Gaszowe systemy gaśnicze dla rozdzielni i serwerowni (FM-200, Novec 1230, gaz obojętny)

Przewodnik o środkach gaśniczych dla instalacji elektrycznych omawia, które środki przenośne (CO₂, proszek, przenośne gaśnice ze środkiem czystym) można bezpiecznie stosować w pobliżu urządzeń pod napięciem. Ten artykuł omawia stały odpowiednik tej samej zasady na poziomie pomieszczenia: system gaszenia gazowego z całkowitym zalaniem, powszechnie instalowany w rozdzielniach, pomieszczeniach UPS, centrach danych i serwerowniach, projektowany i instalowany zgodnie z NEN-EN 15004 (odzwierciedlającą międzynarodową serię ISO 14520).

Dlaczego system gazowy dla tych pomieszczeń

Zraszacze wodne i proszek suchy oba gaszą skutecznie, ale oba pozostawiają pomieszczenie później nieprzydatne dla urządzeń elektrycznych: woda powoduje zwarcia i korozję, a pozostałości proszku są elektrycznie przewodzące i silnie ścierne dla styków i łożysk. System czystego środka gaśniczego (lub gazu obojętnego) z całkowitym zalaniem gasi bez pozostawiania osadu i bez konieczności wcześniejszego odłączenia napięcia w pomieszczeniu, aby sam środek mógł zostać bezpiecznie uwolniony — cecha, która czyni go standardowym wyborem dla pomieszczeń zawierających rozdzielnice pod napięciem, systemy UPS i szafy serwerowe.

Dwie zasady gaszenia

• Czyste środki halogenowęglowodorowe (HFC-227ea, znany pod nazwą handlową FM-200, oraz FK-5-1-12, znany jako Novec 1230) gaszą głównie poprzez chemiczne przerwanie reakcji spalania, przy stężeniu projektowym w zakresie w przybliżeniu 7–9 % objętościowych dla typowego zagrożenia klasy A (powierzchniowego), jak np. sprzęt elektroniczny.
• Gazy obojętne (azot IG-100, mieszaniny na bazie argonu, lub mieszanina azot/argon/CO₂ IG-541) gaszą poprzez obniżenie stężenia tlenu w pomieszczeniu poniżej poziomu podtrzymującego spalanie, co wymaga znacznie wyższego stężenia projektowego (tlen w pomieszczeniu zwykle obniżany do w przybliżeniu 12–15 %), a więc odpowiednio większej objętości przechowywanego gazu.

Stężenie projektowe, czas rozładowania i czas utrzymania

Trzy parametry, wszystkie ustalone w NEN-EN 15004, wspólnie decydują o tym, czy system faktycznie ugasi pożar:

1. Stężenie projektowe — minimalne stężenie środka gaśniczego, które system musi osiągnąć w całej chronionej objętości.
2. Czas rozładowania — systemy z całkowitym zalaniem są projektowane, aby osiągnąć to stężenie projektowe bardzo szybko (rzędu sekund) po aktywacji, tak aby pożar nie zdążył się rozwinąć przed osiągnięciem stężenia gaśniczego.
3. Czas utrzymania (soak time) — stężenie projektowe musi być utrzymywane przez określony czas po rozładowaniu, aby zapobiec ponownemu zapłonowi wciąż gorącego materiału po zakończeniu samego rozładowania.

Osiągnięcie czasu utrzymania zależy całkowicie od szczelności fizycznej pomieszczenia: każda istotna droga nieszczelności (niezuszczelnione przepusty kablowe, szczeliny wokół drzwi, przestrzenie nad sufitem podwieszanym) pozwala środkowi rozcieńczyć się poniżej stężenia projektowego, zanim upłynie czas utrzymania. Weryfikuje się to za pomocą testu szczelności pomieszczenia (door-fan test): skalibrowany wentylator nadciśnia lub podciśnia pomieszczenie, mierząc jednocześnie nieszczelność, aby potwierdzić, że obudowa faktycznie utrzyma stężenie projektowe wystarczająco długo — test, który musi być powtarzany za każdym razem, gdy zmienia się fizyczna granica pomieszczenia (nowe trasy kablowe, nowe przepusty, zmiana sufitu podwieszanego), a nie tylko przy pierwszym uruchomieniu.

FM-200 a Novec 1230: margines bezpieczeństwa i wpływ na środowisko

Oba są czystymi środkami halogenowęglowodorowymi o podobnym mechanizmie gaszenia, ale różnią się w dwóch aspektach istotnych dla wyboru systemu:

• Margines bezpieczeństwa dla pomieszczeń zajmowanych: Novec 1230 ma znacznie wyższy poziom No Observed Adverse Effect Level (NOAEL) niż HFC-227ea, dając większy margines bezpieczeństwa między normalnym stężeniem projektowym a stężeniem, przy którym zaczynają się efekty fizjologiczne — istotne dla normalnie zajmowanej serwerowni lub rozdzielni.
• Wpływ na środowisko: HFC-227ea ma wysoki współczynnik ocieplenia globalnego (GWP) i długi czas życia w atmosferze; Novec 1230 ma GWP bliski zeru i krótki czas życia w atmosferze. Ta różnica, w połączeniu z wygaszaniem HFC na mocy unijnego rozporządzenia F-gazowego, jest praktycznym powodem, dla którego nowe instalacje coraz częściej specyfikują Novec 1230 lub system gazu obojętnego zamiast HFC-227ea.

Całkowite zalanie CO₂: skuteczne, ale nie dla pomieszczeń zajmowanych

Całkowite zalanie CO₂ jest bardzo skuteczne, ale gasi poprzez obniżenie tlenu do stężenia, które samo w sobie stanowi zagrożenie uduszeniem dla osób w pomieszczeniu — znacznie powyżej stężenia tolerowanego przy dalszej obecności ludzi. Wymaga alarmu przed rozładowaniem z obowiązkowym opóźnieniem ewakuacji, pozytywnych środków zapobiegających ponownemu wejściu podczas rozładowania, i dlatego jest w większości zarezerwowane dla pomieszczeń normalnie niezajmowanych, a nie rutynowo obsadzonej rozdzielni lub serwerowni.

Bezpieczeństwo po rozładowaniu: produkty rozkładu

Gdy czysty środek halogenowęglowodorowy jest wystawiony na rzeczywisty płomień lub bardzo gorącą powierzchnię podczas gaszenia, może częściowo rozłożyć się na toksyczne produkty uboczne, w tym fluorowodór (HF) — gaz żrący i toksyczny. Pomieszczenie musi zostać przewietrzone i, gdy pożar wiązał się z wyższymi temperaturami lub nie został natychmiast ugaszony, sprawdzone pod kątem HF przed ponownym wejściem personelu bez ochrony dróg oddechowych — krok odrębny od, i dodatkowy względem, zwykłego odłączenia elektrycznego (lock-out/tag-out), które musi poprzedzać każdą ręczną interwencję w pomieszczeniu potem.

Związek z NEN 3140

System gaszenia gazowego jest pasywną, reaktywną warstwą ochrony przed pożarem, który już się rozpoczął; nie zastępuje prewencyjnych środków zmniejszających prawdopodobieństwo powstania pożaru elektrycznego w pierwszej kolejności — okresowej kontroli termowizyjnej, pewnych połączeń oraz regularnej kontroli NEN 3140 samej instalacji. Oba reżimy służą różnym celom i żaden nie zastępuje drugiego, ten sam związek opisuje przewodnik o okresowej kontroli ATEX dla reżimu ochrony przeciwwybuchowej działającego równolegle do zwykłej kontroli elektrycznej.

Znaczenie praktyczne

Dla nowej lub modernizowanej rozdzielni, pomieszczenia UPS lub serwerowni, wybór środka (halogenowęglowodorowy versus gaz obojętny, i który konkretnie halogenowęglowodorowy), weryfikacja szczelności pomieszczenia przy uruchomieniu i po każdym późniejszym przepuście, oraz udokumentowana procedura ponownego wejścia po rozładowaniu są częścią projektu ochrony przeciwpożarowej — a nie dodatkiem doczepionym do projektu elektrycznego, gdy układ pomieszczenia jest już ustalony.

Typowe błędy

1. Specyfikowanie całkowitego zalania CO₂ dla normalnie zajmowanej rozdzielni lub serwerowni bez obowiązkowej sekwencji ewakuacji przed rozładowaniem — ryzyko uduszenia dla kogokolwiek wciąż znajdującego się w środku.
2. Niepowtarzanie testu szczelności pomieszczenia (door-fan test) po późniejszych zmianach tras kablowych lub innych przepustach granicy pomieszczenia — stężenie projektowe może wyciec, zanim upłynie wymagany czas utrzymania, umożliwiając ponowny zapłon.
3. Traktowanie gaszenia gazowego jako zamiennika prewencyjnej konserwacji elektrycznej (kontrola termowizyjna, pewne połączenia, badanie RCD) zamiast jako warstwy ostatniej szansy za tą prewencją.
4. Ponowne wejście do pomieszczenia natychmiast po rozładowaniu bez sprawdzenia produktów rozkładu fluorowodoru, zwłaszcza po pożarze, który osiągnął wyższe temperatury przed ugaszeniem.

Powiązane

• Środki gaśnicze dla instalacji elektrycznych
• Łuk elektryczny — ryzyka i środki kontroli
• Thermal runaway i bezpieczeństwo pożarowe magazynów litowo-jonowych BESS
• Kontrola termowizyjna i klasa ryzyka pożarowego NTA 8220
• Kontrola okresowa (NEN 3140)