В статье авторы рассматривают новейшие технологии пожаротушения.
Ключевые слова: пожары, тушение пожаров, технологии, огнетушащие средства.
«Пожар во все времена доставлял много неприятностей не только человеку, но и наносил вред окружающей среде. И если в давние времена человек уповал на высшие силы, то в настоящее время развитие промышленных технологий в целом, и систем пожаротушения в частности, позволяет значительно снизить урон, наносимый пожаром» [3].
Ежегодно на территории Абатского муниципального района Тюменской области происходит более 60 возгораний, из которых примерно третья часть — это пожары в жилом секторе (рис.1.). Снизить число жертв, материальный ущерб позволяет внедрение новейших разработок в области пожаротушения.
«Причиной большинства пожаров становится человеческая халатность, поэтому первостепенной задачей остаются меры по предупреждению аварийных ситуаций» [1].
Рис. 1. Статистика пожаров по Абатскому муниципальному району Тюменской области за последние пять лет
«Новые технологии по тушению пожаров направлены на создание более эффективных и быстрых способов борьбы с огнем с учетом класса и места очага возгорания. Разработки ведутся сразу в нескольких направлениях — это новые пожаротушащие вещества, средства и способы пожаротушения, а также техническое оснащение» [2].
С развитием техники электроники системы пожаротушения стали очень разнообразными по принципу действия, по техническим особенностям, по типу активного вещества и т. д.
«В настоящее время массово распространено большое количество технологий пожаротушения. Рассмотрим их с точки зрения безопасности для человека» [3].
К первой группе отнесем способы пожаротушения, опасные для человека. Пожаротушение специальным газом: принцип действия основан на том, что введение газа в некоторое пространство с открытым огнем, значительно уменьшает в нем количество кислорода, необходимого для поддержания реакции горения, вследствие чего химическая реакция горения уменьшается или прекращается полностью.
Заполнение помещения порошкообразным активным веществом, которое соприкасаясь с пламенем мгновенно понижает температуру реакции горения, в результате чего пламя распадается на мелкие очаги и полностью затухает.
Пожаротушение специальной пеной, оказывающей негативное, но не отравляющее действие на человека (при отсутствии аллергической реакции). Пена препятствует доступу кислорода к горючим веществам, тем самым препятствуя их возгоранию.
Остальные методы относительно безвредны для человека:
— водяное охлаждение, эффективность применения которого зависит от объема воды, доступного для ее переноса в очаг возгорания. Капли воды снижают температуру химической реакции, разбивают пламя на очаги и устраняет их;
— воздушное пожаротушение, когда через специальные оросительные каналы сначала выходит воздух, а затем подается вода;
— дренчерные системы используют воду в качестве «активного» вещества, но отличаются моментом подачи воды. Для их активации необходима команда от пожарной сигнализации, а не, например, от датчика температуры;
— аэрозольное пожаротушение заключается в том, что специально подготовленный аэрозоль (туман) подается в очаг возгорания и образует там облако, которое не расходится минимум 15 минут после работы генератора огнетушащего аэрозоля. Этого времени достаточно, чтобы понизить температуру пламени, уменьшить тепловыделение и прекратить горение огня. Системы аэрозольного пожаротушения по праву занимают одно из ведущих мест среди всех систем пожаротушения благодаря высокой надежности и огнетушащей способности, невысокой стоимости в расчете на защиту одного кубического метра помещения. Аэрозолеобразующий огнетушащий состав в результате самостоятельного горения выделяет огнетушащий аэрозоль, который состоит из смеси высокодисперсных твердых частиц, частиц соединений щелочных, редкоземельных металлов, N2, CO2, H2O. В настоящее время для производства аэрозольных средств при тушении пожаров используют аэрозольные генераторы, которые бывают двух типов: механические и термомеханические. Термомеханические генераторы, в основном используемые при пожаротушении, создают конденсационные и механические аэрозоли. Обычно они вырабатываются в результате механического дробления аэрозолеобразующей жидкости при её подаче в камеру сгорания воздушно-топливной смеси, последующем испарении, попадании паров в окружающую среду через сопло распыляющего устройства, смешиванием с наружным воздухом, конденсацией, превращением в аэрозоль.
«Наиболее эффективны системы пожаротушения, работающие в автоматическом режиме. Автоматика следит за температурой, задымлением и позволяет оперативно передать сигнал тревоги в пожарную часть, оповестить людей о необходимости эвакуации и включить средства пожаротушения. Установки автоматического пожаротушения представляют собой систему взаимосвязанных элементов: резервуаров, наполненных огнетушащим веществом, элементов управления, сети трубопроводов и распыляющих элементов. Подобные системы автоматически начинает тушить пожар по сигналу от датчика, например, засыпая место пожара негорючим порошком для перекрытия доступа кислорода» [3].
Автоматическое пожаротушение дороже простого извещения о пожаре и это значительно ограничивает их область применения. В основном их применяют там, где ущерб от пожара многократно превосходит стоимость подобной системы тушения. Главные преимущества автоматического пожаротушения ̵ раннее начало пожаротушения, что позволяет выиграть время до приезда пожарной команды и возможность работы системы без отключения электроснабжения. Пожарные извещатели реагируют на один из трех характерных признаков начала возгорания: повышение температуры воздуха, наличие излучения от пламени, появление в воздушной массе примеси дыма.
В зависимости от класса пожара необходимо применять различные жидкости, газы или порошки. Учитывается также степень ущерба, причиненного не огнем, а пожаротушащим веществом и воздействие на людей, находящихся в горящем здании.
«Одной из новых разработок стало вещество Novec1230 [2]. Это изобретение принадлежит американской компании 3M. В последние годы оно широко внедряется в России. Хладагент нового поколения без цвета и запаха используется в автоматических системах пожаротушения. Вещество обладает сильным теплопоглощением. Его действие на 70 % подавляет огонь за счет охлаждения, а на 30 % работает как ингибитор пламени. При этом вещество снижает высокую температуру внутри помещения и не уменьшает концентрацию кислорода. Эти качества позволяют не только быстро потушить очаг возгорания, но и выиграть дополнительное время на эвакуацию» [2].
«В отличие от устаревшего Хладона 114 , новинка не содержит хлора и абсолютно безвредна для человека. Вещество также не наносит вред мебели, документации и электронной технике. Novec1230 отлично тушит пожары класса A, B и E» [2].
«В России системы пожаротушения хладагентом Novec1230 установлены более чем на 15 видах объектов. В числе первых стали медиацентр Олимпийских игр в Сочи, Российская государственная библиотека по искусству и другие» [2].
Наиболее эффективными методами борьбы с распространением огня в лесу стала авиация. Если раньше ликвидация огня производилась водой, то сегодня специальные полимерные адгезионные добавки почти вдвое повысили результат. С применением нового вещества самолет с тем же объемом воды, в которой растворен пленкообразующий гель, тушит огонь на 80 % большей площади. После орошения вещество образует пленку, предотвращающую доступ кислорода к продукту горения, что препятствует тлению и повторному возгоранию».
«Кроме того, жидкость можно использовать на полях для ограничения распространения огня. Ранее для этого применялась борозда, которую трактор выполнял со скоростью не больше 20 км/час, а пролить полосу можно в несколько раз быстрее. Даже сухая трава, облитая раствором адгезионного полимера, сможет противостоять огню несколько часов. При этом само вещество не приносит вреда почве» [2].
«Для гашения нефтепродуктов применяют пену или порошок. Разница заключается в способе ликвидации возгорания. Порошок невозможно подавать с большого расстояния, но в непосредственной близости он довольно эффективен для гашения небольших очагов возгорания. В настоящее время новые технологии в тушении пожара класса B на производстве предусматривают применение новых пленкообразующих пенообразователей с высокой и средней кратностью. Это вещества AFFF и AFFF/AR . Пенообразователь хранится в отдельных емкостях и имеет длительный срок годности (5 лет)» [2].
При возникновении возгорания гель смешивается с водой в специальных дозаторах и подается в очаг возгорания из лафетных стволов или другого оборудования. За счет образования пленки новый раствор обладает пролонгированным действием и долгое время исключает повторное возгорание.
При тушении электроустановок под напряжением, когда возникает опасность распространения огня, нет времени ждать пока с загоревшейся электроустановки снимут напряжение. Для ликвидации пламени используют огнетушащий порошок или углекислоту. Средством тушения в этом случае является огнетушитель — ручной или стационарный с автоматическим срабатыванием.
«Порошок общего назначения можно применять для гашения электроустановок под напряжением до 1000 В, а также пожары класса A, B, C. Действие порошка можно разделить на два этапа. Пылевое облако вытесняет воздух, а затем порошок начинает поглощать тепло и распадаться на вещества, ингибирующие реакцию горения» [2].
«Уже разработаны и внедрены новые специализированные порошки, предназначенные для тушения материалов, которым не нужен кислород для горения (натрий, литий, щелочные металлы). Огнетушители с такими порошками располагают на химических и других предприятиях, где используются эти вещества» [2].
Газовые огнетушители можно применять для тушения электроустановок под напряжением до 10 кВ. Двуокись азота особо эффективна при пожарах класса A, B, E. Она обладает двойным действием — вытеснение кислорода и мощное охлаждение. Углекислота находится в колбе огнетушителя в сжиженном состоянии и при конденсации охлаждается до -72°C. Это эффективно прекращает реакцию горения, но может нанести вред некоторым конструкциям. Поэтому углекислоту не используют в тушении горячих трубопроводов и резервуаров со взрывоопасными субстанциями.
Диоксид углерода нельзя назвать новинкой, но в свое время им заменили опасный тетрахлорид углерода, который при высокой температуре частично окислялся до ядовитого фосгена. Углекислотные огнетушители до сих пор остаются актуальными и эффективными средствами пожаротушения, не причиняющими вред технике и электронике.
Самые сложные условия борьбы с пожаром возникают на таких объектах как АЭС, ТЭС, химические и нефтеперерабатывающие предприятия. Огонь быстро распространяется, за считанные секунды видимость снижается, помещение заполняется дымом и токсичными продуктами сгорания, стремительно растет температура. Возникает опасность взрывов, а на атомных станциях ‒ повышения уровня радиации. Подобная ситуация произошла на Чернобыльской АС. Огонь быстро разрушал кровельные конструкции над третьим энергоблоком. Предотвратить разрушение кровли удалось ценой жизни 6 человек. Жаль, что именно такая ситуация подстегнула прогресс к развитию пожарной робототехники.
Новейшие технологии тушения пожаров с помощью роботов призваны исключить возможные катастрофы и человеческие жертвы. Первые пожарные установки с лафетными стволами были установлены на ЛАЭС и почти сразу на большинстве ТЭС России и Украины. Они предназначались для орошения водой кровельных конструкций в машинных залах с целью охлаждения и предотвращения их разрушения. Каждая такая установка была запрограммирована на свой защищаемый участок. После сигнала с пульта управления она активировалась и работала в автоматическом режиме.
Пришедшие им на смену роботизированные комплексы пожаротушения нового поколения оснащены системой определения возгорания и координат очага, тепло- и видеонаблюдением, а также имеют программу самотестирования. Они постоянно находятся в состоянии полной готовности, активируются и управляются автоматически с передачей данных оператору и возможностью переключения в режим дистанционного управления. В условиях сильной задымленности, повышенной температуры и возможных взрывов, робот с высокой точностью и маневренностью наведения направляет струю на все элементы конструкции. Он также может подавлять очаг возгорания и гасить пожар на любой стадии.
«Кроме стационарно установленных роботов, МЧС РФ применяет самоходные и летательные беспилотные устройства, способные производить разведку и спасение людей из зоны пожара» [2].
«Особое внимание заслуживают новые технологии в области пожаротушения по разработкам и адаптации технических средств в условиях Севера и на высоте. Последней новинкой стала автоцистерна тяжелого класса. Машина оборудована автоматической герметизацией кабины, что позволяет максимально приближаться к огню. Телескопические полки для аварийно-спасательного инструментария повышают оперативность работы, а технические особенности автомобиля адаптированы для особенностей северного климата. Уже скоро 13 таких машин поступит в регионы Сибири, Урала и центра России» [2].
«Пожарный вертолет на базе Ка-32 имеет на борту запас огнетушащего вещества 700 л, что считается довольно много. Благодаря мощному напорному насосу струя может достигать 80 м. Вертолет уже введен в эксплуатацию и отлично гасит пожары на верхних этажах высоток и в зонах, куда автотехника не может подъехать» [2].
На вооружении Московского гарнизона пожарной охраны имеется много различных основных и специальных пожарных автомобилей. Каждый год в строй становятся новые автомобили, с улучшенными тактико-техническими характеристиками и новым пожарно-техническим вооружением. На вооружении 37 пожарно-спасательной части 25 пожарно-спасательного отряда ФПС по г. Москве стоит автоцистерна пожарная с подачей пены компрессионным способом АЦ-СПК-1,0–40 NATISK (С42R33) на базе автомобиля ГАЗон Next [3].
Компрессионная пена (compressed air foam system, CAFS) — технология, используемая в пожаротушении для доставки огнетушащей пены с целью тушения возгорания или защиты зоны, где отсутствует горение, от воспламенения.
Доказано, что компрессионная пена успешно борется со всеми тремя сторонами «пожарного треугольника»:
— пена накрывает горючее вещество, тем самым прекращая доступ кислорода;
— компрессионная пена устойчиво держится на поверхностях, таких как потолок или стены, тем самым снижая температуру.
— непрозрачная пена защищает источник топливо от лучистой энергии возгорания.
«NATISK» — это название российской технологии, разработанной компанией «Спецавтотехника», а компрессионная пена — это продукт данной технологии, огнетушащее вещество с новыми, недоступными ранее свойствами и возможностями для пожарных России. Все ингредиенты дозируются в строго определенных пропорциях, определяющих уникальную структуру, и, соответственно, свойства получаемого огнетушащего вещества. Установки пожаротушения компрессионной пеной могут монтироваться на любое автомобильные шасси, либо использоваться вне его.
Средства пожаротушения каждый год совершенствуются, поскольку есть постоянная необходимость сохранения здоровья и жизни людей, а также минимизации убытков от возникновения пожаров. Одной из последних новинок в области защиты от пожаров являются микротушители. Они предназначаются для установки в небольших объектах, которыми могут быть электрошкафы, сейфы, распределительные щиты и т. п. Микротушитель представляет собой небольшую пластину, состоящую из микрокапсул. При воздействии высокой температуры она выделяет газ, быстро ликвидирующий возгорание.
«Необходимость создания новинок в сфере пожаротушения обусловлена тем, что автономные системы способны удовлетворить далеко не все современные требования защиты от пожаров. В некоторых из них применяются огнетушащие вещества, которые при воздействии могут нанести значительный ущерб ценностям и технике, имеющимся в помещении. Кроме того, на подобных установках нет устройств обратной связи, поэтому о начавшемся пожаре узнают лишь через некоторое время, когда, возможно, уже попорчено некоторое имущество» [4].
«В связи с этим европейские фирмы стали выпускать устройства, которые имеют преимущества автономных систем и лишены их недостатков. К ним относится панель автоматического пожаротушения FK-RACK . Это устройство шкафного типа, оснащенное специальными дымовыми извещателями, которые предназначаются для противопожарной защиты электрического оборудования» [4].
«В России выпускается бюджетный аналог R-Line ̵ автономная установка шкафного пожаротушения. Она имеет систему обратной связи, которая адаптирована под отечественные стандарты и требования. R-Line используют для обнаружения и ликвидации возникших пожаров в шкафах» [4].
Автономное устройство имеет ряд достоинств:
— В нем содержится хладон ФК-5–1-12 ( Novec 1230 ) — нетоксичное огнетушащее вещество, не наносящее ущерба оборудованию.
— Дымовые датчики действуют даже при незначительном задымлении, что позволяет оперативно приступить к тушению пожара.
— Простое подключение к системе безопасности сооружения. Устройством можно управлять удаленно.
В наши дни перспективным направлением в области пожаротушения является создание компактных установок, работающих в автоматическом режиме, которые безопасны для человека и способны минимизировать ущерб при возникновении пожара.
Литература:
- https://ketrinstyle.ru/sovremennaya-tehnika-dlya-tusheniya-pozharov
- Беликов Д. С. Применение современных средств пожаротушения на промышленных объектах / Материалы I Национальной научно-практической конференции с международным участием «Инновации природообустройства и защиты окружающей среды»:– Саратов: ООО Издательство «КУБиК», 2019. — С. 399–402.
- https://fireman.club/statyi-polzovateley/sistema-pozharotusheniya-kompressionnoj-penoj-natisk-harakteristiki-i-vozmozhnosti.
