Эффективное использования воды для пожаротушения
Применение различных средств пожаротушения будь это вода, пожарная пена, порошок или что-то другое всегда характеризируется такой величиной как количество необходимого огнетушащего вещества на определенную площадь пожара. Так, к примеру, при использование водяных стволов этот параметр будет зависеть от материала который горит и будет измеряться в л/с∙м 2 , то есть интенсивность подачи воды на пожаротушение должна поддерживается (в определенных рамках, параметрах от 0,06 до 0,4) в литрах за секунду на один метр квадратный для успешной локализации и ликвидации пожара. Так как более 95% всех пожаров ликвидируются с использованием водяных стволов (воды и водных растворов) возникает вопрос, есть ли возможность повысить эффективность использование воды во время пожаротушения.
Факторы влияющие на успех тушение пожара
Среди множества причин и факторов, которые могут влиять на скорость и качество ликвидации пожара можно выделить основные и второстепенные. Если к основным факторам можно отнести, в основном, вид огнетушащего вещества и время введение сил и средств на пожар то второстепенные факторы могут бить настолько разнообразными, что среди них будет невозможно определить какой же решающий (доминирующий) в той или иной ситуации. Второстепенные факторы могут быть следующие: количество личного состава прибывшего на пожар, тактика тушения пожара, физическая подготовка самих пожарных или экипировка, которая может сказаться на скорости подачи воды и многое другое.
Анализируя выше сказанное можно задаться вопросом, а как же можно измерить или оценить эффективность работы подразделения, а именно подачи воды с помощью ручных пожарных стволов на тушения пожара.
Что будет лучше непосредственная (в больших объемах) подача воды в очаг возгорание или что-то другое??
Метод не прямого тушения и что это такое
На сегодняшний день, достаточно широко, во всем мире в основу тушения пожара закладываются в первую очередь научные методы и подходы.
Таким образом, на сегодняшний день существует так называемый метод «Indirect attack» давайте для большего понимания назовем его метод непрямого тушения или подачи воды на пожаре.
Представленный выше метод подразумевает ряд факторов (представленных на рисунке)
Правильное выполнение которых повлияет на скорость ликвидации пожара, это осуществляется за счет:
- Поглощения теплоты – капли воды испаряются;
- Образование избытка инертного газа, который вытесняет кислород тем самим делает невозможным последующие горение.
Некоторые факторы могут показаться более важными, чем другие, тогда как иные действия непосредственно связаны друг с другом. К примеру, чтоб достичь правильный размер капель нам необходимо соблюдать правильный расход, давление и угол наклона пожарного ствола. Идеально же, конечно, когда все семь факторов соблюдаются.
Секрет эффективности тушения водой
А теперь, давайте разберемся, за счет чего распиленная вода будет эффективнее тушить пожар.
Вода подается в жидкой форме, таким образом, при попадании в среду с повышенной температурой она начинает нагреваться и в конечном итоге превращается в пар.
Таким образом, для того чтоб нагреть воду до 100 0С и началось ее испарение (этот параметр называется удельная теплоемкость воды) необходимо затратить 4,187 кДж/(кг∙К). После нагрева воды до температуры кипения из очага пожара также затрачивается энергия в количестве 2260 кДж/кг на испарение (скрытая теплота парообразования воды) до тех пор, пока вода полностью не испарится.
В процессе тушения очага возгорания два параметра, приведенных выше, уравниваются.
В итоге, перед очагом возгорания образовывается «прослойка» из капель воды, пара и нагретого дыма. Пар, который образовывается в процессе испарения воды, также имеет совою удельную теплоемкость, которая равна 2080 кДж/(кг∙К).
В процессе суммирование всей затраченной энергии можно получить следующие результаты:
| °C | мДж/кг |
| 10 | 3.05 |
| 15 | 3.03 |
| 20 | 3.01 |
| 25 | 2.99 |
| 30 | 2.97 |
С представленных результатов видно, что порядка 3 мДж/кг энергии с очага пожара необходимо затратить на 1 литр воды, что в свою очередь приводит к понижению температуры.
Второй особенностью такого процесса тушения является наличия пара. Как известно с 1 л воды, в зависимости от температуры, можно получить 2- 4 м 3 пара, а пар это инертный газ. Наличия такого количества инертного газа приводит к резкому уменьшению уровня кислорода в помещении и как следствие к разрушению классического треугольника возникновения пожара (горения).
Влияние размера капель нельзя недооценивать! Если капли воды будут чрезмерно большие, они не будут, полностью испарятся.
Маленькие капли будут испаряться слишком рано, тем сами будут охлаждать очень маленькую площадь.
Считается, что оптимальная величина капель должна быть 0,3 мм.
Вот теперь мы имеем представление об эффективности тушения водой, следующим шагом будет оценка критериев, с помощью которых можно достичь необходимых параметров подачи воды.
Что важно во время использование метода не прямого тушения
Вот теперь мы вернулись к тому, с чего начинали. Какие же критерии будут основными, а какие второстепенные.
Как выяснилось ранее, размер капель имеет самое большое значение, а зависеть он будет от угла наклона ствола, угла факела распыления воды.
Конечно, при всем этом подразумевается, что используют пожарный ствол марки TFT G – Force или же ему подобные.
Для простоты восприятия критериев размера капель и эффективности роботы пожарного при использование выше обозначенного метода тушения изобразим все графически:
Таким образом, сегодня Вы узнали насколько эффективнее можно использовать воду во время тушения пожара. Если вы заметили неточности или имеете другую информацию просьба писать или оставлять свои комментарии. Все что было представлено в этой статье было взято из доклада John McDonough (Sydney, Australia) & Karel Lambert (Brussels, Belgium).
А вот собственно и видео по данному материалу (видеоматериал в оригинале):
Источник
Раздел 2. Анализ параметров тушения пожара
К параметрам тушения пожара относятся:
— площадь тушения Sт, м
— требуемая Iтри Iф фактическая интенсивностьподачи огнетушащих веществ, л/(м 2 . с), л/(м . с);
— требуемый Qтр и фактический Qф расход огнетушащих веществ, л/с;
— требуемый
— скорость локализации пожара Vлок , м 2 /мин;
— скорость введения огнетушащих веществ, Vввед , л/(с . мин);
— скорость тушения площади пожара Vт, м 2 /мин;
— продолжительность ликвидации горения Δ τт, мин;
— продолжительность сосредоточения и введения сил и средств, τсоср., мин.
Время сообщения о горении, продолжительность сосредоточения и введения сил и средств, расход и интенсивность подачи огнетушащих веществ и другие параметры определяют размеры ущерба от пожара.
Расходы огнетушащих веществ, которые должны быть поданы для прекращения горения, определяются требуемой интенсивностью их подачи, размерами пожара, количеством направлений ввода и типом стволов.
Требуемый расход огнетушащих веществ определяется на следующие моменты времени:
— прибытия первого подразделения,
— прибытия всех последующих подразделений по повышенным номерам вызова,
— внезапного изменения оперативно-тактической обстановки на пожаре (взрыв, обрушение, выброс и т. п.)
— локализации и ликвидации пожара.
Следует отметить, что при тушении пожара даже однородного материала, интенсивность подачи огнетушащих веществ не постоянна и увеличивается с ростом пожарной нагрузки, площади ее вертикальных поверхностей, а также при возрастании коэффициента поверхности горения.
Необходимо определить требуемую (нормативную) интенсивность подачи из руководящих или справочных документов (прил. 1.) и сравнить ее с фактической.
Фактическая интенсивность подачи определяется расчётом на указанные выше промежутки времени с учётом площади тушения и расхода огнетушащих веществ, поданных на тушение.
Определив требуемую интенсивность подачи огнетушащего вещества, строится совмещённый график изменения площади пожара, площади тушения, требуемого и фактического расходов огнетушащего вещества во времени (рис. 4.).
Совмещенный график строят в тех же координатных осях, что и график изменения площади пожара во времени (рис. 2.), только на оси ординат слева проставляют, кроме значений площади пожара, соответствующий ей требуемый расход огнетушащего вещества. На оси ординат справа откладывают число, обозначающее количество отделений, способных обеспечить требуемый расход воды.
1 — Изменение площади пожара и требуемого расхода огнетушащих веществ во времени. Sп, Qтр = f (τ). 2 — Расчётный расход огнетушащих веществ. Qрасч = f (τ). 3 — Фактический расход огнетушащего вещества. Qф = f (τ). 4 – Площадь тушения и требуемый расход огнетушащего вещества: Sт, Qтр = f (τ)
Кривая 1 показывает изменения площади пожара и требуемого расхода огнетушащих веществ (ОТВ) во времени. При тушении этого пожара огнетушащее вещество подавалось на всю площадь пожара, т.е. она была равна площади тушения.
При построении кривой 3 учитываются только те отделения, которые участвуют в подаче стволов на тушение. Одно отделение (укомплектованное по штату) на пожаре в среднем обеспечивает подачу на тушение 14 — 20 л/с воды.
Пересечение кривой линии 1 с ломаной 3 означает, что требуемый и фактический расходы огнетушащих средств становятся равны т. е., достигнуто одно из условий локализации пожара:
Это подтверждается еще и тем, что за первым условием локализации наступает второе — площадь пожара не увеличивается (точка максимального значения кривой 1):
Если действия личного состава были правильными, то при пересечении кривой 1 и ломаной 3 получим точку локализации пожара. Разброс между точками локализации пожара, полученный при построении и фактической локализации будет не большой.
Если ломаные 2 и 3 не пересекаются, то тушение осуществлялось не по всей площади пожара, а только по площади тушения. В этом случае необходимо построить кривую изменения площади тушения и требуемого расхода огнетушащего вещества для его тушения во времени. Площади пожара и тушения до достижения значения расстояния, пройденного фронтом горения (радиусом пожара), равной глубине тушения используемых стволов, описывается одной кривой 4.
Длина периметра площади горения на внутренних распространяющихся пожарах изменяется во времени до тех пор, пока огонь не достигнет продольных стен здания, после чего величина его становиться постоянной (рис.4.). В таком случае, по достижении фронтом горения продольных стен здания, площадь тушения и требуемый расход на ее тушение будут постоянными во времени. Для совмещённого графика изменения площади пожара и тушения, требуемого и фактического расходов воды на тушение во времени пересечение кривой линии 4 с ломаной 3 означает, что Qф ≥ Qтр и Vsп = 0, Iф ≥ Iнорм и Vл = 0, т.е. достигнуто необходимое условие локализации пожара.
Для оценки эффективности оперативно-тактических действий подразделений по тушению пожара, необходимо изучить эффективность подачи огнетушащих веществ в зону пожара.
Площадь пожара и фактический расход огнетушащих веществ на исследуемые моменты времени берутся из описания пожара или могут быть определены по схеме расстановки сил и средств, или по совмещенному графику сосредоточения и введения сил и средств, изменению площади пожара, требуемых и фактических расходов огнетушащих веществ во времени.
Из схем расстановки сил и средств при тушении пожара устанавливается:
— какие стволы, где и как подавались и по известным зависимостям рассчитываются:
— требуемый расход огнетушащих веществ;
— количество стволов, отделений, пожарной техники;
— соответствие водоотдачи водопроводной сети требуемому расходу. На основании этого делается вывод о возможности локализации пожара силами и средствами, прибывшими по рассматриваемому номеру вызова.
При этом учитывается одно из условий локализации пожара:
Зная фактический расход огнетушащего вещества, площадь пожара или тушения, определяется фактическая интенсивность подачи огнетушащего вещества по формуле:
где Iф – фактическая интенсивность подачи огнетушащего вещества, л/с м 2 ; Qф – фактический расход огнетушащего вещества, который был обеспечен на момент прекращения горения, л/с; Sп – площадь пожара (огнетушащее вещество подавалось одновременно на всю площадь пожара), м 2 ; ST – площадь тушения, м 2
Эффектность работы стволов по прекращению горения можно установить также и по удельному расходу огнетушащих веществ:
где q1, q2, q3 — расходы из пожарных стволов (РС-50, РС-70, лафетные, ГПС и т.д.), л/мин; τ1 τ2 τn — время работы стволов (определяется по данным описания пожара), мин.
Кроме того, удельный расход огнетушащего вещества так же можно найти в интервалах времени с момента введения первого ствола до введения последнего по формуле:
где Iф — фактическая интенсивность подачи огнетушащих веществ на принятом интервале времени, л/(с . м 2 ); ∆τ –интервал времени, мин
Следует иметь в виду, что при определении удельного расхода огнетушащих веществ в расчет принимается время работы только тех стволов, которые использовались для прекращения горения. Одним из параметров тушения пожара является скорость локализации и ликвидации пожара:
где Vлик, Vлок — скорость ликвидации и локализации пожара, м 2 /мин; Sт – площадь (тушения) пожара, м 2 ; τлок – время с момента введения первого ствола до момента прекращения распространения горения (Vл = 0), мин.; τлик – время затраченное на прекращение моногамного горения и создание условий, при которых поворотное возникновение горения невозможно.
Скорость введения сил и средств на пожаре является важной характеристикой профессиональной подготовленности как личного состава подразделений, так и тактической подготовки руководителя тушения пожара (РТП), а также одним из показателей эффективности управления подразделениями. Этот параметр является показателем подготовки подразделений в развертывании средств тушения при подаче огнетушащих веществ, выполнении других видов оперативно-тактических действий и оценивается через нормативы по пожарно-строевой подготовке. Он также отражает быстроту оценки оперативной обстановки РТП, скорость принятия им управленческих решений и качество контроля за выполнением отдаваемых приказов.
Продолжительность сосредоточения подразделений на месте пожара оценивается по данным описания пожара (таблица сосредоточения сил и средств, совмещённый график) и отражает качество расписания выезда гарнизона, степень боеготовности подразделений, знание района выезда, состояние пожарной техники, теплового режима в гараже пожарного депо, дорог и др.
Источник
