Методи та засоби пожежогасіння

Вступ

Горіння - це хімічна реакція окислення, яка супроводжується виділенням тепла і світла. Для виникнення горіння потрібна наявність трьох чинників: горючої речовини, окислювача (зазвичай кисень повітря) і джерела загоряння (імпульсу). Окислювачем може бути не тільки кисень, але і хлор, фтор, бром, йод, оксиди азоту і т.д.

У залежності від властивостей горючої суміші горіння буває гомогенним і гетерогенним. При горінні гомогенному вихідні речовини мають однаковий агрегатний стан (наприклад, горіння газів). Горіння твердих та рідких горючих речовин є гетерогенним.

Горіння диференціюється також за швидкістю поширення полум'я і залежно від цього параметра може бути дефлаграціонним (близько десятка метрів на секунду), вибуховим (близько сотні метрів в секунду) і детонаційним (близько тисячі метрів в секунду). Пожеж властиво дефлаграціонное горіння.

Процес виникнення горіння поділяється на кілька видів.

Спалах - швидке згоряння горючої суміші, не супроводжується утворенням стиснутих газів.

Займання - виникнення горіння під впливом джерела запалювання.

Займання - займання, що супроводжується появою полум'я.

Самозаймання - явище різкого збільшення швидкості екзотермічні реакцій, що приводить до виникнення горіння речовини (матеріалу, суміші) за відсутності джерела запалювання.

Самозапалювання - самозаймання, що супроводжується появою полум'я.

Вибух - надзвичайно швидке хімічне (вибухова) перетворення, що супроводжується виділенням енергії і утворенням стиснутих газів, способоних виробляти механічну роботу.

Виникнення горіння речовин і матеріалів при впливі теплових імпульсів з температурою вище температури займання характеризується як спалах, а виникнення горіння при температурах нижче температури самозаймання відноситься до процесу самозаймання.

При оцінці пожежної безпеки речовин і матеріалів необхідно враховувати їх агрегатний стан. Оскільки горіння, як правило, відбувається в газовому середовищі, то в якості показників пожежної небезпеки необхідно враховувати умови, при яких утвориться достатня для горіння кількість газоподібних горючих продуктів.

Основними показниками пожежної небезпеки, що визначають критичні умови виникнення і розвитку процесу горіння, є температура самозаймання та концентраційні межі запалення.

Температура самозаймання характеризує мінімальну температуру речовини або матеріалу. при якій відбувається різке збільшення швидкості екзотермічні реакцій, що закінчується виникненням полум'яного горіння. Мінімальна концентрація горючих газів і парів у повітрі при якій вони здатні загорятися і поширювати полум'я, називається нижнім концентраційним межею займання; максимальна концентрація горючих газів і парів, при якій ще можливе поширення полум'я, називається верхнім концентраційним межею займання. Область складів і сумішей горючих газів і парів з повітрям, що лежать між нижньою і верхньою межами займання, називається областю займання.

Концентраційні межі займання не постійні і залежать від ряду факторів. Найбільший вплив на межі займання надають потужність джерела запалення, домішки інертних газів і парів, температура і тиск горючої суміші.

Пожежонебезпека речовин характеризується лінійної (вираженої в см/с) і масової (г/c) швидкостями горіння (розповсюдження полум'я) і вигоряння (г/м2 * с), а також граничним вмістом кисню, при якому ще можливе горіння. Для звичайних горючих речовин (вуглеводнів та їх похідних) це гранична вміст кисню становить 12-14%, для речовин з високим значенням верхньої межі запалення (водень, сірковуглець, окис етилену идр.) Граничне вміст кисню становить 5% і нижче.

Крім перерахованих параметрів для оцінки пожежної небезпеки важливо знати ступінь горючості (спаленність) речовин. Залежно від цієї характеристики речовини і матеріали поділяють на горючі (згоряє), важкогорючі (вогнестійкими) і негорючі (вогнетривкі).

До пальним відносяться такі речовини і матеріали, які під час займання стороннім джерелом продовжують горіти і після його видалення. До важкогорючим відносять такі речовини, які не здатні поширювати полум'я і горять лише в місці дії імпульсу; негорючими є речовини і матеріали, що не займисті навіть при дії досить потужних імпульсів.

Пожежі на обжитих людиною територіях, на підприємствах виникають в більшості випадків у зв'язку з порушенням технологічного режиму. Це на жаль часте явище і державою передбачено спеціальні документи, що описують основи протипожежного захисту. Це стандарти: ГОСТ 12.1.004-76 "Пожежна безпека" та ГОСТ 12.1.010-76 "Взрывобезопасность".

Заходи з пожежної профілактики поділяються на організаційні, технічні, режимні та експлуатаційні.

Організаційні заходи передбачають правильну експлуатацію машин і внутрішньозаводського транспорту, правильне утримання будівель, території, протипожежний інструктаж робітників і службовців, організацію добровільних пожежних дружин, пожежно-технічних комісій, видання наказів з питань посилення пожежної безпеки і т.д.

До технічних заходів належать дотримання протипожежних правил, норм при проектуванні будинків, при влаштуванні електропроводів та обладнання, опалення, вентиляції, освітлення, правильне розміщення обладнання.

Заходи режимного характеру - це заборона куріння в невстановлених місцях, виробництва зварювальних та інших вогневих робіт у пожежонебезпечних приміщеннях і т.д.

експлуатаційними заходами є своєчасні профілактичні огляди, ремонти і випробування технологічного обладнання.

Вогнегасні речовини і апарати пожежогасіння

У практиці гасіння пожеж найбільше поширення одержали наступні принципи припинення горіння:

ізоляція вогнища горіння від повітря чи зниження шляхом розведення повітря негорючими газами концентрації кисню до значення, при якому не може відбуватися горіння;

охолодження вогнища горіння нижче визначених температур;

інтенсивне гальмування (інгібування) швидкості хімічної реакції в полум'ї;

механічний зрив полум'я в результаті впливу на нього сильного струменя газу і води;

створення умов огнепрегражденія, тобто таких умов, при яких полум'я поширюється через вузькі канали.

Вода

Вогнегасні здатність води обумовлюється охолоджуючим дією, розведенням горючою середовища утворюються при випаровуванні парами і механічним впливом на палаючу речовина, тобто зривом полум'я. Охолоджувальне дію води визначається значними величинами її теплоємності та теплоти пароутворення. Розчиняють дію, що приводить до зниження вмісту кисню в навколишньому повітрі, обумовлюється тим, що обсяг пари в 1700 разів перевищує обсяг випарувавшись води.

Поряд з цим вода має властивості, що обмежують сферу її застосування. Так, при гасінні водою нафтопродукти і багато інші горючі рідини спливають і продовжують горіти на поверхні, тому вода може виявитися малоефективною при їх гасінні. Вогнегасний ефект при гасінні водою в таких випадках може бути підвищений шляхом подачі її в розпиленому стані.

Вода, яка містить різні солі і подана компактної струменем, має значну електропровідність, і тому її не можна застосовувати для гасіння пожеж об'єктів, обладнання яких знаходиться під напругою.

Гасіння пожеж водою виробляють установками водяного пожежогасіння, пожежними автомашинами і водяними стовбурами (ручними і лафетних). Для подачі води в ці установки використовують влаштовуються на промислових підприємствах і в населених пунктах водопостачання.

Воду при пожежі використовують на зовнішнє та внутрішнє пожежогасіння. Витрата води на зовнішнє пожежегасіння приймають у відповідності з будівельними нормами і правилами. Витрата води на пожежогасіння залежить від категорії пожежної небезпеки підприємства, ступеня вогнестійкості будівельних конструкцій будівлі, обсягу виробничого приміщення.

Одним з основних умов, яким повинні задовольняти зовнішні водопостачання, є забезпечення постійного тиску у водопровідній мережі, що підтримується постійно діючими насосами, водонапірною вежею чи пневматичної установкою. Це тиск часто визначають з умови роботи внутрішніх пожежних кранів.

Для того, щоб забезпечити гасіння пожежі в початковій стадії його виникнення, в більшості виробничих і громадських будівель на внутрішній водопровідній мережі влаштовують внутрішні пожежні крани.

За способом створення тиску води пожежні водопроводи підрозділяють на водопостачання високого та низького тиску. Пожежні водопостачання високого тиску влаштовують таким чином, щоб тиск у водопроводі постійно була достатньою для безпосередньої подачі води від гідрантів або стаціонарних лафетних стволів до місця пожежі. З водопроводів низького тиску пересувні пожежні автонасоси або мотопомпи забирають воду через пожежні гідранти і подають її під необхідним тиском до місця пожежі.

Система пожежних водопроводів знаходить застосування в різних комбінаціях: вибір тієї чи іншої системи залежить від характеру виробництва, займаної ним території і т.п.

До установками водяного пожежогасіння відносять спринклерні і дренчерної установки. Вони являють собою розгалужену, заповнену водою систему труб, обладнану спеціальними голівками. У разі пожежі система реагує (по-різному, залежно від типу) і зрошує конструкції приміщення та обладнання в зоні дії головок.

Піна

Піни застосовують для гасіння твердих та рідких речовин, не вступають у взаємодію з водою. Вогнегасні властивості піни визначають її кратністю - відношення об'єму піни до об'єму її рідкої фази, стійкістю, дисперсністю і в'язкістю. На ці властивості піни крім її фізико-хімічних властивостей впливають природа горючої речовини, умови протікання пожежі і подачі піни.

Залежно від способу та умов отримання вогнегасники піни поділяють на хімічні та повітряно-механічні. Хімічна піна утворюється при взаємодії розчинів кислот і лугів у присутності пінотворного речовини і являє собою концентровану емульсію двоокису вуглецю у водному розчині мінеральних солей, що містить піноутворюючою речовина.

Застосування хімічної піни у зв'язку з високою вартістю і складністю організації пожежогасіння скорочується.

Пеногенерірующая апаратура включає повітряно-пінні стволи для отримання нізкократной піни, генератори піни та пінні зрошувачі для отримання среднекратной піни.

Гази

При гасінні пожеж інертними газоподібними розріджувачі використовують двоокис вуглецю, азот, димові або відпрацьовані гази, пар, а також аргон та інші гази. Вогнегасні дію названих складів полягає в розведенні повітря і зниження в ньому вмісту кисню до концентрації, при якій припиняється горіння. Вогнегасний ефект при розведенні зазначеними газами обумовлюється втратами теплоти на нагрівання розріджувачів і зниженням теплового ефекту реакції. Особливе місце серед вогнегасних складів займає двоокис вуглецю (вуглекислий газ), яку застосовують для гасіння складів ЛЗР, акумуляторних станцій,

сушильних печей, стендів для випробування електродвигунів і т.д.

Слід пам'ятати, однак, що двоокис вуглецю не можна застосовувати для гасіння речовин, до складу молекул яких входить кисень, лужних та лужноземельних металів, а також тліючих матеріалів. Для гасіння цих речовин використовують азот або аргон, причому останній застосовують у тих випадках, коли є небезпека утворення нітридів металів, що володіють вибуховими властивостями і чутливістю до удару.

Останнім часом розроблено новий спосіб подачі газів в зрідженому стані в захищається обсяг, який має істотний перевагами перед способом, заснованим на подачі стислих газів.

При новому способі подачі практично відпадає необхідність в обмеженні розмірів допускаються до захисту об'єктів, оскільки рідина займає приблизно в 500 разів менший обсяг, ніж рівну за масою кількість газу, і не потребує великих зусиль для її подачі. Крім того, при випаровуванні зрідженого газу досягається значних охолоджує ефект і відпадає обмеження, пов'язане з можливим руйнуванням ослаблених прорізів, оскільки при подачі зріджених газів створюється м'який режим заповнення без небезпечного підвищення тиску.

Інгібітори

Всі описані вище вогнегасники склади надають пасивне дію на полум'я. Більш перспективними вогнегасники засоби, які ефективно гальмують хімічні реакції в полум'ї, тобто чинять на них інгібуючу вплив. Найбільше застосування в пожежогасінні знайшли вогнегасники склади - інгібітори на основі граничних вуглеводнів, у яких один або кілька атомів водню заміщені атомами галоідов (фтору, хлору, брому).

Галоідоуглеводороди погано розчиняться у воді, але добре змішуються з багатьма органічними речовинами. Вогнегасні властивості галоідірованних вуглеводнів зростають зі збільшенням моряной маси що міститься в них галоіда.

Галоідоуглеводородние склади мають зручними для пожежогасіння фізичними властивостями. Так, високі значення щільності рідини і пар обумовлюють можливість створення вогнегасної струменя і проникнення крапель в полум'я, а також утримання вогнегасних парів біля вогнища горіння. Низькі температури замерзання дозволяють використовувати ці склади при мінусових температурах.

В останні роки в якості засобів гасіння пожеж застосовують порошкові склади на основі неорганічних солей лужних металів. Вони відрізняються високою вогнегасної ефективністю та універсальністю, тобто здатністю гасити будь-які матеріали, в тому числі нетушімие всіма іншими засобами.

Порошкові склади є, зокрема, єдиним засобом гасіння пожеж лужних металів, алюмінійорганіческіх та інших металоорганічних сполук (їх виготовляє промисловість на основі карбонатів і бікарбонатів натрію і калію, фосфорно-амонійних солей, порошок на основі графіту для гасіння металів і т. д.).

У порошків є ряд переваг перед галоідоуглеводородамі: вони і продукти їх розкладу не небезпечні для здоров'я людини, як правило, не надають корроізіонного дії на метали; захищають людей, що проводять гасіння пожежі, від теплової радіації.

Апарати пожежогасіння

Апарати пожежогасіння підрозділяють на пересувні (пожежні автомашини), стаціонарні установки та вогнегасники (ручні до 10 л. і пересувні і стаціонарні обсягом вище 25 л.).

Пожежні автомашини ділять на автоцистерни, що доставляють на пожежу воду і розчин піноутворювача і обладнані стволами для подачі води або повітряно-механічної піни різної кратності, і спеціальні, призначені для інших вогнегасних засобів або для певних об'єктів.

Стаціонарні установки призначені для гасіння пожеж в початковій стадії їх виникнення без участі людей. Їх монтують у будівлях і спорудах, а також для захисту зовнішніх технологічних установок. По застосовуваних вогнегасною засобам їх підрозділяють на водяні, пінні, газові, порошкові і парові. Стаціонарні установки можуть бути автоматичними і ручними з дистанційним пуском. Як правило, автоматичні установки обладнуються також пристроями для ручного пуску. Установки бувають водяними, піноутворювальний і установки газового гасіння. Останні ефективніше і менш складні

і громіздкі, ніж багато інших.

Вогнегасники за видом вогнегасних засобів підрозділяються на рідинні, вуглекислотні, хімпенние, повітряно-пінні, хладонові, порошкові і комбіновані. У рідинних вогнегасниках застосовують воду з добавками (для поліпшення заліваемості, зниження температури замерзання і т.д.), у вуглекислотних - зріджений двоокис вуглецю, у хімпенних - водяні розчини кислот і лугів, в хладонові --хладони 114В2, 13В1, в порошкових - порошки ПС, ПСБ-3, ПФ і т.д. Вогнегасниками маркуються буквами, що характеризують вид вогнегасника за розрядом, і цифрою, яка позначає його місткість (обсяг).

Застосування вогнегасників:

Вуглекислі - гасіння об'єктів під напругою до 1000В.

Хімпенние - гасіння твердих матеріалів та ГР на площі до 1 кв.м.

Воздушнопенние - гасіння загоряння ЛЗР, ГР, твердих (і тліючих) матеріалів (крім металів і установок під напругою).

хладонові - гасіння загоряння ЛЗР, ГР, горючих газів.

Порошкові - гасіння матеріалів, установок під напругою; заряджені МГС, ПХ - гасіння металів; ПСБ-3, П-1П - гасіння ЛЗР, ГР, горючих газів.

Пожежна сигналізація

Застосування автоматичних засобів виявлення пожеж є однією з основних умов забезпечення пожежної безпеки в машинобудуванні, тому що дозволяє оповістити черговий персонал про пожежу і місце його виникнення.

Пожежні сповіщувачі перетворюють неелектричні фізичні величини (випромінювання теплової і світлової енергії, рух часток диму) в електричні, які у вигляді сигналу певної форми направляються по проводах на прийомну станцію. За способом перетворення пожежні сповіщувачі підрозділяють на параметричні, що перетворюють неелектричні величини в електричні за допомогою допоміжного джерела струму, і генераторні в яких зміна неелектричної величини викликає поява власної ЕРС.

Сповіщувачі пожежі ділять на прилади ручної дії, призначені для видачі дискретного сигналу при натисненні відповідної пускової кнопки, і автоматичного дії для видачі дискретного сигналу при досягненні заданого значення фізичного параметра (температури, світлового спектру випромінювання, диму та ін.)

Залежно від того, який з параметрів газоповітряної середовища викликає спрацьовування пожежних сповіщувачів, вони бувають: теплові, світлові, димові, кобмінірованние, ультразвукові. За виконання пожежні сповіщувачі ділять на нормального виконання, вибухобезпечні, іскробезпечні і герметичні. За принципом дії - максимальні (реагують на абсолютні величини контрольованого параметра і спрацьовують при певній його значенні) і диференціальні (реагують лише на швидкість зміни контрольованого параметра і спрацьовують тільки при її певному значенні).

Теплові сповіщувачі будуються на принципі зміні електропровідності тіл, контактної різниці потенціалів, феромагнітних властивостей металів, зміні лінійних розмірів твердих тіл і т.д. Теплові сповіщувачі максимального дії спрацьовують при певній температурі. Недолік - залежність чутливості від навколишнього середовища. Диференціальні теплові сповіщувачі мають достатню чутливість, але малопридатні в приміщеннях, де можуть бути скачки температури.

Димові сповіщувачі - бувають фотоелектричні (працюють на принципі розсіювання частками диму теплового випромінювання) та іоанізаціонние (використовую ефект ослаблення іонізації повітряного межелектродного проміжку димом.

Ультразвукові сповіщувачі - призначений для просторового виявлення вогнища загоряння і подачі сигналу тривоги. Ультразвукові хвилі випромінюються в контрольоване приміщення. У цьому ж приміщенні розташовані приймальні перетворювачі, які, діючи подібно до звичайного мікрофону, перетворюють ультразвукові коливання повітря в електричний сигнал. Якщо в контрольованому приміщенні відсутній нестійке полум'я, то частота сигналу, що надходить від приймального перетворювача, буде відповідати випромінюваної частоті. При наявності в приміщенні рухомих об'єктів відбиті від них ультразвукові коливання будуть мати частоту, відмінну від випромінюваної (ефект Доплера). Переваги - безінерційною, велика площа контрольована. Недолік - помилкові спрацьовування.

Пожежна профілактика

Протипожежні розриви

Для попередження розповсюдження пожежі з одного будинку на інший між ними влаштовують протипожежні розриви. При визначенні протипожежних розривів виходять з того, що найбільшу небезпеку відносно можливого займання сусідніх будівель і споруд представляє теплове випромінювання від вогнища пожежі. Кількістю приймається теплоти сусіднім з палаючим об'єктом будівлею залежить від властивостей горючих матеріалів і температури полум'я, величини випромінюючої поверхні, площі світлових прорізів, групи займистості огороджувальних конструкцій, наявності протипожежних перешкод, взаємного розташування будівель, метеорологічних умов і т.д.

Протипожежні перешкоди

До них відносять стіни, перегородки, перекриття, двері, ворота, люки, тамбур-шлюзи і вікна. Протипожежні стіни повинні бути виконані з негорючих матеріалів, мати межу вогнестійкості не менше 2.5 години і спиратися на фундаменти. Протипожежні стіни розраховують на стійкість з урахуванням можливості однобічного обвалення перекриттів та інших конструкцій при пожежі.

Протипожежні двері, вікна і ворота у протипожежних стінах повинні мати межу вогнестійкості не менше 1.2 години, а протипожежні перекриття не менше 1 години. Такі перекриття не повинні мати отворів і отворів, через які можуть проникати продукти горіння при пожежі.

Шляхи евакуації

При проектуванні будинків необхідно передбачити безпечну евакуаційю людей на випадок виникнення пожежі. При виникненні пожежі люди повинні залишити приміщення протягом мінімального часу, який визначається найкоротшим відстанню від місця їх знаходження до виходу назовні.

Число евакуаційних виходів з будівель, приміщень та з кожного поверху будівель визначається розрахунком, але має становити не менше двох. Евакуаційні виходи повинні розташовуватися розосереджених. При цьому ліфти та інші механічні засоби транспортування людей при розрахунках не враховують. Ширина ділянок шляхів евакуації повинна бути не менше 1 м, а дверей на шляхах евакуації не менше 0.8м. Ширина зовнішніх дверей сходових кліток повинна бути не менше ширини маршу сходів, висота проходу на шляхах евакуації - не менше 2 м. При проектуванні будинків і споруд для евакуації людей повинні передбачатися наступні види сходових клітин та сходів: незадимлюваними сходові клітини (сполучені з зовнішньої повітряної зоною або обладнані технічними пристроями для підпору повітря); закриті клітини з природним освітленням через вікна в зовнішніх стінах; закриті сходові клітки без природного освітлення; внутрішні відкриті сходи (без огороджувальних внутрішніх стін); зовнішні відкриті сходи. Для будівель з перепадами висот слід передбачати пожежні сходи.