Тушение сухой водой. Какие вещества называют сухой водой

Если вы увлекаетесь технологиями и любите смотреть образовательные телепередачи, то наверняка слышали о таком веществе, как сухая вода. Однако этим термином называют абсолютно разные по химическому составу вещества. Первое – это жидкость Novec 1230, изобретенная компанией 3M. А второе – белый порошок, который представляет собой молекулы воды в кремниевой оболочке. Мы опишем эти вещества и объясним их способы применения.

Жидкость под названием Novec 1230 была изобретена американской компанией 3М в 2004 году. Вещество не имеет ни цвета, ни запаха, поэтому очень похоже на воду, только отличается от нее интересными свойствами:

является диэлектриком, то есть не проводит электрический ток;
плавится при температуре 108 °C, а закипает – при 49°C;
очень слабо смачивает поверхности;
не является растворителем.

Такие свойства объясняются химическим составом вещества. Формула сухой воды: CF3CF2C(O)CF(CF3)2. Как видим, в ней отсутствуют атомы водорода и водородные связи.

Во время презентации изобретения в жидкость поместили листы бумаги, которые не намокли, а чернила на них не размазались. Также в воду опустили смартфон, что никак не сказалось на его работоспособности. Интересно, что в Novec 1230 практически ничего не растворяется, поэтому даже не пробуйте заварить чай в этом веществе.

Применение Novec 1230

Многие, узнав о свойствах чудо-воды, захотели приобрести это вещество для демонстрации друзьям различных фокусов. Однако Novec 1230 изобрели для более серьезной цели – тушения пожаров. Почему же нельзя обойтись обычной водой?

Представьте себе, что возгорание происходит в офисе, где много компьютеров и важных документов. Если тушить пожар водой или пеной, документы превратятся в груду мокрой бумаги, а техника просто перестанет работать. К тому же мебель будет испорчена. Если же использовать сухую воду, огонь будет потушен, а документация останется в целости и сохранности (если не успеет сгореть).

Novec 1230 обладает комплексом свойств, полезных при тушении огня:

поглощение тепла и эффект охлаждения;
способность ингибировать пламя;
не меняет концентрацию кислорода в помещении. Это помогает увеличить время эвакуации людей.

Чаще всего системы пожаротушения с сухой водой применяются в музеях, архивах и библиотеках. Также системы с Novec 1230 устанавливают на телестанциях, крупных производствах и в других местах, где находится много дорогой аппаратуры. Интересно, что сухая вода не только не вредит электронике, но и применяется для безопасного метода ее охлаждения. Для этого перегревшиеся приборы полностью погружают в вещество.

Можно ли сделать сухую воду в домашних условиях

Многие интересуются, как сделать сухую воду в домашних условиях. Ответ – никак! Синтез чудо-вещества требует подготовки и специальной аппаратуры. Однако Novec 1230 можно приобрести в специальных магазинах, где торгуют системами противопожарной безопасности. Удовольствие это не из дешевых, поэтому позволить его себе может далеко не каждый.

Вода в кремниевой оболочке

Также сухой водой называют интересное изобретение химиков в 1968 году – мелкодисперсное сыпучее вещество, похожее на песок. Каждый кристаллик этого песка представляет собой каплю воды, обернутую в кремниевую оболочку. Благодаря кремнию молекулы не взаимодействуют между собой и не слипаются, поэтому вода не переходит в жидкое состояние и остается «сухой».

Удивительно, что процесс производства такого материала совсем простой и недлительный. Силиций с водой смешивают в течение 90 секунд на очень большой скорости – и сухая вода готова. Однако дома такой эксперимент повторить невозможно, так как, скорее всего, у вас не найдется прибора, способного смешивать вещества с достаточной скоростью.

Область применения

В самом начале сухую воду использовали в косметической промышленности. Сегодня это вещество применяется во многих сферах жизни. Ученые заметили, что сухая вода способна захватывать и удерживать большое количество углекислого газа. А как известно, этот газ относится к парниковым и является одной из причин глобального потепления. Поэтому сухую воду начали использовать для предупреждения парникового эффекта и защиты окружающей среды.

Также вода в кремниевой оболочке способна взаимодействовать с газами, образуя гидраты. В состоянии гидратов токсические вещества перестают быть опасными для человека. Такое свойство сухой воды начали применять для хранения и перевозки опасных газов, таких как метан, этилен и другие.

Спринклерные системы пожаротушения – это автоматические средства тушения возгорания. Оросители создают завесу из огнетушащего вещества (ОТВ), локализуя и ликвидируя пожар.

Нормы по эксплуатации систем спринклерного типа:

СП 5.13130.2009;
ГОСТ Р51043-2002;
ФЗ № 123-ФЗ (техрегламент);
Пост. №390 (противопожарный режим);
НПБ 88-2001 (проектирование, монтаж).

Что такое спринклерная система

Спринклерные автоматические системы пожаротушения (АСПТ) представляют собой магистраль и разводку трубопроводов, содержащую под напором огнетушащее вещество или заполняемую ОТВ при обнаружении возгорания.

В охраняемом помещении создается разветвленная сеть, а на местах распыления вкручиваются специальные реагирующие на огонь, открывающие выход ОТВ самосрабатывающие водяные оросители – спринклеры.

Как работает спринклерная система

Суть работы АСПТ спринклерного типа состоит в выпуске огнетушащего состава на очаг возгорания. Система непрерывно готова к подаче ОТВ. Давление в трубах постоянное, создаваемое насосом-жокеем. Активируется выход воды спринклером – распылителем с тепловым замком.

Спринклерная система срабатывает и тушит этапами:

При возникновении пожара температура повышается.
Тепловой замок спринклера разрушается (разбивается колба или расплавляется пломба), открывая отверстие для воды.
ОТВ выходит через ороситель, сначала самотеком.
Узел управления фиксирует снижение давление (Мпа) – подает сигнал на БУ.
«Жокей» насос поддерживает напор небольшое время. Далее включается основная насосная станция.

Для задействования спринклерной системы пожаротушения и основных насосов требуется реагирование двух датчиков последовательно:

Теплового – в спринклере.
Гидравлического/воздушного – в узле управления между разводкой с распылительными головками с жидкостью или воздухом, и источником ОТВ, перекрытым пружинным клапаном.

Варианты :

	Как работает
Водозаполненная	подходит для отапливаемых помещений от +5°C, поскольку вода замерзает; магистраль уже с огнетушащим веществом; есть подключение к центральному снабжению или к емкости с ОТВ.
Водовоздушная («сухая»)	Для неотапливаемых (ниже +5°C) и отапливаемых объектов: в трубах сжатый воздух; после реагирования спринклера: происходит стравливание; давление понижается; клапаны открываются; преграда исчезает, тушащий состав заполняет трубы, выходит через оросители. Спринклеры монтируют только вертикально розетками вниз или горизонтально.
Комбинированные АСПТ	вода сливается на зиму, но оборудование готово к работе, поскольку имеет и «сухую» часть; подводящая магистраль с водой, а питающая и распределительная часть заполняются воздухом в зависимости от сезона.

Области применения

Системы пожаротушения спринклерного типа используются на:

объекты хранения данных;
автостоянки под землей, надземные – выше 1 этажа;
сооружения с фасадом от 30 м. Для категорий опасности Д, Г высота не имеет значения;
одноэтажки из металлических элементов с горючим утеплителем. Для общественных зданий данного типа площадь – больше 800 м², административных и бытовых – от 1200 м²;
торговые предприятия с наземной частью от 2500 м², с подвальной (цокольной) – от 200 м². Исключения: реализация негорючих товаров (металлы, стекло, фарфор, пища);
постройки, где торгуют легко воспламеняемыми материалами. Исключение: розница упаковками до 20 л.;
выставочные ангары, залы, галереи от 1000 м²;
объекты для массового отдыха от 800 посадочных мест;
склады со стеллажами от 5,5 м.

Применить сеть со спринклерами можно даже в квартире или в других помещениях. Но оборудование тушит только пожары класса A, реже B (специальной пеной). Для других возгораний, объектов под напряжением применяют АСПТ , углекислотой. Учитывают, что вода может повредить материалы.

Автоматическая система полива характерна для тушения:

водные судна – есть неограниченный доступ к ОТВ;
пенные и спринклерные устройства применяют для опасных зон с ГСМ, топливом, полимерами, резиной (производства, цеха, склады);
открытые, технологические проемы: водные завесы на арках, атриумах, стройплощадках;
противопожарные отсеки больших помещений.

Преимущества и недостатки

Достоинства АСПТ спринклерного типа:

нет ограничений по размеру помещений, количеству персоналу. ОТВ безопасное;
не надо заправлять;
экономичность – вода дешевая;
не требует герметизации помещения;
магистраль модифицируется под особенности (формы) объекта;
удобно при централизованном водоснабжении – тушащий состав постоянно циркулирует в трубах на месте возгорания, любые объемы доступны, время распыления неограниченное;
простая замена спринклеров, большой выбор распылителей (орошение струей, пылью, в точку);
полная автоматизация, автономность;
независимость от питания в очаге пожара;
охват больших площадей;
долговечность (от 10 лет).

Минусы спринклерной АСПТ:

инерционность (время с момента срабатывания). Тепловой замок разрушается продолжительно – до 300 или 600 сек.;
реагируют только на температуру;
риск ложных срабатываний, при этом процесс трудно остановить;
сложность проектировки, монтажа: соблюдают обширные НПБ;
ограниченность классами пожара A, B (пенные), видами тушащих составов (вода, пена);
при отсутствии централизованного водоснабжения – потребность в емкостях для ОТВ, дополнительных насосах;
тепловые замки делают невозможным применение спринклеров, где неравномерно, непредвиденно нагревается воздух;
вода замерзает – установка не работает при отрицательных температурах, кроме «сухого» варианта или с теплым водоснабжением;
спринклеры нужно менять после активации.

Спринклерная и дренчерная системы: отличия

Оба варианта имеют инерционность, но при термочувствительном запорном устройстве она больше. У оборудования с открытыми распылителями период ожидания выпуска тушащей смеси зависит лишь от доставки воды по магистрали.

Отличие спринклерной системы от :

Оборудование
Спринклерное	Дренчерное
Ороситель закрытого типа, автономный, самодостаточный, активирующийся самостоятельно.	Простой распрыскиватель. Открытый, без теплового запора, не влияет на активацию.
Вскрывается только реагирующая на огонь головка, орошая строго защищенную площадь, не заливая остальное пространство. Требуется замена тепловых замков после срабатывания.	Задействуются все оросители, заливая все помещение, но не требуют замены.
Побудительная цепь не нужна: спринклер сам является таковой (обнаружитель плюс побудитель). Можно использовать без дополнительных датчиков.	Необходима сигнализация, датчики и активация с пульта.

Устройство спринклерного пожаротушения

АСПТ может включать в себя два варианта: «сухой» и водозаполненной с переключением по мере необходимости.

Водозаполненная часть:

подача воды, источник с дозатором;
пожарный резервуар с переливным, тестовым трубопроводом;
насос с всасывающим шлангом, около него – водяной узел управления (спринклерный клапан);
обратный клапан для перекрытия или обеспечения постоянного напора.

Водовоздушная часть:

источник;
воздушный узел управления (сухой клапан);
насос для резервуара;
компрессор;
резервуар (пневмоцистерна, водопитатель).

Общие элементы:

магистраль со спринклерными распылителями;
гибкая подводка;
шкафы, блоки управления;
пожарные извещатели.

Дополнительные элементы АСПТ:

запорная арматура;
резервные, откачивающие насосы;
дренажные приямки;
датчики контроля ОТВ;
для вспененного тушащего состава:
- пенный ороситель;
- емкости для хранения с устройством контроля уровня;
- пеногенераторы;
- дозатор.

Спринклерная система пожаротушения в больших помещениях может иметь несколько секций (зон), индивидуальные сигнальные клапаны, устройства подачи сжатого воздуха для повышения давления.

Спринклерный узел управления

Тип узла управления определяет режим работы, вариант компоновки. Задачи механизма – сигнализировать на пульт или БУ для включения насоса. От узла зависит активация и будет ли включена подача огнетушащего состава.

Узел водозаполненный

«Мокрый» клапан внутри заполнен жидкостью под высоким давлением. Варианты:

угловой;
прямоточный.

Суть работы : разрушается термозатвор, спринклерная головка открывается, напор меняется. Перепад давления передается воде в камере узла и компенсатору – механизм активируется, отправляет сообщение на блок управления.

Плюс : нет потребности в дополнительных сигнальных клапанах.
Минус : возможность ложных самозапусков из-за гидроударов, неисправностей оросителей, вода может замерзнуть. Для уменьшения риска есть замедляющая камера (время выставляется от 0 до 16 сек.). Если движение жидкости в спринклерной АСПТ вызвано посторонней причиной, то вода стравливается в канализацию.

Узел воздушный

Управляющий узел может наполняться вместо жидкости сжатым кислородом или азотом. Второе название – спринклерный мембранный воздушный клапан.

Используется дифференциальный принцип, равновесие:

Напор воздуха со стороны магистрали с оросителями и от части поступления воды на задвижку создает баланс.
При открытии оросителя происходит разгерметизация – давление падает, равновесие нарушается, запор отодвигается, тушащее вещество поступает в трубы.

Воздушный узел больше подвержен ложным срабатываниям, но нет промерзания.

Воздушный контрольно-пусковой

Принцип работы КПУУ дополненный контролем целостности цепей оборудования (изменение Мпа, разрывы, поломки), что полностью исключает ложную тревогу.

Разновидности включения:

предварительного действия – после реагирования пожарных извещателей или оросителей;
предварительного срабатывания с контролем пуска – только после сигнала датчиков;
с двойным контролем старта установки – активация от пожарных датчиков и при запуске хотя бы одного спринклерного распрыскивателя.

Воздушные контрольно-пусковые узлы устанавливают на объектах с риском механических повреждений труб, оросителей: промышленные, военные, нефтехимические предприятия, морозильные отсеки.

Виды спринклерных оросителей

Спринклер – распрыскиватель АСПТ из легких сплавов с посадочной резьбой, запорным сегментом (колба, распаивающаяся пластина) на выходном отверстии, открывающимся при определенной температуре.

Алгоритм работы:

достигается критическая температура;
головка устройства:
- распаивается – встречается реже, поскольку плавящиеся пластины ненадежные;
- термочувствительная жидкость расширяется, запирающая колба оросителя трескается;
замок разрывается;
открывается отверстие – сдерживаемая вода распыляется.

Температура срабатывания от + 57 до +182°С. Инерционность является основным недостатком распрыскивателя: до 300 сек. у низкотемпературных изделий (+57, +68°С) и у высокотемпературных – до 600 сек. Механизм – одноразовый. После активации заменяют новым. Срок службы оросителя в режиме ожидания – 10 лет.

Колбы в зависимости от значения для начала химической реакции имеют разный цвет жидкости.

Спринклерная декоративная розетка АСПТ имеет и рабочую функцию: обеспечивает требуемое разбрызгивание, направление: завеса из мелкодисперсной водной пыли, крупные капли, струи. В среднем ороситель охватывает радиус 2 м.

Из чего состоит спринклер:

винты стопорные;
розетка;
запорная колба;
пружина тарельчатого типа или резина (реже, так как она плавится и деформируется);
корпус с резьбой.

Позиционные

Спринклеры позиционного типа имеют несколько модификаций ориентации розетки для разных вариантов распыления ОТВ в очаг:

универсальные – фиксируется в любом направлении;
вогнутые – вертикальная установка;
плоские – разбрызгивающей частью вверх;
для горизонтальной фиксации.

Угловые

Струя моделируется: устройство с миниатюрным козырьком розетки позволяет выбрать требуемый угол для эффективного распыления. Подобрав правильную настройку, создается наиболее результативная водная завеса, орошающая материалы и оборудование в очаге возгорания.

Тонкодисперсные

Спринклеры для тонкого распыления с сетчатым колпачком-калибратором создают плотную завесу ОТВ. Расход воды сниженный, одновременно повышается эффективность, создается огнпреграждающий экран облаком мелкой взвеси огнетушащего вещества.

Пониженный уровень повреждения влагой обрабатываемых поверхностей. Часто применяется для пожаров класса A.

Быстродействующие

Конструкция спринклеров с ускоренным действием имеет элементы, обеспечивающие меньшую инерционность. Ликвидируется большая задержка между возникновением возгорания и разрыва замка на оросителе.

Огнетушащие составы

Второе название спринклерных систем – установки водяного пожаротушения, поскольку используются составы на основе воды.

Максимум, как можно модифицировать ОТВ – создание пены. В пенных системах есть отдельный бак с пеногенератором, специальные калибровщики.

Пена расширяет диапазон тушения классов пожара. Смесь имеет различные химические добавки (фторные). Вспененное вещество меньше повреждает материалы.

Требования к состоянию огнетушащих веществ

Вещества для тушения должны быть без примесей, приводящих к коррозии труб. Используются те же составы, что для обычных водных или .

Монтаж спринклерной системы тушения: нормы и требования

Разработку проекта, монтаж и ТО производят лицензированные предприятия. Учитывают высоту потолков, радиус и диаграммы распыления, характеристики вентиляции. Возможен вариант углубленного монтажа оросителей для декоративного вида.

Основы процесса установки:

трубы:
- шовные;
- оцинкованные снаружи и изнутри;
- крепление к потолку. Используются металлические спринклерные подвесные хомуты, шаг 1,5 м;
- соединения: сварка, опрессовка фитингами, установочные муфты;
расстановка оросителей должна соответствовать инструкции: при радиусе распространения капель в 2 м расстояние между головками около 4 м;
разводку, аккумуляторы, баки, насосы размещают в отдельном помещении (пристройка, подвал). Там же производится подключение к водоснабжению;
отдельно устанавливается пульт охраны (дублирующая схема управления).
в системе должно быть давление до 1 Мпа.

Обслуживание спринклерных систем

Монтаж спринклерной системы завершается испытанием – имитацией пожара с заменой спринклеров на дренчерные оросители.
ТО включает осмотр на предмет выявления утечек, коррозии. При обнаружении дефектов тепловые замки и другие элементы заменяются со сливом жидкости. Производится принудительный пуск и перезапуск.
Гарантированный срок эксплуатации – 10 лет, полная проверка с испытанием, капитальным ремонтом, повторный гидравлический расчет – раз в 3 года.
Температуры эксплуатации от -50 до +50˚С (для водозаполненных – от +5 ˚С) или рекомендованные производителем.
Обслуживание системы после срабатывания заключается в возвращении оборудования в рабочее состояние: заменяют термозатворы, приводят узлы управления в режим ожидания.

Нравятся всякие эксперименты, а еще хорошо, когда хотя бы частично, удается понять происходящее в опыте. Вещество о котором идет речь в ролике было разработано компанией 3M в ходе экспериментов по поиску заменителя запрещенному к применению 1993 хладону. Именуется вещество Novek 1230. Оно получило и второе название — сухая вода . Сюжет программы Галилео про сухую воду .

Собственно по итогам опыта: сухая вода к простой воде имеет такое же отношение как мел к муке. Общими свойствами являются только то, что это прозрачные жидкости без вкуса и запаха. А вот дальше все сходства заканчиваются. Формула вещества CF 3 CF 2 C(O)CF(CF 3) 2 на химическую формулу воды не сильно похожа, окислителем в этом случае является фтор (в воде — кислород).
Температура кипения сухой воды 49 градусов, высокая плотность, не проводит ток, что позволяет применять в электронебезопасных помещениях. Распадается под действием ультрафиолета, срок хранения в открытой таре 5 дней. Применяется в пожаротушении, особенно в случаях с помещениями забитыми всякой дорогостоящей электроникой или оборудованием под высоким напряжением — серверные, генераторные, трансформаторы и электростанции. Огнегасящий эффект достигается за счет охлаждения и эффективного поглощения тепла. Сухая вода не разрушает бумагу, поэтому для защиты архивов и музеев от пожаров стараются устанавливать системы пожаротушения именно с веществом Novek 1230. Безвреден для людей, но пить его наверное не стоит — чай и кофе в нем не заваришь из-за низкой температуры кипения, да и не подсластить — сахар не растворяется. Огнетушители на основе сухой воды :

Система пожаротушения с применением сухой воды установлена в Эрмитаже и будет защищать запасники музея.

На миниатюре Пушной в старости, Галилео 2050.

Вторая часть экспериментов с сухой водой — тушение пожаров:

Связанных постов нет

Общеизвестно, что вода может пребывать в жидком, твердом и газообразном состояниях. А знаете ли вы, что вода также может быть сухой, как бы парадоксально это не звучало.

«Сухая вода» на 95% состоит из воды и представляет собой крошечные капельки воды, каждая из которых заключена в оболочку из диоксида кремния, препятствующего расплыванию и соединению молекул воды. По виду «сухая вода» напоминает порошок. Если мы посмотрим на химическую формулу сухой воды (CF3CF2C(O)CF(CF3)2) , то увидим, что в ней в отличие от обычной воды отсутствует водород и, как следствие, водородные связи, а это значит, что взаимодействие между молекулами этой воды намного слабее. Другими отличиями «сухой воды» являются ее температура замерзания, которая равняется −108°C, температура кипения, составляющая 49°C, а также неспособность проводить ток. В такой воде нельзя заварить чай или кофе, в ней не растворяются сахар и соль. Среди сходств же с обычной водой числятся отсутствие цвета и запаха.

«Сухая вода» была изобретена еще в 1968 году, однако в то время она не нашла практического применения и на долгие годы была предана забвению.

Вспомнили о ней лишь в 2004 году, когда корпорация ЗМ усовершенствовала «сухую воду» удалив из нее вредный для экологии хладон, и зарегистрировала ее под торговой маркой Novec 1230. С тех пор «сухая вода» стала использоваться в пожаротушении, и быстро приобрела популярность, поскольку показала свои преимущества перед обычной водой. Так, даже при оперативном тушении пожара обычной водой, уцелевшие в огне документы, книги, техника, мебель и другие вещи могут быть безнадежно испорчены этой самой водой. С «сухой водой» такого не произойдет, так как при тушении огня она превращается в пар, который, оседая на предметах, исчезает через несколько секунд не нанося им никакого вреда. Ведущие одной передачи даже проводили наглядный эксперимент, опуская в емкость с «сухой водой» мобильный телефон и лист бумаги, при этом телефон продолжал исправно работать, а бумага даже не намокла. Подобные свойства «сухой воды» были в первую очередь оценены сотрудниками музеев и библиотек, а также владельцами предприятий, где имеется большое количество оборудования под высоким напряжением.

«Сухая вода» даже тушит огонь иначе, вмешиваясь в реакцию горения и поглощая тепло, обычная же вода понижает температуру в очаге возгорания и, испаряясь, перекрывает доступ кислорода к пламени. К тому же Novec 1230 быстро переходит в газообразное состояние даже при небольшой температуре, когда пожар только начался.

Помимо этого, еще одним плюсом «сухой воды» при тушении огня является тот факт, что при ее использовании не снижается концентрация кислорода в помещении, тем самым, увеличивая время эвакуации людей.

Попадая в атмосферу, Novec 1230 под воздействием ультрафиолета распадается за 3-5 дней, не нанося урона озоновому слою Земли. Для человека «сухая вода» также безопасна, но пить ее все же не стоит.

Однако «сухая вода» может применяться не только в пожаротушении. В 2006 году изучая свойства данного вещества, специалисты Ливерпульского Университета обнаружили, что «сухая вода» может оказать большую услугу нашей планете. Дело в том, что она способна активно поглощать углекислый газ, который относится к парниковым газам, способствующим разрушению озонового слоя и, как следствие, глобальному потеплению. Эксперименты показали, что за один и тот же промежуток времени «сухая вода» поглощает в три раза больше углекислого газа, чем обычная вода. Все это дает возможность значительно снизить концентрацию парниковых газов в атмосфере.

Есть предположения о том, что благодаря своей способности абсорбировать газы, «сухая вода» также может помочь в добыче находящегося на дне океанов замерзшего метана, а также других труднодоступных газов.

Также ведутся поиски способа, который смог бы обезопасить хранение топлива для автомобилей, работающих на водороде.

Кроме того, один из специалистов Ливерпульского Университета доктор Бен Картер на 240-м национальном собрании американского химического сообщества в Бостоне рассказал о том, что помимо прочего «сухая вода» является катализатором, ускоряющим реакцию между водородом и малеиновой кислотой, в результате которой образуется янтарная кислота, широко используемая в производстве потребительских товаров. При этом отпадает необходимость помешивать водород и янтарную кислоту, таким образом, процесс становится более энергоэффективным и безопасным для окружающей среды.

К тому же данная технология может использоваться для создания «сухих» порошковых эмульсий, состоящих из нескольких жидкостей, которые не смешиваются между собой, например, воды и масла. Эти эмульсии помогут сделать более безопасными хранение и транспортировку потенциально опасных жидкостей.

Справка:
Фторкетоны – это синтетические органические вещества, в молекуле которого все атомы водорода заменены на прочно связанные с углеродной решеткой атомы фтора. Такие свойства делают вещество инертным во взаимодействии с другими молекулами и ингибитором тепловых реакций. Многочисленные лабораторные исследования и испытания показали, что фторкетоны являются эффективными огнетушащими веществами с положительным экологическим и токсикологическим профилем. Это бесцветная прозрачная жидкость со слабовыраженным запахом, которая тяжелее воды в 1,6 раз. Это эффективный диэлектрик с электрической проницаемостью 2,3, поэтому погруженные даже в «сухую воду» электронные устройства продолжают работать. Поскольку температура кипения этого вещества при давлении 1 атм. составляет 49,2°С, он мгновенно испаряется, не оставляя налета на стенках оборудования.

Вот что сообщает компания ЗМ:

Известно, что последствия тушения пожара зачастую бывают столь же тяжелыми, как и воздействие самого огня. Вода, порошок портят оборудование, документацию, произведения искусства и все ценное, что находится в помещении; газы - инерген, хладон, углекислота воздействуют на материальные ценности не так сильно, но они смертельно опасны для людей, находящихся в защищаемом помещении, поэтому требуют их немедленной эвакуации.

В поиске сочетания параметров эффективности и безопасности пожаротушащих веществ за последние десятилетия сменилось несколько их поколений от углекислоты и инертных газов – до хладонов. Однако в большинстве своем они обладают серьезными ограничениями по применению. Как я упоминала ранее, системы на углекислоте смертельно опасны для человека, а хладоны первого поколения запрещены во всем мире в связи с колоссальным негативным воздействием на атмосферу. А это немаловажный фактор, ведь глобальное потепление идет рекордными темпами. К примеру, ледник на горе Килиманджаро, который по подсчетам ученых должен был растаять к 2015 году, растаял уже в 2005 году

Понимая недостатки существующих агентов для газового пожаротушения, группа ученых 3М не стала модифицировать хладоны, а направила свои усилия в совершенно новое русло. Было принято решение использовать одну из базовых технологических платформ 3М – химию перфторированных органических соединений. К слову, эта технология позволяет компании добиваться успеха в области сверхтонкой очистки различных деталей, нанесения защитных покрытий на стекло, металлы и пластик, а также охлаждения электронных устройств.
10-летний период исследовательской работы увенчался настоящим успехом – был создан и введен в международную практику новый класс газовых огнетушащих веществ – фторированные кетоны. Многочисленные тестовые испытания, проведенные ведущими мировыми организациями, специализирующимися в области пожарной безопасности, вызвали удивление у экспертов: фторкетоны оказались не только отличными огнетушащими веществами (с эффективностью аналогичной хладонам), но при этом, показали весьма положительный экологический и токсикологический профиль.

Немного скучной химии

Итак, фторкетоны. Это синтетические органические вещества, в молекуле которых все атомы водорода заменены на прочно связанные с углеродным скелетом атомы фтора. Такие изменения делают вещество инертным с точки зрения взаимодействия с другими молекулами. Почему «сухая» вода?
Novec 1230 (ФК-5-1-12) (флуорокетон С-6) представляет собой бесцветную прозрачную жидкость со слабовыраженным запахом, которая тяжелее воды в 1,6 раз и, что особенно важно - не проводит электричество. Его диэлектрическая проницаемость - 2,3 (за единицу в качестве эталона принят осушенный азот).

Инновационные свойства этого огнетушащего вещества объясняются строением его шестиуглеродной молекулы, имеющей слабые связи. Они позволяют Novec 1230 быстро переходить из жидкого состояния в газообразное и активно поглощать тепловую энергию огня. Подавление пожара осуществляется за счет эффекта охлаждения (70%). Также происходит химическая реакция ингибирования пламени (30%). При этом не снижается концентрация кислорода в помещении (что важно для увеличения времени эвакуации людей из помещения). Вещество мгновенно испаряется, не вступая в химические реакции, что позволяет не наносить ущерб материалам и дорогостоящему оборудованию, а диэлектрические свойства предотвращают короткое замыкание.

Как это работает?

Другое важное свойство фторкетонов - крайне низкая растворимость в воде, которая не позволяет веществу пройти через клеточные мембраны в организм, т.е. обеспечивает их низкую токсичность и высокую теплоемкость паров, приводящую к активному охлаждению пламени и его тушению. А это значит, что люди, находящиеся в помещении в момент срабатывания системы, не подвергаются опасности. Системой пожаротушения на основе Novec 1230 оборудованы Центры управления полетами аэропортов Внуково и Кольцово, диспетчеры могут выполнять свою работу при срабатывании системы не подвергая свою жизнь риску.

Как это воздействует на человека?

Отдельно остановлюсь на таком показателе как степень безопасности пожаротушащего агента для людей. Она определяется разницей между рабочей концентрацией и предельно допустимой концентрацией. В мировой практике применяется параметр, называемый NOAEL (No Observed Adverse Effect Level - концентрация, не вызывающая вредного воздействия). Он устанавливает пороговую концентрацию веществ по кардиосенсибилизирующему и кардиотоксическому воздействию на организм. Иногда эту разницу называют запасом безопасности, который компенсирует неточности в расчете количества газового агента в системе, неравномерность распределения по объему помещения, использование повышающих коэффициентов для расчетной концентрации и другие факторы. Отрицательное значение этого параметра свидетельствует об опасности агента в рабочей концентрации после срабатывания системы.

Так, системы, использующие «инертные» газы (не поддерживающие горение), используют принцип тушения огня путем разбавления кислорода воздуха до значений, значительно ниже уровня в нормальной воздушной среде (12-13% против 21% в обычном воздухе). Это приводит к риску возникновения удушья у находящихся в помещении людей, хотя токсическим действием такие газы не обладают. Отдельно следует сказать об углекислом газе, для которого рабочие концентрации всегда являются смертельными для человека. Это связано с его физиологическим воздействием на организм при концентрациях выше 5% (для сравнения нормативная огнетушащая концентрация для СО2 составляет 35%).

Химические агенты не снижают концентрацию кислорода в помещении. Поэтому для них решающим фактором безопасности для персонала является коэффициент запаса, рассмотренный ранее. Для помещений, где по производственной необходимости могут находиться люди, пусть даже и кратковременно, следует выбирать агенты с максимальным запасом безопасности.

Среди всех существующих способов борьбы с возгораниями, спринклерная система пожаротушения стоит особняком. Особенность ее в простоте конструкции, отсутствии сложной автоматики.

Ее действие основывается на автоматическом открытии воды. Система реагирует на повышение температуры в помещении. При ее достижении критических значений из разбрызгивателя подается вода.

Немного истории

Первые спринклерные системы были разработаны в начале XIX века. За такой продолжительный срок они видоизменились, но принцип работы остался прежним. Своей живучести они обязаны простоте конструкции. Сложных полупроводниковых или цифровых элементов в них нет.

Простота определяет и надежность устройств. Основные изменения коснулись используемых в производстве систем материалов, повышения их мощности, установки современных элементов. Неизменным остается только основной принцип работы спринклерной системы пожаротушения.

Конструктивно, система имеет вид разветвленного трубопровода с водой под давлением. Места выхода рабочей жидкости герметично закрываются колпаками, способными разрушаться под воздействием высокой температуры. Упрощенно работу системы можно описать следующим образом. При возникновении очага возгорания в помещении температура повышается, материал колпака плавится. Из системы труб разбрызгивается вода. Конструктивные изменения коснулись не принципа работы, а ее усовершенствования. В современных системах применяется спринклер. По сути, это и есть разбрызгиватель, благодаря которому выполняется разбрызгивание под давлением тушащей жидкости.

Достоинства:

Может использоваться в жилых, офисных, административных, промышленных зданиях.
Быстрое реагирование на возгорание.

Хорошо работает вместе с датчиками дыма. Последние увеличивают эффективность системы за счет своевременного оповещения о повышении задымленности. Использование их без устройств пожаротушения не оправдано, их эффективность не всегда бывает высокой.

Снижение эффективности объясняется следующими факторами:

Сигнал тревоги можно просто не услышать.
Люди не всегда успевают эвакуироваться из горящего помещения.

Установка спринклерной системы пожаротушения вместе с датчиками дыма позволяет увеличить эффективность обоих элементов в разы. Датчики подают сигнал тревоги, а система пожаротушения моментально реагирует на возгорание разбрызгиванием воды.

Дополнительные преимущества дает и использование водопроводной воды в качестве тушащей жидкости:

Низкая себестоимость.
Отсутствие дефицита на воду.
Экологичность, нетоксичность.
Безопасность для человека.
Хорошая тушащая способность.

Схемы современных систем

Схемы спринклерных систем пожаротушения разрабатываются на основе использования современных материалов. Для монтажа трубопровода используют пластиковые трубы. Это экономически целесообразный выбор. Затраты на обустройство пластикового трубопровода в разы ниже, чем стоимость металлических конструкций.

Установка труб из пластика дает возможность на долгие годы забыть о любых проблемах. На их внутренних поверхностях не откладывается известковый налет. Просвет трубы в течение продолжительного времени будет сохранять первоначальные значения. Пластиковые трубы легкие, они не увеличивают нагрузку на строительные конструкции. Монтировать их очень просто.

Основной недостаток водного огнетушения – негативное воздействие на многие материалы, например, древесину, бумагу. Это потребовало разработки систем, использование которых не увеличивает ущерб. Так как колпак разрушается под воздействием температуры, применение современных материалов обеспечило поэтапное срабатывание распылителей. Первыми всегда начинают работать элементы, расположенные максимально близко к очагу возгорания.

Трубопровод системы пожаротушения подключается к водопроводной сети. Для поддержания необходимого давления устанавливаются обратные клапаны. В результате получается полностью автономная, энергонезависимая система, готовая к запуску в любой момент. Срабатывание одного из распылителей приводит к резкому понижению давления. После этого срабатывают датчики давления, запускающие насосное оборудование, обеспечивающее необходимое резервное водоснабжение.

Водяное спринклерное пожаротушение способно эффективно защитить помещение в радиусе 12м. Если сработавший распылитель не справился с очагом возгорания, температура воздуха продолжает возрастать. Включаются соседние спринклеры.

Ограничения

Автоматическое спринклерное пожаротушение имеет некоторые ограничения на использование. Во-первых, они связаны с возможностью использования воды для тушения пожаров разных классов. Например, для серверных, промышленных объектов выбор такой системы не оправдан, так как вода не может использоваться для тушения электрооборудования.

К другим недостаткам можно отнести:

Инерционность системы. Вода в трубопроводе охлаждает колпак. Его разрушение и срабатывание системы начинается с небольшим запозданием.
Зависимость от надежности работы водопроводной системы.
Работа спринклерной системы зависима от температуры окружающего воздуха, которая может повышаться не только в результате возгорания.
Смачивание водой окружающих поверхностей. Этот параметр может рассматриваться и как достоинство, и как негативный момент в работе системы. С одной стороны, вода наносит ущерб вещам. С другой – смачивание поверхностей препятствует распространению огня.

Сухие системы

Классические спринклерные системы имеют ограничение на свое использование. Для их работы требуется вода. Если нет возможности постоянной бесперебойной подачи воды, система будет бесполезной. Нельзя применять спринклеры и при низких температурах. Вода при отрицательных температурах замерзает и может привести к полному разрушению системы, разрывам труб. Решить проблему с использованием добавок, способных понизить точку замерзания, не всегда получается. Они образуют на внутренней поверхности труб налет, сужающий их просвет. Со временем трубы могут засориться до такой степени, что система полностью потеряет свою работоспособность.

Решить проблему позволила разработка сухих систем. До тех пор, пока система находится в режиме ожидания, она заполняется сжатым воздухом. При срабатывании спринклера воздух выходит, возникает разрежение. Под его воздействием в клапаны водяной системы и в трубы подается вода. Для ускорения работы дополнительно устанавливаются устройства, обеспечивающие практически моментальное понижение давление и быстрое наполнение труб водой.

Их работа выглядит следующим образом: при срабатывании одного разбрызгивателя автоматические открываются другие клапаны. В результате в системе мгновенно падает давление и вода подается быстрее.

Монтаж сухих систем возможен только с пластиковыми трубами. Металлические конструкции разрушаются под воздействием кислорода.

Несмотря на кажущуюся простоту, спринклеры находятся в постоянной работоспособности, в режиме ожидания. В результате монтажом и обслуживанием системы должна заниматься специализированная компания, имеющая лицензию на проведение подобных работ.

Дренчерные системы – разновидность водного пожаротушения. Иногда их считают самостоятельными конструкциями, иногда называют разновидностью спринклерных. Основное их сходство – в схеме монтажа трубопровода, в котором находится вода. Отличаются дренчерные и спринклерные системы пожаротушения способом срабатывания. Сигнал для начала работы в дренчерном пожаротушении подается с центрального пульта или извещателя. Такой способ возбуждения позволил избавиться от основного недостатка водных систем – инертности.

Эта разновидность может монтироваться на любых объектах. Их тип и предназначение значения не имеют. В неотапливаемых объектах дренчерные системы монтируются с сухими трубопроводами, заполненными воздухом.

Нельзя монтировать сухое пожаротушения на объектах, где есть риск взрыва, интенсивного возгорания с высокой скоростью распространения огня.

Примеры и цены

Спринклерные и дренчерные системы – одни из самых доступных на рынке оборудования для пожаротушения. Назвать конкретную цену устройства невозможно.

Она складывается из разных составляющих:

Площадь помещения.
Необходимое количество спринклеров с тепловыми замками.
Трубы.
Запорная арматура (обратные клапаны).
Насосное оборудование.
Резервный накопитель воды.

Основным параметром ценообразования все же остается площадь помещения. Именно от нее зависит количество материалов и комплектующих. Цены на услуги компаний, проектирующих и монтирующих пожарные системы, тоже могут немало различаться.

В среднем, для небольшого помещения площадью до 500 кв. метров разработка проекта и установка всех элементов обойдется в 65000 рублей.

Автоматическая дренчерная система пожаротушения