Влияние газов на человека

Огнетушащий газ вредит человеку четырьмя разными способами, и они не сводятся один к другому. Инертный состав отнимает кислород. Диоксид углерода действует на нервную систему и на кислотность крови ещё до того, как кислорода станет мало. Хладон повышает чувствительность сердца к адреналину. И любой фторсодержащий агент, попав в пламя, частично превращается в кислоту, которой потом дышат вошедшие.

К этому добавляются факторы, не связанные с химией: шум, поток из насадка, холод от испаряющейся жидкости, потеря видимости и избыточное давление в помещении.

Ни один из этих механизмов не устраняется выбором «правильного» газа. Устраняется он только тем, что в помещении к моменту выпуска никого нет, — то есть задержкой пуска, оповещением, блокировками и обученным персоналом. Эта глава собирает пороговые цифры по всем группам веществ и перечисляет меры, которыми проект закрывает каждый механизм.

25.1 Нехватка кислорода

Инертный состав тушит тем, что вытесняет часть воздуха. Значит, вместе с расчётной концентрацией газа проект задаёт и содержание кислорода, в котором окажется человек.

Ступени приведены в п. 1.5.1.3 NFPA 2001 издания 2018 года. Это стандарт Соединённых Штатов, обязательным в России он не является, а в СП 485.1311500.2020 требований к остаточному кислороду нет — но именно эти ступени заложены в расчётные программы и в паспорта импортного оборудования.

Российские нормативные концентрации инертных составов из приложения Г СП 485.1311500.2020 лежат ниже первой ступени: по гептану это 34,6 % (об.) у азота, 36,5 % (об.) у состава «Инерген», 36,8 % (об.) у состава «Аргонит» и 39,0 % (об.) у аргона. Пересчёт остаточного кислорода для каждого из них дан в главе 22.

Практический смысл этих ступеней такой. Атмосфера с содержанием кислорода около тринадцати процентов не убивает здорового человека за пять минут, но лишает его способности быстро принимать решения и уверенно двигаться. Человек, оставшийся в помещении, ищет выход хуже, чем обычно, а если помещение вдобавок задымлено, то не находит его вовсе. Поэтому вся защита строится не на том, что «концентрация безопасна», а на том, что людей в помещении уже нет.

25.2 Диоксид углерода

Диоксид углерода — отдельный случай, и в главе 24 он разобран подробно. Здесь важно повторить главное: в огнетушащей концентрации это вещество смертельно, и опасно оно задолго до того, как кислорода станет не хватать.

По таблице B-1 приложения B отчёта об оценке рисков применения диоксида углерода (EPA-430-R-00-002) содержание от 17 до 30 % (об.) в пределах минуты приводит к потере сознания, судорогам, коме и смерти. Содержание от 7 до 10 % (об.) вызывает потерю сознания за несколько минут. Рабочая концентрация установки объёмного тушения — около трети объёма помещения.

Отсюда запрет п. 9.1.2 СП 485.1311500.2020: установки объёмного углекислотного пожаротушения не применяются в помещениях, которые люди не могут покинуть до начала работы установки, и в помещениях с пребыванием более 50 человек.

В том же отчёте разобраны последствия: с 1975 года найден 51 инцидент с такими установками, 72 погибших и 145 пострадавших. Причина большинства случаев — несоблюдение установленных процедур.

25.3 Хладоны: что стоит за двумя порогами

Для хладонов и фторкетона безопасность описывается двумя величинами: наибольшей концентрацией, при которой вредного действия не наблюдается (NOAEL), и наименьшей, при которой оно наблюдается (LOAEL). Определение первой дано в п. 3.18 ISO 14520-1:2015, значения — в таблице 1.5.1.2.1(a) NFPA 2001 издания 2018 года и приведены в главе 23.

Полезнее знать, какой именно эффект за ними стоит. По п. A.1.5.1.2 NFPA 2001 оба порога для галогенуглеводородов установлены по кардиосенсибилизации — повышению чувствительности сердца к адреналину, которое приводит к внезапному нарушению сердечного ритма и может закончиться сердечным приступом. Адреналин здесь не внешний фактор: организм вырабатывает его сам в состоянии стресса.

Из этого следуют две вещи, которые редко проговаривают.

Первая: пороги определены в опыте на собаках при пятиминутном воздействии с последующим введением адреналина. В том же пункте сказано, что такая методика даёт консервативную оценку для человека — дозы адреналина в опыте более чем вдесятеро выше, чем организм человека выделяет при максимальном стрессе, а без введения адреналина для того же эффекта требуется в четыре-десять раз больше агента.

Вторая: консервативность оценки не превращается в запас прочности на объекте. Человек, оказавшийся в помещении при срабатывании установки, находится ровно в том состоянии, для которого этот эффект и описан, — он испуган, он бежит, и адреналина в его крови много. Поэтому порядок мер по п. 5.2.1 и таблице 2 ISO 14520-1:2015 привязан к порогам жёстко: до порога без наблюдаемого действия достаточно задержки выпуска, выше него добавляется переключатель автоматического и ручного режимов, на уровне порога с наблюдаемым действием и выше — ещё и блокировка пуска.

По п. 1.5.1.2.1 NFPA 2001 воздействие агента на людей ограничивается пятью минутами в любом случае, а незащищённый персонал не входит в помещение ни во время выпуска, ни после него.

25.4 Продукты разложения

Химический агент тушит потому, что разлагается в пламени, и главный продукт этого разложения — фтороводород (HF). По п. A.1.5.1.2 NFPA 2001 он образуется при контакте фторсодержащих агентов с пламенем и с горячими поверхностями, и чем дольше контакт, тем больше его образуется.

Фтороводород опознаётся по резкому кислому запаху при содержании в несколько частей на миллион. Предел, установленный американской конференцией промышленных гигиенистов и приведённый в том же приложении к NFPA 2001, — 3 ppm, причём это потолочное значение, которое не должно быть превышено ни в какой момент рабочего дня.

Отсюда практический вывод, сформулированный в самом стандарте: тип и чувствительность извещателей вместе со скоростью подачи выбираются так, чтобы сократить время контакта агента с горячей зоной. Раннее обнаружение здесь работает не только на сохранность оборудования, но и на состав атмосферы, в которую после тушения войдут люди.

Инертные составы продуктов разложения не образуют. Это их главное преимущество применительно к людям — и оно не отменяет нехватки кислорода, о которой сказано выше в этой главе.

25.5 Физические факторы при выпуске

Кроме химии есть механика. Перечень дан в п. A.1.5.1 NFPA 2001 издания 2018 года.

Шум. Выпуск сопровождается звуком, достаточно громким, чтобы напугать человека; травмы он, как правило, не наносит.

Поток из насадка. Скорость струи достаточна, чтобы сдвинуть предметы, оказавшиеся прямо на её пути, а общая турбулентность в помещении поднимает незакреплённую бумагу и лёгкие предметы.

Холод. Прямой контакт с испаряющейся жидкостью сильно охлаждает предметы и может вызвать у человека холодовой ожог кожи. Жидкая фаза быстро испаряется при смешении с воздухом, поэтому опасность ограничена ближней зоной у насадка.

Видимость. При высокой влажности на короткое время возможно снижение видимости из-за конденсации водяного пара.

К этому добавляется избыточное давление в защищаемом помещении. По п. 9.14.2 СП 485.1311500.2020 в помещении предусматривается устройство, проём которого открывается при подаче огнетушащего вещества, или постоянно открытый проём — если необходимость подтверждена расчётом по приложению Ж. Расчёт ведётся из условия сохранения прочности строительных конструкций и оборудования. Для сжатых газов расчётное давление выше, чем для сжиженных: коэффициент, учитывающий изменение давления при подаче, равен 1 для сжиженных газов, 2,4 для азота и 2,66 для аргона.

25.6 Что защищает человека в проекте

Меры перечислены по нормативам, а не по здравому смыслу: здравый смысл на объекте у каждого свой.

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, отключения общеобменной вентиляции, местных отсосов, воздушного отопления и кондиционирования и закрытия клапанов, но не менее 10 с от момента включения системы оповещения и управления эвакуацией. Время эвакуации определяется расчётом. Десять секунд — нижняя граница, а не типовое значение: если расчёт эвакуации даёт сорок секунд, в проекте стоит сорок.

Инерционность. По п. 9.7.2 СП 485.1311500.2020 все запорно-пусковые устройства одного направления включаются в интервале не более 2 с. Требование к инерционности установки — не более 15 с без учёта времени задержки — стояло в п. 9.7.3, но изменение № 2 признало этот пункт утратившим силу с 09.07.2026. Из свода правил величина ушла, из практики — нет: то же значение задано п. 4.9 ГОСТ Р 50969-96 с изменением № 1, и по нему инерционность проверяют на приёмке. В проекте её теперь обосновывают ссылкой на стандарт, а не на свод правил.

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. При нескольких помещениях в одной зоне пожаротушения по п. 7.6.6 оснащается каждое.

Блокировка автоматического пуска. По п. 7.6.3 СП 484.1311500.2020 установка переходит в состояние «Автоматика отключена» с включением 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. Это и есть механизм, который защищает человека, вошедшего в помещение уже после того, как установка встала на охрану.

Устройства дистанционного пуска. По п. 7.6.13 СП 484.1311500.2020 они размещаются у каждого входа в защищаемое помещение. По п. 7.6.14 при активации устройства дистанционного пуска или органов управления пуском прибора пуск установки происходит после истечения временной задержки.

Ограничения на местный пуск. По п. 9.13.2 СП 485.1311500.2020 местный пуск модульных установок, модули которых стоят в защищаемом помещении, должен быть исключён: пусковые элементы демонтируются или блокируются. По п. 9.13.3, если модули стоят вне помещения, местный пуск допускается, но пусковые элементы располагаются в зоне, безопасной от факторов пожара, и закрываются ограждением с запорным устройством.

Защита от случайного пуска. По п. 9.16.2 СП 485.1311500.2020 устройства ручного пуска защищаются от случайного приведения в действие и от механического повреждения и пломбируются, кроме устройств местного пуска в станции пожаротушения и устройств дистанционного пуска пожарных постов.

Где вообще применяется газовая установка. Изменение № 2 ввело в свод правил п. 5.11, и это самая заметная для человека норма из всего изменения. Газовые, порошковые, газопорошковые и аэрозольные установки следует применять только для защиты помещений без постоянного пребывания людей, в которых персонал находится для выполнения работ, установленных должностной инструкцией. Там же два прямых требования: принять организационные и технические меры против несанкционированного доступа посетителей и разместить на входе указатели о запрете доступа посетителей и о наличии установки. До 09.07.2026 такой общей нормы не было: свод правил запрещал только объёмное углекислотное тушение в помещениях, которые нельзя покинуть до пуска, и в помещениях с пребыванием более 50 человек (п. 9.1.2). Теперь ограничение распространено на все газовые установки, а серверная, архив или электрощитовая описываются в проекте как помещения без постоянного пребывания людей с доступом персонала по должностной инструкции.

Указатели и герметизация. По п. 9.14.1 СП 485.1311500.2020 помещения, защищаемые установками, оснащаются указателями о наличии в них установок; там же требуется ликвидировать технологически необоснованные проёмы, поставить доводчики дверей и уплотнить кабельные проходки. Указатели по п. 9.14.1 и указатели по п. 5.11 — разные: первые говорят о наличии установки, вторые запрещают доступ посетителей, и на входе нужны оба. Доводчик здесь — не элемент отделки: он закрывает дверь, через которую иначе уйдёт газ, и одновременно снимает состояние «Автоматика отключена».

25.7 После выпуска

По п. 9.16.8 СП 485.1311500.2020 входить в защищаемое помещение после выпуска и ликвидации пожара до момента окончания проветривания разрешается только в изолирующих средствах защиты органов дыхания. По п. 9.16.9 вход без них разрешается после удаления продуктов горения, огнетушащего вещества и продуктов его термического распада до безопасной концентрации.

Два слова в этих пунктах решают всё. «Изолирующих» — значит, фильтрующий противогаз не годится: он не восполняет кислород и не защищает от вещества, которое вытеснило воздух. «До безопасной концентрации» — значит, решение принимается по замеру, а не по часам и не по ощущению запаха.

Удаление огнетушащего вещества и дыма после тушения по п. 9.14.5 СП 485.1311500.2020 в редакции с изменением № 2 выполняется общеобменной вентиляцией здания или другими техническими средствами; допускается применять мобильные или переносные вентиляционные установки. Тяжёлые сжиженные агенты с плотностью паров в несколько раз выше воздуха скапливаются внизу, поэтому вытяжка только из верхней зоны задачу не решает.

25.8 Чего нельзя делать самому

Этот раздел короткий и закрывает вопросы, которые задают чаще всего.

• Не входить в защищаемое помещение при звучащем оповещении и при горящем табло «Газ — не входить!», даже на секунду и даже за оборудованием.
• Не блокировать доводчики дверей и не подпирать двери защищаемого помещения: это снимает автоматику и одновременно ломает расчёт герметичности.
• Не снимать пломбы с устройств ручного пуска и не проверять их работу «на всякий случай».
• Не вскрывать запорно-пусковое устройство, не стравливать давление и не перезаряжать модуль. Это работы с сосудом под давлением, и выполняет их организация, имеющая соответствующее разрешение.
• Не переставлять модули и не менять трассу трубопровода без пересчёта: масса, время подачи и площадь сбросного проёма связаны между собой.

Всё остальное — обучение персонала, тренировки по эвакуации и регламентные проверки — разобрано в части X книги.