Применяемые виды газов в установках пожаротушения
В современных системах газового пожаротушения в качестве огнетушащих газовых веществ могут использоваться как сжатые, так и сжиженные газы. К сжатым газам относятся азот, аргон, инерген и аргонит, в то время как к сжиженным газам можно отнести углекислый газ, хладоны различных типов и шестифтористую серу.
Газовое огнетушащее вещество (ГОТВ) представляет собой индивидуальное химическое соединение или смесь соединений, которые в процессе тушения пламени находятся в газообразном или парообразном состоянии и обладают физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия, способствующие прекращению горения.
В зависимости от принципа воздействия на открытое пламя и механизма тушения, огнетушащие газы можно классифицировать на две основные группы:
Первая группа включает газы-разбавители, которые функционируют за счет вытеснения кислорода из защищаемого пространства, создавая тем самым атмосферу, неподходящую для поддержания горения. Примерами таких газов являются углекислый газ, инертные газы и их смеси.
Вторая группа состоит из газов-ингибиторов, которые воздействуют на процесс горения посредством ингибирования реакций, происходящих в пламени. Механизм тушения этих газов основывается на законах химического ингибирования. В качестве примеров газов-ингибиторов могут быть приведены различные хладоны, которые применяются в современных системах пожаротушения.
Механизм тушения: путем вытеснения кислорода
Углекислота или двуокись углерода (CO2) представляет собой один из первых газов, применяемых в системах пожаротушения, начиная с начала XX века. Основным принципом действия этого вещества является механизм вытеснения кислорода. При снижении концентрации кислорода до уровня 12% процесс горения прекращается. Эффект тушения достигается при концентрации углекислого газа, превышающей 30% по объему. При этом следует учитывать, что летальная концентрация для человека составляет около 5%. В соответствии с пунктом 9.1.2 СП 485.1311500.2024, использование углекислого газа на объектах с массовым пребыванием людей (превышающим 50 человек) и в помещениях, где человек не может покинуть помещение до срабатывания автоматической системы газового пожаротушения, строго запрещено.
«Инерген» представляет собой смесь инертных газов, таких как азот и аргон, с углекислотой. Данные инертные газы способствуют снижению концентрации кислорода в защищаемом помещении. В процессе подачи инертных газов в защищаемое пространство концентрация кислорода понижается до уровня, при котором процессы горения прекращаются. Основным преимуществом газа «Инерген» среди прочих ГОТВ является его экологическая безопасность и сравнительно низкая опасность для здоровья человека.
Механизм тушения: ингибирование
С появлением хладонов системы газового пожаротушения достигли нового уровня эффективности. Современные установки газового пожаротушения используют экологически безопасные ГОТВ. При кратковременном вдыхании данные вещества не оказывают значительного негативного влияния на здоровье человека, а их скорость тушения значительно превосходит таковую у углекислоты и инертных газов. Хладоны, как гидрофторуглероды, выступают в качестве огнетушащих веществ и различаются по своим химическим и физическим свойствам в зависимости от конкретного состава. Пожаротушение с применением хладонов демонстрирует высокую эффективность благодаря механизму ингибирования реакций горения. При попадании в зону горения хладоны подвергаются разложению, что приводит к образованию свободных радикалов, способных взаимодействовать с продуктами горения и замедлять процесс окисления вплоть до полного затухания. Ключевым преимуществом газообразных огнетушащих веществ данного типа является более низкая концентрация, необходимая для достижения эффективного огнетушащего эффекта, по сравнению с сжатыми газами и углекислотой.
Механизмы тушения: ингибирование и охлаждение
В современных системах газового пожаротушения широко применяется газообразное огнетушащее вещество хладон «ФК-5-1-12» (фторкетон), известный также как «сухая вода». Данное вещество хранится в жидком состоянии и превращается в газообразную фазу исключительно при активации системы. При переходе в газообразное состояние происходит интенсификация поглощения тепла, что способствует подавлению горения за счет эффекта охлаждения, превышающего 70%. Одновременно наблюдается и химическая реакция ингибирования пламени, которая составляет около 30% в процессе тушения. Важным аспектом является тот факт, что в ходе функционирования системы ГОТВ концентрация кислорода в помещении остается стабильной, что играет критически важную роль в процессе эвакуации людей.
К наиболее безопасным газам, используемых в системах пожаротушения, следует отнести такие вещества, как «Инерген» и некоторые виды хладонов - Хладон 23 и фторкетон. Современные виды ГОТВ, такие как Хладон 125 и Хладон 227ea, характеризуются низкой токсичностью и отсутствием явного удушающего эффекта. Тем не менее, длительное воздействие (продолжительностью более 5 минут) может привести к раздражению слизистых оболочек и другим нежелательным последствиям. Особое внимание следует уделить углекислому газу, который при неправильном применении способен привести к серьезным последствиям - летальному исходу.
В связи с вышеизложенным, проектирование автоматических систем газового пожаротушения должно учитывать необходимость предварительной эвакуации.
