Środki gaśnicze. Działanie gaśnicze wody i zakres jej stosowania. Środki zwilżające. Piana gaśnicza – klasyfikacja. Zastosowanie gazów obojętnych, halonów i proszków gaśniczych do gaszenia pożarów.

Środek gaśniczy to substancja w postaci ciała stałego (proszek), ciekłego (woda) lub gazowego (dwutlenek węgla), który po odpowiednim wprowadzeniu do strefy ognia powoduje przerwanie procesu palenia. Do środków gaśniczych zalicza się również pianę gaśniczą, gazy obojętne takie jak azot, argon, dwutlenek siarki oraz związki halonów. Dobór odpowiedniego środ­ka gaśniczego zależy od rodzaju chronionego mienia palących się materiałów, wielkości pożaru, właściwości gaśniczych wybranego środka oraz od wielu innych czynników – istnieje odpowiedni zakres stosowania środków gaśniczych w zależności od grupy pożaru, którego przestrzeganie jest obowiązkowe.

Pożary grupy A (ciała stałe) można gasić wodą, pianą, dwutlenkiem węgla ze zmniejszonym efektem oraz odpowiednimi proszkami gaśniczymi.

Pożary grupy B (ciecze) można gasić pianą, dwutlenkiem węgla i innymi gazami obojętnymi, halonem oraz proszkiem gaśniczym.

Pożary grupy C (gazy) można gasić proszkami gaśniczymi, halonami lub rozproszoną wodą.

Pożary grupy D (metale lekkie) można gasić specjalnymi proszkami.

Pożary grupy E (instalacje oraz urządzenia elektryczne będące pod napięciem) można gasić gazami obojętnymi, proszkiem jak i halonami z określonymi ograniczeniami.

 

Działanie gaśnicze wody i zakres jej stosowania.

Woda jest obok piasku najstarszym, najtańszym i najpowszechniej dostępnym środkiem gaśniczym. Jej działanie gaśnicze opiera się chłodze­niu strefy spalania i płonącego materiału, natomiast izolacja, czyli odcięcie dopływu tlenu do płonącego materiału, przy wodze nie wzbogaconej środ­kami zwiększającymi lepkość bądź pianotwórczymi lub zwilżającymi ma drugorzędne znaczenie.

Przy działaniu chłodzącym wody duże znaczenie ma jej wysoka po­jemność cieplna – aby ogrzać 1 kg wody o 1 °C potrzeba dostarczyć więcej energii, niż do ogrzania 1 kg stali. Ponadto woda ma wysoką temperaturę wrzenia, wynoszącą 100 °C, a przejście ze stanu cie­kłego do gazowego odbywa się przy pochłonięciu z otoczenia dodatkowej ilości energii. Przekładając to na warunki pożaru (mechanizm gaśniczy wody): woda, dostarczona do strefy spalania, nagrzewa się, przejmując część energii pożaru, która inaczej zostałaby zużyta na podgrzanie materiałów w otoczeniu ognia i uwolnienie z nich palnych gazów; część wody od­parowuje, odbierając pożarowi dodatkową porcję energii, czyli zabie­rając mu jego siłę; po odparowaniu (przejściu w stan gazowy) ujawnia się kolejne działanie gaśnicze wody, polegające na wyparciu ze strefy spalania powietrza, a tym samym obniżeniu stężenia tlenu – z 1 dm3 wody (1 litra) otrzymujemy ok. 1700 dm3 (1700 litrów) pary wodnej – dzięki temu przerywane jest następne ogniwo w łańcuchu spalania. Mimo swoich właściwości woda ma ni­ską skuteczność gaśniczą, wynoszącą ok. 2% dla prądów zwartych – znaczy to, że w faktycznym gaszeniu bierze udział tylko 2% objętości użytej do gaszenia pożaru, reszta bezużytecznie spływa po płonącym obiekcie bądź wcale do niego nie trafia. Powoduje to bardzo duże znisz­czenia popożarowe – często kilkakrotnie większe niż spowodowane przez pożar. Nie należy przy tym rezygnować z wody jako środka gaśniczego, lecz należy przede wszystkim rozważnie ją stosować przy pomocy odpowiednich urządzeń, aby wykorzystać wszystkie jej zalety, przy równoczesnym zminimalizowaniu wad. Najlepszym sposobem na wykorzystanie właściwości gaśniczych wody jest podanie jej w jak najbardziej rozdrobnionej postaci. Im bardziej rozproszymy strumień gaśniczy, tym więcej wody weźmie udział w efek­tywnym gaszeniu. Rozpraszając strumień wody zwiększamy jednocześnie powierzchnię styku cieczy ze strefą spalania, co prowadzi do szybszej wymiany ciepła wody z otoczeniem, a tym samym szybszego odebrania energii fazie płomieniowej. Woda w postaci rozproszonej ogarnia większą objętość i osiada na większe powierzchni, niż przy strumieniu zwartym. Tym samym nie może spłynąć z płonącego przedmiotu tak szybko, jak strumień zwarty, gdyż jest podawana cieńszą warstwą, przy czym zamiast kilku strumieni spływu mamy do czynienia z kilkudziesięcioma, do kilku­set. Dzięki temu znów większa jej ilość bierze udział w efektywnej wy­mianie ciepła. Do rozpraszania strumieni wody używa się odpowiednich prądownic – prądownica jest tym lepsza, im rów­nomierniej i do mniejszych średnic kropel rozprasza prąd gaśniczy. Z konwencjonalnego sprzętu, z autopomp i motopomp możemy uzyskać rozproszone prądy gaśnicze o śred­nicy kropel 1 – 3 mm, zwane kroplistymi. Przy pompach do podawania wody pod ciśnieniem możemy uzyskać prądy mgłowe ze średnicą kropel od 10 do 200 mikrometrów. Dlatego warto stosować wysokociśnieniowe urządzenia gaśnicze, gdyż woda podana w postaci wysokociśnieniowej mgły ma bardzo wysoką skuteczność gaśniczą, sięgającą ponad 90%. Istotną wadą prądów rozproszonych jest ich mały zasięg, wymusza­jący podejście do ogniska pożaru na odległość kilku metrów, przy czym im bardziej rozproszony prąd, tym bliżej. Współczesne środki ochrony osobi­stej strażaka, jak ubranie bojowe, aparaty izolujące, hełmy z zasłonami, umożliwiają bezpieczne podejście do większości ognisk małych pożarów wewnątrz obiektów.

 

Wodą nie można gasić:

  • Ciał stałych wchodzących z wodą w reakcje chemiczne wytwarzając parne lub wybuchowe gazy. Do tych substancji zalicza się między innymi karbid, sód, potas, lit, rubid i cez. Nie można również wodą gasić wapna palnego, gdyż wytwarza się znaczna temperatura mogąca sprzyjać roz­szerzaniu się pożaru.

  • Płynów łatwo zapalnych o ciężarze właściwym lżejszym od wody. Do płynów takich (ropopochodnych) należą między innymi nafta, olej, ben­zyna, rozpuszczalniki itp. Woda podana na lustro takiej cieczy opada na dno, podwyższając poziom tej cieczy, co może spowodować wylewanie się na zewnątrz np. pojemnika. Rozlana paląca się ciecz może przyczynić się do dalszego rozprzestrzeniania się pożaru.

  • Instalacji i urządzeń elektrycznych będących pod napięciem. Powód jest bardzo prosty. Woda jak wiadomo przewodzi prąd elektryczny, a to z kolei może spowodować porażenie prądownika.

  • Ciał stałych (metali) rozgrzanych do bardzo wysokiej temperatury. Woda w zetknięciu z gorącym materiałem gwałtownie paruje powodując rozpryski, może również tworzyć się wodór. Gaz ten z kolei posiada własno­ści wybuchowe. Powyższe przypadki mogą dotyczyć np. pożarów w hutach, pieców lub kotłów grzejnych.

 

Środki zwilżające

Oprócz rozpraszania strumieni gaśniczych istnieją inne sposoby na zwięk­szenie skuteczności gaśniczej wody. Można do niej dodać: środki zwiększające lepkość, dzięki czemu woda wolniej spływa z obiektów ogarniętych pożarem; zwilżacze, służące do polepszenia właściwości penetrujących wody, stosowane podczas pożarów materiałów sypkich, włóknistych, sło­my, torfu itp.; środki pianotwórcze, służące do wytwarzania pian gaśniczych. Z wyżej wymienionych sposobów modyfikowania wody najbardziej popularny jest trzeci, czyli stosowanie środków pianotwórczych.

 

Piana gaśnicza – klasyfikacja.

Działanie gaśnicze piany mechanicz­nej, która jest silnie spie­nioną mieszani­ną wody, środka pianotwórczego i powietrza (zobacz) (zobacz), po­lega na pokryciu warstwą izolującą powierzchni płonącego ma­teriału i odcięciu dostępu powietrza. Pozbawione dostępu po­wietrza ognisko pożaru musi zgasnąć. Pozostałe zalety gaśnicze piany, to obniżanie temperatury płonącego mate­riału, a tak­że tłumienie płomieni. Chcąc uzyskiwać odpowiedni efekt ga­śniczy musimy podawać pianę o odpo­wiedniej gęstości. Piana zbyt gęsta nie rozpływa się dobrze po gaszonej po­wierzchni, zaś zbyt rzadka może nie będzie odpowiednio spoista i nie utworzy szczelnej warstwy pokrywają­cej gaszony materiał. Pianę wykorzystujemy do działań o różnym charakterze, a w związku z tym potrzebne są nam różnorodne cechy pia­ny. Mo­żemy je uzyskiwać stosując szero­ki zakres spienienia. W zależno­ści od liczby spienienia (stosunek obję­tości piany do ilo­ści wodnego roztworu środka pianotwórczego, zużytego do wy­tworzenia piany) rozróżniamy trzy rodza­je pian gaśniczych:

  • piana ciężka (o liczbie spienienia do 20), wytwarzana za pomocą prądownicy pianowej (zobacz) (zobacz)

  • piana średnia (o liczbie spienienia od 20 do 200), wytwarzana za pomocą wytwornicy pianowej (zobacz) (zobacz)

  • piana lekka (o liczbie spienienia powyżej 200), wytwarzana za pomocą agregatu pianotwórczego.

 

Liczba spienienia ma ścisły związek z ciężarem właściwym piany, który z ko­lei wpływa na zakres stosowania. Ważne jest, na jaką odle­głość możemy pianę podawać. Badania i praktyka wykazują, że prąd piany cięż­kiej możemy skierować na źródło ognia na odległość 20 metrów w poziomie i ok. 13 metrów w pionie. Przy wykorzystywaniu działek samochodowych rzut piany mo­że wynieść ok. 60 metrów. Rzut piany średniej z wytwornicy może już co najwyżej wy­nieść od 2 do 6 metrów. Piana lekka na­to­miast rozchodzi się bezpośrednio z wy­lotu rękawa agregatu pia­nowego. O ile wraz ze wzrostem liczby spienienia zmniejsza się odległość rzutu piany, o tyle zwiększa się jej objętość. Dlatego też prądami piany ciężkiej bę­dziemy działać w natarciu lub obronie na konstrukcje budynków, np. ściany, pianę śred­nią wykorzystamy do pokrywania przede wszystkim powierzchni płoną­cych zbiorników z cieczami, zaś przy wy­korzystywaniu piany lekkiej będziemy wypełniać płonące pomieszczenia, np. piwnice.

 

Wady piany gaśniczej. Piana zawiera wodę nie destylo­waną, a więc jest przewodnikiem prądu elektrycznego. Zawar­tość wody sprawia także, że nie wolno stosować piany do gasze­nia materiałów chemicz­nych reagujących z wodą. Piana wykazu­je też brak trwałości w kontakcie z cie­czami spolaryzowanymi ta­kimi jak: eta­nol, metanol, aceton czy etery.

 

Zasady podawania prądów piany. Podając prądy piany należy uwzględ­nić podstawowe zasady:

  • Grubość warstwy piany powinna za­leżeć od rodzaju płoną­cego materiału i orientacyjnie wynosić: dla ciał stałych – do 10 cm, dla cieczy (zależnie od temp. zapło­nu) – od 10 do 20 cm, dla działań w obronie – 5 do 7 cm.

  • Podobnie jak w przypadku wody, pia­na powinna być uło­żona w natarciu w strefie spalania, w obronie zaś w pasie przyległym do czoła pożaru.

  • W przypadku gaszenia cieczy pal­nych należy pamiętać, aby: przed rozpoczęciem gaszenia uzy­skać właściwą gę­stość, nie wbijać piany w głębsze warstwy cieczy, podawać pianę na ścianki zbiornika, by następowało ła­godne spływanie pia­ny na powierzchnię cieczy.

 

Podczas gaszenia ciał sta­łych operujemy prądem od swojej strony tak, aby pokryć ca­łą płonącą powierzchnię. Ściany piano­we pokrywamy pianą od dołu. Przystępując do gaszenia pianą średnią lub lekką musimy zwró­cić uwagę na bezpieczeństwo ratownika, ze względu na jego działanie w bezpośrednim sąsiedztwie strefy spala­nia. Nale­ży w tym celu wykorzystać odzież żaro­odporną lub zmniejszyć np. za pomocą prądów piany ciężkiej działanie płomieni i promieniowa­nia cieplnego. Do gaszenia powierzchni płonących na otwartej przestrzeni nie stosuje się piany lekkiej. Wiatr, a także konwekcyj­ny ruch po­wietrza mogą powodować przemieszczanie się piany, a tym sa­mym odsłanianie gaszonych fragmen­tów powierzchni i ponowne pojawianie się ognia. Piana lekka nadaje się najbardziej do wy­pełnia­nia przestrzeni płonących po­mieszczeń – jej duże ilości szybko wypełnią pomieszczenia. Aby uniknąć cofnięcia się piany na skutek wzrastającego ciśnienia w pomieszcze­niu, należy wy­konać otwór odpowietrzający – może być to wybi­cie szyby w górnej części po­mieszczenia. Przed zastosowa­niem pia­ny lekkiej należy upewnić się, czy w po­mieszczeniu nie przebywają ludzie. Stosowanie piany należy starać się ograniczać w miejscach, gdzie znajdują się przedmioty stanowiące dużą war­tość mate­rialną lub kulturową, ponieważ piana posiada silne właściwości nisz­czące i może okazać się, że straty popożarowe są nie mniejsze niż wywołane poża­rem.

 

Zastosowanie gazów obojętnych, halonów i proszków gaśniczych do gaszenia pożarów.

Dwutlenek węgla jako gaz obojętny znalazł szerokie zastosowanie w urządzeniach gaśniczych. Jego powszechne stosowanie wynika z łatwości otrzymywania, a także właściwości. Jest on bowiem cięższy od powietrza, co powoduje, że nie rozprasza się zbyt szybko, lecz utrzymuje w atmosferze pożaru, jest także gazem nie przewodzącym prądu elektrycznego, co pozwala na wykorzystywanie podczas pożarów urządzeń elektrycznych.

Zalety gaśnicze dwutlenku węgla:

  • skierowany na źródło ognia wytwarza szczelną „poduszkę” gazową, która utrudnia dostęp powietrza do płonącego materiału;

  • w wypełnionym nim pomieszczeniu zamkniętym znacznie spada zawartość procentowa tlenu;

  • wyrzucony pod sporym ciśnieniem z gaśnicy, agregatu lub prądownicy strumień CO2 działa na ogień tłumiąco;

  • część skierowanego na płonący materiał dwutlenku węgla osadza się na materiale w postaci suchego śniegu i powoduje odizolowanie palącej się powierzchni od tlenu, a tym samym na powierzchni przestaje zachodzić proces spalania;

  • z uwagi na niską temperaturę uzyskiwaną w chwili wylotu z butli CO2 ochładza miejsce pożaru.

Dwutlenek węgla nie przejawia właściwości niszczących, a więc nadaje się do gaszenia materiałów i przedmiotów o dużej wartości materialnej czy kulturowej – skomplikowa­ne urządzenia, zbiory muzealne, archi­walne.

Nie należy go jednak stosować:

  • do gaszenia materiałów, które w swej cząsteczkowej budowie zawierają tlen umożliwiający podtrzymywanie procesu palenia;

  • do gaszenia metali takich jak: sód, potas, alumi­nium, magnez, wapń, gdyż możliwy jest wówczas rozkład dwutlenku węgla;

  • do gaszenia węgla, koksu lub siarki – może wywoływać nieprzewidziane reakcje;

  • niebezpiecz­ne dla ratowników jest zetknięcie się dwu­tlenku węgla z cyjankami, czego efektem może być silnie trujący cyja­nowodór;

  • z uwagi na niską temperaturę niebezpieczne jest gaszenie za pomocą CO2 na przykład płonącej odzieży na czło­wieku, gdyż taki środek może wywoły­wać na skórze obraże­nia podobne do oparzeń.

Mając na względzie zalety i wady środka powinniśmy pamiętać o głów­nych zasadach wymaganych przy jego stosowaniu:

  • gasząc materiał stały należy po­dejść blisko ogniska pożaru i starać się ułożyć warstwę zestalonego gazu wokół niego (ważne jest to przede wszystkim przy pożarach zewnętrz­nych, podczas których ruchy powietrza powodują szybkie ulatnianie się gazu);

  • dużą skuteczność możemy uzy­skać w pomieszczeniach za­mkniętych poprzez wypełnienie ich wnętrza dużą ilością środka gaśniczego;

  • aby ugasić większość materiałów sta­łych wystar­czy obniżyć zawartość tlenu w atmosfe­rze do 15%;

  • chcąc uzyskać pełny efekt gaśniczy, należy wtłoczyć gazu więcej, gdyż nieszczelność otworów w po­mieszczeniu wywoła pewien ruch powietrza, który sprawi, że ilość tlenu wkrótce będzie się zwiększać;

  • należy pamiętać o ewaku­acji wszystkich ludzi z ratowanego pomieszczenia i uszczelnienia otworów.

Posługując się sprzętem z CO2 należy zabezpieczyć dło­nie rękawi­cami, a oczy okularami ochronnymi.

 

Halony to ciecz niepalna o odpowiednim składzie chemicznym, charaktery­zująca się małym ciepłem właściwym oraz niską temperaturą wrzenia. Ina­czej, są to związki chlorowcopochodne, w skład których wchodzą takie pierwiastki jak chlor, brom, jod i fluor. Działanie gaśnicze halonów jest po­dobne do działania gaśniczego proszku. Halon podany do strefy ognia działa inhibicyjnie – chemicznie przerywając bieg reakcji łańcuchowej palenia się. Zjawisko gaszenia następuje zaskakująco skutecznie i szybko. Wadą tego środka jest niszczenie warstwy ozonowej planety przez co w znacznym stopniu ogranicza się jego produkcję jak i zastosowanie. W praktyce halon jest uniwersalnym środkiem gaśniczym nadającym się do gaszenia różnych grup pożarów. Z uwagi na różnorodny skład chemiczny należy upewnić się o specjalistycznym zakresie stosowania danego środka. Używa się go w ga­śnicach i agregatach gaśniczych oraz stałych urządzeniach gaśniczych do gaszenia grup pożarów B, C i E.

 

Proszki gaśnicze są substancjami ha­mującymi reakcję spalania. Działają antykatalitycznie np. poprzez wychwyty­wanie rodników dążących do połącze­nia się z węglem. Substancje te są ciałami stałymi w postaci sypkiego proszku. Po­siadają znaczną odporność na działanie wilgoci. Małe drobiny proszku o jedno­rodnym kształcie mogą być zatem łatwo tłoczone i rozpylane w powietrzu na kształt obłoku pary wodnej lub gazu. Proszki są środkami gaśniczymi o nie­mal uniwersalnym zastosowaniu. Mogą być stosowane nawet do gaszenia urzą­dzeń elektrycznych będących pod na­pięciem (dobre właściwości die­lektrycz­ne) lub metali lekkich, które np. podczas spalania reagują z wodą. Obok głównej zalety proszków (działa­nie antykatalityczne) są także inne: mechaniczne zdmuchiwanie pło­mienia wyrzuconym pod ci­śnieniem strumieniem środka; zmniejszanie zawartości procento­wej tlenu w otoczeniu pło­nącego mate­riału poprzez wypełnienie otoczenia „chmurą” proszku; odcinanie dopływu powietrza do płonącego materiału po­przez pokrycie go warstewką osiadającego środka ga­śni­czego. Przygotowując się do działania prosz­kami warto uwzględnić także inne (niekoniecznie pozy­tywne) cechy, właściwości oraz niemałe koszty ponownego na­peł­niania gaśnic. Warto też zapoznać się z podstawowymi zasa­dami gaszenia – m.in. należy starać się podejść jak najbli­żej źródła ognia, by wy­tworzyć wokół niego jak najskuteczniejszą chmurę środka; na otwartej przestrzeni podchodzi­my do ogniska pożaru z wiatrem; strumień proszku kierujemy w pło­mień; nie musimy zatem starać się po­dawać proszku bezpośrednio na płoną­cą powierzchnię; nie wolno kierować środka wprost na ludzi; wskazane jest, aby strażak praco­wał w okularach ochron­nych; podczas gaszenia w pomieszcze­niach, w których utrud­nione jest odpro­wadzanie ciepła, może zachodzić po­trzeba powtórzenia cyklu gaśniczego; gasząc urządzenia elektryczne bę­dące pod napięciem na­leży pamiętać, by nie zbliżać wylotu prądownicy do urzą­dzeń. Proszek gaśniczy to chemiczny środek gaśniczy w postaci ciała stałego, bardzo rozdrobnionego produkowanego najczęściej na bazie węglowoda­nów lub fosforanów. Proszki z uwagi na ich wysokie rozdrobnienie charak­teryzują się płynnością (w przewodach), odpornością na zbrylenie i higroskopijność. Od jego składu chemicznego zależy zakres stosowania oraz skuteczność gaśnicza. Proszki stosuje się w małych gaśnicach, agregatach gaśniczych – do gaszenia pożarów w zarodku jak i w wielkich agregatach zainstalowanych na ciężkich samocho­dach oraz w pomieszczeniach chroniących cenne urządzenia i instalacje. Proszek gaśniczy jest środkiem uniwersalnym, skutecznie gaszącym pożary ciał stałych, cieczy i gazów palnych oraz urządzeń elektrycznych będących pod napięciem z ograniczeniem. Niektóre proszki nadają się do gaszenia wszystkich grup pożarów tj. A, B, C, D i E. Praktycznie nie nadają się do gaszenia urządzeń elektronicznych z uwagi na uboczne skutki niszczące. Proszek gaśniczy wyrzucany jest ze zbiornika (gaśnicy, agregatu) ciśnie­niem sprężonego gazu – najczęściej azotu na odległość od kilku do kilkuna­stu metrów.