Принцип работы газового пожаротушения

Газовое пожаротушение: принцип работы и особенности систем

Газовое пожаротушение — это современный и высокоэффективный способ ликвидации возгораний, основанный на применении газовых огнетушащих веществ. Чтобы понять, как работают подобные системы, необходимо разобрать основные принципы газового пожаротушения, его разновидности и назначение. Это важнейший элемент противопожарной защиты на объектах с повышенными требованиями к сохранности материальных ценностей и оборудования.

В этой статье мы не будем затрагивать детальное описание централизованных или модульных установок пожаротушения. Опишем только как работает система.

Газовое пожаротушение: назначение

Назначение газового пожаротушения (ГПТ) — защита имущества от пожара на первичных стадиях развития. Выбор установки в то или иное помещение именно газового пожаротушения – выбор проектировщика и проектной организации. Инженеры-проектировщики при выборе – монтировать или не монтировать систему пожаротушения в том или ином здании, сооружении и помещении, руководствуются СП 486.1311500.2020. Далее выбирается тип огнетушащего вещества. И в случаях, когда вода, пена, порошок, аэрозоль недопустимы для тушения, выбирается газ. Например, такой способ тушения применяется в: серверных, архивах, музеях, лабораториях, медицинских учреждениях, объектах военного и промышленного значения, даже в самолетах, на подводных лодках, электричках типа “Сапсан” и “Ласточка” и других видах транспорта.
Системы ГПТ часто устанавливаются в банковских хранилищах, телекоммуникационных узлах, центрах обработки данных, архивохранилищах, музеях, галереях и других помещениях, где даже минимальное повреждение имущества может привести к катастрофическим последствиям и материальному ущербу.

История газового пожаротушения

Первые упоминания ГПТ относятся к началу XX века. В те времена использовались примитивные виды систем газового пожаротушения. Для тушения пожаров они подавали углекислый газ в закрытые помещения. Эти устройства применялись в основном на судах и промышленных объектах. Более широкое распространение технологии случилось в середине XX века, когда стали разрабатываться специализированные составы, такие как хладоны.

Ключевые этапы развития:

• 1910-е годы: первые попытки использования CO₂ для тушения пожаров в замкнутых пространствах;
• 1950–1970-е годы: активное внедрение хладонов в промышленности и на объектах связи;
• 1987 год: подписание Монреальского протокола, ограничивающего применение озоноразрушающих веществ, что стало стимулом к разработке новых, более безопасных огнетушащих составов;
• 2000-е годы: развитие технологий на основе инертных газов и фторкетонов, повышение автоматизации систем;
• настоящее время: широкое использование экологичных и интеллектуальных технологий, на которых созданы современные типы автоматического газового пожаротушения.

Система газового пожаротушения: принцип работы

Принцип работы газового пожаротушения основан на замещении кислорода в помещении и соответственно торможении химических реакций горения, а в случае использовании углекислоты - охлаждение. Система активируется автоматически или вручную при обнаружении признаков возгорания. При этом огнетушащее вещество равномерно распределяется по защищаемому объему, постепенно прекращая горение.

Механизм действия можно условно разделить на несколько этапов:

• Обнаружение задымления или пламени с помощью пожарных извещателей (датчиков);
• Срабатывание сигнала “Пожар” и включение оповещения для начала эвакуации людей;
• Активация системы тушения: срабатывание электромагнитного клапана или устройства газогенерирующего (“пиропатрон”) и запуск модуля или модулей в составе батареи;
• Распределение газового огнетушащего вещества по трубопроводам и выпуск через насадки-распылителей;
• Подавление пламени путем замещения кислорода или ингибирования реакции горения.

Системы ГПТ позволяют быстро и без последствий для техники или документов устранить возгорание, минимизируя простои оборудования и предотвращая серьезные убытки. Важно понимать, что ценность защищаемого внутри помещения в разы больше, чем сама установка газового пожаротушения.

Состав системы газового пожаротушения и ее задачи

Современная система газового пожаротушения, принцип работы которой направлен на оперативную локализацию и тушение пожара, состоит из множества взаимосвязанных компонентов. Каждый компонент выполняет определенную функцию, обеспечивая общую эффективность и безопасность системы.
Условно систему газового пожаротушения делят на 2 основные части:

• электротехническая часть - то, что обнаруживает пожар, передает сигналы, анализирует состояние, дает команду на запуск модулей и включает систему оповещения.
• технологическая часть - то, что хранит огнетушащее вещество, транспортирует его по трубопроводу и выпускает его в защищаемый объем.

Основные элементы:

• сосуды (баллоны) и резервуары с огнетушащим веществом газового пожаротушения. Эти герметичные емкости изготавливаются из стали или композитных материалов и находятся под высоким давлением. Внутри хранится рабочее огнетушащее вещество и в случае сжиженных газов, еще и газ-вытеснитель (азот, осушенный воздух), готовое к мгновенному выбросу при срабатывании системы;
• запорно-пусковая арматура, которая отвечает за контроль выпуска газа. Удерживает при хранении и выпускает газовое огнетушащее вещество для тушения;
• система трубопроводов — сеть из стальных бесшовных труб с толстой стенкой, соединяющих модули с коллектором, направления с распределительными устройствами и конечными насадками-распылителями. Она проектируется индивидуально с учетом гидравлического расчета по методике СП 485 и параметров защищаемого помещения и обеспечивает равномерное заполнение газом защищаемого объема;
• насадки-распылители — устройства, через которые осуществляется выпуск газа. Они могут быть спроектированы для равномерного или направленного выброса, в зависимости от специфики помещения. Отверстия в насадках выполняются с распылом на 180 и 360 градусов;
• система обнаружения пожара — тепловые, дымовые или датчики пламени, предназначенные для выявления признаков пожара - дым, вспышка и пламя, тепло. Они соединены с блоком управления - прибором приемно-контрольным, который анализирует состояние каждого электротехнического элемента системы и выдает сигналы, в том числе на запуск систему автоматически.

Задачи для системы газового пожаротушения:

• Быстрое обнаружение возгорания на ранних стадиях;
• Оповещение людей и запуск алгоритмов;
• Эффективная локализация очага пожара и полное подавление;
• Минимизация воздействия на оборудование и инфраструктуру;
• Недопущение повторного возгорания.

Классификация систем газового пожаротушения

Сегодня на рынке представлено большое число разнообразных систем газового пожаротушения. Виды которых можно классифицировать по следующим признакам:

1. По типу используемого огнетушащего вещества (перечень ГОТВ определен СП 485.1311500.2020):

• сжиженные газы (Хладон 227ea или HFC-227ea, Хладон 125, Фторетон FK-5-1-12, Хладон 318Ц, Хладон 23, Хладон 218, Шестифтористая сера ТФМ-18И, углекислый газ (CO₂), йодистый метил 10% (масс.), Хладон 217J1, Хладон 13J1).
• Самые популярные среди них - Хладон 227ea или HFC-227ea, Хладон 125, Фторкетон FK-5-1-12 под брендами Novec 1230, Syneco 1230, Брандсис 1230, Дюкаре 1230.
• сжатые газы (Азот (, IG100), Аргон (Ar, IG01), Инерген (IG541), азот - 52% (об.), аргон (Ar) - 40% (об.), двуокись углерода, Аргонит (IG55), азот - 50% (об.), аргон (Ar) - 50% (об.));

2. По типу установки:

• модульная установка;
• централизованная установка.

3. По типу запуска:

• автоматические системы, имеющие классическую электротехническую часть;
• автономные модули пожаротушения с запуском, например, от теплового воздействия очага пожара.

4. По области применения:

• локального действия;
• объемного действия (для целых помещений).

Такое разнообразие позволяет гибко подходить к защите объектов различных масштабов и назначения. Типы систем ГПТ подбираются на этапе проектирования с учетом всех факторов.

Огнетушащие вещества газового пожаротушения

Огнетушащее вещество газового пожаротушения (или ГОТВ – газовое огнетушащее вещество) подбирается индивидуально в зависимости от характеристик объекта, типа оборудования, людей и стоимости. Ниже представлены подробные описания распространенных вариантов.

Инертные газы: экологически безопасны, не токсичны, не оставляют следов. Основные представители класса:

• IG-01 (аргон): инертный газ, используется в чистом виде. Эффективен для тушения пожаров класса A и B, безопасен для техники, но требует полной герметизации помещения;
• IG-55 (смесь аргона и азота): сбалансирован по эффективности и стоимости, хорошо подходит для помещений с ценным оборудованием и архивами;
• IG-100 (азот): применяется в системах, где требуется максимальная безопасность для людей. Газ вытесняет кислород, снижая его концентрацию до уровня, при котором горение невозможно;
• IG-541 (смесь аргона, азота и углекислого газа): обладает высокой скоростью тушения и подходит для объектов с критичной электроникой;

Химически активные газы: эффективны при малых объемах, легко хранятся и применяются. Сегодня чаще используются:

• Хладон 227ea или HFC-227ea,
• Хладон 125,
• Фторкетон FK-5-1-12 под брендами Novec 1230, Syneco 1230, Брандсис 1230, Дюкаре 1230.
• CO₂ (углекислый газ): старейший и до сих пор применяемый вариант. Универсален, но опасен для человека при высоких концентрациях. Используется преимущественно в промышленных помещениях без постоянного присутствия людей.

Все перечисленные огнетушащие вещества газового пожаротушения обязательны для сертификации и соответствуют международным стандартам качества и безопасности. Выбор зависит от специфики объекта, который предполагается защищать при помощи ГТП, требований к технике и присутствию персонала.
Газовое пожаротушение на основе фторкетонов
Фторкетоны — это относительно новое поколение огнетушащих веществ газового пожаротушения, которые обладают высокой эффективностью и экологичностью. Наиболее известный представитель — FK-5-1-12 (торговые марки Novec 1230, Syneco 1230, Брандсис 1230, Дюкаре 1230).

Преимущества:

• низкое воздействие на окружающую среду (практически нулевой потенциал разрушения озонового слоя);
• быстрое испарение и отсутствие остатка на поверхностях;
• безопасность для электронного оборудования;
• возможность применения в помещениях с присутствием людей (при соблюдении норм концентрации);
• простота хранения и транспортировки.

Фторкетоны действуют путем отвода тепла от очага возгорания и торможения реакции горения на молекулярном уровне. Это делает их идеальными для использования в чувствительных к влаге и загрязнению средах.

Преимущества и недостатки систем газового пожаротушения

Системы газового пожаротушения отличаются высокой скоростью реагирования и безопасностью для оборудования, поскольку не оставляют следов и не повреждают электронику. Они удобны в эксплуатации, могут работать в автоматическом режиме и не требуют последующей уборки помещения. Однако такие системы дороже в установке и обслуживании, а также требуют герметичности защищаемого пространства и строгого соблюдения правил безопасности при использовании некоторых газов, например, углекислого газа.

Преимущества:

• быстрое и эффективное тушение возгораний на ранней стадии;
• минимальный ущерб для имущества;
• возможность работы в автоматическом режиме без участия человека;
• долговечность и надежность систем;
• простота обслуживания при грамотной эксплуатации.

Недостатки:

• высокая стоимость оборудования и установки;
• необходимость регулярной проверки и обслуживания системы;
• требования к герметичности помещений;
• возможность вредного воздействия при нарушении инструкций применения.

Важно, что при всех минусах, правильно подобранная и настроенная система газового пожаротушения любого вида демонстрирует стабильные и безопасные результаты в течение десятилетий.

Как выбрать подходящую систему

При выборе нужно учитывать:

• тип помещения (серверная, архив, музей);
• объем и планировку пространства - основные параметры длина, ширина и высота;
• вид хранимого оборудования и материалов;
• наличие дополнительных объемов для защиты - фальшпол и фальшпотолок.

Также важно учитывать юридические аспекты: система должна соответствовать нормативным актам и иметь все необходимые разрешения и сертификаты. Специалисты по проектированию проводят подробные расчеты и выполняют подбор вида системы газового пожаротушения, учитывая все возможные сценарии пожара.
На нашем сайте вы найдете подробную информацию по любым системам газового пожаротушения и сможете выбрать вариант, подходящий именно вам. Наши специалисты ответят на все ваши вопросы и помогут определиться с модулями ГПТ любой сложности!