گازهای بی اثر (Inert Gas) یا به اختصار IG، به طور گسترده برای حفاظت از نواحی حساس (مثل موزه‌ها، اتاق سرور، اتاق کنترل و غیره) در برابر آتشسوزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. سیستم اطفای حریق IG به عنوان زیرگروهی از عوامل تمیز (Clean Agents) بر اساس استاندارد NFPA 2001 طراحی می‌شوند و امکان استفاده از آنها در اتاق‌هایی که در شرایط عادی در آن نفرات حضور دارند نیز وجود دارد.
در سیستم‌های اطفای حریق، گازهای بی اثر عمدتاً از نیتروژن (N2)، آرگون (Ar) یا ترکیبی از این گازها تشکیل می‌شود. در جدول زیر لیست عامل‌های IG مورد تایید استانداردهای NFPA 2001 آورده شده است.
| IG-541 | Nitrogen (52%), Argon (40%), CO2 (8%) |
| IG-55 | Nitrogen (50%),Argon (50%) |
| IG-01 | Argon |
| IG-100 | Nitrogen |
گازهای بی اثر در مجاورت ناحیه آتشسوزی، جایگزین هوا شده و با کاهش سطح اکسیژن به کمتر از معمولاً 12 درصد، موجب خاموش شدن آتش می‌شوند. مقدار گاز مورد نیاز برای خاموش کردن آتش با غلظت طراحی سنجیده می‌شود استفاده از این گازها با غلظت مناسب می‌تواند شعله‌های ناشی از آتشسوزی مایعات یا جامدات سوختنی را خاموش کند. این مواد پس از تخلیه هیچ نوع مواد اضافه از خود بر جای نمی‌گذارند و بنابراین پس از آتشسوزی نیاز به پاکسازی عامل اطفای حریق وجود ندارد. علاوه بر آن، وقتی در معرض دماهای بالا قرار می‌گیرند از خود ترکیبات شیمیایی مضر تشکیل نمی‌دهند.
ویژگی‌های اصلی سیستم‌های اطفای حریق گاز بی اثر (IG) عبارتند از:
- در دما و فشار اتاق مادهای بی‌رنگ و بی‌بو هستند.
- غیر رسانای جریان الکتریسیته هستند.
- خاصیت خورندگی ندارد و در مجاورت شعله و حرارت بالا از تجزیه نمی‌شوند.
- پس از تخلیه پسماند باقی نمی‌گذارند.
- گازهای بی اثر معمولاً در سیلندرهای 80 و 140 لیتری و در فشار 200 بار نگهداری می‌شوند.
- نگهداری سیلندرهای IG نسبت به سیستم‌های اطفای حریق هالوکربن به فضای زیادی نیاز دارد.
- مکانیزم خاموش کنندگی گازهای بی اثر، کاهش غلظت اکسیژن است. برای این کار گاز IG باید با غلظت مناسب در ناحیه تخلیه شود.
- سیستم IG تقریبا در تمام موارد به صورت Total Flooding مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- در صورت رعایت الزامات استاندارد، امکان قرارگیری انسان‌ها به مدت حداکثر ۵ دقیقه در معرض آن وجود دارد.
هنگام انتخاب سیستم‌های گازی برای حفاظت از آتشسوزی، هزینه، امکان درز گیری کامل ناحیه به منظور ماندن گاز در مدت مد نظر استاندارد، و فضایی که برای نگهداری سیلندرها نیاز است، باید به عنوان فاکتورهای تاثیرگذار مد نظر قرار گیرند
موارد استفاده از سیستم IG
از سیستم‌های IG به طرز موثری برای خاموش کردن آتش های کلاس A، کلاس B و کلاس C می‌توان استفاده کرد ولی این عوامل برای خاموش کردن آتش کلاس D و همچنین موادی که در هنگام سوختن از خود اکسیژن تولید می‌کنند، مثل نیتروسلولز و باروت مناسب نیستند.
این سیستم مخصوصاً در محیط‌های استفاده می‌شود که یک (یا چند) از موارد زیر در آن ناحیه صادق است:
- در شرایط معمول یا به طور دائم در ناحیه افراد حضور دارند و مسئله حفاظت از جان فردی وجود دارد.
- وجود تجهیزات الکتریکی، استفاده از مادهای نارسانای جریان الکتریسیته را اجتناب ناپذیر می‌کند.
- دیگر مواد خاموش کننده مثل آب، پودر یا فوم به تجهیزات و مواد موجود آسیب وارد می‌کنند یا پاکسازی آنها پرهزینه است.
- فضای مورد نیاز برای نگهداری حجم بالای سیلندرهای نگهداری IG مسئله مهمی به شمار نمی‌رود.
برخی از نواحی صنعتی که از سیستم CO2 برای آن می‌توان استفاده کرد عبارتند از:
- اتاق های کنترل (Control room) و مهندسی (Engineering room)
- اتاق کامپیوتر
- اتاق سرور و مرکز داده
- مراکز مخابرات
- موزه‌ها
- بایگانی
- کتابخانه
- اتاق های برق (مثل Switchgear Room، Cable Gallery و …)
تاثیرات گازهای IG بر انسان
تاثیرات منفی قرارگرفتن در معرض گازهای خنثی تنها بر اثر کاهش غلظت اکسیژن ممکن است ایجاد شود و این مواد هیچگونه تاثیر شیمیایی و سمی بر بدن انسان ندارند. البته سیستم‌های اطفای حریق IG باید به نحوی طراحی و اجرا شود که از قرارگیری غیر ضروری نفرات در معرض غلظت‌های کم اکسیژن در هوا جلوگیری شود.
در استاندارد NFPA 2001، بر اساس غلظت ماده خاموش کننده در هوا و خطرات احتمالی، دو حد تعریف شده است که عبارتند از:
- NOAEL یا سطح بدون اثر نامطلوب مشاهده شده (No Observed Adverse Effect Level)، که عبارت است از حداکثر غلظت ماده خاموش کننده در هوا که در آن هیچ اثر نامطلوب فیزیولوژیک یا سمی مشاهده نشده است.
- LOAEL یا سطح کمترین اثر نامطلوب مشاهده شده (Lowest Observable Adverse Effect Level)، که عبارت است از حداقل غلظت ماده خاموش کننده در هوا که در آن یک اثر نامطلوب فیزیولوژیک یا سمی مشاهده شده است.
در جدول زیر حدود NOAEL و LOAEL بر اساس استاندارد NFPA 2001 برای سیستم‌های IG آورده شده است:
بر اساس جدول فوق، هیچکدام از سیستم‌های IG، تا سقف غلظت 43 درصد حجمی در هوا، اثر نامطلوب فیزولوژیک یا سمی بر بدن انسان ایجاد نمی‌کنند و تا غلظت 52 درصد، کمترین میزان اثرات نامطلوب را ایجاد می‌کنند.
بر اساس استاندارد NFPA 2001، در صورتی که طراحی سیستم های اطفای حریق IG با غلظت کمتر یا مساوی 43 درصد انجام شود (در این حالت غلظت اکسیژن باقیمانده در ناحیه به 12 درصد خواهد رسید)، امکان حضور نفرات در ناحیه حداکثر ۵ دقیقه وجود دارد و در صورتی که طراحی سیستم اطفای حریق IG بر اساس غلظت بین 43 تا 52 درصد انجام شود (در این حالت غلظت اکسیژن باقیمانده در ناحیه بین 10 تا 12 درصد خواهد بود)، امکان حضور نفرات در ناحیه به مدت حداکثر 3 دقیقه وجود دارد.
همچنین، باید از طراحی سیستم های اطفاء حریق IG برای نواحی که در شرایط معمول در آن شخص حضور دارد(Normally occupied spaces) با غلظت بالاتر از 52% خودداری شود.
سیلندر ذخیره IG
گازهای خنثی در سیلندرهای با ظرفیت 80 و 140 لیتری نگهداری می‌شوند. فشار کاری نامی این سیلندرها می‌تواند 200 بار یا 300 بار باشد که در حالت کلی، سیستم‌های 200 بار نسبت به 300 بار کاربرد بیشتری دارد.
در جدول زیر ظرفیت سیلندرهای IG در دمای 15 درجه سانتیگراد، بر حسب کیلوگرم آورده شده است. توجه شود که این مقادیر به صورت تقریبی هستند و احتمال تغییر آنها وجود دارد.
مشخصات فنی سیستم اطفای حریق IG:
