CC BY
28УДК 614.842.615
АЛЕШКОВ Михаил Владимирович Доктор технических наук, профессор Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: Aleshkov.m@mail.ru
РОЙТМАН Владимир Миронович
Доктор технических наук, профессор НИУ Московский государственный строительный университет, Москва, Россия E-mail: roytman-msuse@yandex.ru
ВОЕВОДА Сергей Семёнович
Доктор технических наук, профессор
Автономная некоммерческая организация
«Евразийский центр в области обеспечения безопасности»,
Москва, Россия
E-mail: VSS62@mail.ru
DOI 10.25257/FE.2019.3.59-62 МОЛЧАНОВ Виктор Павлович
Доктор технических наук E-mail: v-molchanov@mail.ru
ШАРИПХАНОВ Сырым Дюсенгазиевич
Доктор технических наук
Кокшетауский техническй институт Комитета
по чрезвычайным ситуациям Министерства внутренних
дел Республики Казахстан, Кокшетау,
Республика Казахстан
ФЕДЯЕВ Владислав Дмитриевич Кандидат технических наук Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: fedyaeff.v@yandex.ru
ПРИМЕНЕНИЕ КОМПРЕССИОННОЙ ПЕНЫ
ПРИ ТУШЕНИИ ПОЖАРОВ В ЗДАНИЯХ ПОВЫШЕННОЙ ЭТАЖНОСТИ
В статье поднимается проблема тушения пожаров в зданиях повышенной этажности. Рассматриваются преимущества и недостатки компрессионной пены в качестве огнетушащего вещества.
Ключевые слова: насосно-рукавные системы, здания повышенной этажности, компрессионная пена, пожарная безопасность, тушение пожаров.
В Российской Федерации ежегодно происходит около 130 тысяч пожаров, большинство из которых приходится на жилой сектор (рис. 1).
Развитие строительства и необходимость компактности застройки обуславливает увеличение строительства жилых зданий повышенной этажности.
Здания повышенной этажности - здания высотой от 28 до 75 м от планировочной отметки земли до уровня низа проёмов, используемых для спасения людей с верхнего нетехнического этажа [1].
По статистике в России за последние 5 лет строится в среднем 80,9 млн м2 общей площади жилых помещений в год. За 2018 год построено 75,7 млн м2 жилья, что составляет больше миллиона квартир. При этом более 49 % всех отстроенных площадей приходится на здания высотой 10 и более этажей. Такие здания в силу своей специфики имеют наибольшую степень пожарной опасности по сравнению со зданиями нормальной этажности.
Особенность развития пожаров в зданиях повышенной этажности заключается в быстром развитии пожара по вертикали, а также в скорости распространения дыма и ядовитых газов на вышерасположенные этажи здания. Этому способствует повышенное влияние ветра и значительные перепады давления воздуха внутри и снаружи здания за счёт большой высоты. За короткое время здание оказывается полностью
задымлено и нахождение людей в нём без средств защиты органов дыхания невозможно [2].
При пожаре в зданиях повышенной этажности возможны [3]:
- повышенная температура и задымление на путях эвакуации через горящие этажи;
- сложность подъезда пожарно-спасательных подразделений к горящему зданию;
- сложность и трудоёмкость подачи огнету-шащих веществ;
- тушение пожаров на верхних этажах здания.
Рисунок 1. Места возникновения пожаров на территории Российской Федерации за 2018 год:
■ - жилой сектор; ■ - производственные здания; щ - склады и базы; ■ - объекты торговли; ■ - общественные здания; щ - объекты сельского хозяйства; ■ - строящиеся объекты
© Алешков М. В., Ройтман В. М., Воевода С. С., Молчанов В. П., Шарипханов С. Д., Федяев В. Д., 2019
59
Действия подразделений пожарной охраны во многом зависят от места возникновения пожара. Так, на первых трёх этажах в 11-17-этажных зданиях продукты сгорания распространяются по всей высоте здания в течение 5-7 минут с момента возникновения пожара, а плотность задымления такова, что затрудняет эвакуацию людей с верхних этажей. Через 1520 минут с момента возникновения огонь может распространиться вверх по балконам, лоджиям и через оконные и дверные проёмы проникнуть в помещения. Однако при таких условиях подразделения пожарной охраны, участвующие в тушении пожара, могут быстро подать огнетушащие вещества на тушение пожара [4, 5].
При возникновении пожара на верхних этажах здания огонь создаёт меньшую угрозу распространения, но при этом повышается сложность введения средств тушения пожаров [6].
В большинстве случаев тушение пожаров в зданиях повышенной этажности производят водой, так как она является недорогим и эффективным средством при тушении большинства пожаров. Однако применение воды имеет ряд недостатков:
- зачастую происходит излишний пролив воды, который приводит к затоплению нижележащих этажей здания;
- при пожарах на высоте свыше 13 этажа для подачи необходимого количества огнетушащего вещества рекомендуется работа пожарных насосов в перекачку;
- при подаче воды по пожарным напорным рукавам снижается маневренность подразделения при тушении пожара.
На сегодняшний день существует множество технологий, с помощью которых, наряду с водой, эффективно тушат пожары.
Одной из таких технологий является компрессионная пена, которую получают путём смешения раствора пенообразователя и сжатого воздуха (рис. 2) [7].
Рисунок 2. Общий вид компрессионной пены
Идея компрессионной пены была разработана и внедрена в технологию пожаротушения в США в 70-х годах. Технология САРБ применялась для борьбы с пожарами в лесных массивах, затем приобрела популярность и для пожаротушения в городских поселениях. Технология получения компрессионной пены исследовалась в научных учреждениях США, Великобритании и Германии [8]. При тушении пожаров компрессионная пена обладает теми же свойствами, что и воздушно-механическая пена, полученная традиционным вспениванием, однако у неё есть ряд отличий [9, 10]:
- высокая дальность подачи струи до 30 м по горизонтали и 15 м по вертикали за счёт мгновенного расширения сжатого воздуха пены на выходе из ствола;
- низкий расход огнетушащего вещества при большей эффективности тушения;
- отсутствие жидкой фазы (весь раствор переходит в пену при смешении);
- более лёгкий пожарный рукав: в связи с увеличенной долей воздуха в огнегасящей пене уменьшается суммарный вес линии подачи пены в 17 раз;
- полученная пена имеет равномерное структурированное строение с равным размером пузырьков (1,5-2 мм), с более толстой стенкой пузырька, что увеличивает его время жизни;
- компрессионная пена имеет повышенные адгезионные способности, что позволяет применять её для защиты потолков и стен и иных конструкций от теплового воздействия пожара, и тем самым замедляет распространение пожара и предотвращает его повторное возгорание. При нанесении газонаполненной пены на конструкцию она остаётся на ней до полного испарения воды;
- возможность подачи на высоту до 200 метров;
- возможность тушения электрооборудования, находящегося под напряжением (рис. 3).
При использовании в качестве огнетушащего вещества компрессионной пены при тушении пожаров в зданиях повышенной этажности необходимо
Рисунок 3. Исследование подачи компрессионной пены по возможности тушения электрооборудования под напряжением
Минимальное безопасное расстояние при тушении компрессионной пеной электрооборудования под напряжением
К ратность компрессионной пены
Напряжение, кВ 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Минимальное безопасное расстояние, м
0,2 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2
0,4 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2
0,6 4 4 3 3 3 3 3 3 2 2
1 4 4 4 4 4 3 3 3 3 2
в целях наилучшей работы ствола обеспечивать как можно меньший перепад диаметров рукавной арматуры магистральных и рабочих линий. Это связано с тем, что при частом изменении диаметров рукавных линий внутри рукава будут происходить процессы сжатия и расширения воздуха, что может привести к схлопыванию пузырьков и разрушению пены.
При работе через препятствия (подоконники и т. п.), чтобы исключить заломы рукава, необходимо устанавливать «рукавные сёдла», предотвращающие заломы.
Подачу компрессионной пены на тушение электрооборудования необходимо производить при предварительном обесточивании электроустановки. При невозможности проведения мер по обесточива-нию необходимо проводить подачу компрессионной пены при соблюдении параметров подачи и безопасных расстояний для тушения (см. табл.).
На территории Российской Федерации применение компрессионной пены только начинает развиваться, однако небольшой опыт использования позволяет сделать выводы о высокой эффективности данной технологии. Возможность подачи компрессионной пены на высоту до 200 метров делает возможным подачу её при тушении пожаров в зданиях повышенной этажности. Однако на сегодняшний день недостаточно исследованы все свойства и качества компрессионной пены. Широта её применения основывается только на практическом опыте, что говорит о необходимости проведения научных исследований по применению компрессионной пены.
ЛИТЕРАТУРА
1. Теребнёв В. В. Справочник руководителя тушения пожара. Тактические возможности пожарных подразделений. М.: Пожкни-га, 2004. 256 с.
2. Пуганое М. В, Солдатов А. Г. Обеспечение пожарной безопасности в здании повышенной этажности и проблемы эвакуации людей при пожаре // Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. 2013. Т. 1. С. 516-520. Режим доступа: ЬПр8://еИЬгагу.ги/Кет.азр?1а=36983369 (дата обращения 23.09.2019).
3. Ройтман В. М. Щерба В. Г. Пожарная безопасность зданий повышенной этажности // Жилищное строительство. 2006. № 5. С. 22-25.
4. Чикина К. В. Нелис Л. И., Суровикин С. Н. Анализ возникающих проблем при эвакуации людей из зданий повышенной этажности. Материалы V Международной научно-практической конференции «Безопасность городской среды». Омск: Омский государственный технический университет, 2018. С. 308-310.
5. Копылов Н. П., Пивоваров В. В., Пронин Д. Г. Обеспечение безопасности людей в жилых зданиях повышенной этажности // Пожаровзрывобезопасность. 2017. Т. 26. № 9. С. 5-14. 001: 10.18322ZPVB.2017.26.09.5-14
6. Корецкая М. С. Андреева Е. С. Актуальность обеспечения пожарной безопасности в зданиях повышенной этажности и анализ нормативной литературы. Материалы международной конференции «Инновации и инжиниринг в формировании инвестиционной привлекательности региона». РнД: Донской государственный университет, 2017. С. 28-30.
7. Федяев В. Д. Применение компрессионной пены в насо-сно-рукавных системах при тушении пожаров электрооборудования под напряжением: дис. ... канд. техн. наук: 05.26.03 / Владислав Дмитриевич Федяев. М.: Академия ГПС МЧС России, 2017. 158 с.
8. BrinkleyJ. Capabilities and limitations of compressed air foam systems (CAFS) for structural firefighting / Brinkley J., Depew R. // The Fire Protection Research Foundation. 2012. 58 p.
9. Камлюк А. Н. Грачулин А. В. Методы применения компрессионной пены для тушения пожаров // Техносферная безопасность. 2018. № 3 (20). С. 3-14.
10. Шварев А. Ю. Смирнов В. А. Компрессионная пена -помощник пожарной охраны // Аллея науки. 2019. Т. 1. № 1 (28). С. 816-824.
Материал поступил в редакцию 11 сентября 2019 года.
Mikhail ALESHKOV
Grand Doctor in Engineering, Professor
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
E-mail: Aleshkov.m@mail.ru
Vladimir ROYTMAN
Grand Doctor in Engineering, Professor
Moscow State (National Research) University of Civil
Engineering, Moscow, Russia
E-mail: roytman-msuse@yandex.ru
Sergey VOEVODA
Grand Doctor in Engineering, Professor Autonomous non-profit organization «Eurasian Center for Security», Moscow, Russia E-mail: VSS62@mail.ru
Victor MOLCHANOV Grand Doctor in Engineering E-mail: v-molchanov@mail.ru
Sirym SHARIPKHANOV
Grand Doctor in Engineering
Kokshetau Technical Institute Of the Committee
on Emergency Situations of the Ministry of internal Affairs of
the Republic of Kazakhstan
Vladislav FEDYAEV Ph.D. in Engineering
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow E-mail: fedyaeff.v@yandex.ru
THE USE OF COMPRESSION FOAM I N EXTINGUISHING FIRES IN HIGH-RISE BUILDINGS
ABSTRACT
Purpose. The article substantiates the use of compression foam in extinguishing fires in high-rise buildings.
Methods. Specialists of the Academy conducted research of application technology of compression foam to extinguish fires on specially developed stands.
Findings. The use of compression foam to extinguish fires in high-rise buildings is justified.
Research application field. The results will improve the efficiency of fire departments in extinguishing fires in high-rise buildings.
Conclusions. The analysis based on practice and various studies showed that when extinguishing fires in high-rise buildings the use of compression foam will be more effective than the use of water.
Key words: pump-hose systems, high-rise buildings, Compression foam, Fire safety, fire extinguishing.
REFERENCES
1. Terebnev V.V. Spravochnik rukovoditelia tusheniia pozhara. Takticheskie vozmozhnosti pozharnykhpodrazdelenii [Manual of the head of fire extinguishing. Tactical possibilities of fire departments]. Moscow, Pozhkniga Publ., 2004. 256 p.
2. Puganov M.V., Soldatov A.G. Ensuring fire safety in the building of the increased number of storeys and a problem of evacuation of people at the fire. Problemy obespecheniya bezopasnosti pri likvidatsii posledstviy chrezvychaynyh situatsiy, 2018, vol. 1, pp. 516-520, available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=36983369 (accessed September 23, 2019). (in Russ.).
3. Roitman V.M., Shcherba V.G. Fire Safety in High Rise Buildings. Zhilishchnoe stroitelstvo, 2006, no. 5, pp. 22- 25. (in Russ.).
4. Koretskaya M.S., Andreeva E.S. Analiz voznikayushchikh problem pri evakuatsii lyudey iz zdaniy povyshennoy etazhnosti. Mat-ly VMezhdunar. nauchno-prakt. konf. "Bezopasnostgorodskoy sredy" [Proceeding of the 5th Inter. sci.-pract. conf. "Safety of the urban environment"]. Omsk, Omsk State Technical University Publ., 2018, pp. 308-310. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.09.5-14 (in Russ.).
5. Kopylov N.P., Pivovarov V.V., Pronin D.G. Ensuring the safety of people in residential high-rise buildings. Pozharovzryvobezopasnost, 2017, vol. 26, no. 9, pp. 5-14. (in Russ.).
6. Koretskaya M.S., Andreeva E.S. Aktualnost obespecheniya pozharnoy bezopasnosti v zdaniyakh povyshennoy etazhnosti i analiz normativnoy literatury. Sb. nauchn. trudov 2 Otkrytogo mezhdunar. naucho.-prakt. foruma "Innovatsii i inzhiniring v formirovanii investitsionnoy privlekatelnosti regiona" [Proceeding of the 2th open internat. sci.-pract. forum. "Innovation and engineering in the formation of investment attractiveness of the region"]. Rostov-on-Don, DSTU-print Publ., 2017, pp. 28-32. (in Russ.).
7. Fedyaev V.D. Primenenie kompressionnoy peny v nasosno-rukavnyh sistemah pri tushenii pozharov elektrooborudovaniya pod napryazheniem [The use of compression foam in pump-hose systems for extinguishing fires of electrical equipment under voltage. PhD in Engin. Sci. diss.]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2017. 158 p.
8. Brinkley J., Depew R. Capabilities and limitations of compressed air foam systems (CAFS) for structural firefighting. — Quincy, MA: Fire Protection Research Foundation, 2012. p. 58.
9. Kamluk A.N., Grachulin A.V. Methods of application of compression foam for extinguishing fires. Tekhnosfernaya bezopasnost, 2018, no. 3 (20), pp. 3-14. (in Russ.).
10. Shvarev A.Yu., Smirnov V.A. Foam Compression - Fire Department Assistant Alleya nauki, no. 1 (28), pp. 816-824. (in Russ.).
62
© Aleshkov M., Roytman V., Voevoda S., Molchanov V., Sharipkhanov S., Fedyaev V., 2019
