ИССЛЕДОВАНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПОЖАРОТУШЕНИЯ НА ОСНОВЕ ФЛЕГМАТИЗАЦИИ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ И РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ИХ ПРИМЕНЕНИЮ

В статье рассматриваются перспективные технологии объемного пожаротушения, основанные на принципе флегматизации горючих смесей. Проведен анализ механизма процесса флегматизации, заключающегося в снижении концентрации кислорода и ингибировании цепных реакций горения за счет введения специальных добавок – флегматизаторов. Исследованы современные средства на основе тонкодисперсных аэрозолей, инертных газов и огнетушащих порошков. Разработаны практические рекомендации по их применению для защиты объектов различного назначения, включая помещения с электрооборудованием, архивы, музеи и транспортные средства. Показана высокая эффективность и экологическая безопасность данных методов по сравнению с традиционными.

Проблема обеспечения пожарной безопасности на объектах с особыми требованиями, такими как серверные комнаты, музеи, архивы, объекты энергетики и транспортной инфраструктуры, остается одной из наиболее актуальных. Традиционные средства тушения, в частности, вода и пена, зачастую неприменимы из-за риска нанесения сопоставимого или даже большего ущерба, чем от самого пожара (короткое замыкание, повреждение материальных ценностей). В этой связи все большую значимость приобретают технологии объемного тушения, среди которых методы, основанные на флегматизации горючей смеси, демонстрируют высокую эффективность и избирательность воздействия [1].

Целью данного исследования является анализ инновационных технологий пожаротушения, использующих механизм флегматизации, и разработка научно обоснованных рекомендаций по их применению на различных объектах.

Флегматизация – это процесс создания негорючей среды (флегматизированной смеси) путем введения в горючую систему специальных химических веществ – флегматизаторов. Механизм действия основан на двух основных принципах:

• разбавление кислорода. Флегматизатор (например, инертный газ или аэрозоль) снижает объемную долю кислорода в воздухе до уровня, ниже минимальной концентрации кислорода (МКО), необходимой для поддержания горения. Для большинства органических веществ этот предел составляет 12-15%;
• ингибирование цепных реакций горения. Активные частицы флегматизатора (например, радикалы K⁺, Br⁻ от аэрозольных составов) взаимодействуют с активными центрами пламени (H⁺, OH⁻, O⁺), обрывая цепную реакцию окисления. Это приводит к подавлению процесса горения на химическом уровне.

Эффективность флегматизатора определяется его теплоемкостью, способностью к диссоциации с поглощением тепла и генерацией ингибирующих частиц [2].

Аэрозольные системы являются одним из наиболее технологичных и экономичных решений. Генератор огнетушащего аэрозоля (ГОА) содержит твердое топливо, при срабатывании которого происходит его беспламенное сгорание с образованием высокодисперсного аэрозоля. Частицы аэрозоля (размером 1-5 мкм) имеют огромную суммарную поверхность, что обеспечивает высокую скорость и эффективность ингибирования пламени.

Преимущества: не требуют сложной разводки трубопроводов, автономны, долгий срок службы, экологическая безопасность (озонобезопасны), не проводят электрический ток.

Недостатки: образование дымовой завесы, незначительный тепловой импульс при запуске, необходимость расчета свободного объема помещения.

Системы на основе инертных газов (ИГ). Данные системы используют в качестве флегматизатора инертные газы: азот (N₂), аргон (Ar) и их смеси, а также двуокись углерода (CO₂). Они работают преимущественно по принципу разбавления кислорода.

Преимущества: полная безопасность для людей (при использовании в допустимых концентрациях, кроме CO₂), быстрое заполнение объема, отсутствие следов после тушения, неограниченный срок хранения агента.

Недостатки: требуют прочных баллонов высокого давления и разветвленной сети трубопроводов, создают значительное избыточное давление в помещении, что требует устройства сбросных клапанов. CO₂ опасен для человека в концентрациях, необходимых для тушения [3].

Современные огнетушащие порошки (ОП) тонкого помола также обладают флегматизирующим действием. При распылении они не только изолируют очаг, но и создают в объеме облако ингибирующих частиц, прерывающих цепную реакцию горения.

Преимущества: универсальность тушения различных классов пожаров, простота хранения и применения.

Недостатки: сильное загрязнение защищаемого объекта, ухудшение видимости, возможное слипание и комкование при длительном хранении.

Выбор конкретной технологии должен основываться на анализе защищаемого объекта и критериев эффективности.

Для защиты серверных, ЦОД, электрощитовых и помещений с дорогостоящим электронным оборудованием:

• рекомендуемая технология: Аэрозольные системы (АСП) или системы на основе инертных газов (кроме CO₂);
• обоснование: эти технологии не наносят ущерба оборудованию, не вызывают коррозии и короткого замыкания. АСП предпочтительны для автономной защиты, а ИГ-системы – для крупных, сегментированных помещений.

Для защиты архивов, библиотек, музеев и хранилищ культурных ценностей:

• рекомендуемая технология: системы на основе инертных газов (Ar, N₂);
• обоснование: газы не оставляют следов на объектах, не оказывают абразивного или химического воздействия, что критически важно для сохранности уникальных предметов.

Для защиты локальных зон в промышленности (трансформаторы, окрасочные камеры, емкости с ЛВЖ):

• рекомендуемая технология: модульные аэрозольные генераторы или системы порошкового тушения ингибирующего действия;
• обоснование: позволяют осуществлять целевую защиту без заполнения всего объема здания. Аэрозоль более экологичен, порошок – более универсален.

Для защиты транспортных средств (суда, железнодорожный транспорт, спецавтомобили) [4]:

• рекомендуемая технология: компактные аэрозольные системы;
• обоснование: автономность, отсутствие необходимости в баллонах высокого давления, устойчивость к вибрациям и перепадам температур [5].

Инновационные технологии пожаротушения, основанные на принципе флегматизации горючей смеси, представляют собой мощный инструмент для обеспечения пожарной безопасности на объектах, где применение традиционных средств недопустимо или неэффективно. Каждая из рассмотренных технологий – аэрозольная, газовая и порошковая – имеет свою нишу применения, определяемую совокупностью технико-экономических и эксплуатационных факторов [6].

Разработанные рекомендации позволяют обоснованно подходить к выбору системы пожаротушения, обеспечивая максимальную защиту при минимизации сопутствующего ущерба. Дальнейшие исследования в данной области должны быть направлены на создание гибридных составов, повышение эффективности ингибиторов и разработку интеллектуальных систем управления, способных адаптировать состав и количество огнетушащего вещества к типу и масштабу возгорания [7].