Inertyzacja jest jedną z metod skutecznego zabezpieczania obiektów przed niszczącą siłą ognia. Polega ona na kontrolowanym redukowaniu ilości tlenu znajdującego się w danym pomieszczeniu, maszynie czy urządzeniu, do poziomu, przy którym niemożliwe jest powstanie i podtrzymywanie reakcji spalania. Jako metoda walki z pożarami inertyzacja jest znana i stosowana od ponad stu lat, jednak stosunkowo niedawno zaczęła być wykorzystywana jako rozwiązanie prewencyjne, którego celem jest niedopuszczenie do pojawienia się ognia.
Jak redukcja tlenu chroni przed rozwojem pożaru?
Zgodnie z teorią tzw. trójkąta spalania (szerzej opisaną w artykule „Jak powstaje pożar?”), do powstania pożaru niezbędne jest zaistnienie w jednym miejscu i czasie trzech elementów: musi być dostarczony materiał palny (dowolna substancja mogąca ulec spaleniu), efektywne źródło energii termicznej (to ono inicjuje zapłon i później podtrzymuje proces spalania) oraz utleniacz. W zależności od charakterystyki obiektu, materiałem palnym mogą być składowane towary, materiały używane do produkcji, elementy maszyn i urządzeń czy sprzęt elektroniczny, tj. wszystkie substancje, które mogą zapalić się w obecności źródła zapłonu i utleniacza. Źródło energii elektrycznej może stanowić z kolei niewielka iskra, gorąca powierzchnia, elektryczność lub reakcja katalityczna. A rolę utleniacza pełni zazwyczaj obecny w powietrzu tlen.
Z wymienionych wyżej czynników najłatwiej jest kontrolować ilość tlenu obecnego w powietrzu. Dlatego inertyzacja, która polega na celowej redukcji stężenia tlenu, stanowi skuteczne rozwiązanie prewencyjne, uniemożliwiające lub znacznie ograniczające możliwość pojawienia się ognia czy wybuchu. Wszystkie substancje palne mają indywidualne minimalne wymagania dotyczące stężenia tlenu, które muszą być spełnione, żeby mogły zapłonąć. Dla większości z nich ilość tlenu niezbędna do powstania i podtrzymywania reakcji spalania wynosi między 13% a 17% objętości powietrza. Jeśli stężenie tlenu zostaje zredukowane poniżej tego minimum, wówczas powstaje atmosfera niepalna, co eliminuje ryzyko eksplozji lub wybuchu pożaru. Przy równoczesnej obecności substancji palnych o różnym poziomie najwyższego dopuszczalnego stężenia tlenu, należy uwzględnić wartość granicznego stężenia tlenu tej spośród występujących substancji, dla której jest ona najniższa.
Gazy obojętne stosowane w inertyzacji
Do procesu inertyzacji wykorzystuje się gazy obojętne, naturalnie występujące w powietrzu. Najlepsze właściwości inertne posiada azot, dlatego jest on najczęściej stosowany w instalacjach inertyzujących. Gęstość azotu jest zbliżona do gęstości powietrza, dzięki czemu znacznie łatwiej rozprowadza się w chronionym obiekcie niż pozostałe gazy obojętne. Ponadto azot nie jest toksyczny, a jego naturalne stężenie w powietrzu wynosi aż 78%, co sprawia, że łatwo go pozyskać na miejscu chronionego obszaru.
Gazem wykorzystywanym w inertyzacji, choć znacznie rzadziej, jest również dwutlenek węgla. W uzasadnionych przypadkach do redukcji stężenia tlenu stosowane są również gazy szlachetne, jak ma to miejsce w przypadku zagrożenia pożarem metali lekkich, które mogą wchodzić w reakcję z dwutlenkiem węgla czy azotem.
Główne elementy instalacji inertyzującej azotem
W przypadku inertyzacji azotem, za dostarczenie odpowiedniej ilości gazu odpowiedzialne są kompresory powietrza i generatory azotu. Zadaniem kompresorów jest sprężanie powietrza pozyskiwanego spoza chronionego obiektu do wymaganego poziomu roboczego i przekazanie go do generatora azotu, gdzie następuje odfiltrowanie cząsteczek azotu.
Oprócz źródła azotu niezbędnymi elementami instalacji inertyzującej są:
- rurociąg rozprowadzający gaz obojętny w zabezpieczanym pomieszczeniu, maszynie czy urządzeniu,
- aparatura kontrolno-pomiarowa, zapewniająca stały monitoring poziomu stężenia tlenu lub gazu inertnego,
- system kontroli i sterowania, w tym m.in. zawory strefowe w przypadku, gdy zabezpieczany obiekt posiada wydzielone strefy ochrony.
Działanie instalacji inertyzującej polega na stałym kontrolowanym wtłaczaniu gazu obojętnego do chronionego obiektu, co prowadzi do zmiany składu mieszaniny gazów w nim występujących, w tym redukcji stężenia tlenu do zadanego poziomu granicznego.
System Sygnalizacji Pożaru jako zalecane uzupełnienie instalacji inertyzującej
Aby zapewnić odpowiedni poziom ochrony obiektu, zalecane jest uzupełnienie instalacji inertyzującej Systemem Sygnalizacji Pożaru (SSP) wykorzystującym zasysające czujki dymu. Czujki te stale analizują skład atmosfery chronionego pomieszczenia i są w stanie wykryć nawet najmniejsze cząstki dymu. W przypadku wielu materiałów palnych m.in. przewodów elektrycznych czy urządzeń elektronicznych, w wyniku pojawienia się źródła energii termicznej (na skutek awarii lub zwarcia) dochodzi do ich zapłonu. Następuje faza tlenia tych materiałów, która w obiektach wyposażonych w SSP zostanie wykryta przez czujki wczesnej detekcji dymu, a sygnał o zagrożeniu zostanie przekazany do wyznaczonego personelu.
W atmosferze niepalnej faza tlenia pożaru nie ma możliwości rozwinięcia się w fazę ogniową. Należy jednak pamiętać, że działanie instalacji inertyzującej polega na zredukowaniu stężenia tlenu do poziomu, przy którym stałe, a nawet czasowe przebywanie ludzi jest wykluczone. A całkowite wyeliminowanie sytuacji, w których ludzka interwencja jest konieczna, często jest niemożliwe. Choćby na potrzeby serwisu czy okresowych przeglądów samej instalacji inertyzującej lub innych instalacji występujących na obiekcie, wymagane będzie czasowe wyłączenie procesu inertyzacji i przywrócenie naturalnego składu atmosfery. W tym czasie obiekt nie jest chroniony. Jeśli stale występuje w nim materiał palny i źródło zapłonu, po dostarczeniu odpowiedniej ilości tlenu łatwo o wybuch pożaru.
Zastosowanie instalacji inertyzujących
Inertyzacja może być z powodzeniem stosowana do ochrony przeciwpożarowej obiektów bezobsługowych lub takich, w których sporadycznie przebywają ludzie. A warunkiem jej skuteczności jest zapewnienie odpowiedniej szczelności chronionych pomieszczeń, maszyn czy urządzeń. Doskonale sprawdzi się jako skuteczne zabezpieczenie przeciwpożarowe chłodni, magazynów automatycznych, w przemyśle chemicznym i specjalistycznym. Bardzo często wykorzystuje się ją również w pomieszczeniach teletechnicznych, serwerowniach i centrach przetwarzania danych. Polecana jest zarówno do istniejących, jak i nowych obiektów. Warto uwzględnić ją już na etapie projektowania, co pozwoli ograniczyć koszty i czas niezbędny na zaprojektowanie i montaż instalacji inertyzującej.
