Блог > Газовое пожаротушение: устройство, принцип работы, виды

Газовое пожаротушение: устройство, принцип работы, виды

Газ не оставляет следов! Это физическое свойство хорошо описывает сферу применения автоматических установок газового пожаротушения на объектах, где важно сохранить защищаемое от пожара оборудование и имущество, а также исключить негативные последствия воздействия огнетушащего вещества (вода, порошок, аэрозоль). В этой статье мы рассмотрим всё, что нужно знать про газовое пожаротушение!

СОДЕРЖАНИЕ

• Историческая справка
• Оборудование и области применения
• Принцип действия газового пожаротушения
• Газовые огнетушащие вещества
• Виды автоматических систем газового пожаротушения
• Газодымоудаление при использовании газового пожаротушения
• Как выбрать систему автоматического пожаротушения?
• Проектирование газового пожаротушения
• Монтаж установок газового пожаротушения
• Обслуживание систем газового пожаротушения

Историческая справка

Уже более 100 лет во всем мире применяются системы пожаротушения с газовыми агентами. А началось все с получения Максимом Фарадеем сжиженной двукоси углерода (СО2) в 1823 году.

До сих пор углекислота используется на промышленных объектах для эффективного тушения. Только 2011 году с вводом поправок в СП 5.13130.2009 (сейчас СП 485.1311500.2020) исключили применение СО2 на объектах с массовым пребыванием людей (свыше 50-ти) и в помещениях, которые не могут быть покинуты людьми до начала тушения.

В качестве хорошей альтернативы хладоны начали применять уже в начале 20-го века. Хладоны 104, 1001, 13В1, 114В2 отлично справлялись с возгоранием, но были небезопасны для человека и экологии, что в последующем ограничило и запретило их применение в том числе на законодательном уровне многих стран.

В последние десятилетия активно используется новое поколение хладонов (125, 227еа, 318Ц, 23). При правильном применении они не опасны для человека, а также не разрушают озоновый слой. Самой последней разработкой в области газового пожаротушения является Хладон ФК-5-1-12.

Оборудование и области применения

Система газового пожаротушения представляет собой совокупность оборудования, в которой для борьбы с пожаром используются газовые огнетушащие составы: сжиженные газы (СО2, хладоны) и сжатые газы (инерген, аргонит, азот, аргон). Состоит из модуля, оснащенного устройствами пуска и контроля утечки, трубопровода и насадков (см. также обзор насадков для систем газового пожаротушения, классификация и расположение).

Модуль газового пожаротушения состоит из баллона, запорно-пускового устройства, сифонной трубки и пусковых устройств (электрическое, пневматическое, ручное).

Модули газового пожаротушения

Рассмотрим несколько примеров модулей пожаротушения.

УГП 30-Х-12

Устройство газового пожаротушения типа УГП 30-Х-12 - совокупность элементов (сосуд, запорно-пусковое устройство, распылительное устройство), которая совмещает в себе функции для длительного хранения и подачи газового огнетушащего вещества с тепловым или электрическим запуском. Подходит для пожаротушения электрических шкафов, серверных шкафов (в том числе в ЦОД), стоек, станков.

Маркировка:

• 30 - рабочее давление, кгс/см2;
• Х - объем устройства: 1 л, 6 л, 12 л;
• 12 - диаметр выходного отверстия запорно-пускового устройства, мм.

МПА 60-Х-50

Модуль газового пожаротушения семейства МПА 60-Х-50 - совокупность элементов (баллон, запорно-пусковое устройство, сифонная трубка), которая совмещает в себе функции для длительного хранения и подачи газового огнетушащего вещества при формировании командного импульса на исполнительное устройство модуля. Один тип модуля на несколько ГОТВ (Хладон 125, Хладон 227еа, Хладон ФК-5-1-12), проверенное годами решение. Три вида запуска: электрический, пневматический, ручной.

Маркировка:

• 60 - рабочее давление, кгс/см2;
• X - объем модуля, доступны варианты на 100 л, 125 л, 150 л;
• 50 - диаметр выходного отверстия запорно-пускового устройства, мм.

Несколько модулей, соединенных общим коллектором, образуют батарею газового пожаротушения.

Труборовод системы пожаротушения

Еще одна важная составная часть любой системы газового пожаротушения – трубопровод. Рабочее давление в трубопроводе может достигать 300 бар.

Свод правил СП 485.1311500.2020 чётко предписывает использовать трубопроводы установок из стальных труб по ГОСТ Р 53383, ГОСТ 8732 или ГОСТ 8734, а также труб из латуни или нержавеющей̆ стали. Обязательно необходимо делать гидравлический расчёт - определять диаметры труб и параметры насадков через которые газ распределяется по объему защищаемых помещений.

Принцип действия газового пожаротушения

Газовое пожаротушение осуществляется по следующему принципу: в помещение с возгоранием под давлением из модуля пожаротушения по трубопроводам через насадки подается газовое огнетушащее вещество (ГОТВ). В зависимости от типа газа используется один из механизмов тушения (охлаждение, ингибирование, снижение уровня кислорода) или их комбинация.

Защищаемые помещения оснащены датчиками (дыма, тепла), они передают сигнал о начавшемся возгорании на приемно-контрольный прибор. После получения сигнала прибор управления запускает алгоритм пожаротушения. Включается оповещение, отключается вентиляция и технологическое оборудование, после небольшой задержки происходит запуск газовой установки пожаротушения.

В зависимости от типа газового огнетушащего вещества и типа установки время тушения составляет не более 10-ти, 15-ти или 60-ти секунд.

Газовые огнетушащие вещества

Диоксид углерода, Хладон 125ХП, ФК-5-1-12, Хладон 227еа

Газовые составы обладают совокупностью свойств, позволяющих прекратить возгорание. Они подразделяются на разбавители, снижающие уровень кислорода (Инерген и другие сжатые газы), ингибиторы (хладоны), охладители (СО2, ФК-5-1-12).

Выбирая газовое огнетушащее вещество для системы пожаротушения необходимо руководствоваться экономической целесообразностью, безопасностью для человека и экологии, последствиями контакта с защищаемым имуществом.

Краткие характеристики популярных  ГОТВ

СО2

СО2 (жидкая углекислота) - одно из первых и по-прежнему популярных газовых огнетушащих веществ. Особенности:

• низкая цена;
• безвредность для экологии;
• опасен для человека;
• высокий процент распространения;
• требует постоянного контроля массы ГОТВ.

Сжиженная углекислота - родоначальник газовых агентов, применяется уже более ста лет по всему миру. С вводом поправок в СП 5.13130.2009 (сейчас СП 485.1311500.2020), необходимо исключить его применение на объектах с массовым пребыванием людей (свыше 50 человек) и в помещениях, которые не могут покинуть люди до запуска автоматической установки газового пожаротушения.

Хладон 125ХП

Хладон 125 (пентафторэтан) - это наиболее распространенное огнетушащее вещество. Основные преимущества:

• установка с Хладоном 125ХП наиболее экономически выгодная;
• высокий процент применения;
• хорошая термическая стабильность (900 С).

На протяжении нескольких десятков лет традиционно применяется в системах газового пожаротушения. Имеет наибольшую распространенность среди хладонов на территории Российской Федерации, за счет низкой цены. Однако при его использовании необходимо соблюдать меры предосторожности, чтобы исключить его опасное воздействие на обслуживающий персонал.

Хладон 23

Хладон 23 (трифторметан) - это один из безопасных газовых огнетушащих веществ (ГОТВ). Особенности:

• воздействие на человека - безвреден;
• высокий показатель потенциала глобального потепления;
• наименьшая огнетушащая масса среди хладонов;
• требует постоянного контроля массы ГОТВ.

Как и углекислота, хранится в модулях газового пожаротушения под давлением собственных паров. Это объясняет низкий коэффициент заполнения модуля (0,7 кг/л) и высокую металлоемкость и сложность (из-за наличия весовых устройств) установок газового пожаротушения на его основе. Несмотря на все недостатки и ограничения, данный агент достаточно широко распространен на территории России.

Фторкетон ФК-5-1-12 или «сухая вода»

Фторкетон ФК-5-1-12 («сухая вода) - это последнее поколение газовых огнетушащих составов (ГОТВ) для систем пожаротушения. Основные преимущества:

• безвреден для человека и экологии;
• коэффициент заправки в модуль газового пожаротушения - 1,2 кг/л;
• возможна заправка на объекте.

Применяется в системах пожаротушения уже более десяти лет на объектах с высокими требованиями по безопасности для обслуживающего персонала. Был разработан известной американской компанией, как альтернатива ограниченным к применению хладонам. Наиболее известен под названием «сухая вода» и фторкетон ФК-5-1-12. Газ получил широкое распространение по всему миру, в том числе и на территории России. Основными сдерживающими факторами, ограничивающими рост дальнейшего внедрения, является зарубежное производство и внешнеполитическая обстановка.

Хладон 227еа (гептафторпропан)

Хладон 227еа (гептафторпропан) - это одно из безопасных огнетушащих веществ (ГОТВ). Основные характеристики:

• влияние на человека: безопаснен для людей;
• коэффициент заправки в модуль газового пожаротушения: 1,1 кг/л;
• высокая диэлектрическая проводимость.

Газовое огнетушащее вещество является озонобезопасным. Может использоваться на объектах с массовым или постоянным присутствием людей, при этом огнетушащая концентрация не должны превышать нормативную более чем на 25%. Уступает другим ГОТВ по термической стабильности (600° С).

Хладон 318Ц

Хладон 318Ц – достаточно редкое газовое огнетушащее вещество (перфторциклобутан, C4F8). Отличительные черты:

• высокие показатели по безопасности для человека;
• коэффициент заправки в модуль газового пожаротушения - 1,2 кг/л;
• озоноразрушающий потенциал 0.

Игмер, как его иногда называют, относительно редко применяется в установках газового пожаротушения. По своим свойствам наиболее близок к аналогу Хладону 227еа, немного проигрывая ему по безопасности для человека и экологическим параметрам. Практически все производители систем газового пожаротушения могут заправлять его в модули ГПТ. Но применяется он крайне редко, так как есть альтернативные хладоны, более доступные по цены и имеющие лучшие технические характеристики.

Инерген

Инерген - это смесь инертных огнетушащих веществ. Плюсы:

• безопасен для человека;
• производится в России;
• безвреден для экологии.

Получается путем смешения инертных газов: углекислота (8%), азот (40%) и аргона (52%). В отличие от хладонов не вступает ни в какие химические реакции при попадании в очаг возгорания, а справляется с ним за счет резкого снижения уровня кислорода. Получил широкое распространение в западных странах, на территории России сейчас применяется редко, за счет высокой цены установки из-за низкого коэффициента загрузки и наличия более дешевых аналогов.

Таблица 1. Воздействие ГОТВ на человека

Таблица 2. Воздействие ГОТВ на окружающую среду

Виды автоматических систем газового пожаротушения

По способу защиты помещений подразделяются на модульные установки и централизованные (станции пожаротушения).

В первом варианте модули газового пожаротушения находятся в защищаемом помещение или поблизости от него и тушат возгорание только в нем.

Во втором варианте модули располагаются централизованно в помещении станции газового пожаротушения и защищают одновременно несколько помещений, подача ГОТВ осуществляется через распределительные устройства в нужном направлении, в зависимости от того где произошел пожар. Централизованная установка экономически выгодна, когда на одном объекте есть три и более помещений, которые требуют оснащения газовым пожаротушением. Основным недостатком этой системы является невозможность защитить несколько помещений одновременно.

Установка газового пожаротушения может состоять из одного модуля (утверждение действительно только для модульной установки), нескольких модулей (батарея) или изотермического резервуара (МПЖУ).

Как выбрать систему автоматического пожаротушения?

Систему автоматического пожаротушения выбрать не так просто. Для различных объектов и условий применяются различные типы систем пожаротушения. Например, в случае с магазинами газовые, порошковые или аэрозольные системы использовать нельзя, так как магазин – это объект с массовым пребыванием людей (свыше 50-ти). Поэтому традиционно здесь используют водяную систему пожаротушения. Как выбрать систему пожаротушения для магазина.

В случае с серверными комнатами – особенности другие. Как правило серверные имеют небольшую площадь от 3 до 15 м2 и использование традиционных систем пожаротушения сопряжено с рядом трудностей: нет места для размещения технологического оборудования (модуля пожаротушения), ограничение автономности, невозможность проведения сварочных работ для монтажа трубопровода, долгий срок внедрения высокая стоимость. Поэтому там выгодно использование подвесных устройств газового пожаротушения (УГП), которые компактны, просты и быстры в монтаже и эксплуатации, при этом более доступны по цене. Подробнее о газовом пожаротушении в серверной.

Газодымоудаление при использовании газового пожаротушения

Установка системы газового пожаротушения подразумевает, что после ее срабатывания потребуется удалить из помещения остатки огнетушащего состава и продуктов горения после пожара. Само помещение для полноценной работы установленных устройств должно иметь высокий класс герметичности.

Система, предназначенная для удаления продуктов возгорания и огнетушащего состава (ГОТВ), представляет собой комплекс приточной и вытяжной вентиляций. Вытяжная вентиляция выводит дым, высокотемпературные продукты горения, огнетушащий газ. Приточная нагнетает чистый воздух. Работы по проектированию такой системы проводятся в несколько этапов.

Устройство системы газодымоудаления зависит от особенностей помещения. Если изначально проект здания содержит стационарную систему газоудаления и дымоудаления, то для удаления ГОТВ больше ничего не нужно. Если вентиляции нет, тогда требуется монтаж стыковочного узла для переносного дымоотсоса. Бывает, что нет никакой возможности установки стыковочного узла ввиду специфичности назначения строения или толщины перекрытий.

Обязательно оборудование клапаном сброса избыточного давления (КСИД) всех помещений с установленной АУГПТ, если это требуется по расчету, исходя из параметров герметичности пространства, типа огнетушащего вещества и его количества.

Предназначенный для сброса избыточного давления после срабатывания автоматической установки пожаротушения, КСИД изготавливается в соответствии с нормативными документами. Его принцип действия – это открытие затвора для сброса среды из пространства в атмосферу при достижении избыточного давления. По достижении нормативных показателей происходит закрытие клапана. Это помогает не допустить повреждения конструкционных элементов. Необходимое количество клапанов КСИД определяется еще в ходе проектирования после произведения расчетов.

Проектирование газового пожаротушения

При разработке проектной документации необходимо руководствоваться сводом правил СП 485.1311500.2020, дополнительно можно использовать стандарты организаций или ведомственные нормы. Проектирование имеет много нюансов, поэтому его стоит доверить только профессионалам, имеющим допуск СРО на проектные работы и обладающую специалистами, включенными в реестр НОПРИЗ, а скоро и аттестованными МЧС.

Проектирование системы газового пожаротушения производится в соответствии с действующей нормативно-правовым актам:

• ФЗ-384 Технический регламент о безопасности зданий и сооружений
• ФЗ-123 Технический регламент о требованиях пожарной безопасности
• СП 3.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности
• СП 5.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования
• СП 6.13130.2013 Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности
• СП 7.13130.2013 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности
• ГОСТ Р 50969-96 Установки газового пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний
• НПБ 54-2001 Установки газового пожаротушения автоматические. Модули и батареи. Общие технические требования. Методы испытаний
• НПБ 51-96 Составы газовые огнетушащие. Общие технические требования пожарной безопасности и методы испытаний

Как составляется техническое задание на проектирование автоматической установки газового пожаротушения смотрите в следующем видео.

Монтаж установок газового пожаротушения

Монтаж установки газового пожаротушения могут осуществлять только высококвалифицированные специалисты компании, имеющей лицензию МЧС. Нужно быть предельно аккуратными, так как неправильные действия могут привести, например, к ложному запуску модуля газового пожаротушения.

Монтаж системы газового пожаротушения включает учет целого ряда особенностей:

• Конструктивные особенности помещения: при монтаже системы газового пожаротушения необходимо учитывать конструктивные особенности помещения, такие как высота потолков, конфигурация помещения, наличие перегородок и т.д.
• Размещение компонентов: компоненты системы газового пожаротушения, такие как детекторы дыма, баллоны с ГОТВ и т.д. должны быть размещены в определенных местах, чтобы обеспечить максимальную эффективность системы.
• Защита от воздействия окружающей среды: система газового пожаротушения должна быть защищена от воздействия окружающей среды, такой как пыль, влага, агрессивные химические вещества и т.д.
• Соответствие нормативам и стандартам: монтаж системы газового пожаротушения должен проводиться в соответствии с действующими нормативами и требованиями ГОСТ.
• Обучение персонала: персонал, работающий с системой газового пожаротушения, должен быть обучен правилам пожарной безопасности и уметь правильно работать и обслуживать систему.

В целом, монтаж системы газового пожаротушения требует профессионального подхода и должен выполняться только квалифицированными специалистами.

Обслуживание систем газового пожаротушения

Эксплуатация системы рассчитана на 10 и более лет, чтобы она сохранила свою работоспособность необходимо правильное техническое обслуживание (ежедневное, ежемесячное, ежеквартальное и ежегодное) согласно регламенту. Баллоны газового пожаротушения необходимо переосвидетельствовать каждые 10 лет.

Регламент работ по техническому обслуживанию систем газового пожаротушения включает такие работы, как:

• Внешний осмотр составных частей системы (технологической части — трубопроводов, насадков, запорной арматуры, баллонов с огнегасящим веществом и сжатым воздухом, манометров, распределительных устройств и т.д.; Электротехнической части — шкафов электроавтоматики, компрессора и т.д.; сигнализационной части — приемно-контрольных приборов, шлейфа сигнализации, извещателей, оповещателей и т.д.) на отсутствие механических повреждений, грязи, прочности креплений, наличие пломб и т.п.
• Контроль рабочего положения запорной арматуры, давления в побудительной сети и пусковых баллонах и т.д.
• Контроль основного и резервного источников питания, проверка автоматического переключения питания с рабочего ввода на резервный
• Проверка работоспособности составных частей системы (технологической части, электротехнической части и сигнализационной части)
• Контроль массы огнетушащего вещества
• Пневматические испытания трубопроводов на герметичность и прочность

И другие работы.

Заключение

Системы газового пожаротушения – проверенное годами техническое решение вопроса борьбы с возгоранием. При правильном использовании оно безопасно для человека и не наносит вреда объекту. Но работы с ним следуют доверять только компетентным профессионалам.

Автор: Марина Шулекина

Узнать стоимость системы газового пожаротушения