CC BY
35
st. kpt. mgr inz. Pawe! ZBROZEK
Zaklad-Laboratorium Technicznego Wyposazenia Strazy Pozarnej i Technicznych Zabezpieczen Przeciwpozarowych
GENERATORY AEROZOLI GASNICZYCH WYTWARZANYCH PIROTECHNICZNIE
Streszczenie
W referacie przedstawiono budow? generatorow aerozolu wytwarzanych pirotechnicznie,
przeznaczenie i ograniczenia, dzialanie i mechanizmy gasnicze aerozolow, warunki bezpieczenstwa, zalety i wady generatorow.
Summary
This paper describes construction of condensed (pyrotechnic) aerosol generators, applications and limitations, performance and extinguishes mechanism of aerosols, health hazard, advantages and disadvantages aerosol generators.
1. Budowa i ogolny opis generatorow
Generatory aerozoli gasniczych wytwarzanych pirotechnicznie s^. to, w uproszczeniu, metalowe pojemniki wypelnione substancj^, ktora pod wplywem spalania generuje aerozol gasniczy.
Rys. 1 Schemat generatora aerozolu
Aerozolowy generator gasniczy sklada si? z:
1. stalowej obudowy, zwykle cylindrycznej,
2. zapalnika wyzwalanego elektrycznie przez sygnal podawany z centrali sterowania gaszeniem; zapalnik wyzwala reakcj? chemiczn^. w generatorze; dodatkowo lub opcjonalnie moze bye zapalnik wyzwalany termicznie tzn. przekroczenie okreslonej wartosci temperatury w pomieszczeniu powoduje aktywacj? generatora,
3. srodka aerozolotworczego w postaci sprasowanego bloku; podstawowymi skladnikami s^: azotan lub nadchloran potasu (rzadziej sodu) jako utleniacz oraz zywice fenolowe, poliestrowe lub epoksydowe jako paliwo i jako spoiwo,
4. komory reakcji chemicznej, umiejscowionej pomi?dzy komor^. srodka aerozolotworczego, a komory chlodzenia; w tej komorze powstaje aerozol gasniczy,
5. komor chlodzenia - przestrzeni wewn^trz obudowy, w ktorej aerozol jest filtrowany i chlodzony przed wypuszczeniem na zewn^trz; znajduj^. si? tam substancje pochlaniaj^ce cieplo oraz zatrzymuj^ce zuzel.
Srodek aerozolotworczy to sprasowany blok o odpowiednio dobranym skladzie chemicznym umozliwiaj^cym stosunkowo wolne i rownomierne spalanie. Gaszenie generatorem gasniczym polega na zapaleniu srodka aerozolotworczego, nast?pstwem czego jest intensywne wydzielanie w produktach spalania aerozolu gasniczego do obszaru pozaru. Gaszenie zachodzi poprzez wypelnienie aerozolem przestrzeni gaszonej - podobnie jak gaszenie gazami oboj?tnymi. Chociaz glowny mechanizm gasniczy aerozoli to nie rozcienczanie tlenu jak w przypadku gazow inercyjnych, ale inhibicja, czyli wychwytywanie i wi^zanie wolnych rodnikow odpowiedzialnych samopodtrzymuj^c^ si? lancuchow^. rekcj ^ zachodz^c^. w plomieniu.
Fot. 1 i 2 Strumien aerozolu podczas rozladowania na hali i na wolnym powietrzu.
Aktywacja generatora moze nast^pic elektrycznie poprzez system automatycznego wykrywania pozaru albo, rzadziej, termicznie poprzez samoistne zapalenie termoczulego zaprojektowanego na odpowiedni^. temperature lontu (spelniaj^cego podobn^ funkcje jak ampulka lub zamek topikowy w tryskaczu). Po przekroczeniu okreslonej wartosci temperatury (np. 150 OC) nastepuje samozaplon lontu a nastepnie plon^cy lont odpala zaplonnik generatora i dalej substancje aerozolotwórcz^.. Produktem spalania substancji zawartej w metalowym pojemniku jest aerozol gasniczy o wlasciwosciach fizyko-chemicznych zblizonych do proszków gasniczych klasy BC i dzialaj^cych w podobny sposób na plomien. Dla przypominania podam, ze proszki gasnicze klasy BC dzialaj^ inhibituj^co tylko na plomien, natomiast nie tworz^. warstwy odizolowuj^cej paliwo od strefy spalania jak ma to miejsce w przypadku proszków klasy ABC. Totez proszki klasy BC jak równiez aerozole wykazuj^. nikl^ skutecznosc gasniczy w przypadku zaawansowanego pozaru cial stalych zweglaj^cych sie (pozary grupy A) ale skutecznie gasz^. plomienie - szczególnie w zakresie pozarów cieczy (pozary grupy B). Skutecznosc gaszenia plomieni za pomoc^. okreslonego rodzaju zdyspergowanego medium gasniczego (proszek gasniczy, aerozol, mgla wodna) zalezy od tego jak duz^. powierzchnie to medium oddzialuje na plomien - im wieksza powierzchnia oddzialywania medium tym skutecznosc gaszenia jest wyzsza. Aby zwiekszyc powierzchnie oddzialywania medium gasniczego, np. proszku, mozemy albo zwiekszyc ilosc podawanego proszku, albo przy tej samej masie proszku zmniejszyc jego ziarna. Pogl^dow^ zaleznosc miedzy wielkosci^ drobin (srednic^) a ich powierzchnia wlasciw^ przedstawia wykres na rysunku 2. Powierzchnie wlasciw^ wyraza sie zwykle w [cm /g], w przypadku
2 3
rozpylonych cieczy (mgly wodnej) podaje sie równiez w [cm /cm ]. Przedstawione na wykresie zaleznosci maj^ jedynie sens pogl^dowy gdyz krzywa tam przedstawiona charakteryzuje powierzchnie wlasciw^ dla ukladu monodyspersyjnego, którego ziarna tworz^. powierzchnie idealne sferyczne. Proszki gasnicze to uklady polidyspersyjne (o róznych wielkosciach ziaren), których powierzchnie ziaren s^ bardzo nieregularne, dlatego rzeczywisty ksztalt krzywej charakteryzuj ^cej powierzchnie wlasciw^ moze byc odpowiedni tylko dla danego rodzaju proszku.
1200
Powierzchnia
7 r . 800
wtasciwa ziaren AD
2 3
[cm /cm ]
z 400
0
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1
Srednice ziaren [cm]
Rys. 2. Powierzchnia wlasciwa AD jednorodnych drobin o sferycznym ksztalcie w zaleznosci od ich srednicy.
Aerozole majc w porownaniu z proszkami duzo mniejsze ziarna - o kilka rz?dow wielkosci. Z tego powodu, ze aerozole skladajc si? z duzo mniejszych drobin, majc one duzo wi?ksz^ powierzchnie wlasciwc i dzi?ki temu przy tej samej masie medium gasniczego rozwijajc znacznie wi?ksz^ powierzchni? oddzialywania w plomieniu, co powoduje, ze bardziej skutecznie gaszc plomienie.
Generatory posiadajc mas? od kilkunastu gramow (do zabezpieczania podzespolow elektronicznych) do kilkudziesi?ciu kilogramow. Dysze s^ polozone w taki sposob, ze generator moze wytwarzae rozproszony lub zwarty strumien aerozolu od kilkudziesi?ciu centymetrow do kilku metrow bezposredniego zasi?gu. Specjalne dyfuzory nakladane na dysze pozwalajc na dowolne ksztaltowanie zasi?gu i ksztaltu strumienia a jednoczesnie wychwytujc cz?se zanieczyszczen z aerozolu.
Generatory aerozolu dzi?ki temu, ze sc proste w montazu, latwe w obsludze i konserwacji a przy tym bezpieczne dla ludzi i przyjazne dla srodowiska naturalnego zdobywajc coraz wi?cej zwolennikow. Tym bardziej, ze sc one ci^gle udoskonalane przez producentow jak rowniez doskonalone sc metody projektowania systemow gasniczych opartych o generatory aerozolu. Zapewne generatory b?dc wypieraly z niektorych obszarow klasyczne urz^dzenia gasnicze - glownie gazowe, w zdecydowanej jednak mierze b?dc zajmowaly nisz?, jaka od dawna istnieje mi?dzy podr?cznym sprz?tem gasniczym a stosunkowo drogimi klasycznymi urz^dzeniami gasniczymi.
Zrozumiala i uzasadniona jest nieufnose w stosunku do tego typu „nowinek". Jednak gruntowne zapoznanie si? z tc technologic gasnicz^ pozwoli rozwiae wi?kszose w^tpliwosci. Mimo sk^pych danych statystycznych z terenu dotycz^cych zachowania si? generatorow
w czasie rzeczywistych pozarów, to jednak odnotowano wiele przykladów skutecznego ich dzialania - szczególnie w kraju ich pochodzenia w Rosji. Dla przykladu - glosny pozar wiezy telewizyjnej „Ostankino" w Moskwie byl ugaszony glównie za pomoc^ generatorów aerozolu wrzucanych do pozaru. Coraz bardziej nowoczesne, skuteczne, bezpieczne a przy tym estetyczne i zajmuj^ce niewiele miejsca urz^dzenia gasnicze, jakim s^. generatory aerozolu maja szanse stac siç powszechnymi urz^dzeniami gasniczymi - podobnie jak tania i efektywna czujka autonomiczna w obszarze systemów wykrywania pozarów.
W CNBOP w ostatnich kilkunastu latach przebadano kilka rodzajów generatorów aerozoli gasniczych wytwarzanych pirotechnicznie. Czçsc z nich przeszla badania pozytywnie. Dotychczas wykonywano badania na podstawie wlasnych metodyk. Obecnie korzystamy pomocniczo z projektów norm europejskich (prEN 15276- 1 i 2) oraz amerykanskich (NFPA 2010), gdyz klienci zycz^. sobie, aby wykonywac badania na zgodnosc z tymi normami. Z uwagi na niedoskonalosci norm europejskich proponujemy klientom, aby zrezygnowali z kilku maloistotnych lub wrçcz bezcelowych badan wymienionych w normach w zamian za inne przez nas opracowane badania decyduj^ce o bezpieczenstwie stosowania np.
1. Kompatybilnosci elektromagnetycznej polegaj^cej na sprawdzeniu odpornosci na zaklócenia elektromagnetyczne,
2. Badan cisnieniowych, czyli sprawdzeniu, jakie cisnienie moze wytworzyc pracuj^cy generator w przestrzeni zamkniçtej,
3. Wplywu pozostalosci po wyladowaniu na bezpieczenstwo pozarowe, gdyz spalaj^ca siç substancja aerozlotwórcza sama w sobie moze stanowic zagrozenie pozarowe.
Pomimo ze generatory mog^ tworzyc instalacjç gasniczy w obiekcie budowlanym nie zostaly one objçte mandatem Komisji Europejskiej harmonizuj^cym z Dyrektyw^. Budowlan^ 89/106/EWG. Podobna sytuacja jest z ugruntowanymi juz na rynku zabezpieczen p.poz urz^dzeniami gasniczymi mglowymi. Z tego powodu wyrobom tym nie moze byc nadany znak CE ani tez krajowy znak B, mog^. byc jedynie poddane dobrowolnej ocenie zgodnosci. Jednak mechanizmy rynkowe, a nie wymogi prawne wymuszaj^. od producentów uzyskanie certyfikatu zgodnosci.
2. Klasyfikacja generatorów aerozoli gasniczych
Aerozol gasniczy moze byc wytwarzany dwoma sposobami:
- pirotechnicznie, w ktorych aerozol jest wytwarzany w wyniku spalania srodka aerozol otworczego,
- pneumatycznie, w ktorych aerozol jest wytwarzany w wyniku podania strumieniem sprçzonego gazu bardzo rozdrobnionego proszku (srednice ziaren rzçdu 0,001mm) podobnie jak ma to miejsce w gasnicach proszkowych.
Dotychczas praktyczne zastosowanie znalazly aerozole wytwarzane pirotechnicznie. Oprocz aerozoli fazy stalej (wysoko zdyspergowanych proszkow) wykorzystuje siç do gaszenia aerozole fazy cieklej (wody i roztworow wodnych) popularnie nazywanych mgl^. wodn^.. Jest to rowniez gwaltownie rozwijaj^ca siç i bardzo obiecuj^ca technologia gasnicza.
Podstawowym zadaniem wiçkszosci stalych urz^dzen gasniczych nie jest ugaszenie pozaru, ale uzyskanie kontroli nad pozarem, czyli powstrzymanie rozwoju pozaru, jego stlumienie i doprowadzenie do sytuacji, w ktorej pozar mozna dogasic rçcznie. Przejçcie kontroli nad pozarem jest celem zdecydowanej wiçkszosci stalych urz^dzen gasniczych tryskaczowych, mglowych jak rowniez aerozolowych. Po zadzialaniu tego typu systemow gasniczych po automatycznym gaszeniu pozaru konieczna jest niezwloczna interwencja sluzb pozarniczych w celu sprawdzenia skutecznosci gaszenia i ewentualnego dokonczenia akcji gasniczej. Urz^dzenia gasnicze aerozolowe, w zaleznosci od aplikacji mog^ byc przeznaczone do ugaszenia pozaru lub do kontrolowania pozaru, czyli przejçcia kontroli nad pozarem.
3. Przeznaczenie, zakres i warunki stosowania
Aerozolowe generatory gasnicze mog^ byc czçsci^ systemu gasniczego lub stanowic samodzielne urz^dzenie gasnicze. Aerozolowe generatory gasnicze stanowi^ce samodzielne urz^dzenie gasnicze to generatory z autonomicznym mechanizmem wyzwalania wchodz^cym integralnie w sklad danego generatora - np. z lontem, ktory ulega samozapaleniu po przekroczeniu okreslonej temperatury zadzialania. Aerozolowe generatory gasnicze bçd^ce czçsci^ systemu gasniczego to generatory wpiçte w instalacjç gasnicze ktore s^. w tej instalacji monitorowane i wysterowywane.
Aerozolowe generatory gasnicze bçd^ce czçsci^ systemu gasniczego lub stanowi^ce samodzielne urz^dzenie gasnicze przeznaczone s^ do gaszenia grup pozarow1:
1) grupy A (pozary powierzchniowe),
2)grupy B,
3)grupy C ,
1 PN-EN 2: 1998
i ponadto do gaszenia urz^dzeñ pod napi^ciem.
W CNBOP przeprowadzilismy testy pozarowe z róznymi materialami i w róznych konfiguracjach. Niektóre generatory okazywaly si? bardziej skuteczne inne mniej skuteczne. Na ich skutecznosc zapewne mial wplyw sklad chemiczny substancji aerozolotwórczej, efektywnosci chlodzenia aerozolu oraz zastosowane st?zenia i stopien dyspersji. Na podstawie przeprowadzonych badan potwierdzam, ze generatory aerozolu mog^. byc (po uprzednich badaniach) stosowane do:
- gaszenia izolacji przewodów elektrycznych PCV pod warunkiem odl^czenia od zasilania, w przeciwnym razie mog^. tylko kontrolowac pozar,
- kontrolowania pozarów tkanin - aerozol gasi plomienie i zapobiega rozwojowi jednak po wywietrzeniu moze nast^pic powrót spalania, dlatego wymagane jest dogaszanie,
- kontrolowania pozarów z drewnem, materialami drewnopochodnymi i papierem (pod warunkiem wczesnego rozpocz?cia gaszenia),
- gaszenia i kontrolowania niektórych materialów drewnopochodnych: sklejka, plyta okleinowa, MDF wymienionych w prEN 15276-1,
- gaszenia i kontrolowania tworzyw sztucznych: polistyren (PS), polietylen (PE), polipropylen (PP), akrylonitryl-butadien-styren (ABS), polimetakrylan metylu (PMMA),
Fot. 3 i 4 Stos z tkaninami.
Fot 4 i 5 Polistyren przed gaszeniem i po gaszeniu.
Fot 5 i 7 Test gasniczy ze stosem drewna.
Fot 8 i 9 Test gasniczy z polietylenem.
- gaszenia cieczy palnych: ropopochodnych, cieczy polarnych, olei jadalnych w tym gaszenia tych cieczy w duzych kubaturach - badania wykonano na hali 2650 m i wysokosci 7,5 m.
W rzeczywistych aplikacjach generatory aerozolu powinny byc bardzo skuteczne do:
- kontrolowania i gaszenia pozarow tuneli kablowych,
- gaszenia maszynowni i przedzialow silnikow,
- gaszenia generatorow elektrycznych i pomieszczen z paliwem do silnikow tych generatorow,
- gaszenia transformatorow energetycznych,
- gaszenia kotlowni olejowych,
- gaszenia kabin lakierniczych,
- gaszenia lub kontrolowania stacji przekaznikowych telekomunikacyjnych.
Stosowanie generatorow aerozolu do gaszenia pozarow grupy C nie jest przeze mnie polecane, jest jednak mozliwe - wymaga zastosowania specjalnych srodkow technicznych oddzielaj^cych paln^. atmosfer? gazow od materialu aerozolotworczego.
Zalet^. aerozoli gasniczych jest fakt, ze s^. w stanie ugasic pozar grupy B przy niewielkim st?zeniu - najbardziej efektywne aerozole gasily pozary testowe z heptanem przy st?zeniu 0,06 kg/m . Jest to wartosc 10-krotnie mniejsza niz minimalne st?zenie projektowe proszkow na bazie w?glanow. Poza tym skutecznie, bezpiecznie i stosunkowo tanio gasz^. ciecze palne w tym ciecze polarne (alkohole) oraz oleje jadalne.
Tabela 1. Minimalne st?zenia projektowe wybranych srodkow gasniczych przy gaszeniu
pozaru z grupy B (heptanu).
Srodek gasniczy Min. stgzenie projektowe pozar. grupy B [kg/m3] Zrodlo Uwagi
Aerozol gasniczy 0,1 Dane producenta W przeliczeniu na mas? srodka aerozolotworczego - bez uwzgl?dniania masy chlodziwa i pojemnika
Proszek gasniczy na bazie w?glanow 0,65 wg PN-EN 124162:2005 Stale urz^dzenia gasnicze-Urz^dzenia proszkowe-Cz?sc 2: Projektowanie, instalowanie i konserwacja. Bez uwzgl?dnienia wentylacji, otworow, otwartych powierzchni i wspolczynnika zaleznego od sumarycznej powierzchni chronionego pomieszczenia
Zamiennik halonu HFC227ea (np. FM-200) 0,7 wg ISO 14520-9: 2001 Stale urz^dzenia gasnicze gazowe -Wlasciwosci i projekt instalacji - Srodek gasniczy HFC227ea W temperaturze 20 OC
Dziçki uzyskaniu dobrych efektow gasniczych przy stosunkowo niskich stçzeniach nie zajmuj^ duzych przestrzeni jak to ma miejsce np. w przypadku stalych urz^dzen gasniczych (SUG) na CO2.
Tabela 2. Porownanie objçtosci roznych srodkow gasniczych niezbçdnych do gaszenia okreslonej objçtosci V.
Rodzaj sktadowanego srodka gasniczego Objçtosc srodka gasniczego niezbçdna do gaszenia okreslonej objçtosci V
srodek aerozolotworczy 1 jednostka objçtosci
HFC227ea (np. FM-200) 6 j ednostek obj çtosci
CO2 15 j ednostek obj çtosci
gazy obojçtne (200 bar) ok. 40 jednostek objçtosci
Charakterystyczn^. cech^. aerozoli gasniczych wytwarzanych pirotechnicznie jest to, ze zwiçkszanie stçzenia powyzej okreslonych stçzen „nasycenia" nie powoduje wzrostu efektywnosci gasniczej - a wrçcz przeciwnie rozladowanie wiçkszej liczby generatorow niz to wynika z obliczen projektowych spowoduje uzyskanie wyzszych temperatur w chronionym pomieszczeniu co moze sprzyjac rozwojowi pozaru - np. tlenia.
Jak kazdy srodek gasniczy tak rowniez aerozole gasnicze nie powinny byc stosowne do niektorych aplikacji w ktorych s^. nieskuteczne lub same mog^. stanowic zagrozenie pozarowe.
W stosowaniu generatorow aerozolu nalezy stosowac nastçpujqce ograniczenia:
A. Generatorow aerozolu nie wolno bezwzglçdnie stosowac:
1. Do gaszenia materialow zapalaj^cych siç samorzutnie na powietrzu,
2. Do gaszenia materialow wybuchowych i pirotechnicznych,
3. Do gaszenia materialow ulegaj^cych samorzutnemu rozkladowi lub polimeryzacji,
4. Do gaszenia metali - pozary grupy D.
B. Generatory aerozolu wykazujq:
1. Nieskutecznosc - przy pozarach, przy ktorych spalanie jest bezplomieniowe lub, przy ktorych tlen nie jest dostarczany z powietrza,
2. Nisk^. skutecznosc - przy pozarach glçboko posadowionych, pozarach materialow tl^cych siç, zarz^cych siç lub zwçglaj^cych siç (ograniczaj^. siç do kontrolowania takiego pozaru),
C. Nalezy podjqc szczegôlne srodki ostroznosci i przeprowadzic szczegôtowq analizç zagrozen przy stosowaniu generatorow w nastçpujqcych aplikacjach:
1. Do gaszenia cieczy palnych o znacznej objçtosci (powyzej kilku m ), lub cieczy mog^cych
2
siç spalac ze stosunkowo duzej powierzchni (powyzej kilku m ),
2. Do gaszenia na otwartym powietrzu lub w pomieszczeniach o duzych nieszczelnosciach uniemozliwiaj^cych utrzymanie stçzenia gasniczego przez zalozony czas,
3. Do gaszenia w pomieszczeniach o duzych kubaturach (powyzej kilu tysiçcy m ) lub o znacznych wysokosciach,
4. Do gaszenia cieczy palnych o temperaturze zaplonu ponizej 328,15 K (55OC) - pozary grupy B (normy prEN 15276- 1 i prEN 15276- 2 dopuszczajc tak^ aplikacjç),
5. Do gaszenia gazow palnych - pozary grupy C (normy prEN 15276- 1 i prEN 15276- 2 dopuszczaj с tak^ aplikacj ç),
6. Do gaszenia w przestrzeni o bardzo malej wysokosci - z uwagi na tendencjç do osiadania oraz przestrzeni, w ktorych wystçpujc przeszkody w swobodnym rozchodzeniu siç aerozolu - z uwagi na tendencjç do osiadania aerozolu na tych przeszkodach.
Nieuwzglçdnienie punktow A.1., A.2., A.3., A.4. wi^ze siç z ryzykiem wybuchu pozaru ktory moze byc zapocz^tkowany wyrzutem rozpalonych drobin zuzla (lub chlodziwa) w strumieniu aerozolu. Ponadto, nieuwzglçdnienie punktu C.4. i C.5. wi^ze siç z ryzykiem wybuchu w przypadku gdy stçzenie par cieczy palnej lub gazu palnego w otoczeniu pracuj^cego aerozolowego generatora gasniczego przekroczy doln^. granicç wybuchowosci (DGW).
Nieuwzglçdnienie punktu B.1. i B.2., wi^ze siç z ryzykiem nieugaszenia ewentualnego pozaru z uwagi na zastosowanie srodka gasniczego o nie odpowiednim mechanizmie gasniczym do danego rodzaju pozaru, nieuwzglçdnienie punktu C.2. i C.6. wi^ze siç z ryzykiem nieugaszenia ewentualnego pozaru z uwagi na szybko spadaj^ce stçzenie srodka gasniczego lub niedotarcie srodka gasniczego w odpowiednim stçzeniu do ogniska pozaru. Z uwagi na brak danych statystycznych w zakresie skutecznosci gasniczej aerozolowych generatorow gasniczych w warunkach eksploatacji na obiektach, jak rowniez niedoskonalosc metod projektowania oraz z uwagi na brak potwierdzonych danych dotycz^cych niezawodnosci aerozolowych generatorow gasniczych w warunkach eksploatacji zaleca siç szczegôln^ ostroznosc przy zabezpieczaniu obiektow w odniesieniu, do ktorych nieskuteczne gaszenie w jednym fragmencie strefy gaszenia moze miec istotne nastçpstwa w skutecznosci gaszenia calej strefy gasniczej np. jak w warunkach w C.1.i C.3.,
Wszelkie aplikacje generatorow aerozolu, ktore moglyby budzic obawy dotycz^ce skutecznosci lub poziomu bezpieczenstwa CNBOP zaleca poddac odpowiednim badaniom i szczegolowej analizie.
4. Bezpieczenstwo stosowania i niezawodnosc dzialania
W zakresie bezpieczenstwa srodka gasniczego wymagany jest certyfikat Panstwowego Zakladu Higieny. Ponadto podczas badan generatory sc obserwowane czy w czasie ich aktywacji i dzialania nie nastçpuje zbyt gwaltowne spalanie grozcce wywiczaniem siç zbyt wysokiej temperatury w strumieniu aerozolu lub uszkodzeniem obudowy do rozerwania wlccznie. Generatory mogcce stwarzac takie zagrozenie uzyskujc negatywny wynik badan w naszym instytucie. W CNBOP nie prowadzono badan nad bezpieczenstwem stosowania generatorow w obecnosci innych materialow, z ktorymi aerozol moglby wejsc w reakcjç. Nie prowadzono badan rowniez nad wplywem aerozolu i temperatury wytwarzanej z generatorow na materialy i urzcdzenia. Niemniej samo zapylenie moze eliminowac generatory z aplikacji, w ktorych wymagana jest wysoka czystosc. Generatory mogc byc skutecznie i bezpiecznie stosowane pod warunkiem, ze zidentyfikuje siç wszystkie mozliwe zagrozenia i podejmie odpowiednie srodki zapobiegawcze. Do glownych zagrozen, jakie niosc ze sobc stosowanie generatorow aerozolu nalezc:
1. Znaczne ograniczenie widocznosci, (praktycznie calkowite) dlatego przy ochronie duzych powierzchni nalezy miec na wzglçdzie ten czynnik przy planowaniu ewakuacji.
2. Szkodliwe dzialanie na organizm czlowieka przy dlugim oddzialywaniu aerozolu - glownie na drodze inhalacji. Oprocz wysoko zdyspergowanych soli i tlenkow metali alkaicznych -zwykle potasu, w produktach powstajecych przy wytwarzaniu aerozolu znajdujc siç rowniez inne substancje mogcce byc inhalowane przez czlowieka bçdccego w przestrzeni dzialania aerozolu: amoniak, tlenki azotu, tlenek wçgla, cyjanowodor. Po rozladowaniu generatora do stçzenia projektowego substancje te wystçpujc zwykle w sladowych lub podprogowych ilosciach. Nalezy jednak przed wprowadzeniem generatorow na rynek wykonac analizç jakosciowc oraz ilosciowc produktow wydzielajecych siç ze spalania substancji aerozolotworczej oraz porownac ich z dopuszczalnymi stçzeniami progowymi (przekroczenie ich jest niebezpieczne dla ludzi). Jesli w produktach powstajecych przy wytwarzaniu aerozolu wystçpujc substancje w ilosciach przekraczajecych okreslone dla czlowieka niebezpieczne wartosci progowe to aerozoli tych nie mozna stosowac w pomieszczeniach, w ktorych przebywaj с ludzie.
3. Mozliwosc poparzenia sie roztadowuiqcym sie generatorem lub mozliwosc uszkodzenia oczu strumieniem aerozolu (w przypadku bezposredniego skierowania z malej odleglosci strumienia aerozolu na czlowieka). Dlatego dysze generatorow nie nalezy kierowac bezposrednio na miejsca, w ktorych mogc przebywac ludzie. W tabeli ponizej przedstawiono srednie temperatury, jakie mozna zaobserwowac w strumieniu aerozolu
Tabela 3. Wartosci temperatur w strumieniu aerozolu (wartosci orientacyjne - zalezne od typu generatora)
Gdleglosc od czola dyszy generatora
3 cm 1G cm 32 cm 1GG cm
5GG - 6GG GC 15G - 2GG GC 5G - 1GG GC 2G - 3G GC powyzej temp otoczenia
4. Mozliwosc uszkodzenia materialów i aparatury wrazliwych na zanieczyszczenia - aerozol (np. aparatura elektroniczna wymagaj^ca czystego srodowiska, niektóre czyste procesy technologiczne),
5. Mozliwosc uszkodzenie materialów i aparatury wrazliwych na wysokie pH - pyl moze miec w srodowisku wodnym wartosc pH B-1G. Pyl ma wlasciwosci higroskopijne, co w pol^czeniu z jego wysokim pH oddzialuje korozyjnie na srodowisko, w którym zalega. Aby temu zapobiec osiadly z aerozoli pyl, zuzel, jaki i zuzyte generatory nalezy mozliwie szybko usun^c. Do usuwania pylu nie ma koniecznosci stosowania specjalnych ochron dróg oddechowych, jednak zaleca siç wyposazyc w maskç przeciwpylow^. szczególnie, jesli praca ta ma potrwac dluzej.
6. Uszkodzenia termiczne elementów polozonych bezposrednio pod pracuj^cym generatorem i w zasiçgu bezposredniego oddzialywania strumienia - na fot 2 pokazano przepalenia i osmalenia spowodowane na papierze podlozonym pod generatorem.
Fot. 1G i 11 Przepalenia papieru spowodowane wyrzucanymi razem z aerozolem drobinami gor^cego zuzla.
7. Podwyzszenie sredniej temperatury w pomieszczeniu, w którym nastepilo wyladowanie aerozolu - w momencie osiegniçcia stçzenia gasniczego temperatura moze chwilowo wzrosnee nawet o 15 OC. Jesli w chwili rozpoczçcia wyladowania temperatura w pomieszczeniu ma wartose 20 OC to w momencie zakonczenia wyladowania mozemy siç spodziewae szczytowej temperatury З5 OC a nastçpnie jej spadku.
8. Podwyzszenie cisnienia w szczelnym pomieszczeniu. Na skutek spalania substancji aerozolotwórczej powstaje gazowe produkty spalania oraz wzrasta temperatura. Czynniki te powoduje, ze w hermetycznym pomieszczeniu na skutek spalania substancji aerozolotwórczej w ilosci odpowiedniej do stçzenia projektowego moze wzrosnee cisnienie nawet do 20 kPa. Wydluzony w czasie okres generowania aerozolu przy niewielkich nawet nieszczelnosciach pozwala na zlagodzenie efektu narastania cisnienia.
9. Dose szybki spadek stçzenia aerozolu w czasie na skutek osadzania siç aerozolu, dlatego w przypadku koniecznosci zachowania dlugiej retencji konieczne se dodatkowe doladowania w okresach co okolo 10-15 min. Podany czas jest wartoscie szacunkowe. W celu dokladnego wyznaczenia tego czasu nalezaloby wykonae pomiary gçstosci optycznej aerozolu, co zamierzamy w przyszlosci wykonywae o ile uda nam siç zdobye odpowiedni densytometr. Jesli pomieszczenie jest na tyle szczelne, ze aerozol nie „ucieka" z gaszonego pomieszczenia, a tylko osiada to srodkiem zapobiegawczym przeciw temu osiadaniu moze bye uzycie wentylatorów.
10. Zawodnosc odpalania. Urzcdzenia pracujece z wykorzystaniem pirotechniki maje te przypadlose, ze czasem zdarzaje siç niewypaly. Czy se to pociski bojowe, czy se to splonki górnicze, czy se to zawory uruchamiane pirotechnicznie to dopuszcza siç pewien skonczony odsetek niewypalów. Srodkiem zapobiegawczym moze tu bye redundancja czyli ich dublowanie - co w przypadku generatorów moze bye z powodzeniem zastosowane. Redundancja moze bye stosowana na poziomie konstrukcji generatorów: wówczas do bloku aerozolotwórczego generatora nalezy podleczye nie jeden, ale dwa zaplonniki - odpalenie któregokolwiek zaplonnika powoduje uruchomienie generatora. Redundancja moze bye stosowana na poziomie projektowania instalacji gasniczej: wówczas w przestrzeni gaszenia nalezy zwiçkszye wyliczone liczbç generatorów o wspólczynnik niezawodnosci (np. 1 szt. + 10%) zaokreglany zawsze „w gó^".
11. Koniecznosc wytgczenia klimatyzacji w czasie gaszenia gdyz aerozol jest wychwytywany przez filtry urzedzenia klimatyzacyjnego, co przyczynia siç do szybkiego spadku stçzenia aerozoli, a poza tym grozi to uszkodzeniem klimatyzacji.
Poslowie
Technologia ta, mimo ze jest stosowana komercyjnie z sukcesem juz od wielu lat wymaga dalszych badan i doskonalenie tak w zakresie funkcjonowania systemow gasniczych jak i samych generatorow. CNBOP zajmuje siç tc technologic od wielu lat, wnosz^c istotny wklad w badania i rozwoj. Mam nadziejç, ze utrzymamy w tym zakresie pozycjç lidera nie tylko w naszym regionie, ale i na globalnym rynku.
Literatura
1. prEN 15276- 1 Fixed firefighting systems - Condensed aerosol extinguishing systems -Part 1 : Requirements and test methods for components.
2. prEN 15276- 2 Fixed firefighting systems - Condensed aerosol extinguishing systems -Part 2: Design, installation and maintenance.
3. NFPA 2010 - Standard for Fixed Aerosol Fire - Extinguishing Systems - 2005 Edition.
