Засоби гасіння та виявлення пожеж

Існує чотири основні способи припинення горіння:

1. Охолодження зони горіння або горючих речовин. Прийоми припинення горіння та засоби гасіння пожеж:

- охолодження горючих речовин (матеріалів) при дії на їх поверхню вогнегасними засобами (суцільними чи розпиленими струменями води, піною, снігоподібною вуглекислотою тощо)

- охолодження горючих матеріалів (наприклад, горючих рідин, що мають досить високу температуру спалаху) шляхом їх перемішування;

- розбирання горючих твердих матеріалів (наприклад, дерев'яних штабелів чи колод) з подальшим їх охолодженням.

2. Ізоляція горючих речовин або окисника (повітря) від зони горіння. Прийоми припинення горіння та засоби гасіння пожеж:

- створення ізоляційного шару шляхом нанесення на поверхню горючих речовин негорючих матеріалів (покривання горючих речовин піною, покривалом з негорючого теплоізоляційного полотна, грубововняної тканини чи повсті; засипання вогнегасним порошком або піском);

створення ізоляційного шару за допомогою вибуху;

- створення ізоляційного шару (розриву) шляхом розбирання горючих матеріалів, між речовиною, що вже горить, та речовиною, яка ще не охоплена вогнем;

- закривання отворів приміщення, охопленого пожежею, з метою ізоляції приміщення від надходження свіжого повітря.

3. Розбавлення повітря чи горючих речовин негорючими. Прийоми припинення горіння та засоби гасіння пожеж:

- розбавлення повітря шляхом введення в нього негорючих парів і газів (вуглекислого газу, азоту, водяної пари тощо);

- розбавлення горючих матеріалів шляхом дії на їх поверхню негорючих речовин, що легко випаровуються або розкладаються (може досягатись тими ж засобами, що й у попередньому випадку);

- розбавлення горючих та легкозаймистих гідрофільних рідин водою (наприклад, спиртів).

4. Хімічне гальмування (інгібування) реакції горіння. Прийоми припинення горіння та засоби гасіння пожеж:

- подавання в зону горіння галогеновуглеводнів (хладонів);

- подавання на поверхню горючої речовини вогнегасних порошків.

Зазвичай механізму гасіння пожежі притаманний комбінований характер, при якому мають місце одночасно кілька способів припинення процесу горіння.

Речовини, що володіють фізико-хімічними властивостями, які дозволяють створити умови для припинення горіння називаються вогнегасними речовинами. Вони повинні відповідати таким вимогам: володіти високим ефектом гасіння при відносно малій їх витраті; бути дешевими, доступними, простими і безпечними у застосуванні; не заподіювати шкоди людям, тваринам, матеріалам, предметам та навколишньому середовищу.

Речовинами, що найбільш повно відповідають вищезазначеним вимогам, а відтак належать до основних вогнегасних речовин, є: вода (в різних видах), піна, інертні та негорючі гази, галогенопохідні вуглеводнів, спеціальні порошки, пісок. Ці речовини здійснюють зазвичай комбіновану дію на процес горіння. Так, вода охолоджує та ізолює (або розбавляє) джерело горіння; піна чинить ізолювальну та охолоджувальну дію; порошки можуть інгібувати процес горіння та ізолювати тверді горючі речовини від зони полум'я. Однак для будь-якої вогнегасної речовини характерна основна (домінуюча) дія. Наприклад, вода здійснює, в основному, охолоджувальну дію на процес горіння, піна - ізолювальну, інертні та негорючі гази - розбавлювальну, галогено-вуглеводні та порошки - інгібувальну.

Розглянемо детальніше основні вогнегасні речовини.

Вода

Найбільш розповсюджена, дешева та легкодоступна вогнегасна речовина. Вона має велику теплоємність, завдяки якій відбувається інтенсивне охолодження речовини, що горить. Так 1 л води при нагріванні до 100 °С поглинає близько 4-Ю5 Дж теплоти, а при випаровуванні - майже в п'ять разів більше. Крім того, вона змочує речовини і утруднює тим самим доступ до них кисню повітря. Водяна пара, що утворюється при гасінні пожежі водою у закритих приміщеннях (1 л води при випаровуванні утворює 1725 л пари), розбавляє повітря та знижує концентрацію в ньому кисню (при концентрації водяної пари в повітрі 35 % та вище за об'ємом процес горіння стає неможливим). Для гасіння пожежі вода може застосовуватись у різних видах: компактними струменями; розпиленою та тонкорозпиленою, як водяна пара.

Вода у вигляді компактних струменів використовується для гасіння пожеж, що надто розвинулись; пожеж на висоті; коли необхідно подати воду на великі відстані (до 50-70 м) чи надати їй значної ударної сили для відриву полум'я від матеріалу, що горить; для створення водяних завіс та охолодження об'єктів, що знаходяться поруч з осередком пожежі. Такий спосіб гасіння пожеж є простим та розповсюдженим, однак характеризується значними витратами води.

Розпиленими та тонкорозпиленими (краплинами менше 100 мкм) струменями води ефективно гасять тверді речовини і матеріали, горючі та навіть легкозаймисті рідини. Під час такого гасіння пожеж значно зменшуються витрати води" мінімально зволожуються та псуються матеріали, осаджується дим, створюються найбільш сприятливі умови для випаровування води, а від так - підвищення охолоджувального ефекту (при випаровуванні 1 л води поглинається близько 22 o 106 Дж теплоти) та розбавлення горючого середовища. Гасіння розпиленою та тонкорозпиленою водою має низку переваг (у першу чергу, зменшуються витрати води) і тому в останні роки знаходить усе ширше застосування.

Водяна пара придатна для гасіння пожеж у приміщеннях об'ємом до 500 м3 та невеликих пожеж на відкритих майданчиках та устаткуванні. Пар зволожує матеріали та предмети, а також розбавляє повітря, знижуючи тим самим концентрацію кисню в зоні горіння. Вогнегасна концентрація водяної пари в повітрі становить приблизно ЗО-35 % за об'ємом.

Слід зазначити, що як вогнегасна речовина вода має також властивості, що обмежують область її застосування. Так, водою не можна гасити об'єкти, устаткування, що знаходяться під напругою, оскільки вода є електропровідною. Вода вступає в хімічну реакцію з лужними, лужноземельними металами, їх карбідами, в результаті чого виділяється значна кількість тепла та горючих газів, що може призвести до вибухів та розповсюдження пожежі. Не можна гасити водою легкозаймисті рідини, що мають меншу, ніж у води, густину (бензин, гас, толуол та ін.,), оскільки вони спливають та продовжують горіти на поверхні води, збільшуючи тим самим осередок пожежі. По плівці ЛЗР, що розтікалася на поверхні води, пожежа може поширитись на значну відстань. Окрім того, вода може спричинити псування, тому її не можна використовувати для гасіння цінного устаткування та матеріалів (наприклад, в обчислювальних центрах, бібліотеках, музеях, картинних галереях тощо).

Піна

Широко застосовується для гасіння легкозаймистих рідин. її вогнегасна дія полягає в тому, що покриваючи поверхню речовини, яка горить, вона обмежує доступ горючих газів та парів у зону горіння, ізолює речовину від зони горіння та охолоджує найбільш нагрітий верхній шар речовини. Для неперервного подавання піни при гасінні великих пожеж використовують спеціальні піноутворювальні апарати - стволи повітряно-пінні (СПП), піно-генератори (ГПС). На практиці застосовують два види піни: хімічну та повітряно-механічну.

Хімічну піну отримують при взаємодії лужного та кислотного розчинів у присутності піноутворювача. Така піна складається зі 80 % вуглекислого газу, 19,7 % води та 0,3 % піноутворювальної речовини. її густина становить близько 0,2 г/см3, кратність - 5 (відношення об'єму піни до об'єму розчину, з якого вона утворена), стійкість - до 40 хв. У зв'язку з високою вартістю компонентів, складністю отримання та організації пожежогасіння застосування хімічної піни в теперішній час обмежується.

Повітряно-механічна піна утворюється при механічному змішуванні повітря, води та піноутворювача. Частки цих компонентів становлять відповідно 90, 9,4-9,8 та 0,2-0,6 %. Повітряно-механічна піна буває низької (до 10), середньої (10-200) та високої (понад 200) кратності. її стійкість залежить від піноутворювача й становить до 20 хв, але зі збільшенням кратності вона зменшується.

Інертні та негорючі гази

Головним чином, вуглекислий газ та азот, знижують концентрацію кисню в осередку пожежі та гальмують інтенсивність горіння. Вогнегасна концентрація цих газів при гасінні пожежі в закритому приміщенні становить 30-35 % від об'єму приміщення. Інертні та негорючі гази застосовуються, як правило, для гасіння легкозаймистих та горючих рідин, твердих речовин та матеріалів, устаткування під напругою, а також у випадках, коли використання води чи піни не дає дієвого ефекту чи воно є небажаним з огляду на значні збитки (у музеях, картинних галереях, архівах, приміщеннях з комп'ютерною технікою тощо).

Найбільший ефект досягається при гасінні інертними та негорючими газами пожеж у замкнутих об'ємах, однак при цьому необхідно враховувати вірогідність токсичної дії на людей вуглекислого газу.

Вогнегасна дія галогеновуглеводнів (хладонів)

Полягає у хімічному гальмуванні реакцій горіння шляхом розривання ланцюгових реакцій окиснення, тому їх називають інгібіторами, або антикаталізаторами. У порівнянні з вуглекислим газом вони є більш ефективними та завдяки змочуванню можуть застосовуватись для гасіння тліючих речовин та матеріалів.

Нижче наведено деякі галогенопохідні вуглеводнів та їх вогнегасні концентрації у відсотках за об'ємом: бромистий метилен - 2,4 %; йодистий метилен - 2,7 %; тетрафтордиброметан - 7,5 %; бромистий етил - 8,6 %; дихлормонофторметан - 9,5 %. До недоліків галогеновуглеводнів можна віднести їх високу корозійну активність, токсичність та вартість. Під час використання галогеновуглеводнів для гасіння пожежі необхідно дотримуватись правил безпеки. Зокрема, приведення в дію хладонових установок пожежогасіння допускається лише після евакуації людей з приміщення.

Вогнегасні порошки

Являють собою подрібнені мінеральні солі з різними добавками, що протидіють злежуванню та утворенню грудок. Вони характеризуються високою вогнегасною спроможністю та універсальністю щодо сфери застосування. Вогнегасні порошки можна використовувати для різноманітних способів пожежогасіння, в тому числі для інгібування та припинення горіння вибухом.

Розрізняють порошки загального та спеціального призначення. Основним компонентом порошку ПСБ є бікарбонат натрію (технічна сода); ПФ - діамоній фосфат; ПС - карбонат натрію; СН - силікагель, насичений хладоном.

Вибір вогнегасної речовини залежить від класу пожежі. У табл. 4.12 наведено класифікацію пожеж відповідно до міжнародного стандарту ISO № 3941-77 та ГОСТ 27331-87, а також рекомендовані вогнегасні речовини.