Способы управления газовыми потоками

При тушении пожаров существуют следующие способы управления газовыми потоками:

- аэрация всего здания;

- применение различных огнетушащих средств и веществ;

- принудительная вентиляция.

4.2.1 Аэрация здания

Аэрация здания – это усиление в нём естественного воздухообмена, что достигается благодаря изменению площадей приточных и вытяжных проемов, т. е. открытию или закрытию существующих в здании окон, дверей, проделыванию отверстий в ограждающих конструкциях, установлению перемычек. В сущности, аэрация здания при пожаре есть не что иное, как вентиляция, основанная на физических принципах естественного движения воздушных потоков.

При аэрации здания на пожаре следует иметь ввиду, что площади приточных и вытяжных проемов в помещении должны находиться в определенном соотношении. Установлено, что наилучшим соотношением является такое, при котором площадь вытяжных проемов превышает в 1, 5÷ 2 раза площадь приточных проемов.

Уровень равных давлений всегда располагается ближе к тем проемам, вытяжным или приточным, площадь которых больше. Следовательно, в условиях тушения пожаров можно регулировать высоту уровня равных давлений в помещениях, создавать рабочую зону свободную от дыма.

4.2.2 Применение различных огнетушащих средств и веществ

Способ заключается в применении пожарными подразделениями огнетушащих веществ: распыленной воды, воздушно-механической пены средней или высокой кратности и др.

Для изменения направления движения газообразных масс при пожарах в помещениях можно достигнуть путем применения средств: установки противодымных занавесов (перемычек) в проемах, создания преград на путях распространения дыма из воздушно-механической пены. Пена эффективно применяется и для вытеснения дыма из помещения, но при использовании этого способа необходимо принять меры по беспрепятственному продвижению ее в помещение путем вскрытия отверстий для выпуска дыма.

4.2.3 Принудительная вентиляция

Последний и наиболее эффективный способ удаления продуктов горения из объекта пожара – это процесс принудительной вентиляции с использованием вентиляционных агрегатов(дымососов), устанавливаемых как на нагнетание воздуха, так и на удаление продуктов горения. Использование при тушении пожаров вентиляторов в обязательном порядке должно быть предусмотрено в документации предварительного планирования действий пожарных подразделений по тушению пожаров. В противном случае не исключено скрытое распространение горения из одного помещения в другое по вентиляционным каналам, воздуховодам, пустотным перекрытиям, фальшполам, подвесным потолкам и т.д.

Из этого следует, что с помощью управления газовыми потоками можно удалять продукты горения и тепло из горящего помещения, оказывая тем самым существенное влияние на процесс горения, на его интенсивность и продолжительность.

Используя знания об основах вентиляции и процессах, которые сопровождают пожар, можно эффективно управлять не только процессом горения, но и обеспечивать безопасную эвакуацию людей из здания, а также создавать комфортные условия работы пожарных.

Но учитывая, что не все возможные объекты пожаров могут быть оборудованы стационарными системами противодымной защиты, в среде пожарных родился инструмент управления тушением пожара, названный–ТАКТИЧЕСКАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ, основанный на общих принципах вентиляции и с применением мобильных технических средств.

V. ТАКТИЧЕСКАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

Тактическая вентиляция – это комплекс мероприятий по управлению газообменом на пожаре с использованием специальных технических средств и принципов для снижения вероятности воздействия опасных факторов пожара, гибели и травмирования людей и создания приемлемых условий ликвидации горения или последствий чрезвычайной ситуации.

5.1 Цели тактической вентиляции

- предотвращение объемной вспышки («flashover»);

- снижение вероятности появления «обратной тяги» («backdraft»);

- снижение интенсивности образования продуктов горения и уменьшение их концентрации;

- понижение температуры пожара;

- предотвращение скопления тепла;

- обеспечение безопасности пожарных и спасателей, осуществляющих тушение пожара;

- предотвращение образования и удаление перегретого пара;

- снижение температуры на участках работы;

- улучшение видимости в зоне работы звеньев газодымозащитников по тушению, поиску и спасения людей;

- снижение токсичной концентрации газов и паров, опасной для людей, находящихся в здании;

- предотвращение распространения огня и дыма.

5.2 Теория организации и проведения тактической вентиляции

5.2.1 Физические основы процесса тактической вентиляции

Основной принцип проведения ТВ – это активное воздействие на давление воздушной среды и потоки воздуха в здании или сооружении, где происходит пожар, с целью удаления продуктов горения в нужном направлении и снижения температуры.

По своей сути – это процесс замены отравленной среды свежим воздухом, подаваемым вентиляторами, установленными за пределами здания или помещения.

Движущей силой вентиляции является разница давлений между горящим помещением и окружающим пространством. Воздух, как известно, движется из зоны повышенного давления в зону пониженного. Разница давлений определяет скорость и объём движущегося воздуха, а на величину разности давлений влияют:

- размеры проёмов в помещении;

- погодные условия (скорость ветра, температура окружающей среды, атмосферное давление);

- параметры пожара (динамика);

- геометрические размеры системы вентиляции в аксонометрии

- работающие противодымные системы объекта (при наличии).

Разница давлений от природных условий вокруг здания и внутри него оказывает существенное влияние на распространение огня и дыма внутреннего пожара. В закрытых помещениях при пожаре происходит повышение давления из-за нагрева и расширения продуктов горения.

Разогретая атмосфера имеет меньшую плотность, чем холодная: при нагреве до 250⁰ С плотность воздуха равна половине значения плотности при температуре 25⁰ С. На крупных пожарах с большими площадями горения, когда температура пожара достигает нескольких сот градусов, образовавшееся давление может оказывать значительное влияние на процессы распространения огня и дыма. В отдельных случаях давление в объеме помещений пожара может достигать 20÷ 25 Па.

При «классическом пожаре» в помещении нагретые продукты горения и несгоревшие газы и пары концентрируются в верхней части. В нижней части помещения в основном находится воздух, который холоднее и более обогащён кислородом, чем верхние слои воздуха. В многоэтажных зданиях разогретые продукты пожара, как правило, поднимаются по лестничным клеткам и другим вертикальным коммуникациям в верхние зоны.

Рисунок 12. Распространение продуктов горения при «классическом пожаре»

Термодинамика пожара способствует тому, что продукты горения выходят из здания через существующие или образовавшиеся вытяжные проёмы. При этом, в многоэтажных зданиях горячие газы и продукты горения, поднимаясь вверх и соприкасаясь в движении с холодными поверхностями или в длинных шахтах, охлаждаются и могут не достигнуть верхней точки, что приведет к их остановке с изменением движения вниз.

В этой ситуации применение технических средств (вентиляторов) активно повлияет на соотношение давлений и будет способствовать удалению продуктов горения, т.е. газы продолжат движение из зоны повышенного давления в зону пониженного.

Таким образом, создаваемая (создавшаяся) разница давлений определяет количество, в каком направлении, и с какой скоростью продукты горения распространяются по зданию. Разность давлений образует потоки воздуха, которые могут двигаться с достаточно большой скоростью.

Важным условием для принятия решения на проведение ТВ является определение стадии пожара. Применение ТВ на стадии управления горением пожарной нагрузкой, позволит предотвратить или замедлить переход в стадию полного горения, когда пожар будет управляться поступающим воздухом. При этом осуществление одновременных действий по ТВ и тушению будет способствовать быстрой локализации пожара и его полной ликвидации. Если применить ТВ на стадии управления вентиляцией (развитая стадия), то процесс горения будет намного сложнее контролировать и ликвидировать. Из этого следует, что чем раньше применить вентиляцию в общем процессе тушения, тем меньше ущерб имуществу, тем лучше условия тушения и существенно ниже потребность в привлекаемых силах.