Инертные газы vs хладоны: выбор ГОТВ без иллюзий

Инертные газы тушат пожар вытеснением кислорода из зоны горения, хладоны — химическим ингибированием реакции. Первые требуют громоздкого оборудования и высокой герметичности помещений, вторые — компактнее, но обременены экологическими ограничениями и дороже в пересчёте на защищаемый объём.

Нормативную основу в России составляет СП 485.1311500.2020, заменивший СП 5.13130.2009 с марта 2021 года.

Чем инертные газы отличаются от хладонов по механизму действия?

Инертные газы работают как разбавители: при выпуске в помещение они снижают концентрацию кислорода с 21% до 12–15%, делая горение невозможным.

Хладоны действуют иначе — они химически вмешиваются в реакцию окисления, разрывая цепные связи между активными радикалами и топливом.

Разница фундаментальна и определяет все остальные параметры: объём хранения, скорость выпуска, требования к конструкции помещения.

Инертные газы

Инертные газы — азот, аргон, их смеси типа Инерген (IG-541) и Аргонит (IG-55) — являются компонентами атмосферы. При тушении они не образуют токсичных продуктов разложения.

Инерген содержит 8% углекислого газа, который стимулирует дыхательный центр человека в условиях пониженного содержания кислорода — механизм, аналогичный адаптации альпинистов к высокогорью.

Хладоны

Хладоны при контакте с пламенем частично разлагаются. При температурах выше 400–600°С образуются фтороводород (HF), фторфосген и другие соединения.

Практика показывает, что термическому разложению подвергается 0,6–5% массы выпущенного хладона, однако продукты разложения требуют обязательного проветривания помещения после срабатывания.

Совет от Сергея Григорьева, эксперта по газовому пожаротушению:
«Механизм тушения диктует инженерные решения. Если выбрали инертный газ — закладывайте клапаны сброса избыточного давления в проект на ранней стадии. Для хладонов критичнее вентиляция: после срабатывания системы вход в помещение допускается только в изолирующих СИЗОД до завершения проветривания».

Какой ГОТВ эффективнее: сравнительная таблица

Парадокс газового пожаротушения

Парадокс газового пожаротушения: дешёвое вещество требует дорогого оборудования, и наоборот.

Инертные газы — по сути, воздух без кислорода — стоят копейки, но хранятся при давлении 200–300 бар в сертифицированных баллонах, подлежащих регистрации в Ростехнадзоре при объёме от 50 литров.

Хладоны дороги сами по себе, однако их модульные системы компактнее и проще в монтаже.

Технические характеристики основных ГОТВ

Коэффициент безопасности — отношение безопасной концентрации (NOAEL) к огнетушащей. Значение меньше единицы у хладона-125 означает, что огнетушащая концентрация превышает безопасную. Согласно СП 485.1311500.2020, хладон-125 применяется исключительно для помещений без постоянного пребывания людей.

Когда инертный газ — единственный выбор?

Инертные газы незаменимы в трёх категориях объектов.

1. Музеи и архивы

Музеи и архивы с уникальными экспонатами требуют ГОТВ, не оставляющего осадка и не вызывающего коррозии — инертные газы химически нейтральны.

2. Высокотемпературное оборудование

Помещения с оборудованием, работающим при высоких температурах, исключают применение хладонов из-за риска термического разложения.

3. Объекты с экологическими требованиями

Объекты с жёсткими экологическими требованиями или ориентированные на международные стандарты ESG выбирают газы с нулевым GWP.

Ограничения инертных газов

Ограничения инертных газов связаны с физикой. Для тушения требуется заполнить 36–40% объёма помещения газом — это означает кратный рост давления.

Стены, двери, окна должны выдерживать перепад в 500–1200 Па. Установка клапанов сброса давления обязательна.

Согласно нормам ПБ 03-576-03, баллоны ёмкостью от 50 литров при давлении 200 атм и выше запрещено размещать в жилых и общественных зданиях.

Совет от Сергея Григорьева, эксперта по газовому пожаротушению:
«При выборе инертных газов закладывайте запас по параметру негерметичности. СП 485.1311500.2020 требует не более 0,001 м⁻¹ для азота — это жёстче, чем для хладонов (0,0018 м⁻¹). На практике дверные проёмы и кабельные вводы создают основные утечки. Обследование door-fan тестом до проектирования систем газового пожаротушения сэкономит месяцы переделок».

В каких случаях хладоны предпочтительнее?

Компактность хладоновых систем делает их оптимальными для серверных, телекоммуникационных узлов, электрощитовых — помещений небольшого объёма с высокой плотностью оборудования.

Время выпуска 10 секунд против 60 секунд у инертных газов критично при быстроразвивающихся пожарах класса А и В. Модульные системы хладонов не требуют отдельного помещения станции пожаротушения.

Хладон-227ea (FM-200)

Хладон-227ea (торговые названия FM-200, HFC-227ea) применяется для помещений с возможным присутствием персонала при условии обязательной предварительной эвакуации.

Хладон-23

Хладон-23 обладает наибольшим коэффициентом безопасности (3,42) среди синтетических ГОТВ и работает при температурах до -40°С, что актуально для климатических камер и холодильных складов.

Выбор конкретного хладона

Выбор конкретного хладона определяется не только параметрами тушения.

Хладон-125 — наиболее доступный по цене, но с ограничениями по применению.

Хладон-23 эффективен, но имеет рекордный GWP (14800) и находится под пристальным вниманием регуляторов по Кигалийской поправке.

Экологические требования: что изменилось за последние годы

Кигалийская поправка к Монреальскому протоколу, принятая в 2016 году, вступила в силу для России 1 января 2021 года. Она устанавливает график сокращения потребления гидрофторуглеродов (ГФУ), к которым относятся хладоны 23, 125, 227ea.

К 2036 году потребление ГФУ в России должно составить 15% от базового уровня.

График сокращения потребления ГФУ

Последствия для существующих систем

Это не означает немедленного запрета хладонов — системы, смонтированные до введения ограничений, продолжают эксплуатироваться. Однако стоимость перезаправки баллонов и техобслуживания будет расти по мере сокращения предложения.

Фторкетон ФК-5-1-12 (Novec 1230) с GWP равным 1 и временем жизни в атмосфере 5 дней представляет собой альтернативу, свободную от этих ограничений, но его цена в 3–5 раз выше хладонов.

От бромистого метила к фторкетонам: как менялись стандарты

История газового пожаротушения — это история компромиссов между эффективностью, безопасностью и экологией.

1910-е годы

В 1910-х годах использовался четырёххлористый углерод (хладон-10), первый случай массового отравления при тушении зафиксирован в США в 1919 году.

1920–1930-е годы

Бромистый метил и хлорбромметан применялись в 1920–1930-х, пока не подтвердилась их высокая токсичность.

1950-е — 1994 год

Бромсодержащие хладоны — 114В2 (галон 2402) и 13В1 (галон 1301) — доминировали с 1950-х до 1994 года.

В СССР предпочитали хладон-114В2 из-за втрое меньшей стоимости производства, на Западе — хладон-13В1 как менее токсичный. Оба вещества обладают озоноразрушающим потенциалом: ODP 6 у 114В2 и ODP 10 у 13В1.

Монреальский протокол 1987 года положил конец их производству — для развитых стран запрет вступил в силу в 1994 году.

Современные HFC-хладоны

Современные HFC-хладоны (23, 125, 227ea) не разрушают озоновый слой, но вносят вклад в глобальное потепление.

Один килограмм хладона-23 эквивалентен выбросу 14,8 тонн CO₂.

Сравнение наглядно: выпуск 348 кг хладона-227ea при срабатывании системы создаёт парниковый эффект, равный годовой эксплуатации 211 автомобилей.

Совет от Сергея Григорьева, эксперта по газовому пожаротушению:
«Проектировщики старшего поколения помнят хладон-114В2 как золотой стандарт — низкая цена, отличная эффективность. Но экологическое регулирование необратимо. При выборе ГОТВ смотрите на горизонт эксплуатации объекта. Система с хладоном-23 проработает 20 лет, но перезаправка через 10 лет может стоить вдвое дороже первоначальной».

Пять фактов, которые редко учитывают при выборе ГОТВ

Факт первый

Инерген безопаснее азота для человека в условиях гипоксии. Добавление 8% CO₂ в состав смеси активирует компенсаторный механизм: углекислый газ стимулирует дыхательный центр, увеличивая поглощение кислорода из обеднённой атмосферы. Чистый азот такого эффекта не даёт.

Факт второй

Хладон-125 формально разрешён, но де-факто ограничен. Его огнетушащая концентрация (9,8%) превышает безопасную для человека (7,5%). Коэффициент безопасности 0,76 — единственный среди распространённых ГОТВ ниже единицы.

Факт третий

Регенерированный хладон-13В1 до сих пор применяется. Монреальский протокол запретил производство, но не использование. Для критически важных объектов — военных, атомных — допускается применение очищенного вторичного хладона-13В1.

Факт четвёртый

Параметр негерметичности — главный камень преткновения. Требования СП 485.1311500.2020: не более 0,0018 м⁻¹ для хладонов, не более 0,001 м⁻¹ для азота. На практике достижение норматива для азота требует герметизации всех кабельных проходок, дверных притворов и вентиляционных клапанов.

Факт пятый

ФК-5-1-12 разлагается за 5 дней. Время жизни в атмосфере — ключевой параметр экологического воздействия. Хладон-23 сохраняется 270 лет, хладон-318Ц — 3200 лет. Фторкетон распадается под действием ультрафиолета менее чем за неделю.

Требования к помещениям: что проверить до проектирования

Конструктивная пожарная опасность

Класс конструктивной пожарной опасности ограждающих конструкций должен быть не ниже К1 согласно ФЗ-123.

Огнестойкость — не менее EI 45 для стен и перекрытий, EI 30 для дверей.

Расчёт избыточного давления

Расчёт избыточного давления обязателен для инертных газов: стандартная офисная перегородка выдерживает 250–500 Па, при выпуске азота давление может достигать 1200 Па.

Вентиляционные системы

Вентиляционные системы должны автоматически отключаться при срабатывании АУГПТ и закрывать огнезадерживающие клапаны.

Система оповещения

Система оповещения (СП 3.13130.2009) информирует персонал о начале эвакуации за 30 секунд до выпуска ГОТВ — это нормативная задержка, обеспечивающая время на покидание помещения.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли находиться в помещении при срабатывании системы газопожаротушения?

Присутствие людей при выпуске любых ГОТВ не допускается. Даже для хладонов с коэффициентом безопасности выше единицы (227ea, 23) и инертных газов обязательна предварительная эвакуация персонала. Продукты термического разложения хладонов представляют дополнительную опасность.

Системы АУГПТ проектируются с обязательной задержкой выпуска для эвакуации — стандартная задержка составляет 30 секунд.

Какой ГОТВ дешевле в эксплуатации?

Инертные газы дешевле по стоимости вещества, но требуют дорогостоящего оборудования высокого давления и регулярной поверки баллонов. Хладоны дороже в пересчёте на килограмм, но модульные системы компактнее и проще в обслуживании.

Совокупная стоимость владения зависит от объёма защищаемого помещения, частоты перезаправки и горизонта эксплуатации.

Заменил ли СП 485.1311500.2020 все предыдущие нормы?

СП 485.1311500.2020 вступил в силу 1 марта 2021 года и заменил раздел о пожаротушении в СП 5.13130.2009. Одновременно введены:

• СП 484.1311500.2020 (пожарная сигнализация)
• СП 486.1311500.2020 (перечень объектов)

Объекты, спроектированные до этой даты по старым нормам, переделке не подлежат.

Почему хладон-13В1 до сих пор упоминается в документации?

Хладон-13В1 (галон 1301) обладает наивысшей огнетушащей эффективностью — концентрация 5–7% против 7–15% у современных хладонов. Производство запрещено с 1994 года, но регенерированный хладон разрешён для специальных применений. Запасы постепенно истощаются.

Влияет ли Кигалийская поправка на уже установленные системы?

Эксплуатация существующих систем продолжается без ограничений. Поправка регулирует производство и оборот новых ГФУ. Практическое влияние — рост цен на перезаправку по мере сокращения предложения хладонов на рынке.

Что выбрать для серверной: инертный газ или хладон?

Для серверных до 100 м³ хладоны предпочтительнее из-за компактности модулей и быстрого выпуска.

Для крупных ЦОД от 500 м³ инертные газы экономически выгоднее при условии соблюдения требований к герметичности.

Фторкетон ФК-5-1-12 сочетает преимущества обоих типов, но стоит значительно дороже.

Какие ГОТВ разрешены для защиты произведений искусства?

Инертные газы (Инерген, Аргонит, азот) и фторкетон ФК-5-1-12 не оставляют осадка, не вызывают коррозии и химически нейтральны.

Хладоны формально допустимы, но риск образования кислотных продуктов разложения (HF) при контакте с пламенем создаёт угрозу для экспонатов.

Резюме для принятия решений

Выбор между инертными газами и хладонами — инженерный компромисс.

Инертные газы экологически безупречны, но требуют масштабной инфраструктуры хранения и жёстких требований к герметичности.

Хладоны компактны и быстродействующи, но несут экологическую нагрузку и риск удорожания в перспективе 10–15 лет.

Фторкетон ФК-5-1-12 устраняет большинство недостатков, но его стоимость ограничивает массовое применение.

Нормативная база

Актуальная нормативная база — СП 485.1311500.2020 в сочетании с ГОСТ Р 50969-96 и ГОСТ Р 53281-2009.

Ожидаемые изменения 2025 года

• Вступление в силу Изменения № 1 к СП 484.1311500.2020 (сентябрь)
• Новая редакция СП 3.13130

При проектировании критически важно учитывать не только текущие требования, но и тренд ужесточения экологического регулирования ГФУ.

Документ подготовлен на основе действующих нормативных требований и анализа практического опыта применения различных типов ГОТВ.