Системы на диоксиде углерода

Диоксид углерода — одно из старейших применяемых сегодня газовых огнетушащих веществ и самое дешёвое из них. Он не разлагается в пламени, не оставляет продуктов распада, не проводит ток, доступен в любом городе и заряжается в модуль без наддува азотом. На этом список его достоинств заканчивается.

В огнетушащей концентрации диоксид углерода смертелен для человека. Это не оговорка об осторожности и не строчка в разделе техники безопасности — это основное свойство вещества, из которого следуют и нормативные запреты, и вся логика проектирования таких установок.

Глава построена в этом порядке: сначала опасность и запреты, потом цифры для расчёта, потом хранение и подача.

24.1 Чем опасен диоксид углерода

Минимальная проектная концентрация при объёмном тушении — около трети объёма помещения. В отчёте об оценке рисков применения диоксида углерода (EPA-430-R-00-002), подготовленном агентством по охране окружающей среды Соединённых Штатов, сказано прямо: при проектной концентрации 34 % (об.) диоксид углерода летален.

Дело не в нехватке кислорода. Диоксид углерода физиологически активен: он действует на центральную нервную систему и меняет кислотность крови. Поэтому вредное действие начинается на концентрациях, при которых кислорода в воздухе ещё достаточно.

Данные приведены по таблице B-1 приложения B того же отчёта. Там же дана таблица B-2 — предельное время переносимости для здорового человека: при 2 % (об.) — 60 мин, при 3 % — 20 мин, при 4 % — 10 мин, при 5 % — 7 мин, при 6 % — 5 мин, при 7 % — менее 3 мин.

Сравните эти строки с рабочей концентрацией установки. Тридцать четыре процента — это в пять раз выше уровня, на котором человек теряет сознание за несколько минут, и вдвое выше уровня, на котором это происходит за минуту.

Опасность не теоретическая. В том же отчёте разобраны реальные случаи: с 1975 года найден 51 инцидент с установками углекислотного пожаротушения, в которых погибли 72 человека и пострадали 145. Причина большинства из них названа там же — несоблюдение установленных процедур безопасности, а не отказ техники.

24.2 Где такие установки запрещены

Запрет задан п. 9.1.2 СП 485.1311500.2020. Применение установок объёмного углекислотного пожаротушения запрещается:

• в помещениях, которые не могут быть покинуты людьми до начала работы установки;
• в помещениях с пребыванием более 50 человек.

Из первого пункта следует то, о чём в проектах пишут редко: в помещении с постоянным пребыванием людей установка объёмного углекислотного пожаротушения не применяется. Не «применяется с оговорками» и не «применяется при усиленной сигнализации» — не применяется. Если люди находятся в помещении постоянно и покинуть его до пуска гарантированно не могут, диоксид углерода из проекта уходит, и на его место встают агенты, разобранные в главах 22 и 23.

Второй пункт снимает вопрос о зальных помещениях: концертный зал, торговый зал, аудитория, столовая, открытый офис на сотню рабочих мест — не объекты для такой установки, независимо от расчёта.

С 09.07.2026 к этому запрету добавилось общее правило п. 5.11, введённое изменением № 2: газовые установки вообще применяются только для защиты помещений без постоянного пребывания людей, куда персонал заходит для работ по должностной инструкции. Для диоксида углерода это не новое ограничение, а совпадение двух норм: п. 9.1.2 запрещал его там, откуда люди не успевают выйти, а п. 5.11 теперь задаёт то же требование для любого газа. Подробнее — в главе 25.

Отдельно стоит п. 9.15.3 СП 485.1311500.2020: при локально-объёмном пожаротушении следует использовать именно диоксид углерода. Это другая задача — тушение отдельного агрегата, а не помещения, и там установка работает в объёме, увеличенном на метр по каждому габариту оборудования.

24.3 Нормативные концентрации

Значения приведены в таблице Г.3 приложения Г СП 485.1311500.2020. Плотность паров при давлении 101,3 кПа и температуре 20 °C — 1,88 кг/м³.

Это нормативные огнетушащие концентрации — величины, которые идут прямо в расчёт массы. Слово «объёмная» изменение № 2 из наименований таблиц приложения Г убрало; значения остались объёмными процентами и по диоксиду углерода не изменились. Повторно умножать их на коэффициент безопасности не следует, об этом прямо сказано в примечании 1 к приложению Д СП 485.1311500.2020.

В том же примечании — важное отличие диоксида углерода от остальных огнетушащих газов. Если нормативную концентрацию приходится вычислять из минимальной огнетушащей, полученной в опыте, то коэффициент безопасности для всех веществ равен 1,2, а для диоксида углерода — 1,7. Норматив закладывает для диоксида углерода больший запас; причина в самом документе не поясняется.

Для локального тушения по объёму задана не объёмная, а массовая величина: по п. 9.15.4 СП 485.1311500.2020 нормативная массовая огнетушащая концентрация составляет 6 кг/м³. Время подачи расчётного количества при локальном тушении по п. 9.15.5 не должно превышать 30 с. Расчётный объём по п. 9.15.2 определяется как произведение высоты защищаемого агрегата на площадь его проекции на пол, причём длина, ширина и высота увеличиваются на 1 м.

24.4 Хранение

Диоксид углерода в установках хранится двумя способами, и это разные системы с разной методикой расчёта.

Высокое давление. Вещество находится в модулях или батареях в жидкой фазе под собственным давлением насыщенных паров. Наддув азотом здесь не применяется — по п. 9.3.2 СП 485.1311500.2020 диоксид углерода прямо исключён из числа веществ, требующих газа-вытеснителя. Рабочее давление в сосуде зависит от температуры хранения и от конструкции модуля; в СП 485.1311500.2020 оно не задано, поэтому в проект оно берётся из паспорта конкретной модели — уточнить по паспорту производителя.

Низкое давление. Вещество хранится в изотермическом резервуаре по ГОСТ Р 53282-2009 при пониженной температуре. Методика гидравлического расчёта для такой установки вынесена в отдельное приложение Е СП 485.1311500.2020: среднее за время подачи давление в резервуаре определяется как полусумма давления при хранении и давления в конце выпуска расчётного количества. Диапазон средних давлений, для которых в таблице Е.1 приложения Е даны множители, — от 1,2 до 2,4 МПа. Температура хранения задаётся документацией на резервуар и в проект берётся оттуда.

Минимальное допустимое давление перед насадком, которое принимается в гидравлическом расчёте, приведено в приложении Д СП 485.1311500.2020: для установок высокого давления рекомендуется от 1,4 до 2,0 МПа, для установок низкого давления — 1,0 МПа. Для остальных огнетушащих газов тот же документ рекомендует от 0,6 до 1,0 МПа.

Два требования по размещению, которые относятся именно к таким установкам. По п. 9.16.3 СП 485.1311500.2020 к выпускным узлам предохранительных устройств изотермического резервуара подключаются дренажные трубопроводы для отвода газа в безопасную зону, а сами предохранительные устройства располагаются так, чтобы при срабатывании не травмировать персонал. По п. 9.16.6 при размещении резервуара в подвале предусматриваются меры против его залива водой при аварийном проливе из вышерасположенных помещений.

24.5 Время подачи и резерв

По п. 9.7.4 СП 485.1311500.2020 нормативное время подачи 95 % расчётной массы для установки на диоксиде углерода составляет 60 с — и для модульного, и для централизованного исполнения. Номинальное значение определяется при температуре сосуда 20 °C. Для сжиженных агентов из главы 23 норматив втрое-вшестеро жёстче: 10 с и 15 с соответственно.

Примечание к п. 9.7.4, введённое изменением № 2, разрешает увеличить интервал до 120 с, но только для установок на сжатых газах. Диоксид углерода стоит в том же абзаце свода правил, что и сжатые газы, однако в примечании он не назван, поэтому для углекислотной установки норматив остаётся прежним — 60 с.

Минута подачи означает минуту, в течение которой концентрация в помещении растёт от нуля до расчётной. Всё это время негерметичность помещения работает против установки, поэтому требования к уплотнению проёмов здесь не менее строгие, чем у быстрых систем.

Резерв и запас — по общим правилам п. 9.6.2 и п. 9.6.3 СП 485.1311500.2020. Для централизованной установки допускается хранить расчётное количество и резерв совместно в изотермическом резервуаре по ГОСТ Р 53282-2009, если резервуар оснащён запорно-пусковым устройством с реверсивным приводом и средствами управления им.

24.6 Что защищает людей

Меры перечислены не как пожелание, а как то, без чего установка не принимается.

Задержка выпуска. По п. 9.7.1 СП 485.1311500.2020 установка обеспечивает задержку выпуска при автоматическом и дистанционном пуске на время, необходимое для эвакуации людей и для отключения вентиляции и закрытия клапанов, но не менее 10 с от момента включения системы оповещения. Время эвакуации определяется расчётом, и десять секунд — это нижняя граница, а не типовое значение.

Оповещение и табло. По п. 7.6.5 СП 484.1311500.2020 защищаемое помещение оснащается внешней световой индикацией и звуковой сигнализацией раздельно для каждой зоны пожаротушения. Табло «Газ — уходи!» ставится со стороны выхода, табло «Газ — не входить!» и «Автоматика отключена» — со стороны входа, над каждой дверью.

Блокировка автоматики. По п. 7.6.3 СП 484.1311500.2020 установка переходит в состояние «Автоматика отключена» с включением соответствующего табло над каждым входом при открытии дверей, окон и иных проёмов защищаемого помещения. Сигнал приходит от датчиков положения дверей или от устройств, выполняющих ту же функцию. По п. 7.6.13 устройства дистанционного пуска размещаются у каждого входа в защищаемое помещение.

Проветривание и вход. По п. 9.16.8 СП 485.1311500.2020 входить в помещение после выпуска и ликвидации пожара до окончания проветривания разрешается только в изолирующих средствах защиты органов дыхания. По п. 9.16.9 вход без них разрешён после удаления продуктов горения и самого огнетушащего вещества до безопасной концентрации. Для удаления по п. 9.14.5 используется общеобменная вентиляция здания либо мобильные или переносные вентиляционные установки.

Фильтрующий противогаз при работе с диоксидом углерода бесполезен: он не восполняет кислород и не задерживает сам газ.

24.7 Где такая установка уместна

Диоксид углерода остаётся рабочим решением там, где людей нет по устройству объекта и где важна цена вещества при больших защищаемых объёмах: закрытые технологические установки, окрасочные камеры, машинные отделения без постоянного присутствия персонала, отдельные агрегаты при локально-объёмном тушении, склады горючих жидкостей без рабочих мест.

Он не становится уместным от того, что объект небольшой, а бюджет ограничен. Решение о применении принимается по п. 9.1.2 СП 485.1311500.2020, а не по смете.

Работы с сосудами под давлением — перезарядка, освидетельствование, замена запорно-пусковых устройств, слив вещества из изотермического резервуара — выполняет организация, имеющая соответствующее разрешение. Читателю этой книги их описание нужно для того, чтобы принять работу, а не для того, чтобы выполнить её самому.