untitled

w w w . e l e k t r o . i n f o . p l

n r 9 / 2 0 0 4

i n s t a l a c j e e l e k t r o e n e r g e t y c z n e

miarę rozwoju techniki bezpie-
czeństwo ludzi i ochrony da-

nych, cennych urządzeń, zapewnienie
ciągłości zasilania, a także innych za-
sobów niezbędnych do prowadzenia
działalności, powinno być traktowane
priorytetowo. Szczególnie duże ryzyko
utraty danych występuje w przypadku
powstania pożaru. Wynikłych z niego
strat często nie mogą wynagrodzić żad-
ne odszkodowania, dlatego ważna jest
odpowiednia ochrona oraz zabezpie-
czenie urządzeń elektrycznych i elek-
tronicznych tak, aby do minimum ogra-
niczyć powstałe szkody.

Pożar jest zdarzeniem wyjątko-

wym, nie sposób w 100% zabezpieczyć
się przed jego powstaniem, ale odpo-
wiednio wcześnie wykryty, może zo-
stać ugaszony, zanim wyrządzi jakiekol-
wiek straty. Wysoka temperatura oraz
gazowe produkty spalania niebezpiecz-
ne dla ludzi i elektroniki pojawiają się
niemal natychmiast po jego powstaniu.
Ugaszenie pożaru we wczesnej, krytycz-
nej fazie to najskuteczniejszy sposób
uniknięcia przestojów produkcyjnych,
szkód oraz związanych z nimi kosztów
napraw. Zjawiska ﬁzyczne towarzyszące
pożarom (dym, ciepło), które stwarza-
ją największe zagrożenie, jednocześnie
umożliwiają ich wykrycie i uruchomie-
nie urządzeń alarmowych i gaśniczych.
W tym celu w obiektach szczególnie za-
grożonych oraz w tych, w których ogień
może spowodować największe straty,
przepisy wymagają stosowania instala-
cji sygnalizacji pożarowej, w niektórych
wypadkach instalacji gazowej, i stałych
urządzeń gaśniczych wodnych. Inaczej
przedstawia się sytuacja, jeżeli chodzi
o urządzenia gaśnicze gazowe zabezpie-
czające urządzenia elektryczne i elek-
troniczne, o konieczności ich zastoso-

wania decyduje głównie właściciel lub
użytkownik pomieszczeń, czasami też
ﬁrma ubezpieczeniowa po analizie po-
tencjalnych strat, jakie może spowodo-
wać pożar.

W dalszej części artykułu przedsta-

wiona zostanie charakterystyka, ele-
menty składowe, zalety oraz przykła-
dowy sposób zabezpieczenia i ochro-
ny urządzeń elektronicznych przed
powstaniem i rozprzestrzenianiem
się ognia z wykorzystaniem gazowych
instalacji gaszących, oparty na środku
gaśniczym o nazwie HFC 227ea [na-
zwa polska 1,1,1,2,3,3,3-heptaﬂuoro-
propan CF

CHFCF

(siedmioﬂuoro-

propan)], który na rynku światowym

znany jest również pod dwiema na-
zwami handlowymi:

FM-200 - nazwa zastrzeżona dla

Great Lakes Chemical Corp,

FE-227 - nazwa zastrzeżona dla

Dupont.
W stanie wolnym HFC 227ea jest ga-

zem bezwonnym i bezbarwnym. Gaz
ten przechodzi w stan ciekły, sprężony
pod ciśnieniem w butlach. Dla tempe-
ratury 20°C ciśnienie to wynosi około
25 bar. Gaz HFC 227ea gasi pożary:

E – urządzeń elektrycznych pod

napięciem,

A – ciał stałych: drewno, plastiki

itp.,

B – cieczy palnych.

Środek ten znajduje szerokie zasto-

sowanie w gaszeniu urządzeń i in-
stalacji elektrycznych oraz wszędzie
tam, gdzie niemożliwe jest zastoso-
wanie ze względów technologicznych
i ekonomicznych wodnych i proszko-
wych instalacji gaśniczych, doskonale
nadaje się do zabezpieczenia:

rozdzielni energetycznych,

serwerowni z urządzeniami prze-

twarzania i przesyłania danych,

pomieszczeń kontroli elektrowni

konwencjonalnych i nuklearnych,

dyspozytorni systemów energe-

tycznych,

dyspozytorni elektrowni,

baz danych i archiwów,

obudowanych generatorów i turbin,

magazynów części elektronicznych,

pomieszczeń transformatorów,

pomieszczeń UPS,

skarbców banków.

charakterystyka instalacji
gaśniczych gazowych

Dotychczas powszechnie stosowane

były głównie systemy gaszenia na gazy
obojętne, które znane są na światowym
rynku już od kilkudziesięciu lat. Wyko-
rzystują naturalne, zatem bezpieczne
metody gaszenia pożaru, polegające na

Lp.

Rodzaj środka

Stężenie

gaszące

% obj.

Gazy obojętne
- Argonie
- Inergen

32,3
29,1

Halogenopodobne węglowodorów
- Halon

1301

- HFC

227ea

- HCFC-FE

- PFC-CEA

410

3,2
6,6
6,7
5,9

Oksyﬂuorowęglowodory
- Novec

3,6

Tab. 1 Porównanie stężenia gaszącego wybranych

gazowych środków gaśniczych

zabezpieczenie przeciwpożarowe
urządzeń elektrycznych
i elektronicznych

mgr inż. Edward Skiepko

HFC 227ea

Halon 1301

CO2

Gazy obojętne

Rys. 1 Porównanie liczby butli ze środkiem gaśniczym

w w w . e l e k t r o . i n f o . p l

n r 9 / 2 0 0 4

wymianie atmosfery w chronionej prze-
strzeni przez wprowadzenie niezbędnej
ilości gazu (najczęściej CO

, azot lub inna

mieszanina gazowa, np. azotu i argonu),
dzięki czemu w przestrzeni tej następu-
je obniżenie objętościowego stężenia tle-
nu do poziomu, przy którym dalszy pro-
ces palenia nie jest już podtrzymywany.
Wymagają one jednak dużej liczby zbior-
ników ze skomplikowanym systemem
orurowania. Środek gaśniczy wyzwala-
ny jest tu pod wysokim ciśnieniem, a je-
go obniżanie następuje przez stopnio-
we redukowanie rurociągu. W pomiesz-
czeniach wypełnionych tym gazem nie
mogą przebywać ludzie, w związku
z czym wyzwolenie środka gaśniczego
musi zostać poprzedzone ewakuacją lu-
dzi z zagrożonego obszaru.

Przez wiele lat powszechnie stosowa-

ny był do gaszenia pożarów halon 1301.
Uważany był za jeden z najbardziej efek-
tywnych środków gaśniczych o szero-
kim zakresie zastosowania. Szybko ga-
sił pożary różnych klas. Był szczególnie

efektywny w przypadku zabezpiecza-
nia cennych dóbr, ponieważ nie powo-
dował jakichkolwiek uszkodzeń warto-
ściowego sprzętu. Stwierdzono jednak,
że wywiera on niekorzystny wpływ na
środowisko, przyczyniając się do nisz-
czenia warstwy ozonowej w stratosfe-
rze. Pod koniec 1993 r. w niemal wszyst-
kich krajach zaprzestano jego produkcji
i rozpoczęto poszukiwania zastępczego
środka gaśniczego, które doprowadzi-
ły do wprowadzenia na rynek czystych
środków gaśniczych. Jednym z nich był
HFC 227ea, który szybko stał się jed-
nym z najczęściej stosowanych zamien-
ników halonu 1301.

Instalacja gaśnicza na gaz HFC 227ea

działa również przez całkowite wypeł-
nienie chronionej przestrzeni gazowym
środkiem gaśniczym, jednakże inaczej
przedstawia się mechanizm gaszenia.
W procesie gaszenia cząsteczki gazu wy-
korzystują zjawiska ﬁzyczne: absorbują
ciepło z procesu palenia, w wyniku tego
temperatura płomienia spada poniżej

punktu zapłonu, dławiąc w ten sposób
ogień. HFC 227ea należy do tej samej
klasy środków, które mają zastosowa-
nie w chłodnictwie, i jako taki jest środ-
kiem efektywnie przenoszącym ciepło.
Odbiera energię cieplną płomieniom
w taki sposób, że reakcja spalania nie
może być podtrzymywana.

Minimalne stężenia gaśnicze dla ty-

powych pomieszczeń wynoszą 6,6-7,6 %
w odniesieniu do objętości kubatury
chronionej. Na podstawie przeprowa-
dzonych testów pożarowych zostały
ustalone i zatwierdzone poziomy sku-
tecznych stężeń gaśniczych dla różnych
materiałów. Przykładowo, przyjmowa-
ne stężenie gaśnicze dla pomieszczeń
elektronicznego przetwarzania danych
(EPD) wynosi 5,8 %. W praktyce, podczas
projektowania instalacji gaśniczych na
gaz HFC 227ea, przyjmowane są wyższe
stężenia projektowe. Zgodnie z normą
NFPA, aktualnie obowiązujący współ-
czynnik bezpieczeństwa, o jaki podwyż-
szane są podstawowe stężenia gaśnicze,

wynosi 20%. Zgodnie zaś z normą ISO
i zaleceniami CNBOP, współczynnik ten
powinien wynosić 30%.

Efekt gaszenia pożaru uzyskuje się

przez równomierne rozprowadzenie
środka gaśniczego w pomieszczeniu
w czasie pomiędzy 6 a 10 sekundami.

zalety stosowania
gaśniczych instalacji
gazowych

Instalacje gaśnicze gazowe stoso-

wane są wszędzie tam, gdzie zastoso-
wanie innego środka gaśniczego by-
łoby mniej skuteczne i powodowało-
by dodatkowe straty np. zalanie, za-
brudzenie. Bardzo ważne są również
właściwości ﬁzyczne i chemiczne sto-
sowanych środków.

Główne zalety gazu HFC 227ea to:

gaz nie tylko chroni przed szko-

dami, jakie może spowodować po-
żar, ale eliminuje również ryzyko
utraty baz danych lub uszkodze-

reklama

w w w . e l e k t r o . i n f o . p l

n r 9 / 2 0 0 4

i n s t a l a c j e e l e k t r o e n e r g e t y c z n e

nia delikatnego sprzę-
tu przez środek gaśni-
czy, np. na skutek szo-
ku termicznego,

jest czystym środkiem

gaśniczym, niepozosta-
wiającym ani osadów,
ani zabrudzeń. W przy-
padku innych syste-
mów: wody, piany lub
suchych chemikaliów,
same środki gaśnicze
mogą być równie nisz-
czące jak ogień,

nie ogranicza widoczności w cza-

sie gaszenia, jest nietoksycz-
ny i posiada akceptację U.S. EPA
(Agencji Ochrony Środowiska Sta-
nów Zjednoczonych), atest Pań-
stwowego Zakładu Higieny oraz
certyﬁkat CNBOP. W przeciwień-
stwie do innych środków gaśni-
czych, powoduje spadek stężenia
tlenu w pomieszczeniu o zaled-
wie ok. 0,5-2 %, co nie jest odczu-
walne przez organizm ludzki,

ma najkrótszy czas rozkładu w at-

mosferze (31-42 lata) spośród za-
mienników halonu 1301, należą-
cych do związków typu HFC; po-
wstające podczas pożaru produk-
ty spalania są bardziej szkodliwe
dla środowiska niż sam środek
HFC 227ea po wyzwoleniu,

wpływ na globalny efekt cieplar-

niany systemu z gazem HFC 227ea
będącego w użytku ponad 15 lat
jest porównywalny do wpływu
żarówki o mocy 100 W pracującej
przez 15 lat lub do przejechania
2 400 km samochodem,

umożliwia gaszenie urządzeń

elektrycznych i elektronicznych
bez konieczności wyłączania
ich spod napięcia, nie wywołuje
przy tym uszkodzeń związanych
z gwałtownym ochłodzeniem czy
powstaniem zwarć.
Między innymi dlatego gaz moż-

na bezpiecznie stosować w pomiesz-
czeniach, w których znajdują się lu-
dzie i wartościowy sprzęt. Po wyzwo-
leniu może być usunięty z chronio-
nych pomieszczeń za pomocą wen-
tylacji, co zapobiega przerwom w pra-

cy lub przestojom produkcyjnym. Jed-
ną z istotnych kwestii dla ochrony
środowiska jest wpływ, jaki wywie-
ra na nie działalność człowieka. Jest
on mierzony za pomocą tzw. global-
nego efektu cieplarnianego. Badając
wpływ na środowisko naturalne gazu
HFC 227ea, wzięto pod uwagę bezpo-
średni i pośredni wpływ systemu ga-
śniczego, środka gaśniczego oraz zasa-
dę działania instalacji. Badania wyka-
zały, że gaz ten posiada tzw. zerowy
potencjał niszczenia warstwy ozono-
wej (ODP=0).

elementy składowe
instalacji

Część hydrauliczna

Jako zbiornik do przechowywania

środka gaśniczego służą butle z zawo-
rami szybko otwierającymi się. Butla
z podłączonym do niej orurowaniem
stanowi instalację hydrauliczną. Do
ściany jest przymocowywana obejmą
stalową. Zróżnicowanie pojemności
i kształtu zbiorników (ok. 15 rodzajów)
gwarantuje elastyczność systemu i swo-
bodne dostosowanie się do indywidu-
alnych wymogów chronionej kubatury.
Ze względu na niewielkie rozmiary, nie
wymagają one dodatkowej powierzch-
ni, można je zamontować wewnątrz
chronionych pomieszczeń, w miejscu
wskazanym przez użytkownika.

Zawór butli

– każda butla dostar-

czana jest wraz z zaworem wyzwala-
jącym. Zawór ten posiada wbudowa-
ny manometr wskazujący aktualne ci-
śnienie w butli. Zawór wyposażony jest
w kilka przyłączy, do których instalo-

wane są główne elementy
systemu.

Orurowanie

– jest ele-

mentem instalacji rozsy-
łającym gaz do dysz wylo-
towych.

Dysze wylotowe

– są

ostatnim etapem prze-
pływu gazu – instalowa-
ne zgodnie z dokumenta-
cją wykonawczą w pozycji
wiszącej.

Ciśnieniowy przełącz-

nik nadzorujący (łącznik

niskiego ciśnienia)

– przełącznik ten,

montowany bezpośrednio na zaworze
butli, służy do wskazywania niskiego
ciśnienia w butli. Przy spadku ciśnie-
nia (do 19 bar, normalnie ok. 25 bar)
styki rozwierają się dając sygnał o wy-
cieku gazu. W centralce będzie to sy-
gnalizowane jako uszkodzenie.

Część elektryczna sterująca

Centrala sterująca gaszeniem
Pironabój

– z boku każdego zawo-

ru znajduje się przyłącze do instala-
cji pironaboju uruchamiającego za-
wór wyzwalający gaz z butli. Pirona-
boje uruchamiane są sygnałem prądo-
wym podawanym z centrali sterują-
cej gaszeniem.

Sygnalizatory optyczno-akustycz-

ne,

uruchamiane w chwili powstania

alarmu, mają za zadanie ostrzec prze-
bywające osoby o wyzwoleniu środ-
ka gaśniczego

Przyciski START/STOP

urucha-

miające i zatrzymujące proces ga-
szenia.

Część elektryczna wykrywająca

Centrala sygnalizacji pożarowej

– jest urządzeniem, do którego pod-
łączone są elementy detekcyjne oraz
przyciski ręczne do wyzwolenia alar-
mu pożarowego.

Czujki pożarowe

– najczęściej

stosowane czujki dymowe pracują
w układzie koincydencji, tzn. że tyl-
ko wykrycie dymu przez dwie czuj-
ki w tym samym czasie spowoduje
alarm pożarowy i uruchomienie in-
stalacji.

Konﬁguracja urządzeń umożliwia

podłączenie instalacji do instalacji
sygnalizacji pożarowej całego budyn-

Rys. 2 Rozmieszczenie elementów instalacji gaśniczej: 1) butle

z gazem, 2) rurociąg, 3) dysze wylotowe, 4) transparent
ostrzegawczy, 5) sygnalizator akustyczny, 6) przyciski
START/STOP, 7) wskaźniki, 8) czujki dymowe, 9) siłow-
niki zamykające okna, 10) centrala sterująca gaszeniem

ku, dzięki czemu możliwy jest nadzór
nad pracą systemu przez pracowni-
ków ochrony całego budynku.

zasada działania instalacji
gaśniczej

Czujki pożarowe mają za zadanie

wykrycie ewentualnego zagrożenia
pożarowego i realizację szczegóło-
wych procedur według określonych
algorytmów. Elementy detekcyjne roz-
mieszczone są zarówno w pomiesz-
czeniu chronionym, jak też i prze-
strzeniach między suﬁtem podwie-
szonym a stropem oraz w przestrze-
ni pomiędzy podłogą poniesioną a po-
sadzką (o ile takie występują). Modu-
łem wykonawczym procedur gaśni-
czych jest specjalna centrala sygnali-
zacji pożarowej, umożliwiająca stero-
wanie instalacją gaśniczą. Moduł wy-
konawczy nadzoruje pracę sygnaliza-
torów optyczno - akustycznych zwią-
zanych bezpośrednio z gaszeniem
w pomieszczeniu, czujek pożaro-
wych, przycisków GASZENIE (START)
i STOP, steruje klapami ppoż., kontro-
luje stan ciśnienia w butli.

Stałe urządzenie gaśnicze z gazem

można wyzwolić:

ręcznie (przyciskiem START),

automatycznie (z czujek pożaru),

awaryjnie (siłownikiem ręcznym

na zaworze butli).
Informacja o zagrożeniu z czujek

pożaru umieszczonych w przestrze-
niach chronionych zostaje przekaza-
na do centrali wykrywczo-gaśniczej.
Po otrzymaniu sygnału alarmu po-
żarowego z dwóch niezależnych ob-
wodów wykrywczych – dwie czujki
pracujące w systemie koincydencji zo-
staną wzbudzone, centralka urucha-
mia instalację ostrzegawczo-alarmo-
wą oraz rozpoczyna odliczanie czasu
zwłoki wyzwolenia HFC 227ea (naj-
częściej około 30-60 s). W tym czasie
wyłączona zostaje również (jeżeli ist-
nieje) wentylacja wyciągowa i nawie-
wowa, obejmująca strefę gaśniczą, kli-
matyzacja, zamykane są odpowied-
nie klapy i drzwi przeciwpożarowe.
Czas zwłoki powinien być tak do-
brany, aby możliwe było zamknięcie

w w w . e l e k t r o . i n f o . p l

n r 9 / 2 0 0 4

reklama

otwartych drzwi i okien w streﬁe ga-
szonej oraz opuszczenie pomieszcze-
nia objętego pożarem. W tym czasie
można też zatrzymać proces odlicza-
nia i wyzwolenia HFC 227ea przyci-
skiem STOP. Po upływie czasu zwło-
ki podany zostaje sygnał elektryczny
do siłownika elektromagnetycznego.
Otwarcie zaworu butlowego pozwala
przedostać się HFC 227ea do sieci rur.
W konsekwencji następuje uwolnie-
nie gazu z butli i jego przepływ sys-
temem rurociągów rozprowadzają-
cych do dysz umieszczonych w prze-
strzeniach objętych pożarem (w cza-
sie maks. 10 s).

wymagania budowlane
i instalacyjne dla
chronionych pomieszczeń

W celu zapewnienia odpowiedniej

skuteczności działania instalacji ga-
śniczej należy już w fazie projekto-
wej przewidzieć pewne rozwiązania
dostosowujące pomieszczenie do za-
montowania w nim instalacji.

ściany w pomieszczeniu chro-

nionym muszą mieć zapewnio-
ną wytrzymałość na nadciśnienie
ok. 400 Pa,

wszystkie przejścia przez ściany

muszą zostać uszczelnione spe-
cjalną masą ogniochronną,

wentylatory instalacji wentyla-

cji muszą zostać wyłączone przed
wyzwoleniem gazu,

wszystkie okna i drzwi muszą zo-

stać wyposażone w samozamyka-
cze, lub siłowniki,

na kanałach wentylacyjnych po-

winny zostać zamontowane kla-
py pożarowe, zamykane w chwili
wyzwolenia gazu,
Stałe urządzenia gazowe chronią-

ce instalacje i urządzenia elektrycz-
ne i elektroniczne będą spełniać pra-
widłowo swoje funkcje i zapewniać
najwyższą możliwą skuteczność ga-
śniczą, jeżeli będą:

prawidłowo dobrane do występu-

jącego charakteru i rodzaju zagro-
żenia pożarowego,

zaprojektowane zgodnie z przyję-

tymi standardami, wytycznymi
producenta i wiedzą techniczną,

wykonane z elementów posiada-

jących stosowne certyﬁkaty i do-
puszczenia,

zbudowane przez ﬁrmy posiadają-

ce stosowne certyﬁkaty, autoryza-
cje i szkolenia,

budowane z zastosowaniem od-

powiednich technologii,

właściwie przekazane przez ﬁr-

mę instalacyjną i odebrane przez
użytkownika,

właściwie konserwowane,

naprawiane i konserwowane

z użyciem oryginalnych części za-
miennych,

w obiektach, w których właściwie

określono strefy pożarowe, za-
montowano odpowiednie syste-
my wentylacji i zapewniono wa-
runki ewakuacji,
Wczesne wykrycie i ugaszenie

ognia przyczynia się do znacznego
ograniczenia strat, dlatego tak waż-
ne są odpowiednio dobrane rozwią-
zania zabezpieczające. Zastosowa-

nie instalacji gaszącej gazowej na
gaz HFC 227ea ma uzasadnienie
wszędzie tam, gdzie mamy do czy-
nienia z urządzeniami i instalacja-
mi szczególnie cennymi i ważnymi.
Instalacje i urządzenia elektryczne
z punktu widzenia użytkownika
wymagają najwyższego stopnia za-
bezpieczenia przed zagrożeniami ﬁ-
zycznymi, takimi jak pożar, zalanie
wodą, działanie gazów szkodliwych.
Stąd też w celu zapewnienia maksy-
malnej ochrony strategicznych po-
mieszczeń ważne jest stworzenie
systemu przewyższającego mini-
malne, określone przepisami, wy-
magania.

literatura

1. Materiały udostępnione przez ﬁr-

mę Safetech – www. safetech.pl.

2. Praca zbiorowa pod red. dr. inż. Ja-

na Strzałki, Instalacje elektryczne
i teletechniczne – poradnik mon-
tera i inżyniera elektryka, Verlag
Dashofer, Warszawa 2001.