11.1. Записки риск-инженера. Углекислотные системы пожаротушения - хорошо или плохо?
Существуют ситуации, когда мы не может тушить ни водой, ни пеной - например, силовое и контрольное электрооборудование, музеи, банковские ячейки для хранения денег, некоторые виды производственного оборудования - где любое, даже незначительное количество воды может значительно повредить защищаемое оборудование, которое не затронуто огнем. Мы должны избавиться от воды!
За решением не пришлось далеко ходить.
Помните треугольник горения?
С сайта stroytvoydom.ru
Решение напрашивается само собой: если нельзя использовать воду/пену, то нужно использовать что-то, что понижает содержание кислорода в воздухе и понижает температуру.
На эту роль очень подходит углекислый газ. Во-первых, его уже давно научились получать несколькими способами. Он достаточно дешев и его можно получать прямо из воздуха, практически, в любом месте.
Как вы знаете, нормальная концентрация кислорода в воздухе примерно равна 21%. Если содержание кислорода понизить до 15%, то кислорода будет недостаточно для поддержания горения.
Будучи газом, он не может повредить хрупкое оборудование. После его применения не остается следов, потери времени от простоя оборудования сведены к минимуму.
В дополнение к невидимости, углекислый газ не проводит электричество, что делает его идеальным для тушений электрооборудования и оборудования с масляной изоляцией (масляные трансформаторы, прерыватели сети, кабели).
То есть, углекислый газ можно использовать для тушения пожаров на всех типах горючих материалов, за исключением тех, которые содержат свой собственный кислород (нитроцеллюлоза) или которые горят без кислорода (натрий, калий, титан).
Если сравнить его тушащую способность с водой, то она всего в шесть раз хуже воды. Чаще всего распыление углекислого газа в течении 30 секунд достаточно, чтобы потушить пожар.
Но у этой сказки почти идеального тушения есть несколько недостатков, которые очень ограничивают применение таких систем.
Самым первым и самым большим недостатком является ее рабочее действие: система понижает уровень кислорода в воздухе.
Давайте вспомним: содержание кислорода в воздухе на берегу океана или в лесу может достигать 21,9%.
Для помещений минимальное содержанием кислорода в помещение должно быть 20,5% (иначе будет «душно»). Городской «свежий» воздух содержит 20,8% кислорода.
Как только уровень кислорода снижается до 18%, у человека появляется быстрая утомляемость, сонливость, головные боли.
При содержании кислорода в воздухе в 16%, у людей наблюдается головокружение, учащенное дыхание и потеря ориентирования.
Но для нормального тушения пожара нам надо понизить концентрацию кислорода до 15%, а для гарантированного тушения и ниже!
То есть углекислотная система пожаротушения сначала станет причиной гибели людей (если они остались в защищаемом помещении по каким-либо причинам), а потом начнет тушить пожар.
При 13% кислорода у людей наступает потеря сознания и необратимые изменения в организме.
Вторым крупным недостатком углекислого газа является его свойство понижать температуру при тушении. Углекислый газ хранится в баллонах под давлением в виде жидкости - углекислоты. Когда при тушении, система срабатывает, то углекислота передаются к месту пожара по системе труб как жидкость.
В месте выброса углекислоты, на форсунке, давление резко понижается и жидкая углекислота превращается в углекислый газ (один литр углекислоты дает, примерно, девять литров углекислого газа).
По всем законам физики, при падении давления должна понижаться температура. И она понижается до минус 78,5С при обычном давлении (одна атмосфера)! То, есть у вас вся влага, которая была в воздухе, превратится в «снег» или, точнее, в туманообразный пар. Плюс пойдет процесс превращения углекислого газа и углекислоты в твердое состояние = в сухой лед. То есть, на какое-то время у вас температура в помещении упадет, и упадет значительно (чем ближе к форсунке, тем температура будет ниже).
А теперь представьте ситуацию, когда углекислотная система используется для защиты серверной комнаты. Если форсунка системы находится недалеко от сервера, то ваша электроника получит тепловой удар от минус 23 С до минус 78 С. К тому же на нее осядет вся влага из воздуха. Боюсь спросить, что будет с электроникой и придет ли она в себя, когда ее спасут от пожара?
archive.org
Так лучше не делать в маленьких помещениях - вы можете задохнуться быстрее, чем потушите пожар.
В свое время, когда не было других газовых систем, в музейном хранилище картин поставили такую систему. Пожара не было, но было аварийное срабатывание углекислотной системы пожаротушения. От очень низких отрицательных температур краска на холстах съёжилась, превратившись в чешуйки, отделилась от холстов и опала на пол.
О дальнейших приключениях углекислотных противопожарных систем, других их особенностях мы продолжим в следующий раз.
PS. Если я не ошибаюсь, углекислый газ - единственный, который имеет вкус, но не запах.
Вкус углекислого газа вы знаете, если пьете газированную воду. Обычная вода без вкуса, вкус газированной воде придает углекислый газ.
PSS. Данная статья не является справочником - ее задача дать общие понятия. Все стандарты и требования вы сможете найти в Интернете.