Диоксид углерода (CO₂) в системах автоматического газового пожаротушения: экспертный обзор в соответствии с СП 485.1311500.2020

Нормативная база

Применение диоксида углерода (углекислоты) в системах автоматического газового пожаротушения регламентируется СП 485.1311500.2020 "Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования", который введен в действие с 01.03.2021, заменив СП 5.13130.2009 в части требований к установкам пожаротушения автоматическим.

ВАЖНО: СП 485.1311500.2020 содержит критические ограничения для применения CO₂: запрещено применение на объектах с массовым пребыванием людей (свыше 50 человек) и в помещениях, которые не могут быть покинуты людьми до начала тушения.

Ключевые нормативные документы:

• СП 485.1311500.2020 - основной документ проектирования АУГП
• Приложение Е СП 485.1311500.2020 - методика гидравлического расчета установок углекислотного пожаротушения низкого давления
• ГОСТ Р 50969 "Установки газового пожаротушения автоматические"
• НПБ 78-99 "Установки газового пожаротушения автоматические. Резервуары изотермические"
• ГОСТ 8050-85 "Двуокись углерода газообразная и жидкая"

Дата введения и замещенные документы

СП 485.1311500.2020 принят приказом МЧС России от 31.08.2020 № 628 и действует с 01.03.2021. Диоксид углерода включен в таблицу Г.3 СП 485.1311500.2020 как разрешенное газовое огнетушащее вещество с установленными нормативными концентрациями.

Ключевые изменения по сравнению с предыдущими нормами

1. Запрет применения с людьми: Исключено применение СО₂ на объектах с массовым пребыванием людей (свыше 50 человек) и в помещениях, которые не могут быть покинуты людьми до начала тушения
2. Минимальное время задержки пуска: 10 секунд (ранее 30 секунд)
3. Срабатывание модулей: Все модули одного помещения должны сработать в течение 3 секунд
4. Специальное приложение: Введено приложение Е с методикой расчета установок углекислотного пожаротушения низкого давления

Область применения

Разрешенные классы пожаров

Согласно СП 485.1311500.2020, АУГП с диоксидом углерода применяются для ликвидации пожаров:

• Класс А - твердые горючие вещества и материалы
• Класс В - горючие жидкости
• Класс Е - электрооборудование под напряжением

❌ КРИТИЧНО: АУГП НЕ применяются для тушения пожаров класса С (газы) согласно СП 485.1311500.2020.

Критические ограничения применения

Согласно п. 9.1.2 СП 485.1311500.2020, запрещается применение установок объемного углекислотного пожаротушения:

а) в помещениях, которые не могут быть покинуты людьми до начала работы установки;
б) в помещениях с пребыванием более 50 человек.

Ограничения по типам веществ

Установки не должны применяться для тушения следующих веществ:

1. Волокнистых, сыпучих, пористых и других горючих материалов, склонных к самовозгоранию и тлению внутри объема вещества
2. Химических веществ и их смесей, полимерных материалов, склонных к тлению и горению без доступа воздуха
3. Гидридов металлов и пирофорных веществ
4. Порошков металлов (натрий, калий, магний, титан и др.)

Рекомендуемые объекты защиты

CO₂ оптимален для защиты:

• Промышленных объектов без постоянного пребывания людей
• Электротехнических помещений с высоковольтным оборудованием
• Высокотемпературных технологических установок
• Объектов топливно-энергетического комплекса
• Ледоколов, рефрижераторных и спасательных судов
• Гидро- и атомных станций
• Установок с большим количеством электрооборудования под напряжением
• Производственных помещений химической промышленности (без людей)

Технические характеристики диоксида углерода

Физико-химические свойства

Огнетушащие характеристики

ВАЖНО: CO₂ хранится в модулях в сжиженном состоянии, что обеспечивает высокий коэффициент заполнения и экономию баллонов по сравнению со сжатыми газами.

Токсикологические параметры

КРИТИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА:

• При 2-3% - учащение и углубление дыхания
• При 4-5% - кашель, головная боль, учащенное сердцебиение, повышенное артериальное давление
• При 5% - головные боли и головокружение
• При 8% - отравление с последующим смертельным исходом в течение 30-60 минут
• При 10% - потеря сознания и летальный исход

Экологические характеристики

CO₂ является естественным компонентом атмосферы и не наносит вреда озоновому слою. Потенциал глобального потепления минимален по сравнению с хладонами.

Проектирование систем пожаротушения

Расчетные формулы согласно СП 485.1311500.2020

Для определения массы CO₂ используется формула из приложения Д СП 485.1311500.2020:

M = (Cн × V × ρ × k) / 100

где:

• M - масса ГОТВ, кг
• Cн - нормативная огнетушащая концентрация (34,9%), % об.
• V - свободный объем защищаемого помещения, м³
• ρ - приведенная плотность ГОТВ при расчетной температуре, кг/м³
• k - коэффициент запаса (обычно 1,1-1,15)

Специальная методика для установок низкого давления

Приложение Е СП 485.1311500.2020 содержит специальную методику гидравлического расчета установок углекислотного пожаротушения низкого давления с изотермическими резервуарами.

Типы систем хранения CO₂

1. Системы высокого давления (150 атм):

• Баллоны под давлением собственных насыщенных паров
• Применяются для объектов с повышенным уровнем ответственности
• Обеспечивают быстрое тушение в минимальные сроки

2. Системы низкого давления (55-58 атм):

• Обычные баллоны для жилых и офисно-административных зданий
• Паромы, трейлерные суда, баржи
• Более безопасны в эксплуатации

3. Изотермические резервуары (-18...-20°C, 20 атм):

• Для крупных объектов с большим расходом ГОТВ
• Снижение металлоемкости системы
• Уменьшение стоимости установки
• Возможность быстрой дозаправки после срабатывания

Требования к помещениям и оборудованию

1. Герметичность: Параметр негерметичности не должен превышать значений таблицы Г.16 СП 485.1311500.2020

2. Клапаны сброса давления: Обязательны для предотвращения разрушения помещения при высокой концентрации CO₂

3. Автоматическая вентиляция: Системы принудительного проветривания после срабатывания

4. Газоанализаторы: Контроль концентрации CO₂ и кислорода

Временные характеристики

1. Задержка пуска: Минимум 10 секунд согласно СП 485.1311500.2020

2. Срабатывание модулей: Все модули одного помещения должны сработать в течение 3 секунд

3. Время подачи ГОТВ:

   • Объемное тушение: 1-7 минут
   • Локальное тушение: мгновенное (снегообразная масса)

Механизм огнетушащего действия

Принцип тушения

CO₂ относится к группе газов-вытеснителей (разбавителей). Механизм прекращения горения заключается в способности разбавлять концентрацию реагирующих веществ до пределов, при которых горение становится невозможным.

Двойной механизм действия:

1. Разбавление: Снижение концентрации кислорода с 21% до уровня ниже предела горения (обычно 12-15%)
2. Охлаждение: При переходе из жидкого в газообразное состояние поглощает большое количество тепла

Особенности локального тушения

При локальном тушении CO₂ выбрасывается в зону горения в виде снегообразной массы (сухой лед), оказывая интенсивное охлаждающее действие. Температура сухого льда составляет -78,5°C.

Безопасность

Критические требования к эвакуации

АБСОЛЮТНЫЙ ЗАПРЕТ присутствия людей в помещении при работе АУГП с CO₂!

Причины крайней опасности:

• Коэффициент безопасности 0,14 (огнетушащая концентрация 34,9% в 7 раз превышает безопасную 5%)
• Быстрое наступление потери сознания и смерти
• Отсутствие предупреждающих запахов
• Плотность в 1,5 раза выше воздуха (скапливается в низких местах)

Обязательные меры безопасности

1. Полная эвакуация: Все люди должны покинуть помещение до пуска системы

2. Блокировка доступа: Автоматическая блокировка входов в помещение

3. Предупредительная сигнализация:

   • Световая сигнализация "ГАЗ-УХОДИ"
   • Звуковая сигнализация не менее 10 секунд
   • Сигнализация "ГАЗ-НЕ ВХОДИТЬ" после срабатывания

4. Газоанализаторы: Обязательный контроль концентрации CO₂ и O₂

5. Принудительная вентиляция: Автоматическое включение после тушения

Средства индивидуальной защиты

При входе в помещение после срабатывания:

• Изолирующие СИЗОД с принудительной подачей воздуха
• Запрет входа без СИЗОД до полного проветривания
• Портативные газоанализаторы

Первая помощь при отравлении CO₂

1. Немедленно вынести пострадавшего на свежий воздух
2. Обеспечить доступ кислорода
3. При необходимости - искусственное дыхание
4. Вызвать скорую медицинскую помощь
5. После удаления из атмосферы с высокой концентрацией быстро наступает восстановление

Монтаж и эксплуатация

Требования к монтажу согласно СП 485.1311500.2020

Трубопроводы: Изготавливаются из стальных труб по ГОСТ Р 53383, ГОСТ 8732 или ГОСТ 8734, допускаются трубы из латуни или нержавеющей стали.

Особенности проектирования CO₂-систем:

1. Гидравлический расчет по приложению Е СП 485.1311500.2020
2. Учет фазового перехода жидкость-газ
3. Расчет охлаждающего эффекта при расширении
4. Предотвращение образования ледяных пробок

Хранение и транспортировка

Условия хранения согласно ГОСТ 8050-85:

• Баллоны до 50 дм³ под давлением до 150 атм
• Контроль массы (взвешивание) для контроля утечек
• Температурный режим: от -20°C до +50°C
• Защита от прямых солнечных лучей

Коэффициенты заполнения:

• Обычные баллоны: 0,7 кг/л
• Максимальное заполнение для обеспечения безопасности

Транспортировка: В соответствии с правилами перевозки опасных грузов класса 2.

Техническое обслуживание

Регламентные работы:

1. Ежемесячно:

   • Контроль давления в баллонах
   • Взвешивание баллонов для контроля утечек
   • Проверка исправности манометров
   • Проверка системы сигнализации

2. Ежегодно:

   • Проверка герметичности всех соединений
   • Испытание системы управления
   • Проверка работы вентиляции
   • Поверка газоанализаторов

3. При необходимости:

   • Дозаправка баллонов при обнаружении утечек
   • Замена неисправной арматуры
   • Очистка трубопроводов от возможного обледенения

Переосвидетельствование

Баллоны с CO₂ подлежат переосвидетельствованию каждые 10 лет согласно требованиям Ростехнадзора. Изотермические резервуары - согласно НПБ 78-99.

Сравнительный анализ

Сравнение с альтернативными ГОТВ

Экономические аспекты

Преимущества CO₂:

• Самая низкая стоимость ГОТВ среди всех газовых агентов
• Высокий коэффициент заполнения (экономия баллонов)
• Относительно низкое давление (безопасность эксплуатации)
• Отсутствие деградации ГОТВ со временем
• Быстрая и недорогая дозаправка после срабатывания
• Доступность газа на территории РФ

Недостатки:

• Крайняя опасность для людей (коэффициент безопасности 0,14)
• Высокая огнетушащая концентрация (34,9%)
• Необходимость дорогостоящих систем безопасности
• Ограниченная область применения
• Требования к герметичности помещений

Ценовые ориентиры 2025 года

• Стоимость CO₂ техническая: 25-40 руб./кг
• Стоимость CO₂ пищевая: 40-60 руб./кг
• Баллон 40л с CO₂: 15 000-20 000 руб.
• Изотермический резервуар 10 м³: 2 500 000-3 500 000 руб.
• Заправка 1 кг CO₂: 30-50 руб.
• Система газоанализаторов: 150 000-300 000 руб.

Практические примеры расчетов

Пример расчета для электротехнического помещения

Исходные данные:

• Объем помещения: 300 м³
• Температура: +20°C
• Требуемая концентрация: 34,9%
• Помещение без людей

Расчет массы ГОТВ:
M = (34,9 × 300 × 1,98) / 100 = 207 кг

С учетом коэффициента запаса 1,15:
M = 207 × 1,15 = 238 кг

Выбор оборудования:

• 8 баллонов по 40л с заправкой 28 кг каждый
• Общая масса ГОТВ: 224 кг
• Резерв: отсутствует (централизованная система)

Дополнительные требования:

• Клапан сброса давления
• 2 газоанализатора CO₂/O₂
• Система принудительной вентиляции
• Световая и звуковая сигнализация

Пример крупной установки с изотермическим резервуаром

Исходные данные:

• Объем помещений: 5000 м³ (несколько помещений)
• Изотермический резервуар 10 м³

Преимущества изотермической системы:

• Снижение металлоемкости в 3-5 раз
• Возможность дозаправки в течение 48 часов
• Автоматическое поддержание давления
• Централизованная защита нескольких направлений

Типичные ошибки проектирования

1. Недооценка опасности для людей

   • Ошибка: Применение в помещениях с возможным пребыванием людей
   • Решение: Строгое соблюдение п. 9.1.2 СП 485.1311500.2020

2. Неправильный расчет вентиляции

   • Ошибка: Недостаточная производительность вентиляции
   • Решение: Расчет на полное удаление CO₂ за минимальное время

3. Игнорирование низких мест

   • Ошибка: Отсутствие контроля в подвалах, приямках
   • Решение: Дополнительные газоанализаторы в нижних точках

4. Недостаточная сигнализация

   • Ошибка: Только звуковая сигнализация
   • Решение: Комплексная система с блокировкой доступа

Рекомендации по выбору

CO₂ рекомендуется выбирать когда:

• Объекты без постоянного пребывания людей
• Высокотемпературные технологические процессы
• Необходима экономическая эффективность
• Требуется быстрое восстановление после срабатывания
• Защита электрооборудования под высоким напряжением

Альтернативы обязательны при:

• Помещениях с людьми (хладоны 23, 227еа)
• Ограниченном времени эвакуации (инертные газы)
• Повышенных требованиях к экологии (инерген)
• Объектах массового пребывания людей (любые другие ГОТВ)

Заключение

Диоксид углерода (CO₂) является исторически первым и экономически наиболее эффективным газовым огнетушащим веществом. Как родоначальник газовых агентов, применяется уже более ста лет по всему миру, доказав свою надежность и эффективность.

Ключевые преимущества:

1. Максимальная экономическая эффективность среди всех ГОТВ
2. Высокий коэффициент заполнения (экономия баллонов)
3. Химическая инертность (отсутствие коррозии)
4. Отсутствие остатков после тушения
5. Возможность применения при высоких температурах
6. Быстрое и недорогое восстановление системы

Критические ограничения:

1. АБСОЛЮТНЫЙ ЗАПРЕТ применения в присутствии людей
2. Крайне низкий коэффициент безопасности (0,14)
3. Высокая огнетушащая концентрация (34,9%)
4. Необходимость сложных систем безопасности
5. Ограниченная область применения

Оптимальная область применения: CO₂ идеально подходит для защиты промышленных объектов без постоянного пребывания людей, где требуется максимальная экономическая эффективность при высокой огнетушащей способности.

Современные тенденции: С введением СП 485.1311500.2020 область применения CO₂ существенно ограничена требованиями безопасности, что делает его специализированным ГОТВ для конкретных промышленных задач.

При правильном проектировании, строгом соблюдении требований безопасности СП 485.1311500.2020 и исключении присутствия людей, системы с CO₂ обеспечивают экономически эффективную и надежную защиту промышленных объектов, полностью соответствуя современным нормативным требованиям пожарной безопасности.