Gaszenie gazem, jako alternatywa dla stosowanych wcześniej środków gaśniczych, zaczęło rozwijać się wraz z postępem technicznym XX wieku. Wprowadzane do użytku maszyny i urządzenia elektryczne, a później również komputery, często przegrzewały się i stanowiły poważne zagrożenie pożarowe. Dotychczas stosowane środki gaśnicze, jak proszek lub woda, powodowały trwałe uszkodzenia kosztownych sprzętów elektrycznych i elektronicznych. Stąd potrzeba zastąpienia ich innym środkiem, który będzie nie tylko skuteczny w walce z ogniem, ale również bezpieczny dla czułych maszyn i komputerów.
Pierwsze gazowe środki gaśnicze
Tymczasowym rozwiązaniem i pierwszym gazowym środkiem gaśniczym używanym do ochrony przestrzeni wrażliwych, był dwutlenek węgla. Poza niskimi kosztami pozyskania i powszechną dostępnością, jego niewątpliwą zaletą był brak jakichkolwiek zanieczyszczeń po zastosowaniu, co stanowiło znaczącą poprawę w porównaniu z wodą. Nie było to jednak rozwiązanie idealne. Dwutlenek węgla magazynowany jest w butlach w temperaturze około -78°C, a jego wyładowaniu towarzyszy spadek temperatury w gaszonych pomieszczeniach, co często powoduje szok termiczny znajdujących się w nich urządzeń. Problem stanowiła również kwestia stężenia gaśniczego, które było wyjątkowo niebezpieczne dla personelu przebywającego w gaszonym pomieszczeniu.
W połowie XX wieku, w wyniku badań prowadzonych przez amerykańskie wojsko we współpracy z francuskim koncernem chemicznym, wprowadzono do użycia alternatywne rozwiązanie w postaci tzw. halonów. Były to pierwsze środki gaśnicze w pełni bezpieczne dla gaszenia wrażliwych i kluczowych przestrzeni, które nie powodowały szoku termicznego czułych urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Halony okazały się niezwykle skuteczne i do dziś uznawane są za najbardziej efektywne środki gaśnicze. Niestety, mimo bardzo wysokiej skuteczności w gaszeniu pożarów, na przełomie XX i XXI wieku zostały niemal całkowicie wycofane z użycia z uwagi na wysoki potencjał niszczenia warstwy ozonowej. Obecnie mogą być stosowane wyłącznie w wojsku i lotnictwie oraz do ochrony wyznaczonych obiektów o strategicznym znaczeniu.
Rodzaje gazów gaśniczych stosowanych obecnie
Pod koniec XX wieku rozpoczęto intensywne poszukiwania gazów, które mogłyby stanowić alternatywę dla wycofywanych halonów. Skutkiem szeroko zakrojonych badań było opracowanie systemów gaśniczych wykorzystujących dwie główne grupy gazów: gazy chemiczne oraz gazy obojętne.
- Gazy chemiczne – do tej grupy należą m.in. gazy FE-36™ (HFC-236fa), FM-200® (HFC-227ca) czy NOVEC™ 1230 (FK-5-1-12). Z uwagi na bardzo podobne właściwości do halonów, gazy te potocznie nazywane są ich zamiennikami. Niskie stężenia gaśnicze (od 3 do 11%) oraz zjawisko przechodzenia w stan ciekły już przy ciśnieniu rzędu 23 czy 66 bar, pozwalają na stosunkowo niewielkiej przestrzeni zmagazynować ilość gazu niezbędną do zabezpieczenia danego obiektu. Ich działanie gaśnicze polega na katalizie ujemnej płomienia, tj. blokowaniu reakcji łańcuchowych, które zachodzą w miejscu spalania. Gazy chemiczne osiągają stężenie gaśnicze zdecydowanie poniżej stężenia niebezpiecznego dla ludzi, dzięki czemu nie wymagają stosowania dodatkowych procedur ewakuacyjnych.
- Gazy obojętne – ta grupa obejmuje gazy naturalnie występujące w powietrzu: azot i argon oraz ich mieszaniny. Koncepcja gaszenia jest odmienna od wyżej wymienionych gazów chemicznych. Zamiast ingerować w reakcję spalania, gazy obojętnie wypierają powietrze z gaszonych pomieszczeń, obniżając tym samym stężenie tlenu do poziomu poniżej 12,5%. W takie atmosferze następuje ”zduszenie” pożaru. Wymaga to zdecydowanie wyższego stężenia gaśniczego niż w przypadku gazów chemicznych: od 39% do nawet 63%. Gazy obojętnie nie są magazynowane w stanie skroplonym, a ciśnienie butli wynosi od 200 do 300 bar. Dlatego gaszenie gazem obojętnym wymaga zdecydowanie więcej miejsca na zbiorniki oraz, ze względu na ich ciśnienie, dodatkowych zabezpieczeń. Ponadto stężenia gaśnicze gazów obojętnych są bliskie stężeń niebezpiecznych dla ludzi, stąd wymagane jest profesjonalne podejście do projektowania i szczegółowe obliczenia. Korzyścią stosowania gazów obojętnych jest spora elastyczność hydrauliczna – w przeciwieństwie do gazów chemicznych, gazy obojętne osiągają stężenia gaśnicze w czasie od 60 do 120 sekund, przez co doskonale sprawdzają się dla bardzo dużych kubatur czy systemów wielostrefowych, gdzie wiele pomieszczeń zabezpieczanych jest jedną baterią butli.
- Dwutlenek węgla, mimo iż jest składnikiem powietrza, stanowi osobną kategorię wśród gazów gaśniczych. Podobnie jak gazy obojętne gasi poprzez wyparcie tlenu z gaszonej przestrzeni, czemu dodatkowo towarzyszy wspomniany wcześniej efekt chłodzenia.
Czym są „czyste środki gaśnicze”?
Zarówno gazy chemiczne, jak i gazy obojętne (z wyjątkiem dwutlenku węgla) określane są często mianem czystych środków gaśniczych. Ich najważniejszą cechą jest to, że przy normalnym ciśnieniu powietrza i w wysokiej temperaturze towarzyszącej pożarom nie palą się, nie podtrzymują procesu spalania i nie wchodzą w żadne reakcje chemiczne z materiałami, które są gaszone. Są w pełni bezpieczne zarówno dla cennych eksponatów, jak i sprzętu elektronicznego. Po zastosowaniu gazy te odparowują, pozostawiając czyste i suche powierzchnie w gaszonej przestrzeni. Dlatego w przypadku zastosowania gazów chemicznych czy gazów obojętnych używa się często określenia czyste gaszenie – sam proces gaszenia nimi nie powoduje bowiem żadnych zniszczeń i szkód wtórnych.
Dwutlenek węgla również nie przewodzi prądu elektrycznego, a po jego odparowaniu nie pozostają żadne zanieczyszczenia. Nie jest on jednak zaliczany do czystych środków gaśniczych ze względu na swój negatywny wpływ na zdrowie i życie ludzi oraz fakt, że wyładowany pod ciśnieniem wywołuje korozję na powierzchniach wykonanych ze stali, aluminium czy ołowiu.
Do ochrony jakich obiektów stosuje się gazy gaśnicze?
Gaszenie gazami jest skuteczne w przypadku pożarów grup A (ciała stałe), B (ciecze palne i tłuszcze) oraz C (gazy). Stosuje się je przede wszystkim do zabezpieczania pomieszczeń, w których zgromadzony jest wrażliwy sprzęt elektroniczny, maszyny i urządzenia pod napięciem lub przedmioty o szczególnej wartości, których nie można narażać na ewentualne uszkodzenia wtórne spowodowane samym procesem gaszenia. Wykorzystuje się je między innymi do ochrony przeciwpożarowej serwerowni, centr przetwarzania danych, archiwów, muzeów, skarbców, hal produkcyjnych czy laboratoriów. Obiekty tego typu wymagają szczególnej ochrony, dlatego do gaszenia pożarów można w nich używać jedynie czystych środków gaśniczych. Gaszenie gazami zalecane jest również do ochrony pomieszczeń z palnymi cieczami i gazami oraz obiektów, w których z różnych względów nie można użyć wody, piany gaśniczej czy proszku.
Gaszenie gazami może być stosowane również do ochrony pojedynczych eksponatów, maszyn czy urządzeń. Warunkiem skutecznego gaszenia jest zapewnienie szczelności chronionych pomieszczeń i obiektów. Wyjątkiem jest dwutlenek węgla, który w momencie wyładowania wypływa częściowo w postaci ciekłej, co pozwala precyzyjnie nakierować strumień środka na chroniony obiekt, a po odparowaniu jest około 1,5 razy cięższy od powietrza, przez co nie ulatnia się tak szybko.
Należy również pamiętać o zapewnieniu skutecznych metod powiadamiania osób przebywających w zabezpieczanych pomieszczeniach o rozpoczęciu procesu gaszenia i zagwarantowaniu im czasu niezbędnego na ewakuację. Mimo iż w gaszeniu gazami nie stosuje się stężeń zagrażających ludzkiemu życiu, ze względów bezpieczeństwa tylko w wyjątkowych sytuacjach w pomieszczeniach gaszonych może przebywać odpowiednio przeszkolony personel.
Podsumowanie
Gaszenie gazami to aktualnie jedna z najpopularniejszych metod ochrony przeciwpożarowej obiektów. Jest przy tym bardzo wymagająca pod względem inżynierskim. Zarówno projektowanie, jak i montaż stałych urządzeń gaśniczych gazowych powinien odbywać się zgodnie z obowiązującymi normami. Stężenia projektowe gazów muszą być precyzyjnie wyliczone z uwzględnieniem nie tylko kubatury gaszonego obiektu, ale również znajdujących się w nim przeszkód, tak, aby przy zachowaniu wymaganych poziomów stężeń bezpiecznych dla personelu, zagwarantować skuteczność gaszenia. Dlatego opracowanie systemu gaszenia gazem dla każdego obiektu należy powierzyć podmiotom z odpowiednim doświadczeniem i wysokim poziomem wiedzy inżynierskiej.
