Urządzenia gaśnicze na gazy obojętne

ZAKRES STOSOWANIA

Urządzenia gaśnicze na gazy obojętne są zalecane w szczególnie zagrożonych obszarach, gdzie występują palne ciecze oraz inne substancje o podobnych właściwościach pożarowych, np.:

Produkcja bądź przyrządzanie farb i lakierów
Magazyny z niebezpiecznymi materiałami
Kabiny lakiernicze i do powlekania proszkowego
Instalacje hydrauliczne
Silosy i filtry pyłowe
Maszyny drukarskie
Produkcja i magazynowanie tworzyw spienionych, itp.

Obszary z wartościowymi instalacjami i urządzeniami lub przedmiotami, które w przypadku zastosowania innych środków gaśniczych mogą ulec uszkodzeniu, jak np.:

Urządzenia do elektronicznego przetwarzania danych
Archiwa
Podpodłogowe kanały kablowe
Urządzenia rozdzielcze i sterownicze
Turbiny
Transformatory
Urządzenia do obróbki metali
Maszyny tekstylne
Magazyny futer, przedmiotów z tworzywa sztucznego itp.

ŚRODKI GAŚNICZE

Argon (Ar)
Jest to gaz szlachetny uzyskiwany z otaczającego powietrza. Jego ilość w atmosferze wynosi 0,93% objętości, a gęstość w stosunku do powietrza 1,38.
Argon jako środek gaśniczy jest sprężany i składowany w ciśnieniowych butlach stalowych. W temperaturze otoczenia +20 C maksymalne ciśnienie robocze wynosi 165 bar.
Argon nie jest trujący ale przy stężeniu koniecznym do skutecznego ugaszenia pożaru może powstać zagrożenie brakiem tlenu, a dodatkowo także gazami pożarowymi.

Argonowe urządzenia przeciwpożarowe
Zalecane są zwłaszcza do pomieszczeń o względnie dużej liczbie osób i do obszarów z wartościowymi urządzeniami elektrycznymi bądź elektronicznymi, które wytrzy-mują tylko niewielkie wahania temperatury.
Obszar wypełniony argonem, w przeciwieństwie do dwutlenku węgla nie jest chłodzony.
Argon jako środek gaśniczy nie nadaje się do wolno stojących, przestrzennie nie ograniczonych obiektów, gdyż nie można wtedy uzyskać wystarczającego stężenia gaśniczego.

Działanie gaszące
Ponieważ takie gazy jak argon i dwutlenek węgla są cięższe od powietrza otaczającego, szczególnie szybko i dokładnie pokrywają "wypełniany" obszar. Działanie gaszące, podobnie jak w przypadku azotu, polega na wypieraniu tlenu atmosferycznego. Mówi się tutaj o "dławieniu" ognia, które następuje po przekroczeniu w dół granicznej ilości tlenu koniecznej do spalania. W większości przypadków ogień gaśnie już przy spadku zawartości tlenu do 13,8 % objętości.
W tym celu wystarczy wyprzeć około 1/3 istniejącej masy powietrza, co odpowiada stężeniu gazu gaśniczego 34 % objętości. W przypadku pewnych materiałów palnych,
które do spalania potrzebują znacznie mniej tlenu, konieczne jest zwiększenie stężenia gazu gaśniczego. Dotyczy to na przykład acetylenu, tlenku węgla i wodoru.


Najważniejsze kryteria zastosowania	Argon	Azot	Dwutlenek węgla
Obciążenia środowiska naturalnego	nie	nie	nie
Toksyczność	nie	nie	tak
Przewodność elektryczna	nie	nie	nie
Cięższy od powietrza	nie	nie	tak
Pozostałości środka gaśniczego	tak	nie	nie
Powodowanie szkód wtórnych	nie	nie	nie
Ograniczenie widoczności na skutek tworzenia się mgły	nie	nie	tak
Chłodzenie w obszarze oddziaływania	nie	nie	tak
Nadaje się do ochrony wolnostojących budynków	nie	nie	tak
Nadaje się do ochrony pomieszczeń	tak	tak	tak
Składowanie środka gaśniczego szczególnie oszczędne pod względem miejsca	nie	nie	tak

Dwutlenek Węgla (CO2)
Jego ilość w atmosferze wynosi 0,03 % objętości, a gęstość w stosunku do powietrza 1,53. Dwutlenek węgla jako środek gaśniczy jest przechowywany pod ciśnieniem w postaci ciekłej, w wysokociśnieniowych butlach stalowych (ciśnie nie robocze w temperaturze 20 C wynosi 57 bar) lub w dużych zbiornikach niskociśnieniowych w temp. -20 C pod ciśnieniem 20 bar. Dzięki składowaniu w postaci ciekłej zapasy środka gaśniczego zajmuj ą mało miejsca.
W przeciwieństwie do argonu dwutlenek węgla w dużych stężeniach jest szkodliwy dla zdrowia. Dlatego przepisy mówią, że w razie przekroczenia wartości granicznej 5% objętości trzeba zastosować specjalne środki ochronne.

BUDOWA INSTALACJI

Przechowywanie zapasu środka gaśniczego w ciśnieniowych butlach stalowych (Argon/azot/dwutlenek węgla)

Urządzenia gaśnicze na dwutlenek węgla
Są zalecane zarówno do ochrony pomieszczeń jak i wolnostojących, nie zamkniętych obiektów. W tym ostatnim przypadku sprężony, skroplony dwutlenek węgla w obszarze oddziaływania tworzy gęstą chmurę aerozolu, którą za pomocą odpowiednich dysz można wytwarzać dokładnie w tym miejscu, w którym jest to konieczne.
W wyniku odparowywania gazu gaśniczego powstaje dodatkowy efekt chłodzenia.
To chłodzące działanie sprawia, że dwutlenek węgla może się nie nadawać do urządzeń szczególnie wrażliwych na temperaturę, np. w przemyśle półprzewodników oraz do bardzo czułych urządzeń przetwarzania danych (komputery, szafy sterownicze, itp). Ciśnieniowe butle stalowe w specjalnych stojakach z pojedynczymi wieszakami tworzą mniejszą lub większą baterię. W stojakach ustawionych w jednym lub wielu szeregach na minimalnej przestrzeni można zgromadzić znaczne zapasy środka gaśniczego. Dotyczy to zwłaszcza dwutlenku węgla, który w postaci ciekłej zabiera mało miejsca. Specjalne stojaki są przy tym bardzo uniwersalne, pozwalają na rozszerzanie baterii lub na szybką wymianę poszczególnych butli. Każdy wieszak zawiera dodatkowo wagę, która automatycznie wskazuje ubytki ciężaru przekraczające 10%. Ubytek środka gaśniczego może być wskazywany za pomocą dodatkowego urządzenia i elektrycznie sygnalizowany.

Składowanie środka gaśniczego w zbiornikach niskociśnieniowych
(Dwutlenek węgla)
Do składowania dużych ilości dwutlenku węgla, powyżej 2000 kg, ze względów ekonomicznych stosowane są zbiorniki niskociśnieniowe. Skroplony dwutlenek węgla jest w nich przechowywany w temperaturze -20 C pod ciśnieniem roboczym 20 bar.
Do utrzymywania niskiej temperatury służy agregat chłodniczy. Dzięki bardzo dobrej izolacji okresy chłodzenia i związane z nimi koszty eksploatacji zredukowano do minimum.
W razie awarii agregatu chłodniczego dobra izolacja skutecznie opóźnia nagrzewanie się zawartości zbiornika. Gdyby jednak mimo to na skutek wzrostu temperatury wytworzyło się niedopuszczalne wysokie ciśnienie, podwójny zawór bezpieczeństwa niezwłocznie je zredukuje.
Zawartość zbiornika jest kontrolowana za pomocą wagi. Zbiornik niskociśnieniowy jest napełniany z cystern.

Sieć rurowa i dysze gaśnicze
Wielkość sieci rurowej i rozmieszczenie dysz gaśniczych zależą od wartości chronionego obiektu. Wewnątrz budynków dysze są rozłożone równomiernie w całym chronionym obszarze, natomiast w wysokich pomieszczeniach mogą być umieszczone nawet na kilku poziomach. W przypadku ochrony urządzeń dysze są wycelowane bezpośrednio na chroniony obiekt lub specjalnie zagrożone elementy. Ponadto istnieją takie obszary ryzyka, w których stosuje się specjalne środki ochronne. Tak na przyk ład dysze gaśnicze umieszcza się wewnątrz szaf sterowniczych, w dużych szafach komputerowych, a także w kanałach kablowych.
Gdy urządzenie przeciwpożarowe chroni kilka obszarów lub kilka wolnostojących obiektów, to między rurą zbiorczą a rurami rozprowadzającymi montuje się zawory rozdzielcze (sterowe). W razie pożaru włącza się dany zawór rozdzielczy i otwiera drogę dla gazu gaśniczego. Ważne dla niezakłóconego przepływu środka gaśniczego jest prawidłowe zaprojektowanie i wykonanie przewodów rurowych.

URZĄDZENIA DO OCHRONY OSÓB

Specjalne wymagania bezpieczeństwa
W razie zagrożenia osób wymagane są specjalne środki ochrony. W takich przypadkach przed rozpoczęciem wypływu środka gaśniczego powinien nastąpić alarm akustyczny zapewniony przez dwa niezależne od siebie urządzenia alarmowe zasilane oddzielnymi przewodami z niezależnych źródeł energii. Jedno z nich musi stanowić tak zwany "system zabezpieczony". Wymaganie to jest spełnione, gdy przewód dodatkowo jest kontrolowany elektronicznie i w razie zaniku napięcia jest zapewnione zasilanie awaryjne. Urządzenia wyzwalające muszą tak funkcjonować, by gaz gaśniczy dopływał do zagrożonego obszaru dopiero po wszczęciu alarmu akustycznego i po upływie określonego, indywidualnie ustalonego czasu wstępnego ostrzegania. Kolejność taka musi być zachowana nawet przy uwzględnieniu czynników zakłócających (np. wskutek przepięcia).

Instalacje wysokociśnieniowe
(Argon/ azot / dwutlenek węgla)
By spełnić wymienione wyżej wymagania bezpieczeństwa osób, zwłaszcza w przy-padku urządzeń przeciwpożarowych na dwutlenek węgla, oprócz "kontrolowanego" elektrycznie systemu alarmowego (patrz schemat 1+3) przewidziano także system pneumatyczny, (2+4) który jest sterowany własnym urządzeniem wyzwalającym PAE (7). Wypełnienie następuje dopiero po uprzednio ustalonym czasie opóźnienia i dodatkowo może być zabezpieczone systemem redundancyjnym.
Za upływ czasu wstępnego ostrzegania przed zadziałaniem instalacji jest w tym przypadku odpowiedzialne urządzenie opóźniające VZ 2E (8, patrz także: rysunek) wyposażone w układ czasowy wstępnego ostrzegania (5). Sterowanie odbywa się pneumatycznie za pomocą urządzenia PAE. Układ czasowy wstępnego ostrzegania zapewnia upływ wstępnie zaprogramowanego czasu także wtedy, gdyby jakieś nadzwyczajne zakłócenia elekromagnetyczne podziałały na elektromagnes wyzwalający pneumatycznego urządzenia PAE lub na jego przewód doprowadzający i pobudziły go.
Przed odblokowaniem drogi środka gaśniczego równolegle do "mechanicznego" upływu czasu wstępnego ostrzegania biegnie także "elektryczny" w centrali sterującej. Dzięki tej redundancji bezpieczeństwa osiągnięto, że urządzenie gaśnicze działa dopiero po upływie tych obydwu niezależnych od siebie czasów wstępnego ostrzegania. Początek operacji gaszenia można dowolnie opóźniać za pomocą przycisków stopu (6), które bez większego trudu dają się zainstalować wzdłuż dróg ewakuacyjnych.

Operacja gaszenia
Gdy przewidziano specjalne środki ochrony osób to akustyczny alarm pożarowy, ewentualnie wspierany wskaźnikami optycznymi, zapowiada mające nastąpić wypełnienie i wzywa do niezwłocznej ewakuacji ze strefy pożaru. Urządzenie opóźniaj
ące wstrzymuje wypływ środka gaśniczego dopóty, dopóki nie upłynie czas wstępnego ostrzegania (minimum 10 sekund). Długość tego czasu zależy od lokalnych warunków i można go bezstopniowo nastawiać.
Operacja gaszenia rozpoczyna się dopiero po upływie czasu wstępnego ostrzegania. Jednocześnie wyłączane są wentylatory, urządzenia klimatyzacyjne, klapy wentylacyjne i drzwi, przez które do zagrożonego obszaru może się dostawać powietrze lub wydostawać gaz gaśniczy. Wypływaj ący gaz gaśniczy wypiera tlen ze strefy pożaru i "dusi" ogień, gdy tylko wystąpi konieczne do tego celu stężenie środka gaśniczego.

Wyzwalanie
Operacja gaszenia może być zainicjowana samoczynnie albo ręcznie.
Wyzwalanie automatyczne zapewniają elektroniczne czujniki pożaru. W specjalnych przypadkach są do dyspozycji także termiczne człony rozłączne, pneumatyczne lub detektory temperatury. Wyzwalacze te, reagujące na różne zjawiska związane z pożarem jak na przykład temperatura, płomienie, dym lub aerozole pożarowe, są równomiernie rozmieszczane w chronionych pomieszczeniach lub w bezpośrednim sąsiedztwie chronionego obiektu.

Instalacje wysokociśnieniowe z wyzwalaniem elektrycznym

Elektroniczne czujniki pożaru, które reagują na promieniowanie płomieni, ciepło ognia lub aerozole dymowe, wysyłają sygnał do centralki sterującej, która ze swej strony uruchamia urządzenie gaśnicze.
Czujniki pożaru, urządzenia kontrolne i sterujące do uruchamiania urządzeń gaśniczych muszą spełniać wymagania, być sprawdzone i dopuszczone do eksploatacji.

Instalacje wysokociśnieniowe z wyzwalaniem mechaniczno-pneumatycznym
Termiczny człon rozłączny - element połączeniowy lin napiętych ciężarkami - rozłącza się pod wpływem temperatury. Ciężarek uwalnia się i otwiera butlę sterującą wypełnionym gazem. Wypływający z niej czynnik wytwarza impuls dla mechanizmu wyzwalającego.
Często są potrzebne specjalne detektory, jak na przykład detektory aktywne, które kontroluj ą komputery w centrach obliczeniowych i w razie pożaru wysyłają decydujący impuls. Należący do nich wentylator zasysa powietrze odlotowe i sprawdza je pod względem zawartości dymu bądź innych substancji świadczących o pożarze. W razie przekroczenia wartości granicznej jest wysyłany impuls do centralki sterującej.

Instalacje niskociśnieniowez wyzwalaniem pneumatycznym
Pneumatyczne czujniki termiczne otwierają się pod wpływem temperatury i wytwarzają impuls sterujący dla centralki sterującej chronionego obszaru.

ZASTOSOWANIE SPECJALNE:

Miniaturowe urządzenie gaśnicze miniMarin

By sprostać różnym wymaganiom opracowano także modele specjalne. Jako przykład może tutaj posłużyć miniaturowe urządzenie gaśnicze do ochrony łodzi sportowych, jachtów, samochodów itp. Instaluje się je w maszynowni, gdyż ona właśnie stwarza największe zagrożenie pożarowe.
W razie pożaru urządzenie jest automatycznie uruchamiane przez zamontowany na zaworze butli element wyzwalający, który działa po osiągnięciu zadanej temperatury i uwalnia środek gaśniczy. Urządzenie można uruchomić także ręcznie za pomocą przycisku elektrycznego. Skuteczne i szybkie gaszenie zapewniaj ą tutaj takie gazy gaśnicze jak argon i dwutlenek węgla.