Начинается...

Компрессионная пена – история развития в мире и применения в России

Компрессионная пена – история развития в мире и применения в России

Compressed Air Foam System (CAFS) – система генерирования пены с применением сжатого воздуха (компрессионной пены).

Формирование компрессионной пены происходит в специальном оборудовании под давлением из воды, воздуха и пенообразователя, а затем по трубопроводам под избыточным давлением уже готовой пены осуществляется ее подача на тушение пожара. В этом основной отличительный принцип работы CAFS от установок с пеной, генерируемой классическим способом, где формирование пены обычно происходит при ударе водного раствора пенообразователя о сетку пеногенератора (не берем во внимание высоконапорные пеногенераторы для подслойного пожаротушения – там иной принцип работы).

Мировая практика применения CAFS весьма широка и началась достаточно давно. Королевский военно-морской флот Великобритании и ВМС США экспериментировали с этой технологией еще в 30-х годах 20 века. В 1940-ые годы ВМС США начали использовать CAFS для тушения разливов горючих жидкостей, т.е. первые разработчики CAFS сосредоточились на тушении пожаров класса B, в частности тушении топлива и пожаров нефтяных танкеров.

Пожарное сообщество не рассматривало CAFS для использования на суше до начала 1970-х годов, когда лесная служба Техаса первой применила CAFS для тушения природных пожаров.

Первую современную систему CAFS для тушения лесных пожаров (класса А) изобрел Марк Камминс, работая в Техасской лесной службе (патент США 4318443). Пожарные прозвали его систему «Texas Snow Job», потому что готовая пена напоминала свежий снегопад. Система формировала готовую пену из воды, сжатого воздуха и мыла из соснового масла (соснового мыла).

Сосновое мыло – это побочный продукт процессов производства бумаги. Оно имеет ограниченную эффективность по сравнению с сегодняшними пенообразователями. Тем не менее, это решение показало, что CAFS эффективно работает и заложила основу для современных технологических разработок, но более важный вывод, который можно из этого сделать, это тот, что компрессионная технология обеспечивает хорошие результаты даже с не очень высоко качественными пенообразователями.

В технических отчетах администрации США указаны результаты полевых испытаниях CAFS, датированные 1987 годом, а в 1988 году CAFS была применена при тушении самого крупного пожара в Йеллоустонском национальном парке. Причем пожарные успешно защитили строение «Old Faithful Lodge» укрыв конструкцию слоем готовой пены и защитили от пожара.

В 1990-х годах чиновники лесного хозяйства выдвинули гипотезу, что, основываясь на их опыте работы с CAFS, она может быть успешной при тушении пожаров внутри зданий, что заинтересовало многие городские пожарные департаменты, началось применение и тестирование CAFS на гражданских и промышленных береговых объектах.

В России работы по компрессионной технологии пенного пожаротушения начались с 2011 году сразу в двух компаниях.

ГК «СТАЛТ» разработала, производит и успешно применяет оборудование пенного пожаротушения с генерированием пены компрессионным способом. Первая установка на объекте построена в 2011 году. Оборудование производится на территории России и имеет все необходимые сертификаты.

В 2011 году екатеринбургский завод пожарных автомобилей «Спецавтотехника» зарегистрировал товарный знак «NATISK» и в начале 2012 года запустил в серийное производство линейку автомобилей (на шасси УРАЛ, КАМАЗ, ГАЗ), оснащенных системой генерирования компрессионной пены. В настоящее время завод предлагает и мобильные установки «NATISK».

Модуль пенного пожаротушения компрессионной пеной полной заводской готовности ООО «СТАЛТ»

Рис. 1. Модуль пенного пожаротушения компрессионной пеной полной заводской готовности ООО «СТАЛТ»

Нормативная база применения в России компрессионной технологии пенного пожаротушения определяется следующими документами:

  • Перевод на русский язык 7 главы NFPA 11 (включен в перечень документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований 123-ФЗ «Технического регламента о требованиях пожарной безопасности»).
  • СП 485.1311500.2020 «Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования».

Требования к оборудованию определяются ГОСТ Р 58792-2019 и ГОСТ Р 34714-2021.

Проследив путь развития компрессионной пены, становится, очевидно, что эта технология не нова в мировой практике и в России уже тоже имеется значимый опыт применения.

Пеногенерирующее установка SmartFoam ООО «СТАЛТ»

Рис. 2. Пеногенерирующее установка SmartFoam ООО «СТАЛТ»

Компрессионная пена – это эволюционный этап пенного пожаротушения.

В чем преимущества компрессионной пены над полученной классическим способом? В чем причины более высокой эффективности при тушении пожара компрессионной пеной?

Исходя из принципа «пожарный треугольник», рассмотрим с какими факторам (тепло, топливо, кислород) компрессионная пена справляется лучше.

Применение пенообразователя в обоих методах генерирования пены, позволяет доставлять воду в «упакованном» виде и поглощать тепло за счет большей поверхности контакта.

Но компрессионная пена отводит тепло эффективнее почти в 3 раза.

У компрессионной пены узкая дисперсность (практически равные размеры пузырьков полиэдричесой формы). За счет этого она имеет высокую адгезию и сравнительно долго не разрушается.

Образовывая и сохраняя плотное покрытие горящей поверхности, компрессионная пена изолирует горючую нагрузку от атмосферного воздуха, предотвращая повторное возгорание и стабильно «доставляет» больше неразрушенных пузырьков к горящей поверхности, поэтому быстрее ее охлаждает.

В пене, полученной за счет ударов пенораствора о сетку пеногенератора, остается много свободной жидкости (не перешедшей в пену), которая под действием силы тяжести стремится в направлении земли. В силу широкой дисперсности такой пены происходит постоянное лавинное разрушение части пузырьков, за счет чего количество свободной жидкости постоянно увеличивается, значительно снижая адгезию. Поверхностное натяжение простой воды ограничивает ее проницаемость в горящую поверхность, за счет этого хуже отводит тепло.

Сравнение скорости охлаждения разными ОТВ (скорость охлаждения с 538°С до 100°С) приведено в табл. 1.

Таблица 1. Скорость охлаждения разных ОТВ

Скорость охлаждения разных ОТВ

Отсутствие жидкой фазы, низкая дисперсность, полиэдрическая форма пузырька обеспечивает высокую адгезию компрессионной пены, причем даже к отрицательно наклоненным поверхностям и поверх масляной пленки.

Подача компрессионной пены на покрытый маслянистой копотью стальной резервуар после проведения огневых испытаний

Рис. 3. Подача компрессионной пены на покрытый маслянистой копотью стальной резервуар после проведения огневых испытаний
Таблица 2.

Стоимость оборудования пожаротушения компрессионной пеной в настоящее время выше стоимости оборудования генерирования пены классическим способом.

Однако, из нашего опыта проектирования нового строительства, при оценке системы противопожарной защиты в целом часто видна даже выгода.

Нормативно интенсивность орошения компрессионной пеной ниже, следовательно, расход воды ниже, диаметры труб меньше (даже для районов крайнего севера можно обойтись только утеплением, без обогрева), требования к насосной станции ниже, пенообразователя меньше и т.д.

И самое главное, что нужно брать в расчет экономической целесообразности:

  • инерционность включения небольшая;
  • скорость тушения высокая.

Следовательно, мы сохраняем защищаемый объект в гораздо большей степени, нежели при классическом способе тушения. А значит, сокращаем стоимость и длительность восстановительных работ.

Статья в формате pdf →

197349, Санкт-Петербург,
ул. Ново-Никитинская, д. 20, лит. А
☎ +7 (812) 327-43-71
info@stalt.ru
www.stalt.ru


Читайте также:

ВЫПУСК 1/2021



Читать онлайн