Методички / Пожарная безопасность

71

Водяной пар применяют для тушения объектов с ограниченным возду- хообменом и небольшим объемом (до 500 м3), а также небольших пожаров на открытых площадках. Для тушения пожара необходимо создать объемную долю водяного пара в воздухе, равную примерно 35 %.

Наряду с достоинствами вода обладает свойствами, ограничивающими область ее применения. Вода оказывается малоэффективной при тушении нефтепродуктов и многих других горючих жидкостей, так как они всплывают и продолжают гореть на ее поверхности. Вода обладает электропроводно- стью и ее нельзя применять для тушения горючих объектов, находящихся под напряжением.

Пену применяют для тушения ЛВЖ, ГЖ и нефтепродуктов. Огнегаси- тельный эффект при этом достигается за счет изоляции поверхности от окружающего воздуха. Пена характеризуется кратностью и стойкостью. Кратность пены – это отношение ее объема к объему исходных продуктов. Стойкость пены – время от момента ее получения до полного распада. Пену получают в пеногенераторах. Пену подразделяют на химическую и воздуш- но-механическую. Химическая пена получается из специальных порошков, состоящих из кислотной и щелочной частей. При смешении порошка проис- ходит реакция, в результате которой образуется углекислый газ. Специаль- ные добавки (лакричного экстракта) образуют густую стойкую пену, кото- рую через пожарный рукав и пенный ствол, или пенослив, подают в очаг по- жара.

Воздушно-механическая пена бывает обычной кратности (до 10) и вы- сокой кратности (более 10). Воздушно-механическая пена состоит примерно из 90 % воздуха, 9.8 % воды и 0.2 % специального пенообразующего веще- ства. Стойкость воздушно-механической пены около 20 мин (с увеличением кратности снижается).

Химическая пена применяется в огнетушителях. Образование ее идет по следующим реакциям:

Н2SО4 + 2NaHCО3 → Na2SO4 + 2H2O + 2CО2;

Fe2(SO4)3 + 6Н2О → 2Fе(ОН)3 + ЗН2SО4.

Химическая пена по объему состоит из 80 % углекислого газа, 19.7 % воды и 0.3 % пенообразующего вещества. Массовая концентрация пены око- ло 0.2 г/см3, кратность 5, стойкость 40 мин. В связи с высокой стоимостью и сложностью организации пожаротушения применение химической пены в настоящее время ограничено.

Углекислота в снегообразном и газообразном состояниях применяется в огнетушителях и стационарных установках для тушения небольших откры- тых загораний и пожаров в закрытых помещениях. Огнегасительная объем- ная доля углекислоты в воздухе примерно 30 %. Углекислота не проводит

72

электрический ток, поэтому ее можно применять для тушения электроуста- новок, находящихся под напряжением. Следует помнить, что диоксид угле- рода нельзя применять для тушения щелочных и щелочноземельных метал- лов, а также веществ, молекулы которых содержат кислород.

При установке автоматических систем объемного тушения с углекис- лым газом предусматривают особые меры, предотвращающие отравление персонала и личного состава пожарных подразделений в период работы установки. Существуют два способа обеспечения безопасности: при первом способе при наличии в помещении людей установка включается только вручную и ее необходимо переключать на автоматическое управление в не- рабочее время; при втором способе между моментом срабатывания системы обнаружения и началом выпуска углекислоты имеется небольшой интервал, позволяющий людям покинуть защищаемое помещение.

Инертные газы, применяемые для тушения загораний, снижают кон- центрацию кислорода в воздухе и уменьшают тепловой эффект реакции за счет потерь тепла на нагревание. К инертным газам относятся азот, аргон, ге- лий, дымовые и отработанные газы. Огнегасительная объемная доля газов составляет примерно 31…36 %.

Галоидоуглеводороды (газы или жидкости) замедляют реакцию горе- ния, поэтому их называют ингибиторами, флегматизаторами или антикатали- заторами. Далее приведены некоторые галоидоуглеводороды с указанием ог- негасительных объемная доля в процентах:

•бромистый метилен – 2.4;

•йодистый метилен – 2.7;

•бромистый метил – 4.5;

•дихлормонофторметан – 9.5;

•тетрафтордибромэтан (фреон 11482) – 7.5;

•состав 4НД – 5.4;

•состав СЖБ – 4.6.

Сжатый воздух используется для тушения горючих жидкостей с тем- пературой вспышки выше 60 °С методом их перемешивания. Горение пре- кращается при снижении температуры верхнего слоя жидкости ниже темпе- ратуры воспламенения.

Порошковые составы на основе карбонатов и бикарбонатов натрия применяются наиболее широко, несмотря на их высокую стоимость, сложность в эксплуатации и хранении. В частности, они являются единственным сред- ством тушения пожаров щелочных металлов и металлоорганических соедине- ний. Для тушения таких пожаров применяются также песок, земля, флюсы.

Для тушения металлов и их сплавов (калий, натрий, алюминий, магний и др.) используют порошки марок ПС, основой которых (до 96 %) является

73

кальцинированная сода (углекислый натрий Na2CO3). В порошок для прида- ния гидрофобности и предохранения от уплотнения добавляют стеараты ме- таллов (стеариновокислые кальций, магний, цинк) (до 3 %) и графит (до 1.5 %). Порошковые составы ПС-1 и ПС-2 предназначены преимуще- ственно для тушения калия и натрия, а ПС-11, ПС-12 и ПС-13 – для тушения лития и магния.

Порошковый состав ПСБ, состоящий в основном из бикарбоната натрия (до 98 %), эффективен для тушения нефтепродуктов всех видов, газов и многих металлоорганических веществ, но не пригоден для тушения щелоч- ных металлов. Этот состав не обладает электропроводностью и пригоден для тушения электроустановок, находящихся под напряжением.

Порошковый состав СИ – крупнопористый силикагель, содержащий до 50 % тетрафторидбромэтана, очень эффективен при тушении горючих жид- костей, в том числе пирофорных, ряда алюминий- и кремний-органических соединений, гидридов металлов.

ПОЖАРНАЯ АВТОМАТИКА И СРЕДСТВА ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Для автоматической пожарной защиты применяют различные способы. Установки пожаротушения – совокупность стационарных технических средств тушения пожара путем выпуска огнетушащего вещества. Они должны обеспечивать локализацию или ликвидацию пожара. Установки пожаротуше- ния по конструктивному устройству подразделяются на агрегатные и модуль- ные, по степени автоматизации – на автоматические, автоматизированные и ручные, по виду огнетушащего вещества – на водяные, пенные, газовые, по- рошковые, аэрозольные и комбинированные, по способу тушения – на объем- ные, поверхностные, локально-объемные и локально-поверхностные.

Установка локального пожаротушения по объему – это установка объемного пожаротушения, воздействующая на часть объема помещения и (или) на отдельную технологическую единицу.

Установка локального пожаротушения по поверхности – это уста-

новка поверхностного пожаротушения, воздействующая на часть площади помещения и (или) на отдельную технологическую единицу.

Установка объемного пожаротушения – это установка пожаротуше-

ния для создания среды, не поддерживающей горение в объеме защищаемого помещения (сооружения).

Установка поверхностного пожаротушения – это установка пожа-

ротушения, воздействующая на горящую поверхность.

Установки тушения по площади предназначены для защиты всей площади помещения в случае возникновения пожара в любом месте. В каче- стве средств тушения служат распыленная вода, пена и порошки.

74

Установки объемного тушения рекомендуются для защиты всего объе- ма помещения при возникновении пожара в любом месте. В качестве средств тушения служат диоксид углерода, галоидопроизводные и инертные газы, пар и пены высокой кратности. Объем защищаемого помещения при объемном пожа- ротушении ограничен в зависимости от вида огнегасительных средств.

Установки локального тушения рекомендуются для локальной (местной) защиты технологических аппаратов и других пожароопасных участков. Такие установки применяют при неравномерном распределении сгораемых материалов (жидкостей) на площади защищаемого объекта и при неодинаковой вероятности загорания. Установки локального действия располагают вблизи возможного очага пожара. В них могут использоваться огнетушащие средства любого вида.

Установки блокирующего действия рекомендуются для прегражде-

ния распространения огня на соседние объекты или исключения теплового воздействия на технологические аппараты. Такие установки используют для защиты технологических аппаратов, которые могут оказаться в зоне горения, когда тушение пожара по тем или иным условиям невозможно (например, горение горючих газов при аварии технологических установок, расположен- ных на открытом воздухе). В установках блокирующего действия чаще всего используют распыленную воду.

Выбор огнетушащего вещества производится с учетом пожарной опас- ности и физико-химических свойств веществ, находящихся в защищаемом помещении или технологическом агрегате. В качестве огнетушащего веще- ства в установках автоматического пожаротушения могут быть использова- ны: вода, вода со смачивателями, воздушно-механическая пена, хладон, ком- бинированный углекислотно-хладоновый состав, диоксид углерода (СО2) с хранением при низком давлении в изотермических емкостях и при высоком давлении в баллонах батарей, порошки, другие виды огнетушащих веществ.

Установки водяного пожаротушения являются самыми распростра- ненными и дешевыми средствами пожарной защиты объектов. Наибольшее распространение получили спринклерные и дренчерные установки.

Спринклерная установка пожаротушения – автоматическая уста-

новка пожаротушения, оборудованная спринклерными оросителями. Такие установки включаются автоматически при повышении температуры в поме- щении. Датчиками и одновременно рассеивателями воды в этих системах яв- ляются спринклеры, легкоплавкий замок которых открывается при повыше- нии температуры.

Водяная система питания спринклеров состоит из постоянно заполнен- ных водой магистральных, питательных и распределительных трубопрово- дов. На распределительных трубопроводах устанавливаются спринклеры, ко- торые открываются во время пожара. Вода из спринклеров поступает на очаг пожара в виде распыленных водяных струй. Спринклеры, расположенные

75

над очагом пожара, открываются и подают воду в первую очередь, так как наибольшая температура создается в зоне возникновения пожара; в случае дальнейшего распространения пожара происходит срабатывание последую- щих спринклеров. Водоисточником для этих установок могут быть хозяй- ственно-пожарный, производственно-пожарный и прочие водопроводы. Спринклерные установки, как правило, имеют два водопитателя: основной и вспомогательный, включаемый автоматически.

При вскрытии сплинклеров контрольно-сигнальный клапан подает сиг- налы на сигнальное устройство, которое, в свою очередь, оповещает о сраба- тывании системы.

Дренчерная установка пожаротушения – установка пожаротушения,

оборудованная дренчерными оросителями или генераторами пены. Такие установки используются для одновременного орошения всей площади защи- щаемых помещений, создания водяных завес в проемах противопожарных преград и др. Эти установки в основном предназначены для борьбы с пожа- рами в помещениях повышенной пожарной опасности, в которых возможно быстрое распространение огня.

Распределительные сети дренчерных установок подобны спринклер- ным – они также состоят из отдельных секций, трубопроводы которых могут быть тупиковыми или кольцевыми. Основное отличие дренчерных установок заключается в том, что для дренчеров одной секции используется один дат- чик, при срабатывании которого вода одновременно поступает из всех дрен- черов в защищаемое помещение.

Наиболее простым является включение контрольно-пускового узла дренчерной установки от тросовой побудительной системы с легкоплавкими замками. На трубопроводе в каждом защищаемом помещении устанавлива- ется побудительный клапан. Трубопровод заполнен водой до побудительных клапанов, которые удерживаются в закрытом состоянии с помощью троса, прикрепленного к рычагу клапана. При плавлении легкоплавкого замка и об- рыве троса вскрывается побудительный клапан, в результате чего клапан группового действия включает подачу воды через трубопроводы и дренчеры на очаг пожара. Дренчерные установки должны иметь автоматическое, руч- ное и дистанционное включение.

Равномерность и значительный радиус орошения водяными оросите- лями достигаются в результате применения розетки большого диаметра со специально подобранными щелями.

Для тушения горючих жидкостей, масел необходимо применять установ-

ки пожаротушения распыленной водой. Этими установками воду подают в очаг пожара с большой скоростью в виде распыленных струй. Для подачи рас- пыленной воды имеются специальные оросители, устанавливаемые на распреде- лительном трубопроводе с таким расчетом, чтобы поток воды имел большую

76

проникающую способность и равномерно распылялся по горящей жидкости. В остальном установки тушения распыленной водой аналогичны дренчерным.

Первоочередной задачей при проектировании установок водяного по- жаротушения является определение необходимого количества воды для по- жарной защиты. Насосные станции установок автоматического пожаротуше- ния должны, как правило, размещаться внутри зданий на первых и в под- вальных этажах, в отдельных отапливаемых помещениях с несгораемыми стенами и перекрытиями с пределом огнестойкости не менее 0.75 ч. Выход из помещений станций пожаротушения должен предусматриваться непосред- ственно наружу или на лестничную клетку.

Спринклерные и дренчерные установки допускается применять для по- мещений высотой не более 20 м. При большей высоте температура, необходи- мая для расплавления легкоплавкого элемента спринклера, достигается через большой промежуток времени после возникновения пожара, что приводит к срабатыванию спринклера не в момент загорания, а при развившемся пожаре.

Быстродействующие установки локального действия предназначены для тушения пожаров на объектах, где возможны воспламенение и взрывы, а использовать спринклерно-дренчерные системы из-за их большой инерцион- ности и низкой эффективности нельзя. Эффект тушения быстродействующи- ми установками обеспечивается подачей большого количества воды на очаг пожара в течение сравнительно короткого промежутка времени. Установка включается быстродействующей электрической системой пуска по импуль- сам от пожарных извещателей, реагирующих на пожароопасные режимы. Система управления включает пожарную сирену и побудитель клапана, ко- торый обеспечивает подачу воды. Основные параметры и конструкции оро- сителей для быстродействующих установок выбирают в зависимости от ожидаемых условий развития пожара.

Установки пенного огнетушения применяются в складах ЛВЖ и ГЖ,

насосных ЛВЖ и ГЖ и др. Эффект тушения пожара с использованием таких установок зависит от расчетной площади горения, необходимого количества пены, а также интенсивности и способа подачи ее в очаг горения, от распо- ложения пеногенераторов и их типов.

Для получения воздушно-механической пены на защищаемых объектах в большинстве случаев используются пеногенераторы. Принцип работы ге- нератора воздушно-механической пены заключается в том, что две выходя- щие из отверстий распылителя струи, соударяясь, образуют плоский веер распыленного раствора пенообразователя в плоскости, перпендикулярной плоскости сходящихся струй. Распыленный раствор пенообразователя, сме- шиваясь с воздухом, проходит через двойную сетку с ячейками размером 2×2 мм и преобразуется в воздушно-механическую пену.

77

Наиболее распространенной является схема установки, когда при воз- никновении пожара контрольно-пусковое устройство включает установку в работу и передает импульс устройству сигнализации о возникновении пожа- ра. Вода под напором поступает по трубопроводу от водоисточника в доза- тор, который через трубопровод автоматически подсасывает определенное количество пенообразователя из емкости. Образующийся водный раствор пенообразователя поступает в генератор пены, в котором, перемешиваясь с воздухом, превращается в воздушно-механическую пену.

Минимально допустимая интенсивность подачи пены (по раствору) для тушения пламени ЛВЖ установками автоматической пожарной защиты (АПЗ) составляет 0.08 л/(м2 с). Увеличивать интенсивность более 0.7 л/(м2 с) нецелесообразно. Время работы установок пожаротушения с пеной низкой кратности необходимо принимать: для помещений с количеством твердых сгораемых материалов более 200 кг/м2 или ЛВЖ с температурой вспышки паров до 28 °С – 15 мин; для помещений с количеством твердых сгораемых материалов до 200 кг/м2 или ГЖ с температурой вспышки паров 28 °С и бо- лее – 10 мин; при этом независимо от времени тушения необходимо преду- сматривать двухкратный запас пенообразователя.

Установки тушения пожаров газовыми составами предназначены для тушения и локализации пожаров в тех случаях, когда применение других средств тушения не дает требуемого эффекта или ограничено какими-либо условиями.

В установках газового пожаротушения применяются следующие огне- тушащие вещества: диоксид углерода (с хранением CO2 при низком давлении в изотермических емкостях и при высоком давлении в баллонах батарей); хладон 114В2 (тетрафтордибромэтан C2F4Br2); хладон 13В1 (бромтрифтор- метан СF3Вr); комбинированный углекислотно-хладоновый состав (85 % ди- оксида углерода, 15 % хладона 114В2); азот (N2); аргон (Аr).

Установки газового пожаротушения подразделяются: на установки объемного пожаротушения; установки локального пожаротушения по объе- му; установки локального пожаротушения по площади. Способ пуска уста- новки газового пожаротушения может быть электрическим или пневмоэлек- трическим. В составе установки газового пожаротушения, кроме расчетного, должен быть 100 %-й резервный запас огнетушащего вещества.

Объемное тушение газовыми составами применяют в помещениях с ограниченной площадью проемов (с площадью постоянно открытых проемов не более 10 % суммарной площади ограждающих конструкций) и в тех слу- чаях, когда пожар может быстро принять большие размеры. Установки объ- емного газового тушения предназначены для ликвидации пожаров почти всех

78

легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, газов и твердых веществ, а также для тушения пожаров в вычислительных центрах.

Для помещений, в которых могут присутствовать люди, автоматиче- ские установки должны иметь устройства для отключения автоматического пуска в соответствии с ГОСТ 12.4.009 – 83. При определении расчетного объема защищаемого помещения объем оборудования, размещаемого в нем, из общего объема помещения не вычитается.

Установки локального пожаротушения по объему применяются для тушения пожара отдельных агрегатов или оборудования в тех случаях, когда применение установок объемного пожаротушения технически невозможно или экономически нецелесообразно.

Расчетный объем локального пожаротушения определяется произведе- нием площади основания защищаемого агрегата или оборудования на их вы- соту. При этом все расчетные габариты (длина, ширина, высота) агрегата или оборудования должны быть увеличены на 1 м. При локальном пожаротуше- нии по объему следует использовать диоксид углерода и хладон 114В2. Нор- мативная массовая огнетушащая концентрация при локальном тушении по объему: 6 кг/м3 – для диоксида углерода, 3.5 кг/м3 – для хладона 114В2. Время тушения не должно превышать 30 с.

Установки локального пожаротушения по площади (для тушения отдельных очагов пожара с помощью шланга и раструба) используются в помещениях такого объема, где создавшаяся концентрация не будет опасна для здоровья людей. В качестве огнетушащего вещества в этом случае следу- ет использовать диоксид углерода. Установки локального пожаротушения по площади следует размещать с таким расчетом, чтобы к каждому месту воз- можного очага пожара огнетушащее вещество могло быть подано по двум шлангам. Методика расчета установок приведена в СНиП 2.04.09 – 84.

Автоматические установки порошкового пожаротушения модульно-

го типа (УПМ) проектируются на базе автоматических порошковых огнету- шителей типа ОПА (в дальнейшем модулей) и подразделяются на установки с централизованным источником рабочего газа и установки с автономными источниками рабочего газа на каждом модуле.

Установки должны применяться в производствах, где использование во- ды, воздушно-механической пены, диоксида углерода, хладонов и других средств пожаротушения неэффективно или недопустимо вследствие их взаимо- действия с обращающимися в производстве горючими продуктами, или из-за наличия не отключающихся при пожаре электроустановок и открытых токове- дущих частей, или по климатическим условиям, а также в производствах, где применение других средств пожаротушения экономически нецелесообразно.

Так, огнетушащие порошки не рекомендуется применять для тушения помещений, в которых установлены ЭВМ, аппаратных, залов АТС и других

79

помещений, где имеется аппаратура с большим количеством открытых мел- ких контактных устройств, а также для производственных помещений, где обращаются горючие материалы, способные гореть без доступа кислорода. Эти установки должны иметь автоматическое, дистанционное и ручное управление. Пути эвакуации людей из помещения должны обеспечить выход обслуживающего персонала в течение не более 30 с. Если это требование не- выполнимо, то установки, защищающие помещения, в которых находятся люди, должны снабжаться устройством переключения автоматического пус- ка на ручной – с выдачей сигнала об отключении автоматического пуска в схему автоматического управления установкой, или в них должно быть вве- дено устройство, обеспечивающее задержку выдачи огнетушащего порошка до конца эвакуации людей. Установки должны одновременно с пожаротуше- нием выполнять функции автоматической пожарной сигнализации.

Такие установки могут проектироваться для защиты помещений, кото- рые согласно классификации, принятой в СНиП 2.04.09 – 84, могут быть от- несены к 1 – 4-й; 7-й группам зданий и помещений и для автоматического пожаротушения пожаров классов А, В, С, D с целью создания огнетушащей концентрации частиц порошка в наиболее вероятных местах загорания фраг- ментов технологического оборудования.

Основные характеристики отечественных огнетушащих порошков при- ведены в табл. 28.

Алгоритм управления установкой должен обеспечивать:

•обнаружение пожара (загорания) с указанием места, где он произошел;

•выдачу сигналов о пожаре в диспетчерскую предприятия (учрежде- ния) и (или) в пожарную часть, а также предупреждающего сигнала в преде- лах защищаемого помещения для обеспечения эвакуации людей;

•задержку автоматического пуска установки на время, необходимое для эвакуации людей из защищаемого помещения, в соответствии с требова- ниями действующих строительных норм и правил;

80

•автоматический пуск установки для выдачи основного запаса огне- тушащего порошка от приемной станции пожарной сигнализации;

•повторный (после автоматического) дистанционный пуск установки для выдачи 100 % резервного запаса огнетушащего порошка;

•ручной (по месту) пуск установки при полностью отключенной элек- троэнергии;

•возможность отключения автоматики и перевода установки только на ручной пуск;

•выдачу сигнала о включении.

Вентиляционные отверстия при пожаре должны автоматически пере- крываться, а система вентиляции отключаться при срабатывании установки пожаротушения.

Пожарная сигнализация

Согласано СНиП 2.04.09–84 автоматические пожарные извещатели вы- бираются в зависимости от назначения помещения (табл. 29).

Необходимость установки в одном помещении автоматических пожар- ных извещателей, реагирующих на разные признаки горения в начальной стадии пожара, определяется технико-экономическим обоснованием.

Таблица 29