Газові вогнегасні речовини

Газова вогнегасна речовина (ГВР) — вогнегасна речовина (хімічна речовина або суміш хімічних речовин), яка під час взаємодії з горючим середовищем перебуває у газоподібному стані.
Примітка 1. За механізмом гасіння ГВР поділяються на:

  • інертні розріджувачі, гасіння якими відбувається переважно за рахунок зниження концентрації окисника внаслідок розведення горючого середовища;
  • інгібітори горіння, гасіння якими відбувається переважно за рахунок хімічної взаємодії з активними радикалами полум'я, відповідальними за перебіг ланцюгових реакцій горіння.

Примітка 2. За агрегатним станом в умовах зберігання ГВР поділяються на:

  • незріджені, які перебувають у технічних засобах пожежогасіння під надлишковим тиском, не утворюючи рідкої фази;
  • рідкі та зріджені, які знаходяться в технічних засобах пожежогасіння у рідкому стані під надлишковим тиском та/або зниженої температури[1], [2].

ГВР, що використовуються у системах газового пожежогасіння України ред.

З середини 50-х років ХХ століття в Україні, наряду з діоксидом вуглецю (СО2), стали широко застосовуватися системи протипожежного захисту (СПЗ) із використанням ГВР групи хладонів: хладону 114В2 (галон 2402), хладону 13В1 (галон 1301), хладону 12В1 (галон 1211). Також були поширені інші бромвмісні вогнегасні речовини, наприклад: суміші БФ-2 та «3,5», до складу яких входять С2Н5Вг — брометан (бромистий етил) або СН2Вг2 — дибромметан (бромистий метилен).

Однак, уже наприкінці 80-х років XX століття людство, занепокоєне станом екології планети, ухвалило рішення (Монреальський протокол про речовини, які руйнують озоновий шар[3]) щодо припинення використання озоноруйнівних речовин в цілому у промисловості і побуті та суттєвого обмеження використання бромвмісних хладонів (галонів — за міжнародною термінологією) — у сфері пожежної безпеки[4].
Так, на сьогодні згідно з підпунктом b) пункту 1 рішення VII/12 7 Наради Сторін (Відень, 5-7 грудня 1995 р.) допускається використання галонів у новому обладнанні лише для найважливіших (основних) видів застосування. Основним, згідно з підпунктом a) пункту 1 рішення IV/25 4 Наради Сторін (Копенгаген, 23-25 листопада 1992 р.), є застосування, яке необхідне для забезпечення здоров'я та безпеки суспільства або має життєво важливе значення для його функціонування (банківські установи, об'єкти зв'язку, культури тощо) та відсутні технічно можливі і рентабельні альтернативи або замінники, прийнятні з точки зору охорони здоров'я і довкілля[5].
Вимоги до галонів (галон 2402, галон 1301 та галон 1211), які можуть використовуватися в СПЗ України, встановлено ДСТУ 7288:2012[6]. При цьому, подальше використання інших озоноруйнівних сумішей (БФ-2, «3,5» тощо) визнане недоцільним у зв'язку з технічною складністю та значною вартістю їх регенерації. На заміну озоноруйнівним було запропоновано (додатково до СО2 за ДСТУ 5092:2008[7]) цілу низку так званих «чистих» ГВР[8], а найбільш поширені ГВР увійшли до міжнародного багаточастинного стандарту ISO 14520. В Європі зазначений стандарт впроваджено як EN 15004, в Україні — як ДСТУ 4466.
З плином часу з'ясувалось, що частина «чистих» ГВР, «екологічно безпечних» з точки зору Монреальського протоколу[3], підпали під обмеження, встановлені Кіотським протоколом[9]. Він, як і Монреальський протокол[3], помірковано відноситься до, так званих, «парникових» ГВР. Так, пункт 11 Преамбули Регламенту № 517/2014[10] наголошує: якщо відсутні альтернативи використанню конкретних фторованих парникових газів, або там де використання таких альтернатив потягне за собою неспіввимірні витрати, повинна бути передбачена можливість санкціонування дозволів на розташування таких продуктів та обладнання.
Спільною рисою цих Протоколів є вимога щодо мінімізації викидів в атмосферу ГВР, що підпадають під їх дію: заборона випробувань з випусканням ГВР (крім деяких наукових досліджень), запобігання витоків з обладнання. В Україні для «парникових» ГВР зазначені вимоги регламентує ДСТУ 4466-1:2008[11], для озоноруйнівних ГВР — ДСТУ 7288:2012[6].

У таблиці 1 наведено ГВР (за ISO 14520-1:2006[12], EN 15004-1:2008[13], ДСТУ 4466-1:2008[11], ДСТУ 5092:2008[8] та ДСТУ 7288:2012[7]), дозволені до використання в Україні.

Таблиця 1

Вогнегасна речовина Хімічна назва Хімічна формула Класифікаційний номер Національний стандарт
CF3I Трифторйодметан CF3I 2314-97-8 ДСТУ 4466-2:2008[14]
FK-5-1-12 Додекафтор-2-метилпентан-3-он CF3CF2C(O)CF(CF3)2 756-13-8 ДСТУ 4466-5:2008[15]
HCFC Суміш А

HCFC-123

HCFC-22

HCFC-124

Дихлортрифторетан

Хлордифторметан

Хлортетрафторетан

Ізопропеніл-1-метилциклогексен

CHCl2CF3CHClF2

CHCIFCF3

С10Н16

306-83-2

75-45-6

2837-89-0

5989-27-5

ДСТУ 4466-6:2008[16]
HFC 125 Пентафторетан CHF2CF3 354-33-6 ДСТУ 4466-8:2008[17]
HFC 227ea Гептафторпропан CF3CHFCF3 2252-84-8 ДСТУ 4466-9:2008[18]
HFC 23 Трифторметан CHF3 75-46-7 ДСТУ 4466-10:2008[19]
HFC 236fa Гексафторпропан CF32CF3 27070-61-7 ДСТУ 4466-11:2008[20]
IG-01 Аргон Ar 74040-37-1 ДСТУ 4466-12:2008[21]
IG-100 Азот N2 7727-37-9 ДСТУ 4466-13:2008[22]
IG-55 Азот (50%)

Аргон (50%)

N2

Ar

7727-37-9

74040-37-1

ДСТУ 4466-14:2008[23]
IG-541 Азот (52%)

Аргон (40%)

Діоксид вуглецю (8%)

N2

Ar

СО2

7727-37-9

74040-37-1

124-38-9

ДСТУ 4466-15:2008[24]
Галон 2402 Тетрафтордиброметан C2Br2F4 124-73-2 ДСТУ 7288:2012[7]
Галон 1301 Трифторбромметан CF3Br 75-63-8 ДСТУ 7288:2012[7]
Галон 1211 Дифторхлорбромметан CF2ClBr 353-59-3 ДСТУ 7288:2012[7]
Діоксид вуглецю Діоксид вуглецю СО2 124-38-9 ДСТУ 5092:2008[8]

Екологічні характеристики ред.

Вплив на довкілля ГВР, дозволених до використання в Україні, наведено у таблиці 2.
Таблиця 2

Вогнегасна

речовина1)

Монреальський

протокол [3]

Озоноруйнівний потенціал

ODP

Кіотський

протокол [9]

Потенціал глобального потепління

за 100 років, GWP

Тривалість існування

в атмосфері, років

CF3I +2) 0,0001[25] 1[25] 0,005[25]
FK-5-1-12 0[25] 1[25] 0,01[25]
HCFC Суміш А
HCFC-123
HCFC-22
HCFC-124
+
+
+
0,055[25], [28]
0,022[25], [28]
0,02[25], [28]
+
+
+
1700[25](1810)[26], [28]
620[25](609)[26], [28]
120[25](77)[26], [28]
11,9[25](12)[26], [28]
6,1[25](5,8)[26](5,9)[28]
1,4[25](1,3)[26], [28]
HFC 125 0[25] + 3400[25](3500)[10], [26] 29 [25], [26]
HFC 227ea 0[25] + 3500[25](3220)[10], [26] 33 [25],(34,2)[26]
HFC 23 0[25] + 12000[25](14800)[10], [26] 33 [25],(34,2)[26]
HFC 236fa 0[25] + 9400[25](9810)[10], [26] 220 [25],(240)[26]
IG-01 0[25] 0[25] Складники атмосфери
IG-100 0[25] 0[25]
IG-55 0[25] 0[25]
IG-541 0[25] 0[25]
Галон 2402 + 6[4], [25] + 1640[26], [27] 20[26], [27]
Галон 1301 + 10[4], [25] + 6900[25](7140)[26], [27] 65 [25], [26], [27]
Галон 1211 + 3[4], [25] + 1890[26], [27] 16[26], [27]
Діоксид вуглецю 0[29] + 1[29] Складник атмосфери
1) Див. таблицю 1.

2) Знак «+» означає притаманність відповідної характеристики, знак «—» — не притаманність.

Примітка. Усі види використання фторвмісних хімічних речовин (в тому числі — див. таблицю 1) зумовлюють викиди менш ніж 2% від загальносвітових викидів парникових газів у перерахунку на еквівалент діоксиду вуглецю[25].

Токсикологічні характеристики ред.

У таблиці 3 наведено інформацію стосовно токсикологічного впливу ГВР, дозволених до використання в Україні.
Таблиця 3

Вогнегасна речовина1) ALC, % LC50, % NOAEL, % LOAEL, % Максимальна безпечна концентрація

в умовах впливу 5 хв, % (об.)

CF3I >12,8[11], [14] 27,4[14] 0,2[11], [14] 0,4[11], [14] 0,3[11]
FK-5-1-12 н/д2) >10[11], [15] 10[11], [15] >10[11], [15] 10[32]
HCFC Суміш A н/д 64[11], [16] 10[11], [16] >10[11], [16] н/д
HFC 125 >70[11], [17] н/д 7,5[11], [17] 10[11], [17] 11,5[11], [32]
HFC 227ea >80[11], [18] н/д 9,0[11], [18] 10,5[11], [18] 10,5[11], [32]
HFC 23 >65[11], [19] н/д 50[11](30)[19] >50[11](>30)[19] 30[32]
HFC 236fa >18,9[11](>47,5)[20] н/д 10[11], [20] 15[11], [20] 12,5[11]
IG-01 43[11], [21] 52[11], [21] 43[32]
IG-100 43[11], [22] 52[11], [22] 43[32]
IG-55 43[11], [23] 52[11], [23] 43[32]
IG-541 43[11], [24] 52[11], [24] 43[32]
Галон 2402 8,75[33] н/д н/д 0,1[30] н/д
Галон 1301 н/д н/д 5[4], [25] 7,5[4], [25] н/д
Галон 1211 20[33] н/д 0,5[31] 1[31] н/д
Діоксид вуглецю н/д н/д 33) [8] >3[8] н/д
1) Див. таблицю 1.

2) Немає даних.
3) Загальний вміст діоксиду вуглецю у повітрі.
Примітка 1. LC50 — це концентрація, смертельна для 50% пацюків в умовах впливу протягом 4 год.
ALC — це приблизна летальна концентрація. NOAEL — максимальна концентрація, за якої не спостерігається шкідливий токсикологічний або фізіологічний вплив. LOAEL — мінімальна концентрація, за якої спостерігається несприятливий токсикологічний або фізіологічний вплив[11].

Примітка 2. Концентрації, за яких спостерігається збудження серцевої діяльності, визначено на підставі результатів спостереження за наявністю або відсутністю значної аритмії у собаки. Звичайно зміна рівня епінефрину спостерігається у разі дії протягом більш ніж 5 хв[11].

Примітка 3. Високі значення концентрацій отримано в умовах додавання кисню з метою попередження ядухи[11].

Фізичні властивості ред.

Основні фізичні властивості ГВР, дозволених до використання в Україні, наведено у таблиці 4.
Таблиця 4

Вогнегасна речовина1) Агрегатний стан

за 20 ºС

Густина за 20 ºС, кг/м3 Тиск пари за

20 ºС, бар3)

Умови зберігання
в рідкому стані насиченої пари посудина, що працює
під тиском без тиску
CF3I Р+П2) 2096[14] 8,051[14] 4,65[14] +4)
FK-5-1-12 1616[15] 4,3305[15] 0,326[15] +
HCFC Суміш A 1200[16] 31[16] 8,25[16] +
HFC 125 1218[17] 77,97[17] 12,05[17] +
HFC 227ea 1410[18] 31,035[18] 3,90[18] +
HFC 23 806,6[19] 263,0[19] 41,80[19] +
HFC 236fa 1377[20] 15,58[20] 2,296[20] +
IG-01 Г [21] [21] [21] +
IG-100 [22] [22] [22] +
IG-55 [23] [23] [23] +
IG-541 [24] [24] [24] +
Галон 2402 Р+П 2201[7] 3,99[7] 0,37[7] +
Галон 1301 1575[7] 115,6[7] 14,63[7] +
Галон 1211 1830[7] 17,4[7] 2,53[7] +
Діоксид вуглецю 774[8] 1,84[8] 57,3[8] +
1) Див. таблицю 1.

2) «Р» — рідина, «П» — пара, «Г» — газ.
3) 1 бар = 0,1 МПа = 105 Па; 1МПа = 1 Н/мм2.
4) Знак «+» означає притаманність відповідної характеристики, знак «—» — не притаманність.


Примітки ред.

1. ДСТУ 3958:ХХХХ Пожежна безпека. Газові вогнегасні речовини. Номенклатура показників якості, загальні технічні вимоги і методи випробовування (на розгляді).
2. Вогнегасні речовини: Навчальний посібник / Антонов А. В., Боровиков В. О., Орел В. П., Жар-товський В. М., Ковалишин В .В. — К.: Пожінформтехніка, 2004. — 176 с.
3. Монреальський протокол про речовини, що руйнують озоновий шар, 1987 р., ратифікований Україною 20.09.88 (http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/995_215 [Архівовано 2 жовтня 2013 у Wayback Machine.]).
4. Report of the halons technical options Committee. 2010 Assessment.(https://web.archive.org/web/20141226102740/http://ozone.unep.org/teap/Reports/HTOC/HTOC-Assessment-Report-2010.pdf).
5. https://web.archive.org/web/20141226102912/http://ozone.unep.org/new_site/ru/Treaties/treaties_decisions-hb.php?dec_id=93
6. ДСТУ 7288:2012 Пожежна безпека. Вогнегасні речовини. Регенеровані галогеновані вуглеводні. Загальні технічні умови.
7. ДСТУ 5092:2008 Пожежна безпека. Вогнегасні речовини. Діоксид вуглецю (EN 25923:1993, ISO 5923:1989, MOD)
8. Програма SNAP агентства U.S. Environmental Protection Agency (EPA) (http://www.epa.gov/ozone/snap/fire/lists/flood.html#addcomm [Архівовано 22 листопада 2014 у Wayback Machine.]).
9. Кіотський протокол до Рамкової конвенції Організації Об'єднаних Націй про зміну клімату (http://zakon4.rada.gov.ua/laws/show/995_801 [Архівовано 21 квітня 2015 у Wayback Machine.], http://www.un.org/ru/documents/decl_conv/conventions/kyoto.shtml [Архівовано 8 січня 2015 у Wayback Machine.])
10. REGULATION (EU) No 517/2014 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 16 April 2014 on fluorinated greenhouse gases and repealing Regulation (EC) No 842/2006 (http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=uriserv:OJ.L_.2014.150.01.0195.01.ENG [Архівовано 26 червня 2021 у Wayback Machine.]).
11. ДСТУ 4466-1:2008 Системи газового пожежогасіння. Проектування, монтаж, випробування, технічне обслуговування та безпека. Частина 1. Загальні вимоги (ISO 14520-1:2006, MOD).
12. ISO 14520-1:2006 Gaseous fire-extinguishing systems — Physical properties and system design — Part 1: General requirements.
13. EN 15004-1:2008 Fixed firefighting systems — Gas extinguishing systems — Part 1: Design, installation and maintenance (ISO 14520-1:2006, modified) (http://standards.cen.eu/dyn/www/f?p=204:105:0:::::).
14. ДСТУ 4466-2:2008 Системи газового пожежогасіння. Проектування, монтування, випробуван-ня, технічне обслуговування та безпека. Частина 2. Вогнегасна речовина CF3I (ISO 14520-2:2006, MOD).
15. ДСТУ 4466-5:2008 Системи газового пожежогасіння. Проектування, монтування, випробуван-ня, технічне обслуговування та безпека. Частина 5. Вогнегасна речовина FK-5-1-12 (ISO 14520-5:2006, MOD).
16. ДСТУ 4466-6:2008 Системи газового пожежогасіння. Проектування, монтування, випробуван-ня, технічне обслуговування та безпека. Частина 6: Вогнегасна речовина HCFC Суміш A (ISO 14520-6:2006, MOD).
17. ДСТУ 4466-8:2008 Системи газового пожежогасіння. Проектування, монтаж, випробування, технічне обслуговування та безпека. Частина 8. Вогнегасна речовина HFC 125 (ISO 14520-8:2006, MOD).
18. ДСТУ 4466-9:2008 Системи газового пожежогасіння. Проектування, монтаж, випробування, технічне обслуговування та безпека. Частина 9. Вогнегасна речовина HFC 227 еа (ISO 14520-9:2006, MOD).
19. ДСТУ 4466-10:2008 Системи газового пожежогасіння. Проектування, монтаж, випробування, технічне обслуговування та безпека. Частина 10: Вогнегасна речовина HFC 23 (ISO 14520-10:2005, MOD).
20. ДСТУ 4466-11:2008 Системи газового пожежогасіння. Проектування, монтаж, випробування, технічне обслуговування та безпека. Частина 11: Вогнегасна речовина HFC 236 fa (ISO 14520-11:2005, MOD).
21. ДСТУ 4466-12:2008 Системи газового пожежогасіння. Проектування, монтаж, випробування, технічне обслуговування та безпека. Частина 12: Вогнегасна речовина IG-01 (ISO 14520-12:2005, MOD).
22. ДСТУ 4466-13:2008 Системи газового пожежогасіння. Проектування, монтаж, випробування, технічне обслуговування та безпека. Частина 13. Вогнегасна речовина IG-100 (ISO 14520-13:2005, MOD).
23. ДСТУ 4466-14:2008 Системи газового пожежогасіння. Проектування, монтування, випробуван-ня, технічне обслуговування та безпека. Частина 14: Вогнегасна речовина IG-55 (ISO 14520-14:2006, MOD).
24. ДСТУ 4466-15:2008 Системи газового пожежогасіння. Проектування, монтаж, випробування, технічне обслуговування та безпека. Частина 15. Вогнегасна речовина IG-541 (ISO 14520-15:2005, MOD)
25. Halon technical options Committee. Technical note # 1- Revision 3. New Technology Halon Alterna-tives (https://web.archive.org/web/20130124005542/http://ozone.unep.org/Assessment_Panels/TEAP/Reports/HTOC/Technical%20Note%201%20-%20New%20Technology%20Halon%20Alternatives%20-%20Revision%203.pdf).
26. Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.) / Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 2007 (http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch2s2-10-2.html [Архівовано 2 березня 2013 у Wayback Machine.]).
27. Class I Ozone-depleting Substances (http://www.epa.gov/ozone/science/ods/classone.html [Архівовано 10 грудня 2010 у Wayback Machine.]).
28. Class II Ozone-depleting Substances (http://www.epa.gov/ozone/science/ods/classtwo.html [Архівовано 9 грудня 2010 у Wayback Machine.]).
29. http://ru.scribd.com/doc/16847129/Carbon-Dioxide-as-a-Refrigerant#scribd [Архівовано 26 грудня 2014 у Wayback Machine.]
30. Darol E. Dodd and Allen Vinegar / TOXICITY DATA COMPARISON OF CF3I WITH CUR-RENTLY USED FIRE-EXTINGUISHING AGENTS AND REFRIGERANTS OF INTEREST TO THE MILITARY (http://www.nist.gov/el/fire_research/upload/R9902724.pdf [Архівовано 26 грудня 2014 у Wayback Machine.]).
31. Robert E. Tapscott, Louise C. Speitel / Halon Replacement Options for Aircraft (http://www.fire.tc.faa.gov/1998Conference/presentations/RobertTapscott.pdf [Архівовано 7 березня 2016 у Wayback Machine.]).
32. Carlos Perez. Protecting your Hazard with a Gas System: Halocarbon or Inert Gas // VdS Expert Con-ference. Fire Extinguishing systems, September 2010.(https://web.archive.org/web/20141228161923/http://vds.de/fileadmin/report/sus_report_2011-04en.pdf)
33. http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a242513.pdf [Архівовано 26 грудня 2014 у Wayback Machine.]