Газовое пожаротушение для помещений с 3D-принтерами

Вода и порошок выведут оборудование из строя быстрее, чем огонь. Газовые огнетушащие вещества (ГОТВ) — единственный способ потушить пожар без уничтожения техники. При проектировании критически учитывать: в 2021 году СП 5.13130.2009 отменён и заменён на три документа — СП 484.1311500.2020, СП 485.1311500.2020 и СП 486.1311500.2020. Проекты, выполненные по старому своду правил, не пройдут экспертизу.

Почему 3D-принтеры — это особый пожарный риск?

Главная угроза — thermal runaway (тепловой разгон): неконтролируемый нагрев хотенда при отказе термистора. В штатном режиме экструдер работает при 200–260°C. При выходе термистора из строя прошивка получает заниженные показания и продолжает подавать питание на нагреватель. Керамический картридж способен раскалиться до плавления алюминиевого нагревательного блока (660°C). На этой температуре воспламеняется PLA (температура воспламенения около 388°C), корпусные детали из акрила, изоляция проводов.

Принтер Anet A8 заработал репутацию «поджигателя» в сообществе из-за конструктивных особенностей: акриловая рама выступала топливом, термисторы крепились клеем вместо винтов и отсоединялись от вибрации, защита thermal runaway в прошивке по умолчанию была отключена. Документированные случаи пожаров от 3D-принтеров фиксируются регулярно: перегрев, вызванный неисправностью электроники, приводит к возгоранию пластиковых компонентов и окружающих материалов.

Второй фактор риска — режим эксплуатации. Типичное время печати крупных деталей составляет 12–30 часов. Большинство пользователей оставляют оборудование работать на ночь. При определённых условиях от локального перегрева до полноценного пожара может пройти 10 минут. Стандартные бытовые 3D-принтеры, в отличие от электрочайников, не имеют термопредохранителей аппаратного уровня.

Совет от Сергея Григорьева, эксперта по газовому пожаротушению: «Прежде чем проектировать систему пожаротушения, проверьте прошивку каждого принтера на наличие активированной защиты thermal runaway. Это первый уровень обороны. Без него любая система пожаротушения работает в режиме ликвидации, а не предотвращения последствий».

Какая нормативная база актуальна в 2025 году?

Ключевое изменение произошло в марте 2021 года: СП 5.13130.2009 полностью отменён и разделён на три документа. СП 484.1311500.2020 регулирует системы пожарной сигнализации. СП 485.1311500.2020 — автоматические установки пожаротушения, включая газовое. СП 486.1311500.2020 — перечень объектов, подлежащих защите. Проектировщик, ссылающийся на отменённый СП 5.13130.2009, создаёт юридически уязвимую документацию.

В 2025 году утверждено Изменение №1 к СП 484.1311500.2020 (приказ МЧС №252 от 27.03.2025). Документ ввёл уточнённую терминологию, ужесточил требования к устойчивости систем при единичной неисправности, скорректировал требования к пожарным постам. Для СП 485.1311500.2020 разрабатываются Изменения №1–3; окончательная редакция Изменения №3 опубликована — она увеличивает время подачи ГОТВ для объектов категории А1 (архивы, библиотеки) с 60 до 120 секунд и запрещает порошковые и аэрозольные системы в помещениях с постоянным пребыванием людей.

Федеральный закон от 22.07.2008 N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» действует с редакцией от 25.12.2023 (№665-ФЗ). С 01.03.2026 вступят в силу изменения согласно №304-ФЗ от 31.07.2025. Статья 112 определяет требования к автоматическим установкам газового пожаротушения. ГОСТ Р 50969-96 (общие технические требования к централизованным и модульным АУГП) и ГОСТ Р 53281-2009 (модули и батареи) сохраняют актуальность, включены в перечень документов для добровольного применения.

СП 6.13130.2013 отменён 06.10.2021. Требования к электроустановкам систем противопожарной защиты теперь определяются СП 6.13130.2021. Документ содержит обновлённые требования к электропроводкам, расчёту АКБ, кольцевым линиям связи.

Почему вода и порошок не подходят для 3D-принтеров?

Вода проводит электрический ток. Тушение работающего оборудования под напряжением водой создаёт риск поражения током и короткого замыкания. При контакте воды с горячими элементами образуется пар, способный вызвать термический удар и разрушение электронных компонентов. После высыхания на платах остаются минеральные отложения, провоцирующие коррозию. Восстановление оборудования после водяного тушения, как правило, невозможно.

Порошковые огнетушащие вещества создают мелкодисперсную взвесь, проникающую в каждую щель корпуса, вентиляционные отверстия блока питания, зазоры между компонентами на платах управления. Порошок гигроскопичен — впитывает влагу из воздуха и образует токопроводящую плёнку. При нагреве спекается с поверхностями. Удалить порошок из шаговых двигателей, концевых датчиков и разъёмов без разборки оборудования невозможно. Принтер после порошкового тушения превращается в металлолом.

Пенные составы содержат более 80% воды и обладают теми же недостатками. Аэрозольные генераторы при срабатывании создают высокотемпературный факел, способный повредить оборудование и опасный для персонала.

Сравнение огнетушащих веществ для электрооборудования

Как выбрать газовое огнетушащее вещество?

Выбор ГОТВ определяется совокупностью технических и экономических факторов. Независимо от типа выбранного газа, все системы газового пожаротушения требуют обязательной эвакуации персонала до выпуска ГОТВ.

Хладон-125 (пентафторэтан, HFC-125) — наиболее экономичное решение с высокой термической стабильностью до 900°C. Эффективен для тушения тлеющих материалов. Огнетушащая концентрация по н-гептану составляет 9,8% объёмных. Коэффициент безопасности 0,76 (менее 1) означает, что огнетушащая концентрация превышает порог токсичности. Требует обязательной эвакуации персонала до выпуска. Хранится в сжиженном состоянии с газом-вытеснителем (азот).

Хладон-227еа (HFC-227ea, торговое название FM-200) обладает более высоким профилем безопасности. Огнетушащая концентрация около 7,5% объёмных, порог NOAEL (уровень без наблюдаемых эффектов) также 7,5%. Запас безопасности составляет 3,3% — это расчётный параметр, используемый при проектировании систем. Несмотря на более благоприятные токсикологические характеристики, нормативные документы требуют эвакуации персонала до выпуска газа. Плотность в 1,4 раза выше воды обеспечивает высокий коэффициент заполнения модулей. Стоимость на 30–50% выше хладона-125.

ФК-5-1-12 (перфторкетон, торговые названия Novec 1230, «сухая вода») — современное ГОТВ с минимальным воздействием на окружающую среду. Потенциал глобального потепления (GWP) равен 1, озоноразрушающий потенциал (ODP) равен 0. Огнетушащая концентрация 4,2% объёмных — наименьшая среди рассматриваемых ГОТВ. При комнатной температуре находится в жидком состоянии, что упрощает хранение и заправку. Стоимость в 2–3 раза выше хладона-125. Россия ратифицировала Кигалийскую поправку к Монреальскому протоколу (2020), предусматривающую поэтапное ограничение хладонов с высоким GWP. Крупные производители (Siemens, Kidde, Tyco) прекратили выпуск систем под хладон-125.

Инертные газы (инерген IG-541: 52% азот, 40% аргон, 8% CO₂) экологически безопасны, но требуют высокой огнетушащей концентрации — 36,5% объёмных. Остаточная концентрация кислорода снижается до примерно 12%, что вызывает асфиксию. Применение допускается только с обязательной предварительной эвакуацией. Требуют большего объёма баллонов и высокого давления хранения.

Совет от Сергея Григорьева, эксперта по газовому пожаротушению: «Выбирая хладон-125 ради экономии, мы неизбежно жертвуем возможностью установки в помещениях с высокими требованиями к токсикологической безопасности. Для производственных помещений с 3D-принтерами хладон-227еа или ФК-5-1-12 — более обоснованный выбор с точки зрения долгосрочного планирования, несмотря на разницу в стоимости».

Сравнительные характеристики ГОТВ

Эволюция требований к системам пожаротушения

Десять лет назад доминировали порошковые системы и углекислотные модули. Порошковые установки завоевали популярность благодаря низкой стоимости и универсальности применения для различных классов пожара. Однако опыт эксплуатации выявил критические недостатки: невозможность восстановления электроники после срабатывания, повреждение оборудования от механического воздействия порошка, длительный простой объектов из-за очистки помещений.

Углекислотные системы (CO₂) применялись для защиты серверных комнат и электрощитовых. Основной компромисс углекислоты — высокая концентрация (от 34% для поверхностных пожаров до 50% для объёмного тушения) создаёт смертельную опасность для персонала. При концентрации 10% человек теряет сознание через минуту. Требовалась абсолютная герметичность помещения, иначе CO₂ улетучивался быстрее, чем успевал потушить очаг. После нескольких трагических случаев с гибелью людей углекислотные системы вытеснили хладоновые.

Альтернативным подходом была попытка внедрения водяных систем тонкораспылённого тушения (ТРВ). Вода подавалась под высоким давлением через форсунки с диаметром капель менее 100 мкм. Теоретически мелкодисперсная взвесь не должна была повредить электронику. Практика показала обратное: даже тонкораспылённая вода оставляет влагу на платах, провоцирует коррозию, выводит из строя жёсткие диски и оптические компоненты. Системы ТРВ не получили распространения для защиты электронного оборудования.

Современные хладоны (HFC-227ea) и перфторкетоны (ФК-5-1-12) решают проблемы предшественников комплексно: не оставляют следов после проветривания, не повреждают технику, требуют меньших концентраций для тушения, обладают лучшими токсикологическими характеристиками. Выбирая эти решения, проектировщик жертвует только более высокой стоимостью системы, но получает надёжную защиту без риска потери всего оборудования при срабатывании.

Малоизвестные факты о пожарной безопасности 3D-печати

Факт первый. Филаменты на основе PETG и ABS выделяют при горении циановодород (HCN) и другие высокотоксичные газы. Концентрация HCN 135 ppm смертельна для человека за 30 минут. Современные извещатели ИПДА класса A способны обнаружить рост концентрации продуктов горения на стадии тления, когда выделение токсичных веществ только начинается.

Факт второй. Литий-ионные аккумуляторы в беспроводных модификациях 3D-принтеров создают дополнительный фактор риска. Термическое ускорение (thermal runaway) батареи начинается при 130–150°C и развивается лавинообразно. Литиевый пожар невозможно потушить водой — она вступает в химическую реакцию с литием, выделяя водород. ГОТВ на основе хладонов эффективны против литиевых пожаров благодаря физическому механизму тушения (вытеснение кислорода и охлаждение).

Факт третий. Исследователи компании CoalFire продемонстрировали возможность удалённого взлома 3D-принтера через незащищённые сетевые порты. Злоумышленник может снять температурные ограничения в прошивке и спровоцировать thermal runaway. Сетевая безопасность принтеров — часть комплексной пожарной защиты.

Факт четвёртый. Помещения с 3D-принтерами относятся к пожарам класса A (твёрдые горючие материалы — филамент, пластик), класса B (горючие жидкости — растворители для очистки), класса E (электрооборудование под напряжением). Система пожаротушения должна быть эффективна для всех трёх классов одновременно.

Факт пятый. После выпуска ГОТВ система вентиляции должна обеспечить минимум 4-кратный воздухообмен для удаления остатков газа. Включение вентиляции до завершения тушения (удержания огнетушащей концентрации не менее 10 минут) приведёт к повторному возгоранию. Интеграция систем пожаротушения и вентиляции — обязательное требование.

Какие системы обнаружения применять?

Для помещений с 3D-принтерами рекомендуются аспирационные дымовые извещатели (ИПДА) класса A. Принцип работы: вентилятор создаёт разрежение в системе труб с калиброванными отверстиями, засасывая пробы воздуха из защищаемой зоны. Анализ концентрации дыма происходит в центральном блоке. Чувствительность достигает 0,001%/м — на порядки выше точечных извещателей. Система обнаруживает перегрев изоляции провода за минуты до появления открытого пламени.

Воздушные потоки от вентиляции и охлаждения принтеров не влияют на работу ИПДА, поскольку забор проб происходит принудительно из заданных точек. Отверстия в трубах размещают над каждым принтером и внутри закрытых боксов. Один аспирационный извещатель защищает до 2000 м² (в зависимости от модели и конфигурации).

Алгоритм запуска пожаротушения требует срабатывания минимум двух извещателей или подтверждения от извещателей разных типов (дым + температура). Это исключает ложные срабатывания от пыли, пара или единичных сбоев оборудования.

Совет от Сергея Григорьева, эксперта по газовому пожаротушению: «При защите помещений с 3D-принтерами трубы аспирационного извещателя прокладывайте так, чтобы отверстия располагались непосредственно над зоной экструдера каждого принтера — именно там возникает большинство возгораний. Размещение труб только на потолке снижает скорость обнаружения».

Требования к герметичности помещений

Время удержания огнетушащей концентрации должно составлять не менее 10 минут — период, необходимый для полного прекращения горения и охлаждения очага. Параметр негерметичности помещения определяется тестом Room Integrity: вентилятор создаёт избыточное давление, измеряется расход воздуха через неплотности. Результат — время удержания концентрации при заданной массе ГОТВ.

Обязательные мероприятия по герметизации: уплотнение притворов дверей и окон, установка доводчиков, заделка кабельных проходок огнестойкими составами, установка противопожарных клапанов в воздуховодах с автоматическим закрытием при срабатывании сигнализации. Технологически необоснованные проёмы (неиспользуемые окна, демонтированные двери) подлежат заделке.

Международные стандарты (NFPA, ISO) рекомендуют проводить тест герметичности минимум раз в год и после любых строительных работ, затрагивающих ограждающие конструкции. Российские нормы не устанавливают периодичность, однако проверка при вводе в эксплуатацию обязательна.

Порядок проектирования и согласования

Исходные данные для проектирования включают: геометрию помещения (объём, высота, площадь), класс пожарной нагрузки, режим присутствия персонала, результаты теста герметичности, характеристики системы вентиляции, допустимый перепад давления при выпуске ГОТВ.

Масса газа рассчитывается по формулам СП 485.1311500.2020 с учётом огнетушащей концентрации, объёма помещения, температуры, высоты над уровнем моря, параметра негерметичности. Выполняется гидравлический расчёт трубопроводной сети: давление на насадках, потери напора, время выпуска. Рассчитывается площадь клапанов сброса давления.

Проектная документация подлежит экспертизе в соответствии с Градостроительным кодексом. Для объектов с массовым пребыванием людей — государственная экспертиза. Приёмка системы включает: проверку комплектности оборудования, тест герметичности, пуско-наладочные работы, комплексное опробование с имитацией срабатывания (без выпуска ГОТВ).

Обязательный 100% резерв ГОТВ хранится на объекте или в пределах согласованного времени доставки. После каждого срабатывания система перезаряжается. Периодичность технического обслуживания — согласно регламенту производителя, не реже одного раза в год.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли находиться в помещении при срабатывании газового пожаротушения?

Нет. Независимо от типа ГОТВ, персонал должен покинуть помещение до выпуска газа. Хладон-125 и инертные газы токсичны или вызывают асфиксию при огнетушащих концентрациях. Хладон-227еа и ФК-5-1-12 обладают более благоприятными токсикологическими характеристиками, однако нормативы требуют эвакуации для всех типов ГОТВ. Время задержки выпуска рассчитывается индивидуально, минимум 10 секунд.

Какой объём модуля нужен для защиты одного 3D-принтера в боксе?

Определяется проектом. Масса ГОТВ зависит от объёма бокса, огнетушащей концентрации выбранного газа, температуры эксплуатации, параметра негерметичности. Для ориентировочной оценки: бокс объёмом 0,5 м³ при использовании хладона-227еа потребует около 0,5–0,7 кг газа. Точное значение — только по расчёту.

Повредит ли газовое пожаротушение электронику принтера?

Нет. ГОТВ являются диэлектриками, не вызывают коррозию, не оставляют осадка. После проветривания помещения оборудование готово к работе. Исключение — если до срабатывания системы электроника уже получила термические повреждения от очага возгорания.

Как часто нужно перезаряжать систему?

После каждого срабатывания. Плановая замена ГОТВ — согласно паспорту оборудования, для сжиженных хладонов типичный срок службы модуля без перезарядки составляет 10 лет (ГОСТ Р 50969-96) при прохождении ежегодных освидетельствований.

Нужна ли система газового пожаротушения для домашнего 3D-принтера?

Требования СП распространяются на общественные и производственные здания. Для домашнего использования нормативных требований нет, решение принимает владелец. Минимальный комплекс мер: активированная защита thermal runaway в прошивке, дымовой извещатель, углекислотный огнетушитель ОУ-2 или ОУ-3, негорючее основание под принтером.

Какие требования к вентиляции после срабатывания?

Система вентиляции должна обеспечить минимум 4-кратный воздухообмен. Включение вентиляции — только после истечения времени удержания огнетушащей концентрации (не менее 10 минут). Преждевременное включение приведёт к разбавлению ГОТВ и возможному повторному возгоранию.

Какой срок согласования проекта газового пожаротушения?

Экспертиза проектной документации занимает до 60 дней (государственная) или до 30 дней (негосударственная). Срок зависит от сложности объекта и полноты представленной документации. Монтаж и пуско-наладка — от 2 недель до нескольких месяцев в зависимости от масштаба системы.