Газовое пожаротушение в минусовых температурах: особенности эксплуатации

Выбор огнетушащего вещества, размещение оборудования и система обогрева станции становятся критическими факторами надёжности. Эта статья разбирает механизмы влияния холода на АУГП (автоматические установки газового пожаротушения) и даёт практические рекомендации по проектированию и эксплуатации систем в условиях российского климата.

Почему холод — главный враг газового пожаротушения

Газовые огнетушащие вещества делятся на две группы с принципиально разным поведением при охлаждении: сжиженные газы (хладоны) и сжатые газы (азот, аргон, инерген). У сжиженных газов давление напрямую зависит от температуры — при охлаждении баллона с хладоном 227еа с +20°С до -20°С давление падает примерно на 30-40%, что увеличивает время выброса ГОТВ (газового огнетушащего вещества) и может привести к неполному заполнению защищаемого объёма.

Номинальные характеристики модулей газового пожаротушения, указанные в паспортах, определяются при температуре хранения +20°С. При отклонении от этого значения изменяются все ключевые параметры: время выброса, дальность распространения газа по трубопроводам, создаваемая концентрация. СП 485.1311500.2020 устанавливает базовый диапазон эксплуатации от -20°С до +50°С и указывает: при выходе за эти пределы «следует предусмотреть внешний обогрев или охлаждение».

Сжатые газы (IG-01, IG-55, IG-541) менее чувствительны к температуре с точки зрения фазовых переходов — они остаются в газообразном состоянии при любых реалистичных условиях эксплуатации. Однако давление в баллонах с инертными газами достигает 200-300 атмосфер, что создаёт другую проблему: при резком выбросе температура в защищаемом помещении может кратковременно снизиться на 15-25°С, создавая риск термического удара для чувствительного оборудования.

Совет от Сергея Григорьева, эксперта по газовому пожаротушению: При проектировании систем для неотапливаемых помещений я рекомендую закладывать температурный запас не менее 10°С. Если расчётная минимальная температура объекта -25°С, выбирайте оборудование с диапазоном до -40°С. Это компенсирует локальные температурные аномалии у наружных стен и ворот, где модули размещаются чаще всего.

Какие газы работают при экстремальном холоде

Ключевой параметр для выбора ГОТВ в холодных условиях — температура кипения. Газ должен гарантированно находиться в паровой фазе при рабочих температурах, иначе часть вещества останется в жидком состоянии и не создаст требуемую огнетушащую концентрацию.

Хладон 23 (трифторметан, R-23) обладает температурой кипения -82,1°С — это самый низкотемпературный из промышленных хладонов. Он способен распространяться по трубопроводам на расстояние до 100-120 м по горизонтали и 32-35 м по вертикали под давлением собственных паров, без дополнительного газа-вытеснителя. Для объектов с постоянными минусовыми температурами хладон 23 остаётся оптимальным выбором по соотношению надёжности и стоимости.

Хладон 227еа (FM-200) имеет температуру кипения -16,4°С, что делает его пригодным для эксплуатации только при обеспечении температуры хранения выше этого порога. При охлаждении модуля ниже -16°С существует риск неполного испарения — часть хладона останется в жидкой фазе на дне защищаемого помещения, не участвуя в тушении.

Novec 1230 (ФК-5-1-12, фторированный кетон) демонстрирует парадоксальное свойство: несмотря на высокую температуру кипения +49°С, он сохраняет стабильное давление в баллоне в диапазоне от -40°С до +80°С с отклонением всего 10 бар. Для сравнения: у хладонов с низкой температурой кипения разброс давления в том же диапазоне достигает 33 бар. Это делает Novec 1230 привлекательным для арктических объектов, военной авиации и морских судов, где стабильность работы критична.

Сравнительная таблица ГОТВ для низких температур

Эволюция технологий: от хладона 114В2 к современным решениям

До середины 1990-х годов в СССР и России основным газовым огнетушащим веществом был хладон 114В2 (тетрафтордибромэтан). Этот газ применялся на стратегически важных объектах: в системах ЛОХ (лодочная объёмная химическая защита) на подводных лодках, для защиты машинных залов ЭВМ, кабельных туннелей и помещений с легковоспламеняющимися жидкостями. По данным обследования ВНИИПО 1996-1997 годов, на территории России эксплуатировалось 549 установок с общим запасом хладона 114В2 около 240 тонн.

Подписание СССР Монреальского протокола в 1987 году и его ратификация в 1989 году запустили процесс вывода озоноразрушающих хладонов из оборота. Постановление Правительства РФ от 24 мая 1995 года № 526 предписало перевод средств пожаротушения на озонобезопасные вещества, а к 2000 году производство, ввоз и вывоз хладона 114В2 были полностью запрещены.

Методические рекомендации ВНИИПО 1998 года предложили альтернативы: углекислоту, хладоны 125 и 318Ц, элегаз, азот, аргон и их смеси. Однако прямая замена оказалась невозможной — для достижения эквивалентной огнетушащей эффективности требовалось увеличить количество баллонов в 3-15 раз. Расчёты показали: для защиты помещения объёмом 1062 м³, где ранее использовалось 12 баллонов состава «3,5» (смесь CO₂ и бромистого этила), потребуется уже 174-179 баллонов углекислоты или 38 баллонов хладона 125.

Эволюция нормативной базы отражает накопленный опыт: СН 75-76 → СНиП 2.04.09-84 → НПБ 22-96 → НПБ 88-2001 → СП 5.13130.2009 → СП 485.1311500.2020. Примечательно, что СП 5.13130.2009 отменён с 1 марта 2021 года и заменён тремя отдельными документами: СП 484.1311500.2020 (пожарная сигнализация), СП 485.1311500.2020 (автоматические установки пожаротушения) и СП 486.1311500.2020 (перечень объектов защиты). При проектировании новых систем ссылки на СП 5.13130.2009 недопустимы.

Размещение модулей: централизованная станция против автономных систем

Модульные (автономные) системы размещают непосредственно в защищаемом помещении, что упрощает монтаж, но требует соблюдения температурного режима во всём объёме. Централизованные системы с батареями баллонов в отдельной станции пожаротушения позволяют контролировать условия хранения ГОТВ независимо от климата защищаемых зон.

Требования к станции пожаротушения жёстко регламентированы: температура воздуха от +5°С до +35°С, относительная влажность не более 80% при 25°С, высота помещения не менее 2,5 м, приточно-вытяжная вентиляция с кратностью не менее двух воздухообменов в час. Станция отделяется от других помещений противопожарными перегородками 1-го типа и перекрытиями 3-го типа, оборудуется рабочим и аварийным освещением (не менее 100 лк при люминесцентных лампах).

Для объектов с минусовыми температурами централизованная схема имеет очевидное преимущество: достаточно обогревать относительно небольшое помещение станции, а не весь защищаемый объём. Трубопроводы, проложенные в холодных зонах, не влияют на работоспособность системы — газ поступает под давлением и заполняет объём независимо от температуры труб. Ограничение — протяжённость трубопроводов: для хладона 23 она составляет до 100-120 м по горизонтали, для других ГОТВ может быть существенно меньше.

Совет от Сергея Григорьева, эксперта по газовому пожаротушению: Распространённая ошибка — размещение станции пожаротушения в неотапливаемом тамбуре или техническом коридоре. Формально это отдельное помещение, но обеспечить в нём стабильные +5°С без значительных затрат на обогрев невозможно. Закладывайте станцию внутри отапливаемого контура здания, даже если это потребует более длинных трубопроводов.

Какие модули работают при температурах ниже -20°С

Российские производители выпускают модули газового пожаротушения с расширенным температурным диапазоном для объектов Крайнего Севера и Арктики. Серийные модели работают при температурах до -40°С, специальные исполнения по заказу — до -50°С. Климатическое исполнение таких модулей обозначается как «О» категории размещения 4 по ГОСТ 15150-69 (в отличие от стандартного «УХЛ» категории 4).

Модули серии МГПИ «ИНЕЙ» предназначены для инертных газов (азот, аргон, аргонит, инерген) и сертифицированы для работы в диапазоне от -40°С до +50°С. Для хладонов с низкой температурой кипения (хладон 23) также доступны арктические исполнения, однако их стоимость выше стандартных на 20-40%.

Альтернативное решение — термошкафы для размещения стандартных модулей. Конструкция включает теплоизолированный корпус толщиной 20-40 мм, позисторные нагреватели мощностью 75-300 Вт, контроллер температуры и систему «тёплый старт», предотвращающую срабатывание модуля до достижения рабочей температуры. Стандартные термошкафы обеспечивают работу при внешней температуре до -45°С, арктические версии с дублированными нагревателями — до -60°С.

Технические характеристики термошкафов

Как обслуживать систему в зимний период

Регламент технического обслуживания АУГП не содержит отдельных требований для зимнего периода, однако практика эксплуатации выявляет ряд особенностей. Ежемесячный осмотр должен включать контроль давления по манометрам с учётом фактической температуры в помещении — показания пересчитываются по таблицам производителя. Критерий отправки модуля на ремонт: снижение давления газа-вытеснителя на 10% для хладонов и на 5% для сжатых газов с учётом температурной поправки.

Ежеквартальная проверка работоспособности включает тестирование в ручном и автоматическом режимах, контроль основного и резервного источников питания, измерение сопротивления заземления. В зимний период добавляется измерение температуры воздуха в помещении расположения модулей — результат фиксируется в журнале.

Гидравлические испытания трубопроводов проводятся раз в пять лет давлением, превышающим рабочее на 25-50%. После испытаний обязательна продувка для удаления воды — оставшаяся влага при замерзании может повредить трубопроводы или заблокировать насадки-распылители.

Совет от Сергея Григорьева, эксперта по газовому пожаротушению: Манометры в холодных помещениях — источник систематических ошибок. При температуре -30°С стандартный манометр класса точности 1,5 может давать погрешность до 5-7% сверх паспортной. Для критичных объектов устанавливайте манометры с электроконтактами и дублируйте показания датчиками давления с выводом на пульт.

Эвакуация персонала: особенности при низких температурах

При срабатывании системы газового пожаротушения нахождение людей в защищаемом помещении недопустимо. Все применяемые ГОТВ создают среду, непригодную для дыхания: хладоны вытесняют кислород и образуют токсичные продукты термического разложения, инертные газы снижают концентрацию кислорода до 10-12%, углекислота смертельно опасна уже при концентрации 7-10%.

СП 485.1311500.2020 требует задержки выпуска ГОТВ не менее 10 секунд от момента включения оповещения для обеспечения эвакуации. Этого времени достаточно для покидания небольших помещений (серверные, архивы), но для крупных объектов время рассчитывается индивидуально по ГОСТ 12.1.004.

При низких температурах эвакуация осложняется несколькими факторами: скорость движения в зимней одежде ниже нормативной, видимость снижается из-за тумана от испаряющегося хладона, выходы могут быть заблокированы обледенением. На объектах с минусовыми температурами в проекте должны быть предусмотрены обогреваемые укрытия для эвакуированного персонала — нахождение на открытом воздухе при температурах ниже -25°С ограничено несколькими минутами.

Глубокая аналитика: пять фактов, которые редко упоминают

Первый факт: кейс антарктической станции «Восток» демонстрирует границы применимости газового пожаротушения. При проектировании защиты нового зимовочного комплекса из 90 помещений газовым пожаротушением защитили только 43 помещения — остальные оснастили системами тонкораспылённой воды. Причина — часть помещений имеет температурный режим ниже допустимого для стандартных модулей.

Второй факт: давление Novec 1230 в баллоне изменяется всего на 10 бар в диапазоне температур от -40°С до +80°С, тогда как у хладона 227еа — на 33 бар. Это делает Novec 1230 предсказуемым по времени выброса независимо от условий хранения, что критично для объектов с нестабильным температурным режимом.

Третий факт: срок хранения хладона в герметичном баллоне теоретически превышает 100 лет при сохранении целостности ёмкости. Практический срок службы системы ограничен не деградацией ГОТВ, а износом арматуры, уплотнений и необходимостью переосвидетельствования баллонов каждые 10-15 лет.

Четвёртый факт: при выпуске инертных газов в защищаемом помещении создаётся избыточное давление до 0,4 бар — достаточное для выбивания незакреплённых подвесных потолков и повреждения лёгких перегородок. Для помещений с ослабленными конструкциями требуются клапаны сброса избыточного давления.

Пятый факт: состав «3,5» (30% CO₂ + 70% бромистого этила), широко применявшийся в СССР, обеспечивал огнетушащую эффективность в 3,5 раза выше чистой углекислоты при том же объёме. Современные озонобезопасные ГОТВ не достигают этого показателя, что объясняет необходимость увеличения количества баллонов при модернизации старых систем.

FAQ: ответы на частые вопросы

При какой температуре модуль газового пожаротушения откажет?

Стандартные модули рассчитаны на диапазон от -20°С до +50°С. Ниже -20°С гарантированная работоспособность не обеспечивается: давление падает ниже расчётного, увеличивается время выброса, возможно неполное испарение сжиженных газов. Для температур до -40°С применяются модули расширенного диапазона, до -50°С — арктического исполнения.

Можно ли использовать хладон 227еа в неотапливаемом помещении?

Температура кипения хладона 227еа составляет -16,4°С. При температуре хранения ниже этого значения существует риск неполного испарения. Для неотапливаемых помещений с температурой ниже -10°С рекомендуется хладон 23 (температура кипения -82,1°С) или размещение модулей в обогреваемых термошкафах.

Какой норматив сейчас регулирует газовое пожаротушение?

С 1 марта 2021 года действует СП 485.1311500.2020 «Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические». СП 5.13130.2009 отменён. Также применяются ГОСТ Р 50969-96 (с изменением № 1 от 2014 года) и ГОСТ Р 53281-2009 для модулей и батарей.

Нужно ли обогревать станцию пожаротушения в неотапливаемом здании?

Да, обязательно. Требования к станции пожаротушения: температура от +5°С до +35°С, влажность не более 80%. Для неотапливаемых зданий станция размещается в отдельном утеплённом помещении с автономным обогревом и резервным электроснабжением.

Как часто проверять давление в модулях зимой?

Периодичность проверки не зависит от сезона — ежемесячный контроль по манометрам согласно регламенту. Однако показания манометра необходимо корректировать с учётом фактической температуры в помещении по таблицам производителя. Критерий неисправности: падение давления более 10% для хладонов и 5% для сжатых газов с учётом температурной поправки.

Какой ГОТВ выбрать для объекта в Арктике?

Для объектов с устойчивыми минусовыми температурами оптимальны хладон 23 (максимальная морозостойкость) или Novec 1230 (стабильность давления). Инертные газы (инерген, аргонит) также работоспособны, но требуют баллонов высокого давления и создают риск термоудара. Углекислота не рекомендуется из-за образования «снега» при -70°С и высокой токсичности.

Что делать с персоналом при срабатывании системы зимой?

Персонал должен покинуть помещение до выпуска ГОТВ (задержка не менее 10 секунд). На объектах с минусовыми температурами проектом должны быть предусмотрены обогреваемые укрытия для эвакуированных. Возвращение в помещение допускается только после полного проветривания и проверки концентрации кислорода — не ранее чем через 15-30 минут в зависимости от объёма и типа ГОТВ.