INERGEN - PRIMENA, TEHNIKA I OSNOVE PROJEKTOVANJA
UVOD
Najbolje efekte, do sada, u procesu gašenja požara u zatvorenim prostorima pokazali su halogenizirani
ugljo-vodonici, poznati pod nazivom haloni. Ovim gasom, uglavnom, se štiti skupa elektronska oprema
računskih centara, vrednosni papiri u bankama, dragoceni predmeti u muzejima i si. Dobra osobina
halona je u tome što svojim dejstvom prilikom gašenja ne oštećuje štićenu opremu. Međutim, pored
svojih dobrih osobina, halon ima i nedostatke koji se ogledaju u prvom redu zbog njegove toksičnosti, pri
razlaganju na povišenim temperaturama, i ugrožavanju ozonskog omotača Zemlje.
Da bi se smanjilo razaranje ozonskog omotača, Montrealskim protokolom (1987. god.) zabranjena je
proizvodnja i upotreba freona čijoj hemijskoj grupi pripadaju i haloni (fiuor, hlor, ugljenik).
Odmah po zabrani proizvodnje halona, prestalo se i sa projektovanjem novih stabilnih sistema za gašenje
požara koji koriste ovaj gas. Posle usvojene inicijative o zabrani korišćenja halona u stabilnim sistemima
za gašenje požara, mnogi postojeći štićeni objekti ostali su bez zaštite. Međutim, istraživanja su usmerena
na iznalaženje novog gasa koji bi u potpunosti mogao da zameni halon, a da ne šteti životnoj sredini.
Jedno od rešenja nađeno je u inertnim gasovima, i to smeši azota, argona i ugljen-dioksida, pri čemu je
ovom gasu dat naziv INERGEN.
INERGEN - GAS ZA GAŠENJE POŽARA
Inergen je smeša tri prirodna gasa: azot 52%, argon 40% i ugljendioksid 8%, sa odličnim karakteristikama
za gašenje požara u objektima gde se nalazi skupa elektronska oprema i vrednosni papiri.
Poređenje inergena sa vazduhom prikazano je u tabeli 1:
Tabela 1 Procentualni sastav vazduha i inergena
VAZDUH
INERGEN
78%
AZOT(N2)
21%
KISEONIK(02)
1%
ARGON (Ar)
40%
0,03%
UGLJEN-DIOKSID (CO2)
8%
52%
Odmah posle zabrane korišćenja halona istraživanja su usmerena na iznalaženje alternativnih rešenja i
novog gasa koji bi u potpunosti zamenio halon namenjen stabilnim sistemima za gašenje požara.
Savremena zaštita od požara postavila je zahtev, da novi gas bude gas budućnosti, koji će da zadovolji tri
važna uslova:
1.
zaštitu materijalnih dobara
2.
zaštitu ljudskih života
3.
da ne zagađuje životnu sredinu.
Novi gas koji zadovoljava test kvaliteta požarne zaštite i ispunjava sva tri kriterijuma je "INERGEN",
slika 1.
1
Zaštita ljudskih života
Zaštita materijalnih dobara
Zaštita životne sredine
Slika 1. Tri uslova koje zadovoljava inergen u funkciji zaštite
1. Zaštita ljudskih života
a. Nema opasnosti od gušenja
Revolucionarni aspekt primene INERGENA je u tome što je potpuno eliminisana opasnost od gušenja
ljudi koji su zarobljeni u prostoriji zahvaćenoj požarom. Smanjeni procenat prisustva kiseonika zamenjen
je prisustvom ugljen-dioksida tako da su obezbeđeni uslovi za normalno disanje ljudi.
Osim toga, nema nikakvih otrovnih nuzprodukata.
b.
Evakuacioni putevi su bezbedni
Inergen, prilikom isticanja iz stabilnih instalacija za automatsko gašenje požara stvara maglu tako da su
svi evakuacioni putevi u istom stanju kao pre aktiviranja ovog sistema.
c.
Nema pojave otrovnih nuzproizvoda na visokoj temperaturi požara
Inergen je smeša prirodnih gasova tako da, prilikom gašenja požara, nema pojave štetnih ili otrovnih
nuzproizvoda.
Halon, kao i alternative na bazi halogenih elemenata, su hemijski proizvodi koji se na visokim
temperaturama u požaru razlazu na supstance štetne po ljudsko zdravlje.
Zaštita ljudskih života odnosi se na sledeće činjenice. Fiziološki uravnotežena količina ugljen-dioksida u
inergenu pospešuje disanje, što znači da je organizam opskrbljen dovoljnom količinom kiseonika, čak
iako je koncentracija kiseonika u prostoriji smanjena na svega 12%.
U normnalnoj atmosferi vazduh približno sadrži 21% kiseonika i 0,03 do 1,0% ugljen-dioksida pri čijoj
koncentraciji nema prepoznatljivih štetnih efekata po čoveka tokom celog života. Pri većoj koncentraciji
ugljendioksida od 1% pojačava se respiratorna stimulacija i teškoće u disanju, jer se smanjuje sadržaj
kiseonika. Smanjenjem količine kiseonika na 15% u atmosferi prestaje proces gorenja zapaljivih materija.
Pri gašenju požara inergenom u zatvorenom prostoru sadržaj kiseonika se redukuje na 12,5%, a povećava
sadržaj ugljen-dioksida na 3%, kao što je prikazano na dijagramu, slika 2.
2
Slika 2. Procentualni sadržaj kiseonika i ugljen-dioksida u prostoriji kada se požar gasi inergenom
Laboratorijskim ispitivanjem je utvrđeno da inergen ne utiče na disajne organe i kardiovaskularni sistem
kod ljudi. Lica koja se nađu u atmosferi ovog gasa pri gašenju požara nisu ugrožena i mogu izvesno
vreme boraviti u prostoriji, što nije slučaj pri gašenju požara halonom ili ugljen-dioksidom.
Inergen je ispitan i proveren od strane mnogih svetskih medicinskih institucija. Ove institucije su odobrile
primenu inergena kao bezštetnog sredstva za gašenje požara u prostorijama u kojima borave ljudi.
Uticaj inergena na ljude je potpuno ispitan. Hiljade ispitanika je izloženo njegovom uticaju tako da je
pouzdano zaključeno da korišćenje inergena nema nikakvih negativnih uticaja na ljudsko zdravlje.
2. Zaštita životne sredine
a.
Zaštita ozonskog sloja u atmosferi
Inergen je komponovan od prirodnih supstanci koje se nalaze u atmosferi oko nas. Kada inergen obavi
svoju funkciju gašenja požara, njegove komponente nastavljaju svoju prirodnu funkciju u vazdušnoj
atmosferi.
b.
Nema štetnih uticaja na prirodnu sredinu
Ugljen-dioksid, koji je prisutan u inergenu, dobijen je kao proizvod prirodnih procesa, tako da ne izaziva
efekat globalnog zagađivanja životne sredine.
Zaštita životne sredine ogleda se u tome što se ne razara ozonski omotač, jer je inergen u potpunosti
sastavljen od prirodnih gasova koji se nalaze u atmosferi (azot, argon i ugljendioksid). Kada se inergen
ispusti iz sistema za gašenje požara njegovi sastavni elementi samo nastavljaju svoju prirodnu ulogu u
atmosferi.
3. Zaštita materijalnih dobara
a. Brzina korišćenja prostorije posle gašenja požara
Jedna od najvećih mana halonskih sistema je potreba izvođenja posebnih ventilacionih sistema za
uklanjanje halona iz prostorije posle gašenja požara. Zbog toga, potrebno je dugo vreme do stvaranja
bezbednih uslova za nesmetan ulazak i boravak ljudi.
3
Mešavina, od koje je sačinjen inergen, efikasno rešava ovaj problem jer se njene komponente, posle
gašenja požara, odmah vraćaju u svoju prirodnu sredinu u atmosferu tako da se prostorija može odmah
koristiti, bez ikakve opasnosti po ljude.
b.
Nema opasnosti od korozije
Prilikom gašenja požara halonom, jedan od produkata koji nastaje jeste i hidrogenfluorid, visoko
korozivna kiselina.
Inergen, na visokim temperaturama, ne reaguje hemijski tada nema nikakvih korozivnih nuzproizvoda.
c.
Neznatan rizik prilikom gašenja električnih instalacija i uređaja
Primena inergena kod gašenja zapaljivih električnih instalacija i uređaja ne prouzrokuje porast statičkog
elektriciteta.
Inergen smanjuje vlažnost tako da to, neposredno, smanjuje elektroprovodljivost lokalne atmosfere u
prostoriji.
Zaštita imovine sastoji se u tome što inergen ne prouzrokuje koroziju materijala i ne oštećuje elektronsku
i drugu vrednosnu opremu pri gašenju požara.
PROCES GAŠENJA POŽARA INERGENOM
Inergen prekida proces gorenja na taj način što ispunjava zatvoreni prostor, istiskuje vazduh i tako menja
kvantitet gasa u zatvorenom prostoru. Smanjuje količinu kiseonika ispod 15%, do nivoa na kom većina
zapaljivih materija neće više goreti. Istovremeno povećava količinu ugljen-dioksida između 2 i 4,5% i
time stimuliše ljudsko disanje.
Optimalni rezultati pri gašenju se postižu kad je koncentracija kiseonika u prostoru koji se štiti između 12
i 14%, a koncentracija ugljen-dioksida između 3 i 5%.
Na slici 3 - prikazani su uporedni procesi gašenja požara (voda, pena, halon).
KARAKTERISTIKE INERGENA
Slika 3. Proces gašenja požara različitim sredstvima
Ovaj gas ima dobre osobine koje se ogledaju u sledećem: ne škodi ljudima, ne zagađuje životnu sredinu,
nije toksičan, ne prouzrokuje koroziju materijala, ne oštećuje elektronsku i drugu vrednosnu opremu kod
gašenja požara, ne oštećuje ozonski omotač, ne stvara maglu pri gašenju požara (nevidljiv gas), i ima
nisku specifičnu provodljivost.
4
Tabela 2 Prednosti i mane inergena
Halon
Inergen
CO2
Produkti
raspadanja
Otrovni sporedni
proizvodi - kiseline s
halogenom (tj. gas
fosgen) koje su
otrovne i korozivne
Nema štetnih
sporednih
proizvoda
Moguće
kondenzacije, kratko
kruženje
Vreme
zadržavanja
gasa (koliko
će dugo ugušenje trajati)
Brzo će, izaći iz
propusnog prostora.
Integritet prostora je
značajan
PročišćaGas je otrovan.
vanje pros- Otrovni su i sporedni
tora
produkti
Vidjivost
Statičko
širenje i
jača
voltaža
Vreme
opuštanja
Bela magla u prvih
trideset sekundi
Potpuno je iste
Gušći od
gustine kao i
vazduha.
vazduh, znači
Integritet
dugo vreme
prostora je
zadržavanja.
veoma važan
Integritet prostora iz razloga
nije od posebnog
važnih za
značaja
životnu
bezbed.
Gas nije otrovan.
Nema otrovnih
sporednih
produkata
Nevidljiv gas.
Nema
zamagljenja.
Smanjeno statičko
širenje -gas u
cevima
Rizičnost
blizine gasa
Rizično. Tečnost u
cevima
Nije rizično.
Čist gas.
Konfiguracija rezervoara (boca)
Mora biti vertikalan,
jedino ako nije u
obliku specijalnog
sifona
Protok u dve faze i
potreban veliki
prečnik (brzo
pražnjenje).
Može biti postavljen i bočno
(nema sifona).
Gas je manje
promenljiv
(ispariv) od
tečnosti
Gas u cevima,
tako da nema
protoka u dve
faze.
Nema efekta kod
snažnih požara A
klase.
Vreme zadrške
dozvoljava jače
ugušenje.
Požar
klase
A
Formira se
bela magla
do 10 minuta
i zamagljuje
izlaze
Tečnost u
cevima statičko
širenje
Vatra se mora u ranom
Fleksibilniji.
Automatski
stadijumu suzbiti zbog Poželjno kasno
sistem ne
otrovnih sporednih
izlazno vreme, ali
može biti
proizvoda
nije neophodno. upotrebljen u
oblastima
naseljenim
ljudima
Tečnost u cevima statičko širenje
Cevi
Gas je
smrtonos.
Rizično.
Tečnost u
cevima.
Isto kao i
kod halona.
Potreban
protok u dve
faze.
Ne može
brzo da uguši
požar klase
A
5
SKLADIŠTENJE INERGENA
Inergen se čuva u bocama pod pritiskom. Baterija boca sa inergenom data je na slici 4.
Slika 4. Baterija boca napunjenih inergenom
Pritisak u bocama je 150 bara. Boce su napunjene inergenom kao što je prikazano u tabeli 3.
Tabela 3 Količina inergena u bocama
Zapremina boce u
litrima
80
Količina inergena u
boci u kg
15,5
Količina inergena u
boci u m3
13
67
15,5
11
40
9,2
6,5
27
6,2
4,3
13,4
3,1
2,2
Standardne boce koje se najviše koriste su boce od 80 litara. Jedna baterija boca može da sadrži max. 100
boca. To je broj boca u bateriji koji je ekonomski i tehnički opravdan.
Za prostore zapremine manje od 100m3 koriste se boce od 67,40,27 ili 13,4 litara.
Instalacija mora da ima boce iste zapremine.
Količina gasa u bocama se kontroliše kontaktnim manometrima.
Tabela 4 Tehničke karakteristike boca za inergen
6
Na slici 5 prikazani su načini rasporeda baterije boca, kako bi se obezbedio potreban prostor za smeštaj
boca.
I Boce oslonjene na zid
A Baterija sa pet boca
B Baterija sa osam boca
C Baterija sa deset boca
D Baterija sa deset boca
II Boce su slobodno stojeće
E Baterija sa deset boca
F Baterija sa dvadeset boca
7
G Baterija sa četrdeset boca
Slika 5. Raspored boca u bateriji
Baterija boca sa inergenom i pripadajućom opremom ne sme biti ugrožena požarom izložena sunčanim
zracima. Zato se mora smestiti u posebnu prostoriju minimalne otpornosti na požar od 90 minuta. Ova
prostorija treba da bude u blizini prostora koji se štiti. U ovoj prostoriji se ne smeju nalaziti drugi uređaji
koji mogu uticati na rad instalacije.
Dozvoljena temperatura u ovoj prostoriji je od 0 do 50°C.
Izlaz iz ove prostorije treba predvideti direktno sa spoljne strane, ili na stepenište i hodnike koji vode
direktno van objekta.
Iz jedne baterije boca može se štititi više prostorija, s tim da svaka prostorija koja se štiti predstavlja
poseban požarni sektor.
PRORAČUN POTREBNE KOLIČINE INERGENA ZA GAŠENJE POŽARA
Potrebna količina inergena za gašenje požara zavisi od namene prostora koji se štiti, tako da je kod zaštite
računarskih centara potrebno: 0,51 m3 inergena za 1m3 štićenog prostora, ili za distributivne centre i
prostorije u kojima se čuvaju vrednosni papiri (0,47m3 /m3).
Može se zaključiti da je za gašenje istog požara znatno potrebna veća zapremina za smeštaj inergena nego
halona. Ovo bi bio jedan od nedostataka primene inergena za gašenje požara.
Potrebna količina inergena za gašenje požara računa se prema izrazu:
QIG = [0,75 (Vv-Vg+4Vz) + 0,2 (Av+30Ao)] 0,77 Kb
gde su:
Vv - ukupna zapremina štićene prostorije (m3)
Vz - dodatak zapremine koja uzima u obzir stalnu
ventilaciju (m3)
Vg - zapremina delova uređaja u štićenoj prostoriji
(m3)
Av - ukupna zapremina prostorije koja se štiti (m )
Ao - ukupna površina svih otvora u prostoriji (m2)
Kb - faktor koncentracije inergena u štićenoj prostoriji,
za gašenje određene gorive materije (Kb = 1,2 -1,5) Vr - ukupna zapremina za proračun (m3)
minimalna količina inergena
Qig = 0,77Kb [0,75(Vv - Vg + Vz)] maksimalna količina inergena
Qig = 0,77Kb(1,1 Vr + 6Ao)
Količina u bocama
Q=1,1 Qig
8
Dimenzionisanje cevovoda se računa vodeći računa da je pritisak na mlaznici minimalno 10 bara, a vreme
pražnjenja boca (vreme postizanja koncentracije) 60 sekundi.
Iz tabele 5 se može izabrati potreban prečnik cevovoda zavisno od prolaza količine gasa kroz cev u
kg/min.
Tabela 5 Prečnik cevovoda
Količina gasa koja prolazi kroz
cevovod kg/min
Prečnik cevovoda instalacije
20
15
35
65
125
170
310
570
1000
20
25
32
40
50
65
80
(mm)
Instalacija za automatsko gašenje požara inergenom je najsličnija instalaciji za automatsko gašenje požara
ugljen-dioksidom, s tim što instalaciji sa inergenorn nije potreban zadrzivač aktiviranja pa je vreme
ispune ovim gasom prostorije koja se štiti znatno kraće.
Prostori koji se štite inergenom ne moraju da imaju sistem havarijske ventilacije.
Ovakva instalacija služi za potpunu zaštitu (za gašenje celog štićenog prostora). Inergen se dovodi u
štićenu prostoriju pomoću cevovoda i mlaznica. Pre aktiviranja instalacije za gašenje, moraju se
automatski isključiti tehnološki proces, svako prinudno strujanje vazduha (ventilacija i klimatizacija) i
automatski zatvoriti svi otvori u štićenoj prostoriji (vrata, prozori, klapne), preko pobud-nog signala na
dojavnoj centrali, kako bi se mogla postići potrebna koncentracija gasa za gašenje.
Stabilna automatska instalacija za gašenje požara inergenom prikazana je na slici 6, gde je:
Slika 6. Automatska instalacija za gašenje požara inergenom
Jedna mlaznica za inergen pokriva max. 30 m štićenog prostora kada visina štićenog prostora nije veća od
5 metara.
Na slici 7. prikazana je konstrukcija mlaznice za stabilnu instalaciju koja gasi požar inergenom. Mlaznice
se izrađuju u različitim veličinama, i to 1/2" ili 1".
9
Tabela 6 Dimenzije mlaznice
Tip mlaznice
IRD 1/2"
IRD 1"
Materijal
Mesing
Mesing
H mm
40
54
A mm
24
36
Lmm
13,5
17
D mm
min. 3/max. 10
min. 11/max. 20
Masa kg
0,05
0,15
Slika 7. Konstrukcija mlaznice za inergen
NAČIN AKTIVIRANJA INSTALACIJE
Instalacija se aktivira preko sistema za automatsku dojavu požara u dvozonskoj zavisnosti, s tim što
postoji i mogućnost ručnog aktiviranja.
Način aktiviranja pilot boce je električni preko elektro magnetnog ventila dok se boce aktiviraju
pneumatski preko pneumatskih ventila, slika 8.
1.nepovratni ventil
2.nepovratni ventil pilot boce
3.sigurnosni ventil
4. uređaj za pneumatske aktiviranje
5.crevo DN 8
6.elektromagnetni ventil SF-1 (24V, 11Q)
7.elektromagnetni ventil SF-1 ("EX")
8.zvučni signal (220V, 24V)
9.zvučni signal (220V, 24V)
10.svetlosna lampa (220V, 24V)
11.kontrolna tabla
12.taster za ručno aktiviranje
13.cevovod za aktiviranje
14.pilot boca
15.boce napunjene inergenom
16.brzootvarajući ventil na bocama svi 12-8
17.crevo DN 10
18.kontaktni manometar
19.sabirna cev
20.oslonac sabirne cevi
21.reducir pritiska
22.mlaznica
23.oslonac, ram za boce
24.oslonac za mlaznicu
25.cevovod pilot boce
Slika 8. Način aktiviranja automatsko / ručno preko
električnog kontrolnog panela
10
Kod instalacije su sve komande električne. U slučaju požara, u štićenom prostoru dolazi do aktiviranja
automatskih javljača požara. Električni impuls se prenosi do centrale za dojavu požara gde se vrši
njegovo pojačanje, kako bi se omogućilo aktiviranje pilot boce i zonskih ventila. Gas iz komande pilot
boce aktivira bateriju boca, iz koje inergen odlazi ka štićenom prostoru. Pri aktiviranju automatskih
javljača, istovremeno se vrši i uključivanje alarmnih uređaja. Pored automatskog postoji mogućnost i
ručnog aktiviranja.
Svi delovi instalacije koji troše električnu energiju moraju se napajati iz dva nezavisna izvora električne
energije, od kojih jedan mora biti akumulatorska baterija predviđena za najmanje 48 časova rada.
Napajanje električnom energijom mora biti pouzdano. Provodnici koji služe za snabdevanje električnom
energijom ne smeju da se koriste za napajanje drugih potrošača. Oni se moraju potpuno zaštititi. To se
obezbeđuje njihovim vođenjem kroz posebne kanale, kroz koje ne prolaze drugi električni provodnici, pri
čemu njihova trasa ne treba da prolazi kroz i pored prostorija sa visokim požarnim opterećenjem.
Ukoliko se ovi provodnici vode kroz kanale sa ostalim provodnicima, treba ih čitavom dužinom
preprskati zaštitnom požarnom masom, koja će omogućiti zadržavanje njihovih električnih karakteristika
za vreme požara.
Napojni provodnici koji se kroz objekat vode nezaštićeni, van kanala, moraju se čitavom dužinom od
izvora električne energije do instalacije štiti od požara zaštitnim premazom.
Na slici 9. prikazan je način aktiviranja instalacije za gašenje požara inergenom
ZAKLJUČAK
Na osnovu činjenica reprezentovanih u radu, može se konstatovati sledeće:
1.
Primena halona za gašenje požara zabranjena je usvajanjem Montrealskog protokola. Ova zabrana
je usledila zbog toga što je dokazano da je halon jedno od jedinjenja koje razara ozonski omotač.
Razaranjem ozonskog omotača ugrožava se zdravlje čoveka, menja klima i biosfera.
2.
Do potpune primene alternativnog sredstva za gašenje požara, mogu se koristiti postojeće stabilne
instalacije za gašenje požara. Višak halona za industrijske potrebe biće reciklovan ili uništen sredstvima
koja neće štetiti životnoj sredini.
3. Inergen je jedno od alternativnih sredstava koje se primenjuje umesto halona u stabilnim sistemima za
gašenje požara. Ovo sredstvo je smeša tri prirodna gasa (azot 52%, argon 40%, ugljen-dioksid 8%), koji
prilikom razgradnje kod gašenja požara nastavljaju svoju prirodnu ulogu u atmosferi. Prednost inergena u
odnosu na halon je u tome što se njegovim ispuštanjem u atmosferu pri gašenju požara ne razgrađuje
ozonski omotač. Primenom inergena za gašenje požara zadovoljena su tri važna uslova: štite se
materijalna dobra, ljudski životi, i ne zagađuje se životna sredina.
11
Slika 9. Način aktiviranja automatske instalacije za gašenje požara inergenom
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
sigurnosni ventil
elektromagnetni ventil SF-1
elektromagnetni ventil SF-1 ("Ex")
zvučna signalizacija
kontrolna tabla
taster za ručno aktiviranje
alarm za pad pritiska
veza za ispitivanje
granični prekidač
boce inergena
zonski ventil DN 25
zonski ventil DN 50
zonski ventil DN 80
ventil za blokiranje
nepovratni ventil DN 6
kontaktni manometar
kontrolna boca
glavni/rezervni ventil
ispitni ventil
12
Download

IZVORI PALJENJA I UZROCI POŽARA