Любая установка автоматического пожаротушения должна обеспечить ликвидацию пожара, а если это невозможно - на 100% локализацию до прибытия пожарных подразделений, то есть 20-30 минут. Иначе теряется смысл ее применения. Именно этим главным показателем должен руководствоваться проектировщик, анализируя вид горючего вещества, особенности его горения на различных стадиях пожара, возможные источники зажигания и ожидаемое время их воздействия на горючую нагрузку, характеристики огнетушащего вещества с точки зрения физико-химического воздействия на конкретный очаг горения. К сожалению, часто эти показатели в учет не принимаются, На первый план выходит «голая» цена вопроса, а потушит-не потушит – роли не играет.
Технический прогресс и широкая коммерческая инициатива привнесли в область пожарной автоматики большие перемены. Исчезли из нашего понятия такие вещи, как дефицит приемно-контрольных приборов и дымовых пожарных извещателей, самодельные щиты автоматики пожаротушения, изменился подход к защите зданий и сооружений. Однако, на волне этих изменений в пожарную автоматику активно внедряются, мягко говоря, достаточно сомнительные вещи. Одним из таки направлений являются модульные порошковые огнетушители малой емкости типа «Буран», «Мангуст», «Тайфун», «ОСП-1» и многие другие. Ставя под сомнение целесообразность их широкого применения, я хочу для начала пригласить широкого читателя, не имеющего профессионального пожарного образования рассмотреть следующие вопросы:
1. Что и как горит.
2. Какими способами возможно потушить пожар, в том числе на
различных стадиях горения тех или иных материалов.
3. Источники возникновения пожара и их устранение.
4. Что же такое модульные установки порошкового пожаротушения.
5. Экономическую целесообразность применения порошковых модулей
малой емкости.
При рассмотрения данных вопросов рекомендую использовать справочник «Пожаро-взрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения». Справочник может быть различных годов издания. С моей точки зрения, наиболее доступно данные вопросы освещены в «Справочнике» выпущенном издательством «Химия» в 1990 году под редакцией А.Н. Баратова и А.Я. Корольченко. Именно на данное издание я буду ссылаться по ходу своих рассуждений и заключений.
Итак, что и как горит. Не вдаваясь в рассмотрение сложных химических процессов горения можно утверждать, что в повседневной жизни мы сталкиваемся с двумя видами горения. Горение паров и горением твердых веществ. Для непосвященных читателей будет полезно узнать, что большинство веществ и материалов сгорает в виде паров. Существует такое понятие, как пиролиз. Пиролиз – это разложение (перевод) твердых и жидких веществ в газообразное состояние под действием температуры. Например, рассмотрим процесс горения на примере спички. Температуры воспламенения головки хватает для того, чтобы испарить часть древесины, перевести ее в паровую составляющую, которая при сгорании будет выделять тепло, способствующее дальнейшему испарению дерева и так далее. То есть, спичка полностью сгорает в виде паров смол, скипидара, канифоли и иных легкоиспаряющихся веществ, которые содержатся в древесине. После того, как «заполнение» испарится и сгорит, в руках остается угольный каркас. Его горение будет происходить без большого пламени. Это будет горение твердого вещества.
Большинство веществ и материалов сгорает именно в испаренном состоянии, и только углерод горит в твердом состоянии. Вспомните процесс приготовления шашлыков. Сначала приходится долго выжигать смолы, скипидар, серу и иные вещества заполняющие древесину. При этом мы получаем пламя, то есть горение паров и газов, и лишь в конце начинается беспламенное горение оставшегося углерода.
Не утомляя читателей подробностями данных процессов, даю практический расклад о горении различных веществ:
- Жидкости, имеют только пламенную фазу горения паров Сама жидкость не горит, фазы тления у нее нет.
- Большинство пластиков – так же имеет только пламенную фазу
горения паров. Фазы тления у пластиков нет.
- Древесина, натуральный текстиль, бумага, картон – имеют две фазы
горения. Первоначально преобладает пламенная фаза. С выгоранием
испаряющихся веществ – начинается горение углерода, то есть тление.
Переходим ко второму вопросу – как можно прекратить процесс горения. Ответ на этот вопрос мы найдем на странице 84 обозначенного ранее «Справочника». (В других изданиях справочника содержится аналогичная информация).
Итак:
Первый способ - изоляция очага горения от воздуха или
снижение содержания кислорода в воздухе. В пожарной автоматике
данный способ достигается за счет подачи на очаг горения
воздушно-механической пены. Способ эффективно действует на пламенную
составляющую горения. Фаза тления тушится, но хуже.
Второй способ - охлаждение очага горения до определенной температуры. На практике данный способ достигается за счет подачи на очаг пожара воды. Имея несколько фаз теплоемкости, она эффективно поглощает температуру, прекращая тем самым процесс пиролиза. Способ эффективно действует как на пламенную составляющую горения, так и на фазу тления. Именно этой универсальностью объясняется широкое применение водяных систем тушения.
Третий способ – интенсивное торможение (ингибирование) скорости химических реакций пламени. Данный способ характерен для СО2, различных хладонов, элегаза, а так же, в некоторой степени, для порошков и аэрозолей. Однако, для последних он не является основным способом тушения и может рассматриваться только как попутное проявление. Способ эффективно действует на пламенную составляющую горения. Фаза тления тушится, но хуже. Охлаждение очага горения происходит медленно, пиролиз нагретых частей горючего вещества и его тление продолжается длительное время. При быстрой утечке огнетушащего газа возможно повторное загорание.
Четвертый способ - механический срыв пламени сильной струей газа или воды. Способ эффективно действует на пламенную составляющую горения. Фаза тления не тушится. Особенно это характерно для струи воздуха. Срывая пламенное горение она повышает интенсивность горения твердой фазы. (Вспомните, как вы интенсивно подаете воздух на угли под шашлыком, чтобы поддерживать необходимую температуру).
Пятый способ - созданием условия огнепреграждения, т. е. таких условий, при которых пламя распостраняется через узкие каналы и при уменьшения сечения последних до установленной величины распространение пламени прекращается. Для его достижения в пожарной автоматике применяются порошки и газоаэрозоли. При этом необходимо иметь ввиду следующие особенности его применения. Способ работает только тогда, когда порошок или аэрозоль висит в воздухе. При этом температура в очаге пожара эффективно не снижается. Фактор тушения действует только на пламенную составляющую горения. Пиролиз продолжается. Учитывая то, что порошок висит в воздухе всего 10-20 секунд, эффект тушения порошком может быть достигнут либо сразу, одним ударом, либо горение быстро восстановится. Осевший порошок из процесса тушения исключается.
Это в полной мере относится и к аэрозолям. Однако, здесь необходимо рассматривать физическую основу аэрозоли. Например, водяная пыль в малых количествах собъет пламенное горение, но не потушит очаги угольной фазы горения. А вот газоаэрозоль на основе солей щелочных металлов (газоаэрозоль получаемая из генераторов аэрозоли), в отличие от порошка или тонко распыленной воды, способна висеть в воздухе от 40 минут и белее, ликвидируя при этом пламенную фазу процесса горения и угнетая определенным образом угольную фазу горения.
Переходим к третьему вопросу - источники возникновения пожара и их устранение.
Я думаю, что всем ясно, пожар из ничего не возникает. Нужен первоначальный источник зажигания. Их можно подразделять и классифицировать как угодно. В тему нашего вопроса, будет полезна классификация по времени действия источника загорания. Он может быть кратковременным и продолжительным.
К кратковременным источникам зажигания относится искусственно внесенный очаг горения, например, горящая спичка, факел, искра, кратковременная электрическая дуга. Такие источники, в случае воздействия на них огнетушащего вещества, в том числе и порошка, как правили, гаснут вместе с возникшим по их вине очагом горения. Обратите внимание, что именно эти источники используются на показательных «выступлениях» по эффективности тушения пожара порошками и газами.
К продолжительным источникам загорания можно отнести оставленные включенными в электросеть нагревательные приборы, самовозгорание тлеющих материалов (например, промасленной ветоши), химические реакции различных веществ, а так же вещества, горение которых с первых секунд переход в режим тления. Именно эти источники загорания преобладают в реальной жизни. Даже в случае первоначального успешного тушении пожара средствами пожарной автоматики сохраняется возможность его повторного возникновения. Именно поэтому система пожаротушения должна длительное время воздействовать на очаг горения. (Обратите внимание на нормативную продолжительность работы спринклерной системы. 30 минут для торговых и административных помещений и 60 минут для промышленных и складских. Далеко не дураки придумали эти нормы много лет назад. Почему же сейчас при разработке новых средств автоматического тушения продолжительные источники загорания в учет не принимаются ?
Ясно, что в ряде случаев ликвидировать продолжительный источник загорания ни какая пожарная автоматика не способна. Выдернуть вилку из розетки может только человек. Следовательно, установка автоматического пожаротушения должна быть способной не только потушить возникший пожар, но и локализовать действие длительного источника зажигания.
Теперь, уважаемый читатель, если у Вас хватило терпения ознакомиться с кратким теоретическим курсом по процессам горения перейдем непосредственно к порошковым модулям применяемым в установках пожарной автоматики. Их можно разделить на две большие группы
- Модули порошкового пожаротушения
- Модули не порошкового пожаротушения, но называющиеся именно так.
Для подтверждения моих слов откроем таблицу 4.1. на стр. 103, выше указанного «Справочника». В данной таблице приведен нормированный расход огнетушащих веществ для различных групп горючих веществ. Обратите внимание, для порошкового пожаротушения на один квадратный метр защищаемой площади необходимо подать от 1,42 до 1,5 кг. порошка. Данным техническим требованиям соответствуют такие порошковые модули, как «ОПАН-100», «ОП-100» и иные, обеспечивающие нормируемую интенсивность подачи порошка. Например, огнетушитель «ОПАН-100» при массе заряда 80-90 кг. защищает площадь 60 м2. Интенсивность подачи 1,3-1,5 кг/м2
А вот, например, порошковый модуль МПП 2,5 «Буран» при массе заряда 2,5 кг, если верить паспортным данным, защищает площадь 7 м2. Соответственно, интенсивность подачи порошка составляет 0,36 кг/м2. Возникает вопрос, с чего вдруг произошло такое сокращение интенсивности по сравнению с научно обоснованной. Производители отвечают – за счет высокой энергии подачи порошка газом (продуктами взрыва). Согласен, мы знаем этот способ. Он называется «Механический срыв пламени». Следовательно, данный порошковый модуль тушит пожар на 64% за счет механического срыва пламени и только на 36% за счет порошка, причем, если порошковый модуль «ОПАН-100» подает порошок на очаг горения 15-20 секунд, то малообъемные так называемые порошковые модули – доли секунды.
Могут ли они вообще потушить пожар? Несомненно, но только тех веществ, которые не имеют угольной фазы горения. Именно это мы и видим на показательных испытаниях, где жгут большое количество бензина, керосина и иных ЛВЖ и ГЖ. При этом, обилие легкогорючих легковоспламеняющихся материалов за счет интенсивного испарения в начальной стадии горения охлаждают твердые горючие вещества, температура набирается молниеносно и «порошковый» модуль легко срывает пламя прекращая процесс горения. Но ведь в жизни все не так. Пожар начинается где то в «недрах», например, под обшивкой автомобиля или в мусорной корзине под прилавком магазина. Разгорается постепенно, переводя часть горящего вещества в тлеющую фазу. На определенной стадии должна сработать побудительная часть системы (пожарная сигнализация) и, в ряде случаев, включить систему оповещения. Находящиеся в помещении люди должны покинуть защищаемое помещение, а время эвакуации из торгового зала магазина может составлять 5-10 минут. И только потом модуль срабатывает. Время воздействия на очаг пожара составит всего секунд 5. И что? Бросьте на капот горящего автомобиля лопату порошка, вылейте ведро воды. Эффект тушения будет нулевым. Ни о какой локализации и разговора быть не может. Твердые материалы (бумага, картон, часть тканей, деревянные конструкции) к этому времени будут иметь большой процент угольной фазы горения, а ей порошковая присыпка – как слону дробина. Лично я дважды испытывал подобные автоматические «порошковые» огнетушители на твердых сгораемых материалах без добавления ЛВЖ и ГЖ. Эффект оказался предсказуемым, то есть нулевым. Уже через 3-4 минуты после срабатывания модуля, очаг горения восстанавливал свои объемы и, для его ликвидации, приходилось применять воду.
Что же можно тушить такими модулями – согласно наших выкладок, те материалы и вещества, которые не имеют тлеющей фазы и где исключено нахождение источников зажигания длительного действия. Например, емкость с ЛВЖ и ГЖ, дизельную электростанцию, окрасочную камеру. А вот в торговых залах магазинов, складах, гаражах – они не только не способны обеспечить 100% гарантию тушения, но и (в отличие от газовах и газоаэрозольных установок) локализовать очаг горения до прибытия пожарных подразделений.
Рассмотрим вопрос экономической целесообразности применения порошковых модулей малой емкости. Экономическая целесообразность их применения является главным аргументом производителей подобной продукции. Так ли это? Давайте рассмотрим данный вопрос на примере магазина, сравнивая стандартную спринклерную систему водяного пожаротушения и порошково-модульную установку.
Затраты на установку автоматического пожаротушения складываются из следующих составляющих:
1. Затраты на проектирование и монтаж;
2. Затраты на техническое содержание установки;
3. Затраты на восстановление установки после срабатывания (по
факту пожара или ложному срабатыванию);
4. Ущерб от пожара и результатов тушения;
5. Срок жизни установки.
Несомненно, по первому пункту, то есть по единовременным монтажным затратам, порошковые модули смотрятся гораздо привлекательнее, что широко применяется в их рекламе. Согласен, смонтировали, сэкономили, а дальше? А дальше нас ожидают одни неприятности, о чем заинтересованные лица скромно умалчивают.
По второму пункту затраты между спринклерной системой и порошком примерно сравниваются, а вот уже по третьему пункту с порошком начинаются проблемы. Действительно, при срабатывании спринклерной системы мы теряем до 10 спринклерных оросителя стоимостью 120-150 рублей и воду. Заменил оросители, зарядил узлы управления и вперед, работай, торгуй. Порошковое тушение является объемным. Система должна срабатывать сразу на все помещение. Кроме этого, дым, проникая в другие помещения, может вызвать срабатывание установки в тех помещениях где пожара нет, и тоже всех модулей разом. Словом после срабатывания в восстановление системы необходимо вложить 100% ее стоимости. Далее, на время восстановления системы объект теряет автоматическую защиту от пожара и, следовательно, его работа должна быть приостановлена. А это две-три недели. За неприятности, связанные с пожаром на работающем в этот период объекте, для ответственных руководителей может возникнуть уголовная ответственность.
С ущербом от пожара и результатам тушения в рекламных заявлениях тоже не все «чисто». Как мы уже сказали, в случае возникновения пожара от длительных источников загорания, модульные порошковые установки не в состоянии на 100% его ликвидировать или, по крайней мере, локализовать. Следовательно, площадь пожара к моменту прибытия пожарных подразделений будет непредсказуемо большой, а последствия непредсказуемы.
И, наконец, ни кто не упоминает о сроке жизни установки. Для спринклерных систем она определяется десятилетиями, а вот срок годности порошковых модулей – всего 5 лет, или около того. Пока свежеизготовленный модуль пролежал на складе производителя, пока он поступил в торговую сеть и полежал там. Далее, прибавьте время на монтаж и сдачу объекта в эксплуатацию – глядишь, год прошел. Значит через 4 года система порошкового пожаротушения должна быть демонтирована и заменена на новую! На время перемонтажа работа объекта должна быть приостановлена, а это 2-3 недели. Покажите мне объект, где это требование выполнено и просроченные порошковые модули регулярно заменяются на новые. Лично я таких объектов не знаю. А ведь ни производитель, ни монтажник в этом случае не несут ни какой юридической ответственности за результаты их работы по факту пожара.
Более подробный подсчет экономической эффективности читатель должен сделать сам, применительно к конкретному объекту.
Заканчивая свои рассуждения, предвижу, что поборники широкого и безоглядного внедрения порошковых модулей обвинят меня в консерватизме, в непонимании проблемы и т. д. В связи с этим предлагаю им дать конкретные ответы на следующие вопросы:
1. Является ли малообъемный модуль порошкового пожаротушения
именно порошковым модулем, несмотря на то, что почти 70% эффекта тушения
достигается за счет механического срыва пламени.
2. Когда на рекламных роликах будет показан эффект тушения
автомобиля, у которого пожар возник в салоне в результате короткого
замыкания, например музыкального центра, или в складе сгораемых
материалов с применением картона.
3. Кто выдернет вилку электрочайника или компьютера из розетки
перед началом работы модульной установки порошкового пожаротушения. Как,
в противном случае, будет обеспечена локализация повторного очага
загорания на время в 20-30 минут, если порошок садится за считанные
секунды.
4. Почему порошковые модули имеют такой короткий гарантийный срок
эксплуатации, и согласны-ли производители принимать просроченные модули
обратно на предприятие для их перезарядки или переаттестации.
5. Кто будет возмещать ущерб при неэффективной работе порошковой
системы тушения в случае пожара, а так же убытки при простое предприятия
в период замены порошковых модулей.
P. S. Недавно столкнулся с еще одним примером «тотального» применения малообъемных порошковых модулей. Один мой бывший коллега, связист по образованию, служивший в отделе гражданской обороны, по выходу на пенсию заделался крутым «автоматчиком» и начал «красиво» устанавливать порошковые модули в кабельных тоннелях, да еще в автономном режиме. Допустимо ли это?. Конечно же нет! В кабельных сооружениях должен применяться объемный способ тушения. (Нормами допускается объемное пенное пожаротушение, дренчерное водяное или газовое или аэрозольное пожаротушение). Применение же порошковых модулей в автономном режиме можно приравнять к спринклерным установкам. Кроме этого, при пожаре в кабельном сооружении температура за первые 3 минуты пожара может достигнуть 500 С0, что приводит к повреждению изоляции рядом расположенных кабелей. Следовательно, возможны повторные КЗ с возобнавлением пожара. Именно поэтому водяные дренчерные установки в кабельных сооружениях должны работать не менее 10 минут, объем пены составить защиищаемых объема, газ и газоаэрозоль находиться в защищаемом объеме не менее 20 минут. О каком порошке, в этих условиях, вообще может идти реч? Да к тому же модульном-малообъемном, да еще и в режиме локального самосрабатывания.
Автор статьи - гл. инженер ООО «АПЗ 21 Век» А. И. Нуров
