Технические науки/4. Транспорт

Кривоножкин В.П., Долгова Л.А., к.т.н. Рылякин Е.Г.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

ПРОТИВОПОЖАРНАЯ СИСТЕМА
МАРШРУТНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Современный этап развития общества характеризуется устойчивым и динамичным ростом опасности возникновения пожаров, сопровождающихся увеличением количества жертв и размеров наносимого ущерба.

Произошедшие в последние годы крупные аварии и пожары с большими материальными потерями и человеческими жертвами обострили внимание общества к проблеме пожарной безопасности. Эта проблема стала одной из острейших не только в результате имевших место инцидентов, но и как неизбежное и закономерное следствие происходящих в нашем обществе изменений.

Пожар – это сложный физико-химический процесс, который сопровождается диффузионным горением при избытке воздуха и образованием дыма. В дыме помимо кислорода могут находиться продукты неполного горения: сажа, оксид углерода, сероводород, хлористый водород, оксиды азота, спирты, альдегиды, кетоны, кислоты (включая и сенильную) и др. продукты неполного сгорания в смеси с кислородом воздуха могут образовывать взрывоопасные смеси.

Ежегодно на наших улицах сгорает до 2500 автомобилей. Бензин, машинное масло, тормозная жидкость – автомобиль нашпигован горючими веществами. Чтобы выгореть, ему хватит 4…5 минут.

Причинами автопожаров могут быть и утечка топлива, и неосторожность при перевозке горючих веществ, и даже курение в салоне. Но чаще всего виновата электропроводка, установленная в гараже сигнализация, обогреватели, фары.

Также зачастую при ДТП и дорожных авариях автомобиль воспламеняется. В салоне находятся пассажиры и водитель, которые могут быть зажаты или не иметь возможности самостоятельно покинуть искореженный автомобиль. В таких случаях и не единичных гибнут люди. Хотя предотвратить трагический исход события легко.

Просмотрев существующие системы пожаротушения в автомобилях, лишний раз убеждаешься, как мало делается для собственной безопасности. На данный момент существует системы пожаротушения только в легковых автомобилях с небольшим объемом кузова. Это обуславливается малой эффективностью установок пожаротушения.

Проанализировав эти установки и их принцип работы, можно сделать обобщение, что основной принцип тушения пожара заключается в работе форсунок, которые распыляют воду. Но зимой вода может замерзнуть, поэтому ее необходимо заменять идентичной по свойствам незамерзающей жидкостью. Также, большим минусом применения подобных жидкостей является их свойство – высокая электропроводность, которое может в свою очередь увеличить опасность получения травм пассажирами транспортных средств.

Если брать более габаритный транспорт, с большими последствиями пожара, например, автобусы малой и большой вместимости, то тут совсем все плохо. Противопожарная система для них не предусмотрена и аналогов ей нет. Хотя в случае ЧП жертв будет намного больше.

Исследуя данный вопрос, мы выявили системы, которые могли бы помочь в решении данной проблемы.

Одна из этих систем – система пожаротушения в контейнерах. При перевозке опасного груза в контейнерах используется система на основе все той же воды, но по сравнению с площадью легкового автомобиля контейнер превосходит его по объему в несколько раз. Принцип действия прост. Бак с водой находится в контейнере, в нем находится достаточно мощный насос. Также установлен датчик температуры и задымления. Как только они срабатывают, включается насос, который гонит воду по трубам, проходящим по потолку контейнера. Эта система имеет очевидные минусы: дороговизна, большие габариты, малая эффективность, большие энергозатраты и, как уже отмечалось ранее, высокая электропроводность.

Современные дорогие автомобили стали оснащаться противопожарными системами на основе хладона. Это газообразное вещество по огнетушительным свойствам схоже или даже превосходящее углекислый газ. Но большим минусом этого вещества является то, что при достижении очагом возгорания температуры более 600^оС он распадается на газы, среди которых фосген. Это вещество в небольшой концентрации обладает удушающим свойством, что опасно для применения в ограниченном пространстве автомобиля или автобуса.

В контейнерах электричества нет, но если пожар начнется в трамвае или троллейбусе, то сохраняется риск быть пораженным током.

Существует система пожаротушения, применяемая в электричках. Это система работает по принципу предыдущей, но существенным отличием является исполнительный орган. Им является баллон с углекислым газом. Как только срабатывают датчики, баллон выпускает газ. Углекислый газ, как известно, тяжелее воздуха. Оседая, он не дает доступа кислорода воздуха к огню, а без него огонь быстро затухает.

Рассмотрев варианты существующих систем, их преимущества и недостатки мы предлагаем конструкцию противопожарной системы на основе углекислого газа.

В настоящее время одним из самых распространенных транспортных средств пассажироперевозок является автомобиль ГАЗ-3221, именуемая в обиходе «Газель». Одним из конструктивных вариантов предлагаемой системы пожаротушения является установка ее на автомобиль такого типа.

Нужно помнить, что минимальное содержание кислорода в воздухе для поддержания горения составляет 12%. Объем автомобиля – 11,5 м³. Зная это, рассчитываем количество углекислого газа и объем баллона.

Возьмем баллон стандартного размера в 50 литров. Баллон заполняется на 85%, т.е. 42,5 литра или 22 кг. Итого в 42,5 жидких литрах (22 кг жидкости) – 11,2 м³ газа. Получился объем практически равный 100% пространства автомобиля.

Но нужно учесть, что возгорание может возникнуть после удара или аварии, в результате которой будет происходить утечка углекислого газа через окна в атмосферу. Для окружающей среды газ безвреден, в принципе, как и для человека. Даже при 100% углекислого газа удушье наступит только через 10 минут. Но как показали опыты с колбой, в которую закачивался газ 100% заполнения предоставленного объема достичь практически невозможно. Значение падает до 90…80%. При таком содержании газ вообще не опасен, максимальный эффект рвота и головокружение достигается при 30 минутах пребывания. Главное нужно подчеркнуть, что 50…40% содержание углекислого газа в воздухе вокруг очага пожара способно нейтрализовать даже химическое горение. Получается, данный объем выполнит свою основную задачу – нейтрализовать огонь и не дать ему распространиться на протяжении, как минимум, 20 минут, что будет достаточно для спасения людей и приезда пожарных.

Принцип работы системы очень прост. В баллон с газом устанавливается электромагнитный клапан, который принимает сигнал от датчика температуры и задымления. При срабатывании датчиков, электромагнитный клапан открывается, и углекислый газ заполняет пространство в течение 1 минуты. Питается эта система от аккумулятора автомобиля путем параллельных двух контуров. Опыт показал, что даже с вытекшим электролитом мощности АКБ автомобиля достаточно для срабатывания системы. Также имеется ручной клапан, который, при необходимости, может быть открыт без особых усилий.

Мы мало задумываемся о безопасности раньше, чем случается беда. Но опыт жизни показывает, что экономить на собственной безопасности – это глупо. Целью данной работы является привлечение внимания к реальной ситуации обеспечения противопожарной безопасности в общественном транспорте, путем оснащения штатного салона автобусов малой и большой вместимости разработанной системой пожаротушения. На данный момент систем пожаротушения в автомобилях, автобусах, троллейбусах отсутствуют. Возможно, они появятся в скором будущем и спасут немало жизней!