Газовое пожаротушение

Навигация

В данном разделе сайта мы проанализируем принципы работы различных видов газовых огнетушащих веществ, их преимущества, области применения и историю появления.

Газовое пожаротушение: принцип работы огнетушащих веществ

Общепринятый способ отображения принципа работы всех огнетушащих веществ – тетраэдр горения. Тетраэдр – трехмерная фигура с четырьмя вершинами, за которые в данном случае приняты четыре фактора горения:

Пожарная нагрузка.

Если в случае возгорания извлечь горящую нагрузку или перекрыть к ней доступ кислорода, горение прекратится. Для одних типов пожарной нагрузки данный способ невозможен, для других – единственно эффективный [1].
Кислород.

В норме в воздухе плохо проветриваемых помещений содержится около 18 %, на городских улицах, в парках и скверах – до 21 % кислорода. Реакция горения прекращается при концентрации кислорода в помещении 14-15% или ниже.

Подробнее о последствиях снижения уровня кислорода в помещениях.
Температура.

Источником пожара может служить перегретая проводка, искра, тепло, выделившееся в результате химической реакции или даже солнечный зайчик, попавший в помещение с горючими материалами через окно.
Реакция горения.

Результат наличия остальных факторов. Несмотря на это, пожар можно потушить, замедлив или ингибировав реакцию горения.

Газовое пожаротушение: типы огнетушащих веществ

Газовые огнетушащие вещества защищают все помещение, целиком заполняя его объем. Это значит, что газовое пожаротушение – отличное решение, когда в помещении имеется большое количество теневых зон, а также если пожарная нагрузка обладает сложной формой, и возгорание может возникнуть в любой точке пространства. Однако не все виды газового объемного пожаротушения одинаковы. Расскажем о газовых огнетушащих веществах подробнее.

Технология автоматического газового пожаротушения начала развиваться после применения углекислого газа в первой половине XX века. В настоящий момент только в российском стандарте проектирования СП5.13130-2009 (действует до 1 марта 2021 года) указаны 15 газовых огнетушащих веществ (ГОТВ). Ниже приведены наиболее популярные из них.
- Углекислота. Преимущественно используется в промышленности для локального тушения и защиты больших объемов.
  
  Однако такие системы накладывают определенные ограничения. Во-первых, их применение смертельно опасно для человека, например, в случае ложного срабатывания в его присутствии, поэтому их не рекомендуется использовать там, где возможно хотя бы периодическое пребывание людей. Во-вторых, тушение углекислотой происходит в течение одной-двух минут, за это время пламя может нанести существенный урон находящемуся в помещении имуществу.
  
  Подробнее.
- Инертные газы. Системы с инертными газами экологичны и относительно безопасны. В России применяются реже прочих из-за сложности обслуживания и необходимости размещения в несколько раз большего числа модулей, чтобы вместить требуемое количество газа.
  
  Быстрыми их назвать нельзя, поскольку большой объем инертного газа поступает для обеспечения тушения в течение одной-двух минут. Одним из ограничений является высокий уровень шума и вибрации при срабатывании системы, которые могут вывести из строя жесткие диски.
  
  В России при проектировании системы на основе инертных газов необходимо учитывать приказ федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору.
  
  Согласно ему, учитывая существующие объемы модулей для инертных газов и их рабочее давление, практически все они подлежат регистрации с Ростехнадзоре. Это создает дополнительную бюрократическую и ресурсную нагрузку на собственника такой системы [2].
  
  Подробнее.
- Хладоны 227еа, 125. (Хладон 23 в новых установках практически не используется). Долгое время за неимением лучших альтернатив хладоны были наиболее популярным и универсальным решением – быстрые, относительно компактные системы на основе химических ГОТВ, требующих регенерации, по информации из разных источников, раз в 5–15 лет. Однако с появлением более безопасных и экологичных систем газового пожаротушения на основе фторированного кетона Novec 1230 со сроком службы от 30 лет они начали уступать место инновационной технологии.
  
  Подробнее.
- Novec 1230 (фторированный кетон, или «сухая вода») соединил в себе отличную способность углекислоты справляться с тлеющей пожарной нагрузкой, наибольшую диэлектрическую прочность для защиты находящегося под напряжением оборудования, компактность и скорость хладонов, экологичность и высочайшую безопасность для людей. Температура кипения Novec 1230 составляет 49,9 °С, то есть в модулях это огнетушащее вещество хранится в жидком виде. Для данной технологии требуется применение специально разработанного оборудования и качественного проектного решения с корректными гидравлическими расчетами, обеспечивающими полный переход Novec 1230 из жидкого состояния в газообразное.
Бесплатный расчет системы с Novec 1230

Свойства и характеристики

Все технологии газового пожаротушения имеют общие характеристики:

хорошие диэлектрические свойства используемых веществ;
отсутствие налета и осадка после выхода составов при условии корректного проекта и правильного обслуживания системы;
эффективное тушение теневых зон, возникающих при любом объемном пожаротушении.

Однако даже родственные технологии газового пожаротушения отличаются некоторыми свойствами. Среди них:

скорость тушения;
способность тушения тлеющей пожарной нагрузки;
уровень повышения давления, падения температуры при пуске;
сила звукового и вибрационного воздействия на имущество и здание;
токсикологическая безопасность;
экологичность;
конструкция насадков, трубопроводов и других компонентов системы.

Токсикологическая безопасность веществ для газового пожаротушения

Остановимся подробнее на токсикологическом аспекте. Безопасность ГОТВ для людей в случае срабатывания системы в их присутствии определяется величиной NOAEL. Данный показатель устанавливает максимальную концентрацию ГОТВ, безопасную для человека согласно проведенным испытаниям. На рисунке ниже отображены значения NOAEL, проектной концентрации (для России ее минимальный уровень равен нормативной объемной огнетушащей концентрации, НООК), а также разница между NOAEL и проектной концентрацией.

Токсикологическая безопасность

Среди популярных в России технологий газового пожаротушения использование Novec 1230 является самым безопасным.

Сравнение технологий газового пожаротушения по остальным признакам

В таблице ниже приведены результаты сравнения прочих характеристик.

no results
Zero records found

История развития водяного, пенного и порошкового пожаротушения

Появление разнообразных технологий пожаротушения, разработка новых огнетушащих веществ (ОТВ) неразрывно связаны с развитием промышленности и технологическими прорывами.

Водяное пожаротушение

Еще Архимед и Пифагор описывали в своих трудах различные устройства тушения пожаров водой, что говорит об их высокой актуальности даже в античные времена. А прототип современной установки водяного пожаротушения был создан К. Д. Фроловым еще в 1770 году. Полностью автоматизированное оборудование появилось в 1864 году. Первые 2,5 тысячи спринклерных установок защищали английские фабрики и заводы.

Пенное пожаротушение

С появлением предприятий нефтегазового и нефтеперерабатывающего сектора после многовекового господства водяного пожаротушения начало развиваться пенное пожаротушение. Впервые технология была описана А. Г. Лораном в 1904 году. Она позволила существенно повысить эффективность тушения легковоспламеняющихся и горючих материалов.

Интересный факт о производстве огнетушащей пены 3М
В 1960 году при участии компании 3М впервые была разработана технология пенного пожаротушения на основе фторсодержащих поверхностно-активных веществ Light Water (переводится как «легкая вода»). Пена на водной основе, образующая пленку (AFFF), была создана для защиты военных от пожароопасных ситуаций, с которыми они сталкиваются во время боевых вылетов и учений. Ученые использовали уникальные свойства фторсодержащих поверхностно-активных веществ для быстрой и эффективной борьбы со «сложным возгоранием» жидкого топлива. В настоящее время 3M не производит и не продает AFFF.

История развития газового пожаротушения

Уже в XIX веке газовое пожаротушение было представлено углекислотными огнетушителями. Однако бурное развитие и вариативность оно получило только когда предприятия и общественные здания стали оснащаться сложными, дорогостоящими и критически важными узлами – серверными, электрощитовыми, дизель-генераторными подстанциями.

Поскольку музейные и архивные фонды и библиотеки представляют собой не меньшую ценность и обладают определенной хрупкостью, газовое пожаротушение стало наиболее популярным решением и для их защиты.
Порошковое пожаротушение

Несмотря на то, что принцип работы порошкового пожаротушения в конце XIX столетия был закреплен Н. Б. Шефталем в первом устройстве «Пожарогас», в России данная технология стала остро востребованной только с 60-х годов XX века в связи с необходимостью защищаться от самого страшного типа пожара – горящих металлов в атомной энергетике.

Углекислотное пожаротушение

Углекислотное пожаротушение

Самым первым газовым огнетушащим веществом была углекислота. Ее применение стало возможным после 1823 года, когда М. Фарадей научился получать сжиженную форму двуокиси углерода, а установки с ней применялись уже в начале ХХ века. Первая была введена в эксплуатацию в 1929 году в Германии. Сначала это оборудование служило преимущественно для защиты судов и электродвигателей, а в России его использовали и для защиты электрогенераторов.
Пожаротушение инертными газами

Пожаротушение инертными газами

Впервые идея пожаротушения инертными газами была высказана в 1819 П. Шумлянским в работе «Дополнение к сочинению о способах против пожара», а через 70 лет другим ученым, М. Колесником-Кулевичем, она была научно обоснована [3].
Химические газы до XXI века

Химические газы до XXI века

Уже в 30-х годах XX века человечество осваивает новый способ пожаротушения с помощью галоидопроизводных углеводородов, в числе которых были бромистый метил и четыреххлористый углерод. Установки с тетрахлорметаном выпускались отечественным заводом «Огнетушитель» и использовались в основном для защиты автомобилей и самолетов. Однако данная технология оказалось высокотоксичной и коррозионной, что не позволило ей стать популярной.

1943–1970 годы ознаменовались бурным развитием высокоэффективных технологий пожаротушения на основе химических газов, начиная хлорбромметаном и заканчивая различными смесями бромэтила и бромметилена с углекислотой.

Ученые и специалисты пожарной отрасли не прекращали поисков решения с более высокой эффективностью тушения и меньшим негативным воздействием на человека и имущество. Так, в 70-е годы прошлого века были предложены хладон 114В2, смесь хладона 114В2 и хладона 13В1, углекислотно-хладоновый и азотно-хладоновый составы, а также найден способ эффективного использования жидкого азота.

В 1988 году с подписанием СССР Монреальского протокола начинается новая история развития газового пожаротушения, продиктованная не только поиском наиболее эффективного газового огнетушащего состава, но и попыткой человечества снизить наносимый экологии ущерб.
Химические газы начала XXI века

Химические газы начала XXI века

В связи с ограничениями по использованию озоноразрушающих огнетушащих веществ – хлорсодержащих хладонов, или галонов, а затем и с их полным запретом по Монреальскому протоколу, в начале XXI века на смену им пришли хладоны.

Хладоны 23, 125, 227еа и по сей день являются одними из наиболее популярных средств газового пожаротушения.

Однако подобные ГОТВ являются высокопарниковыми, и по принятой Россией 27 марта 2020 года поправке к Монреальскому протоколу их квота к 2039 году также подлежит постепенному снижению до 15 % от уровня 2011–2013 годов. Подробный график снижения квот можно увидеть в пресс-релизе ООН [4].
Novec 1230

Novec 1230

В поиске в равной степени эффективного и экологичного огнетушащего вещества ученые компании 3М разработали и предложили системы пожаротушения на основе фторированного кетона Novec 1230. Помимо экологичности и эффективности, появилась возможность обеспечить непревзойденный уровень безопасности людей. Novec 1230 позволяет свести к минимуму риски для сотрудников, присутствующих при ложном пуске системы (до 30 % случаев пусков по неофициальным данным), или в случае, если такое присутствие предусмотрено внутренним распорядком организации.

Фторированный кетон Novec 1230 – оптимальное решение для тушения пожаров в помещениях с ценным имуществом и периодическим или постоянным пребыванием людей

Нюансы технологии пожаротушения на основе фторированных кетонов

В связи с высокой популярностью Novec 1230, в 2014–2015 годах появились альтернативные ФК-5-1-12, которые по уверению китайских производителей обладают полным набором преимуществ Novec 1230.

Особенности фторированного кетона: срок службы, огнетушащая концентрация и токсичность

В соответствии с ФЗ № 135-ФЗ от 26.07.2006 «О защите конкуренции», не допускается недобросовестная конкуренция путем некорректного сравнения товара с другим товаром, путем сравнения, в котором отсутствует указание конкретных сравниваемых характеристик или параметров, либо в котором результаты сравнения не могут быть объективно проверены.
Таким образом, при сравнении ГОТВ Новек 1230 с ГОТВ других производителей для объективного сравнения и определения аналогичности должны предоставляться конкретные сравниваемые характеристики или параметры. При этом сравниваемые характеристики ГОТВ других производителей (например, минимальная огнетушащая концентрация, срок службы, токсикологическая безопасность и т.д.) должны быть подтверждены официальными документами – сертификатами [5], протоколами испытаний, заключениями лаборатории и т.д.

Особенности систем пожаротушения для фторированных кетонов

Другим важнейшим аспектом технологии пожаротушения на основе фторированных кетонов является сама система доставки газового огнетушащего вещества. В связи с упрощенными стандартами испытания оборудования в России [6] получить сертификат на использование системы с фторированным кетоном несложно, при этом испытания систем на основе хладонов и систем на основе фторированных кетонов ничем не отличаются и не учитывают физико-химические особенности данных ГОТВ. В результате на рынке могут предлагаться системы, которые никогда не проходили натурных испытаний на эффективность работы с фторированными кетонами, имеют неподходящую конструкцию насадков и не способны обеспечить пожарную безопасность. Поэтому большинство заказчиков в настоящий момент предпочитают авторизованные системы с оригинальным Novec 1230.

Ссылки на источники информации

ГОСТ 27331-87 (СТ СЭВ 5637-86) Пожарная техника. Классификация пожаров.
Приказ федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 г. № 116 «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением»., п. 215
Фомин В. И. КРАТКИЙ ОБЗОР РАЗВИТИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ
Информационный листок OzonAction: Кигалийская поправка к Монреальскому протоколу: поэтапное сокращение потребления ГФУ
Публичная база данных Росаккредитации https://fsa.gov.ru/
ГОСТ 53281-2009, п. 7.2

Газовое пожаротушение