2.3. Интенсивность подачи и удельный расход огнетушащих веществ

Огнетушащие вещества имеют первостепенное значение в прекращении горения. Однако горение может быть ликвидировано лишь в том случае, когда для его прекращения подается определенное количество огнетушащего вещества.

В практических расчетах необходимого количества огнетушащего вещества для прекращения горения пользуются величиной интенсивности его подачи.

Под интенсивностью подачи огнетушащих веществ (J) понимается их количество, подаваемое в единицу времени на единицу расчетного параметра пожара (площади, периметра, фронта или объема).

Р азличают: линейную — J л/(см); поверхностную — J л/(см)объемную — J л/(с м) кг/(с•м) интенсивности подачи. Они определяются опытным путем и расчетами при анализе потушенных пожаров. Можно воспользоваться соотношением:

(2.1)

где — расход огнетушащего вещества за время проведения опыта или тушения пожара, л; кг; м П — величина расчетного параметра пожара, м; м м r — время проведения опыта или тушения пожара, мин.

Наиболее часто в расчетах используется поверхностная интенсивность подачи (по площади пожара). Некоторые значения требуемой интенсивности подачи огнетушащих веществ, которыми пользуются при расчетах сил и средств, приводятся ниже. Например, для воды, л/(с-м)

Административные здания ... 0,08-0,1

Жилые здания, гостиницы, здания ‚1-111 степени огнестойкости — 0,08-0,1

Животноводческие здания ... 0,1-0,2

Производственные цеха и помещения категорий А, Б, В ... 0,06-0,2

Это обобщенные цифры. В справочной литературе они даются конкретно для того или иного объекта. Обобщение сделано с целью демонстрации интервала разброса и необходимости учета конкретной обстановки.

В зависимости от вида пожара, способа прекращения горения расчет огнетушащих веществ производится на различные параметры пожара. Например, метр (м) периметра площади тушения или ее части (фронта, флангов и т.п.), метр квадратный (м площади тушения, метр кубический (м объема помещения, установки, здания, дебита газонефтяного фонтана и т.д. Такие параметры пожара называются расчетными.

Расход огнетушащего вещества на расчетный параметр пожара за все время тушения называется удельным расходом и определяется по формуле:

(2.2)

где d — расход огнетушащего вещества за время тушения, л, м d — удельный расход л/м л/м кг/м ; П — величина расчетного параметра пожара (рассмотрено выше).

Удельный расход огнетушащего вещества является одним из основных параметров тушения пожара. Он зависит от физико-химических свойств пожарной нагрузки р и огнетушащих веществ W, коэффициента поверхности веществ пожарной нагрузки К удельных потерь огнетушащего вещества d , которые происходят в процессе подачи его в зону горения и нахождения в ней, т.е.

При этом:

где К — коэффициент потерь огнетушащего вещества при подаче в зону горения; К — коэффициент потерь (разрушения) огнетушащего вещества в зоне горения; r — время тушения.

Фактический удельный расход огнетушащего вещества в некоторой степени позволяет оценить деятельность РТП и подразделений по тушению пожаров в сравнении с подобными по виду и классу пожарами. Снижение удельного расхода служит одним из показателей успешного тушения пожара. Фактический и необходимый удельный расходы можно определить так:

(2.3)

(2.4)

где и — фактическое, требуемое количество огнетушащего вещества, подаваемого в единицу времени (фактический, требуемый расход), л/с, л/мин;

t— время подачи огнетушащего вещества в зону горения (время тушения пожара), с; мин; r — расчетное время тушения, с; мин.

Фактический удельный расход огнетушащих веществ дф представляет собой сумму необходимого удельного расхода d и его потерь d :

(2.5)

Это выражение справедливо для всех принципов прекращения горения.

Количество огнетушащего вещества, необходимое для прекращения горения на расчетном параметре пожара, при условии, что оно полностью расходуется на прекращение горения (d =0) называется необходимым удельным расходом d .

На удельный расход влияет не только стадия развития пожара, свойства (природа) огнетушащего вещества, но и степень соприкосновения его с поверхностью горения.

В тех случаях, когда за расчетный параметр принимается площадь пожара, для более точного определения фактического удельного расхода вводится коэффициент поверхности горения К :

(2.6)

Коэффициент поверхности твердых горючих материалов изменяется при изменении пожарной нагрузки прямопропорционально. Следовательно, увеличивается и удельный расход огнетушащих веществ.

Кроме того, в реальных условиях процесс прекращения горения сопровождается сравнительно большими потерями огнетушащих веществ вследствие их разрушения и по другим причинам. Отношение фактического удельного расхода огнетушащего вещества d к необходимому d называется коэффициентом потерь (К )

(2.7)

Причинами потерь огнетушащих веществ могут быть отсутствие видимости зоны горения из-за задsмления, воздействия высокой температуры как на огнетушащее вещество, так и на ствольщика, который не может приблизиться к зоне горения на необходимое для эффективной работы расстояние; отклонение струй огнетушащих веществ газовыми потоками или ветром, наличие в зоне горения скрытых поверхностей горючего материала от воздействия огнетушащего средства и т.п. Кроме того, потери огнетушащих веществ зависят от опыта работы ствольщика, вида и технического уровня средств подачи, оснащенности пожарных подразделений и др.

Анализ тушения пожаров показывает, что фактические удельные расходы воды п тушении пожаров в гражданских и промышленных зданиях колеблются в пределах 400-600 л/м Если подойти к определению с позиции теплового баланса на внутреннем пожаре и принять, что за время свободного развития пожара выгорает примерно до 50% пожарной нагрузки (типа древесины), то численное значение необходимого удельного расхода воды на охлаждение пожарной нагрузки, конструктивных элементов здания и нагретых газов составит 80-160 л/м

Там, где выполняются условия:

(2.8)

(2.9)

где I — количество огнетушащего вещества, которое фактически подается в единицу времени на единицу геометрического параметра пожара (фактическая интенсивность подачи), л/(с.м); л/(с.м л/(с.м); I — количество огнетушащего вещества, которое требуется подавать в единицу времени на единицу геометрического параметра пожара для прекращения горения (требуемая интенсивность подачи), л/(с.м ); л/(с.м ); л/(с.м ).

Фактический удельный расход огнетушащего вещества не применяется непосредственно для расчета сил и средств, а потребляемая для определения фактической интенсивности подачи огнетушащих веществ при исследовании пожаров и других необходимых случаях:

(2.10)

Интенсивность подачи огнетушащих веществ находится в функциональной зависимости от времени тушения пожара. Чем больше расчетное время тушения, тем меньше интенсивность подачи огнетушащих веществ и наоборот. Область интенсивности подачи от нижнего до верхнего пределов называется областью тушения. Все интенсивности, лежащие в этой области, могут применяться для тушения. Это дает возможность РТП широко маневрировать имеющимися у него в распоряжении силами и средствами пожаротушения. В справочной литературе требуемая интенсивность подачи огнетушащих веществ соответствует ее оптимальным значениям для тех или иных горючих веществ и материалов и называется нормативной или требуемой.

Требуемая интенсивность подачи огнетушащего вещества даже для одного и того же вида пожарной нагрузки изменяется в широких пределах и зависит от коэффициента поверхности горения, плотности самой пожарной нагрузки и др. Зависимость требуемой интенсивности подачи воды, например для тушения твердых горючих материалов, от интенсивности тепловыделения на пожаре приведена ниже:

РТП должен учитывать и тот факт, что на интенсивность подачи огнетушащих веществ оказывает влияние расположение пожарной нагрузки и по высоте помещения.

В практике пожаротушения целесообразно использовать такие интенсивности подачи огнетушащих веществ, которые могут быть реализованы существующими техническими средствами подачи и обеспечивают эффективность тушения с минимальными расходами огнетушащих веществ и за оптимальное время.