- достаточное количество окислителя в зоне реакции;
- наличие горючего материала в зоне реакции;
- источник зажигания достаточной мощности.
При нарушении одного из этих условий горение будет невозможно. Основной принцип, лежащий в основе рассматриваемого метода активной защиты - создание инертированной атмосферы (среды с пониженным содержанием кислорода) для предотвращения возгорания. Метод основан на знании того, что большинство горючих материалов не смогут воспламеняться при пониженной объемной концентрации кислорода, это значение составляет около 15% [2]. С учетом допустимой погрешности измерения оборудования и коэффициентом надежности, итоговая поддерживаемая концентрация кислорода в общем случае составляет 13,6%.
Инертированная атмосфера в замкнутом объеме создается путем вытеснения кислорода. Атмосферный воздух состоит из 21% кислорода, 78% азота и 1% других газов. Для снижения концентрации кислорода в закрытом объеме помещения, непрерывно вводится инертный газ, вытесняющий кислород, например, один из самых распространенных и легко добываемых - азот. Непрерывность данного процесса минимизирует риски возникновения пожаров в «окнах» близких к предельным содержаниям кислорода и минимизирует износ оборудования [2].
Основными величинами, определяемыми испытаниями для постройки подобной системы на объекте, являются, воздухопроницаемость конструктивной системы здания и воздухообмен, который реализуется посредством использования проемов в конструкциях (окна, двери, ворота и др.). Данные параметры напрямую определяют скорость воздухообмена и, соответственно, концентрацию кислорода в помещении. Данные параметры могут стать серьезным ограничением применения данной системы в зданиях, специально не спроектированных для применения данной системы.
Систему инертирования атмосферы можно широко применять на объектах и в помещениях, где не требуется оборудование постоянного рабочего места, а требуется лишь временное пребывание работников. Примером таких объектов могут служить серверные и прочие объекты IT инфраструктуры, электрические коммутационные и распределительные помещения, замкнутые помещения, складские помещения, содержащие ценные коммерческие товары, а также высоко автоматизированные цеха производств с пожаровзрывоопасными процессами.
Отдельно стоит упомянуть об условиях работы персонала в данных условиях. Отраслевые нормативные документы по охране труда нормируют объемную долю кислорода в воздухе производственных помещений. Доля кислорода в воздухе рабочих помещений должна составлять не менее 19% и не более 23%, что серьезно ограничивает применение систем инертирования воздуха [3]. В российском законодательстве по охране труда работа при объемном содержании кислорода менее 19% серьезно ограничена. Немецкое ведомство по страхованию от несчастных случаев (DGUV) сообщает, что пребывание в атмосферах с пониженным содержанием кислорода сравнимо с пребыванием на большой высоте. По этой причине у работников в таких зонах могут проявляться симптомы высотной болезни (головная боль, утомляемость, тошнота, потеря аппетита, головокружение) [4]. Указанное выше значение 13,5% содержания кислорода воздуха в защищаемых помещениях сравнима, с концентрацией кислорода воздуха на высоте 3 850 м над уровнем моря. Основными защитными мероприятиями в таких рабочих условиях являются: защита временем, автономный дыхательный аппарат и дополнительные организационные мероприятия.
Технический прогресс стремительно развивается, с каждым годом для сложных технологических производств требуется все меньше работников и постоянных рабочих мест. Системы для создания инертированных атмосфер - в скором времени станет востребованным направлением в сфере обеспечения пожарной безопасности. На данный момент только 1 компания готова предоставить готовое техническое решение данной задачи.
Список использованных источников:
[1] Физико-химические основы развития и тушения пожаров С. А. Бобков, А. В. Бабурин, П. В. Комраков,
[2] №219.017.F457 от 31.12.2020 «Система снижения кислорода и способ конфигурирования системы снижения кислорода»,
[3] ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»,
[4] DGUV: BGI/GUV-I 5162 «Working in oxygen-reduced atmospheres».
Статью подготовил:
Инженер Отдела пожарного контроля
ГБУ "ЦЭИИС" И.В. Копысов.