Научная статья на тему 'Активная противопожарная защита деревянных конструкций куполов церквей с применением водных огнетушащих веществ'

Активная противопожарная защита деревянных конструкций куполов церквей с применением водных огнетушащих веществ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
115
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АКТИВНАЯ ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА / ВОДНОЕ ОГНЕТУШАЩЕЕ ВЕЩЕСТВО / ACTIVE FIRE PROTECTION / WATER FIRE EXTINGUISHING SUBSTANCE

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Жартовский С. В., Нижник В. В., Уханский Р. В.

Приведены результаты натурных испытаний и лабораторных исследований водных огнетуша-щих веществ, которые могут быть использованы для активной противопожарной защиты деревянных конструкций куполов церквей. Предложен новый подход к разработке водного огне-тушащего вещества, имеющего улучшенные в сравнении с водой физико-химические свойства, в целях повышения огнетушащей способности. Исследованы физико-химические характеристики водного огнетушащего вещества ФСГ-2, определяющие его высокую эффективность по тушению пожаров класса А.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Жартовский С. В., Нижник В. В., Уханский Р. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ACTIVE FIRE PROTECTION OF WOODEN CONSTRUCTIONS OF CHURCHES DOMES WITH APPLICATION OF WATER FIRE EXTINGUISHING SUBSTANCES

Water is a traditional fire extinguishing substance, widely used for active fire-prevention protection of objects. From general theoretical preconditions, as well as from a specially conducted research, it follows that the fire extinguishing efficiency of water increases with the increase of dispersion of droplets. Currently there are a lot of scientific works intensively conducted on studying of efficiency of application with fine-air water. There are entire classes of objects for which the finely dispersed water is the most preferable fire extinguishing substance. At the same time there are scientific publications, in which the physical and technical problems of the application of finely dispersed water shown, inparticular cases of extinguishing the fires of high-energy solid combustible materials. These difficulties can be overcome through the introduction of specific substances (additives) in the water, that is, through the creation of water fire extinguishing substances. Such substances are already being applied in different facilities, which are designed for fire protection of various objects. The aim of this work is the solution of the problem of ensuring the active fire protection of wooden construction of churches domes with the application of water fire extinguishing substance developed. This work presents the results of directed synthesis of water fire extinguishing substance that has received technical name FSG-2. The presented results of the laboratory and full-scale fire tests prove the improved physical-chemical properties of the synthesized substances (in comparison with plain water) in the interests of fire fighting. It is shown that by using FSG-2 are being implemented: a cooling effect, inhibiting effect, flegmatization of fiery and condensed combustion, screening and isolating the source of burning with the help of hydrogel and the polymer compounds. It also should be taken into account that the reduced effects of the migration of FSG-2 from vertical and inclined surfaces due to the implementation of its gel-forming properties. The presented researches establish the applicability of the developed water fire extinguishing substance for active fire protection of wooden constructions of churches domes, which, by the end, allow to improve the level of fire safety of the object with mass stay of people.

Текст научной работы на тему «Активная противопожарная защита деревянных конструкций куполов церквей с применением водных огнетушащих веществ»

С. В. ЖАРТОВСКИЙ, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, Украинский научно-исследовательский институт гражданской защиты МЧС Украины (Украина, 01011, г. Киев, ул. Рыбальская, 18; e-mail: zhart20@ukr.net) В. В. НИЖНИК, канд. техн. наук, начальник центра, Украинский научно-исследовательский институт гражданской защиты МЧС Украины (Украина, 01011, г. Киев, ул. Рыбальская, 18)

Р. В. УХАНСКИЙ, заместитель начальника центра, Украинский научно-исследовательский институт гражданской защиты МЧС Украины (Украина, 01011, г. Киев, ул. Рыбальская, 18)

УДК 614.849

АКТИВНАЯ ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ КУПОЛОВ ЦЕРКВЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВОДНЫХ ОГНЕТУШАЩИХ ВЕЩЕСТВ

Приведены результаты натурных испытаний и лабораторных исследований водных огнетуша-щих веществ, которые могут быть использованы для активной противопожарной защиты деревянных конструкций куполов церквей. Предложен новый подход к разработке водного огне-тушащего вещества, имеющего улучшенные в сравнении с водой физико-химические свойства, в целях повышения огнетушащей способности. Исследованы физико-химические характеристики водного огнетушащего вещества ФСГ-2, определяющие его высокую эффективность по тушению пожаров класса А.

Ключевые слова: активная противопожарная защита; водное огнетушащее вещество.

Вода является традиционным огнетушащим веществом (далее — ОТВ), широко используемым во все времена для активной противопожарной защиты объектов. Из общих теоретических предпосылок, а также из специально проведенных исследований [1] следует, что огнетушащая эффективность воды возрастает с повышением ее дисперсности. В настоящее время интенсивно проводятся научные работы по изучению эффективности применения тонкораспыленной воды (ТРВ). Существуют целые классы объектов, для которых ТРВ является наиболее предпочтительным огнетушащим веществом. Например, в работе [2] рассматривается применение ТРВ для тушения пожаров в высотных зданиях. В то же время известны научные публикации, в которых показаны физические и технические трудности применения ТРВ, в частности при тушении высокоэнергетических пожаров твердых горючих материалов [3]. Прежде всего это касается сложности формирования капель воды заданной дисперсности, доставки мелких (менее 0,01 мм) капель в очаг пожара и связанных с этим ограничений по применению установок высокого давления.

Сложности, приведенные в работе [3], могут быть преодолены путем введения специальных веществ (добавок) в воду, т. е. путем создания водных огне-тушащих веществ (ВОВ). Такие ВОВ уже находят применение в установках, которые проектируются для противопожарной защиты различных объектов

© Мартовский С. В., Нижник В. В., Уханский Р. В., 2013

[4]. Актуальность этого пути подтверждается практикой, которая обозначает все новые и новые задачи и проблемы, требующие разрешения для обеспечения качественной противопожарной защиты объектов. В частности, предлагаемые исследования посвящены активной противопожарной защите культовых сооружений.

Целью данной работы является решение задачи обеспечения активной противопожарной защиты деревянных конструкций куполов церквей с применением специально разработанных для этого ВОВ.

Рассматриваемый объект относится к классу объектов с массовым пребыванием людей, поэтому при разработке ВОВ следует обращать особое внимание на токсичность создаваемого вещества. По требованиям ГОСТ 12.1.007 токсичность применяемого в данном случае ВОВ не должна превышать III класса опасности. В этой связи обращает на себя внимание полимерный антисептик, входящий в состав пропиточных огнебиозащитных смесей ДСА-1 и ДСА-2, которые были успешно нами использованы для пассивной противопожарной защиты деревянных конструкций куполов церквей [5]. Это вещество относится к IV классу опасности (малотоксичное вещество) и имеет ряд полезных для огнезащиты реологических свойств. В частности, раствор данного антисептика хорошо смачивает поверхность древесины.

Огнетушащую эффективность водных растворов антисептика (в качестве ВОВ) определяли в соот-

ветствии с украинским стандартом (ДСТУ 3675-98) на модельном очаге пожара класса А1 с использованием водного огнетушителя ВО-9. Испытания показали, что применение ВОВ (5 %-ный раствор антисептика) по сравнению с чистой водой позволяет уменьшить массовый расход ОТВ на 66 %, а дальность струи при этом увеличить на 17 %. Результаты испытаний можно отнести к результатам обычного уровня, полученным в конце XX столетия. Этому составу явно недостает ингибирующего фактора [4] и некоторых других физико-химических свойств.

Для расширения возможностей полимера на основе гуанидиновых оснований был осуществлен направленный синтез нового вещества. К макромолекуле этого природного полимера в качестве комп-лексообразующего компонента добавили фосфорсодержащее соединение, которое обладает ингибиру-ющими свойствами. Новый полимерный комплекс очень хорошо растворяется в воде. При удалении воды до концентрации основного вещества до 60 % образуется гидрогель, устойчивый к температурам до 100 °С. При дальнейшем повышении температуры вода испаряется и образуется прозрачная полимерная пленка с хорошей адгезией к целлюлозосо-держащим материалам (древесине, тканям, бумаге, камышу и др.). Температура плавления отмечается в диапазоне 176-180 °С, а температура разложения полимерного комплекса превышает 400 °С. Выделяющиеся газообразные продукты термической деструкции полимера не поддерживают горения и являются флегматизаторами газовых горючих сред.

Приведенные выше физико-химические свойства водных растворов этого вещества оказались полезными для огнебиозащиты тканей с различной химической природой волокон (хлопок, лен, вискоза, полиамиды, полиэфиры, смесевые ткани, в том числе ковролин и др.). На новое вещество подготовлена соответствующая нормативно-техническая документация. В зависимости от рецептурных модификаций оно выпускается двух марок — ФСГ-1 и ФСГ-2.

Полимерный химический комплекс марки ФСГ-2 имеет ряд физико-химических свойств, определяющих целесообразность его применения в качестве ВОВ. Как отмечалось выше, данное вещество представляет собой водный раствор комплексного химического полимерного соединения на основе природных гуанидиновых оснований. Для идентификации комплексного химического полимерного соединения применяли два метода — ИК-спектроскопию и морфологические (микроскопические) исследования кристаллохимических процессов образования твердого вещества.

Для определения строения макромолекулы воспользовались сравнением инфракрасного спектра поглощения (ИК-спектра) исследуемого вещества со

стандартными природного гуанидинового основания и табличными значениями характеристических полос поглощения функциональных групп [6]. ИК-спектры получали на двулучевом спектрофотометре "Specord M-80" в диапазоне измерений 4000200 см-1. Анализ полученного ИК-спектра позволяет утверждать, что получено комплексное химическое соединение [7].

Морфологические исследования кристаллохи-мических процессов образования твердого вещества во время удаления растворителя (воды) из ВОВ ФСГ-2 показали следующее. С уменьшением количества растворителя композиция принимает малоподвижное состояние (в виде геля), которое присуще растворам или расплавам высокомолекулярных соединений [8]. Последующее удаление растворителя приводит к образованию специфических кристаллов, так называемых сферолитов, которые являются кристаллической формой высокомолекулярных соединений [8]. Плотность ВОВ ФСГ-2 больше по сравнению с водой, поверхностное натяжение с увеличением концентрации основного вещества значительно уменьшается (табл. 1).

Показатель поверхностного натяжения жидкости определяли методом отрыва кольца. Из-за специфических свойств водных растворов ВОВ ФСГ-2 определить температуру замерзания Гзам удалось только для растворов с концентрацией основного вещест-ва3,75 и 7,5 % — соответственно минус 4,3 и минус 9,3 °С. Определению температуры замерзания растворов больших концентраций препятствует процесс гелеобразования, который начинается при положительных температурах.

ВОВ ФСГ-2, имеющее в составе 60 % комплексного химического соединения, при 20 °С является прозрачным раствором. Охлаждение его до 18 °С приводит к образованию малоподвижного гидрогеля, а при нагревании до 20 °С оно опять начинает плавиться. Последующее повышение концентрации комплексного соединения в ВОВ ФСГ-2 приводит к образованию гидрогеля с повышенной температурой плавления. Зависимость температуры плавления гидрогеля от концентрации комплексного соединения приведена в табл. 2.

Таблица 1. Результаты исследования плотности и поверхностного натяжения ВОВ ФСГ-2

Показатель Значение показателя при концентрации комплексного соединения в растворе, %

0 3,75 7,5 15 30 60

Плотность, кг/дм3 1,0 1,02 1,03 1,07 1,13 1,2

Поверхностное натяжение, мН/м 63,75 35,25 33,16 31,26 30,96 29,36

Таблица 2. Результаты исследования изменения температуры плавления гидрогеля с увеличением концентрации комплексного соединения в ВОВ ФСГ-2

Концентрация комплексного вещества, % 60 63 66 72 85

Температура плавления гидрогеля, °С 20 27 34 76 96

Из приведенных физико-химических свойств особо следует отметить способность к гелеобразованию и пониженное поверхностное натяжение. Последнее свойство определяет реологические свойства струй ВОВ при подаче к очагу пожара. Как показано в работе [9], с помощью пневматического распылителя при давлении 0,8 МПа удается получить струи ВОВ ФСГ-2 средней дисперсности, чего не удавалось добиться при использовании воды (при том же давлении).

Для исследования охлаждающих свойств ФСГ-2 применяли дифференциальный термический анализ (ДТА) по методике, основанной на принципе работы дериватографа "Паулик Д. и Ердей А.". Исследовался образец гидрогеля при концентрации комплексного соединения 74 % и образец чистого гуани-динового полимера. Были обеспечены одинаковые условия записи термограмм: скорость нагревания — 10 °С в минуту, скорость записи — 2 мм в минуту, температурный интервал — 1000 °С. Как свидетельствует термический спектр, на термограмме образца гидрогеля комплексного полимерного соединения (табл. 3) насчитывается пять эндотермических эффектов и один экзотермический.

ВОВ ФСГ-2 испытывали на способность инги-бировать цепные реакции пламенного горения гептана на установке, в которой излучение его пламени фиксировалось с помощью спектрометра СДЛ-1 [10]. Необходимо было установить, при каких концентрациях комплексного соединения и при каких соотношениях атомов азота и атомов фосфора в этом соединении будут проявляться наивысшие ингибиру-ющие свойства. Результаты эксперимента показали, что ВОВ ФСГ-2 действительно обладает ингибиру-

Таблица 3. Результаты термогравиметрических исследований гидрогеля комплексного полимерного соединения и чистого гуанидинового полимера

Вещество Температурный интервал, °С, эффектов

эндотермических экзотермического

Гидрогель комплексного полимерного соединения 60-70; 100-145; 145-200; 220-250; 310-380 390-625

Чистый гуаниди-новый полимер 300-380; 430-490 480-535

ющими свойствами, причем при соотношении атомов фосфора и атомов азота 2 :1 в комплексном соединении наблюдается усиление ингибирующей эффективности, т. е. регистрируется эффект синергизма.

Таким образом, исследованные физико-химические характеристики ВОВ ФСГ-2 подтвердили их полезность для интегральной характеристики ВОВ — огнетушащей способности.

Огнетушащую способность ФСГ-2, воды с добавкой пенообразователя (далее — ПО) типа Pirena, воды с добавкой гелеобразующего вещества типа Pre-vento, воды с добавкой пенообразователя типа AFFF и ингибирующей соли определяли в сравнении с огнетушащей способностью воды, которая была принята за единицу. Принципиальная схема установки для определения относительной огнетушащей способности ВОВ для тушения пожаров класса А представлена на рис. 1. Суть метода заключается в определении массы ВОВ, которое необходимо подать в тонкораспыленном виде для тушения очага пожара класса А.

В качестве модельного очага пожара класса А использовали деревянный штабель в виде куба, в качестве горючего вещества—сосновые бруски с поперечным сечением (30+1) мм и длиной (150+5) мм. Влажность древесины выдерживали в пределах от 10 до 14 %. Штабель складывался в пять слоев, по три бруска в каждом. Для поджога модельного очага использовали металлическое деко для горючей жидкости (бензин марки А-92) размером 150x150 мм с высотой борта (70+10) мм и толщиной стенки 2 мм.

Исследуемое ВОВ заливали в емкость 14 через горловину 9 (см. рис. 1). С помощью весов 13 определяли массу емкости 14 с ВОВ. После этого включали компрессор 12 для создания заданного рабоче-

Рис. 1. Экспериментальная установка для определения относительной огнетушащей способности ВОВ для тушения пожара класса А: 1 — металлическое деко; 2 — металлический треногий штатив; 3 — модельный очаг пожара класса А; 4 — распылители ВОВ (2 шт.); 5 — штатив для крепления распылителей; 6, 11 — запорный клапан; 7 — предохранительный клапан; 8 — манометр; 9 — горловина для зарядки ВОВ; 10 — соединительные трубопроводы; 12 — компрессор; 13 — весы; 14 — емкость для зарядки ВОВ

го давления в емкости 14 (с ВОВ). Значения давления контролировались манометром 8. С помощью факела поджигали горючую жидкость в деке 1. Общая продолжительность свободного горения модельного очага пожара класса А составляла (300+5) с. По окончании времени свободного горения начиналась подача ВОВ. Одновременно с открыванием запорного крана 6 с помощью секундомера регистрировали время тушения модельного очага. Погрешность измерения секундомера составляла 2 %. По окончании горения модельного очага с помощью весов 13 определяли массу емкости 14 с ВОВ. Погрешность измерения весов составляла +0,1 кг.

Относительную огнетушащую способность ВОВ Z определяли по формуле

Z = m1/m2,

где m1 — масса воды, израсходованной на тушение модельного очага пожара класса А, кг; m2 — масса исследуемого ВОВ, израсходованного на тушение модельного очага пожара класса А, кг.

Для расчета показателя относительной огнету-шащей эффективности использовали средние арифметические значения m1 и m2, полученные в результате проведения не менее трех испытаний каждого типа ВОВ. Результаты экспериментальных исследований представлены в табл. 4.

По результатам экспериментальных исследований сделаны следующие выводы:

1. При добавлении к воде 2 % пенообразователя типа Pirena за счет снижения поверхностного натяжения воды уменьшается размер капель, что приводит к увеличению площади теплообмена, вследствие чего относительная огнетушащая способность ОТВ при тушении пожаров класса А увеличивается в 1,5 раза.

2. При добавлении к воде 2 % гелеобразующего вещества типа Prevento огнетушащая способность при тушении пожаров класса А увеличивается более чем в 3 раза. Это объясняется действием нескольких факторов. На первом этапе, главным образом, проявляется охлаждающее действие воды. В процессе нагревания начинается процесс выпаривания воды из гелевой пленки. Одновременно происходит разбавление зоны горения негорючими газами. При дальнейшем нагревании на поверхности твердых материалов образуется ксерогель, который оказывает теплоизолирующее действие. Расход ВОВ при этом уменьшается и за счет снижения эффекта сте-кания ВОВ с наклонных и вертикальных поверхностей.

3. При добавлении к воде пенообразователя типа AFFF и ингибирующей соли эффект охлаждения (присущий воде) усиливается ингибирующим эффектом солевого антипирена.

Таблица 4. Усредненные результаты определения относительной огнетушащей способности тонкораспыленных струй ВОВ (класс пожара А, время свободного горения 300 с, площадь горения 0,2268 м2)

Огнетушащее вещество Добавка к воде, % масс. Средняя масса ОТВ, израсходованного на тушение, кг Относительная огнету-шащая способность Z, раз

Вода - 5 1,00

Вода + 2 % ПО типа Pirena 2 3 1,66

Вода + 2 % гелеобразующего вещества типа Prevento 2 1,6 3,10

Вода + 34 % ингиби-рующей соли и 0,5 % ПО типа AFFF 34/0,5 1,2 4,16

ФСГ-2 31,5 1,1 4,55

4. При использовании в качестве ВОВ ФСГ-2 реализуется: охлаждающий эффект, ингибирующий эффект, флегматизация пламенного и конденсированного горения, экранирование и изолирование источника горения с помощью гидрогеля и полимерной пленки комплексного химического соединения. При этом также следует учитывать снижение эффекта стекания ФСГ-2 с наклонных и вертикальных поверхностей за счет реализации гелеобразующих свойств. Это, в конечном счете, обосновывает применимость разработанного ВОВ для активной противопожарной защиты деревянных конструкций куполов церквей.

Технология активной противопожарной защиты подкупольного деревянного пространства культовых сооружений основана на оборудовании под куполом системы пожаротушения. В зависимости от вида принудительной системы система пожаротушения может быть двух типов: 1) в случае отсутствия системы пожарной сигнализации — неавтоматическая система (сухотруб с дренчерными оросителями, рис. 2,а); 2) при наличии в подкупольном пространстве оповещателей системы пожарной сигнализации — автоматическая система пожаротушения (рис. 2,6) [10].

Огневые испытания ВОВ ФСГ-2 проводили на макете пожарной нагрузки купола церкви, представляющего собой 1/8 часть наиболее распространенного купола церкви на Украине. Испытания проводились с целью подтверждения нормативного значения интенсивности подачи ВОВ системой пожаротушения на тушение деревянных конструкций и продолжительности его подачи. Макет поджигался при помощи очага класса В. После выгорания очага время свободного горения деревянных элементов

Рис. 2. Схема оборудования подкупольного пространства системой пожаротушения: а — противопожарный сухотруб; б — автоматическая система пожаротушения

составляло (300+15) с. По прошествии этого времени включалась система пожаротушения с заданными параметрами подачи ВОВ ФСГ-2: интенсивность подачи — 0,05 л/(с-м2), продолжительность подачи — 180 с. По завершении роботы системы пожаротушения макет пожарной нагрузки был погашен. При этом не наблюдалось жара на деревянных брусках, а также повторного возгорания в течение 15 мин с момента включения системы пожаротушения.

Таким образом, экспериментальные результаты подтверждают эффективность использования разработанного ВОВ ФСГ-2 для активной противопожарной защиты деревянных конструкций куполов церквей, что, в конечном счете, позволяет повысить уровень пожарной безопасности объекта с массовым пребыванием людей. Результаты данных исследований учтены при разработке и внедрении нормативно-технической документации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Первушин Ю. В. Тушение распыленной водой и порошками диффузионных пламен // Физика горения и взрыва. — 1979. — Т. 15, № 1. — С. 77-83.

2. Корольченко Д. А., Громовой В. Ю., Ворогушин О. О. Применение тонкораспыленной воды для тушения пожаров в высотных зданиях // Пожаровзрывобезопасность. — 2011. — Т. 20, № 9. — С. 54-57.

3. АбдурагимовИ. М.Несостоятельность идеи применения тонкораспыленной и "термоактивированной" (перегретой) воды для пожаротушения // Пожаровзрывобезопасность. — 2011. — Т. 20, № 6. — С. 54-58.

4. Антонов А. В., Турчин А. И. Вопросы проектирования и применения систем пожаротушения с использованием технологий тонкого распыления водных огнетушащих веществ // Актуальные проблемы пожарной безопасности : XXI Междунар. науч.-практ. конф. —М. : ВНИИПО, 2010. — С. 173-175.

5. ЖартовскийВ. М., НижникВ. В., Жартовский С. В., Добростан А. В. Пассивная противопожарная защита деревянных конструкций куполов церквей с применением пропиточных составов // Пожаровзрывобезопасность. — 2013. — Т. 22, № 3. — С. 32-38.

6. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений / Пер. с англ. — М. : Мир, 1991. —536 с.

7. Харитонов Ю. Я. Аналитическая химия. В 2 кн. — Кн. 1: Общие теоретические основы. Качественный анализ. — 2-е изд., испр. — М. : Высшая школа, 2003. — 615 с.

8. Тагер А. А. Физикохимия полимеров. — М. : Химия, 1978. — 544 с.

9. Жартовский В. М., Жартовский С. В., Коваль А. Д., Маладыка И. Г., Крышталь В. Н. Реологические свойства водного огнетушащего вещества ФСГ-2 // XXVI Международная научно-практическая конференция по проблемам пожарной безопасности, посвященная 75-летию создания института : тезисы докладов. — М. : ВНИИПО, 2012. — Ч. 2. — С. 142-143.

10. Тропинов А. Г., Жартовский В. М., Антонов А. В. Ингибирующая способность огнетушащих порошков // Средства порошкового пожаротушения : сб. науч. тр. — М. : ВНИИПО МВД СССР, 1989.— С. 3-6.

Материал поступил в редакцию 22 января 2013 г.

= English

ACTIVE FIRE PROTECTION OF WOODEN CONSTRUCTIONS OF CHURCHES DOMES WITH APPLICATION OF WATER FIRE EXTINGUISHING SUBSTANCES

ZHARTOVSKIY S. V., Candidate of Technical Sciences, Leading Researcher, Ukrainian Scientific-Research Institute of Civil Protection, Ministry of Emergencies of Ukra ine (Rybalskaya St., 18, Kiev, 01011, Ukraine; e-mail address: zhart20@ukr.net)

NIZHNIK V. V., Candidate of Technical Sciences, Chief of Centre, Ukrainian Scientific-Research Institute of Civil Protection, Ministry of Emergencies of Ukraine (Rybalskaya St., 18, Kiev, 01011, Ukraine)

UKHANSKIY R. V., Deputy Chief of Centre, Ukrainian Scientific-Research Institute of Civil Protection, Ministry of Emergencies of Ukraine (Rybalskaya St., 18, Kiev, 01011, Ukraine)

ABSTRACT

Water is a traditional fire extinguishing substance, widely used for active fire-prevention protection of objects. From general theoretical preconditions, as well as from a specially conducted research, it follows that the fire extinguishing efficiency of water increases with the increase of dispersion of droplets. Currently there are a lot of scientific works intensively conducted on studying of efficiency of application with fine-air water. There are entire classes of objects for which the finely dispersed water is the most preferable fire extinguishing substance. At the same time there are scientific publications, in which the physical and technical problems of the application of finely dispersed water shown, inparticular cases of extinguishing the fires ofhigh-energy solid combustible materials. These difficulties can be overcome through the introduction of specific substances (additives) in the water, that is, through the creation of water fire extinguishing substances. Such substances are already being applied in different facilities, which are designed for fire protection of various objects.

The aim of this work is the solution of the problem of ensuring the active fire protection of wooden construction of churches domes with the application of water fire extinguishing substance developed.

This work presents the results of directed synthesis of water fire extinguishing substance that has received technical name FSG-2. The presented results of the laboratory and full-scale fire tests prove the improved physical-chemical properties of the synthesized substances (in comparison with plain water) in the interests of fire fighting. It is shown that by using FSG-2 are being implemented: a cooling effect, inhibiting effect, flegmatization of fiery and condensed combustion, screening and isolating the source of burning with the help of hydrogel and the polymer compounds. It also should be taken into account that the reduced effects of the migration of FSG-2 from vertical and inclined surfaces due to the implementation of its gel-forming properties.

The presented researches establish the applicability of the developed water fire extinguishing substance for active fire protection of wooden constructions of churches domes, which, by the end, allow to improve the level of fire safety of the object with mass stay of people.

Keywords: active fire protection; water fire extinguishing substance.

REFERENCES

1. Pervushin Yu. V. Tusheniye raspylennoy vodoy i poroshkami diffuzionnykh plamen [Suppression by the sprayed water and powders diffusional tribes]. Fizika goreniya i vzryva — Physics of burning and explosion, 1979, vol. 15, no. 1, pp. 77-83.

2. Korolchenko D. A., Gromovoy V. Yu., Vorogushin O. O. Primeneniye tonkoraspylennoy vody dlya tusheniya pozharov v vysotnykh zdaniyakh [Fire extinguishing in tall buildings by using water mist systems]. Pozharovzryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2011, vol. 20, no. 9, pp. 54-57.

3. Abduragimov I. M. Nesostoyatelnost idei primeneniya tonkoraspylennoy i "termoaktivirovannoy" (pe-regretoy) vody dlya pozharotusheniya [Inconsistency of idea of application thinly sprayed and the "thermoactivated" (superheated) water for the firefighting]. Pozharovzryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2011, vol. 20, no. 6, pp. 54-58.

4. Antonov A. V., TurchinA. I. Voprosyproyektirovaniyai primeneniya sistem pozharotusheniya sispol-zovaniyem tekhnologiy tonkogo raspyleniya vodnykh ognetushashchikh veshchestv [The questions of design and application of systems of fire extinguishing with the use of technologies of thin spray of water fire extinguishing substances]. Aktualnyyeproblemy pozharnoy bezopasnosti: XXI Mezhdu-nar. nauch.-prakt. konf. [Actual problems of Fire Security: XXI International Scientific Practical Conference]. Moscow, All-Research Institute for Fire Protection of Emercom of Russia Publ., 2010, pp. 173-175.

5. Zhartovskiy V. M., Nizhnik V. V., Zhartovskiy S. V., Dobrostan A. V. Passivnaya protivopozharnaya zashchita derevyannykh konstruktsiy kupolov tserkvey s primeneniyem propitochnykh sostavov [Passive fire protection of wooden constructions of churches domes with application of impregnating compounds]. Pozharovzryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2013, vol. 22, no. 3, pp. 32-38.

6. Nakamoto K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds .4th ed. New York, John Wiley & Sons, 1986. 484 p. (Russ. ed.: Nakamoto K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds. Moscow, Mir Publ., 1991. 536 p.).

7. Kharitonov Yu. Ya. Analiticheskaya khimiya. V2 kn. Kn. 1: Obshchiye teoreticheskiye osnovy. Kachest-vennyy analiz [Analytical Chemistry. In 2 vol., vol. 1. General Theoretical Framework. Qualitative Analysis]. Moscow, Vysshaya Shkola Publ., 2003. 615 p.

8. Tager A. A. Fizikokhimiyapolimerov [Physicochemistry of Polymeric Materials]. Moscow, Khimiya Publ., 1978. 544 p.

9. Zhartovskiy V. M., Zhartovskiy S. V., Koval A. D., Maladyka I. G., Kryshtal V. N. Reologicheskiye svoystva vodnogo ognetushashchego veshchestva FSG-2 [Rheological properties of water extinguishing substance FSG-2]. XXVI Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya po prob-lemampozharnoy bezopasnosti, posvyashchennaya 75-letiyu sozdaniya instituta: tezisy dokladov [XXVI International scientific-practical conference on the problems of fire safety, devoted to the 75th anniversary of the establishment ofthe institute: theses ofthe reports]. Moscow, All-Research Institute for Fire Protection of Emercom of Russia Publ., 2012, part 2, pp. 142-143.

10. Tropinov A. G., Zhartovskiy V. M., Antonov A. V. Ingibiruyushchaya sposobnost ognetushashchikh poroshkov [Inhibiting ability of fire extinguishing powders]. Sredstvaporoshkovogo ognetusheniya: sb. nauch. tr. [Means of powder fire extinguishing. Collection of Proceedings]. Moscow, All-Research Institute for Fire Protection of Emercom of Russia Publ., 1989, pp. 3-6.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.