Как работает автономное устройство газового пожаротушения?

Автономный модуль газового пожаротушения представляет собой замкнутую систему «обнаружение — тушение» в едином корпусе. При достижении критической температуры термочувствительный элемент разрушается, открывая запорное устройство баллона, и газовое огнетушащее вещество (ГОТВ) под давлением выбрасывается в защищаемый объём за 8–10 секунд. Горение прекращается за счёт снижения концентрации кислорода или химического подавления реакции окисления. Главное условие безопасной работы — полная эвакуация персонала до момента выпуска газа.

Эта статья раскрывает принципы работы автономных модулей, физику процесса тушения, критерии выбора ГОТВ и нормативные требования, актуальные на январь 2026 года.

Какую задачу решает автономный модуль

Автономный модуль локализует очаг возгорания в замкнутом пространстве без участия оператора и без подключения к централизованной станции пожаротушения. Устройство содержит полный комплект компонентов: баллон с ГОТВ под давлением, запорно-пусковое устройство (ЗПУ), систему обнаружения и распылительную насадку.

Принципиальное отличие от централизованных систем — отсутствие трубопроводной разводки и станции с батареей баллонов. Модуль устанавливается непосредственно в защищаемом помещении или над защищаемым оборудованием. Такая архитектура исключает гидравлический расчёт трубопровода и требование 100% резерва ГОТВ, обязательные для централизованных установок по СП 485.1311500.2020.

Типовой защищаемый объём одного модуля — от 0,5 до 40 м³. При необходимости защиты большего пространства модули объединяют в батарею с общим пуском или применяют централизованную систему.

Физика процесса: три механизма подавления горения

Горение представляет собой самоподдерживающуюся цепную реакцию окисления с выделением тепла. Для её прекращения необходимо исключить один из факторов «пожарного треугольника»: горючее вещество, окислитель (кислород) или источник энергии. Газовые огнетушащие вещества воздействуют на два последних фактора тремя способами.

Первый механизм — разбавление атмосферы. Инертные газы (азот, аргон, CO₂, их смеси) вытесняют кислород из защищаемого объёма. При снижении концентрации O₂ до 12–14% большинство горючих материалов перестаёт поддерживать горение. Требуемая огнетушащая концентрация для инертных газов составляет 34–43% объёма помещения. Механизм простой, но требует значительного количества газа и баллонов высокого давления (150–300 бар).

Второй механизм — химическое ингибирование. Галогенсодержащие хладоны при нагреве распадаются с образованием свободных радикалов, которые связывают активные центры цепной реакции горения. Это позволяет достичь тушения при концентрации 7–15% — вдвое-втрое меньше, чем у разбавителей. Компромисс: при высоких температурах хладоны образуют токсичные продукты разложения (фтороводород, фторфосген).

Третий механизм — охлаждение с частичным ингибированием. Перфторкетон ФК-5-1-12 (торговое название Novec 1230) поглощает до 70% тепловой энергии пламени за счёт высокой теплоты испарения. Оставшиеся 30% тушения обеспечивает химическое ингибирование. Эффективная концентрация — 4,2–5,3%, минимальная среди всех ГОТВ.

Совет от Олега Скотникова, эксперт по газовому пожаротушению

При выборе ГОТВ учитывайте не только огнетушащую эффективность, но и температуру кипения вещества. Хладон-227ea кипит при –16°C и хранится в жидкой фазе под умеренным давлением. Хладон-23 кипит при –82°C и создаёт давление 48 бар уже при комнатной температуре. Для модулей без газа-вытеснителя это критично: при температуре хранения ниже +5°C давление хладона-125 падает, и система может не обеспечить расчётное время выпуска.

Какие газы применяют в автономных модулях

Выбор ГОТВ определяется классом защищаемого объекта, требованиями к присутствию людей, экологическими ограничениями и стоимостью владения. Ниже приведены характеристики веществ, применяемых в современных автономных модулях.

Сравнительная таблица ГОТВ

ODP — озоноразрушающий потенциал (0 = безопасен для озонового слоя). GWP — потенциал глобального потепления за 100 лет. NOAEL — максимальная концентрация без наблюдаемого вредного воздействия на человека.

Хладон-227ea остаётся наиболее распространённым выбором для объектов с кратковременным пребыванием персонала благодаря сочетанию эффективности и относительной безопасности. ФК-5-1-12 предпочтителен для архивов, музеев и ЦОД, где критична сохранность материалов и низкое воздействие на климат. CO₂ применяют только в помещениях без постоянного пребывания людей при гарантированной эвакуации.

Конструкция модуля: из чего состоит устройство

Автономный модуль газового пожаротушения включает четыре функциональных блока: ёмкость хранения, запорно-пусковое устройство, систему обнаружения и распределительный элемент.

Баллон изготавливают из углеродистой или легированной стали с антикоррозионным покрытием внутренней поверхности. Рабочее давление для хладонов составляет 25–60 бар, для инертных газов и CO₂ — 150–300 бар. Объём варьируется от 2 до 180 литров, типовые модели для локальной защиты — 3, 6, 10, 22,5 литра. Срок службы баллона — до 30 лет, переосвидетельствование баллонов — каждые 10–15 лет согласно правилам промышленной безопасности.

Запорно-пусковое устройство (ЗПУ) обеспечивает герметичность при хранении и быстрый выпуск при срабатывании. Конструктивно выполняется с клапанным, мембранным или разрывным затвором. Мембранный тип обеспечивает наилучшую герметичность, разрывной — максимальную скорость открытия при минимальных потерях давления. ЗПУ содержит манометр для контроля давления, предохранительный клапан сброса при перегреве и штуцер для заправки.

Система обнаружения в автономных модулях реализована термочувствительными элементами двух типов. Термоколба представляет собой стеклянную ампулу с расширяющейся жидкостью, разрушающуюся при температуре 57, 68, 93 или 141°C. Термошнур — линейный элемент, воспламеняющийся при заданной температуре и активирующий пиропатрон. Выбор температуры срабатывания зависит от нормальной эксплуатационной температуры помещения: для серверных с климат-контролем подходит 68°C, для неотапливаемых помещений — 93°C.

Распылительная насадка формирует факел распыления для равномерного распределения ГОТВ в защищаемом объёме. Площадь покрытия одного насадка — до 12 м² при высоте установки 2,5–4 м, что соответствует стандартным потолкам технических помещений.

Как происходит срабатывание: алгоритм тушения

Последовательность событий при срабатывании автономного модуля с термозапуском занимает 10–15 секунд от момента достижения температуры срабатывания до полного заполнения объёма.

При пожаре температура в зоне горения растёт со скоростью 10–50°C в минуту в зависимости от пожарной нагрузки. При достижении порога срабатывания термоколба разрушается, освобождая шток клапана ЗПУ. Давление газа-вытеснителя или собственных паров ГОТВ открывает затвор. Жидкая фаза вещества поступает через сифонную трубку к распылителю, где мгновенно испаряется, заполняя защищаемый объём.

Нормативное время полного выпуска ГОТВ — не более 10 секунд согласно СП 485.1311500.2020. За это время концентрация вещества достигает расчётной огнетушащей величины. Удержание концентрации должно составлять не менее 10 минут для предотвращения повторного воспламенения.

Модули с электрическим пуском интегрируются с системой пожарной сигнализации. В этом случае алгоритм включает задержку выпуска не менее 10 секунд от момента оповещения для эвакуации персонала, отключение приточной вентиляции и закрытие огнезадерживающих клапанов.

Совет от Олега Скотникова, эксперт по газовому пожаротушению

Герметичность помещения — критический параметр эффективности газового пожаротушения. Негерметичность более 0,5% площади ограждающих конструкций приводит к утечке ГОТВ и невозможности удержать огнетушащую концентрацию. Перед монтажом системы проведите пневмоиспытание помещения. Создайте избыточное давление 50 Па и измерьте расход воздуха. Результат покажет, нужна ли дополнительная герметизация.

Автономные модули против централизованных систем

Выбор между автономным модулем и централизованной установкой определяется количеством защищаемых помещений, их объёмом и проектными ограничениями.

Сравнение архитектур систем газового пожаротушения

Автономные модули оптимальны для точечной защиты: серверных до 100 м³, электрощитовых, кабельных вводов, шкафов автоматики. Централизованные системы целесообразны при проектировании новых зданий с несколькими защищаемыми зонами и возможностью прокладки трубопровода на этапе строительства.

Компромиссное решение — модульные установки с несколькими баллонами и общим коллектором, но без выделенной станции. Такая конфигурация позволяет защитить объём до 200–300 м³ с размещением оборудования в защищаемом помещении.

Историческая эволюция: от хладона-13B1 к ФК-5-1-12

Газовое пожаротушение прошло путь от углекислотных систем 1930-х годов до современных перфторкетонов. Понимание этой эволюции объясняет, почему одни вещества запрещены, а другие — рекомендованы.

Первые стационарные системы на CO₂ появились на судах и подводных лодках, где компактность и отсутствие остатка после тушения были критичны. Недостаток CO₂ — смертельная опасность для человека при огнетушащей концентрации 34%.

В 1950-х годах в США разработали Галон 1301 — хладон-13B1 (трифторбромметан, CBrF₃). Вещество обеспечивало тушение при концентрации около 5%, что делало его относительно безопасным для персонала. Хладон-13B1 стал стандартом для авиации, военной техники и критической инфраструктуры.

Монреальский протокол 1987 года классифицировал хладон-13B1 как вещество с озоноразрушающим потенциалом ODP=10 (при эталонном значении R-11 = 1). С 1994 года производство запрещено. В России допускается применение только на реконструируемых установках объектов атомной энергетики и Минобороны с использованием рекуперированного вещества.

Переходный период 1990–2000-х годов ознаменовался внедрением озонобезопасных хладонов: 125, 227ea, 23. Их ODP равен нулю, но потенциал глобального потепления (GWP) остаётся высоким — от 2800 до 12100. Кигалийская поправка 2016 года к Монреальскому протоколу установила график поэтапного сокращения производства ГФУ с высоким GWP.

ФК-5-1-12, разработанный компанией 3M в 2004 году, представляет текущий технологический максимум: ODP=0, GWP=1, время распада в атмосфере — 3–5 суток. Жидкость при нормальных условиях («сухая вода») испаряется в 50 раз быстрее воды, не оставляя следов на оборудовании. Ограничение — высокая стоимость вещества.

Требования к эвакуации: почему нельзя оставаться в помещении

Присутствие людей в помещении при срабатывании любой системы газового пожаротушения недопустимо. Это требование не имеет исключений, независимо от типа ГОТВ.

При огнетушащей концентрации CO₂ (34%) смерть наступает через 2–3 минуты от асфиксии. Хладоны с концентрацией выше NOAEL (порог безопасного воздействия) вызывают кардиотоксические эффекты и угнетение центральной нервной системы. Даже «безопасный» ФК-5-1-12 при термическом разложении в зоне пожара образует токсичные фтороводород (HF) и карбонилфторид (COF₂).

СП 485.1311500.2020 устанавливает обязательную задержку выпуска ГОТВ не менее 10 секунд от момента включения оповещения. Проектировщик вправе увеличить задержку по результатам расчёта времени эвакуации согласно ГОСТ 12.1.004. Система оповещения должна включать светозвуковые устройства внутри помещения и табло «ГАЗ. НЕ ВХОДИТЬ» у входных дверей.

После срабатывания вход в помещение разрешён только в изолирующих дыхательных аппаратах. Вход без средств защиты — после полного проветривания и подтверждения отсутствия ГОТВ и продуктов горения.

Совет от Олега Скотникова, эксперт по газовому пожаротушению

Не верьте утверждениям о «полностью безопасных» ГОТВ, допускающих присутствие человека при тушении. Даже при концентрации хладона-227ea ниже NOAEL человек испытывает стресс, дезориентацию и может получить травму при попытке покинуть задымлённое помещение. Проектируйте систему из расчёта, что в момент выпуска газа в помещении никого нет. Это единственный безопасный подход.

Глубокая аналитика: факты, которые редко упоминают

Факт 1: Сертификация автономных устройств. В России отсутствует национальный стандарт, специфичный для автономных модулей газового пожаротушения. ГОСТ Р 53281-2009 распространяется на модули централизованных установок. Автономные устройства сертифицируют по ТР ЕАЭС 043/2017 «О требованиях к средствам обеспечения пожарной безопасности», но методики испытаний не адаптированы под специфику термозапуска.

Факт 2: Температура выхода газа. При выпуске ГОТВ из баллона происходит адиабатическое расширение с резким падением температуры. Для хладона-125 температура струи может достигать –40°C. Электронные компоненты вблизи насадка подвергаются термоудару, что в отдельных случаях приводит к повреждению конденсаторов и микросхем.

Факт 3: Коэффициент заполнения. Баллон заполняют жидким ГОТВ не полностью: при нагреве жидкость расширяется, и переполненный баллон может разрушиться. Для хладона-227ea норма — 1,15 кг/л, для хладона-125 — 0,95 кг/л. Превышение ведёт к срабатыванию предохранительного клапана и потере заряда.

Факт 4: Дальность транспортировки. Хладон-23 с давлением собственных паров 48 бар транспортируется по трубопроводу на расстояние до 110 м по горизонтали и 37 м по вертикали без насосов и газа-вытеснителя. Это делает его предпочтительным для централизованных систем с удалённой станцией. Хладон-227ea без внешнего наддува ограничен 30–40 м.

Факт 5: Экономика повторной заправки. После срабатывания автономный модуль требует замены термоколбы (300–800 руб.), мембраны ЗПУ (если применимо) и повторной перезарядки баллонов. Стоимость 1 кг хладона-227ea — около 2500–3500 руб., ФК-5-1-12 — 8000–12000 руб. При объёме модуля 10 л (7–9 кг ГОТВ) повторная заправка составляет 30–60% стоимости нового модуля.

Нормативная база: какие документы актуальны в 2026 году

Проектирование и монтаж систем газового пожаротушения регулируется иерархией документов: федеральные законы, своды правил, национальные стандарты.

Федеральный закон № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (редакция от 25.12.2023, изменения вступают в силу 01.03.2026) устанавливает общие требования к системам противопожарной защиты. Статья 112 определяет назначение автоматических установок газового пожаротушения.

СП 485.1311500.2020 «Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические» — основной документ для проектирования. Действует с 01.03.2021, Изменение № 1 вступило в силу 01.12.2024. Заменил СП 5.13130.2009 в части пожаротушения.

СП 486.1311500.2020 определяет перечень объектов, подлежащих оборудованию автоматическими установками пожаротушения.

ГОСТ Р 50969-96 «Установки газового пожаротушения автоматические» (с Изменением № 1 от 01.09.2014) устанавливает общие технические требования.

ГОСТ Р 53281-2009 регламентирует требования к модулям и батареям газового пожаротушения.

Документ СП 5.13130.2009 — отменён с 01.03.2021. Ссылки на него в проектной документации недопустимы.

Типовые характеристики автономных модулей

Часто задаваемые вопросы

Можно ли находиться в помещении при срабатывании модуля с хладоном-227ea?

Нет. Несмотря на относительно высокий порог NOAEL (9%), присутствие человека при выпуске любого ГОТВ запрещено. Задымление, стресс, продукты термического разложения и риск кислородного голодания создают угрозу жизни. Проектная документация обязана предусматривать эвакуацию до срабатывания.

Чем автономный модуль отличается от огнетушителя?

Огнетушитель — ручное средство первичного пожаротушения, требующее участия человека. Автономный модуль срабатывает без оператора при достижении заданной температуры или по сигналу от системы сигнализации. Модуль предназначен для защиты закрытых объёмов, огнетушитель — для локального воздействия на очаг.

Как часто требуется техническое обслуживание систем?

Ежемесячный визуальный осмотр (целостность пломб, показания манометра), ежегодная проверка работоспособности электрических цепей пуска, взвешивание для контроля массы ГОТВ каждые 6 месяцев. Переосвидетельствование баллона — каждые 10 лет согласно правилам промышленной безопасности.

Какой ГОТВ выбрать для серверной?

Для серверной с постоянным присутствием персонала рекомендуется ФК-5-1-12 или хладон-227ea. Оба вещества не повреждают электронику и имеют приемлемый профиль безопасности при соблюдении требований эвакуации. ФК-5-1-12 предпочтителен при жёстких экологических требованиях (GWP=1 против 3220 у хладона-227ea).

Нужна ли система дымоудаления после срабатывания?

Да. После тушения помещение содержит ГОТВ, продукты горения и возможные токсичные соединения. Приточно-вытяжная вентиляция или система дымоудаления обязательны для безопасного доступа персонала. Вход без средств защиты органов дыхания до полного проветривания запрещён.

Работает ли модуль при отключении электроэнергии?

Модуль с термозапуском (термоколба, термошнур) не зависит от электропитания — срабатывание происходит механически при достижении температуры. Модули с электрическим пуском требуют резервного источника питания или дублирования термозапуском.

Какой минимальный объём помещения для газового пожаротушения?

Нижний предел не регламентирован. Газовое пожаротушение применяют для защиты шкафов автоматики объёмом от 0,3 м³. Верхний предел для автономного модуля определяется массой ГОТВ: один модуль с хладоном-227ea защищает до 40 м³, для больших объёмов используют батареи модулей или централизованные системы.