Мировая статистика показывает, что ежегодно в результате пожаров погибают десятки тысяч людей, в том числе пожарные и спасатели, участвующие в тушении пожара. Основными опасностями, с которыми приходится сталкиваться при тушении пожаров является образование объемных вспышек, возгорание горючих газов, возникновение эффекта «обратной тяги», взрывы, обрушение строительных конструкций, воздействие высокой температуры, плотного задымления, и поражение электрическим током [1,2].

Отдельно хотелось бы выделить пожары, происходящие в замкнутых объемах. Одной из причин образования опасных условий на пожарах в замкнутых объемах является применение в отделке помещений современных зданий и сооружений огромного количества различных полимерных материалов. Как правило, многие полимерные материалы имеют более высокую теплоту сгорания и при достаточной вентиляции - более высокий уровень выделения тепла по сравнению с традиционными материалами, применяемыми ранее, такими как дерево, хлопок и др.

Благодаря применению энергоэффективных технологий современные здания сохраняют большее количество тепловой энергии, ускоряя тем самым процесс роста температуры в горящем помещении (огневом отсеке). Поэтому уже через непродолжительное время огонь может охватить весь объем помещения, в котором он возник. С другой стороны, ввиду использования герметичных пластиковых окон и современных дверей, сохраняется вероятность того, что пожар, перейдя в режим контролируемый вентиляцией, начнет затухать, т.к. не будет получать достаточного количества кислорода. Как следствие, прибывающие по вызову пожарные подразделения, при попытке проникновения к местам горения, часто сталкиваются с различными негативными явлениями, сопутствующими пожару [3] (рисунок 1).

Рисунок 1 – Возникновение эффекта обратной тяги [1]

При тушении пожаров ручными водяными стволами помещений представляющих замкнутый объем, пожарным приходится проникать внутрь горящего помещения. Вскрытие горящего помещения способствует доступу кислорода воздуха к очагу пожара, в результате чего в короткий промежуток времени горение возобновляется, температура в помещении возрастает и может произайти одновременное воспламенение всех газов пиролиза, находящихся в помещении (объемная вспышка).

С целью минимизации воздействия на личный состав опасных факторов необходим комплексный подход, выражающейся как в обучении личного состава порядку действий при тушении таких видов пожаров, так и в разработке новых способов и средств, позволяющих повысить защищенность личного состава.

Одной из таких разработок является способ, заключающийся в снижении среднеобъемной температуры в горящем помещении за счет подачи в горящее помещение (огневой отсек) тонкораспыленной воды (водяного тумана), обладающего хорошими огнетушащими свойствами. Средний диаметр формируемых установкой капель составляет 170 мкм, попадая в зону с высокой температурой, они интенсивно испаряются, отводя большое количество теплоты от зоны горения, при этом также происходит разбавление пожарных газов образующимся паром и их охлаждение. Для предотвращения образования объемных вспышек и обеспечения безопасности личного состава, подача тонкораспыленной воды в горящее помещение осуществляется через ограждающие строительные конструкции за счет их разрушения потоком воды с абразивом, подаваемой под высоким давлением (рисунок 2) [4].

• Рисунок 2 – Работа установки при подаче ОТВ через ограждающие конструкции в горящее помещение

В виду того, что прорезаемое отверстие имеет размеры 2,3 мм, исключается приток кислорода в зону горения. Пожаротушение с применением гидроабразивной резки является относительно новым инструментом в борьбе с пожарами, и не может полностью заменить традиционное пожаротушение. Однако применение «водяного тумана» в отдельных ситуациях является единственным способом тушения, который способствует значительному снижению рисков для участников тушения пожара и повышению эффективности тушения пожара.

В виду того, что резка конструкций происходит за счет смеси воды и абразивных частиц, то не вызывает искрообразования. Это условие позволяет применять установки пожаротушения в условиях образования взрывоопасных концентраций веществ, склонных к взрыву или возгоранию от малого источника горения.

Способ пожаротушения с гидроабразивной резкой реализован в установках пожаротушения, которыми оснащаются пожарные автомобили, передвижные контейнеры с пожарно-спасательным оборудованием. Установки пожаротушения могут размещаться и стационарно, например, на кораблях, для тушения трюмов и помещений, представляющих замкнутый объем.

Установки пожаротушения, устанавливаемые на пожарные автомобили, могут быть как основным средством тушения, так и дополнительным.

Пожарные автомобили легкого класса в виду своей маневренности могут оснащаться исключительно установками пожаротушения с гидроабразивной резкой, являющейся основным средством пожаротушения (рисунок 3).

• Рисунок 3 – Автомобиль быстрого реагирования
• с установкой гидроабразивной резки «Кобра»

Однако потребность в данных автомобилях сказывается и на объектах, подъезды к которым затруднены отсутствием дорог или объекты находятся в труднопроходимой местности. Для решения задач в области пожаротушения в данных условиях, были разработаны автомобили, выполненные на полноприводном шасси (рисунок 4).

• Рисунок 4 – Мобильный комплекс «Гюрза» на шасси Silant
• Инновационным решением, как с тактической, так и с экономической точки зрения стало интегрирование установок пожаротушения в конструкцию пожарной автоцистерны, что позволило, исходя из обстановки складывающейся на пожаре, выбирать какую систему задействовать в тушении (рисунок 5).

• Рисунок 5 - АЦ-3,2-40/4 (43253) с установкой пожаротушения «Кобра»

В виду того, что установки пожаротушения могут осуществлять как локально-объемное тушение пожаров, так и поверхностное, они широко применимы на многих особо-важных и социально-значимых объектах.

Одним из условий эффективного применения автомобилей оборудованных установками пожаротушения с гидроабразивной резкой на объектах, на которых располагается большое количество электрооборудования под напряжением, является возможность его тушения. Возможность тушения пожаров под напряжением заключается в определении безопасных условий работы для участников тушения пожара, основным критерием которых являются возникающие токи утечки [5].

В связи с этим, для определения возможности применения при тушении пожаров электрооборудования установок пожаротушения с гидроабразивной резкой были проведены экспериментальные исследования, в результате которых удалось разработать формулы, описывающие зависимость возникающего тока утечки от расстояния и напряжения на электрооборудовании:

– для воды:

  (1)

– для смеси воды и абразива:

  (2)

Рисунок 6 – Расчетные значения тока утечки для воды и смеси воды и абразива при напряжении 30кВ (в)

1 – Зависимость тока утечки для воды; 2 – Зависимость тока утечки для смеси воды и абразива; 3 – Значение тока утечки, ощутимое для человека

Исходя из полученных значений было установлено, что безопасной дистанцией, на которой допускается применение установок пожаротушения с гидроабразивной резкой является расстояние не менее 1 метра, при котором возникающий ток утечки не превышал ощутимое значение в 0,5мА. Исходя же из тактических условий, было установлено, что допускается тушение пожаров электрооборудования под напряжением установками пожаротушения с дистанции не менее 3 метров.

Общая же тактика применения автомобилей с гидроабразивной резкой подразумевает выполнение мероприятий по тушению пожаров совместно с тепловизионной разведкой и тактической вентиляцией.

По прибытию на пожар идет определение обстановки по внешним признакам, а также при помощи тепловизора, за счет чего происходит определение наиболее прогретых участков конструкций, либо, если есть возможность, определяется расположение очага (рисунок 7).

• Рисунок 7 - Сканирование помещение тепловизором через оконные проемы
• Если принято решение применять установку с гидроабразивной резкой, то при помощи тепловизора определяются наиболее рациональные места подачи огнетушащих веществ и осуществляется резка конструкций и пожаротушение (рисунок 8).
• Чтобы добиться наибольшей эффективности тушения, следует выбирать места подачи огнетушащих веществ, где с большой долей вероятности будут отсутствовать препятствия на пути огнетушащей струи. Чаще всего это могут быть оконные или дверные проемы.

• Рисунок 8 – Работа ствола установки при подаче огнетушащих веществ через строительные конструкции

Основным идентификатором смены обстановки внутри горящего помещения является пар, сменяющий дым и выходящий через щелевые отверстия помещения. При этом необходимо постоянно контролировать обстановку в помещении при помощи тепловизора.

После того, как все условия свидетельствуют о том, что обстановка внутри помещения безопасна для участников тушения пожара, происходит вскрытие горящего помещения, дотушивание оставшихся очагов и проливка конструкций. При этом устанавливается вентилятор, организующий подпор воздуха, что способствует удалению оставшегося дыма и пара, повешению видимости и снижению температуры. Методы тактического вентилирования могут применимы и на стадии тушения и при проведении спасения и эвакуации людей [6].

Применение автомобилей оборудованных установками пожаротушения с гидроабразивной резкой является хорошим подспорьем в борьбе с пожарами, позволяющим минимизировать воздействия опасных факторов пожара на личный состав, участвующий в тушении пожаров.

Возможности данной техники позволяют проводить не только эффективное пожаротушение, но и осуществлять проведение аварийно-спасательных работ за счет безыскровой резки потоком смеси воды и абразива.

Проведенные исследования позволили определить возможности применения рассматриваемых автомобилей при тушении пожаров электрооборудования под напряжением. Дальнейшим этапом исследований является определение возможности тушения пожаров на высоте, где требуется проведение экспериментальных исследований по потерям давления. Особенностью является то, что транспортируется не только вода, но еще и смесь воды и абразивных частиц.

Литература

1. P. Grimwood, K. Desmet, Interior Firefighting, CFBT, 2003;

2. Бобков, С.А. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: учеб.пособие / С. А. Бобков, А. В. Бабурин, П. В. Комраков. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. – 210 с.;

3. Методические рекомендации по тактике применения автомобилей, оборудованных установками пожаротушения с возможностями гидроабразивной резки / М.В. Алешков, И.А. Гусев и др. – М.: ГУ МЧС России по г. Москве, 2017. – 133 с.

4. Gsell, J.,Assessment of fire suppression capabilities of water mist - Fighting Compartment Fires with the Cutting Extinguisher, University of Ullster, 2010, 138 p.;

5. Алешков, М.В., Колбасин, А.А. Особенности развития и тушения пожаров, возникающих по причине нарушения правил устройства и эксплуатации электрооборудования [Текст] / М.В. Алешков, А.А. Колбасин // журнал пожары и чрезвычайные ситуации. – 2010. №3. – С. 54-57.

6. Методические рекомендации руководителю тушения пожара по организации и проведению тактической вентиляции зданий и сооружений при тушении пожаров и ликвидации последствий ЧС на территории города Москвы. – М.: ГУ МЧС России по г. Москве, 2014, 79 с.;