С точки зрения научной терминологии, огнетушающими веществами (ОТВ) называют такие вещества, которые обладают необходимыми свойствами для создания условий, приводящих к остановке процесса горения. Это — средства, чье основное назначение состоит в обеспечении эффективного противодействия развитию пожара путем локализации и последующей ликвидации очага возгорания.
На практике, под огнетушащими веществами подразумевают протестированные и подобранные опытным путем субстанции в различных физических состояниях — жидких, твердых и газообразных. Эти вещества широко применяются с помощью специализированных средств пожаротушения: от профессиональных пожарных установок и стационарных систем до первичных комплектов для оперативной борьбы с пожаром в зданиях, сооружениях, на производстве и в других объектах.
К огнетушащим средствам относятся разнообразные переносные или передвижные огнетушители, пожарные краны с рукавами и стволами, а также современные водяные системы автоматического пожаротушения, оборудованные спринклерами и дренчерными оросителями. Сегодня такие системы неотъемлемы для административных, офисных, торговых, спортивных, культурно-развлекательных пространств.
Выбор метода локализации и тушения огня зависит от характера пожарной нагрузки, особенностей хранения и технологических процессов. Поэтому для грамотной организации пожарной безопасности необходимо учитывать возможность использования конкретного типа огнетушащего вещества, обеспечить его запас, возможность быстрой доставки и применения к месту возможного возгорания.
Решающую роль при проектировании и выборе средств активной пожарной защиты играет корректная классификация огнетушащих веществ и их сочетаний, например — в комбинированных системах автоматического пожаротушения.
Теплофизическая сущность процесса тушения пожара
Прекращение процесса горения является следствием резкого влияния на взаимосвязанные процессы теплопродукции и теплопередачи. Снижение одного из этих параметров приводит к выходу химических реакций за пределы устойчивости горения, снижает температуру зоны пожара и, как итог, способствует затуханию очага.
С точки зрения техники, добиться этого можно следующими методами:
- Направлять охлаждающие огнетушащие вещества непосредственно к месту возгорания или на его поверхность.
- Создавать в огненной зоне среду, неспособную поддерживать реакцию горения — это могут быть инертные газы, паро- или газовоздушные смеси.
- Осуществлять изоляцию: формировать барьер между горящим материалом и доступом кислорода с помощью соответствующего вещества.
Эффективность тушения также обеспечивается:
- увеличением отдачи тепла (например, за счет внедрения специальных огнепреградителей);
- физическим либо химическим замедлением (ингибированием) окислительной реакции;
- изоляцией или экранированием материалов, участвующих в реакции;
- стремительным охлаждением огня;
- разбавлением учаcтвующих в горении компонентов.
Это базовые, но не исчерпывающие методы борьбы с возгораниями за счет использования огнетушащих средств.
Классификация огнетушащих веществ
С учетом различий по способу воздействия на огонь и механизму прекращения процесса горения, все огнетушащие вещества подразделяют на следующие основные группы:
- Охлаждающие огнетушащие вещества. Сюда относят воду, водные растворы с солями, а также жидкости с добавкой ПАВ (смачивателей). К этой же группе причисляют и твердые формы CO₂, применяемые как огнетушащий снег.
- Вещества, обеспечивающие изоляцию. В этот класс входят воздушно-механические пены, порошковые составы, а также сухие сыпучие негорючие материалы: песок, земля, щебень, шлаки, мелкие камешки или окалина металлургических производств. Кроме того, в качестве изоляторов используют противопожарные покрытия и полотна (кошмы), которые хорошо зарекомендовали себя при устранении локальных очагов.
- Разбавляющие огнетушащие средства. Это инертные газы вроде азота и аргона, а также водяной пар, тонкораспыленная вода, газово-водяные смеси и дымовые газы.
- Средства химического ингибирования. В число ингибиторов процесса горения входят хладоны, галоидированные углеводороды, аэрозольные составы, распыленные растворы бромированных органики, а также разнообразные огнетушащие порошки.
Классификация веществ также проводится по их физическим свойствам: это могут быть жидкости, пены разной кратности, порошки, газы или их составы.
Дополнительно, существует деление огнетушащих средств по электропроводности, что особенно важно для защиты объектов с электрическим и электронным оборудованием.
Важно помнить: некоторые огнетушащие вещества опасны для человека, и их воздействие на организм различается:
- Малотоксичные — например, углекислый газ.
- Токсичные — сюда относятся фреоны, галоидированные соединения.
- Требующие защиты органов дыхания — аэрозоли, порошки и газы при массовом или локальном выбросе в помещение.
К сожалению, экономическая выгода иногда приводит к замене безопасных для человека растворов (вода, пена) на более доступные, но потенциально вредные порошковые или газовые системы, что обязательно требует дополнительных компенсирующих мер — подведения чистого воздуха, системы оповещения и эффективные эвакуационные пути.
Основные требования, предъявляемые к огнетушащим веществам
Выбор конкретного ОТВ подчинён ряду ключевых критериев:
- Эффективность — огнетушащее средство должно обеспечивать успех на выбранной пожарной нагрузке (типе и характеристике горимых материалов);
- Экономическая доступность — предпочтение отдается доступным по цене вариантам;
- Логистика и наличие — особенно важна быстрая транспортировка, восполнение и постоянное наличие необходимого объема вещества: идеальна — развитая сеть пожарного водоснабжения, внутренние или городские пожарные водопроводы, в крайнем случае — резервуары, пруды или природные источники, пригодные для техники МЧС;
- Безопасность — огнетушащее вещество не должно создавать угрозу здоровью людей (как сотрудников, так и находящихся в здании).
На практике, приоритет в проектировании систем всей системы пожарной безопасности зачастую отдаётся эффективности, а не безопасности, из-за чего проектировщики и инженеры вынуждены дополнять огнетушащие системы средствами дымоудаления, принудительного воздухообмена и оповещения, чтобы максимально снизить риски для людей.
В соответствии с регламентом, к огнетушащим веществам предъявляют ряд нормативных требований пожарной безопасности:
- Обеспечить ликвидацию очага пожара подходящим способом — поверхностным, объемным или комбинированным, с учетом физических и химических свойств ОТВ;
- Подбирать вещества с учетом специфики материала, предотвращая возможность новых возгораний или взрывов при их взаимодействии;
- Гарантировать сохранение исходных свойств при хранении, транспортировке и использовании;
- Обеспечить отсутствие вредного воздействия на организм человека и окружающую среду, в установленных пределах ПДК.
Практические рекомендации по применению огнетушащих веществ
Наибольшее распространение как эффективное, доступное, дешевое и универсальное средство пожаротушения получила вода и ее производные — растворы на ее основе. Вода легко транспортируется, хранится, не несет опасности для здоровья и с успехом используется для тушения большинства природных и синтетических горючих веществ — от дерева до различных видов пластика.
Однако для тушения продуктов нефтепереработки, а также там, где использование воды малоэффективно из-за особенностей вещества, применяются пены, создаваемые растворами пенообразователей. Их подача может быть как ручной (с помощью специальных генераторов), так и автоматизированной — в составе стационарных комплексов.
Если по ряду причин ни вода, ни пена не справляются с локализацией пожара, то используются порошковые составы, различные газовые и аэрозольные огнетушащие смеси. Они эффективны для специфических ситуаций, где требуется изоляция, химическое торможение горения или необходимо исключить возможность замыкания (например, при тушении электрощитов или оборудования).
Основными и наиболее часто применяемыми огнетушащими веществами остаются:
- вода и ее растворы с добавками смачивателей и кислотных солей;
- воздушно-механические пены, генерируемые на основе вышеуказанных растворов;
- современные порошки и газовые огнетушащие составы.
Грамотный подбор огнетушащих средств — центральный элемент системы активной пожарной защиты. Он определяет не только скорость и результативность ликвидации очагов пожара, но и безопасность персонала и посетителей зданий, сохранность имущества, минимизацию ущерба окружающей среде. Для этого необходим глубокий анализ физических свойств огнетушащих веществ, их воздействия на горящие материалы и возможные последствия контакта с человеком при эксплуатации соответствующих систем.
Обеспечение баланса между эффективностью, стоимостью, доступностью и безопасностью — главный принцип современного подхода к выбору и применению огнетушащих веществ в любых сферах пожарной безопасности.