушащей способности из-за того, что горячий аэрозоль конвективно всплывает под потолок и только по мере охлаждения достигает очагов пожара на нижней отметке помещения. Исследования показали, что в помещении высотой 3 м время тушения нижних очагов составило около 3 мин. За это время заметное количество аэрозоля теряется через неплотности. При большей высоте помещения время достижения нижних очагов будет еще больше. Второй недостаток не позволяет использовать АОС в помещениях категорий А и Б и, кроме того, при ложном срабатывании форс пламени может вообще оказаться причиной пожара. Для устранения недостатков созданы специальные генераторы типа «Габар», с помощью которых температура АОС снижается до 140-200°С и ликвидируется открытый форс пламени. Испытания генераторов показали, что они успешно тушат пожары классовA,B, С и Е с удельным расходом около 0,045 кг/м³– 0,1 кг/м³(в зависимости от степени герметичности защищаемого объекта), а также являются взрывобезопасными и решением Госгортехнадзора РФ допущены к защите взрывопожароопасных объектов химической, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей отраслей промышленности.

В зависимости от физико-химических свойств горючих материалов и возможности их тушения различными средствами пожары квалифицируют (табл. 114.2).

Таблица 14.2

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, порошки, АОС
С	Горючие (в том числе сжиженные) газы	Газовые составы, порошки, вода (для охлаждения оборудования), АОС
Д	Металлы и их сплавы, метал-лосодержащие соединения	Специальные порошки
Е	Электроустановки под напряжением	АОС, 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 бикорбонатов (ПСБ) –ВСЕ.

Поскольку основным средством тушения является вода, важное значение имеют проектирование и сооружение систем водоснабжения.