เจาะลึกความต่าง Novec 1230 vs FM-200 vs Nitrogen (IG-100) เลือกก๊าซสารสะอาดตัวไหนดี?

การเลือกออกแบบระบบดับเพลิงอัตโนมัติชนิดก๊าซสารสะอาด (Clean Agent Fire Suppression System) สำหรับห้องเซิร์ฟเวอร์ (Server Room) ห้องดาต้าเซ็นเตอร์ (Data Center) หรือห้องควบคุมไฟฟ้าหลัก (MDB Room) ตามข้อกำหนดมาตรฐาน NFPA 2001 สิ่งท้าทายหลักของเจ้าของอาคารและวิศวกรออกแบบคือ "การตัดสินใจเลือกชนิดสารดับเพลิงที่เหมาะสมที่สุด" ระหว่างสารเคมีเหลวอย่าง Novec 1230 (FK-5-1-12), สารเคมีดั้งเดิม FM-200 (HFC-227ea) หรือก๊าซเฉื่อยธรรมชาติอย่าง Nitrogen (IG-100)

แม้ว่าสารสะอาดทั้ง 3 ชนิดจะมีความสามารถในการระงับอัคคีภัยประเภทอุปกรณ์ไฟฟ้า (Class C) และของแข็งทั่วไป (Class A) ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ทิ้งคราบหลังฉีดพ่น (Zero Residue) และไม่นำไฟฟ้า แต่คุณสมบัติทางเคมี ความกว้างด้านความปลอดภัย (Safety Margin) พื้นที่จัดวาง และแนวโน้มกฎหมายสิ่งแวดล้อมกลับมีความแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง บทความนี้ ทีมวิศวกร บริษัท นิวไทป์ เอ็นจิเนียริ่ง จำกัด (NTE) จะมาเปรียบเทียบอย่างละเอียดรอบด้านครับ

1. ทำความรู้จักก๊าซสารสะอาดดับเพลิงทั้ง 3 ประเภท

1.1 FM-200 (HFC-227ea)

เป็นสารเคมีดับเพลิงตระกูลไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (Hydrofluorocarbon - HFC) ที่ได้รับความนิยมอย่างสูงทั่วโลกในอดีต ทำงานโดยกลไกหลักคือการดูดซับพลังงานความร้อนออกจากเปลวไฟ (Thermal Cooling) สารชนิดนี้จัดเก็บในสถานะของเหลวอัดแรงดันต่ำในถังเหล็ก ส่งผลให้ใช้พื้นที่ห้องจัดเก็บถังค่อนข้างเล็ก

1.2 Novec 1230 หรือ FK-5-1-12 (Fluoroketone)

สารเคมีดับเพลิงเหลวรุ่นใหม่ที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อทดแทนสารกลุ่ม HFC มีลักษณะเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้องแต่จะแปรสภาพเป็นก๊าซทันทีที่ฉีดพ่นออกจากหัวฉีด ดับไฟโดยการดึงความร้อนออกจากปฏิกิริยาของไฟเช่นเดียวกับ FM-200 แต่โดดเด่นด้วยการเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสูงสุด เนื่องจากมีค่าศักยภาพการทำลายชั้นบรรยากาศต่ำมาก

1.3 Nitrogen (ก๊าซเฉื่อยรหัสสากล IG-100)

ก๊าซเฉื่อยบริสุทธิ์จากธรรมชาติ (Inert Gas) ดับไฟด้วยหลักการเจือจางปริมาณออกซิเจนในพื้นที่ควบคุม (Oxygen Dilution) จากสัดส่วนปกติ 21% ลดลงเหลือประมาณ 10% - 12.5% ซึ่งส่งผลให้ปฏิกิริยาเคมีของไฟไม่สามารถลุกไหม้ต่อไปได้ แต่ยังคงเป็นระดับที่ปลอดภัยพอให้ชีวิตมนุษย์หายใจได้ชั่วคราวขณะอพยพ

2. การเปรียบเทียบ 4 มิติหลักเชิงวิศวกรรมและการออกแบบ

2.1 มิติด้านสิ่งแวดล้อมและการ Phase-out (Environmental Impact)

นี่คือปัจจัยสำคัญที่สุดในการกำหนดอนาคตของระบบดับเพลิง ปัจจุบันข้อตกลงแก้ไขมอนทรีออล (Kigali Amendment) กำหนดให้ประเทศสมาชิกทั่วโลกทยอยลดปริมาณการใช้และการนำเข้าก๊าซประเภท HFC (F-Gas Phase-down) ส่งผลให้ FM-200 ซึ่งมีค่า GWP สูงถึง 3,220 เริ่มถูกจำกัดปริมาณและราคาเนื้อสารปรับตัวขึ้นเรื่อยๆ

ในขณะที่ Novec 1230 มีค่า GWP ต่ำเป็นพิเศษเพียง 1 และคงตัวในชั้นบรรยากาศเพียง 5 วัน และ Nitrogen (IG-100) มีค่า GWP เป็น 0 ทำให้ทั้งสองสารไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและไม่มีความเสี่ยงด้านการโดนระงับใช้ในอนาคต

2.2 มิติด้านพื้นที่จัดวางและจำนวนถังบรรจุ (Footprint)

ความแตกต่างในสถานะการกักเก็บสารส่งผลกระทบโดยตรงต่อขนาดห้องเก็บถังควบคุม (Cylinder Room):

• FM-200 และ Novec 1230: ถูกบรรจุกักเก็บในรูปแบบของเหลวอัดแรงดัน (Liquefied Gas) ทำให้ประหยัดพื้นที่จัดวางถังมากที่สุด เหมาะสำหรับอาคารที่จำกัดเรื่องพื้นที่ใช้สอย
• Nitrogen (IG-100): ถูกจัดเก็บในรูปแบบก๊าซถาวรแรงดันสูง (ความดันใช้งาน 150 ถึง 300 bar) ไม่สามารถควบแน่นเป็นของเหลวได้ จึงต้องการปริมาณถังมากกว่าสารสองตัวแรกประมาณ 3 ถึง 4 เท่า ทำให้ต้องการห้องจัดเก็บถังขนาดใหญ่

2.3 มิติด้านขีดจำกัดความปลอดภัยต่อชีวิตมนุษย์ (Safety Margin)

ตามเกณฑ์ข้อบังคับ NFPA 2001 การออกแบบระบบดับเพลิงในห้องที่มีผู้ปฏิบัติงานอยู่ตลอดเวลา จะต้องพิจารณาค่าระดับสารสูงสุดที่ปลอดภัยต่อชีวิตมนุษย์ โดยไม่มีอาการข้างเคียง (No Observed Adverse Effect Level - NOAEL) เปรียบเทียบกับความเข้มข้นที่ใช้ออกแบบดับไฟจริง (Design Concentration) ผ่านสมการส่วนต่างความปลอดภัย:

• Novec 1230: มีค่า NOAEL ที่ 10.0% ขณะที่ความเข้มข้นออกแบบในการดับไฟเฉลี่ยอยู่ที่ 4.5% - 5.9% ทำให้มี Safety Margin กว้างถึง 67% - 120% มีความปลอดภัยสูงสุดต่อมนุษย์
• FM-200: มีค่า NOAEL ที่ 9.0% ขณะที่ความเข้มข้นออกแบบดับไฟอยู่ที่ 7.0% - 8.7% ส่งผลให้มี Safety Margin ค่อนข้างแคบ (เพียง 3% - 28%) ต้องเพิ่มความระมัดระวังในการคำนวณและติดตั้งระบบเตือนก่อนการฉีดสาร
• Nitrogen (IG-100): ออกแบบให้ลดระดับออกซิเจนลงมาอยู่ที่ 10% - 12% ซึ่งเป็นระดับที่คนทั่วไปสามารถปฏิบัติงานและอพยพหนีไฟได้อย่างปลอดภัยตามข้อกำหนดสากล

2.4 มิติด้านระยะทางการเดินท่อส่งก๊าซ (Piping Run)

คุณสมบัติทางฟิสิกส์ส่งผลต่อความยืดหยุ่นในการจัดวางตำแหน่งห้องเก็บถังดับเพลิง:

• เนื่องจากไนโตรเจนกักเก็บด้วยแรงดันสูงมาก (สูงสุด 300 bar) จึงสามารถผลักดันก๊าซไหลไปตามเส้นท่อได้ระยะไกลมาก โดยไม่เกิดการตกค้างของของเหลวในท่อ ช่วยให้สามารถตั้งห้อง Cylinder Room ไกลออกไปคนละอาคารหรือชั้นใต้ดินได้
• ขณะที่ FM-200 และ Novec 1230 ซึ่งจัดเก็บในรูปแบบของเหลวอัดแรงดันต่ำกว่า จะมีข้อจำกัดด้านความยาวท่อและจำนวนข้อต่อสะสมค่อนข้างจำกัด เพื่อป้องกันก๊าซตกตะกอนในปลายท่อ

3. ตารางสรุปเปรียบเทียบ Novec 1230 vs FM-200 vs Nitrogen

ฝ่ายออกแบบและประมาณราคาของ NTE ได้จัดทำข้อสรุปเปรียบเทียบคุณสมบัติทางเทคนิคที่สำคัญไว้ในตารางด้านล่างนี้ครับ:

4. สรุปคำแนะนำ: เลือกแบบไหนเหมาะสมกับโครงการของคุณ?

การเลือกสารสะอาดดับเพลิงสามารถแยกแยะได้ตามเงื่อนไขของสถานประกอบการดังนี้ครับ:

• เลือก Novec 1230 (FK-5-1-12) เมื่อ: ต้องการความปลอดภัยของพนักงานในห้องสูงสุด ต้องการภาพลักษณ์องค์กรสีเขียวที่รักษาสิ่งแวดล้อม และต้องการประหยัดพื้นที่จัดวางถังภายในห้องควบคุมคอมพิวเตอร์
• เลือก Nitrogen (IG-100) เมื่อ: ต้องการระบบที่เป็นก๊าซธรรมชาติอย่างแท้จริง ค่าใช้จ่ายในการเติมก๊าซใหม่หลังการใช้งาน (Refill) ประหยัดที่สุด และต้องการความยืดหยุ่นในการตั้งห้องถังแก๊สไว้ระยะไกลจากห้องป้องกัน
• เลือก FM-200 เมื่อ: โครงการเก่าที่วางสเปกเครื่องเดิมไว้แล้ว หรือห้องขนาดเล็กมากๆ ที่ราคาค่าเครื่องประหยัดเป็นเป้าหมายหลัก แต่ต้องยอมรับความเสี่ยงเรื่องราคาเนื้อสารที่อาจปรับตัวสูงขึ้นในอนาคตอันใกล้