Plynová hasicí zařízení

V posledních letech lze zaznamenat velký rozvoj oboru plynových hasicích zařízení což je vyvoláno především rozvojem IT technologií, které nás ve stále větší míře obklopují a v některých případech přímo determinují život v civilizovaných zemích. V řadě případů se jedná o zařízení s vysokou pořizovací cenou jehož výpadek z důvodu požáru by měl v mnoha případech dramatické následky doprovázené mnohamilionovými finančními ztrátami. Příkladem jsou např. záložní a provozní servery bank a pojišťoven, telekomunikační centra a řídící systémy, vysílací zařízení televizních a rozhlasových stanic nebo celosvětově propojená bookovací zařízení leteckých společností.

Je logické, že provozovatelé těchto systémů, vědomi si následku jejich vyřazení, hledají jejich optimální protipožární zabezpečení. Z celého komplexu požárně bezpečnostních opatření jsou to právě plynová hasicí zařízení, která v situaci, že opatření pasivní prevence selžou, mohou sehrát jako aktivní protipožární opatření svoji roli a omezit škody způsobené požárem na minimum.

K tomu, aby se naplnila tato očekávání, je třeba splnit řadu předpokladů, mezi které patří např. volba vhodného druhu hasiva. Již tento úkol nepatří mezi jednoduché, jelikož žádný druh stabilních hasicích zařízení nezaznamenal v posledních létech tak výrazné změny v nabídce hasiv jako je tomu u plynových hasicích zařízení. Přeneseně lze říct, že co bylo včera nekonfliktním hasivem je dnes na seznamu regulovaných látek a zítra lze očekávat, že bude muset být staženo z používání. Důvodem těchto změn jsou především stále se zpřísňující ekologické požadavky, které se týkají i hasiv.

Halony 1301, 1211, 2402 a CO2

K tradičnímu hasivu používanému v minulosti v plynových hasicích zařízení patří CO2. I přes jeho negativní vliv (relativně zanedbatelný) na oteplování země je možné s ním počítat i dnes, a to zejména z důvodu nízké ceny. Bohužel, jeho hasicí účinnost a s tím spojené prostorové nároky a hmotnost jsou v některých aplikacích neakceptovatelné. Opominout nelze ani nutnost zajištění ochrany zdraví osob v chráněném úseku, k čemuž slouží např. zpoždění vypouštění hasiva.

Nástup vysoce účinných halonů 1301, 1211 a 2402 v osmdesátých létech vyvolal postupný odklon od hasicích zaplavovacích zařízení s CO2. Důvodem byla vysoká hasicí účinnost nových hasiv a s tím související malé prostorové požadavky a nízká hmotnost vlastního hasicího zařízení. Bohužel se ukázalo, že odvrácenou stranou vysoké hasicí schopnosti jsou závažné dopady těchto chemických látek na životní prostředí. Konkrétně, významný vliv na porušování ozonové vrstvy. Montrealský protokol, následně vydaný v roce 1987, se stal prvním z řady legislativních opatření směřujících až k úplnému zákazu jejich používání.

V ČR vyplývá toto restriktivní opatření ze zákona, o ochraně ovzduší (č. 86/2002 Sb.), a vztahuje se k 31. 12. 2003. Výjimka se týká pouze kritických aplikací jako je ochrana stanovených prostorů letadel, vojenských pozemních vozidel apod.

Druhá generace plynových hasiv

Již několik let před očekávaným zákazem halonů se výzkum soustředil na alternativní chemické halonové náhrady. K těm patří především:

• halogenované fluorouhlovodíky typu HFC a
• inertní plyny.

Z velké skupiny látek HFC doznaly největšího rozšíření chemické látky typu HFC 227ea (FM-200), HFC 125 (FE-25) a HFC 23 (FE-13). Uvedená hasiva jsou převážně používána v USA a Velké Británii.

Z hlediska porušování ozónové vrstvy jsou nekonfliktní, což se vyjadřuje koeficientem ODP rovným nule. Uvedené látky se při styku s požárem rozkládají, což bývá předmětem diskuze, zda jde doslova o čisté hasivo. K omezení degradačního procesu, jehož výsledkem jsou vysoce korozivní hydrouhlíky, je limitován čas zaplavení chráněného úseku na dobu max. 10 s.

V porovnání s inertními plyny vykazují hasiva HFC podstatně vyšší hasicí účinnost, což je hlavním důvodem pro jejich používání v aplikacích, kde hmotnost a skladovací rozměry jsou limitovány jako je např. letectví, bojová technika apod. Nevýhodou je vysoká cena kolem 40 US dolarů za 1 kg hasiva.

I u těchto plynových hasicích zařízení se v ČR musí provádět obdobná opatření k zajištění ochrany zdraví v chráněném úseku jako u hasicích zařízení s CO2. Důvodem je skutečnost, že při jejich aplikování do prostoru za přítomnosti osob nelze vyloučit překročení zdravotně bezpečné koncentrace. V případě hasiva FM 200 je např. "prostor" pro chyby vyplývající z návrhu nebo instalace hasicího zařízení 7 % až 20 %, což vyplývá z projekční koncentrace a limitu bezpečné koncentrace, při níž nedochází k žádným zdravotním potížím.

Často opomíjeným požadavkem při návrhu hasicích zařízení s těmito hasivy je nutnost vhodnými opatřeními eliminovat účinky podtlaku, ke kterému dochází v chráněném prostoru při přeměně hasiva z kapalné na plynnou fázi.

Jak se ukázalo, halonové náhrady HFC patří mezi chemické látky, které se také podílejí na oteplování Země - jevu, který v blízké budoucnosti může dramaticky ovlivnit život na naší planetě. To je důvodem, že i tyto chemické látky jsou zařazeny mezi tzv. skleníkové plyny a podle Kjótského protokolu, ke kterému se přihlásila i ČR, se musí jejich množství snížit v ČR o 8 %. Tím byla zahájena regulace i u tohoto druhu hasiv.

Vliv konkrétní látky na oteplování Země se vyjadřuje hodnotou koeficientu GWP (Global Warming Potential), který např. u hasiva FE-13 má hodnotu 11 700 ve vztahu k CO2, zatímco u inertních plynů je roven nule.

Dalším faktorem, sledovaným v souvislosti s vlivem chemických látek na životní prostředí, je čas jejich rozpadu v atmosféře. Jak vyplývá z tabulky č. 1 ani ten není pro látky HFC nadějný.

Tabulka č. 1

Druhou skupinu hasiv, která se postupně rozšířila především v Německu, Dánsku, Švýcarsku, Švédsku a v některých dalších evropských zemích, představují inertní plyny nebo jejich směsi. V porovnání s látkami HFC mají sice výrazně nižší hasicí účinnost, na straně druhé jsou podstatně levnější a v plném rozsahu splňují ekologické požadavky:

• porušování ozonové vrstvy
• vliv na oteplování Země
• zbytky po hašení v důsledku degradace
• vodivost
• čas rozpadu v atmosféře

Také u těchto hasiv se musí řešit přetlaková ochrana chráněného úseku v obdobném rozsahu jako u hasicích zařízení s CO2. Jelikož se jedná o látky, skladované pouze v plynné fázi, nedochází při zaplavování chráněného prostoru ke kondenzaci par. Tím je na rozdíl od látek HFC zajištěna v průběhu hašení trvalá viditelnost v zaplavovaném úseku. Kromě toho je možné umístit strojovnu s tlakovými láhvemi ve vhodné místnosti a dopravovat hasivo potrubím do chráněného úseku i na delší vzdálenost.

V případě zkapalněných látek HFC je naopak snaha omezovat délku potrubí, což obvykle vede k umístění zásobníku s hasivem přímo do chráněného prostoru.

Tabulka č. 2

Z inertních plynů doznal patrně největšího rozšíření Inergen. Počátky jeho vývoje souvisejí s projekty NASA, z nichž jeden řešil problém eliminování menšího obsahu kyslíku v atmosféře, aniž by došlo k ohrožení zdraví osob. Zjistilo se, že vhodným stimulátorem dýchání je CO2 což bylo úspěšně odzkoušeno a patentováno v roce 1987. Následně byl tento patent komerčně využit a výsledkem těchto aktivit bylo hasivo Inergen. V něm přítomný CO2 má podporovat dýchání při poklesu obsahu kyslíku pod 15 % a tím zajistit ochranu osob, které by, i přes všechna realizovaná opatření, v tomto prostoru zůstaly. Předpokládá se, že jenom ve Velké Británii je přes 300 instalací tohoto druhu a ve světě přes 3000.

Díky aktivitám VdS jsou známy a dostatečně ověřeny i hasicí koncentrace Inergenu pro různé druhy hořlavých látek. Není bez zajímavosti uvést, že jedna z největších inergenových instalací je v Praze a slouží k ochraně státního archivu.

Hašení Inergenem, jakož i ostatními inertními plyny, není doprovázeno žádným rozkladem hasiva, kondenzací par ani zbytky po hašení. S detailní charakteristikou tohoto hasiva a vysvětlením jeho ekologických aspektů se měli možnost seznámit specialisté na požární prevenci na semináři, organizovaném koncem loňského roku dánskou firmou Fire Eater. Ta patří k předním evropským dodavatelům ekologických plynových hasicích zařízení v Evropě, což je konečně pro Dánsko příznačné.

Na otázku, jaké jsou další perspektivy ve vývoji hasiv pro plynová hasicí zařízení, odpověděl jeden z předních evropských expertů na inergenová hasicí zařízení pan Lauresen: "Je samozřejmé, že hledání nových halonových alternativ se nezastaví. Lze však předpokládat, že dříve nebo později dojde u těchto nových produktů na bázi chemických látek k poznání, že i ony mají negativní vliv na životní prostředí, obdobně jako tomu bylo u jejich předchůdců. Vzpomeňme nedávný zákaz používání halonů 1301, 1211a 2402 a z poslední doby zahájení regulace látek HCFC a HFC. Je málo pravděpodobné, že se podaří vyvinout látku s vysokou účinností, levnou a k tomu ještě ekologicky nezávadnou. Proto všude tam, kde to provozní podmínky umožní, věřím na perspektivu inertních plynů z důvodu jejich ekologické nekonfliktnosti. Samozřejmě, i nadále považuji za vysoce perspektivní především inergenová hasicí zařízení, která jsou ověřená dlouholetou praxí a splňují v maximální míře i požadavky na ochranu zdraví osob nacházejících se v chráněném úseku."

Třetí generace hasiv

Slova pana Laursena potvrzují nově vyvinutá hasiva, která se označují jako hasiva III. generace. Jedním z nich je halonová alternativa na bázi fluoroketonů. Na trh byla uvedená firmou 3M v roce 2002 pod obchodním názvem NOVEC 1230. Ve Velké Británii je skryta pod označením Sapphire. Bezpochyby vykazuje vysokou hasicí účinnost a je ekologicky nekonfliktní. Rovněž koeficient bezpečnosti vyjadřující poměr mezi prahem nebezpečné koncentrace (Noael) a minimální projekční koncentrací je vysoký a dosahuje 67 % až 150 %.

Samozřejmě, jako všechna čistá hasiva, je NOVEC 1230 nevodivý a uvádí se, že nemá korozívní účinky. To se demonstrativně dokladuje ponořením notebooku do akvária naplněného tímto hasivem bez toho, že by jeho funkce byla narušena.Toto hasivo má čas rozpadu v atmosféře pouhých pět dnů. Uvedené přednosti jsou zaplaceny vysokou cenou, která bude patrně limitující pro jeho širší zavedení. Předmětem diskuzí specialistů je také bod varu 49°C, což vyvolává obavy, zda se při vypouštění do chráněného prostoru dokáže toto hasivo dostatečně rychle přeměnit z kapalné na plynou fázi a vytvořit homogenní hasicí koncentraci. Provedené ohňové zkoušky tyto obavy rozptylují, nicméně plnohodnotně toto hasivo prověří teprve praxe.

Ekologický přístup

Nahlédnutí do problematiky hasiv pro plynová hasicí zařízení mělo za účel přiblížit ekologické aspekty navrhování těchto hasicích zařízení.

Od roku 1977 se nesmí používat pro požární účely látky typu HFC (částečně fluorované uhlovodíky), HCFC (hydrochlorfluorovodíky) a PFC (plně fluorované uhlovodíky). Jako příkladný lze v této souvislosti označit postoj Dánska, kde již v roce 1992 byla zakázána výroba, prodej a instalace přenosných halonových hasicích přístrojů a v následujícím roce bylo zakázáno instalovat nová halonová zařízení s výjimkou kritických oblastí jako je letectví a obrana. Za perspektivní se i do budoucna považují inertní plyny.

Závěrem je nutné zdůraznit, že výběr hasiva má nejen ekologické důsledky. Každé hasivo má specifické fyzikálně chemické vlastnosti, které mají zásadní vliv na návrhové požadavky hasicího zařízení, jako je hasicí a projekční koncentrace, návrh rozměrů potrubí, výpočet celkové zásoby k udržení požadované koncentrace po stanovenou dobu a v neposlední řadě řešení přetlakové nebo podtlakové ochrany chráněného úseku.

ZDROJ:
Rybář, Pavel. Plynová hasicí zařízení. In 112 [online]. Praha: MVČR, 2005 [cit. 18-08-2005]. Dostupný z WWW: <http://www.mvcr.cz/casopisy/112/2005/cerven/rybar.html>.