Лабораторная работа №2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ ПОЖАРОТУШЕНИЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Цель работы: изучить устройство и условия применения пожарной сиг­нализации и первичных средств пожаротушения.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Пожарная безопасность (ПБ) любого объекта должна обеспечиваться системами предотвращения пожара, противопожарной защиты, а так же орга­низационно-техническими мероприятиями. Основная задача систем ПБ на предприятиях, стройках и организациях – исключить возникновение пожара, а при его возникновении – своевременно обнаружить и потушить пожар с мини­мальными убытками.

Одним из основных способов обеспечения требуемого уровня ПБ на объ­ектах является применение систем электрической пожарной сигнализации (ЭПС) и средств пожаротушения.

1.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОЖАРНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ

ЭПС предназначена для обнаружения пожара на ранней стадии его раз­вития и быстрого сообщения о времени и месте его возникновения. Установ­ками ЭПС оборудуются опасные в пожарном отношении объекты. Кроме функций сигнализации о пожаре, отдельные системы ЭПС обеспечивают ав­томатическое включение стационарных установок пожаротушения в охраняе­мом помещении, когда пожар еще не достиг больших размеров, а также вы­полняют охранные функции.

Системы ЭПС могут быть автоматического, неавтоматического (ручного) и комбинированного действия в зависимости от их схемы и применяемых датчиков.

ЭПС может выполняться в виде автономной системы, которая устанав­ливается в диспетчерских пунктах пожарных постов (на вахте), или системы централизованного наблюдения.

Автономная система ЭПС включает приемно-контрольные приборы, по­жарные извещатели (ПИ) и устройства звуковой и световой сигнализации.

Приемно-контрольные приборы (ПКП) такой системы принимают и фик­сируют сигналы пожарной тревоги от ПИ, обеспечивают контроль исправности линейной сети (шлейфа блокировки), автоматически включают местные све­товые и звуковые сигналы тревоги, транслируют сигналы тревоги на пульт централизованного наблюдения.

В автономных системах ЭПС применяют следующие ПКП: ППКУ–1М, «Гудок-М», «Сигнал-31», «Дозор» и др. Эти ПКП предусматривают, как пра­вило, только один шлейф, в цепь которого последовательно может быть включено практически неограниченное число ПИ. При необходимости на ох­раняемом объекте можно устанавливать несколько ПКП самостоятельными шлейфами или использовать многоканальный ПКП, например типа «Дозор», рассчитанный на подключение четырех самостоятельных шлейфов.

Устройство промежуточное приемно-контрольное ППКУ-1М предназна­чено для питания дымовых фотоэлектрических извещателей типа ИДФ-1М, приема информации от извещателей, контроля за исправностью линий пита­ния и сигнализации, передачи информации на пульт централизованного на­блюдения, включения цепей управления системами автоматического пожаро­тушения и местной сигнализации. Оно включается в луч приемно-контроль­ного пункта ТОЛ 10-100 системы централизованной пожарной сигнализации и обеспечивает возможность подключения до 10 извещателей ИДФ-1М.

При срабатывании одного извещателя или при выходе из строя лампы извещателя устройство ППКУ-1М дает сигнал «Внимание», при срабатывании двух или более извещателей – сигнал «Тревога», при извлечении извещателя из розетки, обрыве или коротком замыкании линии питания или сигнализации – сигнал «Повреждение линии». Поэтому в одном помещении следует уста­навливать не менее двух извещателей ИДФ-1М.

Питание ППКУ-1М осуществляется от сети переменного тока напряже­нием 220 В. Потребляемая мощность при подключении 10 ПИ типа ИДФ-1М – не более 55 В×А.

Устройство-сигнализатор «Гудок-М» предназначено для контроля за со­стоянием шлейфа блокировки и подачи звуковых сигналов на приемный пункт при обрыве или коротком замыкании шлейфа блокировки и срабатывании руч­ных и автоматических ПИ, включенных в эту же цепь блокировки. Оно вклю­чает прибор сигнализатор «Гудок-М», автоматический выключатель АВ-2 и сигнальную сирену. Может работать автономно и с пультами централизован­ного наблюдения. Аналогичные функции выполняют и другие типы ПКП.

Система централизованного наблюдения включает пульт централизован­ного наблюдения, релейный щит переключения телефонных линий и оконеч­ные устройства для подключения автономных систем ЭПС. В централизован­ных системах, как правило, используются линейные сооружения городской теле­фонной сети для передачи информации о состоянии заблокированных объек­тов.

Пульты централизованного наблюдения предназначены для дистанцион­ного управления устройствами переключения телефонных линий, контроля за исправным состоянием этих линий, приема и преобразования поступающих сигналов и выдачи соответствующих оптических и акустических сигналов тре­воги.

В практике широкое применение нашли пульты типа «Нева-10», «Омега-100», «Сирень-2М» и др. Их возможности могут быть увеличены при использо­вании концентраторов типа «Сигнал-12», «Комар», УТС, а так же коммутаторов тревожной сигнализации типа ТОЛ-20/30, ТОЛ-10/100 и др.

В общем случае структурная схема ЭПС включает: датчики (ПИ) исход­ной информации о возникшем загорании, блок промежуточного усиления сиг­налов, приемную станцию со звуковой и световой сигнализацией, блоки ос­новного и аварийного питания приемной станции и соединяющие провода (сеть).

По способу включения ПИ в сеть системы ЭПС делятся на лучевые и кольцевые (шлейфовые). В лучевых системах один или несколько извещате­лей соединены с приемной станцией парой самостоятельных проводов, образую­щих отдельный луч. При срабатывании извещателя приемная станция получает сигнал, указывающий номер луча, т.е. место пожара. Как правило, лучевые сис­темы применяют при небольшой протяженности лучей или при возможности использования кабеля телефонной сети. В кольцевых системах извещатели включаются последовательно в один общий кольцевой провод (шлейф), начало и конец которого соединены с приемной станцией. Один шлейф включает до 50 извещателей. Для определения места пожара каждый извещатель передает на приемную станцию определенное количество им­пульсов (код извещателя). Кольцевые схемы применяют, как правило, на круп­ных объектах. Схемы луче­вой и кольцевой системы ЭПС приведены на лабо­раторных стендах.

Пожарные извещатели являются одним из основных элементов любой системы ЭПС, определяющим ее эффективность. Эти устройства, предназна­ченные для обнаружения загорания и выдачи сигнала о пожаре, по способу приведения в действие ПИ делят на ручные (кнопочные) и автоматические.

Ручные ПИ устанавливаются в легко доступных местах, на путях пере­движения людей – в проходах, на лестничных клетках и т.д. Типичным датчи­ком ручного действия является извещатель ПКИЛ-9 (пусковой кнопочный из­вещатель лучевой), сигнал от которого на приемную станцию подается нажа­тием кнопки после предварительной разбивки защитного стекла.

Автоматические ПИ преобразуют физические параметры, сопутствующие пожару (тепло, дым и др.), в электрические сигналы и по проводной линии связи передают их на приемную станцию, где они расшифровываются и пре­образуются в световые и звуковые сигналы тревоги.

В зависимости от вида физического параметра, на который они реаги­руют, автоматические ПИ подразделяются на:

· тепловые, реагирующие на повышение температуры окружающей среды;

· дымовые, реагирующие на дым и газы, выделяющиеся при горении;

· световые, реагирующие на оптическое излучение открытого пламени или искр;

· комбинированные, реагирующие одновременно на несколько пара­метров.

По принципу действия автоматические ПИ делятся на максимальные, дифференциальные и максимально- дифференциальные.

Извещатели максимального действия срабатывают при достижении кон­тролируемым параметром определенной абсолютной величины (например, когда температура окружающего воздуха достигает критического значения, ха­рактеризующего начало пожара).

Дифференциальные ПИ реагируют только на скорость изменения кон­тролируемого параметра (например, когда скорость нарастания температуры окружающего воздуха составляет 5…10 °С в мин.).

Максимально-дифференциальные ПИ реагируют как на абсолютные зна­чения величины контролируемого параметра, так и на скорость ее изменения.

Основными характеристиками ПИ являются:

· порог срабатывания – минимальная величина контролируемого параметра, при которой срабатывает извещатель;

· инерционность – время от начала действия контролируемого параметра на извещатель до момента его срабатывания;

· зона действия – площадь пола, над которой установлен один извещатель. В зависимости от высоты установки извещателя, горючей загрузки поме­щения и требуемого времени обнаружения зона действия извещателя мо­жет изменяться. В технической документации на каждый тип извещателя указана максимальная зона действия, превышение которой приводит к по­тере эффективности системы ЭПС;

· надежность – способность ПИ сохранять работоспособное состояние в ус­тановленное время в определенных условиях эксплуатации.

Для различных условий эксплуатации (температуры окружающей среды, относительной влажности воздуха, наличия вибрации, агрессивных и взрыво­опасных сред и т.д.) промышленностью выпускаются ПИ обычного, морского, тропического и взрывобезопасного исполнения.

Одной из важнейших характеристик автоматических ПИ является время обнаружения пожара. Оно определяется временем с начала возникновения пожара до момента срабатывания извещателя и зависит как от характеристик извещателя (порог срабатывания и инерционность), так и от скорости измене­ния контролируемого параметра в месте установки извещателя.

Тепловые пожарные извещатели – принцип их действия основан на из­менении свойств теплочувствительных элементов при изменении темпера­туры окружающей среды. В качестве теплочувствительных элементов приме­няются биметаллические пластинки различных геометрических форм, легко­плавкие сплавы, термопары, терморезисторы и др.

Извещатель тепловой легкоплавкий ДТЛ одноразового действия получил широкое распространение благодаря простоте конструкции и дешевизне. Предназначен для сигнализации о повышении температуры воздуха в поме­щениях, где отсутствуют взрывоопасные материалы и взрывоопасные концен­трации газов и пыли. Основным чувствительным элементом датчика является легкоплавкий замок из двух упругих пластин, спаянных между собой легкоплавким спаем с определенной температурой плавления. При по­вышении температуры воздуха в помещении до расчетной температуры плав­ления спай расплавляется, пластины расходятся, разрывая сигнальную цепь.

Порог срабатывания извещателя составляет 60, 72 или 80 °С (в зави­симости от состава спая), контролируемая зона – 10…15 м², инерционность – 90…120 с. Он устанавливается над полом на высоте до 3,5 м и сохраняет работоспособность при температуре окружающей среды до + 80 °С и относи­тельной влажности до 96 %.

Повторное использование извещателя ДТЛ возможно, если концы пла­стин в заводских условиях снова спаять спаем с расчетной температурой плавления.

Извещатель пожарный тепловой ИП 105-2/1 предназначен для сигнали­зации о повышении температуры окружающей среды. Теплочувствительный элемент извещателя состоит из двух кольцевых постоянных магнитов с уста­новленным между ними теплочувствительным ферритом с низкотемператур­ной точкой Кюри (около 70 °С), укрепленных с помощью специального клея на колбе магнитоуправляемого контакта ( геркона ).

При температуре ниже пороговой температуры извещателя контакты гер­кона замкнуты под воздействием продольного магнитного поля магнитной сис­темы термоэлемента. При повышении температуры окружающей среды выше пороговой (70 °С) магнитная проницаемость феррита падает практически до 0. Это приво­дит к резкому уменьшению магнитного поля, удерживавшего ранее контакты геркона в замкнутом состоянии, в результате чего контакты размыкаются, сиг­нализируя о повышении температуры в месте установки извещателя свыше 70 °С. При снижении температуры среды магнитные свойства феррита восста­навливаются и контакты геркона вновь замыкаются, что обеспечивает много­разовое использование датчика.

Порог срабатывания извещателя составляет + 70 °С, контролируемая зона – 30 м².

Тепловой извещатель ДПС-038 (датчик пожарной сигнализации) отно­сится к группе дифференциальных. Термочувствительным элементом извещателя явля­ется термобатарея из 50 соединенных последовательно хромель-копеле­вых термопар с различными по тепловой инерции спаями: малоинерционными (большей площади) и инерционными. При резком повышении температуры ма­лоинерционные спаи нагреваются быстрее инерционных, в результате чего возникает разность температур нагрева спаев и на концах термобатареи воз­никает термоэлектродвижущая сила (ТЭДС); при медленном изменении тем­пе­ратуры среды спаи нагреваются одновременно и ТЭДС на концах батареи не возникает.

Извещатели ДПС-038 могут быть включены в систему ЭПС только с ис­пользованием промежуточного исполнительного органа ПИО-017, в котором размещаются поляризованные электромагнитные реле (10 или 5 штук в зави­симости от модификации) и подстрочные катушки сопротивления. Каждый из­вещатель ДПС-038 через подстрочную катушку сопротивления подключается к одному поляризованному реле, которое срабатывает от возникающей в изве­щателе ТЭДС.

ДПС-038 и ПИО-017 взрывобезопасны, т.к. возникающие в них ТЭДС и токи незначительны. Порог срабатывания поляризованного реле составляет 17…20 мВ; такая величина ТЭДС возникает в термобатарее датчика при воз­растании температуры среды на 30 °С за 7 сек. от исходной. Контролируе­мая зона – 30 м², инерционность – 5…8 сек. Устройства сохраняют работоспо­собность при температуре окружающей среды от –5 до + 45 °С и относительной влажности до 80 %.

Дымовые пожарные извещатели по принципу действия бывают двух ви­дов: фотоэлектрические и ионизационные. Фотоэлектрические извещатели реагируют на изменение состояния оптической плотности воздушной среды при появлении в ней дыма; ионизационные работают по принципу фиксиро­вания значений отклонений ионизации воздуха при проявлении в нем дыма.

Основным недостатком ионизационных извещателей следует считать на­личие источника радиоактивного излучения, что создает потенциальную опас­ность для здоровья людей. Поэтому извещатели этого типа в настоящие время сняты с производства и в данной работе не рассматриваются.

Извещатель дымовой фотоэлектрический ИДФ-1М предназначен для об­наружения загораний в помещениях при проявлении дыма и для подачи сиг­нала на пульт централизованной сигнализации или концентратор через специ­альное промежуточное приемно-контрольное устройство ППКУ-1М. Принцип действия извещателя основан на регистрации фотоприемником света, рассе­янного частицами дыма. Извещатель состоит из оптического узла, полупро­водникового усилителя и исполнительного реле. Оптический узел извещателя содержит источник излучения (лампа накаливания), фотоприемник (фоторези­стор) и систему, формирующую луч света (тубус, диафрагма и экран).

Луч света формируется таким образом, что при отсутствии дыма в рабо­чей камере извещателя фоторезистор не освещен (дежурный режим), ток в цепи незначителен. Проявление дыма вызывает отражение и засветку фото­резистора; его сопротивление уменьшается, а ток увеличивается, что вызывает срабатывание исполнительного реле, передающего сигнал на приемное устройство ППКУ-1М.

Извещатель срабатывает при увеличении оптической плотности среды на 20…40 %, контролируемая зона составляет 50…100 м², инерционность – 10…30 сек. Извещатель сохраняет работоспособность при температуре окру­жающей среды от – 30 до + 50 °С и относительной влажности воздуха до 98 %.

Оптико-электронный прибор-сигнализатор ДОП - 2 предназначен для об­наружения загораний, сопровождающихся появлением дыма в закрытых по­мещениях площадью до 20 м² при высоте потолка до 4 м. Прибор представ­ляет собой фотоэлектрическое лучевое устройство, состоящее из блока «Из­лучатель-приемник», служащего для излучения и приема светового луча, и светоотражателя, устанавливаемого перпендикулярно направлению светового луча на расстоянии до 2,5 м.

Прибор выдает сигнал тревоги при увеличении сопротивления выходной цепи фотоприемника от 350 Ом до 50 кОм, что может быть вызвано прерыва­нием луча на время не менее 300 мс или увеличением оптической плотности среды за счет задымленности на 20 % (соответствует ослаблению светового луча на расстоянии 5 м в 10 раз). Прибор сохраняет работоспособность при воздействии фоновой освещенности в плоскости объектива фотоприемника:

· от солнечного света до 5000 лк;

· от осветительных приборов до 500 лк.

Прибор рассчитан для совместной работы со всеми типами приемно-кон­трольных приборов, пультов и концентратов пожарной сигнализации в диа­пазоне температур окружающей среды от – 30 °С до + 40 °С и относительной влажности воздуха до 80 %.

Извещатель охранный поверхностный оптико-электронный ИО 309-1 «Фотон-5» предназначен для охраны различных объектов народного хозяй­ства, а также может использоваться в системах ЭПС. В охраняемом помеще­нии извещатель создает зону обнаружения в виде сплошного занавеса высо­той до 5 м и длиной (10+1) м. При движении человека через зону обнаруже­ния, появлении в нем дыма или открытого огня извещатель формирует тре­вожное звуковое извещение путем размыкания контакта выходного реле. Прибор сохраняет работоспособность в диапазоне рабочих температур от – 40 °С до + 50 °С и относительной влажности до 80%.

Рассмотренные автоматические ПИ применяются чаще в лучевых систе­мах ЭПС.

В шлейфовых системах ЭПС для обнаружения факторов сопутствующих пожару и сигнализации о пожаре с указанием места его возникновения ис­пользуются специальные датчики, имеющие адресную и измерительную части.

Адресная часть, как правило, одинакова для всех типов извещателей и часто выполняется в виде самостоятельной конструкции – адресной розетки, которая устанавливается в месте расположения датчика. На адресной части кодируется адрес, который присваивается месту установки датчика, и тип со­ответствующий типу используемой измерительной части.

Измерительная часть для разных типов извещателей (тепловых или ды­мовых) будет различной в зависимости от используемого чувствительного элемента. Поэтому их изготавливают в виде разных конструкций, но с унифи­цированным стыком с адресной частью.

В тепловом извещателе типа ИП 212-14 в качестве чувствительного эле­мента используется терморезистор ТРП2-1, который включен в мостовую схему.

В дымовом извещателе типа ИП 101-18 чувствительный элемент вклю­чает генератор тока излучающих светодиодов инфракрасного диапазона и преобразователь сигнального тока приемных фотодиодов напряжения.

1.2. СРЕДСТВА ПОЖАРОТУШЕНИЯ

По своей мощности средства тушения пожаров подразделяются на пер­вичные и основные. К первичным средствам пожаротушения относятся огне­тушители, асбестовые и грубошерстные полотна, ящики с песком, бочки с во­дой, пожарные ведра, ручной инструмент и инвентарь (ломы, крюки, топоры и т.п.), расположенные на пожарных пунктах. В зданиях с водопроводом пер­вичным средством являются внутренние пожарные краны. К основным средст­вам пожаротушения относят автоцистерны с/без лафетного ствола, пожарные наносы и различные стационарные установки пожаротушения. Выбор наибо­лее рациональных способов и средств тушения пожаров зависит от стадии развития пожара, масштабов загораний, особенностей горения различных ве­ществ и материалов и специфики производства.

Для тушения пожаров используются физический и химический способы. При физическом применяют охлаждение, разбавление и изоляцию; при хими­ческом – флегматизацию, заключающуюся в связывании активных центров реакции горения. При горении твердых и жидких горючих веществ различают три стадии развития пожара.

Первая, начальная стадия (загорание) характеризуется неустойчивостью, сравнительно низкой температурой в зоне пожара, малой высотой факела пламени и небольшой площадью очага загорания (не более 1…2 м²). На этой стадии пожар может быть быстро ликвидирован применением простейших средств (например, действием 1…2 огнетушителей).

Вторая стадия характеризуется увеличением площади горения (до 10 м²) и высоты факела пламени из-за усиления процесса разложения и испарения горючих веществ за счет выделяющегося тепла; горение переходит в устойчи­вую форму. Температура окружающей среды повышается значительно и уси­ливается действие лучистой энергии. Для ликвидации пожара на этой стадии требуется применение основных средств пожаротушения (в первую очередь – стационарных установок) или большого числа первичных средств.

Третья стадия характеризуется большой площадью горения (более 10 м²), высокой температурой, большой площадью излучающих поверхностей, конвективными потоками, деформацией и обрушением конструкций. Для ту­шения пожара на этой стадии необходимо применение большого количества основных средств пожаротушения в течение длительного времени.

При воспламенении горючих газов горение развивается так быстро, что ста­дии пожара не различаются. При выходе газа из небольших отверстий го­рение может принять при воспламенении устойчивую форму и дальше не рас­пространя­ется. При предварительном смешивании газа с воздухом происходит взрыв.

Таким образом, легче потушить пожар в начальной стадии, приняв меры для его локализации с помощью первичных средств пожаротушения.

Как уже отмечалось выше, отдельные системы ЭПС, наряду с извеще­нием о месте пожара или сгорания, обеспечивают автоматическое включение стационарных установок пожаротушения в охраняемом помещении, которые подают в зону горения огнегасящие средства. К ним относятся вода, пены, не­горючие газы и инертные разбавители, флегматизаторы, порошковые сред­ства и комбинированные составы.

Вода по сравнению с другими огнегасящими средствами имеет наиболь­шую теплоемкость и пригодна для тушения большинства горючих веществ (1 л воды при нагревании от 0 до 100 °С поглощает 419 кДж тепла, а при испарении – 2260 кДж). Вода обладает достаточной термической стойкостью (свыше 1700°С), превышающей стойкость многих других огнегасящих средств и обес­печивает охлаждение зоны горения или горящих веществ, разбавляет реаги­рующие вещества в зоне горения и изолирует горючие вещества от зоны горе­ния.

На пожарах воду подают в виде:

· компактных струй из лафетных или ручных пожарных стволов (легкоуправ­ляемы, дальнобойны, способны сбивать пламя, но малоэкономичны);

· распыленных (при диаметре капель воды свыше 100 мкм) и тонкораспы­ленных (диаметр капель до 100 мкм) струй, образуемых с помощью наса­док и распылителей (отводят больше тепла, лучше изолируют зону горе­ния);

· растворов, содержащих смачиватели (0,2…2,0 % по массе) для снижения поверхностного натяжения, уменьшающие расходы воды в 2…2,5 раза при одновременном сокращении времени пожаротушения.

Воду в виде компактных и распыленных струй применяют для тушения твердых веществ и материалов органического происхождения, горючих жидко­стей (темных нефтепродуктов). Распыление струи рекомендуется применять при тушении небольших пожаров, когда можно близко подойти к очагу горения, для охлаждения конструкций, веществ и материалов, находящихся в зоне ин­тенсивного теплового воздействия, для защиты пожарников – ствольщиков, пожарной техники. Воду в виде распыленных и тонкораспыленных струй при­меняют для тушения несмешивающихся с водой горючих и легковоспламе­няющихся жидкостей.

Воду нельзя применять для тушения веществ, вступающих с ней в реак­цию (калий, натрий, карбид кальция и т.п.), и электроустановок, находящихся под напряжением.

Обеспечение водой защищаемых объектов осуществляется системой на­ружного и внутреннего противопожарного водоснабжения, состоящей из ком­плекса инженерно-технических сооружений по забору и транспортировке воды, хранению ее запасов и использованию их для пожаротушения.

Наружная водопроводная сеть, как правило, кольцевого типа в плане раз­мещается на расстоянии не ближе 5 м от стен защищаемого объекта и не бо­лее 2,5 м от обочины дороги. На ней устанавливаются пожарные гидранты (чаще подземного типа, укрытые подземными крышками), расстояние между которыми принимают не более 150 м; наибольшее расстояние от гидрантов до обслуживаемых объектов не должно превышать 120…150 м. К наружной сети присоединяется внутренний пожарный провод, устраиваемый во всех произ­водственных и административных зданиях. На нем устанавливают пожарные краны на высоте 135 см от пола в доступных и заметных местах (на лестнич­ных клетках у входов и в коридорах), которые снабжаются пожарными рука­вами длинной 10 или 20 м со стволами компактной струи диаметром 50 мм и произ­водительностью 2,5…5,0 л/с.

К внутреннему пожарному водопроводу подсоединяются стационарные спринклерные и дренчерные установки, относящиеся к автоматическим средст­вам тушения пожаров распыленной водой.

Спринклерные установки могут быть трех видов: водяные, водовоздушные и воздушные. В неотапливаемых помещениях должны применяться воздушные установки, в которых трубопроводы заполнены не водой, а сжатым воздухом. Спринклерная водяная установка состоит из смонтированных под перекрытием разветвленных трубопроводов, в которые с шагом 3…4 м ввинчены спринклер­ные головки, чтобы одним спринклером орошалось 9…12 м² площади пола. Входное отверстие спринклера закрыто замком из латунных пластинок, спаян­ных легкоплавким спаем. При повышении температуры воздуха до темпера­туры плавления (72, 93, 141 и 182 °С) спай плавится, замок распадается на части, освобождая стеклянный клапан и открывая путь воде, которая удаляясь в розетку спринклера распыляется в виде дождя.

Спринклерные головки обладают сравнительно большой инертностью (2…3 мин с момента повышения температуры воздуха в помещении), которая в пожароопасных помещениях не всегда приемлема. Кроме того, для повышения эффективности действия иногда целесообразно подать воду сразу по всей площади помещения или его части (создать водяную завесу). В этих случаях применяют дренчерные установки группового действия, в которых на смонтированных под перекрытием трубопроводах вместо спринклеров устанавливают дренчеры, представляющие собой спринклерные головки, но без замков, с открытыми выходными отверстиями для воды. В обычное время выход воды в сеть закрыт клапаном группового действия. Дренчерные установки могут иметь автоматическое или ручное управление.

Огнегасящие пены представляют собой дисперсную смесь газа с жидкостью и широко используются для тушения твердых горючих веществ и легковоспламеняющихся жидкостей, растворимых в воде. Имея небольшой удельный вес, пена легко удерживается на поверхности горящей жидкости или твердого вещества и тем самым прекращается выход паров, жидкости или твердого тела в зону горения и доступ атмосферного воздуха к зоне горения. В практике тушения пожаров наибольшее применение получили химическая и воздушно-механическая пены.

Химическая пена получается в результате химической реакции и представляет собой пузырьки углекислого газа с оболочкой из воды. Химическую пену получают в пеногенераторах из пенопорошка и воды (1 кг порошка и 10 л воды образуют 40…60 л пены с удельным весом около 0,2 г/см³). Пенопорошок – сыпучая желтовато-серая масса, состоящая из кислотной и щелочной частей. Кислотная часть представляет собой размолотый сернокислый глинозем, а щелочная – измельченный бикарбонат натрия, обработанный экстрактом солодкового корня.

В результате выделения большого количества СО получается густая устойчивая пена, которая при растекании образует слой толщиной 7…10 см, мало разрушающийся от воздействия пламени. Пена не вступает во взаимодействие с нефтепродуктами и образует плотный покров, не пропускающий пары жидкости.

Для тушения больших пожаров химическую пену получают в пеногенераторах ПГ-50, ПГ-100 и др. Тушение не больших очагов пожара твердых горючих материалов и различных жидкостей осуществляется химическими пенными огнетушителями ОХП-10, емкостью 10 л. Щелочная часть этих огнетушителей представлена водным раствором бикарбоната натрия с лакричным экстрактом, а кислотная – водными растворами серной кислоты и железного дубителя. Огнетушитель ОХП–10 дает около 45 л пены в течении 65 с. при дальности струи до 8 м.

Воздушно-механическая пена получается в результате механического перемешивания атмосферного воздуха, воды и поверхностно-активного вещества, снижающего поверхностное натяжение воды (пенообразователя). Она может быть обычной кратности, содержащей 90 % воздуха, 9,6…9,8 % воды и 0,2…0,4 % пенообразователя (кратность пены до 12) и высокократной, содержащей 99 % воздуха, 1 % воды и 0,04 % пенообразователя (кратность пены до 100 и более). Удельный вес пены 0,2…0,005 г/см³.

Стойкость воздушно-механической пены меньше, чем химической; причем стойкость уменьшается с повышением кратности пены. Пены обычной кратности применяются для тушения нефтепродуктов и твердых горючих материалов и веществ, а высокократные для тушения пожаров в подвалах и других закрытых объемах, а также разлитых жидкостей.

Воздушно-механическая пена совершенно безвредна для людей, не вызывает коррозии металлов, почти не электропроводна и весьма экономична. Ее нельзя использовать для тушения щелочноземельных металлов и электроустановок, находящихся под напряжением.

Для получения воздушно-механической пены необходимо ввести пенообразователь в воду во всасывающем трубопроводе насоса или в напорной линии. Пены обычной кратности получают в эжекторных аппаратах непрерывного действия – воздушно-пенных стволах типа ВСП-4,5 и ВСП-7,5 (цифры показывают расход пены в м³/мин), высокократные – в пеногенераторах многократной пены.

Пена широко применяется в стационарных спринклерных и дренчерных пенных оросителях (ОПС и ОПД) и установках пенного пожаротушения, а также ручных огнетушителях типа ОВП-5, ОВП-10 (емкостью 5 и 10 л).

Оценка качества пены, а, следовательно, и пенообразователя производится по двум показателям: кратности и стойкости.

Кратность (К) пены - отношение объема полученной пены к объему жидкости, взятой для ее получения, т.е. К=V_П/V_Ж.

Стойкость (С) пены – время разрушения определенного объема пены или скорость обезвоживания пены. В первом случае за меру стойкости берут время разрушения 20 % первоначально полученного объема, а во втором – время выделения (должно составлять не менее 20 мин.) 50 % жидкости, затраченной для ее получения.

При тушении пожаров в закрытых помещениях в качестве огнегасящих средств также широко используют негорючие инертные газы (СО₂, N₂) и водяной пар. При введении их в зону пожара они быстро смешиваются с горючими парами и газами, понижая концентрацию О₂ до 12…16 %, и отнимая значительное количество тепла, что приводит к прекращению горения большинства горючих веществ. Однако, низкие концентрации О₂ опасны для человека, что следует учитывать при применении этих средств.

Углекислота (СО₂) широко применяется для быстрого тушения пожара (в течении 2…10 сек), особенно при тушении небольших поверхностей горючих жидкостей, двигателей внутреннего сгорания, электроустановок, находящихся под напряжением (поскольку она не электропроводна), а так же для предупреждения воспламенения и взрыва при хранении легковоспламеняющихся жидкостей, при изготовлении и транспортировке горючих пылей (например, угольной и др.). Углекислота не вызывает порчи материалов, что делает ее незаменимой при тушении материальных ценностей. Однако ее нельзя применять для тушения веществ (щелочных и щелочноземельных металлов и т.п.), горящих без доступа кислорода.

Для тушения углекислотой применяют автоматические установки газового пожаротушения, а также ручные передвижные и переносные огнетушители. В огнетушителях ОУ-2, ОУ-5,ОУ-8 (емкостью 2, 5 и 8 л соответственно) используется жидкая углекислота под давлением от 2,33 до 7,73 мПа в зависимости от окружающей температуры воздуха. При приведении огнетушителя в действие углекислота переходит в снегообразную массу, увеличиваясь в объеме примерно в 500 раз и охлаждаясь до – 70 °С. Время непрерывного действия огнетушителей ОУ зависит от их объема и составляет от 25 до 60 с при длине струи от 1,5 до 3,5 м.

Галоидированные углеводороды (флегматизаторы) представляют собой газы или легкоиспаряющиеся жидкости (бромэтил, фреон и др.) и находят широкое применение в огнегасительных составах используемых как в стационарных системах, так и в огнетушителях. Так, огнегасительные составы 3, 5 и 7, состоящие соответственно из 70 или 80 % бромэтила и 30 или 20 % углекислоты применяются в огнетушителях типа ОУБ-3 и ОУБ-7 (емкостью 3 и 7 л). Из 1 кг состава 3, 5 при 0 °С и 760 мм.рт.ст. образуется 153 л паров углекислоты и 144 л паров бромэтила. За счет высокой смачиваемости бромэтила эффективность огнетушителей примерно в 3,5…4 раза выше углекислотных. Состав выбрасывается из огнетушителя сжатым воздухом под давлением 0,86 мПа. Основным огнегасительным свойством составов 3, 5 и 7 является торможение химических реакций горения. Время действия огнетушителей ОУБ примерно 40 с при длине струи от 3 до 5,5 м.

Для ликвидации небольших загораний веществ, не поддающихся тушению водой или другими огнегасящими средствами, применяют порошковые средства. К ним относятся хлориды щелочных и щелочноземельных металлов (флюсы), альбуминсодержащие вещества, сухой остаток после выпарки сульфитных щелоков, карналит, двууглекислые и углекислые соды, поташ, квасцы, твердая двуокись углерода, песок, сухая земля и др. Огнетушащее действие этих веществ заключается в том, что они своей массой, особенно при плавлении, сопровождаемом образованием пленки, изолируют зону горения от горючего вещества. Ими тушат щелочные и щелочноземельные металлы, термит и подобные вещества, электроустановки под напряжением, легковоспламеняющиеся жидкости. Порошковые составы подают в очаг горения порошковыми огнетушителями типа ОП-5 и ОП-10, а так же стационарными и передвижными установками. Как правило, во всех этих системах порошок выбрасывается сжатым воздухом или азотом.

Для повышения эффективности огнегасящих средств создают комбинированные составы (вода со смачивателями, инертными порошками и газами).

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Лабораторная работа выполняется на рабочем месте «Первичные средства пожаротушения» и двух специальных стендах пожарной сигнализации и связи.

На рабочем месте «Первичные средства пожаротушения» представлены углекислотные огнетушители ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8, углекислотно-бромэтиловые огнетушители ОУБ-3 и ОУБ-7, химические пенные огнетушители ОП-3 и ОП-5, воздушно-пенные ОВП-5 и ОВП-10, пеногенератор ПГ-30, ручные пожарные стволы, спринклерные головки и другие первичные средства пожаротушения, а так же плакаты.

Системы пожарной сигнализации и связи представлены на 2-х лабораторных стендах. На лабораторном стенде №1 по исследованию лучевой системы ЭПС смонтированы приемно-контрольные приборы «Дозор», «Гудок-М», «Сигнал-31» с датчиком ДОП-2, промежуточный исполнительный орган ПИО-017 с датчиком ДПС-038, промежуточное приемно-контрольное устройство ППКУ-1М с датчиком ИДФ-1М, извещатели ПКИЛ-9, ИП 105-2/1, ИО 309-1, «Фотон-5» с выходом на автоматическую станцию СТ-5. Стенд имеет общее питание от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц и индивидуальное питание ПКЛ и автоматической станции СТ-5.

На лабораторном стенде №2 по исследованию шлейфовой системы ЭПС смонтирована автономная система пожарной автоматической сигнализации «СПАС», построенная по магистральнокольцевому принципу с использованием тепловых и дымовых адресных извещателей. Система предназначена для обнаружения факторов, сопутствующих пожару, и сигнализации о пожаре с указанием места его возникновения. Система обеспечивает контроль текущего значения температуры и задымленности в защищаемых помещениях с выделением пожароопасной ситуации и сигнализации об этом состоянии сигналами «работа», «пожар». Система включает прибор приемно-контрольный пожарный ППКП, два дымовых извещателя типа ИП 101-18 и два тепловых извещателя типа ИП 212-14. Стенд питается от сети переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц.

2.2. Порядок выполнения работы на

лабораторном стенде №1

2.2.1. Включить вилку стенда лучевой системы ЭПС в розетку 220 В.

2.2.2. На передней панели автоматической станции СТ-5 включить все тумблеры-выключатели в верхнее положение.

2.2.3. Проверить состояние готовности станции СТ-5 путем кратковременного нажатия на кнопку «возврат сигналов». При этом должна загореться, а затем потухнуть лампочка «повреждение», все остальные лампы сигнализации не должны гореть.

2.2.4. Зарисовать в протокол схему лучевой ЭПС, приведенную на стенде.

2.2.5. Убедиться в работоспособности датчиков извещателей. Для этого:

2.2.5.1. Нажать кнопку извещателя ПКИЛ-9. На схеме лучевой ЭПС отметить по какому лучу пришел сигнал тревоги на приемную станцию. Нажать кнопку «возврат сигналов».

2.2.5.2. Зажечь спичу или газовую зажигалку и поднести ее на расстояние примерно 5 см к датчику ИП 105-2/1 (герконовый извещатель). На станции СТ-5 должны загореться лампочки «повреждение» и номер луча, а через некоторое время сигнальная лампочка «пожар». Отметить на схеме ЭПС номер луча, в который включен датчик ИП 105-2/1. Нажать кнопку «возврат сигналов»;

2.2.5.3. Повторить действия пункта 5.2. с датчиком ДПС-038;

2.2.5.4. Проверить работоспособность датчика пожарно-охранной сигнализации ДОП-2, работающего на принципе снижения оптической плотности луча инфракрасного излучения ИК (например, при появлении дыма). Для этого включить приемно-контрольное устройство «Сигнал-31». При этом должна загореться контрольная лампа накаливания. При появлении в плоскости объектива фотоприемника ДОП-2 дыма «Сигнал-31» включит звуковую сирену тревоги и периодически включающуюся контрольную лампу накаливания (световая сигнализация). Для имитации снижения оптической плотности ИК излучения можно внести ладонь руки в зону поля зрения излучателя-приемника сигнализатора ДОП-2. По окончании опыта выключить устройство «Сигнал-31».

2.2.6. Ознакомиться с работой автономных приемно-контрольных устройств «Дозор» и «Гудок-М». Для этого:

2.2.6.1. Включить питание станции «Дозор» тумблером «сеть», в результате чего должна высветиться сигнальная лампа «сеть» и лампа световой сигнализации. Включить каналы связи тумблерами. При сохранении свечения лампы и отсутствии звукового сигнала устройство находится в дежурном режиме. Нарушение линии связи на любом из четырех самостоятельных шлейфов приводит к появлению постоянного звукового и прерывистого светового сигнала. Сделать вывод о нормальной работе местной станции «Дозор» и отключить питание.

2.2.6.2. На передней панели устройства «Гудок-М» включить тумблер «сеть», при этом высветится сигнальная лампа «сеть». Тумблер проверки готовности устройства к работе поставить в положение «контроль». Наличие прерывистого звукового и светового сигналов означает, что приемно-контрольное устройство исправно и готово к эксплуатации. Выключить тумблеры «контроль» и «сеть».

2.2.7. Ознакомиться с работой извещателя ИО 309-1 «Фотон-5».

ВНИМАНИЕ. Извещатель ИО 309-1 обладает очень высокой чувствительностью, мгновенно реагирует на перемещение человека и появление пламени в охраной зоне. Поэтому необходимо исключить возможное перемещение студентов около испытательного стенда.

2.2.7.1. Включить блок питания ИО 309-1. Для установки в рабочий режим датчика требуется определенное время. Поэтому на приемной автоматической станции СТ-5 загорится сигнальная лампа «повреждение», четвертый луч и прозвучит звонок «повреждение», а через несколько секунд сигнальная лампа «пожар» и звонок «тревога».

2.2.7.2. Приготовить газовую зажигалку, взяв ее в правую руку. Большой палец левой руки положить на кнопку «возврат сигналов». При отсутствии красного свечения экрана датчика ИО 309-1 нажать кнопку «возврат сигнала» и зажечь газовую зажигалку. На приемной станции СТ-5 должна загореться сигнальная лампа «повреждение», включиться звонок повреждения, а через несколько секунд звуковой и световой сигнал «пожар» и объектовый световой сигнал четвертого луча .

2.2.7.3. Отключить блок питания ИО 309-1 и нажать на кнопку «возврат сигнала».

2.2.8. Отключить стенд от сети 220 В и поставить все тумблеры станции СТ-5 в положение выключено.

2.3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ НА

ЛАБОРАТОРНОМ СТЕНДЕ №2

2.3.1. Включить вилку стенда №2 в розетку 220 В.

2.3.2. На передней панели стенда и приемной станции включить тумблер питания «сеть».

2.3.3. Приступить к тестовой проверки работоспособности шлейфовой системы ЭПС. Для этого:

2.3.3.1. Включить на приемной станции тумблер «тест», нажать и удерживать в течении 6…8 с кнопку «пожар». По истечении указанного времени на мнемопанели приемной станции должны загореться световые сигналы «пожар», объектовые индикаторы установки датчиков, а так же прозвучать прерывистый тональный звуковой сигнал тревоги. Приведение системы ЭПС в исходное состояние осуществляется нажатием на кнопки сброса «сист» и «звук»;

2.3.3.2. Тестирование системы ЭПС на обрыв, короткое замыкание и утечки в шлейфе производится кратковременным последовательным нажатием соответствующих кнопок, расположенных на лицевой панели приемной станции. Например, при нажатии кнопки «кз» должна загореться сигнальная лампа «неисправность». Восстановить систему нажатием кнопки «сист»;

2.3.3.3. Выключить блок тестовой проверки тумблером «выкл»;

2.3.3.4. Зарисовать в протоколе лабораторной работы схему шлейфовой системы ЭПС;

2.3.3.5. Поставить имитатор тепла на датчик №3 и включить тумблер «температура». При появлении сигнала «пожар» и звукового сигнала тревоги зафиксировать по термометру температуру срабатывания исследуемого датчика. Тип датчика, температуру срабатывания и место установки обозначить на шлейфовой схеме ЭПС. Выключить тумблер «температура» и нажать последовательно кнопки сброса «сист» и «звук»;

2.3.3.6. Поставить имитатор тепла на датчик №2 и повторить пункт 2.3.3.5.;

2.3.3.7. Нажать кнопку «дым» и при появлении сигнала тревоги отпустить ее. На схеме отметить тип датчика и объект его расположения. Восстановить схему ЭПС нажатием кнопок «сист» и «звук»;

2.3.3.8. Выключить тумблеры «сеть» на панели приемной станции и стенда ЭПС. Отключить стенд от сети 220 В и закрыть защитную крышку панели станции.

2.4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ

ПЕРВИЧНЫХ СРЕДСТВ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

2.4.1. Изучить конструкции, принцип действия и тактико-технические данные представленных на рабочем месте огнетушителей и занести их характеристики в табл.2 протокола отчета.

2.4.2. Используя мерный сосуд и секундомер (часы) определить кратность и стойкость воздушно-механической пены. Результаты измерений занести в табл.3 протокола отчета.

3. ПРОТОКОЛ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2

___________________________________________________________________

^{(название лабораторной работы)}

Цель работы: _______________________________________________________

___________________________________________________________________

3.1. Исследование лучевой системы ЭПС.

Таблица №1

Типы и характеристики исследованных пожарных извещателей

Рис.1 Схема лучевой ЭПС

Выводы: ___________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________

3.2. иССЛЕДОВАНИЕ ШЛЕЙФОВОЙ СИСТЕМЫ ЭПС

Рис. 2 Схема шлейфовой системы ЭПС

Выводы: ___________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________

3.3. Изучение первичных средств пожаротушения

Основные характеристики изученных огнетушителей

Таблица №2

Определение кратности и стойкости пены

Таблица №3

Выводы: ___________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________

Оценка по допуску _____________________ и по зачету____________________

Подпись студента и дата______________________________________________

Работу проверил преподаватель, дата:_______________________