Система тушения пожара сухой водой. Автоматические спринклерные системы пожаротушения

Среди всех существующих способов борьбы с возгораниями, спринклерная система пожаротушения стоит особняком. Особенность ее в простоте конструкции, отсутствии сложной автоматики.

Ее действие основывается на автоматическом открытии воды. Система реагирует на повышение температуры в помещении. При ее достижении критических значений из разбрызгивателя подается вода.

Немного истории

Первые спринклерные системы были разработаны в начале XIX века. За такой продолжительный срок они видоизменились, но принцип работы остался прежним. Своей живучести они обязаны простоте конструкции. Сложных полупроводниковых или цифровых элементов в них нет.

Простота определяет и надежность устройств. Основные изменения коснулись используемых в производстве систем материалов, повышения их мощности, установки современных элементов. Неизменным остается только основной принцип работы спринклерной системы пожаротушения.

Конструктивно, система имеет вид разветвленного трубопровода с водой под давлением. Места выхода рабочей жидкости герметично закрываются колпаками, способными разрушаться под воздействием высокой температуры. Упрощенно работу системы можно описать следующим образом. При возникновении очага возгорания в помещении температура повышается, материал колпака плавится. Из системы труб разбрызгивается вода. Конструктивные изменения коснулись не принципа работы, а ее усовершенствования. В современных системах применяется спринклер. По сути, это и есть разбрызгиватель, благодаря которому выполняется разбрызгивание под давлением тушащей жидкости.

Достоинства:

Может использоваться в жилых, офисных, административных, промышленных зданиях.
Быстрое реагирование на возгорание.

Хорошо работает вместе с датчиками дыма. Последние увеличивают эффективность системы за счет своевременного оповещения о повышении задымленности. Использование их без устройств пожаротушения не оправдано, их эффективность не всегда бывает высокой.

Снижение эффективности объясняется следующими факторами:

Сигнал тревоги можно просто не услышать.
Люди не всегда успевают эвакуироваться из горящего помещения.

Установка спринклерной системы пожаротушения вместе с датчиками дыма позволяет увеличить эффективность обоих элементов в разы. Датчики подают сигнал тревоги, а система пожаротушения моментально реагирует на возгорание разбрызгиванием воды.

Дополнительные преимущества дает и использование водопроводной воды в качестве тушащей жидкости:

Низкая себестоимость.
Отсутствие дефицита на воду.
Экологичность, нетоксичность.
Безопасность для человека.
Хорошая тушащая способность.

Схемы современных систем

Схемы спринклерных систем пожаротушения разрабатываются на основе использования современных материалов. Для монтажа трубопровода используют пластиковые трубы. Это экономически целесообразный выбор. Затраты на обустройство пластикового трубопровода в разы ниже, чем стоимость металлических конструкций.

Установка труб из пластика дает возможность на долгие годы забыть о любых проблемах. На их внутренних поверхностях не откладывается известковый налет. Просвет трубы в течение продолжительного времени будет сохранять первоначальные значения. Пластиковые трубы легкие, они не увеличивают нагрузку на строительные конструкции. Монтировать их очень просто.

Основной недостаток водного огнетушения – негативное воздействие на многие материалы, например, древесину, бумагу. Это потребовало разработки систем, использование которых не увеличивает ущерб. Так как колпак разрушается под воздействием температуры, применение современных материалов обеспечило поэтапное срабатывание распылителей. Первыми всегда начинают работать элементы, расположенные максимально близко к очагу возгорания.

Трубопровод системы пожаротушения подключается к водопроводной сети. Для поддержания необходимого давления устанавливаются обратные клапаны. В результате получается полностью автономная, энергонезависимая система, готовая к запуску в любой момент. Срабатывание одного из распылителей приводит к резкому понижению давления. После этого срабатывают датчики давления, запускающие насосное оборудование, обеспечивающее необходимое резервное водоснабжение.

Водяное спринклерное пожаротушение способно эффективно защитить помещение в радиусе 12м. Если сработавший распылитель не справился с очагом возгорания, температура воздуха продолжает возрастать. Включаются соседние спринклеры.

Ограничения

Автоматическое спринклерное пожаротушение имеет некоторые ограничения на использование. Во-первых, они связаны с возможностью использования воды для тушения пожаров разных классов. Например, для серверных, промышленных объектов выбор такой системы не оправдан, так как вода не может использоваться для тушения электрооборудования.

К другим недостаткам можно отнести:

Инерционность системы. Вода в трубопроводе охлаждает колпак. Его разрушение и срабатывание системы начинается с небольшим запозданием.
Зависимость от надежности работы водопроводной системы.
Работа спринклерной системы зависима от температуры окружающего воздуха, которая может повышаться не только в результате возгорания.
Смачивание водой окружающих поверхностей. Этот параметр может рассматриваться и как достоинство, и как негативный момент в работе системы. С одной стороны, вода наносит ущерб вещам. С другой – смачивание поверхностей препятствует распространению огня.

Сухие системы

Классические спринклерные системы имеют ограничение на свое использование. Для их работы требуется вода. Если нет возможности постоянной бесперебойной подачи воды, система будет бесполезной. Нельзя применять спринклеры и при низких температурах. Вода при отрицательных температурах замерзает и может привести к полному разрушению системы, разрывам труб. Решить проблему с использованием добавок, способных понизить точку замерзания, не всегда получается. Они образуют на внутренней поверхности труб налет, сужающий их просвет. Со временем трубы могут засориться до такой степени, что система полностью потеряет свою работоспособность.

Решить проблему позволила разработка сухих систем. До тех пор, пока система находится в режиме ожидания, она заполняется сжатым воздухом. При срабатывании спринклера воздух выходит, возникает разрежение. Под его воздействием в клапаны водяной системы и в трубы подается вода. Для ускорения работы дополнительно устанавливаются устройства, обеспечивающие практически моментальное понижение давление и быстрое наполнение труб водой.

Их работа выглядит следующим образом: при срабатывании одного разбрызгивателя автоматические открываются другие клапаны. В результате в системе мгновенно падает давление и вода подается быстрее.

Монтаж сухих систем возможен только с пластиковыми трубами. Металлические конструкции разрушаются под воздействием кислорода.

Несмотря на кажущуюся простоту, спринклеры находятся в постоянной работоспособности, в режиме ожидания. В результате монтажом и обслуживанием системы должна заниматься специализированная компания, имеющая лицензию на проведение подобных работ.

Дренчерные системы – разновидность водного пожаротушения. Иногда их считают самостоятельными конструкциями, иногда называют разновидностью спринклерных. Основное их сходство – в схеме монтажа трубопровода, в котором находится вода. Отличаются дренчерные и спринклерные системы пожаротушения способом срабатывания. Сигнал для начала работы в дренчерном пожаротушении подается с центрального пульта или извещателя. Такой способ возбуждения позволил избавиться от основного недостатка водных систем – инертности.

Эта разновидность может монтироваться на любых объектах. Их тип и предназначение значения не имеют. В неотапливаемых объектах дренчерные системы монтируются с сухими трубопроводами, заполненными воздухом.

Нельзя монтировать сухое пожаротушения на объектах, где есть риск взрыва, интенсивного возгорания с высокой скоростью распространения огня.

Примеры и цены

Спринклерные и дренчерные системы – одни из самых доступных на рынке оборудования для пожаротушения. Назвать конкретную цену устройства невозможно.

Она складывается из разных составляющих:

Площадь помещения.
Необходимое количество спринклеров с тепловыми замками.
Трубы.
Запорная арматура (обратные клапаны).
Насосное оборудование.
Резервный накопитель воды.

Основным параметром ценообразования все же остается площадь помещения. Именно от нее зависит количество материалов и комплектующих. Цены на услуги компаний, проектирующих и монтирующих пожарные системы, тоже могут немало различаться.

В среднем, для небольшого помещения площадью до 500 кв. метров разработка проекта и установка всех элементов обойдется в 65000 рублей.

Автоматическая дренчерная система пожаротушения

Добрый день, уважаемые хабрапользователи! Вы слышали о компании 3М?

Мы - компания, которая любит технологии и инновации. Думаем, в этом мы схожи с вами. Мы изобрели вещи, которые вы используете каждый день, но, возможно даже не подозреваете об этом! Поэтому мы открываем небольшой цикл статей, посвященных продуктам и технологиям 3М™.

Наш первый пост посвящен газовому огнетушащему веществу Novec® 1230, его истории и применению.
Рассказ сотрудницы «из первых уст».

Может ли быть вода сухой? Или что такое безопасное пожаротушение?

Сегодня в нашу жизнь прочно вошло слово «инновации», оно употребляется так часто, что кажется, утратило свой первоначальный смысл. Я работаю в компании 3М™ в составе команды технологий для электронной промышленности, и каждый день сталкиваюсь с удивительным миром изобретений 3М™, некоторые из которых вы уже наверняка знаете – наждачная бумага, клейкая лента Scotch®, листочки Post-it®.
Желание Бинга Кросби записывать свои радио программы сподвигло компанию 3М™ к созданию магнитной ленты для звукозаписи, которая стала стандартом для студии звукозаписи и вещания, совершив революцию в индустрии развлечений. Нил Армстронг в 1969 году сделал свой первый шаг по Луне в обуви, подошвы которой были сделаны из материала Thinsulate®, еще одного изобретения компании 3М™. О наших изобретениях можно рассказывать долго и интересно, но сегодня я хотела бы остановиться на одном из них.

Видео

Может быть, кто-то уже слышал про «сухую воду», видел ролики, а которых в аквариум с водой окунают паспорта и книги, работающий телевизор, мобильный телефон или удлинитель, включенный в розетку.

Выглядит потрясающе! Однако, это не фокусы! Эта «сухая вода» не что иное, как инновация компании 3М, газовое огнетушащее вещество Novec® 1230, разработанное нашей компанией для использования в системах газового пожаротушения, более того, это новый класс химических веществ, используемых в международной практике.

Novec® 1230 абсолютно безопасен для электроники!

О нем и о его удивительных свойствах я хотела бы рассказать. Эта тема кажется особенно актуальной сегодня, когда здания строятся гораздо выше, чем могут дотянуться лестницы пожарных машин, и люди не имеют возможности быстро эвакуироваться, дорогостоящие сервера хранят бесценную информацию, существуют объекты, оснащенные сложной автоматикой, на которых требуется постоянное присутствие операторов и беспрерывная работа оборудования, такие, например, как центры управления полетами аэропортов. Простой пример - диспетчеры ЦУПов имеют на своих рабочих местах изолирующие противогазы, в которых, в случае срабатывания системы газового автоматического пожаротушения на основе хладона или углекислого газа, смертельно опасного для человека, они должны продолжать работу в течение 20 минут до переключения работы этого Центра управления на резервный.

Зачем это нужно?

Известно, что последствия тушения пожара зачастую бывают столь же тяжелыми, как и воздействие самого огня. Вода, порошок портят оборудование, документацию, произведения искусства и все ценное, что находится в помещении; газы - инерген, хладон, углекислота воздействуют на материальные ценности не так сильно, но они смертельно опасны для людей, находящихся в защищаемом помещении, поэтому требуют их немедленной эвакуации.
В поиске сочетания параметров эффективности и безопасности пожаротушащих веществ за последние десятилетия сменилось несколько их поколений от углекислоты и инертных газов – до хладонов. Однако в большинстве своем они обладают серьезными ограничениями по применению. Как я упоминал ранее, системы на углекислоте смертельно опасны для человека, а хладоны первого поколения запрещены во всем мире в связи с колоссальным негативным воздействием на атмосферу. А это немаловажный фактор, ведь глобальное потепление идет рекордными темпами. К примеру, ледник на горе Килиманджаро, который по подсчетам ученых должен был растаять к 2015 году, растаял уже в 2005 году

Как мы это придумали

Понимая недостатки существующих агентов для газового пожаротушения, группа ученых 3М не стала модифицировать хладоны, а направила свои усилия в совершенно новое русло. Было принято решение использовать одну из базовых технологических платформ 3М™ – химию перфторированных органических соединений. К слову, эта технология позволяет компании добиваться успеха в области сверхтонкой очистки различных деталей, нанесения защитных покрытий на стекло, металлы и пластик, а также охлаждения электронных устройств.
10-летний период исследовательской работы увенчался настоящим успехом – был создан и введен в международную практику новый класс газовых огнетушащих веществ – фторированные кетоны. Многочисленные тестовые испытания, проведенные ведущими мировыми организациями, специализирующимися в области пожарной безопасности, вызвали удивление у экспертов: фторкетоны оказались не только отличными огнетушащими веществами (с эффективностью аналогичной хладонам), но при этом, показали весьма положительный экологический и токсикологический профиль.

Немного скучной химии

Итак, фторкетоны. Это синтетические органические вещества, в молекуле которых все атомы водорода заменены на прочно связанные с углеродным скелетом атомы фтора. Такие изменения делают вещество инертным с точки зрения взаимодействия с другими молекулами. Почему «сухая» вода?
Novec® 1230 (ФК-5-1-12) (флуорокетон С-6) представляет собой бесцветную прозрачную жидкость со слабовыраженным запахом, которая тяжелее воды в 1,6 раз и, что особенно важно - не проводит электричество. Его диэлектрическая проницаемость - 2,3 (за единицу в качестве эталона принят осушенный азот).

Выход Novec™ 1230 из насадка во время тушения пожара

Инновационные свойства этого огнетушащего вещества объясняются строением его шестиуглеродной молекулы, имеющей слабые связи. Они позволяют Novec® 1230 быстро переходить из жидкого состояния в газообразное и активно поглощать тепловую энергию огня. Подавление пожара осуществляется за счет эффекта охлаждения (70%). Также происходит химическая реакция ингибирования пламени (30%). При этом не снижается концентрация кислорода в помещении (что важно для увеличения времени эвакуации людей из помещения). Вещество мгновенно испаряется, не вступая в химические реакции, что позволяет не наносить ущерб материалам и дорогостоящему оборудованию, а диэлектрические свойства предотвращают короткое замыкание.

Как это работает?

Другое важное свойство фторкетонов - крайне низкая растворимость в воде, которая не позволяет веществу пройти через клеточные мембраны в организм, т.е. обеспечивает их низкую токсичность и высокую теплоемкость паров, приводящую к активному охлаждению пламени и его тушению. А это значит, что люди, находящиеся в помещении в момент срабатывания системы, не подвергаются опасности. Системой пожаротушения на основе Novec® 1230 оборудованы Центры управления полетами аэропортов Внуково и Кольцово, диспетчеры могут выполнять свою работу при срабатывании системы не подвергая свою жизнь риску.

Как это воздействует на человека?

Отдельно остановлюсь на таком показателе как степень безопасности пожаротушащего агента для людей. Она определяется разницей между рабочей концентрацией и предельно допустимой концентрацией. В мировой практике применяется параметр, называемый NOAEL (No Observed Adverse Effect Level - концентрация, не вызывающая вредного воздействия). Он устанавливает пороговую концентрацию веществ по кардиосенсибилизирующему и кардиотоксическому воздействию на организм. Иногда эту разницу называют запасом безопасности, который компенсирует неточности в расчете количества газового агента в системе, неравномерность распределения по объему помещения, использование повышающих коэффициентов для расчетной концентрации и другие факторы. Отрицательное значение этого параметра свидетельствует об опасности агента в рабочей концентрации после срабатывания системы.

Так, системы, использующие «инертные» газы (не поддерживающие горение), используют принцип тушения огня путем разбавления кислорода воздуха до значений, значительно ниже уровня в нормальной воздушной среде (12-13% против 21% в обычном воздухе). Это приводит к риску возникновения удушья у находящихся в помещении людей, хотя токсическим действием такие газы не обладают. Отдельно следует сказать об углекислом газе, для которого рабочие концентрации всегда являются смертельными для человека. Это связано с его физиологическим воздействием на организм при концентрациях выше 5% (для сравнения нормативная огнетушащая концентрация для СО2 составляет 35%).

Химические агенты не снижают концентрацию кислорода в помещении. Поэтому для них решающим фактором безопасности для персонала является коэффициент запаса, рассмотренный ранее. Для помещений, где по производственной необходимости могут находиться люди, пусть даже и кратковременно, следует выбирать агенты с максимальным запасом безопасности.

По-поводу экологии

Теперь об экологической составляющей огнетушащих веществ. Особенно в условиях международной интеграции и ратификации на территории РФ документов, принятых мировым сообществом. Примером может служить исполнение Россией обязательств по Монреальскому протоколу, которое привело к запрету производства, импорта и использования на территории нашей страны многих газовых огнетушащих веществ, обладающих озоноразрушающими свойствами. На очереди – сокращение выбросов агентов с высоким потенциалом глобального потепления, среди которых, большую долю занимают хладоны для пожаротушения.

Ратификация Киотского протокола в России (Федеральный закон от 4 ноября 2004 г. N 128-ФЗ «О ратификации Киотского протокола к Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата») также предусматривает постепенное сокращение таких выбросов.
В 2011 году на конференции ООН по изменению климата сразу несколько стран выступили с инициативой ввести запрет на использование хладона-23 и режим строгого контроля объемов потребления и постепенного сокращения выбросов основных хладонов для пожаротушения (хладон-125, хладон-227 и др.). Такие меры жизненно необходимы, поскольку иначе удержать процесс глобального потепления в рамках, определенных учеными в качестве умеренно опасных для земного климата, просто невозможно. Результаты этих инициатив не заставили себя долго ждать: первым внедрить эти новые меры экологической безопасности решили страны Европейского Союза. В настоящее время соответствующие поправки к законодательству ЕС находятся на утверждении. На очереди и другие участники международного сообщества, ведь проблема глобальных изменений в климате нашей планеты является общей для всех стран.

При выпуске Novec® 1230 в атмосферу, фторкетоны легко разрушаются в верхних слоях атмосферы под воздействием ультрафиолета, агент удаляется из окружающей среды в течение 5 суток. Отсутствует также кумулятивный эффект, свойственный хладонам, т.е. вещество не сохраняется в атмосфере десятилетиями и даже столетиями.

Для сравнения, выпуск установки газового пожаротушения (ГПТ) на основе хладона (348 кг хладона 227), равносилен выбросу в атмосферу 1 008 926 кг CO2, что сравнимо с годовым выбросом СО2 от 211 легковых автомобилей. Выпуск установки ГПТ на основе фторкетонов (401 кг Novec® 1230) равносилен выбросу 401 кг CO2 (0,07 машины в год). Его также можно соизмерить с выбросом углекислого газа от жизнедеятельности одной коровы в течение одного месяца.

Именно поэтому фторкетон ФК-5-1-12 (Novec® 1230) очень быстро был включен во все международные и региональные стандарты по газовому пожаротушению, составив серьезную конкуренцию старому классу агентов – хладонам, к которым накопилось немало вопросов, как у экологов, так и у специалистов по противопожарной защите.

Где можно встретить

Говоря о перечне объектов, которые можно защищать от пожара такими установками, следует иметь в виду, что по российским и международным сертификатам установками с ГОТВ Novec® 1230 можно тушить возгорания твердых горючих материалов, включая бумажные архивы без доступа пожарных, легковоспламеняющихся жидкостей и оборудования под напряжением. Таким образом, покрываются практически все задачи защиты особо ценных объектов предприятия.

Установка Novec® 1230

Сейчас прорабатывается вопрос сертификации агента для тушения пожаров класса C (т.е. горючих газов) - последний вариант из возможных. При этом создание специальных условий для оборудования не требуется - установки могут эксплуатироваться при температурах от минус 20°С до плюс 50°С. Это требования к условиям расположения самих баллонов. В помещении, куда производится выпуск, температура может существенно отличаться от приведенных значений, как в меньшую, так и в большую сторону. Есть примеры использования систем на объектах в условиях сурового климата, в этом случае модули системы устанавливаются в теплоизолированный отсек.
Подводя итог вышесказанному, можно констатировать, что окончательный выбор агента пожаротушения зависит от критериев, важных для каждого из нас: эффективность и стоимость, соответствие нормативно-техническим стандартам, безопасность для человека и окружающей среды. Именно этими критериями и руководствовались ученые компании 3М, создавая фторкетон Novec®1230.

Мечта любого программиста:)

Надеемся, наш рассказ был интересным и познавательным. Мы хотели познакомить вас с одним из ключевых продуктов компании на российском рынке.
Более подробную информацию вы можете узнать на нашем сайте .

Поделитесь мнением, удалась ли нам пилотная статья?
Интересно ли вам узнать больше о компании 3М и других ее продуктах?

Будем рады ответить на любые ваши вопросы, а также с удовольствием выслушаем ваши замечания/предложения для будущих публикаций!

Помимо трех общеизвестных состояний обычной воды существует еще одно – это «сухая вода». Данная смесь представляет собой микроскопические капли влаги в оболочке, в качестве основного вещества которой выступает кремния диоксид. Именно благодаря ему молекулы воды не соединяются друг с другом и она не растекается. Внешне «сухая вода» похожа на порошок.

Особенности состава и качества "сухой воды"

Если разложить Novec 1230 на молекулы, то можно заметить, что в ее составе нет водорода, что приводит к ослаблению связей между молекулами. Novec 1230 отличает более низкая температура замерзания – она составляет -108°C и низкая температура закипания – всего 49°C. «Сухая вода» не проводит ток и не растворяет такие привычные вещества, как сахар и соль. При этом она так же, как и обычная вода, не имеет ни запаха, ни цвета.

Основные направления применения Novec 1230

На данный момент «сухую воду» применяют для тушения пожаров, и в данном направлении она гораздо эффективней обычной воды благодаря своим особенностям. Novec 1230 не испортит документы, книги и вещи, включая технику, так как в процессе тушения пожара она преобразуется в пар, который далее оседает на окружающих поверхностях и постепенно испаряется, на что уходит всего несколько секунд. Такой водой невозможно «намочить» даже самую тонкую бумагу, и подобные качества можно назвать бесценными для тушения возгораний в учреждениях, предназначенных для хранения исторических ценностей, а также на тех предприятиях, работа которых связана с дорогостоящим оборудованием и высоким напряжением.

Непосредственно процесс тушения возгораний с помощью «сухой воды» осуществляется не так, как в традиционном варианте. Novec 1230 вступая в реакцию горения способствует активному поглощению, тогда как обычная вода только снижает температуру и в процессе испарения препятствует взаимодействию огня и кислорода – таким образом, пламя гасится быстро и эффективно, при этом необходимая для этой цели концентрация состава не представляет опасности для здоровья человека.

Еще одно преимущество данного состава – это отсутствие снижения концентрации кислорода в замкнутом пространстве, что существенно увеличивает время, необходимое для спасения людей. К примеру, сотрудники тех же музеев могут спокойно эвакуироваться из помещений, не опасаясь за то, что их органам дыхания или зрения будет нанесен какой-либо вред, и не заботясь о необходимости спасать от порчи имущество, представляющее историческую ценность.
В условиях атмосферы распад «сухой воды» осуществляется в сроки от 3 до 5 дней при условии воздействия на нее ультрафиолетовых лучей. При этом продукты распада не оказывают негативного влияния на озоновый слой. Не представляет она опасности и для людей, однако, употреблять ее внутрь все же не рекомендуется.

Пожаротушение – не единственное направление, в котором может использоваться Novec 1230. Десять лет назад ученые выяснили, что такой состав способен весьма активно поглощать углекислый газ. Последний входит в число парниковых газов, а значит, способствует разрушению озонового слоя. Посредством проведения экспериментов удалось определить, что на протяжении одинакового времени «сухая вода» способна поглотить гораздо больше углекислого газа, чем вода, что позволяет в той же степени уменьшить концентрацию в атмосфере парниковых газов.

Перспективы использования

Подобная технология может применяться для изготовления порошковых эмульсий, в состав которых входит одновременно несколько жидкостей, не смешивающихся между собой. С помощью таких эмульсий можно обеспечить безопасность транспортировки жидкостей, представляющих определенную опасность.

На сегодняшний день специалисты также рассматривают гипотезу о том, что способность к абсорбции газов может оказать существенную помощь в добыче замерзшего метана, который располагается в глубинах океанов.
Помимо этого, ученые пытаются найти наиболее подходящий способ для того, чтобы с помощью Novec 1230 сделать более безопасным хранение топлива для транспортных средств, функционирующих на водороде.

Статью прислал: Kazachok

Сухая вода, известная многим под названием Novek 1230, была открыта еще в 1968 г. Долгое время это вещество оставалось невостребованным. Пока все его свойства используются людьми еще не в полной мере, но возобновленные в ХХІ в. исследования позволят более рационально применять все преимущества.

Общие сведения

Сухая вода, состав которой включает в себя углерод, фтор и кислород, вводит в заблуждение многих. Трудно в это поверить, но на самом деле она не является настоящей жидкостью. Это вещество представляет собой порошок с уникальными свойствами. Сухая вода считается безвредной для людей, но это не значит, что ее надо пить. Это химическое соединение просто поражает воображение. Ролики в Интернете, в которых люди в сухую воду окунают документы, телефоны, ноутбуки и даже включенный в розетку удлинитель, наглядно показывают уникальные свойства этого вещества. Производство этого химического соединения является несложным и недолгим процессом. Вода и кремний на высокой скорости смешиваются в течение 1,5 минуты, после чего оно уже готово к применению. Ученые считают, что это вещество очень скоро будет применяться практически во всех сферах нашей жизнедеятельности.

Характеристики вещества

В состав этого вещества входит 95% простой воды, но при этом на вид оно напоминает сахарную пудру. Каждую частичку порошка покрывает уникальная оболочка, состоящая из диоксида кремния. Соединение молекул кислорода и кремния в этом веществе является очень устойчивым. Диоксид кремния предотвращает растекание и соединение капель воды между собой. Частички этого вещества очень маленькие. Их размер не превышает 1 микрона.

Сухая вода, формула которой CF 3 CF 2 C(O)CF(CF 3)2, имеет определенные свойства. У нее много общего с простой водой. Это вещество не обладает запахом и вкусом. В обычной воде роль окислителя играет кислород. В сухой воде им является фтор. У Novek 1230 температура кипения составляет 49 ˚С, а замерзания - 180 ˚С. Даже кипящая сухая вода не оставляет на теле человека ожогов. Данное вещество отличается высокой плотностью. Под действием ультрафиолетовых лучей сухая вода распадается.

Исследования сухой воды

Это химическое вещество было запатентовано американскими учеными еще в 1968 г. Первоначально его использовали в косметической промышленности. В 1993 г., когда такое вещество, как хладон 114 (хладагент) было запрещено, американская компания 3M, специализирующаяся на разработке автоматических систем пожаротушения, приступила к поиску вещества, безопасного для человека и окружающей среды. После 11 лет исследований публике был представлен Novec 1230. Его называют наиболее чистым газом. Безопасный для человека, техники, документов, окружающей среды, он выполняет свою работу безукоризненно.

В начале ХХІ в. исследованием сухой воды занялись английские ученные из ливерпульского университета. Они искали способы практического применения этого вещества. В ходе практических опытов было установлено, что оно обладает замечательной способностью абсорбировать газы. Английские ученые разрабатывали способы использования этого уникального свойства. Они установили, что это вещество может впитать в себя в 3 раза больше углекислого газа, чем обыкновенная вода. Исследователи предположили, что данное химическое соединение можно использовать для добычи метана, находящегося на дне океана. Сухая вода может абсорбировать и другие газы, которые сложно добывать в достаточно больших количествах. Исследователи хотели доказать, что использование этой формы жидкости актуально для транспортировки и хранения различных опасных веществ.

Ученые планируют применять сухую воду в производстве пищевых продуктов и иных товаров потребления. Она может ускорять каталитические реакции и делать химическую обработку более энергоэффективной, но менее вредной для экологии. Превращая опасные жидкости в порошокообразную массу, сухая вода делает их транспортировку и хранение более удобными.

Сухая вода в борьбе с глобальным потеплением

Некоторые исследователи предполагают, что сухая вода может стать панацеей в борьбе с глобальным потеплением. Эта идея возникла благодаря ее уникальному свойству впитывать различные газы. Поскольку парниковый эффект связывают с выделением в атмосферу различных химических соединений, то сухую воду можно использовать для их абсорбирования. К сожалению, до сих пор еще не разработана технология, которая позволила бы внедрить эту идею в жизнь.

Свойства Novec 1230

Десятилетние исследования сухой воды привели к созданию и введению в мировую практику нового класса огнетушащих газовых веществ, которые получили название «фторированные кетоны». Они обладают эффективностью хладонов, но при этом имеют положительный токсикологический и экологический профиль. В молекуле этих синтетических органических веществ атомы водорода заменены на атомы фтора, прочно связанные с углеродной основой. Эта процедура приводит к весьма положительному эффекту. Замена атомов приводит к тому, что это вещество становится инертным в отношении других молекул. Именно это химическое соединение получило название Novec 1230. У него есть слабовыраженный запах. Novec 1230 в 1,6 раза тяжелее воды. Данное вещество не проводит электрический ток, поскольку его диэлектрическая проницаемость составляет всего 2,3 единицы. Сухая вода во время хранения в баллонах под давлением переходит в жидкое состояние, а при распылении - в газообразное.

Процесс пожаротушения

Сухая вода используется в системах автоматического пожаротушения. Во время возгорания она оказывает огнегасящий эффект, основанный на активном поглощении тепла и охлаждении. Это вещество просто незаменимо при тушении техники и бумаги, поскольку оно не разрушает их. Таким образом, Novek 1230 следует использовать в качестве противопожарных средств в офисах, архивах, музеях и т.д. Также его используют в помещениях с большим скоплением людей таких, как аэропорты, вокзалы, театры.

Инновационные свойства данного вещества обусловлены строением его молекулы, в которой очень слабые связи. Благодаря этому Novec 1230 легко переходит из жидкого в газообразное состояние. При этом происходит активное поглощение тепловой энергии огня. За счет охлаждающего эффекта (70%) происходит подавление пожара. В то же время проходит и ингибирование пламени (30%). Поразительно, но во время тушения огня не уменьшается концентрация кислорода, что дает возможность быстрой эвакуации людей. Это вещество испаряется практически мгновенно. При этом оно не вступает в химические реакции, что не наносит ущерб материальным ценностям, а диэлектрические свойства не допускают короткого замыкания.

Преимущества Novec 1230

Это средство пожаротушения имеет следующие преимущества:

Быстрый период разрушения в окружающей среде (не более 5 дней);

Безопасность для людей;

Быстрое тушение возгораний;

Нулевой потенциал озоноразрушения;

Отсутствие коррозиционных свойств;

Экономия пространства в помещении;

Токонепроводимость;

Отсутствие загрязняющих компонентов;

Возможность перезарядки огнетушащего оборудования на месте.

Хранение сухой воды

Данное вещество хранят в открытой таре не более пяти суток, поскольку оно легко разрушается в окружающей среде. Сухую воду необходимо держать в герметичных специальных баллонах при низком давлении. В домашних условиях такое вещество невозможно приготовить.

Общеизвестно, что вода может пребывать в жидком, твердом и газообразном состояниях. А знаете ли вы, что вода также может быть сухой, как бы парадоксально это не звучало.

«Сухая вода» на 95% состоит из воды и представляет собой крошечные капельки воды, каждая из которых заключена в оболочку из диоксида кремния, препятствующего расплыванию и соединению молекул воды. По виду «сухая вода» напоминает порошок. Если мы посмотрим на химическую формулу сухой воды (CF3CF2C(O)CF(CF3)2) , то увидим, что в ней в отличие от обычной воды отсутствует водород и, как следствие, водородные связи, а это значит, что взаимодействие между молекулами этой воды намного слабее. Другими отличиями «сухой воды» являются ее температура замерзания, которая равняется?108°C, температура кипения, составляющая 49°C, а также неспособность проводить ток. В такой воде нельзя заварить чай или кофе, в ней не растворяются сахар и соль. Среди сходств же с обычной водой числятся отсутствие цвета и запаха.

«Сухая вода» была изобретена еще в 1968 году, однако в то время она не нашла практического применения и на долгие годы была предана забвению.

Вспомнили о ней лишь в 2004 году, когда корпорация ЗМ усовершенствовала «сухую воду» удалив из нее вредный для экологии хладон, и зарегистрировала ее под торговой маркой Novec 1230. С тех пор «сухая вода» стала использоваться в пожаротушении, и быстро приобрела популярность, поскольку показала свои преимущества перед обычной водой. Так, даже при оперативном тушении пожара обычной водой, уцелевшие в огне документы, книги, техника, мебель и другие вещи могут быть безнадежно испорчены этой самой водой. С «сухой водой» такого не произойдет, так как при тушении огня она превращается в пар, который, оседая на предметах, исчезает через несколько секунд не нанося им никакого вреда. Ведущие одной передачи даже проводили наглядный эксперимент, опуская в емкость с «сухой водой» мобильный телефон и лист бумаги, при этом телефон продолжал исправно работать, а бумага даже не намокла. Подобные свойства «сухой воды» были в первую очередь оценены сотрудниками музеев и библиотек, а также владельцами предприятий, где имеется большое количество оборудования под высоким напряжением.

«Сухая вода» даже тушит огонь иначе, вмешиваясь в реакцию горения и поглощая тепло, обычная же вода понижает температуру в очаге возгорания и, испаряясь, перекрывает доступ кислорода к пламени. К тому же Novec 1230 быстро переходит в газообразное состояние даже при небольшой температуре, когда пожар только начался.

Помимо этого, еще одним плюсом «сухой воды» при тушении огня является тот факт, что при ее использовании не снижается концентрация кислорода в помещении, тем самым, увеличивая время эвакуации людей.

Попадая в атмосферу, Novec 1230 под воздействием ультрафиолета распадается за 3-5 дней, не нанося урона озоновому слою Земли. Для человека «сухая вода» также безопасна, но пить ее все же не стоит.

Однако «сухая вода» может применяться не только в пожаротушении. В 2006 году изучая свойства данного вещества, специалисты Ливерпульского Университета обнаружили, что «сухая вода» может оказать большую услугу нашей планете. Дело в том, что она способна активно поглощать углекислый газ, который относится к парниковым газам, способствующим разрушению озонового слоя и, как следствие, глобальному потеплению. Эксперименты показали, что за один и тот же промежуток времени «сухая вода» поглощает в три раза больше углекислого газа, чем обычная вода. Все это дает возможность значительно снизить концентрацию парниковых газов в атмосфере.

Есть предположения о том, что благодаря своей способности абсорбировать газы, «сухая вода» также может помочь в добыче находящегося на дне океанов замерзшего метана, а также других труднодоступных газов.

Также ведутся поиски способа, который смог бы обезопасить хранение топлива для автомобилей, работающих на водороде.

Кроме того, один из специалистов Ливерпульского Университета доктор Бен Картер на 240-м национальном собрании американского химического сообщества в Бостоне рассказал о том, что помимо прочего «сухая вода» является катализатором, ускоряющим реакцию между водородом и малеиновой кислотой, в результате которой образуется янтарная кислота, широко используемая в производстве потребительских товаров. При этом отпадает необходимость помешивать водород и янтарную кислоту, таким образом, процесс становится более энергоэффективным и безопасным для окружающей среды.

К тому же данная технология может использоваться для создания «сухих» порошковых эмульсий, состоящих из нескольких жидкостей, которые не смешиваются между собой, например, воды и масла. Эти эмульсии помогут сделать более безопасными хранение и транспортировку потенциально опасных жидкостей.

Справка:
Фторкетоны – это синтетические органические вещества, в молекуле которого все атомы водорода заменены на прочно связанные с углеродной решеткой атомы фтора. Такие свойства делают вещество инертным во взаимодействии с другими молекулами и ингибитором тепловых реакций. Многочисленные лабораторные исследования и испытания показали, что фторкетоны являются эффективными огнетушащими веществами с положительным экологическим и токсикологическим профилем. Это бесцветная прозрачная жидкость со слабовыраженным запахом, которая тяжелее воды в 1,6 раз. Это эффективный диэлектрик с электрической проницаемостью 2,3, поэтому погруженные даже в «сухую воду» электронные устройства продолжают работать. Поскольку температура кипения этого вещества при давлении 1 атм. составляет 49,2°С, он мгновенно испаряется, не оставляя налета на стенках оборудования.

Вот что сообщает компания ЗМ:

В поиске сочетания параметров эффективности и безопасности пожаротушащих веществ за последние десятилетия сменилось несколько их поколений от углекислоты и инертных газов – до хладонов. Однако в большинстве своем они обладают серьезными ограничениями по применению. Как я упоминала ранее, системы на углекислоте смертельно опасны для человека, а хладоны первого поколения запрещены во всем мире в связи с колоссальным негативным воздействием на атмосферу. А это немаловажный фактор, ведь глобальное потепление идет рекордными темпами. К примеру, ледник на горе Килиманджаро, который по подсчетам ученых должен был растаять к 2015 году, растаял уже в 2005 году

Понимая недостатки существующих агентов для газового пожаротушения, группа ученых 3М не стала модифицировать хладоны, а направила свои усилия в совершенно новое русло. Было принято решение использовать одну из базовых технологических платформ 3М – химию перфторированных органических соединений. К слову, эта технология позволяет компании добиваться успеха в области сверхтонкой очистки различных деталей, нанесения защитных покрытий на стекло, металлы и пластик, а также охлаждения электронных устройств.
10-летний период исследовательской работы увенчался настоящим успехом – был создан и введен в международную практику новый класс газовых огнетушащих веществ – фторированные кетоны. Многочисленные тестовые испытания, проведенные ведущими мировыми организациями, специализирующимися в области пожарной безопасности, вызвали удивление у экспертов: фторкетоны оказались не только отличными огнетушащими веществами (с эффективностью аналогичной хладонам), но при этом, показали весьма положительный экологический и токсикологический профиль.

Немного скучной химии

Итак, фторкетоны. Это синтетические органические вещества, в молекуле которых все атомы водорода заменены на прочно связанные с углеродным скелетом атомы фтора. Такие изменения делают вещество инертным с точки зрения взаимодействия с другими молекулами. Почему «сухая» вода?
Novec 1230 (ФК-5-1-12) (флуорокетон С-6) представляет собой бесцветную прозрачную жидкость со слабовыраженным запахом, которая тяжелее воды в 1,6 раз и, что особенно важно - не проводит электричество. Его диэлектрическая проницаемость - 2,3 (за единицу в качестве эталона принят осушенный азот).

Инновационные свойства этого огнетушащего вещества объясняются строением его шестиуглеродной молекулы, имеющей слабые связи. Они позволяют Novec 1230 быстро переходить из жидкого состояния в газообразное и активно поглощать тепловую энергию огня. Подавление пожара осуществляется за счет эффекта охлаждения (70%). Также происходит химическая реакция ингибирования пламени (30%). При этом не снижается концентрация кислорода в помещении (что важно для увеличения времени эвакуации людей из помещения). Вещество мгновенно испаряется, не вступая в химические реакции, что позволяет не наносить ущерб материалам и дорогостоящему оборудованию, а диэлектрические свойства предотвращают короткое замыкание.

Как это работает?

Другое важное свойство фторкетонов - крайне низкая растворимость в воде, которая не позволяет веществу пройти через клеточные мембраны в организм, т.е. обеспечивает их низкую токсичность и высокую теплоемкость паров, приводящую к активному охлаждению пламени и его тушению. А это значит, что люди, находящиеся в помещении в момент срабатывания системы, не подвергаются опасности. Системой пожаротушения на основе Novec 1230 оборудованы Центры управления полетами аэропортов Внуково и Кольцово, диспетчеры могут выполнять свою работу при срабатывании системы не подвергая свою жизнь риску.

Как это воздействует на человека?