Відомо, що на сьогодні в Україні найбільш розповсюдженою вогнегасною речовиною є вода, що подається у вигляді компактних чи розпилених струменів. Разом з тим, деякі властивості води ускладнюють або унеможливлюють її застосування для гасіння певних горючих рідин і твердих горючих матеріалів

Тому для цілей пожежогасіння застосовують й інші вогнегасні речовини, зокрема піноутворювачі, з водних розчинів яких, за допомогою спеціального обладнання, генерують піну.

У пожежно-рятувальних підрозділах ДСНС України найчастіше використовують засоби генерування піни низької кратності (кратність піни не більш ніж 20) та середньої кратності (кратність піни від 21 до 200). Таку піну отримують із застосуванням відповідних стволів-генераторів, принцип роботи яких базується на ежекції повітря струменем розчину, що подається через ствол.

Що таке піна з наукової точки зору?

Піною називають плівково-чарункову структуру, що складається з водного розчину поверхнево-активних речовин і газового дисперсійного середовища, яка характеризується показниками кратності та стійкості.

Кратністю піни називають співвідношення між її об’ємом та об’ємом розчину, з якого її одержано. Стійкість піни характеризують показниками швидкості або проміжків часу до витікання з неї певної відсоткової частки рідини, витраченої на одержання піни, а також швидкістю зменшення об’єму піни або проміжками часу до його зменшення на задану величину. Чисті рідини піну не утворюють, натомість для її формування необхідна присутність молекул поверхнево-активних речовин, які здатні адсорбуватися у поверхневих шарах рідини, утворювати колоїдні міцели в її об’ємі й змінювати поверхневий натяг цієї рідини залежно від концентрації.

Поверхнево-активні речовини, здатні утворювати піну, називають милоподібними. Ті з них, які зазвичай використовують у складі піноутворювачів для гасіння пожеж, належать здебільшого до аніоноактивних, рідше – до неіоногенних речовин. Їхні молекули складаються з гідрофільної групи й гідрофобного ланцюга. Відповідно, гідрофільна частина має високу спорідненість з молекулами полярного розчинника (як правило, води), у той час як гідрофобна частина має таку спорідненість з молекулами неполярного середовища (повітря чи іншого газу). Через таку хімічну природу частина молекул поверхнево-активної речовини, розчиненої у воді, займає усі ділянки поверхні її контактування з газовим середовищем, утворюючи «частокіл»: полярна частина молекули начебто втягується у полярний розчинник, а гідрофобні вуглеводневі ланцюги перебувають переважно у газовій фазі.

Для генерування повітряно-механічної піни, яку застосовують для цілей пожежогасіння, використовують піноутворювачі для гасіння пожеж – композиції, що складаються з поверхнево-активних речовин, функціональних добавок і води, що використовується як розчинник.

Піну низької кратності залежно від природи та призначення піноутворювача, а також особливостей пожежі й використовуваного протипожежного обладнання, застосовують для гасіння пожеж поверхневим способом або подаванням у шар горючої рідини («підшарове» гасіння). Піну середньої кратності застосовують переважно для гасіння пожеж поверхневим способом, а піну високої кратності – для гасіння пожеж об’ємним способом, тобто для заповнення всього простору, де сталася пожежа, піною, що забезпечує витіснення кисню, а також змочування твердих горючих матеріалів, охолодження конструкцій і, як наслідок, припинення горіння.

 

Виготовлення піни

Сучасні піноутворювачі для гасіння пожеж виготовляють із сировини як природного, так і синтетичного походження. У їх рецептурах, відповідно, використовують синтетичні поверхнево-активні речовини, до складу молекул яких входять або не входять атоми фтору, а також поверхнево-активні речовини природного походження, що містять або не містять атоми цього елемента.

Водночас піну з високою кратністю найлегше одержати з піноутворювачів на основі синтетичних поверхнево-активних речовин, що не містять атомів фтору, до того ж, піна високої кратності, генерована з них, характеризується вищими показниками кратності та стійкості, а водні розчини таких піноутворювачів – кращими змочувальними властивостями, аніж піноутворювачі на основі фторовмісних поверхнево-активних речовин та/або речовин природного походження. Натомість генерування піни високої кратності зазвичай передбачає примусове змішування робочого розчину піноутворювача з повітрям або іншим газом (азотом, діоксидом вуглецю, газоподібними продуктами згоряння) за допомогою генераторів піни спеціальних конструкцій. Регулюючи витрату робочого розчину піноутворювача і газоподібної речовини, можна одержати піну з бажаними показниками кратності та стійкості.

Вимоги щодо піноутворювачів для гасіння пожеж піною високої кратності унормовано національними стандартами: ДСТУ 3789:2015 Пожежна безпека. Піноутворювачі загального призначення для гасіння пожеж. Загальні технічні вимоги і методи випробування та ДСТУ EN 1568-2:2014 Вогнегасні речовини. Піноутворювачі. Частина 2. Вимоги до піноутворювачів, призначених для гасіння водонерозчинних горючих рідин піною високої кратності, що подається на поверхню. Водночас, як свідчить практика випробування піноутворювачів загального призначення для гасіння пожеж згідно з вимогами ДСТУ 3789:2015, для генерування піни високої кратності застосовні будь-які піноутворювачі спеціального призначення, у той час як синтетичні фторовмісні піноутворювачі можуть не забезпечити можливість її одержання.

Сучасне оснащення підрозділів ДСНС

На жаль, на оснащенні у пожежно-рятувальних підрозділах ДСНС України практично відсутні засоби чи обладнання для генерування піни високої кратності. Лише у поодиноких випадках наявні димососи ДПЕ-7 з піногенеруючим пристроєм ПГУ-120 (рис. 2), які не застосовуються під час пожежогасіння, а зберігаються на складах як технічно та фізично застаріле устатковання.

Разом з тим, аналіз наявності, застосування та характеристик світових аналогів технічних засобів генерування піни високої кратності, проведений у межах науково-дослідної роботи, вказує на їх наявність у провідних країнах світу. Умовно вони поділяються на переносні та стаціонарні, а за принципом дії – на вентиляторні: NAFFCO (ОАЕ), JET-X (США), Renz GmbH (Німеччина), Sainath Fire (Індія), BKG 200 (Росія) (рис. 3) та ежекційні: ГПВК (Е), ГВПЕ «Фаворит», ГВП-50 «Феникс», ДВПЕ-200 «Бурун», «Атлант» (Росія) (рис. 4). Зазначені піногенератори відрізняються один від одного за вагою та габаритними розмірами, витратними характеристиками, сферами застосування тощо.

Можлива сфера застосування піногенераторів

Так, на думку фахівців, застосування генераторів піни високої кратності є доцільним під час гасіння пожеж у будівлях та приміщеннях різного функціонального призначення, передусім це:

• об’ємні склади зі значною пожежною навантагою;
• склади, призначені для зберігання цінного обладнання, що виключає можливість гасіння пожеж великою кількістю води;
• машинні зали, насосні та компресорні станції, ангари у т. ч. авіаційні, а також споруди з легких металевих конструкцій;
• виробничі цехи;
• кабельні тунелі;
• технологічні підпілля;
• підвальні приміщення;
• підземні паркінги;
• машинні відсіки й трюми суден.

Суттєвими перевагами застосування генераторів піни високої кратності для цілей пожежогасіння варто вважати: істотне скорочення необхідного запасу (резерву) води у порівнянні зі спринклерними (дренчерними) водяними системами, а в переносному варіанті – у кілька разів знижується побічний збиток від пролитої води під час гасіння пожежі; можливість застосування піни у режимі «повного затоплення» приміщення та локального пожежогасіння; штучне секціонування приміщення у процесі заповнення піною високої кратності; багатоваріантність розміщення піногенераторів по висоті для забезпечення пожежогасіння у приміщеннях значних об’ємів.

Враховуючи вищенаведене, актуальним для України є питання розробки та створення вітчизняних генераторів піни високої кратності, як стаціонарного так і пересувного виконання, й впровадження їх у практичну діяльність пожежно-рятувальних підрозділів ДСНС України. Або, як варіант, потребують вивчення потреба та економічна складова комплектування пожежно-рятувальних підрозділів уже існуючими у світі зразками генераторів піни високої кратності з кращими тактико-технічними характеристиками.

 

Владислав Чуян, Богдан Алімов, Антон Грачов, УкрНДІЦЗ