Системы сжатого воздуха пены (CAFS) используется в борьбе с пожаром , чтобы доставить антипирен пену с целью тушения пожара или защиты несгоревших областей.
Типичные компоненты включают источник воды, центробежный насос , резервуары для пенообразователя, систему дозирования пены с прямым впрыском на нагнетательной стороне насоса, смесительную камеру или устройство, роторный воздушный компрессор и системы управления для обеспечения правильного смешивания концентрат, вода и воздух.
Описание
Пенная система со сжатым воздухом определяется как стандартная система перекачки воды, которая имеет точку входа, где сжатый воздух может быть добавлен к раствору пены для образования пены. Воздушный компрессор также вырабатывает энергию , которая, галлон на галлон, продвигает пену сжатого воздуха дальше, чем наддувные или стандартные водяные форсунки .
Доказано, что CAFS атакует все три стороны огненного треугольника одновременно. Пена покрывает топливо , тем самым уменьшая способность топлива искать источник кислорода . Решение CAFS плотно прилегает к потолку и стенам, способствуя более быстрому уменьшению тепла . Кроме того, непрозрачные поверхности пенопласта, прилегающие к стенам и потолку, защищают источник топлива от лучистой энергии . (Брукс, 2005; Брукс, 2006) - Позднее опровергнуто в исследовании NIST, см. Ниже.
CAFS может также относиться к любому огнетушителю с водяным давлением, который заряжен пеной и находится под давлением сжатого воздуха.
Позже было доказано, что CAFS не более эффективен при тушении пожаров, чем обычная вода, и может нанести ущерб внутренним атакам. Он также имел привычку сжигать пожарных во время наступательных внутренних операций из-за подачи воздуха (часть огненного тетраэдра) и генерирования большего количества пара при попытке тушить начальные пожары. [1]
История
Идея о том, что вода не является идеальным инструментом для тушения пожара, была давно отмечена, как, например, У. Е. Кларк (1991): «Процесс тушения пожара водой является громоздким и, как правило, дорогостоящим… стоимость установки водопровода, достаточно большого для требуемого потока. , установка и обслуживание пожарных гидрантов , а также приобретение и обслуживание насосов для пожарных частей , пожарных рукавов и форсунок делают воду довольно дорогим средством тушения ... использование воды вряд ли является идеальным способом тушения пожара ... лучший метод, ожидающий своего открытия ". (стр.75)
Либсон (1996) добавляет: «Вода - неэффективное средство пожаротушения. Она требует использования больших количеств с финансовыми и физическими затратами. Эти затраты ложатся на пожарных и население». (стр. 5)
Использование пенных добавок к воде для тушения тушения восходит к английскому патенту 1877 года на способ получения химической пены (Liebson, 1991, стр. Xi). ВМС экспериментов с агентами вспененных с помощью сжатого воздуха в 1930 - х годах (Дарлей, 1994) и ВМС США используют систему сжатого воздуха пены (CAFS) в 1940 - х годах для горючих жидких пожаров. К 1960-м годам на автомойках «сделай сам» использовались CAFS со шлангами и соплами низкого давления и малого диаметра, которые пропускали около 4 галлонов США (15 л) в минуту раствора и 4 кубических фута (0,11 м 3 ) в минуту. сжатый воздух с радиусом действия сопла около 40 футов (12 м) (Rochna and Schlobohm, 1992).
В середине 1970-х Марк Камминс, работая в Техасской лесной службе, разработал систему расширения воды, известную как Texas Snow Job. Г-н Камминс изобрел CAFS и получил патент США 4318443 в 1982 году. В этом новаторском CAFS класса A использовались средства для мытья посуды или производное соснового мыла , которое было легко доступно как отходы местной бумажной промышленности, в качестве пенообразователя, смешанного с 8-9 частей агента на 91-92 части воды, расход до 30 галлонов США (110 л) в минуту. Продолжительность была ограничена использованием баллонов со сжатым воздухом, а не компрессоров (американский и зарубежный патент, выданный Марку Камминз, также включал все типы воздушных компрессоров и генераторов инертного газа). К середине 1980-х годов исследования Бюро землеустройства США в сотрудничестве с Марком Камминзом привели к созданию современных конструктивных особенностей ротационных воздушных компрессоров, центробежных насосов и систем дозирования пены с прямым впрыском (Fornell, 1991; IFSTA , 1966). CAFS привлекла к себе всеобщее внимание в 1988 году во время пожаров в Йеллоустонском парке, когда четырехэтажный отель Old Faithful Inn был успешно защищен путем покрытия его пеной из сжатого воздуха (Darley, 1994).
Весной 1994 года Трой Карозерс проехал от одного побережья до другого в Северной Америке демонстрационный автомобиль с пеной для сжатого воздуха, изготовленный WS Darley & Co. Цель заключалась в том, чтобы распространить информацию о CAFS и продемонстрировать эту относительно новую технологию пожарным службам США и Канады . Много лет назад Darley Co. объединилась с Cummins на демонстрационном автомобиле WEPS (насосная система расширения воды). Демонстрационный автомобиль Darley 1994 года эксплуатировался Троем Карозерсом, который участвовал в первоначальном проектировании и сборке продукта Darley AutoCAFS. Карозерс в настоящее время является менеджером Darley AutoCAFS и курирует все аспекты разработки CAFS для Darley Co. Эта демонстрационная концепция автомобиля продолжается ежегодно с 1994 года.
Типы пены
CAFS может поставлять пену различной консистенции, от типа 1 (очень сухая) до типа 5 (влажная), которые регулируются соотношением воздуха к раствору и, в меньшей степени, концентрацией: процент воды. Пены типов 1 и 2 имеют длительное время стекания, что означает, что пузыри не лопаются и быстро выходят из воды, и имеют длительный срок действия. Влажные пены, например, типа 4 и 5, стекают быстрее при нагревании.
Основным преимуществом использования CAFS является уникальная способность производить пену различного качества или типов, чтобы обеспечить наиболее подходящую реакцию пены на отдельные пожарные ситуации. Это дает пожарному офицеру преимущество индивидуального подбора оптимального типа пены для тактического использования и решаемой проблемы с огнем.
После испытаний сухой пены типа 2 в нескольких ситуациях, Джонни Мердок отмечает: «Появляется консенсус в том, что пенопласты для сушки (тип II; возможно, тип I) следует использовать для подавления паров, защиты несгоревших конструкций, прокладки трубопроводов лесных пожаров с использованием несгоревшего топлива. ;… И что для структурного пожаротушения требуется более влажная пена (тип IV или тип V), и что и для структурного ремонта, и для капитального ремонта в естественных условиях требуется пена типа V. "
Для пожаротушения конструкций с помощью сжатой воздушной пены Доминик Коллетти рекомендует использовать соотношение «воздух / пенный раствор» от 0,5 кубических футов (0,014 м 3 ) в минуту до 1 галлона США (3,8 л) в минуту, при дозировке пены класса A 0,5%. . Это обеспечило бы скорость потока из типичного шланга размером 1-3 / 4 дюйма из 120 галлонов США (450 л) в минуту раствора пены и 60 куб футов (1,7 м 3 ) в минуту сжатого воздуха. Это соотношение воздуха к раствору пены образует влажную, быстро дренирующуюся готовую пену, которая быстро сбивает пламя и снижает температуру в пожарном отсеке. Это соотношение также обеспечивает более высокую относительную скорость потока раствора пены (жидкости), что помогает поддерживать максимально возможный уровень безопасности пожарных. (Пена для сжатого воздуха Справочник по системам, Colletti 2005.)
Хотя утверждения Коллетти о расходах не согласуются с многими отраслевыми экспертами, как это было продемонстрировано на симпозиуме CAFS, состоявшемся в Розенберге, штат Техас, в феврале 2007 года. Группа согласилась, что потоки раствора пены 1 галлон США (3,8 л) в минуту в тандеме с 1 куб.фут (0,028 м 3 ) в минуту дает наиболее эффективное одеяло. Было также решено, что максимальная комбинация потока воздуха, смешанного с потоком пенного раствора из линии 1-3 / 4 дюйма при нормальном давлении насоса 100–125 фунтов на квадратный дюйм, физически не может превышать 140–150 фунтов на квадратный дюйм. одновременный поток воздуха 70 куб. футов (2,0 м 3 ) в минуту и 70 галлонов США (260 л) в минуту воды приближается к максимальному пределу или пропускной способности шланга такого диаметра (1,75 дюйма). (Симпозиум CAFS в Техасе, февраль) , 2007)
Преобразование канистры с водой
Огнетушители с водой под давлением (APW) обычно превращаются в импровизированные огнетушители CAFS путем просверливания двух отверстий диаметром 1 / 8–1 / 16 дюйма в приемной трубке над ватерлинией. Затем устройство заполняется 1,5 галлонами США (5,7 л) воды и в воду добавляется пена класса A, AFFF , FFFP или коммерческое моющее средство в соотношении 1% для пожаров класса A и в соотношении 3% -6% для класса. B горит . Обычно после этого отрезают кончик гладкоствольной насадки для нанесения, чтобы пена должным образом расширилась. Удержание насадки приведет к более влажной пене, но с большей дальностью действия. Обрезка насадки приведет к расширению сухой пены, но не будет иметь такой диапазон, как у стандартной водяной насадки. Огнетушители CAFS также могут быть оснащены аспираторами воздуха, обычно используемыми в пенных огнетушителях AFFF и FFFP, что приведет к более расширенной пене, но не будет обладать термостойкостью безвоздушной пены, которая не разрушает пузырьки.
Проблемы
17 декабря 2005 года два пожарных из Тюбингена, Германия, погибли в горящем здании, когда один из шлангов внутри здания лопнул, и они остались без средства пожаротушения. В следующей реконструкции трагедии эксперты были удивлены, обнаружив, что шланги, заполненные CAFS, с большей вероятностью лопнут от тепла, потому что пена не может достаточно охладить шланги. [2]
Некоторые пожарные службы отметили, что шланги, заполненные CAFS, имеют более высокий риск засорения и снижения давления.
Рекомендации
- ^ Weinschenk, Craig, et al. «Исследование пены сжатого воздуха (CAF) для внутреннего пожаротушения». Техническая записка NIST 1927 г., NIST, январь 2017 г., nvlpubs.nist.gov/nistpubs/TechnicalNotes/NIST.TN.1927.pdf.
- ^ "Официальный отчет об аварии в Тюбингене (на немецком языке)" .
- Технический отчет 98: Пенные системы сжатого воздуха в условиях ограниченного персонала - Пожарная служба США , Министерство внутренней безопасности , Правительство США
- Технологический институт Карлсруэ (KIT) - Forschungsstelle für Brandschutztechnik: отчеты об исследованиях № 140, № 150 - [см. Также презентацию: https://www.ffb.kit.edu/download/DLS2003.pdf ]
- CRC Австралии о лесных пожарах - Использование CAF для борьбы с лесными пожарами (ACT RFS)