Сегодня в рубрике «Взгляд на проблему» представлен авторский взгляд работников кафедры автоматических систем безопасности Университета гражданской защиты МЧС Беларуси доцента кафедры, кандидата технических наук, доцента Олега Навроцкого и преподавателя Игоря Иванова на проблему повышения огнетушащей эффективности автоматических установок пожаротушения водой с помощью использования специальных огнетушащих составов.
Вода – основа жизни. В ней зародилась первая жизнь, человек более чем наполовину состоит из воды. Простая по химическому составу, она обладает уникальными свойствами. Вода, отличающаяся сочетанием высокой теплоты парообразования и удельной теплоемкости с низкой теплопроводностью, является наиболее распространенным средством тушения пожаров. В тоже время, из-за высокого поверхностного натяжения вода обладает низкой смачивающей способностью, вследствие чего она быстро стекает с горящих объектов, и значительная часть ее не участвует в процессе тушения. Большинство современных технических средств используют на тушение очага возгорания только 5-10% поданной воды, фактически 90-95% поданной воды можно считать излишне пролитой [1]. В связи с этим задача повышения огнетушащей эффективности воды является актуальной и востребованной задачей.
Повышение огнетушащей способности воды с помощью добавок особенно актуально при использовании автоматических установок пожаротушения (УП). Например, в настоящее время в соответствии с [2] при использовании в качестве огнетушащего вещества (ОТВ) воды со смачивателями интенсивность орошения принимают в 1,5 раза меньше, чем при подаче воды. В тоже время имеется возможность более значительного повышения огнетушащей способности воды за счет одновременного использования оптимальной дисперсности распыленных струй воды, снижения поверхностного и межфазного натяжения ОТВ и повышения смачивающей способности. Этого можно достичь добавлением в воду огнетушащих составов на основе композиции углеводородных и фторированных поверхностно-активных веществ (ПАВ).
Получение факела распыла воды высокой степени дисперсности (среднеарифметический диаметр капель менее 100 мкм) достигается за счет сложного конструктивного исполнения оросителей, генерирующих тонкораспыленную воду, а также создания высокого давления подачи воды (вплоть до 8 МПа). Эти факторы сказываются на увеличении стоимостных характеристик установок пожаротушения тонкораспыленной водой. Применение фторированных ПАВ в композиции ОТВ позволяет снизить поверхностное натяжение воды более чем в 4 раза, и, соответственно, размер капель воды в 2 раза при прочих равных условиях диспергирования. Это позволяет получать тонкораспыленное ОТВ (среднеарифметический диаметр капель не более 150 мкм) на водной основе при использовании обычных спринклерных и дренчерных оросителей и низком давлении в системе, что ведет к удешевлению и расширению области применения водяных УП.
Использование тонкораспыленной воды с добавками композиции углеводородных и фторированных ПАВ позволяет эффективно тушить пожары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. Это возможно за счет двух эффектов: охлаждения горючей жидкости до температуры ниже температуры вспышки и образования водной пленки на поверхности горючей жидкости. Водная пленка растекается по поверхности горючей жидкости и резко сокращает скорость ее испарения.
Образование водной пленки на поверхности горючей жидкости возможно в случае, когда сумма поверхностного и межфазного натяжения ОТВ на водной основе меньше поверхностного натяжения горючей жидкости. Данное условие выполняется у водных растворов cинтетических фторсодержащих пленкообразующих пенообразователей для тушения пожаров типа AFFF по [3]. Однако при применении водных растворов пенообразователя в установках пожаротушения образуется не только распыленное огнетушащее вещество, но и определенное количество пены. Образование пены приводит к уменьшению доли распыленного ОТВ, снижая эффект охлаждения и разбавления горючей среды, что может привести к снижению огнетушащей эффективности. Также снижается площадь защиты одним оросителем. Таким образом, образование пены не позволяет использовать весь заложенный в установках потенциал тактико-технических возможностей.
Выходом из сложившейся ситуации может стать разработка и использование специальных огнетушащих составов на основе композиции углеводородных и фторированных ПАВ с пониженным пенообразованием для УП, в которых в качестве ОТВ используется вода или вода с добавками. Указанный огнетушащий состав должен обладать рядом свойств. Во-первых, он должен способствовать достижению высокой степени дисперсности распыленной воды при более низком давлении подачи воды в ороситель, что позволит снизить энергоемкость, упростить технические решения, а значит уменьшить и стоимостные характеристики УП тонкораспыленной водой. Во-вторых, он должен быть безвредным для людей, поскольку технология тушения и локализации пожаров распыленной водой может применяться для защиты помещений с пребыванием людей. В-третьих, распыленная вода может быть использована при тушении пожаров в помещениях с дорогостоящим оборудованием. Поэтому коррозионная активность используемых составов должна быть не больше, чем у воды.
По указанному направлению на кафедре автоматических систем безопасности Университета гражданской защиты МЧС Беларуси планируется проведение научно-исследовательской работы, в рамках которой будет разработан огнетушащий состав на основе композиции ПАВ с пониженным пенообразованием и проведена оценка его огнетушащей эффективности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вода для тушения пожаров / С.П. Храмцов // Пожаровзрывобезопасность. – 2007. - №4. С.72-75.
2. Пожарная автоматика зданий и сооружений. Строительные нормы проектирования : ТКП 45-2.02-317-2018. Введ. 14.02.18. – Минск : Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, 2018. – 81 с.
3. Система стандартов пожарной безопасности. Вещества огнетушащие. Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования. Методы испытаний : СТБ 2459-2016. Введ. 12.08.16. – Минск : Госстандарт Республики Беларусь, 2016. – 47 с.
