ระบบดับเพลิงด้วยสารสะอาด เช่น FM-200 และ Novec 1230 เป็นระบบ “สารสะอาด” ที่ออกแบบมาให้ดับไฟโดยไม่ทำลายอุปกรณ์ไฟฟ้า และยังใช้ได้ในพื้นที่ที่มีคนทำงานอยู่ แต่ก็ต้องทำภายใต้เงื่อนไขความปลอดภัย
ส่วนระบบดับเพลิงด้วย CO₂ ดับไฟได้เร็ว ดีมาก แต่เป็นอันตรายต่อคนมากกว่า เพราะความเข้มข้นของสารที่ดับไฟสามารถทำให้หมดสติหรือเสียชีวิตได้มาตรฐานหลักที่เกี่ยวกับการออกแบบและใช้งาน คือ
NFPA 2001 สำหรับ Clean Agent Fire Extinguishing Systems และ
NFPA 12 สำหรับ Carbon Dioxide Extinguishing Systems
NFPA ปี 2025 ได้ออกมาปรับปรุงมาตรฐานทั้งสองให้ทันสมัยขึ้น
หลักการทำงานของ FM-200 และ Novec 1230
ระบบเหล่านี้เรียกว่า Clean Agent System หรือระบบดับเพลิงด้วยสารสะอาด
คำว่า “สะอาด” หมายถึงหลังฉีดดับเพลิงแล้ว จะไม่ทิ้งคราบน้ำ ไม่ทิ้งผง ไม่เป็นสื่อนำไฟฟ้า จึงเหมาะกับห้อง Server, Data Center, ห้อง Control, ห้องไฟฟ้า, ห้อง Switch gear, ห้อง Substation, ห้อง UPS, ห้อง Archive หรือพื้นที่ที่มีทรัพย์สินที่มีมูลค่าสูง
ระบบเหล่านี้จะทำงานแบบ Total Flooding คือฉีดสารเข้าไปให้กระจายเต็มห้อง เพื่อให้ความเข้มข้นของสารถึงระดับที่ดับไฟได้ การทำงาน
- Detector ตรวจจับควันหรือความร้อน
- ส่งสัญญาณไปที่ตู้ควบคุม
- มีเสียง หรือไฟเตือน (Alarm) ก่อนฉีด
- มีช่วงหน่วงเวลาให้คนออกจากห้อง
- วาล์วเปิด ถังปล่อยสารผ่านท่อและหัวฉีด
- สารกระจายเต็มห้องและสารได้ทำการดับไฟ
FM-200 คือชื่อทางการค้าของสาร HFC-227ea
Novec 1230 คือชื่อทางการค้าของสาร FK-5-1-12
โดย EPA (Environmental prevention association) ได้ระบุทั้ง HFC-227ea/FM-200 และ FK-5-1-12/Novec 1230 อยู่ในกลุ่มสารสำหรับระบบ Total Flooding และให้ใช้งานตามแนวทางความปลอดภัยของ NFPA 2001
การดับไฟ
ไฟจะติดได้ต้องมี 3 แฟคเตอร์หลัก คือ
เชื้อเพลิง
ความร้อน
ออกซิเจน
FM-200 และ Novec 1230 ไม่ได้ดับไฟด้วยการไล่ออกซิเจนออกจากห้องเป็นหลักในการดับเพลิง แต่ใช้วิธีการดูดซับความร้อนและการรบกวนปฏิกิริยาการเผาไหม้
สารเข้าไปจะทำให้เปลวไฟรักษาสภาพการเผาไหม้ต่อไม่ได้ ไฟจึงดับลง โดยที่ยังมีออกซิเจนในห้องให้คนสามารถหนีออกได้ในช่วงระยะเวลาที่ออกแบบไว้ เอกสารของระบบ FK-5-1-12 ระบุว่าสารดับไฟทำงานด้วยกลไกทางเคมีและกายภาพ โดยมีผลต่อออกซิเจนที่มีอยู่เพียงเล็กน้อย
FM-200 ต่างจาก Novec 1230 คือ
ทั้งคู่เป็น Clean Agent และใช้งานในพื้นที่คล้ายกันมาก เช่น ห้อง Server, ห้อง Control, ห้องไฟฟ้า เป็นต้น
ที่แตกต่างกันหลัก ๆ คือชนิดสารและประเด็นมีผลต่อสิ่งแวดล้อม
FM-200 หรือ HFC-227ea เป็นสารกลุ่ม HFC ใช้กันมาได้นานมาก ดับไฟได้ดี ไม่ทิ้งคราบ ไม่เป็นสื่อนำไฟฟ้า แต่มีค่า Global Warming Potential สูงกว่า Novec 1230 มาก โดย EPA ระบุ HFC-227ea มี ODP = 0 และ GWP ประมาณ 3,220
ส่วน Novec 1230 หรือ FK-5-1-12เป็นสารกลุ่ม Fluoroketone มีจุดเด่นเรื่องผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำกว่า โดย EPA แสดง FK-5-1-12 ว่า ODP = 0 และ GWP ต่ำกว่า 1
แต่มีประเด็นล่าสุดที่ต้องระวังคือบริษัทผู้ผลิตคือ 3M ได้ประกาศเลิกการผลิต PFAS ภายในสิ้นปี 2025 ซึ่งจะรวมถึงกลุ่มสาร fluorinated fluids/PFAS-based products ซึ่งจะกระทบต่อผลิตภัณฑ์ Novec ของ 3M ในตลาดโลก
ถึงแม้ว่าสาร FK-5-1-12 จากผู้ผลิตรายอื่นอาจยังมีขาย แต่ต้องตรวจสอบแหล่งผลิต, UL/FM Listing, และการ Support ระยะยาวให้ดี
CO₂
CO₂ เป็นก๊าซดับเพลิงที่ใช้กันมานานมาก เหมาะกับงานอุตสาหกรรมบางประเภท เช่น ห้องเครื่องจักร, Turbine enclosure, Paint booth, Transformer, เครื่องจักรที่มีน้ำมัน, พื้นที่ไม่มีคนอยู่ประจำ
CO₂ ดับไฟโดยการลดความสามารถของไฟในการเผาไหม้ ทั้งจากการเจือจางออกซิเจนจากบรรยากาศและผลทางความร้อน แต่สิ่งที่ต้องระวังคือความเข้มข้น CO₂ ที่ใช้ดับไฟมักสูงมากจนเป็นอันตรายต่อคน
EPA ระบุว่า CO₂ มีข้อดีคือไม่ติดไฟ ไม่ทิ้งคราบ ไม่ต้องทำความสะอาดสารหลังฉีด และใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าได้เพราะไม่เป็นตัวนำไฟฟ้า
EPA ระบุชัดว่าความเข้มข้นออกแบบขั้นต่ำสำหรับระบบ Total Flooding เช่น 34% แต่สำหรับ CO₂ ถือว่าความเข้มข้นระดับที่อาจทำให้เสียชีวิตได้มากกว่า 17% ซึ่งอาการอาจจะทำให้หมดสติ ชัก โคม่า หรือเสียชีวิตได้ภายในเวลาอันสั้น
ความแตกต่างระหว่าง Clean Agent กับ CO₂
Clean Agent เช่น FM-200 / Novec 1230 เหมาะกับพื้นที่ที่อาจมีคนอยู่ เช่น ห้อง Server, ห้อง Control, ห้องไฟฟ้า เพราะความเข้มข้นที่ใช้ดับไฟโดยทั่วไปถูกออกแบบให้อยู่ในกรอบความปลอดภัยตามมาตรฐาน แต่ก็ยังต้องมี Alarm, Time Delay, Abort Switch, ป้ายเตือน และมีขั้นตอนอพยพชัดเจน
CO₂ ไม่มองว่าเป็นสารสะอาดที่ปลอดภัยเหมือน FM-200 หรือ Novec 1230 ถึงแม้ CO₂ จะไม่ทิ้งคราบเหมือนกันก็ตาม แต่ CO₂ มีโอกาสเกิดอันตรายต่อชีวิตสูงมาก ถ้าใช้งานในพื้นที่ที่มีคนเข้าออก จะต้องออกแบบระบบเตือนอพยพ มีระบบ Lock-out/Tag-out และขั้นตอนการบำรุงรักษาที่ เข้มงวดมากเป็นพิเศษ
สรุปว่า FM-200 / Novec 1230 ดับไฟเร็ว ไม่ทิ้งคราบ ไม่ทำลายอุปกรณ์ไฟฟ้า และปลอดภัยต่อคนมากกว่า CO₂ เมื่อออกแบบถูกต้อง
CO₂ ดับไฟได้ดี ราคาต่อสารอาจดูคุ้ม และไม่ทิ้งคราบ แต่มีความเสี่ยงต่อชีวิตสูงมาก ระบบ Total Flooding เช่น ห้อง Server, Control Room, Electrical Room ที่มีคนเข้าออก จะพิจารณาใช้ Clean Agent ก่อน เว้นแต่เป็นพื้นที่อุตสาหกรรมเฉพาะทางที่ควบคุมการเข้าออกได้ดีมาก และมีมาตรการ Life Safety ตาม NFPA 12 ครบถ้วน จึงพิจารณา CO₂
รายละเอียดหลักการดับไฟของสารสะอาดทั้งสองชนิด มีขั้นตอนดังนี้
เชื้อเพลิง + ออกซิเจน + ความร้อน + ปฏิกิริยาลูกโซ่ของการเผาไหม้
สารสะอาดอย่าง FM-200 และ Novec 1230 / FK-5-1-12 จะเข้าไป ตัดวงจรของไฟ โดยหลัก ๆ คือเข้าไปดึงความร้อนออกจากบริเวณเปลวไฟ และทำการรบกวนปฏิกิริยาการเผาไหม้ แต่ยังยังมีอากาศหายใจ ส่วน CO₂ มีผลต่อระบบหายใจ
หลักการทำงาน
สารสองตัวนี้เป็นกลุ่ม Halocarbon Clean Agent เมื่อฉีดเข้าไปในห้อง มันจะกลายเป็นไอหรือก๊าซ กระจายเต็มพื้นที่ แล้วไปทำให้บริเวณเปลวไฟ สูญเสียความร้อนเร็วมาก จนเปลวไฟรักษาการเผาไหม้ต่อไม่ได้
เอกสารของบริษัท 3M อธิบาย Novec 1230 ว่าดับไฟหลัก ๆ โดยการ เอาความร้อนออกจากไฟ และเมื่อผสมกับอากาศแล้ว ส่วนผสมมีความสามารถในการรับความร้อนสูงกว่าอากาศธรรมดามาก จึงช่วยดูดซับพลังงานความร้อนจากโซนเผาไหม้ได้อย่างดี
ให้นึกถึงภาพเทียนที่กำลังติดไฟ เปลวไฟของเทียนจะอยู่ได้ เพราะไส้เทียนร้อนพอ น้ำมันเทียนระเหยขึ้นมา แล้วเกิดการเผาไหม้ต่อเนื่อง
ถ้าเราเอาอะไรบางอย่างไปทำให้บริเวณเปลวไฟเย็นลงเร็วอย่างรวด ไฟก็ดับได้ต่อให้ยังมีออกซิเจนมีอยู่ เพราะไอเชื้อเพลิงไม่สามารถเผาไหม้ต่อไป FM-200 และ Novec 1230 ก็ทำงานทำนองนี้
การดับไฟของ FM-200
FM-200 คือชื่อการค้าของสาร HFC-227ea เวลาปกติ สารจะถูกเก็บอยู่ในถังเป็นของเหลวภายใต้ความดัน และมักมีไนโตรเจนช่วยดันสารออกจากถัง เมื่อระบบทำงาน สารจะไหลผ่านท่อไปออกที่หัวฉีด แล้วเปลี่ยนสภาพเป็นไอหรือก๊าซ กระจายเต็มห้อง Chemours ได้ระบุว่า FM-200 systems สามารถทำให้ความเข้มข้นถึงระดับสำหรับดับไฟได้ภายในประมาณ 10 วินาทีหรือน้อยกว่า
การทำงานของ FM-200 มีขั้นตอนดังนี้
ดูดซับความร้อน
เมื่อ FM-200 ถูกฉีดออกมา สารเปลี่ยนจากของเหลวเป็นไอ กระบวนการนี้ต้องใช้พลังงานความร้อน สารจึงดูดความร้อนจากบริเวณรอบ ๆ เปลวไฟ ทำให้โซนเผาไหม้เย็นลงอย่างรวดเร็ว จากเอกสารข้อมูล HFC-227ea ระบุว่าการดับไฟหลัก ๆ ด้วย heat absorption ระหว่างที่สารเปลี่ยนจากของเหลวเป็นไอ และไม่ใช้การลดออกซิเจน
การรบกวนปฏิกิริยาการเผาไหม้
เปลวไฟไม่ได้เป็นแค่ความร้อนเพียงอย่างเดียว แต่มีปฏิกิริยาเคมีต่อเนื่องอยู่ตลอดเวลา
FM-200 เข้าไปช่วยรบกวนปฏิกิริยานี้ ทำให้เปลวไฟลามต่อไม่ได้ Chemours อธิบายว่าสารดับเพลิงกลุ่มนี้หยุดกระบวนการเผาไหม้ด้วยการดูดซับความร้อนและปฏิกิริยาทางเคมี เป็นสารไม่เป็นตัวนำไฟฟ้า ไม่กัดกร่อน และไม่ทิ้งคราบ
FM-200 มีคุณสมบัติในการเข้าไปดูดความร้อน และตัดจังหวะการเผาไหม้
การดับไฟของ Novec 1230
Novec 1230 คือชื่อทางการค้าของสาร FK-5-1-12 หรือกลุ่ม Fluoroketone กลไกการดับไฟของ Novec 1230 คล้าย FM-200 มาก คือเน้น ดูดซับความร้อนจากเปลวไฟเป็นหลัก แต่จุดเด่นของ Novec 1230 คือมีความสามารถในการรับความร้อนสูงมากเมื่อกลายเป็นไอและผสมกับอากาศ
เอกสารของบริษัท 3M ระบุว่า Novec 1230 ดับไฟหลัก ๆ ด้วยการเอาความร้อนออกจากไฟเมื่อสารผสมกับอากาศ ส่วนผสมนี้มีคุณสมบัติในการดูดความร้อน (heat capacity) สูงกว่าอากาศ จึงดูดซับความร้อนจากบริเวณเผาไหม้ได้มากพอจนการเผาไหม้ถูกรบกวนและไฟดับ
เอกสารของบริษัท Honeywell ระบุว่าสาร FK-5-1-12 นี้ดับไฟด้วยกลไกผสมระหว่าง chemical action และ physical action โดยมีผลต่อออกซิเจนที่มีอยู่เพียงเล็กน้อย และเป็นสารไม่นำไฟฟ้า
Novec 1230 เหมือนเอาฟองน้ำพลังสูงไปดูดความร้อนออกจากเปลวไฟ ไฟไม่ได้ดับเพราะขาดอากาศเป็นหลัก แต่เพราะบริเวณเปลวไฟเย็นลงจนไฟดับลง
การใช้งานในห้อง Server
ห้อง Server มีสายไฟหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าเริ่มไหม้เล็ก ๆ
ถ้าใช้น้ำดับไฟ ก็เสี่ยงที่จะทำให้อุปกรณ์เสียหายมาก
แต่ถ้าใช้ผงเคมีแห้งดับไฟ เมื่อไฟดับลง ผง เขม่า จะเข้าไปในอุปกรณ์ ซึ่งทำความสะอาดยาก และอาจจะทำให้ Server เสียหาย
ถ้าใช้ FM-200 หรือ Novec 1230 ไฟดับลงโดยไม่ทิ้งคราบสกปรก และไม่เป็นสื่อนำไฟฟ้า นี่คือเหตุผลที่ FM-200 หรือ Novec 1230 นิยมใช้ในห้อง Server, Data Center, Control Room, ห้อง UPS, ห้องไฟฟ้า และห้องเอกสารสำคัญอื่นๆ
การใช้งานในห้องค่อนข้างปิด
การใช้ระบบ Total Flooding ต้องทำให้สารมีความเข้มข้นพอทั่วทั้งห้อง ถ้าห้องมีรอยรั่ว เช่น ประตูมีช่องใหญ่ ผนังมีรู ฝ้าเพดานรั่ว หรือมี Exhaust Fan ดูดอากาศออกตลอด สารจะไหลออกจากห้อง ความเข้มข้นจะตกลง ไฟอาจดับไม่สนิท หรือดับแล้วกลับมาติดใหม่ได้
FM-200 กับ Novec 1230 มีคุณสมบัติใกล้เคียงกันมาก เช่น
- เป็นสารสะอาด
- ไม่ทิ้งคราบ
- ไม่นำไฟฟ้า
- ดับไฟโดยเน้นดูดซับความร้อน
- มีการรบกวนปฏิกิริยาการเผาไหม้ร่วมด้วย
- ไม่ได้ดับไฟด้วยการลดออกซิเจนแบบ CO₂ เป็นหลัก
CO₂
ระบบดับเพลิง CO₂ CO₂จะเข้าไปทำให้บรรยากาศรอบไฟมีออกซิเจนไม่เพียงพอสำหรับการเผาไหม้ และมีผลช่วยลดความร้อนบางส่วน
CO₂ ทำให้ไฟดับเพราะขาดออกซิเจน ทำให้คนอยู่ไม่ได้ ต่างกับแบบ Total Flooding FM-200 และ Novec 1230 ที่ออกแบบมาให้ใช้งานในพื้นที่ที่อาจมีคนอยู่ได้ภายใต้ค่าความเข้มข้นและมาตรการความปลอดภัยตามมาตรฐาน
