Системы газового пожаротушения представляют собой наиболее технологичный и безопасный для материальных ценностей метод борьбы с пожарами.
В отличие от водяных или пенных аналогов, газовые составы не проводят электрический ток, не оставляют следов и не вызывают коррозии, что делает их незаменимыми для защиты серверных, центров обработки данных, банковских хранилищ, архивов, музеев и другого высокотехнологичного или культурного имущества.
Автоматические установки газового пожаротушения (АУГП) срабатывают в считанные секунды, обеспечивая локализацию и ликвидацию возгорания на начальной стадии без участия человека и без последствий для защищаемых объектов, рассказывают в https://pozhavt.ru/.
Принцип действия и классификация газовых огнетушащих веществ
Эффективность газового пожаротушения определяется физико-химическими свойствами применяемого газового огнетушащего вещества (ГОТВ). Все современные ГОТВ, разрешенные к применению на территории Российской Федерации, подразделяются на две основные группы по механизму прекращения горения: химические ингибиторы и физические разбавители.
Ингибиторы, к которым относятся все хладоны, оказывают непосредственное воздействие на химические процессы в зоне горения. При попадании в очаг возгорания молекулы хладона распадаются под воздействием высокой температуры, образуя свободные радикалы.
Эти радикалы вступают в активное взаимодействие с радикалами водорода и гидроксила, которые являются первичными носителями реакции горения. В результате скорость цепной реакции окисления снижается до критического уровня, что приводит к полному затуханию пламени. Важное преимущество ингибиторов заключается в том, что они эффективно тушат пожар при концентрации кислорода в помещении, достаточной для дыхания человека (18-19% по объему).
Разбавители действуют по иному принципу. К этой категории относятся сжатые газы (азот, аргон, инерген) и двуокись углерода. Их механизм тушения основан на снижении объемной доли кислорода в защищаемом помещении до уровня ниже 12%, при котором горение становится невозможным. Для достижения такого эффекта требуется значительно большая масса газового агента, что определяет конструктивные особенности установок с использованием инертных газов.
Характеристика и сравнительный анализ основных газовых огнетушащих веществ
Выбор конкретного ГОТВ для проектируемой системы газового пожаротушения осуществляется на основании комплексного технико-экономического обоснования. Принимаются во внимание такие факторы, как объем помещения, наличие людей, защищаемое оборудование, стоимость вещества и модулей, а также требования экологической безопасности.
Хладон 125 (пентафторэтан) это бесцветный негорючий газ с нормативной огнетушащей концентрацией 9,8% об. Отличительной особенностью хладона 125 является его умеренная токсичность: показатель NOAEL (концентрация без вредного воздействия на человека) составляет 7,5%.
Это означает, что при использовании в помещениях с возможным пребыванием людей необходимо строго контролировать время эвакуации, поскольку превышение концентрации может вызвать кардиотоксический эффект. Термостабильность вещества и низкая диэлектрическая проницаемость (относительная проводимость 0,955 относительно азота) позволяют использовать его для тушения электроустановок, находящихся под напряжением до 10000 В.
Хладон 227ea (гептафторпропан, FM-200) по праву считается одним из наиболее сбалансированных по совокупности характеристик огнетушащих веществ. При нормативной концентрации всего 6,3-7,2% об. он демонстрирует высокую огнетушащую способность и значительно меньший объем требуемого для хранения агента. Показатель NOAEL для хладона 227ea составляет 9%, что позволяет применять его в помещениях с постоянным присутствием людей без серьезных ограничений по времени.
Относительная диэлектрическая проницаемость газа равна 2,0, что гарантирует безопасность для чувствительной электронной аппаратуры. Устойчивость к термическому разложению и отсутствие токсичных продуктов распада делают хладон 227ea предпочтительным выбором для защиты центров обработки данных, музеев и банковских хранилищ.
ФК-5-1-12 (Novec 1230) это инновационное огнетушащее вещество, разработанное компанией 3M. По своему химическому составу это фторкетон, находящийся при нормальных условиях в жидком состоянии, но при подаче в защищаемое помещение мгновенно переходящий в газообразную фазу.
Нормативная огнетушащая концентрация ФК-5-1-12 составляет всего 4,2% об., что является минимальным показателем среди всех современных ГОТВ. Ключевым преимуществом вещества является его экологическая безопасность: потенциал глобального потепления равен 1, а время существования в атмосфере не превышает 3-5 дней. Для сравнения, у хладона 125 этот показатель составляет 3450, а у хладона 227ea – 2900.
Единственным существенным недостатком ФК-5-1-12 остается его высокая стоимость, которая может в несколько раз превышать цену традиционных хладонов. Тем не менее, для объектов с высокими требованиями к безопасности персонала и экологичности выбор часто делается именно в пользу этого вещества.
Двуокись углерода (CO₂) относится к классическим и проверенным огнетушащим агентам, механизм тушения которых основан на разбавлении кислорода.
В отличие от инертных газов, CO₂ хранится в модулях в сжиженном состоянии под давлением 55-58 атмосфер, что позволяет сократить количество необходимых баллонов по сравнению с системами на сжатых газах. Однако высокая нормативная огнетушащая концентрация (34,9% об.) и опасность для человека делают CO₂ неприменимым в помещениях с возможным пребыванием людей.
Двуокись углерода эффективна для защиты промышленных объектов, складских помещений, окрасочных камер и другого оборудования, где нахождение персонала не предусмотрено или строго регламентировано.
Инерген (IG-541) это смесь природных газов в следующем соотношении: 52% азота, 40% аргона и 8% углекислого газа. Поскольку все компоненты являются естественными составляющими воздуха, Инерген абсолютно безопасен для окружающей среды. Основным механизмом тушения является снижение концентрации кислорода до 12-14% об. Содержание углекислого газа в смеси стимулирует дыхание у человека, что позволяет использовать Инерген в помещениях с пребыванием людей, несмотря на высокую нормативную концентрацию (36% об.).
Основным недостатком систем на основе Инергена является необходимость хранения больших объемов газа под высоким давлением (до 300 бар) и использование массивных баллонов с низким коэффициентом заполнения.
Сравнительная таблица основных газовых огнетушащих веществ
| Вещество | Нормативная концентрация (% об.) | NOAEL (%) | Диэлектрическая проницаемость | Коэффициент заполнения (кг/л) | Потенциал глобального потепления (GWP) |
|---|---|---|---|---|---|
| Хладон 125 | 9,8 | 7,5 | 0,955 | 0,9 | 3450 |
| Хладон 227ea | 6,3-7,2 | 9,0 | 2,0 | 1,1 | 2900 |
| ФК-5-1-12 | 4,2 | 10,0 | 2,3 | 1,2 | 1 |
| Двуокись углерода (CO₂) | 34,9 | - | 1,0 | 0,72 | 1 |
| Инерген (IG-541) | 36,0 | - | 1,0 | 0,26 | 0 |
Устройство и компоненты автоматических установок газового пожаротушения
Любая автоматическая установка газового пожаротушения это сложный инженерный комплекс, состоящий из системы хранения и подачи газа, распределительной трубной арматуры и системы управления с пожарной сигнализацией.
Система хранения газа базируется на модулях или батареях модулей, представляющих собой стальные баллоны высокого давления. Для сжиженных газов (хладоны, CO₂) используются баллоны с сифонной трубкой и запорно-пусковым устройством. Важной характеристикой является коэффициент заполнения, определяющий массу газа, которую можно безопасно закачать в баллон без риска разрушения при повышении температуры. Для хладона 125 коэффициент заполнения составляет 0,9 кг/л, для хладона 227ea – 1,1 кг/л, для двуокиси углерода – 0,72 кг/л.
Инертные газы, такие как Инерген, хранятся под высоким давлением в баллонах с коэффициентом заполнения всего 0,26 кг/л.
Для обеспечения выхода сжиженных хладонов из баллонов за нормативное время (не более 10 секунд) часто используется подкачка газа-вытеснителя – азота – до давления 40-42 бар. Исключение составляют хладон 23 и CO₂, которые обладают достаточным давлением собственных паров для эффективной подачи без дополнительного наддува.
При размещении модулей непосредственно в защищаемом помещении или в непосредственной близости от него обеспечивается оптимальный гидравлический режим системы, что позволяет гарантировать требуемую интенсивность подачи ГОТВ.
Распределительная сеть включает в себя трубопроводы из высококачественной стали и распылительные насадки различных конструкций. При проектировании трубной разводки критически важны гидравлические расчеты, поскольку потери давления на трение и местные сопротивления могут существенно влиять на время доставки газа в очаг пожара.
Хладон 23, обладающий высоким давлением собственных паров, может транспортироваться на расстояние свыше 100 метров по горизонтали и 35 метров по вертикали, что дает преимущества при защите сложных многоуровневых объектов.
Система управления включает в себя приемно-контрольные приборы, пожарные извещатели (дымовые, тепловые, пламени), устройства оповещения и блокировки инженерного оборудования. При срабатывании двух независимых извещателей формируется управляющий сигнал на запуск газового пожаротушения.
Важнейшим элементом безопасности является временная задержка перед выпуском газа (обычно от 10 до 30 секунд), в течение которой персонал должен покинуть помещение, а системы вентиляции и кондиционирования – автоматически отключиться во избежание снижения концентрации ГОТВ.
Основные компоненты системы газового пожаротушения
- Модули и батареи: стальные баллоны высокого давления для хранения ГОТВ с запорно-пусковыми устройствами и сифонными трубками.
- Распределительная сеть: трубопроводы и коллекторы из высококачественной стали, обеспечивающие подачу газа к насадкам.
- Распылительные насадки: устройства для равномерного распределения газового агента по объему помещения.
- Приемно-контрольные приборы: оборудование для сбора и обработки сигналов от пожарных извещателей.
- Пожарные извещатели: дымовые, тепловые, пламени для обнаружения возгорания на ранней стадии.
- Устройства оповещения: световые и звуковые сигнализаторы для информирования персонала о запуске системы.
- Системы блокировки: автоматическое отключение вентиляции и кондиционирования при срабатывании.
Советы по выбору и эксплуатации систем
Выбор оптимального газового огнетушащего вещества и проектирование системы должны выполняться специализированной организацией на основе детальных расчетов и обследования объекта. При выборе следует учитывать, что для помещений площадью до 1000 м³ с постоянным присутствием людей предпочтение отдается хладону 227ea или ФК-5-1-12, сочетающим высокую эффективность с низкой токсичностью.
Для крупных промышленных объектов без людей часто выбирают CO₂ или Инерген, несмотря на необходимость размещения большого количества баллонов.
В процессе эксплуатации систем газового пожаротушения требуется регулярное техническое обслуживание, включающее осмотр баллонов, проверку давления (для хладона 125, ФК-5-1-12 и других с наддувом азотом контроль осуществляется по манометрам), взвешивание модулей для контроля массы вещества, испытание трубопроводов на герметичность и проверку работоспособности запорно-пусковых устройств. Периодичность перезарядки модулей зависит от типа ГОТВ и регламентируется заводскими инструкциями и нормативными документами.
- Для хладонов, не взаимодействующих с конструкционными материалами, срок перезарядки может достигать 10 лет, тогда как для CO₂ этот срок обычно составляет 5 лет.
- Особое внимание следует уделять вопросам безопасности персонала. Все помещения, защищаемые газовыми установками, должны быть оснащены системами звукового и светового оповещения, а также устройствами, обеспечивающими эвакуацию (доводчики на дверях, световые указатели выхода).
- После срабатывания установки необходимо строго соблюдать время выдержки перед входом в помещение для предотвращения отравления продуктами разложения ГОТВ. Для каждого типа газа существуют свои показатели предельно допустимых концентраций и времени безопасного пребывания, которые должны быть отражены в проектной документации и инструкциях по эксплуатации.
- Автоматические установки газового пожаротушения остаются наиболее эффективным и безопасным решением для защиты объектов с высокой стоимостью оборудования и материальных ценностей.
- Широкий ассортимент газовых огнетушащих веществ – от традиционной двуокиси углерода до инновационного ФК-5-1-12 – позволяет подобрать оптимальный вариант для любого объекта с учетом его специфики, объема, наличия людей и экономических возможностей заказчика.
Проектирование, монтаж и обслуживание таких систем должны выполняться только сертифицированными специалистами с соблюдением всех требований действующих нормативных документов, что является гарантией надежной защиты от пожара и безопасности людей.