CC BY
47
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ТУШЕНИИ
ПОЖАРОВ ПЕНОЙ
1 2 Пащенко М.Е. , Григорьев А.Н.
1Пащенко Максим Евгеньевич - слушатель, факультет техносферной безопасности;
2Григорьев Алексей Николаевич - кандидат технических наук, доцент, начальник кафедры, кафедра пожарной тактики и службы, Учебно-научный комплекс пожаротушения Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия государственной противопожарной службы Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий,
г. Москва
Аннотация: в статье затрагиваются вопросы повышения тактического потенциала пожарных подразделений, а также совершенствование тактических возможностей средств тушения пожара.
Ключевые слова: пожарный риск, пожар, нефтеперерабатывающее предприятие, экономические потери, человеческие потери.
Введение
В настоящее время ликвидация последствий пожаров, аварий и катастроф во многих случаях представляет опасность для участников этого процесса и связана с огромными затратами сил и материальных средств, опасной экологической обстановкой на месте проведения работ.
Актуальность
Проблема ликвидации последствий производственных аварий и катастроф приобретают все большее значение в связи с урбанизацией городов, концентрации производства в них, увеличением ее стоимости на единицу площади, наличием пожаровзрывоопасной нагрузки на больших площадях, как на открытых площадках, так и в помещениях.
Ликвидация последствий пожаров, аварий и катастроф во многих случаях представляет опасность для участников этого процесса и связана с огромными затратами сил и материальных средств, опасной экологической обстановкой на месте проведения работ.
Цель
Целью проведения исследования является обоснование тактических возможностей средств тушения пожара и защиты человека.
Задачи
Исходя из поставленной цели, были выдвинуты следующие научные задачи:
- Анализ нормативно-распорядительных документов и научно-методической литературы вопросам подачи раствора пенообразователя на тушение пожара;
- Аналитическое обоснование применяемых пенообразователей;
- Экспериментальное исследование воздействия температуры пламени на человека при тушении пожара пеной;
- Совершенствование тактики тушения пожаров на основе реализации тактических возможностей средств тушения пожара по подаче пены различной кратности.
Материалы
В данной работе, в качестве материала, использованы Федеральные законы, своды правил строительства, научные статьи и монографии российских ученых.
Методы
При написании статьи использовались основные общенаучные методы: сравнение, описание, обобщение и другие.
Научная новизна
Научная новизна данной статьи заключается в получении значений теплового воздействия открытого источника горения на человека с учетом расстояния от очага в единицу времени.
Основная часть
Современные открытые технологические установки по переработке углеводородных газов, нефтей и нефтепродуктов характеризуются большой производительностью и площадью застройки. Высокая плотность застройки и поэтажное размещение оборудования увеличивают удельные нагрузки горючих веществ, повышают пожарную опасность, усложняют процесс тушения пожара передвижной пожарной техникой. Это требует разработки комплексной защиты оборудования как стационарными, так и передвижными средствами.
Анализ пожаров на открытых технологических установках за последние 20 лет показал, что боевые действия пожарных подразделений при тушении были направлены на обеспечение тепловой защиты оборудования, локализацию и ликвидацию горения, обеспечение условий для успешной ликвидации аварии. В качестве средств тушения пожаров применялись воздушно-механическая пена (66%), водяные струи (23%), водяной пар (10%).
Пожары на открытых технологических установках характеризуются большой скоростью распространения горения, высоким теплоизлучением пламени, возможностью возникновения взрывов, выбросов и растекания продукта на большие площади. При авариях в аппаратах, работающих под давлением, горючие жидкости и газы вытекают в виде струй. При этом сжиженные углеводороды сгорают в факеле пламени полностью, а жидкие нефтепродукты сгорают частично и образуют разливы.
Высокие температуры оказывают отрицательное воздействие на здоровье человека. Работа в условиях высокой температуры сопровождается интенсивным потооделением, что приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водорастворимых витаминов, вызывает серьезные и стойкие изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличивает частоту дыхания, а также оказывает влияние на функционирование других органов и систем - ослабляется внимание, ухудшается координация движений, замедляются реакции и т.д.
Длительное воздействие высокой температуры, особенно в сочетании с повышенной влажностью, может привести к значительному накоплению тепла в организме (гипертермии).
Гипертермия - состояние, возникающее под влиянием высокой температуры окружающей среды; характеризуется нарушением регуляции теплового баланса и проявляющееся повышение температуры тела выше нормы. Повышение температуры тела при перегревании организма (П.о.) отличается от повышения температуры тела при лихорадке тем, что в последнем случае оно развивается независимо от колебаний температуры и окружающей среды, и степень этого повышения регулируется организмом.
Действие теплового излучения на организм имеет ряд особенностей, одной из которых является способность инфракрасных лучей различной длины проникать на различную глубину и поглощаться соответствующими тканями, оказывая тепловое действие, что приводит к повышению температуры кожи, увеличению частоты пульса, изменению обмена веществ и артериального давления, заболеванию глаз.
Под температурой внутреннего пожара понимают среднеобъемную температуру газовой среды в помещении, а под температурой открытого пожара - температуру пламени. Температура внутренних пожаров, как правило, ниже, чем открытых [46].
Выделяющееся при горении тепло является основной причиной развития пожара и возникновения многих сопровождающих его явлений. Это тепло вызывает, нагрев окружающих зону горения горючих и негорючих материалов. При этом горючие материалы подготавливаются к горению и затем воспламеняются, а негорючие разлагаются, плавятся, строительные конструкции деформируются и теряют прочность. Тепловыделение на пожаре сопровождается также движением газовых потоков и задымлением определенного объема пространства около зоны горения. Возникновение и скорость протекания тепловых процессов зависит от интенсивности тепловыделения в зоне горения, т.е. от теплоты пожара. Количественной характеристикой изменения тепловыделения на пожаре в зависимости от различных условий горения служит температурный режим. Под температурным режимом пожара понимают изменение температуры во времени.
Определение температуры пожара как экспериментально, так и расчетом чрезвычайно сложно. Для инженерных расчетов, при решении ряда практических задач температуру пожара определяют из уравнения теплового баланса
Для открытых пожаров установлено, что доля тепла, передаваемого из зоны горения излучением и конвекцией, составляет 40-50% от Qп. Оставшаяся доля тепла (60-70% от Qп.) идет на нагрев продуктов горения. Таким образом, 60-70% от теоретической температуры горения данного горючего материала дадут приближенное значение температуры пламени. Температура открытых пожаров зависит от теплотворной способности горючих материалов, скорости их выгорания и метеорологических условий. В среднем максимальная температура открытого пожара для горючих газов составляет 1200-1350°С, для жидкостей 1100-1300°С и для твердых горючих материалов органического происхождения 1100-1250°С.
Расчетный метод тепловых потоков при проливе ЛВЖ и ГЖ используют при прогнозировании противопожарных расстояний, опасных зон для пожарных и людей без средств защиты. На рассматриваемых пожарах целесообразно использовать экспериментальные данные, полученные в полигонных условиях [2].
Безопасные расстояния боевых расчетов до фронта пламени определяются предельно допустимыми параметрами боевой одежды, теплоотражательных и теплозащитных костюмов по отношению к тепловому излучению и температуры окружающей среды и предельно допустимому времени их экспозиции приведенных в (табл. 1, 2).
Таблица 1. Требования, предъявляемые к теплофизическим показателям материалов и тканей
БОП
Наименование показателя Значение показателя
1 уровень защиты
1 .Устойчивость к воздействию теплового потока:
5,0 кВт/м2, с, не менее 240
40,0 кВт/м2, с, не менее 5
2. Устойчивость к воздействию открытого пламени, с, не менее 15
3. Теплопроводность при температуре 50... 150 "С, Вт/м. "С, не более 0,06
4. Устойчивость к воздействию температуры окружающей среды:
до 300 °С, с, не менее 300
до 200 °С, с, не менее -
Тип исполнения СЗО ПТВ Условия эксплуатации
Температура, °С Время воздействия, с, не менее Тепловой поток, кВт,м2 Время воздействия, с, не менее Допустимое время воздействия открытого пламени, с, не более
Тяжелый 200 960 18,0 960 30
800 20 25,0 240
40,0 120
Полутяжелый 200 600 10,0 900 20
18,0 600
Легкий 200 480 10,0 480 15
Значения плотностей потока теплового излучения определяются ручными актинометрами типа ЛИОТ-Н или радиационно-оптическими пирометрами (РОП) Оценка тепловых потоков, при невозможности их инструментального определения, осуществляется предварительно по эмпирической зависимости тепловых потоков.
Расчет величины теплового воздействия производится с учетом данных визуальной оценки геометрических параметров.
Предельно допустимой зоной воздействия теплового излучения на личный состав боевых и пожарно-спасательных расчетов устанавливается зона с граничной величиной теплового потока, равного 5 кВт-м2 для боевой одежды пожарного (БОП) и 10-25 кВт-м2 для СЗО ПТВ, соответственно, легкого и полутяжелого типов.
Значение граничной величины теплового потока зоны предельно допустимого воздействия обусловлено требованиями к спецодежде для защиты от воздействия повышенных температур.
Допускается уменьшение расстояния между боевыми позициями ствольщиков и фронтом пламени, но при безусловном выполнении требований их пребывания в пределах предельно допустимой зоны.
По тепловому воздействию открытого пожара на человека при тушении пожара пеной был проведен эксперимент. Данный эксперимент проводим путем воздействия открытого огня на манекен в течение 1 минуты. В ходе проведения экспериментов манекен был защищен боевой одеждой пожарного первого уровня защиты (БОП-1), комплектом теплоотражательной одежды для пожарных ТОК-200, комплектом теплозащитной одежды пожарного ТК-800.
Из данных экспериментов мы видим, что с увеличением расстояния от очага пожара температура на поверхности средств индивидуальной защиты и на поверхности манекена снижается.
Однако при увеличении расстояния применение ручных пожарных стволов для тушения пожара пеной средней кратности будет не эффективным, так как дальность подачи пенной струи, ГПС-200, ГПС-600, стоящих на вооружении подразделений пожарной охраны, согласно тактико-технической характеристике, составляет 6-10 м.
По результатам данного эксперимента можно рекомендовать, при тушении пожара, подачу пены низкой кратности при помощи лафетных стволов (гидромониторов) и установок комбинированного тушения пожара (УКТП «Пурга 10.20.30») с дальнего расстояния.
Реальность использования навесных пенных компактных струй возникла после освоения производства пенообразователей на фторированной основе, которые формируют пены, не смешивающиеся с углеводородами, и образуют водные пленки, самопроизвольно растекающиеся по поверхности нефти.
Для реализации этой идеи необходимо приобретение и постановка в боевой расчет оборудования, способного сформировать и подать на большие расстояния компактную струю низкократной пены.
Преимущества тушения пожаров при помощи гидромониторов пеной низкой кратности на основе фторсинтетических пенообразователей в следующем:
- применение мониторов для тушения пожара позволяет обеспечить безопасность личного состава, занятого в ликвидации пожара, в связи с тем, что вода и пена подается на горящую поверхность с большого расстояния, интенсивность подачи раствора пенообразователя согласно «Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках.» - 2000 г. ниже, чем при использовании пенообразователей общего назначения, и используемые гидромониторы имеют больший расход, что уменьшает количество стволов, поданных на тушение, а соответственно и количество личного состава, задействованного на тушении пожара.
Список литературы
1. Шароварников А.Ф., Молчанов В.П., Воевода С.С., Шароварников С.А. Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов. М.: ООО Издательский дом «Калан», 2002. 56 с
2. Рекомендации по работе личного состава подразделений ГПС МЧС России при тушении пожара разлитого нефтепродукта из автоцистерн. М: Академия ГПС МЧС России, 2003. 13 с.
3. Методические рекомендации по проведению разборов пожаров. Письмо МЧС России от 05.12.2006 г. № 43-4056-18.
4. Методические рекомендации по изучению пожаров. Письмо МЧС России № 2-487-2-18 от 27.02.2013.
5. Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках. М.: ВНИИПО, 2000.
6. Абросимов Ю.Г, Жучков В.В., Пименов А.А, Карасев Ю.Л., Фоменко В.Д. Противопожарное водоснабжение [Текст]. М.: АГПС МЧС России, 2008. 311 с.
7. Беляев А.В. Эффективность боевых действий по вскрытию конструкций при тушении пожара. // Пожарная техника и пожаротушение на объектах народного хозяйства. Сб. науч. трудов. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1986. С. 28-36.
8. Каминский А., Михайловский Е. Оценка оперативности управления подразделениями при тушении пожаров. // Обнаружение, тактика и техника тушения пожаров. Сб. науч. трудов. М.: ВИПТШ МвД СССР, 1983. С. 165-168.
9. Денисов А.Н., Журавлёв Н.М., Шевцов М.В., Захаревский В.Б. Глубина тушения пожара как основание для расчета сил и средств пожарных подразделений. [Электронный ресурс] // Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности" .http://ipb.mos.ru/ttb. Выпуск № 5 (39) - октябрь 2011 г. (дата обращения: 21.10.2019).
10.Абросимов Ю.Г., Иванов А.И., Качалов А.А., Кирюханцев Е.Е., Мышак Ю.А., Пименов А.А. Гидравлика и противопожарное водоснабжение: Учебник. М.: Академия ГПС МЧС России, 2003. 392 с.
11. Проект методики оценки боевых действий подразделений профессиональной пожарной охраны при тушении пожаров в зданиях VСО. / Отчёт ВИПТШ. Руководитель - Я.С. Повзик. Инв. № 651. М., 1976.
12. Журавлёв Ю.Г., Бадер Ю.А., Прохоров В.А. Методика расчёта запаса кислорода при тушении пожаров в подземных сооружениях. // Динамика пожаров и их тушение. Сб. науч. трудов. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1987. С. 37-42.
13. Иванников В.П., Клюс П.П. «Справочник руководителя тушения пожара». М. Стройиздат, 1987.
14. ИвановЕ.Н. Противопожарное водоснабжение. М.: Стройиздат, 1986. 316 с.: ил.
12
15.Дерецки Тадеуш. Исследование влияния основных геометрических параметров стволов на характеристики водопенных струй [Текст]. Автореф. дис. канд. техн. наук. М. ВИПТШ МВД СССР, 1980. 20 с.
16.Абросимов Ю.Г, Жучков В.В., Пименов А.А, Карасев Ю.Л., Фоменко В.Д. Противопожарное водоснабжение [Текст]. М.: АГПС МЧС России, 2008. 311 с.
17. Методические рекомендации по изучению пожаров. Письмо МЧС России № 1-460-2-18 от 13.03.2007.
18. Разработка системы оценки качества деятельности пожарной охраны. / Отчёт ВНИИПО. Руководитель - С.Н. Минаев. Инв. № 665. -М., 1976.
19. Безбородько М.Д., Самохвалов Ю.П. Эргономические свойства пожарных автомобилей. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1989. 127 с.
20. Панарин В.М., Евтюшкин Н.М. Основы теории процесса тушения пожаров [Текст] // Методические указания к изучению курса "Пожарная тактика". М.: УКиУЗ МООП РСФСР, 1964. 77 с.
21. Подгрушный А.В. Совершенствование управления боевыми действиями пожарных подразделений на основе повышения их тактических возможностей: Дис. ... канд. техн. наук. М., 2004. 280 c.
22. Исследование вопросов, построения критериев оценки эффективности деятельности пожарной охраны. Том № 2. / Отчёт ВИПТШ. Руководитель -Н.Н. Брушлинский. Инв. № 909. М., 1980.
23. Разработка методики комплексной оценки эффективности пожарных подразделений. /Отчёт ВИПТШ. Руководитель - Н.Н.Брушлинский. Инв. № 1012. М., 1982.
24. Приказ МЧС России от 30.11.2006 № 700 «Об утверждении Инструкции по проверке и оценке деятельности территориальных органов МЧС России».
25. .Чалъков В. Оценяване дейността на специлизираните органи за противопожарна охрана.// Огнеборец, 1988. Vol. 44. № 4.
26. Исследование вопросов построения критериев оценки эффективности деятельности пожарной охраны. Том № 1. / Отчёт ВИПТШ. Руководитель -Н.Н. Брушлинский. Инв. № 813. М., 1979.
27. Присадков В.И., Гуринович Л.В., Колганов В.А. Модель оценки тушения пожара первым прибывшим подразделением. //Организация тушения пожаров и аварийно-спасательных работ. Сб. науч. трудов. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1990. С. 52-55.
28. Даниленко А.С. Стоимостной показатель оценки эффективности боевой работы.// Динамика пожаров и их тушение. Сб. науч. трудов. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1987. С. 49-52.
29. Провести исследования по совершенствованию методики оценки эффективности деятельности гарнизона пожарной охраны области, края, республики. / Отчёт ВНИИПО; Руководитель В.М. Гаврилей. Инв. № 3032. М., 1982.
30. Ливчиков А.П. К вопросу о тактических возможностях подразделений на основных пожарных автомобилях.// Труды Высшей инженерной пожарно-технической школы. Сб. науч. трудов. М.: МВД СССР, 1976. С. 137-140.
31. Евтюшкин Н.М., Ливчиков А.П. Тактические возможности отделения при тушении пожара. // Противопожарная техника и безопасность. Сб. науч. трудов. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1977. С. 84-89
32.Артемьев Н.С., Теребнёв В.В., Камински А. О тактико-технических возможностях отделения на автоцистерне. // Стационарные и передвижные средства борьбы с пожарами. Сб. науч. трудов. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985. С. 140-142.
33. Теребнёв В.В. Концептуальные основы теории оценки эффективности управления силами и средствами на пожаре. // Совершенствование средств и способов ликвидации пожаров, аварий и катастроф. Сб. науч. трудов. М.: ВИПТШ МВД РФ, 1993. С. 27-29.
34. Теребнёв В.В. Определение тактических возможностей отделения по боевому развёртыванию в этажи здания. // Организация, тактика и техника тушения пожаров на объектах народного хозяйства. Сб. науч. трудов. М.:ВИПТШ МВД СССР, 1988. С. 31-37.
35. Теребнев В.В. Обоснование параметров для разработки нормативов по боевому развертыванию пожарных подразделений на автоцистернах и автонасосах / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 1989.
36. Бубырь Н.Ф., Безбородько М.Д. Математическая модель боеспособности пожарных подразделений. // Противопожарная защита зданий и сооружений. Сб. науч. трудов. -М.: ВНИИПО МВД СССР, 1977. С. 175-182.
37. Девлишев П.П. Организация работы тыла на пожаре. М.: Стройиздат, 1967. 88 с.
38. Белоносов В.А. Организация работы тыла при тушении крупных пожаров. Свердловск: ИПЛ УПО УВД Свердловскоблисполкома, 1980.
39.Даниленко А.С. Модель боевых действий пожарных подразделений // Тактика и процессы пожаротушения: Сб. науч. тр. М.:ВНИИПО МвД СССР, 1989. С. 14-19.
40. Методика оценки деятельности пожарных частей по охране населённых пунктов. М.: ВНИИПО, 1975.
41. Методика оценки деятельности органов управления и подразделений ГПС МЧС России. М.: ВНИИПО, 2004.
42. Путин В.С. Совершенствование методов обоснования ресурсной потребности территориальных подразделений государственной противопожарной службы: Дис. ... канд. техн. наук: М., 2004. 213 с.
43. Приказ МЧС России от 26.09.2007 № 500 «Об утверждении Инструкции по проверке и оценке деятельности территориальных органов МЧС России».
44. Методические рекомендации руководителю тушения пожара [Текст]. Николаев. ОПО УВД НО, 1987. 88 с.
45. Методические рекомендации для начальника караула [Текст]. Астрахань. УВД АО УГПС ОСиП, 1998. 84 с.
46. Теребнев В.В., Подгрушный А.В. Пожарная тактика. М., 2007. 6 с.
47. ГОСТ Р 50588-2012 "Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний". 7-10 с.
48. Порошин А.А., Чумаченко М.А. Уровень пожарной опасности АТЕ и ресурсная оснащенность ГПС // Научно-техническое обеспечение деятельности ГПС. М.: ВНИИПО, 1997. с. 72-95.
49. Минаев С.Н. К вопросу оценки деятельности пожарной службы.// Вопросы экономики в пожарной охране. Сб. науч. трудов. М.:ВНИИПО МВД СССР, 1975.
50. Рекомендации. Порядок применения пенообразователей для тушения пожаров. ФГУ ВНИИПО МЧС России (С.Н. Копылов, С.Г. Цариченко, В.А. Былинкин, В.В. Пешков, Е.Е. Архипов) и ГУ УОП МЧС России (В.В. Жидовленков). 7-11 с.
51. Рекомендации по применению серийно выпускаемых пенообразователей с оптимальными концентрациями при использовании их с водой различной жесткости. М.: ВНИИПО, 1981.6 с.
