В защищаемых помещениях используется газовый метод пожаротушения, принцип действия которого состоит в выпуске специального негорючего вещества, находящегося в газообразном состоянии. Подаваемый под напором газ (хладон, азот, аргон и пр.) вытесняет кислород, поддерживающий горение, из помещения, где возник пожар.

Классификация возгораний, устраняемых тушением газовым методом

Автоматическое газовое пожаротушение широко применяется при локализации пожаров, относящихся к следующим классам:

1. горение твердых материалов – класс А;
2. горение жидкостей – класс В;
3. горение электропроводок, оборудования, находящегося под напряжением – класс E.

Противопожарная защита объемным способом применяется при охране банковского специализированного оборудования, музейных ценностей, архивных документов, центров по обмену данными, серверных, узлов, осуществляющих связь, приборов, газоперекачивающих объектов, дизельных, генераторных помещений, диспетчерских и других дорогостоящих объектов собственности как промышленных, так и хозяйственных.

Помещения, где расположено управление атомными электростанциями, телекоммуникационное оборудование, сушильные и окрасочные камеры должны быть оборудованы автоматической газовой противопожарной защитой в обязательном порядке.

Преимущества способа

В отличие от прочих методов тушения пожаров автоматическое газовое пожаротушение охватывает весь объем защищаемого помещения. Газовая огнетушащая смесь в течение короткого времени 10 – 60 секунд распространяется по всему помещению, включая объекты самовозгорания, останавливает огонь, оставляя охраняемые ценности в прежнем виде.

К основным достоинствам данного способа пожаротушения относятся следующие факторы:

• безопасность действующих материалов;
• высокая скорость и эффективность ликвидации возгораний;
• охватывание всего объема защищаемого помещения;
• высокий ресурс использования установок оборудования газового вида.

Огнетушащая газовая смесь ликвидирует пламя с большой эффективностью благодаря способности газа быстро проникать в труднодоступные герметичные и экранируемые зоны охраняемого объекта, куда затруднен доступ обычным средствам пожаротушения.

В процессе тушения пожара вследствие срабатывания АУГП образовавшийся газ не причиняет вреда ценностям в сравнении с иными средствами тушения – водой, пеной, порошком, аэрозолями. Последствия ликвидации пожара быстро удаляются проветриванием или при помощи вентиляционных средств.

Устройство и принцип действия установок

Автоматические установки газового пожаротушения (АУГП) имеют в своем составе два и более модуля, содержащих газовое огнетушащее вещество, трубные разводки и насадки. Выявление огня и включение установки происходит при помощи специальной противопожарной сигнализации, являющейся составной частью оборудования.

Газовые противопожарные модули состоят из баллонов с газом и пусковых устройств. Газовые баллоны подлежат неоднократным заправкам после их опустошений в процессе использования. Сложная автоматическая система газового пожаротушения, состоящая из нескольких модулей, объединена при помощи специальных устройств – коллекторов.

В процессе ежедневной эксплуатации производится атмосферный контроль возникновения дыма (дымовые датчики-извещатели) и повышенных значений температуры (тепловые извещатели) в помещениях. Постоянное отслеживание целостности цепей запуска системы тушения пожара, обрывов в цепях, образования коротких замыканий также производится при помощи систем пожарной сигнализации.

Газовый метод тушения огня происходит в автоматическом режиме:

• срабатывание датчиков;
• выход огнетушащих газов под высоким давлением;
• вытеснение кислорода из атмосферы защищаемого помещения.

Возникновение возгорания является сигналом к автоматическому запуску установки газового пожаротушения в соответствии со специальным алгоритмом, которым предусмотрена также и эвакуация персонала из опасной зоны.

Полученный сигнал о возникновении возгорания приводит к автоматическому отключению вентиляционной системы, подаче негорючего газа под высоким давлением по трубопроводам к распылителям. Благодаря высокой концентрации газовых смесей длительность процесса газового пожаротушения составляет не более 60 сек.

Разновидности автоматических систем

Применение АУГП рекомендовано в залах, где нет постоянного присутствия людей, а также там, где хранятся взрывоопасные и горючие вещества. Здесь обнаружение возгораний невозможно без систем сигнализации, срабатывающих автоматически.

В зависимости от мобильности автоматические системы разделяются на следующие категории:

1. мобильные установки;
2. переносные АУГП;
3. стационарные виды систем.

Мобильная автоматическая установка газового пожаротушения располагается на специальных платформах как самоходных, так и буксируемых. Монтаж стационарного оборудования производится непосредственно в помещениях, управление осуществляется при помощи пультов.

Установки переносного типа – огнетушители являются наиболее распространенным средством пожаротушения.Их присутствие обязательно в каждом помещении.

Классификация АУГП производится также по способам поставки огнетушащих веществ, по объемным методам (локальный – средство пожаротушения подается непосредственно к месту возгорания, полное тушение – по всему объему помещения).

Требования к проектным, расчетным и установочным работам

При установке систем-автоматов тушения пожаров газовым методом необходимо соблюдать установленные действующим законодательством нормы в полном соответствии с требованиями заказчиков проектируемых объектов. Проектные, расчетные и монтажные мероприятия осуществляются профессионалами.

Создание проектной документации начинается с обследования помещений, определения количества и площадей комнат, особенностей отделочных материалов, использованных при оформлении потолков, стен, полов. Нужно также учитывать назначение комнат, характеристики влажности, пути эвакуации людей при возникновении срочной необходимости покинуть здание.

При определении мест расположения данного противопожарного оборудования особое внимание необходимо уделить количеству кислорода в районах скопления людей в момент автоматического включения . Количество кислорода в этих местах должно соответствовать допустимым нормам.
При монтировании газового оборудования необходимо обеспечить его защиту от механических воздействий.

Мероприятия по обслуживанию противопожарных средств

Автоматические противопожарные системы газового вида нуждаются в регулярном профилактическом обслуживании.

Ежемесячно необходимо проверять рабочее состояние и герметичность отдельных элементов и системы в целом.

Нужно диагностировать работоспособность датчиков задымленности и возгорания, а также средств сигнализации.

Каждое срабатывание средств пожаротушения должно сопровождаться последующей дозаправкой емкостей газовыми смесями и перенастройкой системы оповещения. Демонтаж всей системы не требуется благодаря тому, что профилактические операции производятся по месту ее расположения.

Проектирование систем газового пожаротушения достаточно сложный интеллектуальный процесс, результатом которого становится работоспособная система, позволяющая надежно, своевременно и эффективно защитить объект от возгорания. В данной статье рассматриваются и анализируются проблемы, возникающие при проектировании автоматических установок газового пожаротушения. Оцениваются возмож ности данных систем и их эффективность, а также рассмат риваются возможные варианты оптимального построения автоматических систем газового пожаротушения. Анализ данных систем производится в полном соответствии с тре бованиями свода правил СП 5.13130.2009 и других норм, дейст вующих СНиП, НПБ, ГОСТ и Федеральных законов и приказов РФ по автоматическим установкам пожаротушения.

Главный инженер проекта ООО «АСПТ Спецавтоматика»

В.П. Соколов

На сегодняшний день, одним из самых эффективных средств тушения пожаров, в помещениях подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения АУПТ в соответствии с требованиями СП 5.13130.2009 приложение «А», являются установки автоматического газового пожаротушения. Тип автоматической установки тушения, способ тушения, вид огнетушащих средств, тип оборудования установок пожарной автоматики определяется организацией-проектировщиком в зависимости от технологических, конструктивных и объемно-планировочных особенностей защищаемых зданий и помещений с учетом требований данного перечня (см. п. А.3.).

Применение систем, где огнетушащее вещество при возгорании автоматически или дистанционно в ручном режиме пуска подается в защищаемое помещение особенно оправданно при защите дорогостоящего оборудования, архивных материалов или ценностей. Установки автоматического пожаротушения позволяют ликвидировать на ранней стадии возгорание твердых, жидких и газообразных веществ, а также электрооборудования под напряжением. Такой способ тушения может быть объемным - при создании огнетушащей концентрации по всему объему защищаемого помещения или локальным – в случае, если огнетушащая концентрация создается вокруг защищаемого устройства (например, отдельного агрегата или единицы технологического оборудования).

При выборе оптимального варианта управления автоматическими установками пожаротушения и выборе огнетушащего вещества, как правило, руководствуются нормами, техническими требованиями, особенностями и функциональными возможностями защищаемых объектов. Газовые огнетушащие вещества при правильном подборе практически не причиняют ущерба защищаемому объекту, находящемуся в нем оборудованию с любым производственным и техническим назначением, а также здоровью работающего в защищаемых помещениях персоналу с постоянным пребыванием. Уникальная способность газа проникать через щели в самые недоступные места и эффективно воздействовать на очаг возгорания получило самое широкое распространение в использовании газовых огнетушащих веществ в автоматических установках газового пожаротушения во всех областях человеческой деятельности.

Именно поэтому автоматические установки газового пожаротушения используются для защиты: центров обработки данных (ЦОД), серверных, телефонных узлов связи, архивов, библиотек, музейных запасников, денежных хранилищ банков и т.д.

Рассмотрим разновидности огнетушащих веществ наиболее часто используемых в автоматических системах газового пожаротушения:

Хладон 125 (C 2 F 5 H) нормативная объемная огнетушащая концентрация по Н-гептан ГОСТ 25823 равна - 9.8 % объема (фирменное название HFC-125);

Хладон 227еа (C3F7H) нормативная объемная огнетушащая концентрация по Н-гептан ГОСТ 25823 равна - 7.2 % объема (фирменное название FM-200);

Хладон 318Ц (C 4 F 8) нормативная объемная огнетушащая концентрация по Н-гептан ГОСТ 25823 равна - 7.8 % объема (фирменное название HFC-318C);

Хладон ФК-5-1-12 (CF 3 CF 2 C(O)CF(CF 3) 2) нормативная объемная огнетушащая концентрация по Н-гептан ГОСТ 25823 равна - 4.2 % объема (фирменное название Novec 1230);

Двуокись углерода (СО 2) нормативная объемная огнетушащая концентрация по Н-гептан ГОСТ 25823 равна - 34.9 % объема (можно использовать без постоянного пребывания людей в защищаемом помещении).

Мы не будем производить анализ свойств газов и их принципы воздействия на огонь в очаге пожара. Нашей задачей будет являться практическое использование данных газов в автоматических установках газового пожаротушения, идеология построения данных систем в процессе проектирования, вопросы расчета массы газа для обеспечения нормативной концентрации в объеме защищаемого помещения и определения диаметров труб питающего и распределительного трубопровода, а также расчет площади выпускных отверстий насадка.

В проектах по газовому пожаротушению при заполнении штампа чертежа, на титульных листах и в пояснительной записке мы используем термин автоматическая установка газового пожаротушения. На самом деле данный термин не совсем корректен и правильней будет использование термина автоматизированная установка газового пожаротушения.

Почему так! Смотрим перечень терминов в СП 5.13130.2009.

3. Термины и определения.

3.1 Автоматический пуск установки пожаротушения : пуск установки от ее технических средств без участия человека.

3.2 Автоматическая установка пожаротушения (АУП) : установка пожаротушения, автоматически срабатывающая при превышении контролируемым фактором (факторами) пожара установленных пороговых значений в защищаемой зоне.

В теории автоматического управления и регулирования есть разделение терминов автоматическое управление и автоматизированное управление.

Автоматические системы - это комплекс программных и технических средств и устройств работающих без участия человека. Автоматическая система не обязательно должна представлять собой сложный комплекс устройств, для управления инженерными системами и технологическими процессами. Это может быть одно автоматическое устройство, выполняющее заданные функции по заранее заданной программе без участия человека.

Автоматизированные системы – это комплекс устройств, преобразующих информацию в сигналы и передающих эти сигналы на расстояние по каналу связи для измерения, сигнализации и управления без участия человека или с его участием не более чем на одной стороне передачи. Автоматизированные системы это комбинация двух систем управления автоматической и системы ручного (дистанционного) управления.

Рассмотрим состав автоматических и автоматизированных систем управления активной противопожарной защиты:

Средства для получения информации-устройства сбора информации .

Средства для передачи информации-линии (каналы) связи .

Средства для приема, обработки информации и выдачи управляющих сигналов нижнего уровня- локальные приемные электротехнические устройства, приборы и станции контроля и управления.

Средства для использования информации- автоматические регуляторы и исполнительные механизмы и устройства оповещения разного назначения .

Средства отображения и обработки информации, а также автоматизированного управления верхнего уровня – центральный пульт управления или автоматизированное рабочее место оператора .

Автоматическая установка газового пожаротушения АУГПТ включает в себя три режима запуска:

• автоматический (запуск осуществляется от автоматических пожарных извещателей);
• дистанционный (запуск осуществляется от ручного пожарного извещателя находящегося у двери в защищаемое помещение или поста охраны);
• местный (от механического устройства ручного пуска находящегося на пусковом модуле «баллоне» с огнетушащим веществом или рядом с модулем пожаротушения для жидкой двуокиси углерода МПЖУ конструктивно выполненной в виде изотермической емкости).

Дистанционный и местный режим пуска выполняются только при вмешательстве человека. Значит правильной расшифровкой АУГПТ, будет являться термин «Автоматизированная установка газового пожаротушения» .

В последнее время Заказчик при согласовании и утверждении проекта по газовому пожаротушению в работу требует, чтобы указывалась инерционность установки пожаротушения, а не просто расчетное время задержки выпуска газа для эвакуации персонала из защищаемого помещения.

3.34 Инерционность установки пожаротушения : время с момента достижения контролируемым фактором пожара порога срабатывания чувствительного элемента пожарного извещателя, спринклерного оросителя либо побудительного устройства до начала подачи огнетушащего вещества в защищаемую зону.

Примечание - Для установок пожаротушения, в которых предусмотрена задержка времени на выпуск огнетушащего вещества с целью безопасной эвакуации людей из защищаемого помещения и (или) для управления технологическим оборудованием, это время входит в инерционность АУП.

8.7 Временные характеристики (см. СП 5.13130.2009).

8.7.1 Установка должна обеспечивать задержку выпуска ГОТВ в защищаемое помещение при автоматическом и дистанционном пуске на время, необходимое для эвакуации из помещения людей, отключение вентиляции (кондиционирования и т. п.), закрытие заслонок (противопожарных клапанов и т. д.), но не менее 10 сек. от момента включения в помещении устройств оповещения об эвакуации.

8.7.2 Установка должна обеспечивать инерционность (время срабатывания без учета времени задержки выпуска ГОТВ) не более 15 сек.

Время задержки выпуска газового огнетушащего вещества (ГОТВ) в защищаемое помещение задается путем программирования алгоритма работы станции управляющей газовым пожаротушением. Время необходимое для эвакуации людей из помещения определяется путем расчета по специальной методике. Временной интервал задержек для эвакуации людей из защищаемого помещения может составлять, от 10 сек. до 1 мин. и более. Время задержки выпуска газа зависит от габаритов защищаемого помещения, от сложности протекания в нем технологических процессов, функциональной особенности установленного оборудования и технического назначения, как отдельных помещений, так и промышленных объектов.

Вторая часть инерционной задержки установки газового пожаротушения по времени является продуктом гидравлического расчета питающего и распределительного трубопровода с насадками. Чем длинней и сложней магистральный трубопровод до насадка, тем большее значение имеет инерционность установки газового пожаротушения. На самом деле по сравнению с задержкой времени, которая необходима на эвакуацию людей из защищаемого помещения, эта величина не столь большая.

Время инерционности установки (начало истечения газа через первый насадок после открытия запорных клапанов) составляет, min 0,14 сек. и max. 1,2 сек. Данный результат получен из анализа около сотни гидравлических расчетов разной сложности и с разными составами газов, как хладонами, так и углекислотой находящейся в баллонах (модулях).

Таким образом, термин «Инерционность установки газового пожаротушения» складывается из двух составляющих:

Времени задержки выпуска газа для безопасной эвакуации людей из помещения;

Времени технологической инерционности работы самой установки при выпуске ГОТВ.

Необходимо отдельно рассмотреть инерционность установки газового пожаротушения с двуокисью углерода на базе резервуара изотермического пожарного МПЖУ «Вулкан» с разными объемами используемого сосуда. Конструктивно унифицированный ряд образуют сосуды вместимостью 3; 5; 10; 16; 25; 28; 30м3 на рабочее давление 2,2МПа и 3,3МПа. Для комплектации данных сосудов запорно-пусковыми устройствами (ЗПУ) в зависимости от объема, используется три вида запорных клапанов с диаметрами условного прохода выходного отверстия 100, 150 и 200мм. В качестве исполнительного механизма в запорно-пусковом устройстве используются шаровой кран или дисковый затвор. В качестве привода используется пневмопривод с рабочим давлением на поршне 8-10 атмосфер.

В отличие от модульных установок, где электрический пуск головного запорно-пуско-вого устройства осуществляется практически мгновенно даже с последующим пневматическим запуском оставшихся модулей в батарее (см. Рис-1), дисковый затвор или шаровой кран открываются и закрываются с небольшой задержкой во времени, которая может составлять 1-3 сек. в зависимости от выпускаемого производителем оборудования. К тому же открытие и закрытие данного оборудования ЗПУ во времени из-за конструктивных особенностей запорных клапанов имеет далеко не линейную зависимость (см. Рис-2).

На рисунке (Рис-1 и Рис-2) представлен график, на котором по одной оси значения среднего расхода двуокиси углерода, а по другой оси значения времени. Площадь под кривой в пределах нормативного времени определяет расчетное количество двуокиси углерода.

Средний расход двуокиси углерода Q m , кг/с, определяется по формуле

где: m - расчетное количество двуокиси углерода («Мг» по СП 5.13130.2009), кг;

t - нормативное время подачи двуокиси углерода, с.

с углекислотой модульного типа.

Рис-1.

1-

t o - время открытия запорно-пускового устройства (ЗПУ).

t x – время окончания истечения газа СО2 через ЗПУ.

Автоматизированная установка газового пожаротушения

с углекислотой на базе изотермической емкости МПЖУ «Вулкан».

Рис-2.

1- кривая, определяющая расход двуокиси углерода по времени через ЗПУ.

Хранение основного и резервного запаса углекислого газа в изотермических емкостях может осуществляться в двух разных отдельно стоящих резервуарах или совместно в одном. Во втором случае возникает необходимость закрытия запорно-пускового устройства после выхода основного запаса из изотермической емкости во время чрезвычайной ситуации тушения пожара в защищаемом помещении. Этот процесс в качестве примера показан на рисунке (см. Рис-2).

Использование изотермической емкости МПЖУ «Вулкан» в качестве централизованной станции пожаротушения на несколько направлений, подразумевает использование запорно-пускового устройства (ЗПУ) с функцией открыть-закрыть для отсечки нужного (расчетного) количества огнетушащего вещества для каждого направления газового пожаротушения.

Наличие большой распределительной сети трубопровода газового пожаротушения не означает, что истечение газа из насадка не начнется раньше, чем полностью откроется ЗПУ, поэтому время открытия выпускного клапана нельзя включать в технологическую инерционность работы установки при выпуске ГОТВ.

Большое количество автоматизированных установок газового пожаротушения используется на предприятиях с разными техническими производствами для защиты технологического оборудования и установок как, с нормальными температурами эксплуатации, так и с высоким уровнем рабочих температур на рабочих поверхностях агрегатов, например:

Газоперекачивающие агрегаты компрессорных станций, подразделяющие по типу

приводного двигателя на газотурбинные, газомоторные и электрические;

Компрессорные станции высокого давления с приводом от электродвигателя;

Генераторные установки с газотурбинными, газомоторными и дизельными

приводами;

Производственное технологическое оборудование по компримированию и

подготовке газа и конденсата на нефтегазоконденсатных месторождениях и т.д.

Скажем, рабочая поверхность кожухов газотурбинного привода для электрического генератора в определенных ситуациях может достигать достаточно высоких температур нагрева, превышающих температуру самовоспламенения некоторых веществ. При возникновении чрезвычайной ситуации, пожара, на данном технологическом оборудовании и дальнейшей ликвидации данного возгорания с помощью системы автоматического газового пожаротушения, всегда есть вероятность рецидива, возникновения повторного возгорания при соприкосновении горячих поверхностей с природным газом или турбинным маслом, который используется в системах смазки.

Для оборудования, где имеются горячие рабочие поверхности в 1986г. ВНИИПО МВД СССР для Министерства газовой промышленности СССР был разработан документ «Противопожарная защита газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов» (Обобщенные рекомендации). Где предлагается применять для тушения таких объектов индивидуальные и комбинированные установки пожаротушения. Комбинированные установки пожаротушения подразумевают две очереди ввода в действие огнетушащих веществ. Перечень комбинаций огнетушащих веществ имеются в обобщенной методичке. В данной статье мы рассматриваем только комбинированные установки газового пожаротушения «газ плюс газ». Первая очередь газового пожаротушения объекта соответствует нормам и требованиям СП 5.13130.2009, а вторая очередь (дотушивание) ликвидирует возможность повторного возгорания. Методика расчета массы газа для второй очереди подробно дана в обобщенных рекомендациях смотри раздел «Автоматические установки газового пожаротушения».

Для пуска системы газового пожаротушения первой очереди в технических установках без присутствия людей инерционность установки газового пожаротушения (задержка пуска газа) должна соответствовать времени необходимого на остановку работы технических средств и отключение оборудования воздушного охлаждения. Задержка предусматривается в целях предотвращения уноса газового огнетушащего вещества.

Для системы газового пожаротушения второй очереди рекомендуется пассивный метод предотвращения рецидива повторного возгорания. Пассивный метод подразумевает инертизацию защищаемого помещения в течение времени, достаточного для естественного охлаждения нагретого оборудования. Время подачи огнетушащего вещества в защищаемую зону расчетное и в зависимости от технологического оборудования может составлять 15-20 минут и более. Работа второй очереди системы газового пожаротушения осуществляется в режиме поддержания заданной огнетушащей концентрации. Вторая очередь газового пожаротушения включается сразу же по окончании работы первой очереди. Первая и вторая очередь газового пожаротушения для подачи огнетушащего вещества должны иметь свои отдельные трубные разводки и отдельный гидравлический расчет распределительного трубопровода с насадками. Интервалы времени, между которыми осуществляется вскрытие баллонов второй очереди пожаротушения и запас огнетушащего вещества определяется расчетами.

Как правило, для тушения выше описанного оборудования используется углекислота СО 2 , но могут использоваться и хладоны 125, 227еа и другие. Все определяется ценностью защищаемого оборудования, требованиям по воздействию выбранного огнетушащего вещества (газа) на оборудование, а также эффективностью при тушении. Данный вопрос лежит полностью в компетенции специалистов занимающих проектированием систем газового пожаротушения в данной области.

Схема управления автоматикой такой автоматизированной комбинированной установки газового пожаротушения достаточно сложна и требует от управляющей станции очень гибкой логики работы по контролю и управлению. Необходимо тщательно подходить к выбору электротехнического оборудования, то есть к приборам управления газовым пожаротушением.

Теперь нам необходимо рассмотреть общие вопросы по размещению и монтажу оборудования газового пожаротушения.

8.9 Трубопроводы (см. СП 5.13130.2009).

8.9.8 Система распределительных трубопроводов, как правило, должна быть симметричной.

8.9.9 Внутренний объем трубопроводов не должен превышать 80% объема жидкой фазы расчетного количества ГОТВ при температуре 20°С.

8.11 Насадки (см. СП 5.13130.2009).

8.11.2 Насадки должны размещаться в защищаемом помещении с учетом его геометрии и обеспечивать распределение ГОТВ по всему объему помещения с концентрацией не ниже нормативной.

8.11.4 Разница расходов ГОТВ между двумя крайними насадками на одном распределительном трубопроводе не должна превышать 20%.

8.11.6 В одном помещении (защищаемом объеме) должны применяться насадки только одного типоразмера.

3. Термины и определения (см. СП 5.13130.2009).

3.78 Распределительный трубопровод : трубопровод, на котором смонтированы оросители, распылители или насадки.

3.11 Ветвь распределительного трубопровода : участок рядка распределительного трубопровода, расположенного с одной стороны питающего трубопровода.

3.87 Рядок распределительного трубопровода : совокупность двух ветвей распределительного трубопровода, расположенных по одной линии с двух сторон питающего трубопровода.

Все чаще при согласовании проектной документации по газовому пожаротушению приходиться сталкиваться с разным толкованием некоторых терминов и определений. Особенно если аксонометрическую схему разводки трубопроводов для гидравлических расчетов присылает сам Заказчик. Во многих организация системами газового пожаротушения и водяным пожаротушением занимаются одни те же специалисты. Рассмотрим две схемы разводки труб газового пожаротушения см. Рис-3 и Рис-4. Схема типа “гребенка” в основном применяется в системах водяного пожаротушении. Обе схемы, показанные на рисунках, применяются и в системе газового пожаротушения. Существует только ограничение для схемы типа “гребенка” ее можно использовать только для тушения двуокисью углерода (углекислотой). Нормативное время выхода углекислоты в защищаемое помещение составляет не более 60 сек., причем не важно это модульная или централизованная установка газового пожаротушения.

Время заполнения углекислотой всего трубопровода в зависимости от его длины и диаметров туб может составлять 2-4 сек., а далее вся система трубопровода до распределительных трубопроводов, на которых находятся насадки, превращается, как и в системе, водяного пожаротушении в “питающий трубопровод”. При соблюдении всех правил гидравлического расчета и правильного подбора внутренних диаметров труб будет выполняться требование, в котором разница расходов ГОТВ между двумя крайними насадками на одном распределительном трубопроводе или между двумя крайними насадками на двух крайних рядках питающего трубопровода, например рядок 1 и 4, не будет превышать 20%. (см. выкопировку п. 8.11.4). Рабочее давление углекислоты на выходе перед насадками будет приблизительно одинаковым, что обеспечит равномерный расход огнетушащего вещества ГОТВ через все насадки по времени и создание нормативной концентрации газа в любой точке объема защищаемого помещения по истечении времени 60 сек. с момента запуска установки газового пожаротушения.

Другое дело разновидности огнетушащего вещества – хладоны. Нормативное время выхода хладона в защищаемое помещение для модульного пожаротушения – не более 10сек., а для централизованной установки не более – 15 сек. и т.д. (см. СП 5.13130.2009).

пожаротушения по схеме типа “гребенка”.

РИС-3.

Как показывает гидравлический расчет с газом хладон (125, 227еа, 318Ц и ФК-5-1-12) для аксонометрической схемы разводки трубопровода типа “гребенка” не выполняется основное требование свода правил это обеспечение равномерного расхода огнетушащего вещества через все насадки и обеспечения распределения ГОТВ по всему объему защищаемого помещения с концентрацией не ниже нормативной (см. выкопировку п. 8.11.2 и п. 8.11.4). Разница по расходу ГОТВ семейства хладон через насадки между первым и последним рядками могут достигать величины 65% в место допустимых 20%, особенно если количество рядков на питающем трубопроводе достигает 7 шт. и более. Получение таких результатов для газа семейства хладон можно объяснить физикой процесса: скоротечностью происходящего процесса во времени, тем что, каждый последующий рядок забирает часть газа на себя, постепенным увеличением длины трубопровода от рядка к рядку, динамикой сопротивления движению газа по трубопроводу. Значит, первый рядок с насадками на питающем трубопроводе находится в более благоприятных условиях работы, чем последний рядок.

Правило гласит, что разница расходов ГОТВ между двумя крайними насадками на одном распределительном трубопроводе не должна превышать 20% и ничего не говориться о разности расхода между рядками на питающем трубопроводе. Хотя другое правило гласит что, насадки должны размещаться в защищаемом помещении с учетом его геометрии и обеспечивать распределение ГОТВ по всему объему помещения с концентрацией не ниже нормативной.

План разводки трубопровода установки газового

пожаротушения по симметричной схеме.

РИС-4.

Как понимать требование свода правил, система распределительных трубопроводов, как правило, должна быть симметричной (см. выкопировку 8.9.8). Система разводки трубопровода типа “гребенка” установки газового пожаротушения тоже имеет симметрию относительно питающего трубопровода и в тоже время не обеспечивает одинаковый расход газа марки хладон через насадки по всему объему защищаемого помещения.

На Рис-4 изображена система разводки трубопровода для установки газового пожаротушения по всем правилам симметрии. Это определяется по трем признакам: расстояние от газового модуля до любого насадка имеет одну и туже длину, диаметры труб до любого насадка идентичны, количество изгибов и их направленность аналогична. Разность расходов газа между любыми насадками составляет практически ноль. В случае если по архитектуре защищаемого помещения необходимо, какой то распределительный трубопровод с насадком удлинить или сдвинуть в сторону, разность расходов между всеми насадками никогда не выйдет за пределы 20%.

Еще одна проблема для установок газового пожаротушения это большие высоты защищаемых помещений от 5 м. и более (см. Рис-5).

Аксонометрическая схема разводки трубопровода установки газового пожаротушения в помещении одного объема с большой высотой потолков.

Рис-5.

Эта проблема возникает при защите промышленных предприятий, где производственные цеха подлежащие защите могут иметь потолки высотой до 12 метров, специализированные здания архивов, с потолками, достигающими высот 8 метров и выше, ангары для хранения и обслуживания различной спецтехники, станции перекачки газа и нефтепродуктов и т.д. Общепринятая максимальная высота установки насадка относительно пола в защищаемом помещении, широко используемая в установках газового пожаротушения, как правило, составляет не более 4,5 метра. Именно на этой высоте разработчик данного оборудования и проверяет работу своего насадка на предмет соответствия его параметров требованиям СП 5.13130.2009, а также требованиям других нормативных документов РФ по противопожарной безопасности.

При большой высоте производственного помещения, например 8,5 метра, само технологическое оборудование однозначно будет располагаться в низу на производственной площадке. При объемном тушении установкой газового пожаротушения в соответствии правилами СП 5.13130.2009 насадки должны располагаться на потолке защищаемого помещения, на высоте не более 0,5 метра от поверхности потолка в строгом соответствии с их техническими параметрами. Понятно, что высота производственного помещения 8,5 метра не соответствует техническим характеристикам насадка. Насадки должны размещаться в защищаемом помещении с учетом его геометрии и обеспечивать распределение ГОТВ по всему объему помещения с концентрацией не ниже нормативной (см. выкопировку п. 8.11.2 из СП 5.13130.2009). Вопрос как долго по времени будет выравниваться нормативная концентрация газа по всему объему защищаемого помещения с высокими потолками, и какими правилами это может регулироваться. Видится одно решение данного вопроса это условное деление общего объема защищаемого помещения по высоте на две (три) равные части, а по границам данных объемов через каждые 4 метра по направлению вниз по стене симметрично установить дополнительные насадки (см. Рис-5). Дополнительно установленные насадки позволяют быстрей заполнять объем защищаемого помещения огнетушащим веществом с обеспечением нормативной концентрации газа, и что гораздо важнее обеспечивают быструю подачу огнетушащего вещества к технологическому оборудованию на производственной площадке.

Поданной схеме разводки труб (см. Рис-5) удобней всего на потолке иметь насадки с распылением ГОТВ на 360о, а на стенах насадки с боковым распылением ГОТВ на 180о одного типоразмера и равной расчетной площадью отверстий для распыления. Как гласит правило в одном помещении (защищаемом объеме) должны применяться насадки только одного типоразмера (см. выкопировку п. 8.11.6). Правда определение термина насадки одного типоразмера в СП 5.13130.2009 не дается.

Для гидравлического расчета распределительного трубопровода с насадками и расчета массы необходимого количества газового огнетушащего вещества для создания нормативной огнетушащей концентрации в защищаемом объеме, используются современные компьютерные программы. Ранее этот расчет производился в ручную с помощью специальных утвержденных методик. Это было сложным и долгим по времени действием, а полученный результат имел достаточно большую погрешность. Для получения достоверных результатов гидравлического расчета трубной разводки, требовался большой опыт человека занимающегося расчетами систем газового пожаротушения. С появлением компьютерных и обучающих программ гидравлические расчеты стали доступны большому кругу специалистов работающих в данной области. Компьютерная программа «Vector», одна из немногих программ позволяющая оптимально решать всевозможные сложные задачи в области систем газового пожаротушения с минимальными потерями времени на расчеты. Для подтверждения достоверности результатов расчета проведена верификация гидравлических расчетов по компьютерной программе «Vector» и получено положительное Экспертное заключение № 40/20-2016 от 31.03.2016г. Академии ГПС МЧС России на использование программы гидравлических расчетов «Vector» в установках газового пожаротушения со следующими огнетушащими веществами: Хладон 125, Хладон 227еа, Хладон 318Ц, ФК-5-1-12 и СО2 (двуокись углерода) производства ООО «АСПТ Спецавтоматика».

Компьютерная программа гидравлических расчетов «Vector» освобождает проектировщика от рутинной работы. В нее заложены все нормы и правила СП 5.13130.2009, именно в рамках этих ограничений выполняются расчеты. Человек вставляет в программу только свои исходные данные для расчета и вносит правки, если его не устраивает результат.

В заключение хочется сказать, мы гордимся тем, что по признанию многих специалистов, одним из ведущих российских производителей автоматических установок газового пожаротушения в области технологии является ООО «АСПТ Спецавтоматика».

Конструкторами компании разработан целый ряд модульных установок для различных условий, особенностей и функциональных возможностей защищаемых объектов. Оборудование полностью соответствует всем российским нормативным документам. Мы тщательно следим и изучаем мировой опыт по разработкам в нашей области, что позволяет использовать наиболее передовые технологии при разработке установок собственного производства.

Важным преимуществом является то, что наша компания не только проектирует и устанавливает системы пожаротушения, но также имеет собственную производственную базу по изготовлению всего необходимого оборудования для пожаротушения – от модулей до коллекторов, трубопроводов и насадков для распыления газа. Собственная газозаправочная станция дает нам возможность в кратчайшие сроки производить заправку и освидетельствование большого количества модулей, а также проводить комплексные испытания всех вновь разрабатываемых систем газового пожаротушения (ГПТ).

Сотрудничество с ведущими мировыми производителями огнетушащих составов и производителями ГОТВ внутри России позволяет ООО «АСПТ Спецавтоматика» создавать многопрофильные системы пожаротушения, используя наиболее безопасные, высокоэффективные и широко распространенные составы (Хладоны 125, 227еа, 318Ц, ФК-5-1-12, углекислота (СО 2)).

ООО «АСПТ Спецавтоматика» предлагает не один продукт, а единый комплекс - полный набор оборудования и материалов, проект, монтаж, пуско-наладку и последующее техническое обслуживание выше перечисленных систем пожаротушения. В нашей организации регулярно проводится бесплатное обучение по проектированию, монтажу и наладке выпускаемого оборудования, где вы сможете получить наиболее полные ответы на все возникающие вопросы, а также получить любые консультации в области потивопожарной защиты.

Надежность и высокое качество – наш главный приоритет!

Газовое пожаротушение - это вид пожаротушения , при котором для тушения возгораний и пожаров применяются газовые огнетушащие вещества (ГОТВ). Автоматическая установка газового пожаротушения обычно состоит из баллонов или емкостей для хранения газового огнетушащего вещества, газа, который хранится в этих баллонах (емкостях) в сжатом или сжиженном состоянии, узлов управления, трубопроводов и насадок, обеспечивающих доставку и выпуск газа в защищаемое помещение, прибора приемно-контрольного и пожарных извещателей.

История

В последней четверти 19-го столетия углекислый газ стали применять за рубежом как огнетушащее вещество. Этому предшествовало получение сжиженной двуокиси углерода (СО 2) М. Фарадеем в 1823 г. В начале 20-го века в Германии, Англии и США начали применяться углекислотные установки пожаротушения, значительное их количество появилось в 30-х годах. После Второй мировой войны за рубежом начали применяться установки с использованием изотермических резервуаров для хранения СО 2 (последние получили название установки пожаротушения двуокисью углерода низкого давления).

Хладоны (галоны) являются более современными газовыми огнетушащими веществами (ОТВ). За рубежом в начале 20-го века галон 104, а затем в 30-х годах галон 1001 (бромистый метил) весьма ограничено применялись для пожаротушения, преимущественно в ручных огнетушителях. В 50-х в США проведены исследовательские работы, которые позволили предложить к применению в установках галон 1301 (трифторбромметан).

Первые отечественные установки газового пожаротушения (УГП) появились в середине 30-х годов для защиты кораблей и судов. В качестве газового ОТВ (ГОТВ) использовалась двуокись углерода. Первая автоматическая УГП применена в 1939 г. для защиты турбогенератора ТЭЦ. В 1951-1955 гг. разработаны батареи газового пожаротушения с пневмопуском (БАП) и электропуском (БАЭ). Применен вариант блочного исполнения батарей с помощью наборных секций типа СН. С 1970 г. в батареях используется запорно-пусковое устройство ГЗСМ.

В последние десятилетия широко применяются автоматические установки газового пожаротушения, использующие

озонобезопасные хладоны - хладон 23, хладон 227еа, хладон 125.

При этом хладон 23 и хладон 227еа применяются для защиты помещений в которых находятся, или могут находиться люди.

Хладон 125 применяется в качестве огнетушащего вещества для защиты помещений без постоянного пребывания людей.

Двуокись углерода широко применяется для защиты архивов и денежных хранилищ.

Газы, применяемые при тушении

В качестве огнетушащих веществ для тушения используются газы, перечень которых определен в Своде правил СП 5.13130.2009 «Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические» (пункт 8.3.1).

Это следующие газовые огнетушащие вещества: хладон 23, хладон 227еа, хладон 125, хладон 218, хладон 318Ц, азот, аргон, инерген, двуокись углерода, шестифтористая сера.

Применение газов, которые не входят в указанный перечень, разрешается только по дополнительно разработанным и согласованным нормам (техническим условиям) для конкретного объекта.(Свод правил СП 5.13130.2009 «Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические» (примечание к таблице 8.1).

Газовые огнетушащие вещества по принципу пожаротушения классифицируют на две группы:

Первая группа ГОТВ - ингибиторы (хладоны). Они имеют механизм тушения, основанный на химическом

ингибировании (замедлении) реакции горения. Попадая в зону горения, эти вещества интенсивно распадаются

с образованием свободных радикалов, которые вступают в реакцию с первичными продуктами горения.

При этом происходит снижение скорости горения до полного затухания.

Огнетушащая концентрация хладонов в несколько раз ниже, чем для сжатых газов и составляет от 7 до 17 объемных процентов.

а именно, хладон 23, хладон 125, хладон 227еа являются озононеразрушающими.

Озоноразрушающий потенциал (ODP) хладона 23, хладона 125 и хладона 227еа равен 0.

Парниковые газы.

Вторая группа - это разбавляющие атмосферу газы. К ним относятся такие сжатые газы, как аргон, азот, инерген.

Для поддержания горения необходимым условием является наличие не менее 12 % кислорода. Принцип разбавления атмосферы состоит в том, что при вводе сжатого газа (аргона, азота, инергена) в помещении содержание кислорода снижается до значения менее 12 %, то есть создаются условия, не поддерживающие горение.

Сжиженные газовые огнетушащие составы

Сжиженный газ хладон 23 применяется без газа-вытеснителя.

Хладоны 125, 227еа, 318Ц для обеспечения транспортировки по трубной разводке в защищаемое помещение требуют подкачки газом-вытеснителем.

Двуокись углерода

Двуокись углерода - бесцветный газ с плотностью 1,98 кг/м³, не имеющий запаха и не поддерживающий горение большинства веществ. Механизм прекращения горения двуокисью углерода заключается в её способности разбавлять концентрацию реагирующих веществ до пределов, при которых горение становится невозможным. Двуокись углерода может выбрасываться в зону горения в виде снегообразной массы, оказывая при этом охлаждающее действие. Из одного килограмма жидкой двуокиси углерода образуется 506 л. газа. Огнетушащий эффект достигается, если концентрация двуокиси углерода не менее 30 % по объёму. Удельный расход газа при этом составит 0,64 кг/(м³·с) . Требует применения весовых устройств для контроля утечки огнетушащего вещества, обычно представляет собой тензорные весовые устройства.

Нельзя применять для тушения щелочно-земельных, щелочных металлов, некоторых гидридов металлов, развитых пожаров тлеющих материалов .

Хладон 23

Хладон 23 (трифторметан) - легкий газ без цвета и запаха. В модулях находится в жидкой фазе. Обладает высоким давлением собственных паров (48 КгС/кв.см), не требует наддува газом-вытеснителем. Газ выходит из баллонов под действием давления собственных паров. Контроль массы ГОТВ в баллоне осуществляется устройством контроля массы автоматически и постоянно, что обеспечивает постоянный контроль работоспособности системы пожаротушения. Огнегасительная станция способна в нормативное время (до 10 секунд) создавать нормативную огнетушащую концентрацию в помещениях, удаленных от модулей с ГОТВ на расстояние до 110 метров по горизонтали и 32 - 37 метров по вертикали. Данные по расстояниям определяются с помощью гидравлических расчетов. Свойства газа хладон 23 позволяют создавать системы пожаротушения объектов с большим количеством защищаемых помещений путём создания централизованной станции газового пожаротушения. Озонобезопасен - ODP=0 (Ozone Depletion Potential). Предельно допустимая концентрация составляет 50 %, нормативная тушащая концентрация - 14,6 %. Запас безопасности для людей 35,6 %. Это позволяет применять Хладон 23 для защиты помещений с людьми.

Хладон 125

Химическое название - пентафторэтан, озонобезопасный, символическое обозначение - R - 125 ХП.
- бесцветный газ, сжиженный под давлением; негорюч и малотоксичен.
- предназначен в качестве хладагента и пожаротушащего вещества.

Основные свойства

01.	Относительная молекулярная масса:	120,02 ;
02.	Температура кипения при давлении 0,1 МПа, °С:	-48,5 ;
03.	Плотность при температуре 20°С, кг/м³:	1127 ;
04.	Критическая температура, °С:	+67,7 ;
05.	Критическое давление, МПа:	3,39 ;
06.	Критическая плотность, кг/м³:	3 529 ;
07.	Массовая доля пентафторэтана в жидкой фазе, %, не менее:	99,5 ;
08.	Массовая доля воздуха, %, не более:	0,02 ;
09.	Суммарная массовая доля органических примесей, %, не более:	0,5 ;
10.	Кислотность в пересчете на фтористоводородную кислоту в массовых долях, %, не более:	0,0001 ;
11.	Массовая доля воды, %, не более:	0,001 ;
12.	Массовая доля нелетучего остатка, %, не более:	0,01 .

Хладон 218

Хладон 227еа

Хладон 227еа - бесцветный газ, применяется в качестве компонента смесевых хладонов, газового диэлектрика, пропеллента и огнегасителя

(пенообразующий и охлаждающий агент). Хладон 227еа озонобезопасен, озоноразрушающий потенциал (ОРП) - 0 Есть пример применения этого газа в установке автоматического газового пожаротушения серверной, в модуле газового пожаротушения МПХ65-120-33.

Негорючий, невзрывоопасный и малотоксичный газ, при нормальных условиях является стабильным веществом. При соприкосновении с пламенем и с поверхностями с температурой 600 °С и выше Хладон 227еа разлагается с образованием высокотоксичных продуктов. При попадании жидкого продукта на кожу возможно обморожение.

Заливают в баллоны вместимостью до 50 дм 3 по ГОСТ 949, рассчитанные на рабочее давление не менее 2,0 МПа, или в контейнеры (бочки) вместимостью не более 1000 дм 3 ,рассчитанные на избыточное рабочее давление не менее 2,0 МПа. При этом на каждый 1 дм 3 вместимости емкости следует наполнять не более 1,1 кг жидкого хладона. Транспортируют по железной дороге и автомобильным транспортом.

Хранят в складских помещениях вдали от нагревательных приборов при температуре не выше 50°С и на открытых площадках, обеспечив защиту от прямых солнечных лучей.

Хладон 318Ц

Хладон 318ц (R 318ц, перфторциклобутан) Хладон 318Ц - сжиженный под давлением, негорючий, невзрывоопасный. Химическая формула - C 4 F 8 Химическое название: октафторциклобутан Агрегатное состояние: газ без цвета со слабым запахом Температура кипения −6,0° С (минус) Температура плавления −41,4 °C (минус) Температура самовоспламенения 632 °C Молекулярная масса 200,031 Озоноразрушающий потенциал (ОРП) ODP 0 Потенциал глобального потепления GWP 9100 ПДК р.з.мг/м3 р.з. 3000 млн-1 Класс опасности 4 Характеристика пожароопасности Трудногорючий газ. При соприкосновении с пламенем разлагается с образованием высокотоксичных продуктов. Область воспламенения в воздухе отсутствует. При соприкосновении с пламенем и горячими поверхностями разлагается с образованием высокотоксичных продуктов. При высокой температуре реагирует с фтором. Применение Пламегаситель, рабочее вещество в кондиционерах, тепловых насосах, в качестве хладагента, газового диэлектрика, пропеллента, реагента для сухого травления при изготовлении интегральных микросхем.

Сжатые газовые огнетушащие составы (Азот, аргон, инерген)

Азот

Азот используется для флегматизации горючих паров и газов, для продувки и осушения емкостей и аппаратов от остатков газообразных или жидких горючих веществ. Баллоны со сжатым азотом в условиях развившегося пожара представляют опасность, так как возможен их взрыв вследствие понижения прочности стенок при высокой температуре и повышения давления газа в баллоне при нагревании. Мерой, предотвращающей взрыв, является выпуск газа в атмосферу. Если это сделать невозможно, баллон следует обильно орошать водой из укрытия .

Азот нельзя применять для тушения магния, алюминия, лития, циркония и других материалов, которые образуют нитриды, обладающие взрывчатыми свойствами. В этих случаях в качестве инертного разбавителя применяют аргон, значительно реже - гелий .

Аргон

Инерген

Инерген - дружественная по отношению к окружающей среде противопожарная система, действующий элемент которой состоит из газов, уже присутствующих в атмосфере. Инерген - инертный, то есть неразжиженный, нетоксичный и негорючий газ. Он состоит на 52 % из азота, на 40 % из аргона, и на 8 % из углекислого газа. Это значит, что он не наносит вред окружающей среде и не повреждает оборудование и другие предметы.

Метод тушения, заложенный в Инерген называется «замещение кислорода» - уровень кислорода в помещении падает и огонь гаснет.

• В атмосфере Земли содержится приблизительно 20,9 % кислорода.
• Метод замещения кислорода заключается в том, чтобы понизить уровень кислорода до приблизительно 15 %. При таком уровне кислорода огонь в большинстве случаев неспособен гореть и погаснет в пределах 30-45 секунд.
• Отличительной особенностью Инерген является содержание в его составе 8 % углекислого газа.

Иные

Также в качестве огнетушащего вещества может применяться пар, однако эти системы в основном применяются для тушения внутри технологического оборудования и трюмах судов.

Автоматические установки газового пожаротушения

Системы газового пожаротушения применяются в тех случаях, когда применение воды может вызвать короткое замыкание или иное повреждение оборудования - в серверных комнатах , хранилищах данных, библиотеках, музеях, на летательных аппаратах.

Автоматические установки газового пожаротушения должны обеспечивать:

В защищаемом помещении, а также в смежных, имеющие выход только через защищаемое помещение, при срабатывании установки должны включаться устройства светового (световой сигнал в виде надписей на световых табло «Газ - уходи!» и «Газ - не входить!») и звукового оповещения в соответствии с ГОСТ 12.3.046 и ГОСТ 12.4.009 .

Система газового пожаротушения также входит как составная часть в системы подавления взрывов, используется для флегматизации взрывоопасных смесей.

Испытания автоматических установок газового пожаротушения

Испытания следует проводить:

• перед сдачей установок в эксплуатацию;
• в период эксплуатации не реже одного раза в 5 лет

Кроме того, масса ГОС и давление газа-вытеснителя в каждом сосуде установки следует проводить в сроки, установленные технической документацией на сосуды (баллоны, модули).

Испытания установок по проверке времени срабатывания, продолжительности подачи ГОС и огнетущащей концентрации ГОС в объёме защищаемого помещения не являются обязательными. Необходимость их экспериментальной проверки определяет заказчик или, в случае отступления от норм проектирования, влияющих на проверяемые параметры, должностные лица органов управления и подразделений Государственной противопожарной службы при осуществлении государственного пожарного надзора.

Мобильные средства газового пожаротушения

Противопожарная установка «Штурм» совместного производства нижнетагильского ОАО «Уралкриомаш», московского опытно-конструкторского бюро «Гранат» и екатеринбургского производственного объединения «Уралтрансмаш» тушит крупный пожар на газовой скважине всего за 3-5 секунд. Таков результат испытаний установки на пожарах в местах газовых месторождений Оренбургской и Тюменской областей. Столь высокая эффективность достигается за счет того, что «Штурм» гасит пламя не пеной, порошком или водой, а сжиженным азотом, который выбрасывается в очаг пожара через сопла, установленные полукругом на длинной стреле. Азот оказывает двойное действие: полностью перекрывает доступ кислорода и охлаждает источник огня, не давая ему разгораться. Обычными средствами огонь на нефтегазовых объектах порой не удается погасить месяцами. «Штурм» сделан на базе самоходной артиллерийской установки, которая без труда преодолевает самые сложные препятствия на пути к труднодоступным участкам газопроводов и нефтяным скважинам.

Газовое пожаротушение на основе фторкетонов

Фторкетоны - новый класс химических веществ, разработанных компанией 3М и введенных в международную практику. Фторкетоны - это синтетические органические вещества, в молекуле которых все атомы водорода заменены на прочно связанные с углеродным скелетом атомы фтора. Такие изменения делают вещество инертным с точки зрения взаимодействия с другими молекулами. Многочисленные тестовые испытания, проведенные ведущими международными организациями, показали, что фторкетоны не только являются отличными огнетушащими веществами (с эффективностью аналогичной хладонам), но и демонстрируют положительный экологический и токсикологический профиль.

Начальник проектного отдела ООО «Технос-М+» Синельников С.А.

В последнее время в системах противопожарной безопасности небольших объектов подлежащих защите системами автоматического пожаротушения всё большее распространение получают автоматические установки газового пожаротушения.
Их преимущество заключается в относительно безопасных для человека огнетушащих составах, полном отсутствии ущерба защищаемому объекту при срабатывании системы, многократном использовании оборудования и тушении очага возгорания в труднодоступных местах.
При проектировании установок наиболее часто возникают вопросы по выбору огнетушащих газов и гидравлическом расчёте установки.

В данной статье мы попытаемся раскрыть некоторые аспекты проблемы выбора огнетушащего газа. Все наиболее часто применяемые в современных установках газового пожаротушения газовые огнетушащие составы можно условно разделить на три основные группы. Это вещества хладонового ряда, диоксид углерода, широко известный, как углекислота (СО2) и инертные газы и их смеси.

В соответствии с НПБ 88-2001* все эти газовые огнетушащие вещества применяются в установках пожаротушения для тушения пожаров класса А, В, С по ГОСТ 27331 и электрооборудования с напряжением не выше указанного в технической документации на применяемые ГОТВ.

Газовые ОТВ применяются преимущественно для объёмного пожаротушения в начальной стадии пожара по ГОСТ 12.1.004-91. Также ГОТВ используются для флегматизации взрывоопасной среды в нефте-химической, химической и др. отраслях.ГОТВ не электропроводны, легко испаряются, не оставляют следов на оборудовании защищаемого объекта, кроме того, важным достоинством ГОТВ является их пригодность для тушения дорогостоящих электрических установок, находящихся под напряжением.

Запрещается применение ГОТВ для тушения:

а)волокнистых, сыпучих и пористых материалов, способных к самовозгоранию с последующим тлением слоя внутри объема вещества (древесные опилки, ветошь в тюках, хлопок, травяная мука и т.п.);
б) химических веществ и их смесей, полимерных материалов, склонных к тлению и горению без доступа воздуха (нитроцеллюлоза, порох и др.);
в) химически активных металлов (натрия, калия, магния, титана, циркония, урана, плутония и т. д.);
г) химикатов, способных подвергаться аутермическому распаду (органических перекисей и гидразина);
д) гидридов металлов;
е) пирофорных материалов (белого фосфора, металлоорганических соединений);
ж) окислителей (оксидов азота, фтора)

Запрещается тушение пожаров класса С, если при этом возможно выделение или поступление в защищаемый объем горючих газов с последующим образованием взрывоопасной атмосферы. В случае применения ГОТВ для противопожарной защиты электроустановок следует учитывать диэлектрические свойства газов: диэлектрическая проницаемость, электропроводность, электрическая прочность. Как правило, предельное напряжение, при котором можно осуществлять тушение без отключения электроустановок всеми ГОТВ, составляет не более 1 кВ. Для тушения электроустановок с напряжением до 10 кВ можно использовать только СО2 высшего сорта по ГОСТ 8050.

В зависимости от механизма тушения газовые огнетушащие составы подразделяются на две квалификационные группировки:
- инертные разбавители, снижающие содержание кислорода в зоне горения и образующие в ней инертную среду (инертные газы – двуокись углерода, азот, гелий и аргон (виды 211451, 211412, 027141, 211481);
- ингибиторы, тормозящие процесс горения (галоидоуглеводороды и их смеси с инертными газами – хладоны)

В зависимости от агрегатного состояния газовые огнетушащие составы в условиях хранения подразделяются на две классификационные группировки: газообразные и жидкие (жидкости и/или сжиженные газы и растворы газов в жидкостях).
Основными критериями для выбора газового огнетушащего вещества являются:

Безопасность людей;
- Технико-экономические показатели;
- Сохранение оборудования и материалов;
- Ограничение по применению;
- Воздействие на окружающую среду;
- Возможность удаления ГОТВ после применения.

Предпочтительно применять газы, которые:

Обладают приемлемой токсичностью в используемых огнетушащих концентрациях (пригодны для дыхания и позволяют эвакуировать персонал даже при подаче газа);
- термически стойки (образуют минимальное количество продуктов терморазложения, которые являются коррозионноактивными, раздражающими слизистую оболочку и ядовитыми при вдыхании);
- наиболее эффективны при пожаротушении (защищают максимальный объем при подаче из модуля, который наполнен газом до максимального значения);
- экономичны (обеспечивают минимальные удельные финансовые затраты);
- экологичны (не оказывают разрушающего действия на озоновый слой Земли и не способствуют созданию парникового эффекта);
- обеспечивают универсальные методы наполнения модулей, хранения и транспортировки и перезаправки.

Наиболее эффективными при тушении пожара являются химические газы-хладоны. Физико-химический процесс их действия основан на двух факторах: химическом ингибировании процесса реакции окисления и снижении концентрации окислителя (кислорода) в зоне окисления.
Несомненными преимуществами обладает Хладон 125. По данным НПБ 88-2001* нормативная огнетушащая концентрация Хладона 125 для пожаров класса А2 составляет 9,8 % об. Такая концентрация Хладона 125 может быть повышена до 11,5 % об., при этом, атмосфера пригодна для дыхания в течении 5 минут.

Если ранжировать ГОТВ по токсичности при массивной утечке, то наименее опасны сжатые газы, так как диоксид углерода обеспечивает защиту человека от гипоксии.
Используемые в системах хладоны (по НПБ 88-2001*) малотоксичны и не проявляют выраженной картины интоксикации. По токсикокинетике хладоны анологичны инертным газам. Лишь при длительном ингаляционном воздействии низких концентраций хладоны могут оказывать неблагоприятное влияние на сердечно-сосудистую, центральную нервную системы, лёгкие. При ингаляционном воздействии высоких концентраций хладонов развивается кислородное голодание.

Ниже приведена таблица с временными значениями безопасного пребывания человека в среде наиболее часто употребляемых в нашей стране марок хладонов при различной концентрации.

Использование хладонов при тушении пожаров практически безопасно, так как огнетушащие концентрации по хладонам на порядок меньше смертельных концентраций при длительности воздействия до 4 часов. Термическому разложению подвергается примерно 5% массы хладона, поданного на тушение пожара, поэтому токсичность среды, образующейся при тушении пожара хладонами, будет намного ниже токсичности продуктов пиролиза и разложения.

Хладон 125 относится к озонобезопасным. Кроме того, обладает максимальной термической стабильностью по сравнению с другими хладонами, температура терморазложения его молекул составляет более 900°С. Высокая термическая стабильность Хладона 125 позволяет применять его для тушения пожаров тлеющих материалов, т.к. при температуре тления (обычно около 450°С) терморазложение практически не происходит.

Хладон 227еа не менее безопасен, чем хладон 125. Но их экономические показатели в составе установки пожаротушения уступает хладону 125, а эффективность (защищаемый объем из аналогичного модуля отличается незначительно). Уступает он хладону 125 и по термической стабильности.

Удельные затраты СО2 и хладона 227еа практически совпадают. СО2 термически стабилен при пожаротушении. Но эффективность СО2 невелика- аналогичный модуль с хладоном 125 защищает объем на 83% больше, чем модуль СО2. Огнетушащая концентрация сжатых газов выше, чем хладонов, поэтому требуется на 25-30 % больше газа и, следовательно, на треть возрастает количество ёмкостей для хранения газовых огнетушащих веществ.

Эффективное пожаротушение достигается при концентрации СО2 более 30% об., но такая атмосфера непригодна для дыхания.

Двуокись углерода при концентрациях более 5 % (92 г/м3) оказывает вредное влияние на здоровье человека, снижается объемная доля кислорода в воздухе, что может вызвать явление кислородной недостаточности и удушья. Жидкая двуокись углерода при снижении давления до атмосферного превращается в газ и снег температурой минус 78,5 °С, которые вызывают обмораживание кожи и поражение слизистой оболочки глаз. Кроме того при использовании углекислотных установок автоматического пожаротушения температура окружающего воздуха рабочей зоны не должна превышать плюс 60 °С.

Кроме хладонов и СО2, в установках газового пожаротушения применяются инертные газы (азот, аргон) и их смеси. Безусловная экологичность и безопасность для человека этих газов являются несомненными плюсами их применения в АУГПТ. Однако, высокая огнетушащая концентрация, и связанное с этим большее (по сравнению с хладонами) количество необходимого газа и, соответственно, большее количество модулей для его хранения, делают такие установки более громоздкими и дорогостоящими. Кроме этого применение инертных газов и их смесей в АУГПТ сопряжено с использованием более высокого давления в модулях, что делает их менее безопасными при транспортировке и эксплуатации.

Что такое газовое пожаротушение? Автоматические установки газового пожаротушения (АУГПТ) или модули газового пожаротушения (МГП) предназначены для обнаружения, локализации и тушения пожара твердых горючих материалов, горючих жидкостей и электрооборудования в производственных, складских, бытовых и других помещениях, а также для выдачи сигнала пожарной тревоги в помещение с круглосуточным пребыванием дежурного персонала. Установки газового пожаротушения способны потушить пожар в любой точке объема защищаемого помещения. Газовое пожаротушение , в отличие от водяного, аэрозольного, пенного и порошкового, не вызывает коррозии защищаемого оборудования, а последствия его применения легко устранимы путем простого проветривания. При этом, в отличие от остальных систем, установки АУГПТ не замерзают и не боятся жары. Они работают в интервале температур: от -40С до +50С.

На практике существует два способа газового пожаротушения: объёмный и локально-объемный, однако наибольшее распространение получил объёмный способ. Учитывая экономическую точку зрения, локально-объёмный способ является выгодным только в тех случаях, когда объём помещения больше чем в шесть раз превышает объём, занимаемый оборудованием, которое принято защищать с помощью установок пожаротушения.

Состав системы

Огнетушащие газовые составы для систем пожаротушения применяются в составе автоматической установки газового пожаротушения (АУГПТ ), которая состоит из основных элементов, таких как: модули (баллоны) или емкости для хранения газового огнетушащего вещества, огнетушащий газ, заправленный в модули (баллоны) под давлением в сжатом или сжиженном состоянии, узлы управления, трубопровод, выпускные форсунки, обеспечивающие доставку и выпуск газа в защищаемое помещение, приемно-контрольный прибор, пожарные извещатели.

Проектирование систем газового пожаротушения производится в соответствии с требованиями норм пожарной безопасности для каждого конкретного объекта.

Виды применяемых ОТВ

Сжиженные газовые огнетушащие составы: Двуокись углерода, Хладон 23, Хладон 125, Хладон 218, Хладон 227еа, Хладон 318Ц

Сжатые газовые огнетушащие составы: Азот, аргон, инерген.

Хладон 125 (HFC-125) - физико-химические свойства

Наименование	Характеристика
Название 125, R125	125, R125, Пентафторэтан
Химическая формула	С2F5H
Применение системы	Пожаротушения
Молекулярный масса	120,022 г/моль
Точка кипения	-48,5 ºС
Критическая температура	67,7 ºС
Критическое давление	3,39 МПа
Критическая плотность	529 кг/м3
Температура плавления	-103 °C Тип HFC
Озоноразрушающий потенциал	ODP 0
Потенциал глобального потепления	HGWP 3200
Предельно допустимая концентрация в рабочей зоне	1000 м/м3
Класс опасности	4
Одобрено и признано	EPA, NFPA

ОТВ Хладон 227еа

Хладон-227еа является одним из наиболее применяемых агентов в мировой индустрии газового пожаротушения, также известен под маркой FM200. Используется для тушения пожаров в присутствии людей. Экологически чистый продукт, не имеет ограничений к долгосрочному применению. Обладает более эффективными показателями тушения и более высокой себестоимостью промышленного производства.

При нормальных условиях имеет меньшую (в сравнении с Хладоном 125) температуру кипения и давление насыщенных паров, что повышает безопасность в использовании и расходы на транспортировку.

Газовое пожаротушение Хладон является эффективным средством для тушения пожара в помещениях, т.к. газ проникает моментально в самые труднодоступные места и заполняет весь объем помещения. Последствия приведения в действие установки газового пожаротушения Хладон легко ликвидируются после дымоудаления и проветривания.

Безопасноть людей при газовом пожаротушении Хладон определяется согласно требованиям нормативных документов НПБ 88, ГОСТ Р 50969, ГОСТ 12.3.046 и обеспечивается предварительной эвакуацией людей до подачи огнетушащего газа по сигналам оповещателей в течение предназначенной для этого временной задержки. Минимальная продолжительность временной задержки на эвакуацию определена НПБ 88 и составляет 10 с.

Модуль изотермический для жидкой двуокиси углерода (МИЖУ)

МИЖУ состоит из резервуара горизонтального для хранения СО2, запорно-пускового устройства, приборов контроля количества и давления СО2, холодильных агрегатов и щита управления. Предназначены модули для защиты помещений объемом до 15тыс.м3. Максимальная вместимость МИЖУ - 25т СО2. В модуле хранится, как правило, рабочий и резервный запас СО2.

Дополнительным преимуществом МИЖУ является возможность его установки вне здания (под навесом), что позволяет существенно экономить производственные площади. В отапливаемом помещении или теплом блок-боксе устанавливаются только устройства управления МИЖУ и распределительные устройства УГП (при наличии).

МГП с вместимостью баллонов до 100 л в зависимости от типа горючей нагрузки и заправленного ГОТВ позволяют защитить помещение объемом не более 160 м3. Для защиты помещений большего объема требуется установка 2-х и более модулей.
Технико-экономическое сравнение показало, что для защиты помещений объемом более 1500 м3 в УГП целесообразнее применять модули изотермические для жидкой двуокиси углерода (МИЖУ).

МИЖУ предназначен для противопожарной защиты помещений и технологического оборудования в составе установок газового пожаротушения двуокисью углерода и обеспечивает:

подачу жидкой двуокиси углерода (ЖУ) из резервуара МИЖУ через запорно-пусковое устройство (ЗПУ), заправку, дозаправку и слив (ЖУ);

длительное бездренажное хранение (ЖУ) в резервуаре при периодически работающих холодильных агрегатах (ХА) или электронагревателях;

контроль давления и массы ЖУ при заправке и эксплуатации;

возможность проверки и настройки предохранительных клапанов без сброса давления из резервуара.