Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
ŚRODKI GAŚNICZE, KTÓRYCH DZIAA
ANIE
NIE OPIERA SI
NA CHA
ODZENIU
bryg. mgr inż. Mirosław Sobolewski
Oddziaływania gaśnicze............................................................................................................. 2
Oddziaływania fizyczne ......................................................................................................... 2
Chłodzenie.............................................................................................................................. 2
Oddziaływania inne niż chłodzenie........................................................................................ 3
Oddziaływania chemiczne...................................................................................................... 4
Parametry określające skuteczność środków gaśniczych....................................................... 6
Gazy gaśnicze............................................................................................................................. 6
Rodzaje gazowych środków gaśniczych................................................................................ 6
Parametry gazowych środków gaśniczych............................................................................. 7
Stężenia gaszące i inertujące................................................................................................ 10
Działanie fizyczne i chemiczne gazów gaśniczych.............................................................. 15
Obliczanie zapotrzebowania gazowych środków gaśniczych.............................................. 21
Proszki i aerozole gaśnicze ...................................................................................................... 25
Oddziaływania gaśnicze rozdrobnionych ciał stałych ......................................................... 27
Wpływ składu chemicznego i składu ziarnowego na skuteczność gaśniczą ....................... 28
Aerozole gaszÄ…ce.................................................................................................................. 31
Zakres zastosowania proszków gaśniczych ......................................................................... 33
1
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
Oddziaływania gaśnicze
Oddziaływania fizyczne
Niezależnie od szczegółowych chemicznych mechanizmów procesów utleniania
zachodzących przy spalaniu różnych materiałów, podstawowym warunkiem zachodzenia
procesów spalania, obok dostępności paliwa i utleniacza, jest utrzymanie odpowiednio
wysokiej szybkości procesów chemicznych zachodzących w strefie reakcji. Warunkiem, który
musi być tu spełniony, jest odpowiednio wysoka temperatura strefy reakcji. Ciepło
wytworzone w reakcjach spalania podwyższa temperaturę strefy reakcji, ale też jest
częściowo odprowadzane na zewnątrz strefy. O wysokości temperatury decyduje bilans
strumieni ciepła1:
" szybkość wytwarzania ciepła w reakcjach chemicznych spalania,
" szybkość odprowadzania ciepła na zewnątrz strefy reakcji.
Jeśli szybkość wytwarzania ciepła ulega zmniejszeniu lub szybkość odprowadzania ciepła
rośnie, temperatura strefy reakcji spada, co powoduje spadek szybkości reakcji i dalszy
spadek temperatury. Kiedy temperatura spadnie poniżej pewnej wartości granicznej zwanej
temperaturą krytyczną lub minimalną temperaturą rozprzestrzeniania się płomienia2, płomień
zaczyna gasnąć. Działania prowadzące do obniżenia temperatury spalania poniżej
temperatury krytycznej można ogólnie nazwać oddziaływaniami fizycznymi, ponieważ nie
zmieniają one rodzaju przemian chemicznych zachodzących przy spalaniu, i tylko pośrednio
mogą wpływać na ich szybkość.
Chłodzenie
Najważniejszym rodzajem fizycznych oddziaływań gaśniczych są działania określane ogólnie
jako chłodzenie, czyli powodowanie przepływu ciepła na zewnątrz określonego miejsca czy
1
Pojęcie strumień ciepła oznacza szybkość przepływu (wymiany) ciepła. Jednostkami są 1 kJ/s = 1 kW.
2
Temperaturę krytyczną dla większości substancji organicznych spalających się w powietrzu można ocenić na
około 1300 K dla płomieni tracących część ciepła przez promieniowanie lub na około 1500 K przy braku strat
ciepła na drodze promieniowania cieplnego.
2
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
obiektu. Podstawowym stosowanym w praktyce sposobem chłodzenia jest zastosowanie
prądów wody, roztworów wodnych lub piany dla realizacji następujących celów:
" zwiększanie przepływu ciepła ze strefy spalania do otoczenia  na przykład przez
zastosowanie mgłowych prądów wody do chłodzenia płomienia,
" zmniejszenie szybkości zasilania płomienia produktami rozkładu materiału stałego
lub parami cieczy  schładzanie powierzchni materiału palnego prądami wody
(czystej lub z dodatkami) lub wyciekajÄ…cym z piany roztworem,
" niedopuszczenie do nagrzania się materiałów palnych do temperatury rozkładu 
schładzanie prądami wody materiałów narażonych na działanie promieniowania
cieplnego pożaru.
Oddziaływania inne niż chłodzenie
Warto przypomnieć, że piany wytworzone z wodnych roztworów środków pianotwórczych,
poza chłodzącym działaniem zawartego w nich roztworu pianotwórczego, mogą także
oddziaływać gaśniczo poprzez:
" oddzielanie powierzchni cieczy lub ciał stałych od płomienia i powietrza  piany
ciężki i średnie oraz piany CAFS,
" zabezpieczanie materiałów palnych przed nagrzewaniem przez promieniowanie
cieplne pożaru piany CAFS,
" wypieranie gazów z zagłębień terenu, piwnic, hal fabrycznych itp.  piany średnie
i lekkie.
W wielu przypadkach pożarów zastosowanie sposobów gaszenia wykorzystujących prądy
wody lub piany gaśnicze wiązałoby się z powstaniem zagrożenia dla ludzi lub znacznymi
stratami materialnymi. Sytuacje takie mogą stwarzać pożary obejmujące urządzenia lub
instalacje pod napięciem elektrycznym, pożary stopionych ciał stałych o temperaturze
o
znacznie przewyższającej 100 C, substancji niebezpiecznie reagujących z wodą czy też
pożary w pomieszczeniach komputerowych, archiwach, itp. W wielu takich przypadkach
pożar można zgasić unikając zagrożenia dla ludzi i strat mienia przez użycie środków
gaśniczych nie zawierających wody, takich jak gazy, proszki oraz aerozole gaśnicze. Środki te
nie mają działania chłodzącego, lub jest ono pomijalnie małe a ich skuteczność gaśnicza jest
3
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
ściśle związane z oddziaływaniem na płomień3. Oddziaływanie to może mieć charakter
fizyczny lub chemiczny.
Wszystkie gazy, proszki i aerozole stosowane w działaniach gaśniczych zawsze w jakimś
stopniu oddziałują fizycznie na płomień, co może być związane z następującymi zjawiskami:
" pochłanianie ciepła związane z dużym ciepłem właściwym środka,
" rozcieńczanie przez środek oraz przez produkty jego rozkładu lub odparowania,
" przemiany fazowe środka lub rozkład środka,
" straty ciepła związane z emisją promieniowania cieplnego.
Oddziaływania chemiczne
Oddziaływania chemiczne, które można wykorzystać do gaszenia płomienia noszą nazwę
inhibicji i polegają na bezpośrednim wpływie środka gaśniczego i produktów jego rozkładu
na reakcje chemiczne zachodzące w płomieniu. Przebieg łańcucha reakcji wolnorodnikowych,
które w płomieniu nie poddanym działaniu inhibitora prowadzą, poprzez szereg etapów
pośrednich, od paliwa i tlenu do ditlenku węgla i wody, po wprowadzeniu środka o działaniu
chemicznym ulega znacznemu zakłóceniu. Inhibitor znacznie szybciej reaguje z wolnymi
rodnikami procesu spalania, niż paliwo i tlen. Prowadzi to do powstania zupełnie innych
łańcuchów reakcji prowadzących do innych produktów. Inhibitor w kolejnych cyklach reakcji
może się odtwarzać i jego sumaryczny wpływ na przebieg reakcji spalania można określić
jako przyspieszanie łączenia się wolnych rodników w cząsteczki (katalizowanie rekombinacji
wolnych rodników) Takie działanie na płomień przejawiają proszki gaśnicze, aerozole oraz
pochodne węglowodorów zawierające brom (halony)4.
Zasadnicza różnica pomiędzy fizycznymi i chemicznymi efektami działania środków
gaśniczych na płomień dotyczy zmian temperatury płomienia podczas gaszenia. Działanie na
płomień środka gaśniczego w sposób wyłącznie fizyczny prowadzi do stopniowego obniżania
temperatury płomienia poniżej temperatury krytycznej (minimalnej temperatury
rozprzestrzeniania). Jeśli płomień gaśnie przy wyższej niż krytyczna temperaturze, oznacza to
jakiś udział chemicznych mechanizmów gaśniczych. W Tabeli 1 przedstawiono wyniki
3
Wyjątek stanowią proszki gaśnicze zawierające fosforan monoamonowy, które poza działaniem na płomień
działają także izolująco na powierzchni materiałów palnych grupy A.
4
Tak zwane zamienniki halonów, obecnie głównie fluoropochodne węglowodorów, chociaż po wprowadzeniu
do płomienia oddziałują na wolne rodniki, nie są inhibitorami. Ich działanie chemiczne można określić jako
wychwyt wolnych rodników i nie decyduje ono o ich skuteczności gaśniczej.
4
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
obliczeń komputerowych adiabatycznych temperatur płomienia nie gaszonego oraz tuż przed
zgaszeniem różnymi środkami gaśniczymi, biorąc pod uwagę możliwe rodzaje oddziaływań
fizycznych. W obliczeniach uwzględniano stężenia środków gaszące płomień wyznaczone
doświadczalnie. Różnice obliczonych dla NaHCO3 (wodorowęglan sodu, który jest głównym
składnikiem niektórych proszków klasy BC) oraz CF3Br (bromotrifluorometan  halon 1301)
temperatur płomienia dla stężeń gaszących w porównaniu do temperatury obliczonej dla
działającego całkowicie fizycznie azotu pozwoliły na obliczenie stopnia fizycznego
oddziaływania na płomień proszku gaśniczego i halonu.
Tabela 1. Obliczone temperatury płomienia i stopień działania fizycznego
środków gaśniczych (dla stechiometrycznych płomieni heptanu)
Stężenie gaszące T Udział efektów fizycznych
Środek gaśniczy
[% obj.] [K] [%]
Bez gaszenia 0 2275 
Azot 32 1856 100
CF3Br 3,1 2210 12
NaHCO3 (2 ÷ 6 µm) 2,3 2054 47
NaHCO3 (3 ÷ 8 µm) 2,1 2072 42
W przypadku halonu CF3Br za działanie gaśnicze odpowiadają głównie efekty chemiczne, w
przypadku NaHCO3 na skuteczność gaśniczą składają się efekty fizyczne (dekompozycja
termiczna i przemiany fazowe) oraz chemiczne. Stężenia objętościowe NaHCO3 obliczono
zakładając całkowite odparowanie w płomieniu. Można przyjąć, że zachodzi ono dla
wymiarów ziaren NaHCO3 mniejszych od okoÅ‚o 16 µm. Frakcje proszku o wymiarach
mniejszych od tej wielkości granicznej wykazują zbliżoną skuteczność gaśniczą. Dla
wielkości ziaren większej od granicznej istnieje silna zależność liczonego wagowo stężenia
gaszącego od wielkości ziaren  wraz ze wzrostem wymiarów ziaren stężenie gaszące rośnie.
Parametry określające skuteczność i pozwalające ocenić zapotrzebowanie środków
gaśniczych działających chłodząco i izolująco (prądy wody, piany gaśnicze ciężkie i średnie)
podaje się w stosunku do powierzchni pożaru, zgodnie z najważniejszymi oddziaływaniami
gaśniczymi tych środków, czyli chłodzeniem i oddzielaniem powierzchni materiałów palnych
od płomienia. Przykładem mogą tu być krytyczne i praktyczne wartości krytycznych
intensywności podawania dla prądów wody i piany przy różnego typu pożarach, liczone w
dm3 wody lub roztworu pianotwórczego na jednostkę czasu i 1 m2 powierzchni pożaru (na
5
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
przykÅ‚ad dla gaszenia pożaru benzyny pianÄ… typu AFFF Iprakt = 3,1 dm3/m2·min w przeliczeniu
na roztwór pianotwórczy).
Parametry określające skuteczność środków gaśniczych
Do oceny skuteczności i zapotrzebowania gazów i aerozoli gaśniczych stosuje się inne
parametry, co wynika z mechanizmu ich oddziaływania gaśniczego i metod podawania. Gazy
oraz aerozole stosuje się głównie w pomieszczeniach zamkniętych5. Warunkiem ich
skuteczności jest wytworzenie i utrzymanie przez odpowiednio długi czas odpowiedniego
stężenia w powietrzu w obszarze objętym lub zagrożonym spalaniem, a podstawową operacją
gaśniczą  wypełnianie pomieszczenia. Podstawowymi parametrami umożliwiającymi
porównanie gazowych środków gaśniczych i potrzebnymi do obliczania zapotrzebowania są
stężenie skuteczne oraz zapotrzebowanie liczone na jednostkę objętości pomieszczenia.
Wartości stężeń podaje się w ułamkach lub procentach objętościowych (m3/m3) oraz
masowych (kg/m3). Zapotrzebowanie rzeczywiste gazu podaje siÄ™ w m3 lub kg gazu na 1 m3
objętości pomieszczenia.
Gazy gaśnicze
Rodzaje gazowych środków gaśniczych
Do grupy gazowych środków gaśniczych zalicza się substancje, które niezależnie od sposobu,
w jaki docierają do płomienia, oddziałują na płomień będąc w fazie gazowej. W zależności od
rodzaju przejawianych oddziaływań można je podzielić następująco:
" obojętne gazy gaśnicze  działające wyłącznie fizycznie na płomień;
" halony  działające głównie chemicznie i częściowo fizycznie;
" zamienniki halonów  działające głównie fizycznie i częściowo chemicznie.
Środki gaśnicze, które działają przede wszystkim na powierzchnię materiałów palnych
objętych spalaniem, nie wpływają bezpośrednio na skład chemiczny powietrza w obszarze
5
Wyjątkiem jest tu zastosowanie gaśnic zawierających skroplone gazy (CO2  gaśnice śniegowe, CF2ClBr 
gaśnice halonowe), których działanie polega na wyrzucaniu pod ciśnieniem strumienia rozpylonej, szybko
parującej cieczy. Gaśnice takie mogą być stosowane na otwartym terenie, chociaż na ich skuteczność praktyczną
wpływają w znacznym stopniu warunki atmosferyczne.
6
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
działań. W przeciwieństwie do nich, gazowe środki gaśnicze praktycznie nie działają na
powierzchnię materiałów palnych, a podstawowym mechanizmem ich działania jest taka
zmiana składu powietrza, która powoduje gaśnięcie lub uniemożliwia rozprzestrzenianie się
płomienia. Ponieważ zmiana składu powietrza musi nastąpić w całej objętości pomieszczenia
objętego lub zagrożonego spalaniem, gazy gaśnicze zaliczamy do środków działających
przestrzennie (objętościowo), dla odróżnienia od pian gaśniczych i prądów wody, których
działanie można określić jako powierzchniowe. Podstawowym zakresem zastosowania gazów
gaśniczych jest więc gaszenie pożarów oraz zapobieganie ich powstawaniu w zamkniętych
pomieszczeniach.
Parametry gazowych środków gaśniczych
Pełna ocena przydatności gazu gaśniczego do stosowania w ochronie przeciwpożarowej
obejmuje obecnie następujące grupy parametrów:
" parametry określające skuteczność gaszenia lub zapobiegania powstaniu pożaru;
" parametry toksykologiczne (określające wpływ na ludzi);
" parametry ekologiczne (określające wpływ na środowisko przyrodnicze).
Gazy gaśnicze są stosowane zarówno do bezpośredniego gaszenia płomieni, jak i do
przeciwdziałania rozwojowi spalania płomieniowego. To drugie zastosowanie nosi nazwę
inertowania, ponieważ powietrze z odpowiednim dodatkiem gazu gaśniczego nie
podtrzymuje spalania. Dla tego samego gazu gaśniczego stężenia gaszące płomień i inertujące
różnią się od siebie.
W ochronie przeciwpożarowej nie stosuje się obecnie do wypełniania pomieszczeń gazów
gaśniczych szkodliwych dla człowieka przy stężeniach niższych, niż stężenia gaszące i
inertujące. Wyjątkiem jest dwutlenek węgla, który mimo toksycznego działania na organizm
ludzki, jest szeroko stosowany w stałych urządzeniach gaśniczych i sprzęcie podręcznym ze
względu na dobre właściwości gaśnicze, niska cenę i możliwość przechowywania w stanie
skroplonym. Wykluczone jest jednak jego stosowanie do wypełniania pomieszczeń przy
obecności ludzi lub rozpoczęcie wypełniania przy jeszcze trwającej ewakuacji.
Do oceny szkodliwego wpływu gazów gaśniczych na człowieka mogą służyć oczywiście
powszechnie stosowane parametry toksykologiczne, takie jak LC50 (stężenie gazu, przy
którym po określonym czasie ekspozycji ginie połowa badanej populacji zwierząt
laboratoryjnych), często jednak stosuje się mniej precyzyjnie zdefiniowane, ale bardziej
7
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
obrazowe parametry:
" NOAEL (No Observed Adverse Effect Level)  najwyższe stężenie środka, przy
którym nie zaobserwowano żadnego niekorzystnego wpływu na organizm
człowieka;
" LOAEL (Lowest Observed Adverse Effect Level) najniższe stężenie środka, przy
którym zaobserwowano jakikolwiek niekorzystny wpływ na organizm człowieka.
Odkrycie w latach 70 XX wieku niszczącego wpływu na warstwę ozonu stratosferycznego
związków organicznych zawierających chlor i brom, spowodowało stopniowe wycofywanie
takich substancji z użycia, także w ochronie przeciwpożarowej. Co więcej, obecnie gazowe
środki gaśnicze są oceniane również pod względem długoterminowego wpływu na
środowisko przyrodnicze. Bierze się tu pod uwagę następujące parametry:
" GWP (Global Warming Potential)  potencjał globalnego ocieplenie klimatu 
wskaz
nik liczony na 100 lat w porównaniu do CO2 (dla CO2 GWP = 1);
" ODP (Ozone Depletion Potential)  potencjał niszczenia ozonu stratosferycznego
w porównaniu do Freonu 11 (CF2Cl2), dla przyjęto ODP = 1;
" ALT (Atmospheric Life Time)  czas przebywania cząsteczki bez rozkładu w
atmosferze.
Gaz gaśniczy całkowicie nieszkodliwy dla środowiska przyrodniczego powinien zupełnie nie
wpływać na ozon stratosferyczny, czyli mieć ODP = 0, nie zwiększać znacząco
cieplarnianych właściwości atmosfery6 (czyli mieć niskie GWP) oraz mieć jak najkrótszy czas
życia w atmosferze. Jak widać z zestawienia parametrów typowych przedstawicieli
poszczególnych grup gazów gaśniczych w Tabeli 2, warunki te trudno jest spełnić
jednocześnie. O całkowitej nieszkodliwości dla środowiska przyrodniczego można mówić
tylko w przypadku gazów otrzymywanych z atmosfery  azotu, argonu i ich mieszanin.
6
Efekt cieplarniany polega na przepuszczaniu przez gazy atmosferyczne krótkofalowego promieniowania
Słońca, a pochłanianiu promieniowania o większej długości fali, wypromieniowanego przez powierzchnię
Ziemi. Naturalne gazy cieplarniane to CO2, metan, para wodna.
8
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
Tabela 2. Parametry gaśnicze, toksykologiczne i ekologiczne
wybranych gazów gaśniczych
Cgasz1) NOAEL LOAEL ALT
Nazwa Skład ODP GWP
[% obj.] [% obj.] [% obj.] [lat]
Gazy obojętne
Azot N2 34 43 52 nie dotyczy
Argon Ar 38 43 52 nie dotyczy
Dwutlenek
CO2 24  5 0 1 
węgla
Argonite Ar / N2 28 43 52 nie dotyczy
Inergen Ar/N2/CO2 29 43 52 nie dotyczy
Halony
Halon 1211 CF2ClBr 3,2 0,5 1 4 1300 15
Halon 1301 CF3Br 2,9 5 7,5 13 5600 65
Halon 2402 C2F4Br2 2,2  0,25 19  
Zamienniki halonów
FE  13 CHF3 12,9 20 50 0 11700 264
CEA  410 C4F10 5,9 40 >40 0 5500 2000
FE  36 C3H2F6 6,3 10 15 0 6300 209
CEA  614 C6F14 4,0 18 >18 0 7000 2600
FM  200 C3HF7 5,8 9 > 11 0 2900 37
Novec 1230 C6F9O 5,0 >10  0 1 0,2
1)
Stężenie gaszące płomień dyfuzyjny n-heptanu;    oznacza brak danych
Halony, czyli pochodne węglowodorów zawierające brom, ze względu na bardzo wysokie
ODP zostały praktycznie wycofane z ochrony przeciwpożarowej. Wszystkie obecnie brane
pod uwagę perfluorowane zamienniki halonów (czyli takie pochodne węglowodorów, w
których wszystkie atomy wodoru zostały zamienione przez atomy fluoru), chociaż nie
wywierają niszczącego wpływu na warstwę ozonową, mają wysokie wartości GWP i długie
czasy życia w atmosferze. Poprawę tych parametrów można uzyskać pozostawiając jeden lub
dwa atomy wodoru w czÄ…steczce (FM 200, FE 36) lub wprowadzajÄ…c do czÄ…steczki
dodatkowe grupy funkcyjne zwiększające podatność substancji na degradację w atmosferze
(Novec 1230  CF3CF2COCF(CF3)2). Warto jeszcze raz podkreślić, że jedynym gazem
gaśniczym o szerokim zastosowaniu i znacznej toksyczności jest CO2. Wszystkie zamienniki
halonów mają niską toksyczność, jednak podczas gaszenia nimi pożaru mogą powstawać
9
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
toksyczne produkty rozkładu (fluorowodór HF).
Stężenia gaszące i inertujące
Gazy gaśnicze mogą być podawane w celu zgaszenia powstałego pożaru lub mają za zadanie
nie dopuścić do jego powstania lub rozwoju. Najmniejsze stężenie gazu gaśniczego
w powietrzu, przy którym płomień danego paliwa gaśnie, określa się jako stężenie gaszące.
Stężenia te wyznacza się laboratoryjnie w stosunku do niewielkich płomieni dyfuzyjnych7
cieczy i gazów palnych. Typowe urządzenie do pomiaru stężeń gaszących gazów składa się z
niewielkiego naczynia wypełnionego cieczą palną, rury szklanej osłaniającej naczynie oraz
układów wyrównywania powierzchni cieczy w naczyniu i regulowanego dopływu powietrza i
gazu gaśniczego do rury. Schemat takiego palnika dyfuzyjnego przedstawiono na rysunku 1.
Rys. 1. Schemat stanowiska do pomiaru stężeń gaszących gazów
w stosunku do płomieni cieczy
7
Spalanie dyfuzyjne zachodzi, kiedy powietrze i pary cieczy lub gaz palny nie są wstępnie wymieszane - tlen z
powietrza dociera do strefy reakcji na drodze dyfuzji czÄ…steczkowej.
10
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
Przez rurę wokół naczynia z cieczą przepływa powietrze, do którego po zapaleniu par nad
powierzchnią cieczy zaczyna się dodawać gaz gaśniczy. Wartości przepływów gazu
gaśniczego i powietrza w momencie zgaśnięcia płomienia pozwalają na obliczenie stężenia
gaszącego. Dokładniejsze wyniki można otrzymać pobierając próbkę mieszaniny powietrze 
gaz gaśniczy w momencie zgaszenia i poddając ją analizie chromatograficznej. Stężenia
gaszące wyznaczone w palniku dyfuzyjnym są obecnie podstawą do porównań skuteczności
różnych gazów gaśniczych, służą także do określania stężeń projektowych dla stałych
instalacji gaśniczych. Wartości stężeń gaszących tego samego gazu są różne dla różnych
cieczy palnych. Skuteczność gaśniczą różnych gazów palnych ocenia się porównując ich
stężenia gaszące płomień n-heptanu, prowadząc pomiary przy ustalonych, przyjętych za
standardowe wymiarach palnika i rury oraz przepływach powietrza.
Stężenia gazów gaśniczych zapobiegające zapaleniu się par cieczy wyznacza się w inny
sposób. Schemat stanowiska do takich badań przedstawia rysunek 2. Pomiary polegają na
Rys. 2. Schemat stanowiska do wyznaczania stężeń inertujących gazów
wytwarzaniu wewnątrz szczelnego i odpornego na wzrost ciśnienia naczynia pomiarowego
mieszanin powietrze  pary cieczy  gaz gaśniczy i sprawdzaniu ich palności. Pomiary
rozpoczyna się od odpompowania z wnętrza naczynia pomiarowego powietrza, następnie
11
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
wprowadza się na parownik próbkę cieczy. Po odparowaniu cieczy wprowadza się czynnik
gaśniczy, a następnie wyrównuje ciśnienie do atmosferycznego dopuszczając powietrze.
Wzrost ciśnienia zarejestrowany po uruchomieniu iskrownika świadczy o palności
mieszaniny. Wyniki pomiarów przedstawia się na wykresie obszaru palności, który
konstruuje się w sposób przedstawiony na rysunku 3. Jeśli sprawdzimy palność różnych
mieszanin pary cieczy  powietrze, określimy zakres stężeń par, przy których można je
zapalić w powietrzu. Dolne i górne stężenia graniczne noszą nazwy odpowiednio dolnej i
górnej granicy wybuchowości (DGW i GGW). Takie same badania palności par cieczy można
Rys. 3. Konstrukcja wykresu obszaru palności
przeprowadzić dla powietrza z rosnącymi dodatkami gazu gaśniczego uzyskując stopniowe
zwężanie się zakresu palności. Złożenie wszystkich zakresów palności par dla rosnących
stężeń gazu gaśniczego w mieszaninie prowadzi do wykresu obszaru palności, z którego
można odczytać stężenie inertujące gazu. Jest to najmniejsze stężenie gazu gaśniczego w
mieszaninie powietrze  pary cieczy  gaz gaśniczy, przy którym płomień nie rozprzestrzenia
się w mieszaninie dla dowolnego stężenia par palnych. Stężenie inertujące azotu odczytane z
rysunku 3 wyniosłoby 40 % obj. Takie same pomiary można przeprowadzić dla mieszanin
powietrze  gaz palny  gaz gaśniczy uzyskując analogiczne obszary palności.
Stężenia inertujące tego samego gazu gaśniczego w stosunku do różnych par cieczy i gazów
palnych także, podobnie jak stężenia gaszące, różnią się od siebie. Różnice te mogą być dość
duże, tak jak to przedstawiono w Tabeli 3. Stężenia inertujące dwutlenku węgla w stosunku
do najczęściej stwarzających zagrożenie pożarowe cieczy i gazów palnych wynoszą około
30 % obj., a dla azotu  około 43 % obj. (azot dodany). Wyraz
nie mniejsze są stężenia
inertujące obu gazów obojętnych w stosunku do metanu. Substancje takie jak wodór,
dwusiarczek węgla czy etylen wymagają jednak znacznie wyższych stężeń inertujących.
12
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
Tabela 3. Objętościowe właściwości inertujące dwutlenku węgla i azotu
dla wybranych gazów i par cieczy w 25 oC
Dwutlenek węgla Azot
Stężenie m3 Stężenie
m3 CO2 Stężenie Stężenie
inertujÄ…ce dodanego
Gaz lub ciecz
na 1 m3 O2 N2 na 1 m3 inertujÄ…ce O2
CO2 N2 [% obj.]
powietrza [% obj.]
[% obj.] powietrza [% obj.]
Aceton 0,41 29,1 14,9 0,75 42,9 12
Benzen 0,4 28,6 15 0,82 45,0 11,5
Etanol 0,48 32,4 14,2 0,86 46,2 11,3
Metan 0,33 24,8 15,7 0,63 38,7 12,9
n-heksan 0,4 28,6 15 0,72 41,9 12,2
Propan 0,41 29,1 14,9 0,78 43,8 11,8
Eter etylowy 0,51 33,8 13,9 0,97 49,2 10,6
Etylen 0,68 40,5 12,5 1 50,0 10,5
Dwusiarczek węgla 1,59 61,4 8,1 3 75 5,2
Wodór 1,54 60,6 8,2 3,1 75,6 5,1
Wartości stężeń inertujących zależą od temperatury oraz innych warunków przeprowadzenia
pomiarów, takich jak kształt i wielkość naczynia pomiarowego, czy sposób zapalania
mieszaniny oraz od przyjętego kryterium niepalności mieszaniny. Badania obszarów palności
mogą być prowadzone przy stałej objętości mieszaniny (schemat takiego stanowiska
pomiarowego przedstawia rysunek 2, kryterium palności jest w tym przypadku zwykle wzrost
ciśnienia w naczyniu pomiarowym) lub przy rozprzestrzenianiu się płomienia w mieszaninie
wypełniającej pionową, otwartą z jednej strony rurę. Przy tego typu pomiarach jako palną na
ogół traktuje się mieszaninę, w której zainicjowany płomień rozprzestrzenia się powyżej
połowy wysokości rury. Otrzymane wyniki zależą jednak od sposobu zapalania mieszaniny.
Rysunek 4 przedstawia obszary palności dla układu powietrze  metan  dwutlenek węgla dla
różnych sposobów inicjowania spalania w pionowej rurze. Zastosowanie świecy żarowej jako
z
ródła zapłonu daje szerszy obszar palności niż użycie w tym celu iskry elektrycznej, istotny
wpływ ma także przyjęcie kryterium niepalności mieszaniny, co przedstawiono na rysunku 5.
Żeby wyniki pomiarów stężeń inertujących można było porównywać, czynniki wpływające
na wyniki pomiarów muszą być standaryzowane przez ustalenie kształtu, wymiarów komory
13
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
pomiarowej, parametrów z
ródła zapłonu, procedury wykonywania pomiarów.
Rys. 4. Obszary palności powietrze  metan  CO2; pomiary w pionowej rurze
przy różnych z
ródłach zapłonu
Rys. 5. Obszary palności powietrze  metan  CF2ClBr; pomiary w pionowej rurze
przy różnych z
ródłach zapłonu i kryteriach palności
14
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
Wartości objętościowych stężeń gaszących lub inertujących różnych gazów gaśniczych dość
znacznie różnią się od siebie. Jednak różnice te maleją, jeśli stężenia te lub zapotrzebowanie
gazu w stosunku do 1 m3 pomieszczeni wyrazimy w jednostkach masowych. Tabela 4
przedstawia dane dla dwutlenku węgla i azotu w jednostkach masowych.
Tabela 4. Masowe właściwości inertujące dwutlenku węgla i azotu
dla wybranych gazów i par cieczy w 25 oC
Dwutlenek węgla, Azot,
gęstość 1,80 kg/m3 gęstość 1,15 kg/m3
kg CO2 na kg dod. N2
Stężenie Stężenie
Gaz lub ciecz
inertujÄ…ce inertujÄ…ce
1 m3 na 1 m3
[kg/m3] [kg/m3]
powietrza powietrza
Aceton
0,74 0,52 0,86 0,49
Benzen
0,72 0,51 0,94 0,52
Etanol
0,86 0,58 0,99 0,53
Metan
0,33 0,45 0,72 0,45
N-heksan
0,72 0,51 0,83 0,48
Propan
0,59 0,52 0,90 0,50
Eter etylowy
0,92 0,61 1,12 0,57
Etylen
1,22 0,73 1,15 0,58
Dwusiarczek węgla
2,86 1,11 3,45 0,86
Wodór
2,77 1,09 3,57 0,87
Dwutlenek węgla, którego zapotrzebowania na 1 m3 objętości pomieszczenia i stężenia
liczone objętościowo są znacznie mniejsze od zapotrzebowań i stężeń objętościowych azotu,
ma jednak znacznie większą gęstość niż azot. Zapotrzebowania w kg na 1 m3 objętości
pomieszczenia azotu są zbliżone do wartości dla CO2, a stężenia masowe azotu są nawet
mniejsze. Stężenia objętościowe pozwalają na porównanie skuteczności różnych gazów oraz
na ocenę przebiegu wypełniania pomieszczenia, natomiast wartości stężeń masowych
pozwalają obliczyć zapotrzebowanie gazu w kilogramach.
Działanie fizyczne i chemiczne gazów gaśniczych
Zabezpieczenie przed zapaleniem różnych par cieczy i gazów w powietrzu wymaga dodania
zwykle prawie dwa razy większej objętości azotu niż dwutlenku węgla na 1 m3 powietrza
(Tabela 3). W nie podtrzymującej spalania mieszaninie stężenie dodatkowego azotu musi być
15
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
prawie o połowę większe niż stężenie dodanego dwutlenku węgla. Można też powiedzieć, że
warunkiem niepalności przy inertowaniu dwutlenkiem węgla jest na ogół obniżenie stężenia
tlenu do około 15 % obj., a azotu trzeba użyć tyle, żeby stężenie tlenu spadło do około 12 %
(w szczególnych przypadkach stężenia obu gazów muszą być znacznie wyższe, a stężenia
tlenu niższe). Dane te wskazują, że obniżenie stężenia tlenu nie jest jedynym, a nawet
najważniejszym czynnikiem określającym skuteczność gazu gaśniczego. Biorąc pod uwagę,
że ani azot, ani CO2 nie oddziałują chemicznie na płomień, niższe stężenia objętościowe
dwutlenku węgla trzeba przypisać różnicom fizycznych właściwości ich cząsteczek. W Tabeli
5 zestawiono parametry różnych gazów obojętnych istotne z punktu widzenia procesów
przejmowania ciepła podczas gaszenia i inertowania.
Tabela 5. Zestawienie parametrów fizycznych i stężeń inertujących
wybranych gazów gaśniczych (25oC)
Współczynnik Współczynnik Stężenie
Masa Ciepło
Gęstość przewodnictwa dyfuzyjności inertujące
molowa właściwe
Gaz Á cieplnego cieplnej (heksan)
M cp
 a ·106 cinert
kg/kmol kg/m3 kJ/kmol·K W/m·K m2/s % obj.
powietrze 1) 28,8 2) 1,19 28,9
0,0254 21,3
CO2
44 1,80 37,0 0,0167 11,0 29
para wodna
18 0,74 30,6 0,016 12,7 32
argon
40 1,64 20,8 0,0177 20,8 40
azot
28 1,15 28,8 0,0261 22,1 42
hel
4 0,16 20,8 0,152 182,8 52
C4F10
238 9,74 191,6 0,015 1,9 8
1)
Dane dla powietrza suchego;
2)
Średnia masa molowa dla składu powietrza 21 % obj. tlenu i 79 % obj. azotu
Najniższe stężenia inertujące spośród gazów obojętnych w zestawieniu mają dwutlenek węgla
i para wodna, których molowe ciepła właściwe są większe od ciepła właściwego powietrza.
Podstawą działania gaśniczego tych gazów jest pochłanianie ciepła wytwarzanego w
reakcjach spalania przez mieszaninę gaz  powietrze o zwiększonym cieple właściwym.
Gazy, które mają molowe ciepła właściwe zbliżone do powietrza lub mniejsze działają
głównie rozcieńczająco. Dla większości substancji organicznych spalanie w mieszaninie
powietrze  gaz gaśniczy nie zachodzi, jeśli ciepło właściwe mieszaniny gazowej przeliczone
na 1 mol zawartego w niej tlenu (cptl) bÄ™dzie wiÄ™ksze niż okoÅ‚o 210 J/molO2·K. Powietrze w
16
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
temperaturze 25 oC ma ciepÅ‚o wÅ‚aÅ›ciwe 138 J/molO2·K. CiepÅ‚o wÅ‚aÅ›ciwe jest przeliczane na
jeden mol tlenu w mieszaninie gazowej, ponieważ ciepło spalania większości paliw
węglowodorowych (i wielu innych związków organicznych) jest w przybliżeniu stałe w
przeliczeniu na mol zużywanego tlenu. Odpowiednie podniesienie ciepła właściwego
mieszaniny powietrze  gaz gaśniczy liczonego na 1 mol tlenu wymaga mniejszej ilości
dodanego gazu o większym cieple właściwym, dlatego stężenia inertujące CO2 są niższe niż
azotu. Bardzo dobrym przykładem jest tu C4F10, którego stężenie inertujące wynosi 8 %.
Szybkość odprowadzania energii ze strefy płomienia zależy także od przewodnictwa
cieplnego otaczającej płomień mieszaniny powietrze  gaz gaśniczy. Przewodnictwo cieplne i
ciepło właściwe gazu wpływają na szybkość wzrostu jego temperatury w otoczeniu strefy
spalania, a więc wpływają na szybkość rozprzestrzeniania się płomienia. Te właściwości gazu
ilościowo określa parametr nazywany dyfuzyjnością cieplną lub współczynnikiem
wyrównywania temperatur, a:

a =
,
Á Å"cp
gdzie  oznacza współczynnik przewodnictwa cieplnego ośrodka gazowego, cp jego ciepło
wÅ‚aÅ›ciwe, a Á gÄ™stość.
Jak wynika z danych zamieszczonych w Tabeli 4, stężenia inertujące są niższe dla gazów o
niższych wartościach współczynnika wyrównywania temperatur. Dla gazów o zbliżonym i
mniejszym od powietrza przewodnictwie cieplnym na wartość współczynnika a oraz na
skuteczność gaśniczą, zarówno przy gaszeniu jak i inertowaniu, wpływa przede wszystkim
molowe ciepło właściwe.
Dla podanych w Tabeli 5 wartości stężeń inertujących i molowego ciepła właściwego gazów
można obliczyć wartości ciepła właściwego liczonego na 1 mol tlenu cptl dla mieszanin
inertujących. Obliczone wartości przedstawiono w Tabeli 6. Zwiększone wartości tego
współczynnika dla azotu i helu można przypisać większym (a w przypadku helu znacznie
większym) współczynnikom przewodnictwa cieplnego tych gazów.
W Tabeli 6 umieszczono także dane dla dwóch halonów zawierających brom, 1301 (CF3Br)
oraz 1211 (CF2ClBr). Obliczone dla ich stężeń inertujących wartości cptl są z kolei znacznie
mniejsze niż 210 J/molO2·K. Mieszaniny halon  powietrze zabezpieczajÄ… przed zapaleniem w
nich par cieczy i gazów palnych przy niższych stężeniach, niż potrzebne do odpowiedniego
podniesienia cptl. Chociaż więc, jak wynika wartości ciepła właściwego gazowych halonów,
muszą one w jakimś stopniu oddziaływać gaśniczo na drodze fizycznej, przejawiają także
17
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
dodatkowe działanie gaśnicze decydujące o ich dużej skuteczności gaśniczej.
Tabela 6. Ciepło właściwe mieszanin inertujących (25 oC)
Stężenie Ciepło właściwe Współczynnik
Ciepło właściwe inertujące mieszaniny gazów przewodnictwa
Gaz cp (heksan) na 1 mol O2 cieplnego
cinert cptl 
kJ/kmol·K % obj. J/molO2·K W/m·K
powietrze 28,9  138 0,0254
CO2 37,0 29 210 0,0167
para wodna 30,6 32 206 0,016
argon 20,8 40 204 0,0177
azot 28,8 42 237 0,0261
hel 20,8 52 245 0,152
C4F10 191,6 8 217 0,015
CF3Br 70,0 5 155 
CF2ClBr 78,3 6 161 
Jest to chemiczne działanie gaśnicze polegające na bezpośrednim uczestnictwie halonu w
reakcjach chemicznych zachodzących podczas spalania. Chemiczne działanie gaśnicze
dodawanego środka może przejawić się jako:
" tworzenie nowych, konkurencyjnych łańcuchów reakcji prowadzących do
rekombinacji wolnych rodników,
" usuwanie bardzo reaktywnych wolnych rodników przez tworzenie cząsteczek i
znacznie mniej reaktywnych rodników;
" rekombinacji rodników wspomaganej przez duże cząsteczki wprowadzonego
środka gaśniczego.
Najważniejszym efektem jest w przypadku halonów zawierających brom znaczne
przyspieszanie rekombinacji (łączenia w cząsteczki) wolnych rodników potrzebnych w
reakcjach spalania. Szybkie usuwanie wolnych rodników na drodze reakcji z halonem i
produktami jego rozkładu prowadzi do bardzo szybkiego zmniejszenia ogólnej szybkości
reakcji spalania. Przykładem może być początkowy łańcuch reakcji halonu 1301 w
płomieniu:
"
CF3Br + H CF3" + HBr + 76kJ / mol
18
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
"
HBr + H H2 + Br" + 70kJ / mol
"
Br" + H + M HBr + M + 372kJ / mol
Wprowadzony do płomienia CF3Br reaguje szybko z rodnikami wodorowymi przy czym
powstaje bromowodór, który reaguje z następnymi rodnikami spalania powodując ich
łączenie się w cząsteczki. Powstałe atomy Br reagują dalej z wolnymi rodnikami odtwarzając
HBr, który może znów reagować z wolnymi rodnikami. Ta ostatnia, silnie egzotermiczna
reakcja zachodzi w obecności jakiejś dodatkowej cząsteczki M, która może przejąć dużą ilość
energii. Podobnie CF3Br i następnie bromowodór mogą reagować z innymi ważnymi
rodnikami reakcji spalania, na przykład OH*. Cykl takich reakcji może się wielokrotnie
powtarzać, powodując szybkie usuwanie wolnych rodników i zmniejszanie szybkości reakcji
spalania. Powstający z halonu bromowodór działa jak katalizator łączenia się wolnych
rodników w cząsteczki, jest więc rzeczywistym inhibitorem reakcji spalania.
Początkowe reakcje halonów w płomieniu są w niewielkim stopniu egzotermiczne, co daje im
przewagę nad początkowymi reakcjami spalania, które są endotermiczne. Przykładem mogą
być reakcje zapoczątkowania łańcucha i rozgałęziania przy spalaniu metanu w powietrzu:
"
CH4 CH3" + H - 439kJ / mol
" "
H + O2 OH + O" - 3kJ / mol
Czysto chemiczne, odpowiednio intensywne oddziaływanie na płomień prowadziłoby do jego
zgaśnięcia bez wcześniejszego obniżenia temperatury. W rzeczywistości, ponieważ
wprowadzone do płomienia halony zmieniają parametry fizyczne środowiska, następuje
niewielkie obniżenie temperatury płomienia przed jego zgaśnięciem (Tabela 1). Udział
efektów fizycznych CF3Br w działaniu gaśniczym na podstawie obliczonej temperatury
płomienia tuż przed zgaśnięciem ocenia się na 12 %.
Zamienniki halonów, zarówno perfluorowane jak i te z jednym lub dwoma atomami wodoru
w cząsteczce, po wprowadzeniu do płomienia mogą w niewielkim stopniu oddziaływać
chemicznie, ale nie powodują działania inhibicyjnego porównywalnego do halonów.
Powstający w wyniku oddziaływania wolnych rodników na cząsteczki zamiennika
fluorowodór HF nie wchodzi w podobne cykle reakcji, jak HBr. O braku lub małym
znaczeniu efektów chemicznych przy gaszeniu zamiennikami fluorowanym świadczą
19
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
obliczone wartoÅ›ci cptl dla stężenia inertujÄ…cego C4F10, przekraczajÄ…ce wartość 210 J/molO2·K.
Udział efektów fizycznych w działaniu gaśniczym dla różnych zamienników fluorowanych
można ocenić na 80 ÷ 90 %.
Stężenia inertujące w jednostkach objętościowych i masowych halonów 1301 i 1211 dla
wybranych substancji palnych przedstawiono w Tabeli 7.
Tabela 7. Objętościowe i masowe właściwości inertujące halonów
dla wybranych gazów i par cieczy w 25 oC
Halon 1301 Halon 1211
gęstość 6,10 kg/m3 gęstość 6,83 kg/m3
Gaz lub ciecz
m3 halonu stężenie stężenie m3 halonu stężenie stężenie
na 1 m3 inertujÄ…ce, inertujÄ…ce, na 1 m3 inertujÄ…ce, inertujÄ…ce,
powietrza [% obj.] [kg/m3] powietrza [% obj.] [kg/m3]
Aceton 0,059 5,6 0,34 0,054 5,1 0,35
Benzen 0,046 4,4 0,27 0,052 4,9 0,33
Etanol 0,045 4,3 0,26 brak danych
Metan 0,054 5,1 0,31 0,062 5,8 0,40
n-Heksan brak danych 0,064 6,0 0,41
Propan 0,073 6,8 0,41 0,065 6,1 0,42
Eter etylowy 0,07 6,5 0,40 brak danych
Etylen 0,13 11,5 0,70 0,114 10,2 0,70
Dwusiarczek węgla 0,15 13,0 0,79 brak danych
Wodór 0,29 22,5 1,37 0,43 30,0 2,05
Objętościowe stężenia inertujące halonów są znacznie niższe niż gazów obojętnych.
Kilkuprocentowe stężenia gazu gaśniczego odpowiadają bardzo niewielkiemu obniżeniu
stężenia tlenu. Przy 5 % obj. dodatku środka gaśniczego stężenie tlenu w mieszaninie
powietrze  gaz gaśniczy spada tylko do 20 %. Operacja wytwarzania w pomieszczeniu
potrzebnego stężenia trwa krócej, niż w przypadku gazów obojętnych  nadwyżka objętości,
która musi zostać usunięta z pomieszczenia jest znacznie niższa. Jednak ze względu na bardzo
duże gęstości gazowych halonów (w porównaniu z powietrzem i obojętnymi gazami
gaśniczymi), masowe stężenia inertujące i gaszące dla halonów nie są już tak znacznie niższe
niż dla gazów CO2 i azotu. Masowe stężenia gaszące płomień dla gazów obojętnych o
niewielkiej gęstości, takich jak para wodna czy hel są niższe, niż dla halonów, mimo że ich
stężenia objętościowe są znacznie wyższe. Stężenia gaszące płomienie metanu, propanu i
20
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
wodoru dla halonów i gazów obojętnych zestawiono w Tabeli 8.
Tabela 8. Porównanie stężeń gaszących halonów i gazów obojętnych
w stosunku do płomieni wybranych gazów palnych (25 oC)
PalÄ…cy siÄ™ gaz
Metan Propan Wodór
Gaz gaśniczy
stężenie masowe, kg/m3
stężenie objętościowe, m3 /m3
Halon 1301 (CF3Br),
0,19 0,26 1,92
gęstość 6,10 kg/m3
0,031 0,043 0,32
Halon 1211 (CF2ClBr), 0,18 0,33 2,56
gęstość 6,83 kg/m3 0,026 0,048 0,38
Dwutlenek węgla, 0,44 0,52 1,10
gęstość 1,80 kg/m3
0,24 0,29 0,61
0,17 0,38
Para wodna1), brak
gęstość 0,59 kg/m3 danych
0,29 0,64
Azot, 0,46 0,50 0,87
gęstość 1,15 kg/m3
0,40 0,43 0,76
Hel, 0,08 brak brak
gęstość 0,164 kg/m3 danych danych
0,50
1)
Dane dla pary wodnej w temperaturze 100 oC
Obliczanie zapotrzebowania gazowych środków gaśniczych
Zapas gazowego środka gaśniczego, który będzie potrzebny do wytworzenia odpowiedniego
stężenia w gaszonym lub zabezpieczanym pomieszczeniu zależy przede wszystkim od
skuteczności środka wyrażonej jako stężenie inertujące lub gaszące oraz od gęstości środka w
fazie gazowej w warunkach wypełniania. Na zużycie środka wpływać też będzie sposób
mieszania się gazu z powietrzem w pomieszczeniu. Jeżeli możliwe byłoby takie podanie gazu
gaśniczego, przy którym jego potrzebna do wytworzenia stężenia skutecznego objętość
zajmuje miejsce takiej samej objętości powietrza (gaz wypycha powietrze z pomieszczenia),
zapotrzebowanie objętościowe gazu byłoby równe jego stężeniu objętościowemu c,
Zapotrzebowanie masowe na 1 m3 objętości pomieszczenia w takim przypadku nosi nazwę
minimalnego teoretycznego zapotrzebowania gazu Wmin :
Wmin = c Å" Á
,
gdzie Á oznacza gÄ™stość gazu w warunkach wypeÅ‚niania.
Rzeczywisty przebieg wypełniania odpowiada raczej sytuacji, w której wprowadzany gaz
miesza się z całą objętością powietrza w pomieszczeniu, a następnie z pomieszczenia
21
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
wypływa nadmiar mieszaniny powietrze gaz gaśniczy. Wartości takiego rzeczywistego
zapotrzebowania przedstawiono w Tabeli 9.
Tabela 9. Porównanie zapotrzebowania halonów i gazów obojętnych
w stosunku do płomieni wybranych gazów palnych (25 oC)
PalÄ…cy siÄ™ gaz
Metan Propan Wodór
Gaz gaśniczy
kg gazu gaśniczego na 1 m3 powietrza
m3 gazu gaśniczego na 1 m3 powietrza
Halon 1301 (CF3Br),
0,20 0,27 2,81
gęstość 6,10 kg/m3
0,032 0,045 0,46
Halon 1211 (CF2ClBr), 0,25 0,34 4,10
gęstość 6,83 kg/m3 0,036 0,05 0,60
Dwutlenek węgla, 0,58 0,74 2,81
gęstość 1,80 kg/m3
0,32 0,41 1,56
0,24 1,07
Para wodna1), brak
gęstość 0,59 kg/m3 danych
0,41 1,81
Azot, 0,78 0,87 3,60
gęstość 1,15 kg/m3
0,66 0,76 3,13
0,17
Hel, brak brak
1,02
gęstość 0,164 kg/m3 danych danych
1)
Dane dla pary wodnej w temperaturze 100 oC
Wartości zapotrzebowań masowych W przedstawione w Tabeli 9 można określić jako masę
gazu, którą należy dodać do 1 m3 powietrza, żeby w powstałej mieszaninie gaz miał stężenie
inertujÄ…ce lub gaszÄ…ce. Na podstawie tej definicji rzeczywiste zapotrzebowanie gazu liczone
w kg gazu na 1 m3 objętości pomieszczenia można obliczyć następująco:
c Å" Á
W =
1+ c
W tym przypadku w pomieszczeniu pozostaje mniej gazu, niż podał system gaśniczy,
ponieważ część zmieszanego już z powietrzem gazu została usunięta z pomieszczenia jako
nadwyżka objętości. W warunkach rzeczywistych wypełnianiu pomieszczeń towarzyszą
zawsze straty gazu, przez które należy rozumieć ilość gazu podaną z systemu, która nie
pozostała w pomieszczeniu.
Jeżeli operacja wypełniania pomieszczenia gazem ma na celu zgaszenie pożaru, jako c
należałoby podstawiać wartości stężeń gaszących dla substancji stwarzającej zagrożenie, w
22
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
przypadku zabezpieczania przed zapaleniem odpowiedniejsze byłyby wartości stężeń
inertujących. W praktyce do takich obliczeń używa się wartości stężeń projektowych, to
znaczy wartości stężeń gaszących uzyskanych dla n-heptanu jako cieczy palnej w
standardowym palniku dyfuzyjnym, powiększone o 20 %. Wartości stężeń projektowych dla
gazowych środków gaśniczych można znalez
ć na przykład w normie ISO 14520-1  Gaseous
Fire Extinguishing Systems. Physical Properties and System Design .
W pewnych sytuacjach, na przykład kiedy podczas podawania gazu pomieszczenie jest
wentylowane, zapotrzebowanie trzeba obliczać z pomocą bardziej złożonych modeli
zakładających ciągły wypływ mieszaniny powietrze  gaz gaśniczy z pomieszczenia w miarę
wypełniania. Dodatkowy zapas środka w systemie gaśniczym trzeba przewidzieć w
sytuacjach kiedy potrzebne jest przedłużone utrzymywanie wytworzonego w pomieszczeniu
stężenia gazu.
Odpowiedni zapas gazu gaśniczego jest przechowywany w zbiornikach systemu gaśniczego.
Gazy obojętne takie jak azot, argon, czy ich mieszaniny muszą być przechowywane w postaci
sprężonej pod wysokim ciśnieniem (zwykle około 300 bar), ponieważ gazów tych nie można
skroplić bez obniżenia ich temperatury. Znacznie korzystniejsza jest możliwość
przechowywania gazu gaśniczego w stanie skroplonym. ponieważ ta sama objętość zbiornika
może zawierać znacznie większą masę gazu w stanie skroplonym, niż sprężonego. W ten
sposób, w stanie skroplonym, przechowuje się zamienniki halonów (także halony, kiedy były
stosowane) oraz dwutlenek węgla.
Jak wynika z danych zamieszczonych w Tabeli 2, dwutlenek zdecydowanie nie spełnia
warunku braku zagrożenia dla ludzi, ponieważ w odróżnieniu od innych stosowanych gazów
gaśniczych, jego stężenie gaszące jest znacznie wyższe niż stężenie niebezpieczne. Za
stosowaniem CO2 przemawiają jednak dobre właściwości gaśnicze, niska cena oraz
możliwość przechowywania w stanie skroplonym przy znacznie niższych ciśnieniach, niż
o
potrzebne w systemach z azotem czy argonem. W temperaturze 20 C do skroplenia CO2
potrzebne jest ciśnienie co najmniej 58 bar. Wykres fazowy dwutlenku węgla przedstawiono
na rysunku 6.
23
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
Rys. 6. Wykres fazowy dla dwutlenku węgla
Dwutlenek węgla pod ciśnieniem atmosferycznym występuje tylko jako gaz lub ciało stałe, w
zależności od temperatury. Stała postać CO2 zwana suchym lodem, może pod ciśnieniem
atmosferycznym istnieć tylko przy temperaturach niższych niż  79 oC. Minimalne ciśnienie,
przy którym CO2 może występować w stanie ciekłym wynosi około 5,2 bar, temperatura nie
może jednak wówczas przekraczać  57 oC. Są to warunki punktu potrójnego dla CO2. Przy
odpowiedniej konstrukcji zbiornika z ciekłym dwutlenkiem węgla, możliwe jest jego
rozładowywanie w taki sposób, że z dyszy wyrzucana jest faza ciekła w postaci kropelek. Po
spadku ciśnienia do atmosferycznego kropelki gwałtownie odparowują, ulegając przy tym
znacznemu ochłodzeniu. Jeżeli temperatura kropelek spadnie poniżej  79 oC (temperatura
sublimacji), powstaje faza stała. Tak właśnie działa gaśnica śniegowa. Chociaż temperatura
strumienia mieszaniny faza stała  gaz jest bardzo niska, zdolność chłodząca dwutlenku węgla
24
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
nie jest duża. Można ją ocenić na co najwyżej ź zdolności chłodzącej tej samej masy wody
podawanej prądem rozproszonym, biorąc pod uwagę, że ciepło sublimacji CO2 wynosi 573
kJ/kg ( w temperaturze  79 oC), a stopień zamiany na fazę stałą na ogół nie przekracza 25 %
masy podawanego dwutlenku węgla. Niska temperatura strumienia z gaśnicy śniegowej może
być zresztą przyczyną uszkodzeń na przykład układów elektronicznych, dlatego też gaśnice
śniegowe nie są zalecane do zabezpieczania pomieszczeń z tego typu urządzeniami.
Proszki i aerozole gaśnicze
Główne składniki proszków gaśniczych
Nazwą proszki gaśnicze określa się bardzo drobno zmielone substancje stałe, zwykle proste
sole nieorganiczne, wykazujące poza innymi oddziaływaniami także aktywne, chemiczne
działanie na płomień. Należy podkreślić, że jeśli do płomienia zostanie wprowadzony obłok
składający się z bardzo drobnych ziarenek ciała stałego, to przebieg spalania zawsze zostanie
zakłócony, przy udziale oddziaływań fizycznych takich jak wymienione w punkcie 1.3
(strona 4). Działanie gaśnicze mogą mieć nawet substancje nie rozkładające się ani nie
odparowujące powierzchniowo w płomieniu, takie jak pył skalny, wapień czy pył z filtrów
elektrociepłowni (zawierający głównie tlenek glinu)  warunkiem jest bardzo duża
powierzchnia właściwa pyłów umożliwiająca szybkie ogrzewanie się w płomieniu.
Substancje tego typu, nie reagujące chemicznie w płomieniu, są jednak mało skuteczne, to
znaczy ich masowe stężenie potrzebne do zgaszenia płomienia musiałoby być bardzo duże,
rzędu 1  2 kg/m3. Proszki wyprodukowane ze specjalnie dobranych składników są znacznie
skuteczniejsze, ich stężenia w obłoku gaszącym płomień na ogół nie przekraczają 0,1  0,5
kg/m3, zależnie od rodzaju proszku. Obecnie produkowane są proszki przeznaczone do
gaszenia pożarów grup B i C oraz A, B i C, a także proszki specjalne, przeznaczone
wyłącznie do gaszenia pożarów metali. Często poszczególne rodzaje proszków gaśniczych
oznacza się skrótowa jako proszki BC, ABC lub D. Składniki chemiczne, które zawierają
produkowane obecnie proszki zestawiono w Tabeli 10. Wszystkie proszki gaśnicze zawierają
także dodatki zabezpieczające przed pochłanianiem wilgoci z powietrza (tak zwane
substancje hydrofobizujące) i zbrylaniem oraz zwiększające płynność proszku. Takie
zabezpieczenie jest niezbędne, ponieważ wszystkie główne składniki proszków gaśniczych są
25
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
rozpuszczalne w wodzie i higroskopijne8, co przy niezbędnym znacznym stopniu
rozdrobnienia powodowałoby szybkie zbrylanie się proszku w kontakcie z wilgotnym
powietrzem i w rezultacie szybką utratę właściwości gaśniczych i możliwości wyrzutu z
urządzeń gaśniczych. Obecnie w tym celu stosuje się przede wszystkim stearyniany glinu lub
magnezu oraz krzemionkę (SiO2) koloidalną (bardzo silnie rozdrobnioną). Zawartość
hyrofobizatora i nośnika na ogół nie przekracza 0,5 %. Niektóre proszki, przeznaczone do
podawania jednocześnie z pianami gaśniczymi, zabezpiecza się przed działaniem wilgoci
stosujÄ…c dodatek substancji krzemoorganicznych, takich jak chloroalkilosilany lub siloksany.
Jako dodatki stosowane są też krzemiany glinu i magnezu.
Tabela 10. Główne składniki proszków gaśniczych
Substancja chemiczna Wzór chemiczny Rodzaj proszku
Wodorowęglan sodowy
NaHCO3 BC
(soda oczyszczona)
Chlorek sodowy
NaCl BC, D
(sól kuchenna)
Wodorowęglan potasowy KHCO3 BC
Chlorek potasowy KCl BC, D
Siarczan potasowy K2SO4 BC
Fosforan jednoamonowy NH4H2PO4 ABC
Mocznik + wodorowęglan
NH2CONH2 + KHCO3 BC
potasowy
Poza wymienionymi w Tabeli 10 podstawowymi składnikami aktywnymi proszki gaśnicze
mogą zawierać inne składniki, mniej istotne z punktu widzenia mechanizmu działania
gaśniczego. na przykład proszki typu ABC obok fosforanu jednoamonowego mogą zawierać
siarczany amonowe. Składnikami proszków typu D poza NaCl i KCl mogą być także chlorek
baru BaCl2, boraks (tetraboran sodowy Na2B4O7·10H2O), sproszkowany grafit, proszek
miedzi, opiłki żeliwne, mikrogranulki węglowe, węglan sodowy Na2CO3. Od składu proszku
klasy D zależy zakres jego zastosowania  na przykład proszki zawierające grafit oraz
składające się z NaCl i KCl mogą być stosowane do gaszenia wszystkich pożarów metali,
natomiast oparte na Na2CO3  tylko do gaszenia sodu i potasu, a proszek miedzi jest
szczególnie skuteczny przy gaszeniu płonącego litu.
8
Substancje higroskopijne mają zdolność pochłaniania pary wodnej zawartej w powietrzu. Powietrze w
temperaturze 20 oC może zawierać maksymalnie 17 g/m3 wody (odpowiada to wilgotności względnej 100%).
26
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
Oddziaływania gaśnicze rozdrobnionych ciał stałych
Chociaż, jak wspomniano powyżej, oddziaływaniu proszków gaśniczych z płomieniem
zawsze będą towarzyszyły efekty fizyczne, o ich wysokiej skuteczności gaśniczej decyduje
wpływ na reakcje chemiczne zachodzące w płomieniu polegający, podobnie jak w przypadku
halonów zawierających brom, na szybkim zmniejszaniu dostępności wolnych rodników o
wysokiej reaktywności, H* oraz OH*. A
ączenie się wolnych rodników w cząsteczki może
zachodzić przy udziale powierzchni ziarenek proszku. Taki efekt, zwany inhibicją
heterofazową, zachodzi w różnym stopniu przy użyciu wszystkich typów proszków
przeznaczonych do gaszenia płomieni. Przykładowy schemat przebiegu tego procesu można
przedstawić następująco:
"
"
H + Z (ZH )
"
OH +(ZH) H2O + Z
Wolne rodniki niezbędne dla normalnego przebiegu spalania w płomieniu są przechwytywane
i na pewien czas wiązane przez aktywne obszary Z na powierzchni zewnętrznej ziarenek
proszku. Z rodnikami w ten sposób spowolnionymi mogą reagować inne wolne rodniki
płomienia tworząc cząsteczki lub rodniki o mniejszej aktywności. Obszary na powierzchni
ziarenek proszku pełnią w ten sposób rolę inhibitora procesów spalania. Taki mechanizm
gaśniczy w odniesieniu do płomienia przeważa w przypadku proszków klasy ABC,
zawierających fosforan jednoamonowy. Proszki klasy BC, zawierające wodorowęglan sodu
lub potasu czy też siarczan potasu, poza inhibicją heterofazową oddziałują na płomień też w
inny sposób. Na powierzchni ziarenek zachodzi pod wpływem wysokiej temperatury
płomienia rozkład soli z wytworzeniem tlenku sodu lub potasu, które następnie reagują z parą
wodną tworząc gazowy wodorotlenek. Po utworzeniu wodorotlenku następuje cykl reakcji
prowadzących do szybkiego spadku stężenia wolnych rodników w obszarze działania
proszku:
" "
KOH + H H2O + K
KOH + HO" H2O + KO"
"
KO" + H KOH
"
K + HO" KOH
W tym przypadku rzeczywistym inhibitorem reakcji spalania jest powstajÄ…cy w wyniku
27
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
rozkładu termicznego proszku gazowy wodorotlenek sodu lub potasu, dlatego działanie tego
typu określa się jako inhibicję homofazową. Przebieg reakcji inhibicji zachodzących po
podaniu proszków gaśniczych nie jest jeszcze szczegółowo poznany, na przykład według z
jednej z hipotez inhibitorami sÄ… gazowe atomy metalu powstajÄ…ce w wyniku odparowania i
rozkładu proszku.
Proszki klasy ABC poza oddziaływaniem na płomień mają także dodatkowe działanie
gaśnicze. Na gorącej powierzchni spalających się materiałów grupy A9 następuje rozkład
fosforanu jednoamonowego, przy czym następują kolejne przemiany prowadzące do
powstania kwasu polimetafosforowego. Końcowy produkt rozkładu proszku ABC powoduje
powstanie na powierzchni płonącego materiału warstewki ograniczającej wydostawanie się
gazów zasilających płomień oraz zmniejszającej dopływ tlenu do strefy utleniania
bezpłomieniowego. W przypadku materiałów drewnopochodnych dodatkowo ma miejsce
oddziaływanie fosforanów z celulozą prowadzące do zmniejszenia palności  ponowne
zapalenie materiału pokrytego i ugaszonego proszkiem ABC jest znacznie utrudnione.
Przy gaszeniu proszkami fosforanowymi pożarów grupy A oddziaływania fizyczne i
chemiczne mają więc istotne znaczenie, zarówno jeśli chodzi o gaszenie płomienia jak i
oddziaływanie na materiał palny. Gaszenie pożarów metali proszkami klasy D przebiega na
drodze tylko fizycznej  polega na chłodzeniu powierzchni płonącego metalu i ograniczaniu
do niej dostępu powietrza przez wytworzenie warstwy izolującej.
Wpływ składu chemicznego i składu ziarnowego na skuteczność gaśniczą
Na wszystkie rodzaje oddziaływań proszków gaśniczych w płomieniu, tak czysto fizyczne jak
i chemiczne, decydujący wpływ będzie miała sumaryczna powierzchnia zewnętrzna ziarenek
proszku wprowadzonych do płomienia. Szybkość przejmowania ciepła, odparowania z
powierzchni i rozkładu, inhibicji heterofazowej wzrastają ze wzrostem powierzchni ziarenek,
która jest tym większa, im mniejsze są wymiary ziarenek. Biorąc pod uwagę tylko
oddziaływania w płomieniu, proszek gaśniczy powinien składać się tylko z jak
najdrobniejszych ziarenek. Jeśli jednak wez
miemy pod uwagę także problemy związane z
przechowywaniem proszku i konieczność podawania go na pewną odległość przy gaszeniu
pożarów, dojdziemy do wniosku, że wymiary ziarenek nie mogą być jednak zbyt małe. W
rezultacie proszki gaśnicze składają się z ziarenek o różnej wielkości. Skład ziarnowy
9
Do grupy pożarów A zalicza się materiały stałe, których normalne spalanie zachodzi przy udziale rozkładu
termicznego, zwęglania i bezpośredniego (bezpłomieniowego) utleniania gorącego materiału.
28
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
proszku, czyli udział w masie proszku ziaren o określonych zakresach wielkości, zawsze
więc, niezależnie od rodzaju składników chemicznych, będzie w istotny sposób wpływał na
rzeczywistą skuteczność gaśniczą proszków. Na rysunku 7 przedstawiono schematycznie
wpływ składu ziarnowego proszku na szybkość gaszenia płomienia i praktyczne możliwości
jego użycia (zasięg strumienia i odporność na zbrylanie).
Rys. 7. Rola składu ziarnowego proszku gaśniczego
Dokładne porównanie skuteczności poszczególnych rodzajów proszków jest trudne, ponieważ
uwidocznienie różnic związanych ze składem chemicznym wymagałoby stosowania
proszków o identycznych rozmiarach ziaren, co trudno jest osiągnąć. Co więcej, środki
gazowe można porównywać badając granice palności jednorodnych, nieruchomych
mieszanin, zaś stałe cząstki proszku osiadałyby po zaprzestaniu mieszania wpływając w ten
29
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
sposób na charakterystykę palności. Ogólnie jednak można, na podstawie różnych testów
gaśniczych powiedzieć, że wodorowęglan sodowy, jeden z najpopularniejszych
podstawowych składników proszków gaśniczych, jest wagowo kilkakrotnie skuteczniejszy10
od talku czy wapienia, substancji uważanych za obojętne chemicznie w płomieniu. Różnica ta
wynika ze znacznego udziału efektów chemicznych w działaniu gaśniczym drobnych frakcji
NaHCO3 (patrz Tabela 1, str. 5). Jeszcze większą aktywność w płomieniu wykazują sole
potasowe, dlatego proszki oparte na wodorowęglanie lub siarczanie potasowym są do dwóch
razy bardziej skuteczne od proszków na bazie wodorowęglanu sodu. Proszki fosforanowe
(ABC) mogą okazać się nieco mniej skuteczne od proszków BC przy gaszeniu pożarów
niektórych cieczy, zwłaszcza rozpuszczalników organicznych, mają jednak szerszy zakres
zastosowania.
Proszki zawierające połączenie mocznika i wodorowęglanu potasu mają około dwukrotnie
wyższą skuteczność od proszków opartych na solach potasowych, ze względu na szybki
rozkład kompleksu w płomieniu powodujący rozpad ziarenek proszku na bardzo drobne
fragmenty. Powierzchnia zewnętrzna ziarenek wielokrotnie wzrasta już w płomieniu, co
zwiększa działanie wszystkich mechanizmów gaśniczych proszku. Poza tym ziarenka tak
zachowującego się w płomieniu proszku mogą być większe, niż w przypadku pozostałych
proszków, co znacznie poprawia odporność na zbrylanie i zwiększa zasięg strumienia proszku
bez zwiększania ciśnienia gazu wyrzucającego.
Na praktyczną skuteczność gaśniczą proszków, poza składem chemicznym i składem
ziarnowym wpływają też inne czynniki, związane z odpornością proszku na długotrwałe
przechowywanie, zwłaszcza w zbiornikach urządzeń gaśniczych, oraz niezawodnością
samych urządzeń proszkowych  gaśnic podręcznych, agregatów przewoz
nych czy większych
instalacji gaśniczych. Podczas przechowywania w proszkach gaśniczych mogą zachodzić
niekorzystne zmiany związane głównie ze zbrylaniem się najdrobniejszych ziarenek, co nie
tylko wpływa ujemnie na skuteczność gaśniczą, ale zmniejsza zdolność proszku do przepływu
w przewodach urządzeń gaśniczych. Dlatego też do najważniejszych parametrów użytkowych
proszków należą zawartość wilgoci, hydrofobowość, odporność na zbrylanie w warunkach
kontaktu z wilgotnym powietrzem, sypkość. Parametry te są kontrolowane  proszek jest
dopuszczany do użytku w ochronie przeciwpożarowej, jeśli spełnia odpowiednie wymagania
normatywne określone w normie PN-EN 615. Oczywiście, podstawowym wymaganiem
normy jest ugaszenie pożaru testowego odpowiedniego dla rodzaju proszku typu, badane są
10
Tzn. jego zawartość w kg/m3 w powietrzu potrzebna do zgaszenia płomienia jest kilka razy niższa.
30
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
jednak także wspomniane wyżej właściwości wpływające na zachowanie praktycznej
skuteczności gaśniczej podczas przechowywania.
Aerozole gaszÄ…ce
Skład ziarnowy typowych proszków gaśniczych jest tak dobrany, żeby zapewnić możliwie
duży zasięg strumienia wyrzucanego z urządzenia gaśniczego, dużą intensywność podawania,
ale jednocześnie wysoką aktywność w płomieniu. Spełnienie dwóch pierwszych warunków
wymaga obecności dość dużych ziaren, trzeci warunek może być spełniony, jeśli ziarenka
proszku są wystarczająco drobne. Proszki gaśnicze w rezultacie nie utrzymują się zbyt długo
w powietrzu i nie mogą być stosowane do wypełniania pomieszczeń. Potencjał gaśniczy
proszku podczas gaszenia pożaru w warunkach rzeczywistych zostaje wykorzystany tylko w
niewielkim stopniu, ponieważ większość masy proszku stanowią średnie i duże ziarna, które
praktycznie nie oddziałują gaśniczo (ich wkład w powierzchnię właściwą11 obłoku proszku
jest mały). Jest to sytuacja przypominająca nieco problemy ze stopniem odparowania prądów
gaśniczych wody  w przypadku proszków zwiększenie ich  stopnia wykorzystania
wymagałoby znacznego zwiększenia stopnia rozdrobnienia. Zawiesina w powietrzu ziarenek
proszku gaśniczego o wymiarach rzędu 0,001 mm mogłaby wystarczająco długo utrzymywać
się nie opadając, żeby wypełnić gaszone pomieszczenie i ugasić pożar. Wytworzenie takiego
aerozolu proszkowego ze względów przedstawionych powyżej nie jest jednak możliwe przy
konwencjonalnych sposobach podawania proszków gaśniczych.
Aerozolem o bardzo dobrych właściwościach gaśniczych jest oczywiście mgła wodna, jednak
jej zastosowanie w wielu sytuacjach (patrz punkt 1.3, str.3) jest wykluczone. Konieczność
wycofania z ochrony przeciwpożarowej halonów zawierających brom stworzyła
zapotrzebowanie na inny, bezpieczny ekologicznie środek do wypełniania pomieszczeń
wykazujący szybkie chemiczne działanie gaśnicze, który mógłby być stosowany także w
obecności urządzeń pod napięciem elektrycznym. Poza omówionymi wcześniej
zamiennikami halonów, takim środkiem może być aerozol zawierający bardzo drobne
ziarenka na przykład wodorowęglanu potasu. Chociaż możliwe są różne sposoby
wytwarzania i dostarczania do pomieszczenia takiego aerozolu, jak dotÄ…d praktyczne
zastosowanie znalazły tylko aerozole wytwarzane na drodze pirotechnicznej.
Na rysunku 8 przedstawiono budowę jednego z pierwszych urządzeń tego typu o
potwierdzonej w testach gaśniczych skuteczności.
11
Powierzchnią właściwą nazywa się w tym przypadku stosunek sumarycznej powierzchni zewnętrznej ziarenek
do ich Å‚Ä…cznej masy.
31
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
A
adunek pirotechniczny o specjalnym składzie zapewniającym dość wolne spalanie i brak
składników toksycznych w gazach poreakcyjnych zawiera także bardzo drobno sproszkowany
Rysunek 8. Budowa pirotechnicznego generatora aerozolu gaśniczego
wodorowęglan potasu. Gazy powstające przy spalaniu ładunku unoszą ziarenka proszku
32
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
powodując jednocześnie ich szybki rozkład do tlenku potasu. Aerozol docierający do
płomienia może więc już bardzo szybko, ze względu na bardzo dużą powierzchnię właściwą,
reagować z wolnymi rodnikami.
Taki sposób wykorzystania chemicznego działania inhibicyjnego soli potasowych na płomień
jest bardzo wydajny z punktu widzenia składnika aktywnego. Aerozole mają jednak takie
same ograniczenia jak gazy gaśnicze  praktyczny brak skuteczności przy gaszeniu pożarów
grupy A wynikający z braku działania chłodzącego, możliwość stosowania tylko w
pomieszczeniach zapewniających utrzymanie przez wystarczająco długi czas odpowiedniego
stężenia środka, stosunkowo niewielka kubatura gaszonych pomieszczeń. Zaletą urządzeń
aerozolowych jest prostota budowy i łatwość zdalnego uruchamiania przy wykorzystaniu
zapalników elektrycznych.
Zakres zastosowania proszków gaśniczych
Proszki gaśnicze są stosowane przede wszystkim w podręcznym sprzęcie gaśniczym, czyli w
gaśnicach i agregatach. To sprawia, że używane są głównie do gaszenia niewielkich pożarów.
Szczególnie wysoką skuteczność gaśniczą mają proszki w stosunku do pożarów cieczy. Przy
odpowiedniej intensywności podawania gaszenie płomienia następuje bardzo szybko,
znacznie szybciej niż przy użyciu piany gaśniczej. Na przykład przy gaszeniu testowych
pożarów 20 dm3 oleju opałowego na tacy o powierzchni 2 m2 uzyskiwano przy użyciu gaśnic
6 kg następujące przeciętne czasy gaszenia:
" gaśnice proszkowe (proszki BC i ABC): 3  10 s,
" gaśnice pianowe (środki pianotwórcze AFFF, FP i S): 30  120 s.
Proszki gaśnicze zapewniają bardzo szybkie gaszenie płomienia niezależnie od rodzaju cieczy
(paliwo naftowe czy rozpuszczalnik polarny), nie zabezpieczajÄ… jednak przed ponownym
rozpaleniem zgaszonego pożaru.
Skuteczność proszków BC i ABC przy gaszeniu pożarów cieczy i gazów jest w przybliżeniu
jednakowa, natomiast w przypadku pożarów grupy A proszki klasy BC, chociaż szybko gaszą
płomień, są zupełnie nieskuteczne, ponieważ w żaden sposób nie oddziałują na spalanie
bezpłomieniowe materiału. Po zakończeniu podawania proszku BC pożar grupy A (na
przykład drewna) bardzo szybko, w ciągu kilku sekund, ponownie się rozpala. Proszki ABC,
dzięki działaniu fosforanu jednoamonowego, umożliwiają gaszenie niewielkich pożarów
grupy A, ale warunkiem skutecznego zgaszenia jest pokrycie proszkiem wszystkich gorÄ…cych
33
Gazy, proszki i aerozole  środki nie działające chłodząco
powierzchni palących się materiałów. Jeśli proszek nie pokryje jakiegoś fragmentu
powierzchni gorącego materiału, możliwe jest ponowne rozpalenie, zawsze jednak nastąpi
ono po znacznie dłuższym czasie, niż w przypadku użycia proszku klasy BC. Żaden proszek
gaśniczy nie ma działania chłodzącego materiał palny, dlatego po zgaszeniu pożaru
materiałów stałych proszkiem ABC konieczne jest ich dochłodzenie, na przykład przez
rozgarnięcie, jeśli nie jest możliwe użycie wody.
Przy użyciu proszków gaśniczych podawanych z gaśnic można bezpiecznie gasić urządzenia
pod napięciem elektrycznym, nie przekraczającym jednak 1000  1500 V. Chociaż obłok
proszku rozpylony w powietrzu nie przewodzi prądu przy znacznie wyższych wartościach
napięć, dochodzących do 30 000 V, granicę bezpiecznych napięć wyznacza przede wszystkim
niewielka odległość od gaszonych urządzeń, przy jakiej proszek podawany z gaśnicy jest
skuteczny.
Jeśli w zasięgu oddziaływania proszku użytego do gaszenia pożaru znajdą się urządzenia
zawierające układy elektroniczne, należy liczyć się z ich trwałym uszkodzeniem,
spowodowanym osiadaniem proszku wewnątrz urządzeń. Proszek po rozpyleniu w powietrzu
traci zabezpieczenie hydrofobowe (działa ono tylko w masie proszku) i osiadłe warstewki
łatwo chłoną wilgoć z powietrza powodując zwarcia. Produkty rozkładu proszku w płomieniu
mają także działanie korozyjne, znacznie silniejsze w przypadku proszków ABC.
34