Магистерская работа по пожарной безопасности на тему Техника и технология тушения пожаров в условиях Крайнего Севера и низких температур

С развитием промышленности возникают новые способы и методы защиты от пожаров.
Одним из способов является применение газонаполненной пены.
Газонаполненная пена – огнетушащее вещество, получаемое в установке пожаротушения, путем принудительного вспенивания сжатым воздухом раствора, состоящего из воды и небольшого количества пенообразователя. Все ингредиенты дозируются в строго определенных пропорциях. Основные особенности данного огнетушащего вещества:
• с помощью данного огнетушащего вещества сбивают пламя и снижают температуру, тем самым сокращают время тушения пожара в 5-7 раз;
• снижается расход воды в 5-15 раз за счет сокращения времени работы ствола;
• образованный слой покрытия имеет большую плотность, что обусловлено малым содержанием воды;
• вспенивание образуется за счет воздействия на раствор пенообразователя воздуха или инертного газа под давлением.
Каждый пузырь компрессионной пены имеет высокую связь с соседними пузырьками, образуя в совокупности тонкое плотное пенное покрытие, обладающее недоступным воде свойством обволакивания горящей поверхности. Изолируя горючий материал от поступления кислорода, газонаполненная пена прекращает горение.
Часть пены, разрушенная при непосредственном контакте с огнем – переходит сначала в пар, а затем в воду, которая благодаря наличию в составе смачивающих добавок – проникает в поры и трещины горящей поверхности, тем самым смачивая ее.
Учеными Академии ГПС МЧС России проведены исследования о работоспособности и отказов насосно-рукавных систем на объектах энергетики в условиях низки температур. В качестве огнетушащего вещества во всех предыдущих исследованиях использовалась вода. Но в настоящее время никто не проводил экспериментов с газонаполненной пеной при отрицательных температурах окружающей среды.

1.2. Факторы, которые влияют на низкую эффективность пожаротушения

Специализированные службы оценивают оперативную обстановку в различные периоды года и проводят специальные исследования по описаниям крупных пожаров. Было установлено следующее :
• на территории Российской Федерации зимой и при низких температурах наблюдается от 35 % до 40 % всех пожаров. Также 40 % составляет ущерб и гибель людей;
• средняя продолжительность тушения крупного пожара зависит от температуры окружающего нас воздуха. Чем ниже t воздуха, тем больше средняя продолжительность тушения. 4,5 часа при минус 30 °С, а при минус 50 °С – 7 часов .
Из этого следует, что в зимний период и при температуре ниже 10 градусов складывается наиболее сложная оперативная обстановка с пожарами. Это в свою очередь приводит к различным проблемам.
При тушении пожаров в условиях низких температур возникает ряд проблем осложняющих работу насосно-рукавных систем, пожарной техники, противопожарного водоснабжения, подачу огнетушащих веществ и снижающих тактические возможности подразделений.
Низкие температуры осложняют условия работы личного состава пожарно-спасательных подразделений и техники, используемой при тушении пожаров ввиду повышенной интенсивной эксплуатации и сопутствующего значительного снижения тактико-технических характеристик. Бесперебойная подача воды к месту пожара затрудняется со снижением температуры в водопроводе и открытых водоемах, и возникновением опасности промерзания воды в рукавных линиях.
На продолжительность времени ликвидации пожаров в условиях низких температур могут влиять отсутствие специальной техники и пожарно-технического оборудования для работы на морозе, неприспособленность личного состава к работе в сложных климатических условиях.
Таким образом, развитие пожаров до крупных размеров во многом будет зависеть от оснащенности подразделений пожарной техникой, подготовленности личности состава и эффективности его действий в условиях низких температур.
Тушение пожаров это очень опасное и нелегкое дело. Однако когда процесс тушения приходится на зимние месяцы или на низкие температуры, то пожарным и специальной технике становится намного тяжелее справляться с этими трудностями.
Человеческие и технические ресурсы расходуются немного быстрее, чем в благоприятных условиях.
По данным «причины пожаров на Крайнем Севере отличаются от причин пожаров в среднем по стране. Характерной причиной пожаров в условиях крайне низких температур может служить разрушение оборудования на производственных объектах вследствие температурных деформаций.
Основными проблемами являются особенности условий сурового климата и территориальной разобщенности объектов. В условиях Севера, чтобы обеспечить необходимый уровень пожарной безопасности, требуются значительно большие затраты, чем на европейской территории страны».
Ниже мы предложили таблицу с особенностями развертывания сил и средств в условиях низких температур, табл. 1.
Таблица 1 Особенности развертывания сил и средств в условиях низких температур
№ Особенности Действия
1 Хранение пожарно-технического вооружения - во время сильных морозов рукавные линии
- другое вооружение следует располагать в теплом месте
2 Предотвращение обледенения при тушении пожаров - прокладывается резервная рукавная линия - разветвления устанавливают внутри зданий
- не допускают выключения насосов
- запас горячей воды для отогревания трубопроводов в насосных отсеках
- воду подогревают насосом
- на открытых водоисточниках забирать воду с больших глубин
- введение в воду морозоустойчивых (-40 °С, -50 °С) пенообразователей
- создание определенных гидравлических параметров регуляцией длины рукавных линий и расходов
- применение пожарных стволов с большим расходом
3 Сложности бесперебойной подачи воды - замерзание пожарных водоемов, озер
- замерзание, снежная насыпь пожарных гидрантов (при некачественном и несвоевременном обслуживании)
- при низком давлении в рукавной линии по мере движения воды температура ее понижается, особенно в начальный период
- работы насоса
4 Контроль над личным составом - организация медицинского наблюдения за личным составом резерв личного состава
- подготовка места для обогрева участников тушения и спасаемых резерв защитной одежды для личного состава
- соблюдение правил охраны труда и техники безопасности при выполнении поставленных задач
5 Действия при сборе ПТВ - при уборке пожарных рукавов подачу воды не прекращать, а указанные работы проводить со стороны ствола, уменьшив напор
- замерзшую соединительную головку пожарных рукавов, рукава в местах перегибов, и соединений отогревать горячей водой, паром

Также для защиты от переохлаждения личного состава при ведении боевых действий в условиях отрицательных температур используется боевая одежда пожарного БОП-1-С-50 для северных регионов. Она препятствует проникновению воды, защищает от сильного ветра и низких температур – до минус 65 °С, и может использоваться в климатических районах России с умеренно-холодным, холодным и очень холодным климатом.
Теперь, на основании сведений о поведении материалов, механизмов и человеческого организма, предлагается детализировать предписания Федеральной противопожарной службы, в Главе 5 Раз дела I «Методических рекомендаций по действиям подразделений Федеральной противопожарной службы при тушении пожаров и проведении аварийно-спасательных работ». Необходимо разделить ст. 57 на две части, первая будет отвечать за температуры –10– 30° С, вторая их дополнять, прописывая условия ниже 30° С. Сюда можно включить применение специальных холодоустойчивых машин, в плоть до названий моделей, поскольку обновляются они не часто, применение материалов повышенной эластичности, методы модернизирования обычных пожарных машин (например теплосохраняющие накладки над двигателем, утолщенные стёкла, подогрев двигателя для быстрого запуска и т.д.), классы холодоустойчивой одежды, специальные присадки в воду для противодействия замерзанию и т.д. Так, ГПС каждого субъекта используют для описанных случаев свой личный накопленных опыт, который имеет смысл систематизировать и задокументировать в виде рекомендаций или обязательных предписаний. Например, опыт ГПС Архангельской области (как холодного региона) систематизирован и описан Игнатьевым А. Л. в статье «Особенности организации тушения пожаров в условиях низких температур», здесь описаны как технические, так и организационные мероприятия .
Общеизвестными способами тушения пожаров являются засыпание огня песком или залитие его водой. Однако, не во всех случаях эти способы могут быть эффективными. Достоинством воды является доступность, подвижность, легкость транспортировки, неядовитость. Недостатком в условиях низких температур, конечно, является высокая температура замерзания. В случае тушения горящих электроприборов, которые находятся под напряжением, исключено тушение водой, так как она обладает электропроводимостью. По такому же принципу, запрещено и тушение любых горящих веществ способных войти в бурную реакцию с водой, поскольку вода, в данном случае, способствует усилению горения, и, соответственно, увеличивает площадь горения. Также благодаря своему химическому составу вода не будет эффективна при тушении, как горящих углеродов, так и жидкостей, с плотностью меньше единицы, которые не смешиваются с водой. Тушение пожаров водой в период минусовой температуры реализуется с помощью насыщения ее многоатомными спиртами, щелочными солями, щелочноземельными металлами, которые значительно понижают ее температуру замерзания.
Тушение огня песком будет наиболее эффективно на ранних стадиях возгорания. Песок по своему составу не является воспламеняющимся материалом, в связи с этим при использовании его в качестве средства тушения отсутствует вероятность увеличения площади горения. При засыпании огня песком, благодаря своей массе, он перекрывает доступ кислорода к огню, а также обладая гигроскопичностью, он впитывает легковоспламеняющиеся жидкости, не позволяя им воспламениться. Тушение огня песком это один из самых дешевых и эффективных методов.
Также широко используемым средством пожаротушения является пена. Она позволяет сократить время тушения и уменьшить материальные потери от пожара. Преимуществами являются незначительный расход воды, способствует быстрому затуханию открытого огня, так как растекается по горящей поверхности, предотвращение распространения огня при разливах нефтепродуктов.
Огнетушитель – это один из важных и наиболее встречающихся видов первичных средств пожаротушения. Они крайне ценны во всех жизненных аспектах: при загорании автомобиля, на водном и воздушном транспорте, в зданиях и в отдельных помещениях. Сейчас выпускается огромное количество огнетушителей с различными характеристиками. Они легки в использовании, доступны и эффективны.
Проблематика тушения пожаров стоит в трёх плоскостях, первая – это необходимость совершенствования материалов и механизмов, вторая – это необходимость разработки специальных предписаний для тушения пожаров в условиях низких температур, например градации низких температур и действия при этом; третья – ликвидация недостатка в пожарных автомобилях и прочих устройствах и материалах повышенной холодоустойчивости.
Работы по тушению пожаров в условиях низких температур осложняются возможными перебоями и отказом в работе пожарной техники и ПТВ. Влияние низких температур приводит к уменьшению напора и расхода воды на стволах, что необходимо учитывать при обеспечении бесперебойной подачи воды.
Бесперебойная подача огнетушащих средств является основной задачей обеспечения успешного тушения пожаров в условиях низких температур.
Зимой особенно трудно обеспечить бесперебойную подачу воды к месту работы, где температура воды в водопроводе снижается до 0,5–1,0 °С, а в открытых водоемах, реках и озерах – до 0 °С. Замерзает вода в напорной рукавной линии, так как отдает теплоту в окружающее пространство. Температура стенок рукавов близка к температуре окружающего воздуха и поступающая в них вода быстро охлаждается, превращаясь иногда в ледяную пастообразную массу («шугу»), которая закупоривает линию и ствол .
Образование льда приводит к увеличению сопротивления потоку воды и к
уменьшению напора на выходе из стволов. Вследствие этого подаваемого количества воды становится недостаточно для локализации и тушения пожара.
С понижением температуры окружающего воздуха также значительно сокращается время работы рукавных линий до замерзания (прекращения эффективной подачи воды), достигая значений 20-30 мин. при температурах воздуха от -40 до -50 °С.
В этих условиях действия личного состава должны быть направлены на сокращение времени боевого развертывания пожарно-спасательных подразделений. Для этих целей разработаны и используются необходимые общепринятые мероприятия в зависимости от тактических возможностей пожарно-спасательных подразделений. Так, например, при запуске пожарного насоса необходимо вначале открывать задвижку напорного патрубка, к которому не присоединена рукавная линия. Подача воды на излив, позволяет водителю пожарного автомобиля убедиться в устойчивой работе пожарного насоса .
Через 15-20 секунд необходимо увеличить число оборотов вала насоса, и плавно открывая задвижку патрубка с присоединенной напорной рукавной линией, одновременно закрывать задвижку напорного патрубка без рукавной линии (такой порядок запуска насоса исключает возможность замерзания воды в напорной рукавной линии в случае обрыва водяного столба).
Такие специальные мероприятия для повышения эффективной работы пожарной техники и пожарного оборудования довольно распространены, и они не раз проверены на практике.
Пожарно-спасательные гарнизоны на основе многолетнего опыта разработали целую систему организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение готовности подразделения при тушении пожаров в условиях низких температур.
В гарнизонах издается приказ о подготовке техники и вооружения к эксплуатации в зимний период. В соответствии с этим руководящим документом каждый пожарный автомобиль, состоящий в боевом расчете, снабжается так называемым зимним комплектом . В него входят: паяльная лампа, комплект факелов, емкость с ЛВЖ для розжига факелов, зимняя снеговая лопата, устройство для отогревания пожарных гидрантов. Их наличие, а также исправность ежедневно контролируются в подразделении. Помимо технических мероприятий есть и организационные мероприятия, которые улучшают и обеспечивают непрерывность введения боевых действий.Технические и организационные мероприятия значительно облегчают работу пожарно-спасательных подразделений при реагировании на различные пожары в условиях низких температур.
Наука и техника не стоит на месте, все чаще исследуются и разрабатываются более современные и новые средства и методы борьбы с пожарами в условиях низких температур.
В настоящее время ведется поиск технических решений по созданию средств предотвращения замерзания воды в рукавных линиях.
Для повышения эффективности работы технических средств целесообразно внедрять комплексное применение методов, например: