وتتطلب السلامة من الحرائق في البيئات التي تسكن معدات حساسة، أو مصنوعات يدوية لا يمكن استبدالها، أو مواد خطرة، طريقة قمع فعالة وغير مدمرة على حد سواء، بينما يمكن أن تؤدي الرش التقليدي القائم على المياه، في حين أن ذلك ممتاز بالنسبة لكثير من الأماكن التجارية والسكنية، إلى أضرار كارثية بالالكترونيات، والأدوات الحساسة، وعمليات الجمع القيمة.

How Carbon Dioxide Fire Suppression Works

كيميائيـة قمع الحرائق

وتتطلب الحرائق ثلاثة عناصر لتحمي نفسها: الحرارة والوقود والأكسجين، وتهاجم عملية إطفاء ثاني أكسيد الكربون عنصر الأكسجين، وثاني أكسيد الكربون غاز غير حرج، حيث يزيل الهواء المحيط عندما يفرغ من مكانه ويخفض تركيزه على الأكسجين دون المستوى اللازم لدعم الاحتراق، وتحتاج معظم الحرائق إلى ما لا يقل عن 15 إلى 16 في المائة من الأوكسجين للحرق؛ وعادة ما تخفض نظم ثاني أكسيد الكربون التركيز إلى أقل من 15 في المائة، أي أقل من النوع الثاني أو أقل من وزنه أو أقل من ثاني أكسيد الكربون.

أنواع نظم قمع الحرائق في ثاني أكسيد الكربون

(ب) أن تكون هناك تشكيلتان أوليتان: مجموع الفيضانات والتطبيق المحلي. مجموع نظم الفيضانات ] أن تتخلص من ثاني أكسيد الكربون في مكان مغلق لتحقيق تركيز موحد في جميع أنحاء الحجم، وهذا النهج نموذجي بالنسبة لمراكز البيانات، وغرف التشغيل الكهربائي، والخزنات المحفوظة. ] نظم تطبيقات الكبريت

أهم ما ينطوي عليه قمع إطلاق ثاني أكسيد الكربون

عدم الترميم وعدم الكشف عن مخلفات الحرب

وعلى عكس العوامل الكيميائية أو الرغاوي الجافة، لا يترك ثاني أكسيد الكربون أي بقايا بعد تفريغه، وهذه الممتلكات حاسمة في البيئات التي يكون فيها التنظيف يستغرق وقتا طويلا أو مكلفا أو مدمرا، ويمكن إطفاء حريق ثاني أكسيد الكربون في ثوان، ويمكن في كثير من الأحيان إعادة المعدات المتضررة إلى الخدمة فورا، ولا حاجة إلى تفكيك الإلكترونيات، ولا توجد مخلفات ملتوية لإزالتها، ولا توجد رغاوي جذابة لتنظيفها من أسطح دقيقة.

التخلف الكهربائي

(ب) إن ثاني أكسيد الكربون غير ملوث كهربائياً، بمعنى أنه يمكن استخدامه بأمان على المعدات الكهربائية الحية، وتدير الرشانات المائية الكهرباء وتثير خطراً شديداً على الموظفين وتضرر في الأجهزة الإلكترونية المنزوعة.() ويزيل ثاني أكسيد الكربون هذا الخطر، ويتيح القمع تطبيقه دون معدات إزالة الانبعاثات، وهو ما كثيراً ما يكون غير عملي أو مسبب للاضطرابات في العمليات الحرجة.()

قمع الحرائق السريع

وقد صُممت نظم ثاني أكسيد الكربون للكشف السريع والتصريف الفوري، ففي شكل كامل للفيضانات، عادة ما يصل الوكيل إلى إزالة التركيز في غضون دقيقة واحدة من الكشف، وهذه السرعة بالغة الأهمية في بيئات عالية الامتصاص حيث يمكن أن تتصاعد النيران في غضون ثوان، مثلاً، يمكن أن تولد حرارة صغيرة في مركز البيانات درجة حرارة كافية لتضليل الخواديم المتاخمة في غضون 30 ثانية؛ ويمكن أن تؤدي عملية إزالة ثاني أكسيد الكربون إلى الإطفاء إلى الإطفاء إلى الإطفاء قبل أن تؤدي إلى الحد من التسبب في حدوث أضرار مسببة.

الاعتبارات البيئية

(أ) إن ثاني أكسيد الكربون هو عنصر يحدث بصورة طبيعية في الغلاف الجوي ولا يعتبر مادة مستنفدة للأوزون ولا ينتج منتجات ثانوية سامة عندما يستخدم في إطفاء الحرائق، ولا يُستمر في البيئة كملوث كيميائي، وفي حين أن ثاني أكسيد الكربون هو غاز الدفيئة، فإن الكميات المستخدمة في إطفاء الحرائق صغيرة نسبياً مقارنة بالانبعاثات الصناعية، وكثيراً ما يكون الغاز مصدره التلقيم الصناعي للمنتجات الثانوية (والذي سيقارن بـه بـ2).

التكلفة - الأثر

وعلى الرغم من أن التكلفة الأولية لنظام ثاني أكسيد الكربون يمكن أن تكون كبيرة بسبب اسطوانات التخزين العالية الضغط، ومعدات الكشف، والضغط المصمم على الصمامات، و مجموع تكلفة الملكية ، غالبا ما تكون أقل من العوامل البديلة التي تُزال من حياة النظام، وثاني أكسيد الكربون هو وفرة وغاز غير مكلف.

بيئات مثالية لنظم ثاني أكسيد الكربون

مراكز البيانات وغرف السيرفر

مراكز البيانات تأوي آلاف الخواديم التي تولد الحرارة وترسم حمولات كهربائية عالية، مما يخلق مخاطر كبيرة من الحرائق من الدوائر التي تُحمَّل أكثر من اللازم، أو إمدادات الطاقة المعيبة، أو المكونات التي تزيد الحرارة فيها، وتدمر المياه المعدات وتتوقف العمليات، وتكلف الملايين في الساعة في شكل إيرادات ضائعة.

المتاحف والمحفوظات

ولا يمكن للوحات التي لا تقدر بثمن، والوثائق التاريخية، والمعاملات الأثرية أن تصمد أمام المخلفات التآكلية للمواد الكيميائية الجافة أو التورم والبيع الناجم عن المياه، وتحمي نظم ثاني أكسيد الكربون هذه المجموعات بقمع إطلاق النار دون أي تلوث كيميائي أو مبلل، كما أن عدم وجود مواد البقايا يمكن أن يظل قائما بعد القمع، وكثيرا ما تمنع المكتبات السريعة الطفح من الحرارة والدخان من التسبب في أضرار لا رجعة فيها.

المختبرات والغروف النظيفة

وتحتاج المختبرات التي تعالج المواد الكيميائية أو البيولوجية المتطايرة إلى عامل قمع لا يرد على المواد في الغرفة، أما ثاني أكسيد الكربون فهو غير مأمون كيميائياً بالنسبة لمعظم البيئات المختبرية، وإن كان ينبغي الحرص عند استخدامه في المعادن التفاعلية (مثل المغنزيوم أو التيتانيوم) التي يمكن أن تحترق في ثاني أكسيد الكربون، فغروف نظيفة في صناعة شبه مونتاج يجب أن تتجنب أي تلوث جسيمات؛ والتصريف الكيماوي هو مثالي بالنسبة لهذه العمليات الفضائية التي تستخدم فيها مركبات الكربون.

التطبيقات البحرية والخارجية

وعلى متن السفن ومنابر خارجية، كان ثاني أكسيد الكربون أسلوباً موحداً لمنع الحرائق في غرف المحركات، ومساحات الشحن، وأماكن الآلات لعقود، وتتطلب البيئة البحرية نظاماً قوياً وموثوقاً وفعالاً ضد حرائق الوقود، وتوضع نظم ثاني أكسيد الكربون لحماية أماكن أجهزة معظم السفن الكبيرة، مع احتياطات دقيقة للسلامة لمنع التصريف العرضي وخنق طاقم العمل.

بيئات خاصة أخرى

وتشمل البيئات الأخرى التي تستفيد من قمع ثاني أكسيد الكربون مرافق الاتصالات السلكية واللاسلكية )محطات الاستحمام، وأبراج الخلايا(، والوحدات الفرعية الكهربائية، وغرف المراقبة، والمحفوظات، وتخزين السجلات للمصارف والوكالات الحكومية، ومرافق الطباعة والتغليف )التطبيق المحلي على الصحف(، وحتى بعض مناطق تجهيز الأغذية التي لا يجب فيها أن يلوث اللهب المنتجات، كما يستخدم ثاني أكسيد الكربون في بعض صنادل الطائرات ومستودعات صيانة المركبات لفيضانات المناطق.

الاحتياطات المتعلقة بالسلامة والسلامة على الحياة

مخاطر التشرد والاختناق

أما الخطر الأكبر الذي يكتنف قمع حرائق ثاني أكسيد الكربون فهو تشريد الأوكسجين في الفضاء المحمية، إذ أن تركيزات ثاني أكسيد الكربون الفعالة لقمع الحرائق (من 34 إلى 75 في المائة بالحجم) هي عمليات فتاكة للبشر في غضون ثوان، بل إن التعرض القصير لجو ثاني أكسيد الكربون قد يتسبب في عدم الوعي والوفاة من جراء الاختناق، ولذلك يجب أن تكون سلامة الحياة هي الأولوية القصوى [العملية البصرية: الفيضان 2].

تصميم نظام الأمان

In[ mitigate risks, CO2 systems incorporate multiple safeguards. Doors must be self-closing or have magnetic catches that release upon alarm to prevent re-entry. Signs must warning of the hazard. In some jurisdictions, a “double knock” detection sequence is required to prevent accidental discharge from a single detector fault. Local application systems often pose lower risk because the discharge is localized and can be closed off quickly.

التدريب والإجراءات

ويجب تدريب جميع الموظفين الذين يعملون في المناطق المحمية بثاني أكسيد الكربون أو بالقرب منها على المخاطر وإجراءات الطوارئ، وينبغي أن يشمل التدريب معنى الإنذارات، والحاجة إلى الإجلاء الفوري، وموقع محطات الإجهاض اليدوية، ومخارج الطوارئ، وأهمية عدم العودة إلى المنطقة حتى يتم التصديق على سلامة المنطقة (المتفجرة على نحو ملائم واختبارها لمستويات الأكسجين) وينبغي لمديري المرافق أن يقوموا بحفر منتظم وأن يحافظوا على مخاطر تسرب الأكسجين المتاخمة.

عوامل التصميم والتركيب

الغرفة: سيلنغ ونزاهة لياك

ولكي يعمل نظام ثاني أكسيد الكربون فيضاناته بالكامل بفعالية، يجب أن يكون الضميمة المحمية محكماً جوياً معقولاً، ويمكن أن تتيح السدود من خلال الأبواب المفتوحة أو القنوات أو التغلغلات في الكابلات إمكانية الهروب من ثاني أكسيد الكربون والأكسجين في حال عدم الاحتفاظ بالتركيز المطلوب، ويخضع مهندسو التصميم لفحص ] لضبط النزاهة .

نظم كشف ومراقبة

وعادة ما يتم تفعيل نظم ثاني أكسيد الكربون بواسطة فريق إنذار حريق مكرس يتلقى إشارات من الدخان أو الحرارة أو كاشفات اللهب، ويراقب الفريق مصابيح التصريف على أسطوانات ثاني أكسيد الكربون وينسق أجهزة الإنذار، ويلغي مهام الأجهزة المساعدة ويغلقها (مثل إغلاق أجهزة إطفاء الحريق أو إيقاف التهوية) وتسمح أجهزة الإنذار الحديثة بكشف مواقع التصريف المزيف (مكشافان في مواقع مختلفة).

الصيانة والامتثال التنظيمي

عمليات التفتيش المنتظمة

12 - يجب فحص المصابين بالضغط والوزن الصحيحين؛ ويستلزم فقدان أكثر من 10 في المائة من الشحنة المقومة إعادة ملء، ويجب أن تكون النور خالية من العقبات وأن تكون موجهة على النحو المناسب، ويجب اختبار معدات الكشف والتحكم لكل مواصفات الصانع، وتتطلب ولايات قضائية كثيرة تفتيشا سنويا من قبل فني مؤهل، وإجراء فحص أكثر شمولا كل خمس سنوات.

المعايير والمدونات

In the United States, NFPA 12 is the primary standard governing design, installation, testing, and maintenance of CO2 fire suppress systems. It includes detailed requirements for hazard classification, quantity calculation, pipe sizing, and safety devices. Internationally, ISO 6183 or local building codes apply. facilities must also comply with any industry-specific regulations, such as those from the Environmental Protection Agency (EPA:2)

مقارنة ثاني أكسيد الكربون بعناصر قمع أخرى

وعندما يختار مديرو المرافق نظاماً للقمع في بيئة خاصة، فإن معظم أجهزة الإطفاء التي تستخدم في أشعة دون الحمراء هي عوامل أخرى نظيفة.

خاتمة

وتوفر نظم منع الحرائق في ثاني أكسيد الكربون طريقة سريعة ونظيفة وموثوقة لحماية البيئات التي تسبب فيها المياه أو الرغاوي أو العوامل الكيميائية أضراراً غير مقبولة، إذ إن إجراءاتها المتعلقة بإبطال مفعول مخلفات الحرب التي لا تؤدي إلى نتائج، تجعلها مثالية لمراكز البيانات والمتاحف والمختبرات والسفن البحرية وغيرها من التطبيقات الخاصة، غير أن المخاطر الكبيرة المتعلقة بالسلامة المرتبطة بتشرد الأوكسجين تتطلب تصميماً صارماً، وتركيب، والتدريب، والصيانة، وذلك لحماية الموظفين الذين يتم إدارتها().