Тушение пожара с помощью пены: преимущества и особенности

Долгое время чуть ли не единственным способом тушения пожара было заливание очага возгорания водой. Значительно позже огонь догадались засыпать огонь песком, землей, золой. Так появился прообраз будущего порошкового пожаротушения. «Мокрое» тушение водой и «сухое», песком или золой были вне конкуренции, но все изменилось с наступлением технической эры. Тогда то и появился способ тушения пожара, объединяющий в себе преимущества «сухого» и «мокрого» метода – пенное пожаротушение.

Системы пожаротушения шагают в ногу с прогрессом

Необходимость в новом способе пожаротушения

Позапрошлый век ознаменовался для Европы (а позже и для всего мира) промышленной революцией. В течение короткого по историческим меркам промежутка времени потребность в энергии возросла в сотни раз. Традиционные виды топлива – дрова и уголь перестали удовлетворять возросшие нужды человечества, появилась необходимость в принципиально новых энергоносителях. Эту нишу заняли продукты перегонки нефти.

Как обычно и бывает, новшество принесло с собой не только выгоды, но и доселе невиданные проблемы. Если для того, чтобы поджечь дрова или уголь нужно приложить определенное усилие (особенно трудно заставить гореть каменный уголь, тот, кто имел дело с данным видом топлива, мог в этом убедиться), то нефтепродукты, особенно летучие, вспыхивают от любой искры.

Но главная проблема, как оказалось, даже не в этом. Традиционные способы тушения пожаров оказались совершенно бесполезны при горении нефтепродуктов. Вода обладает большей плотностью, чем нефтепродукты, что из этого следует, несложно понять из простого эксперимента. Плотность нефти примерно соответствует плотности растительного масла. Налейте в стакан воду и масло, и посмотрите что получится: масло не смешается с водой, а покроет слой воды сверху. То же самое получается и при попытках тушения нефти и нефтепродуктов водой: слой нефтепродуктов оказывается сверху слоя воды, продолжая при этом гореть.

Плотность воды больше чем нефтепродуктов

Тушение горящих нефтепродуктов песком и другими порошками может быть эффективно только при небольшом количестве горящего вещества. В противном случае горящая субстанция просто смачивает порошок – обволакивает частицы порошка. Это характерно в большей мере для вязких фракций нефти.

Понадобился совершено новый способ тушения пожаров, который был бы эффективен при тушении возгорания нефтепродуктов. Этим способом стало пенное пожаротушение.

Преимущества пены

Как несложно догадаться, пенным пожаротушением называется тушение пожаров с помощью пены, то есть дисперсии (смеси) газа с жидкостью. Для этого в воду добавляются вещества, увеличивающие стойкость дисперсной системы – пенообразователи. Будучи смешанной с пузырьками газа, обычная вода приобретает целый ряд совершенно новых свойств:

• Чрезвычайно низкая плотность, позволяющая эффективно тушить даже самые легкие фракции перегонки нефти.
• Отсутствие у пены пленки поверхностного натяжения многократно увеличивает смачивающую способность. Именно поэтому пена отмывает загрязнения гораздо лучше, чем вода – это общеизвестно. Но не все знают. Что это свойство улучшает не только моющие, но и тушащие качества.
• Способность растекаться по любой поверхности позволяет тушить большие площади возгорания.

Этим преимущества пенного пожаротушения не ограничиваются. Одним из важных особенностей тушения с помощью пены является то, что пена «готовится» непосредственно в момент использования. Резервуар установки пенного пожаротушения наполнен водой, смешанной с пенообразователем. Соединение воды с инертным газом, то есть собственно образование пены, происходит непосредственно во время тушения пожара в устройстве, которое так и называется – пенный пожарный ствол. Это существенно упрощает транспортировку огнетушащей смеси, ведь объем исходного вещества многократно меньше объема пены.

Пена производится непосредственно во время тушения пожара

Обычно пожарный ствол позволяет регулировать соотношение воды и газа. Чем больше газа добавляется к воде, тем больше пены на единицу объема воды в итоге получается. Конечный «выход» пены характеризуется кратностью – безразмерной величиной, равной отношению объема на объем воды (либо другой жидкости), из которой эта пена получилась. По данному параметру различают пену:

• низкократную (кратность менее 20);
• среднекратную (кратность 20-100);
• высокократную (кратность более 100).

Обычно для тушения пожаров применяется среднекратная пена, то есть на каждый литр воды с пенообразователем ствол установки пенного пожаротушения способен производить от 20 до 100 литров пены.

Процесс тушения высокократной пеной

Очень интересным свойством обладает высокократная пена, то есть пена с показателем кратности больше 100. Практически это чистый инертный газ, заключенный в тончайшие оболочки жидкости. При прикосновении к такой пене рука остается практически сухой. Высокократная пена не растекается, а высыпается хлопьями, что позволяет применять их в установках объемного пожаротушения.

Системы пенного пожаротушения способны заполнить небольшое помещение пеной доверху, подавляя огонь не только на поверхностях, а по всему объему помещения. Объемное пенное пожаротушение обладает многими преимуществами пожаротушения с помощью газа, но при этом не требует герметизации помещения и не представляет серьезной опасности для жизни персонала.

Автоматические пенные установки

Тушение пожаров с помощью пены нашло применение не только в расчетах огнеборцев, но и в проектах автоматических системах пожаротушения, которыми оборудуются жилые и административные здания, складские и производственные помещения. Автоматические огнетушащие системы, как правило, устанавливаются на складах, торговых и производственных площадях, содержащих запасы горюче-смазочных веществ, лакокрасочных материалов.

Так как пена производится из воды в момент применения, установки водяного и пенного пожаротушения имеют сходное устройство и аналогичные принципы работы. Отличием является то, что вместо обычных оросителей применяются оросители с пеногенераторами. Разумеется, вода в резервуарах автоматической системы должна содержать пенообразующее вещество.

Узлы системы автоматического пожаротушения

К преимуществам пенных систем можно отнести:

• невысокую стоимость;
• возможность централизованной схемы хранения и распределения огнетушащей смеси;
• возможность применения спринклерных оросителей.

На последнем пункте давайте остановимся подробнее. Ключевым элементом оборудования систем пожаротушения является ороситель, в случае применения пенного пожаротушения – ороситель, смонтированный заодно с пеногенератором.

В настоящий момент в автоматических системах пожаротушения применяются два основных типа оросителей:

• дренчеры;
• спринклеры.

Дренчеры представляют собой обычные насадки-распылители, в которые по команде (автоматически либо по сигналу с пульта) подается огнетушащая смесь. Спринклеры же имеют коренное отличие: в трубе, на которой установлен спринклер, постоянно находится вода под давлением. Выход воде закрывает стеклянная трубка с заглушкой. Трубка заполнена жидкостью с большим коэффициентом расширения.

Спринклер пожарный

Количество жидкости в трубке подбирается таким образом, что при повышении температуры в помещении более чем на 30 градусов относительно нормального уровня, расширяющаяся жидкость раскалывает трубку и вода начинает поступать в пеногенератор. Таким образом, с минимумом оборудования и без какой-либо электроники осуществляется полностью автономное, не зависящее от электропитания и сигналов с пульта или датчиков автоматическое тушение очага возгорания на самых ранних стадиях.

Так как основой для пенообразования является обычная вода, пенные автоматические установки экологически безвредны, не представляют опасности для здоровья и жизни людей. За счет высокой кратности применяемой в автоматических установках пены, количество воды, поступающей в помещение при тушении невелико. Это позволяет минимизировать урон наносимый тушением пожара оборудованию, технике и документам, в то время как при тушении пожара водой, ущерб от тушения, может быть, сравним с ущербом от пожара.

Небольшое количество воды, остающееся после срабатывания системы автоматического пенного пожаротушения, легко устраняется. Благодаря этому предприятие может возобновить свою работу, прерванную срабатыванием противопожарной системы, в максимально короткое время.

Благодаря схожим принципам устройства установок водяного и пенного пожаротушения, оба способа легко совмещаются в единую систему. Комбинированные установки водяного и пенного пожаротушения применяются на объектах повышенной опасности.

Несмотря на все преимущества, системы пенного пожаротушения обладают определенной сложностью при монтаже, поэтому их установка требует работы квалифицированных специалистов.