Теоретические положения. Средства локализации и тушения пожаров

К основным видам техники, предназначенной для защиты различных объектов от пожаров, относятся средства сигнализации и пожаротушения.

Пожарная сигнализация

Пожарная сигнализация должна быстро и точно сообщать о пожаре с указанием места его возникновения. Наиболее надежной системой пожарной сигнализации является электрическая пожарная сигнализация. Наиболее совершенные виды такой сигнализации дополнительно обеспечивают автоматический ввод в действие предусмотренных на объекте средств пожаротушения. Принципиальная схема электрической системы сигнализации представлена на рис.1. Она включает пожарные извещатели, установленные в защищаемых помещениях и включенные в сигнальную линию; приемно-контрольную станцию, источник питания, звуковые и световые средства сигнализации, а также автоматические установки пожаротушения и дымоудаления.

Надежность электрической системы сигнализации обеспечивается тем, что все ее элементы и связи между ними постоянно находятся под напряжением. Этим обеспечивается контроль за неисправностью установки.

Рис. 1 Принципиальная схема системы электрической пожарной сигнализации: 1- датчики-извещатели; 2- приемная станция; 3- блок резервного питания; 4- блок питания от сети; 5- система переключения; 6- проводка; 7- исполнительный механизм системы пожаротушения.

Важнейшим элементом системы сигнализации являются пожарные извещатели, которые преобразуют физические параметры, характеризующие пожар, в электрические сигналы. По способу приведения в действие извещатели подразделяют на ручные и автоматические. Ручные извещатели выдают в линию связи электрический сигнал определенной формы в момент нажатия кнопки.

Автоматические пожарные извещатели включаются при изменении параметров окружающей среды в момент возникновения пожара. В зависимости от фактора, вызывающего срабатывание датчика, извещатели подразделяются на тепловые, дымовые, световые и комбинированные. Наибольшее распространение получили тепловые извещатели, чувствительные элементы, которых могут быть биметаллическими, термопарными, полупроводниковыми.

Дымовые пожарные извещатели, реагирующие на дым, имеют в качестве чувствительного элемента фотоэлемент или ионизационные камеры, а также дифференциаль ное фотореле. Дымовые извещатели бывают двух типов: точечные, сигнализирующие о появлении дыма в месте их установки, и линейно-объемные, работающие на принципе затенения светового луча между приемником и излучателем.

Световые пожарные извещатели основаны на фиксации различных составных частей спектра открытого пламени. Чувствительные элементы таких датчиков реагируют на ультрафиолетовую или инфракрасную область спектра оптического излучения.

Инерционность первичных датчиков является важной характеристикой. Наибольшей инерционностью обладает тепловые датчики, наименьшей - световые.

Комплекс мероприятий, направленных на устранение причин возникновения пожара и создание условий, при которых продолжение горения будет невозможным, называется пожаротушением.

Для ликвидации процесса горения необходимо прекратить подачу в зону горения либо горючего, либо окислителя, или уменьшить подвод теплового потока в зону реакции. Это достигается:

1. Сильным охлаждением очага горения или горящего материала с помощью веществ (например, воды) обладающих большой теплоемкостью.

2. Изоляцией очага горения от атмосферного воздуха или снижением концентрации кислорода в воздухе путем подачи в зону горения инертных компонентов.

3. Применением специальных химических средств, тормозящих скорость реакции окисления.

4. Механическим срывом пламени сильной струей газа и воды.

5. Созданием условий огнепреграждения, при которых пламя распространяется через узкие каналы, сечение которых меньше тушащего диаметра.

Для достижения вышеуказанных эффектов в настоящее время в качестве средств тушения используют:

1. Воду, которая подается в очаг пожара сплошной или распыленной струей.

2. Различные виды пен (химическая или воздушно-механическая), представляющих собой пузырьки воздуха или углекислого газа, окруженные тонкой пленкой воды.

Пожарная безопасность - состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения предупреждается действие на людей опасных факторов, и обеспечивается защита материальных ценностей. Обеспечение пожарной безопасности является неотъемлемой частью государственной деятельности по охране жизни и здоровья людей, национального богатства, окружающей природной среды и исполняется в соответствии с Законом Украины "О пожарной безопасности" от 17 декабря 1993 г. и Правил пожарной безопасности Украины от 22.06.95 г. № 400.

Для защиты различных объектов от пожаров используются средства сигнализации и пожаротушения. Быстро и точно о пожаре сообщает пожарная сигнализация. Она включает пожарные извещатели, звуковые и световые средства оповещения сигнализации, обеспечивает автоматическое включение установок пожаротушения и дымоуловления.

Важнейшим элементом системы сигнализации являются пожарные извещатели, преобразующие физические параметры в электрические сигналы. В зависимости от факторов, вызывающих срабатывание извещателей, они подразделяются на тепловые, дымовые, световые и комбинированные.

По способу соединения извещателей с приемной станцией различают две системы - лучевую и кольцевую.

Телефонную связь широко используют для вызова пожарной помощи. Оперативную связь между пожарными частями, участвующими в тушении пожара, а также между ними и руководством пожарной охраны осуществляют с помощью коротковолновых или ультракоротковолновых радиостанций. Этот вид связи особенно удобен тем, что радиостанции установлены непосредственно на пожарных автомобилях, благодаря чему осуществляется непрерывная связь с диспетчерским пунктом.

Комплекс мероприятий, направленных на устранение причин возникновения пожара и создание условий, при которых продолжение горения будет невозможным, называется пожаротушением .

Основные способы тушения пожаров базируются на следующих принципах :

· снижение температуры горючих веществ до уровня ниже температуры ее горения;

· снижение концентрации кислорода воздуха в зоне горения до 14 - 15%;

· остановка доступа паров и газов горючего вещества (большинство горючих веществ при нагревании переходят в газо- или парообразное состояние).

Для достижения таких эффектов в качестве средств тушения используют :

· воду, которая подается сплошной или распыленной струей;

· различные виды пены (химическая или воздушно-механическая);

· инертные газовые разбавители, например: углекислый газ, азот, аргон, водяной пар, дымовые газы и т.д.;

· гомогенные ингибиторы - низкокипящие галогеноуглеводороды;

· гетерогенные ингибиторы - огнетушащие порошки;

· комбинированные составы.

Наиболее широко применяется вода.

Требования к системам противопожарного водоснабжения изложены в СНиП 2.04.02-84 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" и в СНиП 2.04.01-85 "Внутренний водопровод и канализация зданий".

Расход воды на пожаротушение складывается из расходов на наружное и внутренне пожаротушение. При расчете расхода воды на наружное пожаротушение исходят из возможного числа одновременных пожаров в населенном пункте, которые могут возникнуть в течение трех смежных часов, в зависимости от численности жителей и этажности зданий. Нормы расхода и напор воды во внутренних водопроводах в общественных, жилых и вспомогательных зданиях рассчитывают в зависимости от их этажности, длины коридоров, объема, назначения.

Для пожаротушения в помещениях используют автоматические огнегасительные устройства. Широкое распространение получили установки, которые в качестве распределительных устройств используют спринклерные или дренчерные головки. Конструкция и работа этих устройств представлена в работах С. В. Белова, О. Н. Русака.

В качестве пожаротушащего вещества широкое распространение получила пена следующего состава: 80% углекислого газа, 19.7% - жидкости (воды) и 0.3% - пенообразующего вещества.

Кроме стационарных установок, для тушения пожаров в начальной стадии развития могут применяться первичные средства пожаротушения. Наиболее распространенными первичными средствами пожаротушения являются пенные, углекислотные, углекислотно-бромэтиловые, аэрозольные и порошковые огнетушители, асбестовые полотна, грубошерстные ткани (кошмы, войлок), песок высушенный и просеянный.

Размещать первичные средства тушения пожара следует вблизи мест наиболее вероятного их применения с обеспечением свободного доступа к ним. При этом целесообразно первичные средства тушения пожара размещать на лестничных площадках при входе на этажи.

К основным видам техники, предназначенной для защиты различных объектов от пожа­ров, относятся средства сигнализации и пожаротушения.

Пожарная сигнализация должна быстро и точно сообщать о пожаре с указанием места его возникновения. Наиболее надежной системой пожарной сигнализации является электрическая пожарная сигнализа­ция. Наиболее совершенные виды такой сигнализации дополнительно обеспечивают автоматический ввод в действие предусмотренных на объекте средств пожаротушения. Принципиальная схема электриче­ской системы сигнализации представлена на рис. 18.1. Она включает пожарные извещатели, установленные в защищаемых помещениях и включенные в сигнальную линию; приемно-контрольную станцию, источник питания, звуковые и световые средства сигнализации, а также автоматические установки пожаротушения и дымоудаления.

Рис. 18.1. Принципиальная схема системы электрической пожарной сигнализации:

1 -датчики-извещатели; 2- приемная стан­ции; 3-блок резервного питания;

4-блок – питания от сети; 5- система переключения; 6 - проводка;

7-исполнительный механизм системы пожаротушения

Надежность электрической системы сигнализации обеспечивается тем, что все ее элементы и связи между ними постоянно находятся под напряжением. Этим обеспечивается осуществление постоянного кон­троля за исправностью установки.

Важнейшим элементом системы сигнализации являются пожарные извещатели, которые преобразуют физические параметры, характери­зующие пожар, в электрические сигналы. По способу приведения в действие извещатели подразделяют на ручные и автоматические. Руч­ные извещатели выдают в линию связи электрический сигнал опреде­ленной формы в момент нажатия кнопки.

Автоматические пожарные извещатели включаются при изменении параметров окружающей сре­ды в момент возникновения пожара. В зависимости от фактора, вызывающего срабатывание датчика, извещатели подразделяются на тепловые, дымовые, световые и комбинированные. Наибольшее рас­пространение получили тепловые извещатели, чувствительные элемен­ты которых могут быть биметаллическими, термопарными, полуп­роводниковыми.

Дымовые пожарные извещатели, реагирующие на дым, имеют в качестве чувствительного элемента фотоэлемент или ионизационные камеры, а также дифференциальное фотореле. Дымовые извещатели бывают двух типов: точечные, сигнализирующие о появлении дыма в месте их установки, и линейно-объемные, работающие на принципе затенения светового луча между приемником и излучателем.

Световые пожарные извещатели основаны на фиксации различных | составных частей спектра открытого пламени. Чувствительные элементы таких датчиков реагируют на ультрафиолетовую или инфракрасную область спектра оптического излучения.

Инерционность первичных датчиков является важной характери­стикой. Наибольшей инерционностью обладают тепловые датчики, наименьшей-световые.

Комплекс мероприятий, направленных на устранение причин воз­никновения пожара и создание условий, при которых продолжение горения будет невозможным, называется пожаротушением.

Для ликвидации процесса горения необходимо прекратить подачу в зону горения либо горючего, либо окислителя, или уменьшить подвод теплового потока в зону реакции. Это достигается:

Сильным охлаждением очага горения или горящего материала с помощью веществ (например, воды), обладающих большой теплоем­костью;

Изоляцией очага горения от атмосферного воздуха или сниже­нием концентрации кислорода в воздухе путем подачи в зону горения инертных компонентов;

Применением специальных химических средств, тормозящих скорость реакции окисления;

Механическим срывом пламени сильной струей газа или воды;

Созданием условий огнепреграждения, при которых пламя рас­пространяется через узкие каналы, сечение которых меньше тушащего диаметра.

Для достижения вышеуказанных эффектов в настоящее время в качестве средств тушения используют:

Воду, которая подается в очаг пожара сплошной или распылен­ной струей;

Различные виды пен (химическая или воздушно-механическая), представляющих собой пузырьки воздуха или углекислого газа, окру­женные тонкой пленкой воды;

Инертные газовые разбавители, в качестве которых могут ис­пользоваться: углекислый газ, азот, аргон, водяной пар, дымовые газы и т. д.;

Гомогенные ингибиторы-низкокипящие галогеноуглеводороды;

Гетерогенные ингибиторы -огнетушащие порошки;

Комбинированные составы.

Вода является наиболее широко применяемым средством тушения.

Обеспечение предприятий и регионов необходимым объемом воды для пожаротушения обычно производится из общей (городской) сети водопровода или из пожарных водоемов и емкостей. Требования к системам противопожарного водоснабжения изложены в СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» и в СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

Противопожарные водопроводы принято подразделять на водопроводы низкого и среднего давления. Свободный напор при пожароту­шении в водопроводной сети низкого давления при расчетном расходе должен быть не менее 10 м от уровня поверхности земли, а требуемый для пожаротушения напор воды создается передвижными насосами, устанавливаемыми на гидранты. В сети высокого давления Должна обеспечиваться высота компактной струи не менее 10 м при полном расчетном расходе воды и расположении ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания. Системы высокого давления более дорогие вследствие необходимости использовать трубопроводы повьь щенной прочности, а также дополнительные водонапорные баки на соответствующей высоте или устройства насосной водопроводной станции. Поэтому системы высокого давления предусматривают на промышленных предприятиях, удаленных от пожарных частей более чем на 2 км, а также в населенных пунктах с числом жителей до 500 тыс. человек.

Р и с.1 8.2. Схема объединенного водоснабжения:

1 - источник воды; 2-водоприемник; 3-станция первого подъема; 4-водоочистные сооружения и станция второго подъема; 5-водонапорная башня; 6-магистральные линии; 7 - потребители воды; 8 - распределительные трубопроводы; 9-вводы в здания

Принципиальная схема устройства системы объединенного водо­снабжения показана на рис. 18.2. Вода из естественного источника поступает в водоприемник и далее насосами станции первого подъема подается в сооружение на очистку, затем по водоводам в пожарорегулирующее сооружение (водонапорную башню) и далее по магистраль­ным водопроводным линиям к вводам в здания. Устройство водонапорных сооружений связано с неравномерностью потребления воды по часам суток. Как правило, сеть противопожарного водопровода делают кольцевой, обеспечивающей две линии подачи воды и тем самым высокую надежность водообеспечения.

Нормируемый расход воды на пожаротушение складывается из расходов на наружное и внутреннее пожаротушение. При нормировании расхода воды на наружное пожаротушение исходят из возможного числа одновременных пожаров в населенном пункте, возникающих в I течение трех смежных часов, в зависимости от численности жителей и этажности зданий (СНиП 2.04.02-84). Нормы расхода и напор воды во внутренних водопроводах в общественных, жилых и вспомогатель­ных зданиях регламентируются СНиП 2.04.01-85в зависимости от их этажности, длины коридоров, объема, назначения.

Для пожаротушения в помещениях используют автоматические огнегасительные устройства. Наиболее широкое распространение получили установки, которые в качестве распределительных устройств используют спринклерные (рис. 8.6) или дренчерные головки.

Спринклерная головка -это прибор» автоматически открывающий выход воды при повышении температуры внутри помещения, вызванной возникновением пожара. Спринклерные установки вклю­чаются автоматически при повышении температуры среды внутри помещения до заданного предела. Датчиком является сама спринклер­ная головка, снабженная легкоплавким замком, который расплавляется при повышении температуры и открывает отверстие в трубопроводе с водой над очагом пожара. Спринклерная установка состоит из сети водопроводных питательных и оросительных труб, установленных под перекрытием. В оросительные трубы на определенном расстоянии друг от друга ввернуты спринклерные головки. Один спринклер устанавли­вают на площади 6-9 м 2 помещения в зависимости от пожарной опасности производства. Если в защищаемом помещений температура воздуха может опускаться ниже + 4 е С, то такие объекты защищают воздушными спринклерными системами, отличающимися от водяных тем, что такие системы заполнены водой только до контрольно-сиг­нального устройства, распределительные трубопроводы, расположенные выше этого устройства в неотапливаемом помещении, заполняются воздухом, нагнетаемым специальным компрессором.

Дренчерные установки по устройству близки к спринклерным и отличаются от последних тем, что оросители на распределительных трубопроводах не имеют легкоплавкого замка и отверстия постоянно открыты. Дренчерные системы предназначены для образования водяных завес, для защиты здания от возгорания при пожаре в соседнем сооружении, для образования водяных завес в помещении с целью предупреждения распространения огня и для I противопожарной защиты в условиях повышенной пожарной опасности. Дренчерная система включается вручную или автоматически по I сигналу автоматического извещателя о пожаре с помощью контрольно-пускового узла, размещаемого на магистральном трубопроводе.

В спринклерных и дренчерных системах могут применяться и воздушно-механические пены. Основным огнегасительным свойством пены является изоляция зоны горения путем образования на поверхности горящей жидкости паронепроницаемого слоя определенной структуры и стойкости. Состав воздушно-механической пены следующий: 90 % воздуха, 9,6 % жидкости (воды) и 0,4 % пенообразующего вещества. Характеристиками пены, определяющими ее

огнегасящие свойства, являются стойкость и кратность. Стойкость - это способ- ность пены сохраняться при высокой температуре во времени; воздушно-механическая пена имеет стойкость 30-45 мин, кратность - отношение объема пены к объему жидкости, из которой она получена, достигающая 8-12.

| Получают пену в стационарных, передвижных, переносных устройствах и ручных огнетушителях. В качестве пожаротушащего вещества I широкое распространение получила пена следующего состава: 80 % углекислого газа, 19,7 % жидкости (воды) и 0,3 % пенообразующего вещества. Кратность химической пены обычно равна 5, стойкость около 1ч.

Предприятия используют большое количество различных веществ для осуществления технологических процессов. Для каждого вида веществ существует свой определенный вид средства тушения. Основным огнетушащим средством является вода . Она стоит дешево, охлаждает место горения, а образующийся при испарении воды пар разбавляет горящую среду. Вода также механически воздей­ствует на горящее вещество – есть срывает пламя. Объем образо­вавшегося пара в 1700 раз больше объема использованной воды.

Нецелесообразно тушить водой горючие жидкости, так как это может значительно увеличить площадь пожара. Опасно применять воду при тушении оборудования, на­ходящегося под напряжением, во избежание поражения элект­рическим током. Для тушения пожаров используются установки водяного по­жаротушения, пожарные автомобили или водяные стволы. Вода в них подается от водопроводов через пожарные гидранты или кра­ны, при этом должно быть обеспечено постоянное и достаточное давление воды в водопроводной сети. При тушении пожаров внут­ри зданий используют внутренние пожарные краны, к которым подсоединяют пожарные рукава.

Противопожарное отопление – это комплекс устройств для подачи воды к месту пожара. Регламентируется документами: СНиП 2.04.01 – 85. «Внутренний водопровод и канализация зданий»; СНиП 2.04.02 – 84. «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».

Противопожарный водопровод рассчитан на подачу необходимого для тушения пожара количества воды под соответствующим напором в течение не менее 3 часов. На наружной водопроводной сети на расстоянии 4 – 5 метров от зданий вдоль домов через 80 – 120 метров устанавливаются краны-гидранты, в которым при пожаре присоединяют гибкие рукава с брандспойтами.

В соответствии с требованиями СНиП 2.04.01 – 85 устраивается также внутренний противопожарный водопровод, который обеспечивает:

· наличие воды в стоянках внутренних пожарных кранов;

· орошение помещений расчетным количеством струй (для получения струй производительностью до 4 л/с следует применять пожарные краны и рукава диаметром 50 мм для пожарных струй большей производительности – 65 мм).

Для автоматического водяного по­жаротушения применяются спринклерные и дренчерные установки. Спринклерные установки – это разветвленная, заполненная водой система труб, которая оборудована спринклерными головками, чьи выходные отверстия запаяны легкоплавким составом.

При пожаре эти отверстия сами расплавляются и орошают охранную зону водой. Дренчерные установки – это система трубопроводов внутри здания, на которых установлены специальные головки с диаметром (8, 10, 13 мм) розеточного типа, способные оросить до 12 м 2 пола.

Для тушения твердых и жидких веществ применяют пены . Их огнегасительные свойства определяются кратностью (отношением объема пены к объему ее жидкой фазы), стойкостью, дисперсностью и вязкостью. В зависимости от условий и способа получения пена может быть:

· химической – это концентрированная эмульсия окиси уг­лерода в водном растворе минеральных солей;

· воздушно-механической (кратность 5 – 10), которую полу­чают из 5 %-х водных растворов пенообразователей.

При тушении пожаров газами используют двуокись углерода, азот, аргон, дымовые или отработанные газы, пар. Их огнегасительное действие основано на разбавлении воздуха, то есть на снижении концентрации кислорода. При тушении пожаров используют углекислотные огнетушители (ОУ-5, ОУ-8, УП-2м), если в состав молекул горящего вещества входит кислород, щелочные и щелочноземельные металлы. Для тушения электроустановок необходимо применять порошковые огнетушители (ОП-1, ОП-1О), заряд которых состоит из бикарбоната натрия, талька и стеараторов железа, алюминия.

Тушение паром применяют при ликвидации небольших пожаров на открытых площадках, в закрытых аппаратах и при ограниченном воздухообмене. Концентрация водяного пара в воздухе должна быть примерно 35 % по объему.

В качестве одного из самых распространенных средств тушения на промышленных объектах является песок , в частности на предприятиях песок хранится в специальных емкостях в строго определенном месте.

Необходимое количество пожарных приемов определяется в зависимости от категории помещения и наружных технологических установок по взрывопожарной и пожарной опасности, предельной защищаемой площади одним пожарным приемом и класса пожара по ИСО № 3941 – 77.

Первичные средства пожаротушения установлены на специальных пожарных щитах или в других доступных местах. На предприятии они размещены: в пожарных шкафах, коридорах, при выходе из помещений, а также в пожароопасных местах. Для указания местонахождения огнетушителей на объекте установлены знаки согласно ГОСТ 12.4.026 – 76 «Цвета сигнальные и знаки безопасности».