1. Ugljen-dioksid kao sredstvo za gašenje požara
Emina Mihajlović

2. Fizičko - hemijska svojstva ugljen-dioksida
U savremenoj zaštiti od požara ugljen-dioksid[1] ima veliku primenu. To je gas bez boje i mirisa. Kada se udahne u većim koncentracijama ima slabo slano-kiseli ukus i prouzrokuje blago peckanje u grlu i nosu jer se rastvara u pljuvačci i stvara slabi rastvor ugljene kiseline, H2CO3[2]. Ugljen-dioksid se sastiji od jednog atoma ugljenika i dva atoma kiseonika. To je linearan molekul. Hemijska formula ugljen-dioksida je CO2.
Pod normalnim atmosferskim uslovima ugljen-dioksid je u gasovitom agregatnom stanju. Nema električne dipole[3]. S obzirom da je zasićen kiseonikom, veoma je slabo reaktivan. Ugljen-dioksid nije provodnik električne struje.
Ugljen-dioksid je tipičan realan gas.
1] Ugljen-dioksid, pravilnije od ugljendioksid ili ugljen dioksid, engl. Carbn Dioxide, lat. Arbodioxdum [10].
[2] Ugljena kiselina, H2CO3, nije poznata kao slobodna, već samo u obliku razblaženog vodenog rastvora. Spada u grupu slabih kiselina.
[3] Električni dipol, svojstvo molekula, karakteriše ga električni moment čiji je vektor orjentisan od negativnog ka pozitivnom polu [1].

3. Druga imena za ugljen-dioksid su:
Ugljenik (IV)-oksid[1];
Ugljenik-dioksid;
Gas ugljene kiseline;
Anhidrid ugljene kiseline i
Suvi led, za čvrstu fazu
[1] Po preporuci Međunarodne unije čiste i primenjene hemije IUPAC (International Union of Pure and Applied) treba primenjivati ovaj naziv.

4. CO2
U vazduhu je zastupljen sa svega 0,03%. Pri normalnom atmosferskom pritisku od 1 [bar] i temperaturi od 0 [oC] teži je od vazduha oko 1,5 puta, pa se zadržava u nižim delovim prostorija, u jamama, bunarima, podrumima i pećinama.
U prirodi se nalazi u obliku jedinjenja: karbonata i bikarbonata, odnosno kao kalcit, sedra, mramor, kreda, krečnjak. Ugljendioksid sadrže prirodne vode. Vulkani ga izbacuju prilikom erupcija. Izvire iz pukotina zemlje, naročito u blizini aktivnih vulkana.

5. CO2
Nastaje pri potpunom sagorevanju ugljenika, pa je pratilac svih procesa sagorevanja organskih materija, pri drugim hemijskim reakcijama kao što su reakcije termičkog raspadanja NaHCO3 (natrijum bikarbonat) i KHCO3 (kalijum bikarbonat), kao i pri procesima vrenja, pri trulenju organskih materija i pri disanju.
Ugljen-dioksid ima značajnu ulogu u procesu fotosinteze. Život na Zemlji, njen opstanak i razvoj kao i funkcionisanje celokupnog bio-energetskog sistema određen je i uslovljen procesom fotosinteze, kojim biljka pomoću zelenog pigmenta, hlorofila, apsorbuje sunčevu energiju, a zatim je pomoću CO2 transformiše u organska jedinjenja: skrob, šeđer i proteine.

6. Fizičko – hemijska svojstva ugljen-dioksida

7. CO2
Ljudi i životinje koriste kiseonik iz vazduha za sagorevanje hranljivih materija, pri čemu je glavni produkt tog sagorevanja ugljen-dioksid. Ovim sagorevanjem dobija se energija koja je neophodna za obavljanje životnih procesa. Na ovaj način, pored ostalih hemijskih procesa na Zemlji u kojima učestvuje ugljen-dioksid, njegova količina u vazduhu se nalazila u stalnoj dinamičkoj ravnoteži, odnosno ugljen-dioksid se proizvodio i trošio, ali je njegova količina u vazduhu ostajala približno ista. Međutim, nagli porast broja stanovnika na Zemlji zahvaljujući tehničko-tehnološkom razvoju, napretku medicine i farmaceutske industrije doveo je do povećanja emisije zagađujućih materija. Tako je emisija ugljen-dioksida od 1800-te godine porasla je za 28 %, uglavnom zahvaljujući sagorevanju fosilnih goriva. Najnoviji naučni dokazi pokazuju da CO2 ima značajnu ulogu kada je u pitanju efekat staklene bašte. Ugljendioksid ima osobinu apsorpcije svetlosnih zraka jer se njegov spektar nalazi u području ultracrvenih zraka. Ugljen-dioksid apsorbuje pojedine talasne dužine u infracrvenom delu spektra od 1,4 do 15 µm i zanemarljivo malo neke dužne u vidljivom dijelu spektra [1]. Ova osobina vrlo je važna za akumulaciju toplote na površini naše planete jer CO2 akumulira sunčeve zrake, pa ih posle otpušta čime doprinosi efektu staklene bašte i globalnom zagrevanju.

8. CO2
Ugljen-dioksid se može javiti u sva tri agregatna stanja: čvrstom, tečnom i gasovitom. Tačka na kojoj se nalazi u sva tri agregatna stanja zove se trojna tačka i definisana je temperaturom od T = 216,6 [K] (– 56,6 oC) i pritiskom od p = 5,3 [bar]. Pri manjem pritisku i temperaturi nije moguća tečna faza. Pri temperaturi od 31,4 [oC] (kritična temperatura) i pritisku od 74,3 [bar], kritičan pritisak ugljen-dioksid se može nalaziti samo u gasovitom stanju i ne može se povećanjem pritiska prevesti u tečno stanje. Snižavanjem temperature ispod – 56,6 [oC] ugljen-dioksid počinje da kristališe i pretvara se u inje, dok se na temperaturi od – 78,9 [oC] pretvara u suvi led.

9. Fazni dijagram ugljen-dioksida

10. CO2
Promenom pritiska i temperature menja se i agregatno stanje ugljen-dioksida. U tečno stanje se može prevesti pri sledećim uslovima:

11. Porastom temperature povećava se i zapremina gasa
Porastom temperature povećava se i zapremina gasa. U praksi, prilikom skladištenja ugljen-dioksida u boce, ove promene se manifestuju porastom ili padom pritiska.
Bitan faktor prilikom skladištenja ugljen-dioksida u čeličnim bocama je stepen punjenja, koji pokazuje odnos zapremine boce prema masi ugljen-dioksida u njoj. Stepen punjenja čelične boce, u slučaju normalnog punjenja, ne sme da prekorači granicu od 1 [kg] na svaka 1,34 [l] naznačene zapremine boce. Pri ovom stepenu punjenja, zavisno od temperature, pritisak u boci je, kao što je prikazano u tabeli.

12. Promena zapremine CO2 u zavisnosti od temperature pri konstantnom pritisku

13. Promena pritiska u boci CO2 u zavisnosti od temperature

14. U upotrebi se mogu naći boce sa sledećim stepenima punjenja:
1,34 – normalni način punjenja,
1,50 – tropski način punjenja i
2,00 – specijalni način punjenja

15. Mehanizam gašenja CO2
Ugljen-dioksid na proces gorenja deluje pre svega ugušujućim efektom, podefekat razređivanja.
Dovođenjem ugljen-dioksida u zonu gorenja dolazi do njegovog mešanja sa vazduhom pri čemu dolazi do smanjenja procenta kiseonika u vazduhu. Snižavanjem koncentracije kiseonika na 15% dolazi do ugušivanja procesa sagorevanja i gašenja požara većine zapaljivih materija.

16. CO2
Teoretski potreban procenat ugljen-dioksida za gašenje gorivih materija može da se izračuna po obrascu:
gde je:
(O2) [%]– granični zapreminski sadržaj kiseonika i
21 [%] – standardni zapreminski sadržaj kiseonika u vazduhu.

17. Praktično potrebna koncentracija za gašenje se dobija tako što se zapreminska teorijski potrebna koncentracija poveća za 20%, za kompenzaciju gubitaka usled isticanja gasa iz prostorije, kao i zbog zadržavanja dela gasa u instalaciji.

18. Mehanizam gašenja CO2
Efekat hlađenja je izražen u manjoj meri. Brza ekspanzija tečnog ugljen-dioksida u gas dovodi do snižavanja temperature, tako da se deo ugljen-dioksida pretvara u sneg (suvi led). Ove čestice suvog leda, čija je temperatura –78,9 [oC ], u štićenom prostoru sublimiraju u gasovito stanje apsorbujući pri tome toplotu zapaljenog materijala i okolne sredine. Za prelazak 1 [kg] suvog leda u gasnu fazu potrebno je 567,3 [kJ] pri temperaturi od 198 [K], ali s obzirom da se samo deo ugljen-dioksida pretvara u suvi led, efekat hlađenja smeša gasa i čestica suvog leda je znatno manji.

19. Mogućnost primene i ograničenja
Ugljen-dioksid ima veliku primenu kao sredstvo za gašenje požara, zbog njegovih dobrih osobina, kao što su:
ne reaguje sa mnogim hemijskim materijama,
ne izaziva materijalna oštećenja,
nije provodnik elektriciteta,
ne deluje korozivno i
ne ostavlja trag za sobom.

20. Mogućnost primene i ograničenja
Pravovremenom primenom ugljen-dioksida, u početnoj fazi razvoja požara, mogu da se gase mnogi požari, ali je pre svega pogodan za gašenje požara klase B i C, kao i uređaja i postrojenja pod električnim naponom.
Ugljen-dioksid je prvenstveno namenjen gašenju:
zapaljivih tečnosti i gasova u zatvorenim prostorijama (kade za odmašćivanje, kaljenje, sušenje i mešanje; kabine za bojenje i lakiranje; sudovi sa tečnim gorivom i sl.),
požara na elektrouređajima i opremi (trafostanice, generatori i druge električne mašine),
požara na preciznim i skupocenim uređajima kada je neophodno izbeći oštećenja koja nastaju upotrebom vode za gašenje (komandne i signalne centrale, telefonske centrale, računarski centri i sl.) i
požara u objektima gde se čuvaju vredni predmeti (muzeji, arhive, galerije i sl.).

21. Mogućnost primene i ograničenja
Ugljen-dioksid se ne preporučuje kao sredstvo za gašenje:
požara materija kojima za gorenje nije potreban kiseonik iz vazduha, kao što su: celulozni nitrat, oksidaciona sredstva i neke eksplozivne smeše,
požara klase D, odnosno požara: magnezijuma, titana i cirkonijuma. Naime, zbog većeg afiniteta prema kiseoniku ovih metala dolazi do sledeće reakcije:
2Mg + CO2 = 2MgO + C
i metalnih hidrida, npr:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
ili na visokim temperaturama zbog razlaganja ugljen-dioksida na ugljen-monoksid, koji sagoreva i atomski kiseonik, koji ubrzava gorenje:
CO2 = CO + O
požara gde ima žara, zbog slabog rashladnog dejstva i mogućnosti obnavljanja požara i
požara u prostorijama u kojima se nalaze osetljivi elektronski elementi jer može da dovede do oštećenja opreme zbog naglog pada temperature (termo-šok).

22. Mogućnost primene i ograničenja
Ugljen-dioksida kao sredstvo za gašenje ispoljava i izvesne nedostatke:
ima mali domet, a koncentracija potrebna za gašenje se brzo smanjuje,
nepodesan je za gašenje požara na otvorenom prostoru,
pri isticanju, usled strujanja, stvara jake napone statičkog elektriciteta što zahteva odgovarajuće sigurnosne mere i
u koncentracijama potrebnim za gašenje požara je štetan po ljudski organizam.

23. Toksičnost ugljen-dioksida
Za ugljen-dioksid može da se kaže da ne spada u izrazito toksične gasove, ali u slučaja izlaganja većim koncentracijama može da ima štetne posledice po organizam čoveka, tako pri zapreminskim koncentracijama od:
2 do 2,5%, ugljen-dioksid ne ispoljava štetno delovanje na ljudski organizam;
3 % čovek diše teže i ubrzanije;
4 % javlja se glavobolja, zujanje u ušima i blaga nesvestica;
9 % ugljen-dioksida u vazduhu izazvaće naglu nesvesticu, kod slabijih osoba čak i prestanak rada srčanog mišića;
20 % nastaje, već posle nekoliko minuta, oduzetost centralnog nervnog sistema, delovanje ove koncentracije u trajanju od 20 do 30 min je smrtonosno i
25 % nastupa brza smrt, tzv. “efekat gašenja života”.

24. Toksičnost ugljen-dioksida
S obzirom da su koncentracije ugljen-dioksida potrebne za gašenje znatno veće od koncentracija neškodljivih po ljudski organizam neophodno je da se pre ubacivanja ugljen-dioksida u štićeni prostor izvrši zvučno i svetlosno upozorenje o aktiviranju sistema za gašenje i dotoka ugljen-dioksida i da se izvrši evakuacija ljudi iz prostora. U slučaju intervencije ugljen-dioksidom, tokom i neposredno nakon gašenja požara, neophodno je korišćenje zaštitne opreme organa za disanje.
Za radne prostorije maksimalno dozvoljena koncentracija (MDK) je 5000 [ppm], odnosno 9000 [mg/m3].

25. Načini primene ugljen-dioksida kao sredstva za gašenje požara
Ugljen-dioksid se kao sredstvo za gašenje požara koristi primenom:
ručnih aparata (prenosnih i prevoznih) i
stabilnih instalacija za gašenje požara.
Uređaji na specijalnim vatrogasnim vozilima sa ugljen-dioksidom primenjuju se retko, samo na civilnim aerodromima.

26. Aparati za gašenje požara
Ručni prenosni aparat za gašenje požara ugljen-dioksidom je aparat čija masa u napunjenom stanju nije veća od 20 [kg]. Ako prelaze težinu od 25 [kg], onda se postavljaju na kolica sa točkovima i onda je reč o ručnim prevoznim aparatima za gašenje požara ugljen-dioksidom. Svi ovi aparati izrađeni su tako da se njima jednostavno rukuje, a namenjeni su za gašenje početnih požara. Izrađuju se kao ručni prenosni i kao ručni prevozni aparati.
Aparati za gašenje ugljen-dioksidom pune se pod pritiskom od 80 do 90 [bar]. Gas u boci je u tečnom agregatnom stanju.

27. Konstrukcija aparata mora u potpunosti da isključi mogućnost povrede lica koja njime rukuju, ili se nalaze u njihovoj blizini prilikom upotrebe i punjenja. Rezervoar i pripadajuću armaturu svakog aparata treba ispitati na pritisak u trajanju od 3 minuta, pri čemu na aparatu ne sme da se pojave propuštanja ili deformacije. Ispitni pritisak rezervoara i pripadajuće armature treba da bude najmanje 1,3 puta veći od maksimalnog radnog pritiska na temperaturi od 20 [oC].
Za aparate punjene ugljen-dioksidom, kao i aparate punjene prahom, vodom ili hemijskim sredstvima koji su pod stalnim pritiskom komprimovanog pogonskog gasa važe odredbe Pravilnika o tehničkim normativima za pokretne zatvorene sudove za komprimirane, tečne i pod pritiskom rastvorene gasove. Aparati punjeni ugljen-dioksidom ispituju se pod pritiskom od 190 [bar], a za ostale aparate iz ove grupe probni pritisak pri ispitivanju hladnim vodenim pritiskom mora biti 1,5 puta veći od dozvoljenog pritiska punjenja, a najmanje za 5 [bar] veći od tog pritiska. Savitljive cevi aparata za gašenje ugljen-dioksidom ispituju se pritiskom vode od 60 [bar], a cevi ostalih aparata pritiskom vode koji odgovara pritisku za ispitivanje rezervoara aparata kojima pripadaju.

28. Svaki aparat mora da ima ugrađen sigurnosni ventil
Svaki aparat mora da ima ugrađen sigurnosni ventil. Od ovoga se mogu, po odobrenju nadležnog inspektora, izuzeti aparati čija sadržina rezervoara nije veća od 15 [l], a ispitni pritisak nije veći od 20 [bar].
Aparat mora da je tako konstruisan da rukovanje njime bude jednostavno, odnosno da ga svako lice, posle čitanja kratkog uputstva, može bezbedno da upotrebi.
Delovi koji služe za aktiviranje aparata (dugme, poluga, točak ventila i sl.) moraju da su plombirani, kako bi se sprečila neovlašćena upotreba aparata i olakšala stalna kontrola.

29. Vreme aktiviranja aparata, odnosno vreme koje protekne od dejstva na napravu za aktiviranja aparata do početka izbacivanja mlaza CO2, pri temperaturi od 20 [oC], sme da iznosi najviše:
5 [s], za ručne prenosne aparate i
10 [s], za ručne prevozne aparate.
Najmanje vreme neprekidnog pražnjenja, tj. dejstva, aparata zavisi od mase sredstva za gašenje u aparatu i mora da odgovara vrednostima datim u tabeli.

30. Vreme naprekidnog pražnjenja aparata CO2 u zavisnosti od mase sredstva za gašenje

31. Rezervoari aparata za gašenje mora da budu obojeni crvenom bojom i imaju sledeće oznake:
utisnut
fabrički broj i
godinu izrade.

32. b) natpis koji jasno odudara od crvene boje rezervoara i sadrži:
oznaku aparata (CO2),
vreme neprekidnog pražnjenja,
vrstu požara za čije je gašenje namenjen,
posebno upozorenje kada se aparatom ne smeju gasiti požari na električnim instalacijama,
najveću vrednost napona električne instalacije do koje se aparat sme koristiti, ako je odobrena njegova upotreba za gašenje požara električnih instalacija,
temperaturno područje u kome je aparat upotrebljiv,
naziv, adresu i zaštitni znak proizvođača i
uputstvo za upotrebu u sažetoj i jasnoj formi, sa potrebnim slikama.

33. Sastavni delovi aparata su:
Čelična boca je ustvari telo aparata i služi za smeštaj sabijenog ugljen-dioksida i za nameštanje ventila visokog pritiska. Izrađena je od čelične bešavne cevi sa iskovanim dnom i grlom. Sa unutrašnje strane grla je konusni navoj za uvrtanje tela ventila. Na dnu boce upresovana je papuča koja služi za stabilno oslanjanje aparata na tlo;
Usponska cev je sifonskog tipa. Izrađena je od mesinga i pričvršćena je od tela ventila do dna boce. Služi za izbacivanje CO2 pri aktiviranju aparata;
Ventil aparata, može da bude opružnog ili zasunskog tipa. Aparati sa ručicom imaju i oprugu koja se aktivira rukom. Pri tome se vreteno ventila pomera na dole, oslobađa otvor i omogućuje da ugljen-dioksid kroz usponsku cev, crevo i mlaznicu izađe napolje. Druga konstrukcija ventila ima točkić. Okretanjem točkića u suprotnom smeru od smera kretanja kazaljke na satu, podiže se nosač zaptivača i oslobađa otvor za prolazak ugljen-dioksida. U ventil je ugrađena sigurnosna membrana – ventil sigurnosti, koja stupa u dejstvo kada pritisak naraste na 170 [bar] i na taj način sprečava eksploziju boce u slučaju porasta pritiska i
Mlaznica sa crevom služi za usmeravanje i raspršivanje mlaza ugljen-dioksida. Mlaznica i savitljiva cev su izrađene od materijala koji ne provodi električnu struju. Drška mlaznice je izrađena od materijala koji je loš provodnik toplote.

34. Konstrukcija ručnih i prevoznih aparata je ista, razlika postoji jedino u dimenzijama.
Aparati mora da omoguće ispravan rad na temperaturama od –20 do +35 [oC] za zimsko punjenje, odnosno od –20 do +43 [oC] za letnje punjenje. Pod letnjim punjenjem se podrazumeva nazivna vrednost mase CO2 umanjena za 10%.

35. Kontrola aparata
Vlasnik aparata dužan je da redovno vrši kontrolno ispitivanje i servisiranje aparata u skladu sa uputstvom proizvođača. Kontrola aparata obuhvata:
kontrolu mehaničke oštećenosti,
kontrolu mase punjenja, vaganjem aparata,
ispitivanje otpornosti prema pritisku čelične boce, ventila i savitljive cevi i
ispitivanje sigurnosne naprave.
Prva dva ispitivanja obavljaju se šestomesečno, od strane servisera, dok se druga dva ispitivanja vrše svake pete godine.

36. Ručni aparati za gašenje ugljen-dioksidom
Ručni aparati za gašenje ugljen-dioksidom namenjeni su za gašenje požara na električnim instalacijama napona do [V], a takođe i za gašenje požara klase B i klase C.

37. Izrađuju se u 3 veličine, u zavisnosti od predviđene količine punjenja.

38. Domet mlaza ugljen-dioksida mora da iznosi najmanje 2 [m], izuzev u slučaja aparata posebne namene koji mogu da imaju i manji domet. Kao aparati posebne namene smatraju se oni aparati koji su predviđeni za gašenje požara oblakom, a ne mlazom ugljen-dioksida.
Svaki aparat mora da ima mlaznicu, a oni od 5 [kg] i crevo dužine 800 [mm].
Ventil aparata je takve konstrukcije da može da vrši prekidanje mlaza.
Aparat se aktivira na taj način što se oslobodi osigurač i pritisne ručica ventila visokog pritiska, čime se sabija opruga i vreteno ventila se pomera na dole. Pomeranjem vretena oslobađa se otvor u telu ventila i ugljen-dioksid iz boce aparata kroz crevo i mlaznicu ističe i ekspandira iz tečne u gasnu fazu, obrazujući mlaz za gašenje požara.

39. Ventil ručnog aparata za gašenje požara ugljen-dioksidom sa ručicom za aktiviranje i osiguračem

40. Prevozni aparati za gašenje požara ugljen-dioksidom
Prevozni aparati za gašenje ugljen-dioksidom namenjeni su za gašenje požara na električnim instalacijama napona do [V], a takođe i za gašenje požara klase B i klase C.

41. Prevozni aparati za gašenje požara ugljen-dioksidom
Izrađuju se u 3 veličine, u zavisnosti od predviđene količine punjenja. Vrednosti mase ugljen-dioksida za pojedine veličine aparata date su u tabeli.

42. Prevozni aparati za gašenje požara ugljen-dioksidom
Prevozni aparat za gašenje ugljen-dioksidom sastoji se od:
čelične boce,
usponske cevi,
ventila sa ručicom za aktiviranje,
mlaznice sa crevom,
kape,
kolica sa točkovima za prevoženje,
ručice za vuču i
stega.

43. Prevozni aparati za gašenje požara ugljen-dioksidom
Aparat CO2 60 ima dve čelične boce zapremine po 40,2 [dm3], odnosno predstavlja bateriju boca koja se sastoji od dve međusobno spojene čelične boce od 30 [kg]. Spajanje boca sa zajedničkom mlaznicom je izvedeno pomoću sabirne cevi.
Naprava za aktiviranje aparata (otvaranje ventila), ako je u obliku poluge, mora da ima slobodan hod od 3±1 [mm], a ako je to ručni točak, slobodan hod od 30o, da bi se sprečilo aktiviranje aparata pre nego što se prekine žica za plombiranje.

44. Prevozni aparati za gašenje požara ugljen-dioksidom
Rad i aktiviranje prevoznih aparata za gašenje je isti kao i kod ručnih, s tim što pri aktiviranju prevoznog aparata za gašenje ugljen-dioksidom treba gornji deo aparata da se spusti, tako da leži na ručki. Posle odmotavanja creva, aktivira se aparat pritiskanjem na ručicu ili odvrtanjem točka na ventilu boce. Kod aparata CO2 60 prvo se aktivira jedna boca, a pri kraju isticanja ugljen-dioksida iz ove boce ventil se zatvara i aktivira se druga boca.

45. Automatski stabilni sistemi za gašenje požara ugljen-dioksidom
Automatski stabilni sistemi za gašenje požara ugljen-dioksidom su sistemi za zapreminsko, odnosno, trodimenzionalno gašenje požara. Ovi sistemi primenjuju se tamo gde se zahteva gašenje u prvim trenucima izbijanja požara i gde mora sekundarna šteta, usled delovanja sredstva za gašenje, da se svede na minimum. Stablini uređaji primenjuju se za gašenje požara svih materija osim onih koje sadrže kiseonik ili reaguju sa ugljen-dioksidom.

46. Automatski stabilni sistemi za gašenje požara ugljen-dioksidom
Automatski stabilni sistemi za gašenje požara ugljen-dioksidom najčešće se primenjuju u:
fabrikama prehrambenih proizvoda,
fabrikama hemijskih proizvoda,
fabrikama boja i lakova,
trafostanicama,
lakirnicama,
svim vrstama skladišta zapaljivih materijala,
fabrikama tekstilnih proizvoda,
fabrikama gumenih proizvoda,
grafičkim pogonima,
elektranama i
brodovma.

47. Automatski stabilni sistemi za gašenje požara ugljen-dioksidom
Ugljen-dioksid se preko cevovoda i mlaznica odvodi od rezervoara do mesta požara, u prostoriju ili do opreme i uređaja koji se nalaze u prostoriji, s ciljem da se što pre stvori ugušujuća atmosfera i požar ugasi.
U zavisnosti od načina gašenja automatski stabilni sistemi za gašenje požara ugljen-dioksidom mogu da budu:
namenjeni za gašenje celog štićenog prostora – potpuna zaštita i
namenjeni za zaštitu opreme ili uređaja u prostoriji – delimična zaštita.

48. Potpuna zaštita
Automatski stabilni sistemi za potpunu zaštitu ugljen-dioksidom primenjuju se za gašenje požara u prostorijama čiji zbir površine otvora, koji se ne zatvaraju, a nalaze se u donjoj polovini visine prostora koji se štiti, izražen u [m2], iznosi najviše 3% zapremine tog prostora.
Pri potpunoj zaštiti, pre aktiviranja instalacije za gašenje, neophodno je da se:
vrata za evakuaciju automatski zatvare u trenutku kad se otvore ventili za ispuštanje ugljen-dioksida, tako da mogu ručno da se otvore,
automatski isključi tehnološki proces proizvodnje,
automatski isključi svako prinudno strujanje vazduha i
automatski zatvore svi otvori u požarnom sektoru. Otvori koji ne mogu da se zatvore i koji se nalaze u donjoj polovini visine požarnog sektora, a nisu površine veće od 6 [m2], štite se posebnim mlaznicama za stvaranje ugljen-dioksidne zavese.
Štićenje požarnog sektora ugljen-dioksidom mora da se završi za dva minuta.

49. Delimična zaštita
Automatski sistemi za delimičnu zaštitu primeljuju se za gašenje požara opreme i uređaja u slučajevima kada je primena sistema za potpunu zaštitu tehnički ili ekonomski neopravdana.
Količina ugljen-dioksida za delimičnu zaštitu izračunava se prema računskoj zapremini objekta tako što se sve dimenzije objekta povećavaju za 1,5 [m]. Najmanja količina ugljen-dioksida za delimičnu zaštitu iznosi 2 [kg/m3] računske zapremine.
Najmanja količina ugljen-dioksida za površinsku zaštitu iznosi 7 [kg/m2].

50. Šema automatskog stabilnog sistema za gašenje požara ugljen-dioksidom

51. Svaki stabilni uređaj za gašenje požara ugljen-dioksidom sadrži sledeće delove:
bateriju boca CO2 ili rezervoar CO2,
automatsku instalaciju za otkrivanje i dojavu požara,
cevovode za dovod CO2 i mlaznice,
uređaj za uzbunu (sa zvučnim i svetlosnim signalom) sa električnim priključkom za automatsko isključivanje ventilacije,
uređaj za zatvaranje otvora kroz koje bi mogao da istekne CO2,
uređaje za dojavu požara (topljivi elementi ili javljači),
vremenski zadrživač i
uređaj za kontrolu napunjenosti CO2 boca.

52. Ugljen-dioksid koji se koristi u stabilnim uređajima može da se nalazi u čeličnim bocama, pod visokim pritiskom, ili čeličnim pothlađenim rezervoarima, pod niskim pritiskom. I u jednom i u drugom slučaju uskladišteni ugljen-dioksid nalazi se u tečnom stanju. Kada se ugljen-dioksid, uskladišten u bocama povezanim u bateriju, koristi za gašenje požara ne može da se koristi u druge svrhe. Ugljen-dioksid iz rezervoara može da se koristi i za tehnološki proces, ali potrebna količina ugljen-dioksida za gašenje požara mora uvek da je obezbeđena.

53. Podela automatskih stabilni sistemi za gašenje požara ugljen-dioksidom
Podela automatskih stabilnih sistema za gašenje požara ugljen-dioksidom u odnosu na način aktiviranja i prenos komandi za aktiviranje i distribuciju ugljen-dioksida u štićeni prostor izvršena je na:
ručni sistem,
mehanički sistem,
mehaničko-pneumatski sistem,
mehaničko-električni sistem i
električno-električni sistem.

54. Pri ručnom aktiviranju, koje se vrši okretanjem točkića ventila, komandna boca za ručno aktiviranje vrši istu funkciju kao i boca za automatsko aktiviranje.
Mehanički sistem kao uređaje za dojavu požara koristi topive ili gorive, elemente koji se tope kad dođe do povišene temperature. Usled topljenja dolazi do prekidanja - oslobađanja čeličnog užeta i sila težine tega oslobađa poluge komandnog ormana. Posle vremenskog usporenja oslobađaju se tegovi na bateriji boca ugljen-dioksida, koji povlače poluge i istovremeno otvaraju sve ventile na bocama, tako da ugljen-dioksid iz boca preko sabirnih cevi i kolektora odlazi u cevni razvod i kroz mlaznice izlazi i vrši gašenje. Ako postoji više zona gašenja, prethodno se takođe automatski, pomoću oslobođenog tega otvori preko mehaničkog razvodnika odgovarajući ventil, kako bi ugljen-dioksid bio upućen u odgovarajuću zonu gašenja. Aktiviranje mehaničkog sistema može da se izvrši i ručno – povlačenjem poluge na komandnom ormaru, ili oslobađanjem čeličnog užeta. Pre toga je potrebno ručno otvoriti ventil za odgovarajuću zonu.

55. Kod mehaničko-pneumatskog sistema pri porastu temperature u slučaju požara topivi elementi kidaju vezu čeličnog užeta. Na taj način se oslobađa teg koji svojom težinom probija membranu komandne (pilot) boce za automatsko aktiviranje.
Sada mehaničko aktiviranje prelazi u pneumatsko. Pogonska energija ugljen-dioksida iz pogonske boce otvara na razvodniku zonski ventil, koji vodi u prostoriju u kojoj je izbio požar i aktivira baterije boca i na taj način upućuje ugljen-dioksid cevovodima u odgovarajuću prostoriju. Istovremeno se uključuje električna sirena pre isticanja ugljen-dioksida. Aktiviranje boca sa ugljen-dioksidom vrši se posle perioda zakašnjenja – vreme zadržavanja aktiviranja na koje je sistem regulisan.

56. Mehaničko – električni sistem aktivira se mehanički, preko topivog elementa do razvodnika. Dalja komanda aktiviranja boca je preko elektromagneta koji otpušta teg. Uloga elektromagneta ista je kao uloga pneumatskog okidača kod mehaničko-pneumatskog sistema.
Električno – električni sistem kao uređaj za dojavu požara koristi detektor koji može da reaguje na:
određenu temperaturu,
brzinu porasta temperature u objektu koji se štiti (diferencijalni detektor),
pojavu dima ili
pojavu svetlosti.

57. Koja će se vrsta detektora upotrebiti, određuje se prema karakteristikama objekta koji se štiti. Gas iz pilot boce prolazi kroz ,,vremenski zadržač", koji zadržava gas da bi ljudi mogli da izađu iz prostorije pre nego što ugljen-dioksid počne da ulazi u prostoriju. Nakon toga dolazi do aktiviranja baterije boca, iz kojih ugljen-dioksid, kroz otvoreni ventil i mlaznice odlazi u objekat koji se štiti. Pri aktiviranju automatskih javljača istovremeno se vrši i uključivanje zvučnih i svetlosnih alarmnih uređaja.

58. Potrebna količina ugljen-dioksida za gašenje
Smanjenjem zapreminske koncentracije kiseonika u vazduhu od 21% na 15% prekida se proces sagorevanja, odnosno, gasi se požar. Minimalna zapreminska koncentracija ugljen-dioksida kojom se ovo postiže izračunava se formulom:

59. Ovo je teorijska zapreminska koncentracija i odnosi se na sve gasove koji imaju zagušujući efekat gašenja, odnosno koji smanjuju zapreminsku koncentraciju kiseonika.
Izračunatu minimalnu zapreminsku koncentraciju treba povećati faktorom sigurnosti od 20% tako da se dobija praktična minimalna koncentracija od 34% :
28,57%  1,2 = 34,284%  34%

60. Minimalna praktična koncentracija od 34% može da se izrazi u masi CO2 po jedinici zapremine. Pri normalnim uslovima 1 [kg] CO2 zauzima oko 0,5 [m3] zapremine, pa se za koncentraciju od 34% dobija:
CO2(kg) = 0,34 / 0,5 = 0,68 [kg/m3]  0,7 [kg/m3]

61. Praktično se, u propisima, za 34% zapreminske koncentracije CO2 uzima 0,7 [kg] ugljen-dioksida po jednom [m3] štićenog prostora.
Prema pravilniku o tehničkim normativima za stabilne uređaje za gašenje požara ugljen-dioksidom najmanja potrebna količina ugljen-dioksida za 1 [m3], zavisno od veličine požarnog sektora koji se štiti, navedena je u tabeli.
Pri planiranju količine ugljen-dioksida za gašenje požara klase “A”, količina ugljen-dioksida navedena u tabeli. mora da se uveća 2,25 puta i održati najmanje 30 [min].

62. Najmanja potrebna količina ugljen-dioksida za gašenje u zavisnosti od veličine požarnog sektora koji se štiti

63. Faktori koncentracije

64. Potrebna količina ugljen-doksida za pojedine vrste postrojenja

65. Ukupna raćunska površina i zapremina
Ukupna površina koja se štiti određuje se kao zbir površina svih zidova, podova i tavanice kojima je ograničen prostor koji se štiti, uključujući i površine otvora.
Ukupna računska zapremina (VR) računa se kao zapremina između gore navedenih površina koje ograničavaju prostor ili uređaj koji se štiti.
Zapremina koja može da se odbije (VG) od računske zapremine (VR) je zapremina delova objekta, kao na primer temelja, stubova i dr., ukoliko ugljen-dioksid ne može u njih da prodre.

66. Dodatna zapremina kojom se uzima u obzir ventilacija koja ne može da se zaustaviti u slučaju požara (VZ), koja nije povezana na automatsku instalaciju za dojavu požara, računa se kao četvorostruka zapremina vazduha, dovedenog ili odvedenog za vreme gašenja požara.
Količina ugljen-dioksida za delimičnu zaštitu izračunava se prema računskoj zapremini objekta tako što se sve dimenzije objekta povećavaju za 1,5 [m].
Najmanja količina ugljen-dioksida za delimičnu zaštitu iznosi 2 [kg/m3] računske zapremine.
Najmanja količina ugljen-dioksida za površinsku zaštitu iznosi 7 [kg/m2].

67. Rezervnu količinu ugljen-dioksida, koja je najmanje jednaka količini potrebnoj za gašenje, potrebno je obezbediti:
kod instalacije kojom se gasi više od 5 zona gašenja,
kod zapaljivih tečnosti kod kojih je cela masa zagrejana iz tehnoloških razloga (uljne kade u kalionicama) i
kad nije moguće osigurati zamenu potrebne zalihe ugljen-dioksida za 36 [h].
Dodatna količina ugljen-dioksida iznosi 10% od najviše potrebne i rezervne količine potrebne za gašenje, a neophodna je zbog kompenzacije pri punjenju i pražnjenju, kao i zbog ostataka gasa u sistemu.

68. Skladištenje ugljen-dioksida
Ugljen-dioksid se skladišti pod visokim pritiskom u bocama, ili pod niskim pritiskom u pothlađenim čeličnim rezervoarima. Kada se ugljen-dioksid, uskladišten u bocama, povezanim u bateriju, koristi za gašenje požara ne može da se koristi u druge svrhe. Ugljen-dioksid iz rezervoara, kao što je već rečeno, može da se koristi i za tehnološki proces, ali potrebna količina ugljen-dioksida za gašenje požara mora uvek da je obezbeđena.

69. CO2 stanice Veća količina boca povezuje se u CO2 stanice.
Sastavni delovi CO2 stanice su:
baterija boca ili rezervoar,
pneumatski i mehanički ventili za boce,
sabirna i izduvna cev,
gumena creva visokog pritiska sa nepovratnim ventilima,
vaga,
elektro-mehanički okidač,
vođica tega sa mikrosklopkom i blokadom,
teg,
poluga mehanizma za aktiviranje,
okvir baterije sa zaštitnom mrežom i
kutija ručnog aktiviranja.

70. CO2 stanice
Stanice CO2 se izvode najčešće sa jednim, odnosno, sa dva reda boca, pa se prema tome i dele na jednoredne i dvoredne. Ugrađuju se boce zapremine 40 ili 67 [l], a punjenje boca zavisi od klimatskih uslova. Stepen punjenja čelične boce ne sme da prekorači granicu od 1 [kg] na svaka 1,34 [l] naznačene zapremine boce.
Baterija sadrži onoliko boca čija je ukupna količina punjenja dovoljna da se u štićenoj prostoriji ili objektu ostvari proračunom predviđena ugušujuća koncentracija.

71. Baterija boca

72. CO2 stanice
Boce se postavljaju na čelično postolje, ram, koji je pričvršćeno za pod ili zid.
U bocama se ugljen-dioksid nalazi pod pritiskom od 58,6 [bar], na temperaturi od 21 [oC].
Svaka boca u bateriji mora da je tako spojena sa sabirnom cevi da može jednostavno da se zameni, a da se pri tome ne stavlja van pogona cela baterija. Spoj mora da je elastičan sa ugrađenim nepovratnim ventilom.

74. Rezervoari
Za zaštitu velikih prostorija potrebne su velike količine ugljen-dioksida. Na primer, za zaštitu prostorija zapremine [m3], treba obezbediti više od 6000 [kg] ugljen-dioksida, odnosno 240 boca zapremine 40 [l] / 25 [kg]. Držanje tako velike količine boca je krajnje neekonomično, pa se u tim slučajevima ugljen-dioksid skladišti u rezervoarima pri relativno niskim temperaturama i niskim pritiscima. U čeličnim rezervoarima ugljen-dioksid sa nalazi u tečnom stanju, pod pritiskom od 15 do 25 [bar] na temperaturi od -30 [°C] do -10 [°C] (pothlađeni rezervoari).

75. Rezervoari
Rezervoari se izrađuju od specijalnog sitno-zrnastog čelika i moraju da imaju besprekorno izvedenu izolaciju, koja sprečava porast temperature za više od 10 [oC] u periodu od 40 do 50 [h]. Ovi rezervoari imaju kompresor za hlađenje, a u slučaju nestanka struje i prestanka rada kompresora, što dovodi do porasta temperature i pritiska, mora da su opremljeni sigurnosnim uređajima, odnosno, predviđeno je postepeno pražnjenje rezervoara pre dostizanja kritičnog pritiska. Rezervoar se montira na postolje koje je ujedno i vaga i služi za kontrolu sadržaja u rezervoaru.

76. Baterija boca ugljen-dioksida sa pripadajućim ventilima, mehanizmom za aktiviranje i ostalim sastavnim delovima, mora da je zaštićena od izvora toplote (sunce, grejna tela i sl.) i ne sme biti ugrožena požarom. Zato se smešta u poseban požarni sektor koji se dobro provetrava. U prostoriji gde se drže boce ne sme da se nalaze drugi uređaji koji mogu da utiču na ispravan rad stabilnih uređaja. U prostoriji gde su smeštene boce sa ugljen-dioksidom dozvoljena je temperatura od 263 [K] do 313 [K], odnosno -10 [°C] do 40 [°C] .
Ulaz u prostoriju za smeštaj baterije boca, sa ugljen-dioksidom ili prilaz bateriji, mora da je uvek slobodan. Najbolje je da ulaz, odnosno, izlaz ove prostorije bude direktno sa spoljašnje strane ili sa stepeništa ili hodnika, koji vode direktno van objekta.

77. Jednom baterijom CO2 štiti se najviše 5 prostorija, koje čine posebne požarne sektore, a količina CO2 proračunava se prema zapremini najvećeg požarnog sektora. Ukoliko se jednom baterijom CO2 štiti više prostorija, tada se u svaku prostoriju ugrađuje poseban razdelni cevovod sa mlaznicama i postavljaju se razdelni ventili.
Ako je broj prostorija koje se štite veći od 5, treba postaviti još jednu bateriju boca, iste veličine, kao rezervu. Rezervna baterija priključuje se na sabirnu cev tako da se baterije jednostavno mogu da zamene ili istovremeno stupe u dejstvo. Da bi mogla da se postigne potrebna koncentracija ugljen-dioksida za gašenje požara, maksimalno vreme isticanja ugljen-dioksida kod stabilnih automatskih instalacija za gašenje požara je tačno definisano i dato u tabeli.

78. Vreme isticanja ugljen-dioksida iz instalacije

79. Svi delovi stabilnih uređaja koji troše električnu energiju, mora da se napajaju iz dva nezavisna izvora električne struje, od kojih jedan mora da je akumulatorska baterija čiji kapacitet mora da zadovolji:
rad stabilnih uređaja 48 [h] u stanju nadzora,
rad alarmnih uređaja u trajanju od 30 [min] i
rad potrošača na komandnim linijama 30 [min], ako su ti potrošači stalno pod naponom.

80. Stvaranje nadpritiska u prostorijama u kojima se požar gasi ugljen-dioksidom
U hermetički zatvorenim prostorijama isticanje ugljen-dioksida može da prouzrokuje opasno povećanje pritiska, zato se ugrađuju klapne, kao odušnici, tako da pritisak ne pređe dozvoljene granice pritiska na tavanicu i zidove prostorije.

81. Dozvoljeni pritisak u zatvorenom prostoru

82. Održavanje stabilnih sistema za gašenje požara ugljen-dioksidom
Postoje tri osnovne koncepcijske mogućnosti održavanja:
korektivno,
preventivno i
koncepcija kombinovanog održavanja.
Po koncepciji korektivnog održavanja zadatak je da se sistem iz stanja u otkazu ponovo vrati u stanje u radu. Ova koncepcija je opravdana za otklanjanje otkaza čiji interval ne može da se predvidi. Ovo održavanje obuhvata otkrivanje grešaka, dijagnozu, popravku i verifikaciju.

83. Nedostaci ove koncepcije se ogledaju u nemogućnosti planiranja i teškoći organizacije održavanja (nepoznati interval vremena rada do pojave požara), nemogućnosti obezbeđenja traženog nivoa pouzdanosti, raspoloživosti itd. Korektivno održavanje se često u literaturi naziva neplansko ili naknadno održavanje.
Koncepcija preventivnog održavanja ima zadatak da spreči ili odloži pojavu otkaza, odnosno da održi traženu pouzdanost sistema na utvrđenom nivou. Ona obuhvata periodična ispitivanja, nadzor, servisiranje i kontrole.

84. Preventivno, odnosno, plansko održavanje se sprovodi na osnovu informacija o pouzdanosti sistema, odnosno njegovih elemenata, ili na bazi praćenja nekog parametra koji reprezentuje stanje sistema.
Koncepcija preventivnog održavanja može da se podeliti na:
periodičnu koncepciju sa fiksnim vremenom i
koncepciju održavanja prema stanju.

85. Kombinovano održavanje se obično realizuje tako što se određeni elementi ili komponente tehničkog sistema održavaju preventivno, a ostali delovi sistema tek pošto dođe do pojave otkaza, dakle korektivno.

86. Redovni i periodični pregledi stabilne instalacije za gašenje ugljen-dioksidom
Korisnik instalacije dužan je da se prilikom njenog korišćenja pridržava uputstva za rukovanje i održavanje izdatih od strane proizvođača opreme. Sa uputstvom za održavanje instalacije potrebno je u potpunosti upoznati radnika koji je zadužen za njeno održavanje. Osim ovog uputstva radnik mora dobro da poznaje i:
koncepciju zaštite i raspored sve pripadajuće opreme i cevovoda,
način funkcionisanja kompletne instalacije, a takođe i svih njenih komponenata i
zakone i propise navedene u projektu, a naročito one koji se odnose na zaštitu od požara.

87. Pre puštanja instalacije u pogon neophodno je ispitati njen rad, uključujući tu i sve njene delove. Instalacija za gašenje požara se stalno nalazi u stanju pripravnosti za rad punim predviđenim kapacitetom, pa je zato potrebno veliku pažnju posvetiti održavanju instalacije. Potrebne popravke na instalaciji sme da obavlja samo za to ovlašćena radna organizacija. Nije dozvoljena zamena pojedinih delova instalacije kojima bi se izmenio prvobitno predviđeni način rada kao celine ili njenih bitnih delova.
Polugodišnje i godišnje servise i eventualne popravke vrše ovlašćene radne organizacije

88. Mere bezbednosti pri korišćenju ugljen-dioksida kao sredstva za gašenje požara
Zapreminska koncentracija ugljen-dioksida iznad 9% kod ljudi izaziva nesvesticu, dok je zapreminska koncentracija od 20% u trajanju od 20 do 30 [min] smrtonosna. Zbog toga, ukoliko se ljudi nađu u zatvorenom prostoru gde se gašenje vrši ugljen-dioksidom postoji opasnost po njihove živote. Pri naglom dolasku ugljen-dioksida smanjuje se i vidljivost u prostoriji, što otežava evakuaciju. Vidljivost se smanjuje usled prisustva čestica suvog leda, kao i zbog kondenzacije vlage iz vazduha usled niske temperature ispuštenog gasa. Zbog toga je neophodno da automatska stabilna instalacija za gašenje požara ugljen-dioksidom ima pouzdan sistem za upozorenje, kako bi ljudi mogli da na vreme napuste prostoriju u kojoj će se pojaviti ugljen-dioksid.

89. Mere bezbednosti ljudi obuhvataju:
Prethodno upozorenje, zvučno i svetlosno, da je sistem aktiviran. Vreme upozorenja, do dolaska ugljen-dioksida iznosi 10 do 30 [s]; Zadržavanje, odnosno, odlaganje aktiviranja sistema nije potrebno ukoliko ne postoji opasnost po ljude;
Drugi, dopunski signal daje upozorenje da ugljen-dioksid ulazi u prostoriju. Ovo se postiže pneumatskim sirenama u prostorijama gde ulazi ugljen-dioksid. Pogon sirena vrši dolazeći gas;
Pretraživanje prostorija posle požara, uz upotrebu zaštitne opreme i pružanje prve pomoći licima u nesvesti;
Obezbeđenje adekvatnih prolaza i pravaca za izlaz, dopunsko svetlo i otvaranje vrata na spoljnju stranu;
Instrukcije i obuka ljudi koji rade u prostorijama štićenim automatskom stabilnom instalacijom za gašenje požara ugljen-dioksidom i
Dodavanjem ugljen-dioksidu nekog karakterističnog mirisa, čime se prisustvo ugljen-dioksida u prostoriji čini primetnim.

90. Osim ovih mera treba preduzeti i tehničke mere bezbednosti
Osim ovih mera treba preduzeti i tehničke mere bezbednosti. U prostoriji koja ima dobro zaptivanje oticanje ugljen-dioksida iz prostorije će biti minimalno. U tom slučaju u prostoriji će se pojaviti natpritisak koji može da izazove havariju objekta. Zato je potrebno predvideti oduške – otvore. Takože treba se pridržavati svih mera bezbednosti pri projektovanju i montaži stabilnih sistema.