เครื่องดับเพลิง CO2 กินออกซิเจนหรือไม่? ฟิสิกส์เบื้องหลังการปลดปล่อย

ไม่ เครื่องดับเพลิง คาร์บอนไดออกไซด์ กินออกซิเจน? ไม่ มันเข้ามาแทนที่มัน

คาร์บอนไดออกไซด์ไม่กินออกซิเจน ดูดซับหรือเผาทิ้ง มันทำให้อากาศรอบๆ กองไฟเจือจางจนเปลวไฟหายใจไม่ออกแล้วจึงสลายไป ความกังวลเบื้องหลังคำถามนั้นถูกต้องตามกฎหมาย แต่ผลที่ตามมาคือการเจือจางชั่วคราวมากกว่าการสูญเสียอย่างถาวร

นึกภาพขณะนั้น. ช่างเทคนิคปล่อยเครื่องดับเพลิง CO2 ขนาด 5 กิโลกรัมภายในห้องควบคุมขนาด 3 x 3 เมตร เสียงแตรส่งเสียงคำรามประมาณสิบวินาที พื้นที่นั้นเต็มไปด้วยหมอกขาว และมีคนถามคำถามที่ชัดเจน: เราใช้ออกซิเจนที่นี่หมดหรือเปล่า?

คำตอบคือไม่ และเหตุผลก็ง่ายๆ CO2 เป็นโมเลกุลที่เสถียรและเฉื่อยทางเคมีที่อุณหภูมิห้อง มันไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน และไฟก็ไม่กินมัน ก๊าซประมาณ 2.7 ลูกบาศก์เมตรที่ปล่อยออกมาจากถังขนาด 5 กิโลกรัมจะคงอยู่ในห้องผสมกับอากาศ จนกว่าการระบายอากาศหรือการรั่วไหลตามปกติจะพาออกไป ระดับออกซิเจนจะฟื้นตัวได้เองเมื่อก๊าซหมด

การแทนที่และการทำความเย็น: สิ่งที่เครื่องดับเพลิงทำได้จริง

ไฟต้องการเชื้อเพลิง ออกซิเจน และความร้อนในเวลาเดียวกัน เครื่องดับเพลิง CO2 กำจัดสองในสาม ซึ่งเป็นสาเหตุที่วลี "การกินออกซิเจน" ปรากฏขึ้นในตอนแรก

การเจือจางมาก่อน CO2 เหลวออกจากกระบอกสูบและวูบวาบเป็นแก๊ส โดยขยายตัวเป็นประมาณ 400 เท่าของปริมาตรของเหลว เมฆดังกล่าวผลักอากาศออกจากพื้นผิวที่ลุกไหม้ และภายในโซนเปลวไฟ ความเข้มข้นของออกซิเจนลดลงต่ำกว่า 15 ถึง 16 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเปลวไฟจำเป็นต้องค้ำจุนตัวมันเอง การเผาไหม้หยุดลงไม่ใช่เพราะออกซิเจนหายไปจากอาคาร แต่เนื่องจากความเข้มข้นของเชื้อเพลิงไม่เพียงพออีกต่อไป

การระบายความร้อนมาเป็นอันดับสอง การขยายตัวจะดูดซับความร้อน และแตรและหัวฉีดจะลดลงเหลือประมาณลบ 78 องศาเซลเซียส เนื่องจากอนุภาคน้ำแข็งแห้งก่อตัวขึ้น กระแสความเย็นนั้นยังดึงความร้อนออกจากพื้นผิวที่ลุกไหม้ด้วย CO2 ยังคงมีความสามารถในการทำความเย็นต่อกิโลกรัมน้อยกว่าน้ำมาก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงทำงานได้ไม่ดีกับไฟที่ฝังลึกในไม้ กระดาษ หรือสิ่งทอ

ตัวไฟเองใช้ออกซิเจนและก่อให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ เครื่องดับเพลิงจะเติม CO2 เท่านั้น โดยจะแทนที่ออกซิเจนแทนที่จะทำลายมัน

ปริมาณออกซิเจนที่ปล่อยออกมาสามารถกำจัดได้จริงแค่ไหน

เลขคณิตควรรู้ก่อนตัดสินใจซื้อ ภายใต้สภาวะปกติ CO2 หนึ่งกิโลกรัมจะกลายเป็นก๊าซประมาณ 0.54 ลูกบาศก์เมตร ดังนั้น หน่วย 2 กก. จะปล่อยน้ำประมาณ 1.1 ลูกบาศก์เมตร, หน่วย 3 กก. ประมาณ 1.6, หน่วย 5 กก. ประมาณ 2.7 และรถเข็นขนาด 10 กก. ประมาณ 5.4 นั่นคือปริมาตรที่ต้องมิกซ์เข้ามาในห้องของคุณ

คอลัมน์ที่สำคัญต่อสุขภาพคือคอลัมน์สุดท้าย คาร์บอนไดออกไซด์กลายเป็นปัญหาสำหรับคนที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าระดับที่จะทำให้เปลวไฟอดอยาก ในห้องเซิร์ฟเวอร์ขนาด 22.5 ลบ.ม. ข้างต้น ออกซิเจนยังคงอยู่สูงกว่า 18 เปอร์เซ็นต์ แต่ตัว CO2 เองก็สูงถึงประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งมากพอที่จะทำให้หมดสติได้ภายในไม่กี่นาที

• 0.5 เปอร์เซ็นต์ (5,000 ppm): ขีดจำกัดการสัมผัสสารเคมีในการทำงานแปดชั่วโมงตามปกติ
• ประมาณร้อยละ 2: ปวดศีรษะ หายใจเร็วขึ้น สมาธิลดลง
• ประมาณ 3 เปอร์เซ็นต์: หายใจลำบากและประสิทธิภาพการทำงานบกพร่อง โดยการตรวจจับตัวเองไม่ดี
• 4 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์: เวียนศีรษะ สับสน และหายใจลำบากภายในไม่กี่นาที
• มากกว่าร้อยละ 10: หมดสติและเสียชีวิตภายในไม่กี่นาที

การสูญเสียออกซิเจนกลายเป็นปัญหาที่ต่ำกว่า 19.5 เปอร์เซ็นต์ และเป็นปัญหาร้ายแรงที่ต่ำกว่า 16 เปอร์เซ็นต์ แต่ในห้องส่วนใหญ่ที่เคลียร์ด้วยเครื่องดับเพลิงแบบพกพา ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ (ไม่ใช่จำนวนออกซิเจน) จะถึงระดับที่เป็นอันตรายก่อน พฤติกรรมของกระบอกสูบก็มีความสำคัญเช่นกัน: ความเข้าใจ หน่วย CO2 ขนาด 5 กิโลกรัมมีพฤติกรรมอย่างไรในขณะที่ปล่อยออกมา ช่วยให้คุณตัดสินได้ว่าจริง ๆ แล้วก๊าซจะถูกปล่อยออกสู่อวกาศมากน้อยเพียงใด

เมื่อการคายประจุกลายเป็นอันตราย: พื้นที่ขนาดเล็ก มีการปิดผนึก และต่ำ

โปรไฟล์อุบัติเหตุแบบคลาสสิกไม่ใช่ห้องโถงขนาดใหญ่ เป็นพื้นที่ปิดขนาด 6 ถึง 30 ลูกบาศก์เมตรโดยมีประตูปิด: ห้องโดยสารเรือหรือห้องเครื่องยนต์ ภายในยานพาหนะ ห้องจัดเก็บข้อมูลขนาดเล็ก ห้องเย็น เพลาลิฟต์ ห้องพ่นสี หรือหลุมตรวจสอบ

ปัจจัยสองประการทำให้ช่องว่างเหล่านั้นแย่ลง CO2 มีความหนาแน่นมากกว่าอากาศประมาณ 1.5 เท่า ดังนั้นจึงตกลงไปที่พื้นและเติมท้องเรือ หลุม และมุมต่ำก่อน ในขณะที่อากาศที่ระดับความสูงส่วนหัวยังคงมองและวัดได้ละเอียด หมอกที่ปล่อยออกมายังซ่อนทางออกในเวลาที่คุณต้องการมากที่สุด ดังนั้นคนที่อยู่ข้างในอาจสูญเสียทิศทางก่อนที่จะสังเกตเห็นอาการทางกายภาพใดๆ

สำหรับพื้นที่เหล่านั้น ขนาดค่าบริการถือเป็นตัวแปรด้านความปลอดภัย ไม่ใช่ตัวแปรราคา อุปกรณ์พกพาที่มีน้ำหนัก 3 กก. จะปล่อยก๊าซประมาณ 1.6 ลูกบาศก์เมตร ซึ่งน้อยกว่าหน่วย 5 กก. ประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งมักจะเป็นความสมดุลที่ดีกว่าในห้องโดยสารที่คับแคบหรือห้องไฟฟ้าที่มีพื้นที่จำกัดและประตูแคบ

ออกซิเจนกลับมา: การระบายอากาศและการกลับเข้ามาใหม่

CO2 จะไม่คงอยู่ตลอดไป ในห้องปกติจะรั่วไหลผ่านช่องว่างของประตู ท่อ ระบบสกัด และหน้าต่างที่เปิดอยู่ และโดยทั่วไปแล้วห้องทำงานขนาดเล็กจะกลับสู่ระดับใกล้เคียงกับระดับคาร์บอนไดออกไซด์โดยรอบภายในไม่กี่นาทีหลังจากประตูถูกเปิด ยกเว้นหลุม ห้องใต้ดิน และที่เก็บที่ไม่มีการระบายอากาศ เนื่องจากมีก๊าซหนักและช่องเปิดมักจะอยู่ที่ด้านบน

ในกรณีที่ระบบ CO2 แบบคงที่ทำให้ห้องเครื่องท่วม ให้ปฏิบัติต่อพื้นที่นั้นเป็นอันตรายทันทีจนกว่าจะมีการระบายอากาศและตรวจวัด ความล่าช้าในการเข้าและการเชื่อมต่อกันบนระบบเหล่านั้นเกิดขึ้นด้วยเหตุผลนี้

ลำดับการกลับรายการใหม่ในทางปฏิบัติ

1. ให้ทุกคนออกไปข้างนอกและหยุดทำงานในพื้นที่จนกว่าพื้นที่จะเคลียร์
2. เปิดพื้นที่จากภายนอก: ประตู ฟัก แดมเปอร์ หรือหน้าต่าง
3. ปล่อยให้มันออกอากาศอย่างน้อย 10 ถึง 15 นาทีก่อนที่ใครจะก้าวเข้ามา
4. ระบายอากาศในระดับต่ำ ไม่เพียงแต่ที่ความสูงศีรษะเท่านั้น เพราะคาร์บอนไดออกไซด์สะสมใกล้พื้น
5. วัดด้วยเครื่องวัดก๊าซก่อนเข้ามาโดยไม่มีการป้องกัน โดยตั้งเป้าให้มี CO2 ต่ำกว่า 0.5 เปอร์เซ็นต์ และออกซิเจนสูงกว่า 19.5 เปอร์เซ็นต์
6. ทำงานเป็นคู่ เปิดประตู และให้เวลาอยู่ข้างในไม่กี่นาที

อีกหนึ่งนิสัยที่ควรค่าแก่การสร้าง: หากไฟโดนชั้นวาง ถาดสายเคเบิล หรือกระดาษที่เก็บไว้ อย่าคิดว่าไฟจะดับแล้ว CO2 จะทำให้เปลวไฟบนพื้นผิวดับลงแต่ไม่ซึมเข้าไปในเชื้อเพลิง ดังนั้นวัสดุที่ลุกเป็นไฟจึงสามารถติดไฟได้อีกครั้งเมื่อก๊าซกระจายตัว พื้นที่ขนาดใหญ่ เช่น ห้องโรงงาน พื้นที่บรรทุกสินค้า และโรงปฏิบัติงาน มักจะให้บริการโดยหน่วยเคลื่อนที่ แทนที่จะเป็นหน่วยมือถือ

ความเสี่ยงต่อการบาดเจ็บที่แท้จริงไม่รวมถึงออกซิเจนที่กินเข้าไป

การบาดเจ็บที่รายงานหลังจากการปล่อย CO2 ได้แก่ แผลไหม้จากความเย็น การล้มเนื่องจากสูญเสียการมองเห็น และการขาดอากาศหายใจในพื้นที่อับอากาศ การถูกความเย็นกัดจากเขาและหัวฉีดเป็นอันตรายอย่างแท้จริง และเมฆสีขาวก็อาจหนาแน่นพอที่จะลบจุดสังเกตในทางเดินได้

คลาสไฟก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน CO2 ได้รับการจัดอันดับสำหรับของเหลวไวไฟและอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้า ไม่ได้รับการจัดอันดับสำหรับเพลิงไหม้ประเภท A ที่ฝังลึกในไม้ กระดาษ และสิ่งทอ และไม่เหมาะกับน้ำมันปรุงอาหาร ซึ่งเครื่องบินเจ็ทสามารถสาดไขมันที่เผาผลาญออกจากกระทะและกระจายไฟไปทั่วห้องครัว

แม้ว่าใช้อย่างถูกต้อง CO2 มีข้อดีที่ผงไม่ตรงกัน ไม่ทิ้งสารตกค้างในการทำความสะอาดแผงวงจร ไม่เคลือบห้องด้วยฝุ่นละเอียด และไม่นำไฟฟ้า ด้วยเหตุนี้จึงยังคงเป็นตัวเลือกเริ่มต้นสำหรับห้องสวิตช์ แผงควบคุม และร้านค้าของเหลวไวไฟขนาดเล็ก

CO2 หรืออย่างอื่น? การเปรียบเทียบเชิงปฏิบัติ

การเลือกพื้นที่ปิดต้องแลกกันระหว่างขนาดของพื้นที่ สิ่งที่ถูกไฟไหม้ และสิ่งที่คุณสามารถทนได้ในภายหลัง

สำหรับพื้นที่ไม่เกิน 30 ลูกบาศก์เมตร CO2 จะสามารถใช้งานได้หากมีคนออกไปทันทีหลังจากไฟดับ หากพื้นที่ว่างตามปกติและไม่สามารถเคลียร์ได้อย่างรวดเร็ว ตัวเลือกแบบโฟมหรือแบบน้ำอาจปลอดภัยกว่าแม้จะมีค่าใช้จ่ายในการทำความสะอาดก็ตาม ที่ ขนาดเครื่องดับเพลิง CO2 หลายขนาด มีจำหน่ายแล้วในปัจจุบัน โดยมีขนาดตั้งแต่อุปกรณ์พกพาขนาด 2 กก. และ 3 กก. ไปจนถึงอุปกรณ์พกพาขนาด 5 กก. และรถเข็นขนาด 10 กก. ดังนั้นการชาร์จจึงสามารถจับคู่กับลูกบาศก์เมตรแทนที่จะคาดเดาได้

บรรทัดล่าง: จับคู่ประจุกับลูกบาศก์เมตร

เครื่องดับเพลิง CO2 ไม่กินออกซิเจน มันจะแทนที่มันชั่วคราว และในพื้นที่ปิดสนิทขนาด 10 ถึง 30 ลูกบาศก์เมตร ก๊าซที่ปล่อยออกมาสามารถเข้าถึงความเข้มข้นที่ทำให้บุคคลหยุดหายใจได้นานก่อนที่ระดับออกซิเจนจะลดลงใกล้ศูนย์ ปฏิบัติต่อทุกการระบายออกในพื้นที่ปิดล้อมเสมือนเป็นเหตุการณ์บรรยากาศ ไม่ใช่แค่เหตุการณ์เพลิงไหม้: ออกไป เปิดออก ระบายอากาศในระดับต่ำ วัดค่า แล้วกลับมา

ในการกำหนดยูนิตสำหรับห้องโดยสาร ห้องโรงงาน หรือตู้ ให้เริ่มจากลูกบาศก์เมตรของพื้นที่และความเสี่ยงในการเกิดเพลิงไหม้ภายในนั้น ไม่ใช่จากราคากระบอกสูบ ตัวเลขตัวเดียวนั้นตัดสินใจว่าหน่วย 3 กก. หรือ 5 กก. เป็นตัวเลือกที่ดีกว่า และเป็นตัวเลขที่ทำให้การระบายออกจากถังดับเพลิงกลายเป็นเหตุฉุกเฉินครั้งที่สอง