Hypoxická vzduchová technologie pro prevenci požáru - Hypoxic air technology for fire prevention

Složení normálního vzduchu vs. hypoxický vzduch

Hypoxická vzduchová technologie pro prevenci požáru , známá také jako kyslíkový redukční systém ( ORS ), je aktivní protipožární technika založená na trvalém snížení koncentrace kyslíku v chráněných místnostech. Na rozdíl od tradičních systémů hašení požáru, které obvykle uhasí oheň poté, co je detekován , je hypoxický vzduch schopen zabránit požáru.

Popis

V objemu chráněném hypoxickým vzduchem se normálně udržuje hypoxická atmosféra: hypoxická znamená, že parciální tlak kyslíku je nižší než na úrovni hladiny moře, normobarický znamená, že barometrický tlak se rovná barometrickému tlaku na úrovni hladiny moře. Obvykle je 1/4 až 1/2 kyslíku obsaženého ve vzduchu (tj. 5 až 10% vzduchu) nahrazeno stejným množstvím dusíku : v důsledku toho hypoxická atmosféra obsahující přibližně 15 obj.% Kyslíku a Vytvoří se 85 obj.% Dusíku. V normobarickém hypoxickém prostředí se běžné materiály nemohou vznítit nebo hořet. Vzhledem k požárnímu trojúhelníku tedy nemůže dojít k požáru kvůli nedostatku dostatečného kyslíku.

Design a provoz

Hypoxický systém prevence požáru v ovzduší - koncept

Do chráněných objemů se vstřikuje vzduch se sníženým obsahem kyslíku, aby se snížila koncentrace kyslíku, dokud se nedosáhne požadované koncentrace kyslíku. Poté, kvůli infiltraci vzduchu , koncentrace kyslíku uvnitř chráněných objemů stoupá: když překročí určitou prahovou hodnotu, vzduch s nízkým obsahem kyslíku se znovu vstřikuje do chráněných objemů, dokud není dosaženo požadované koncentrace kyslíku. V chráněných objemech jsou instalována kyslíková čidla, která nepřetržitě monitorují koncentraci kyslíku.

Přesná hladina kyslíku v chráněných objemech se stanoví po pečlivém posouzení materiálů, konfigurací a nebezpečí. Tabulky uvádějí prahové hodnoty kyslíku omezující zápal pro některé materiály. Alternativně je mezní hodnota zapalování stanovena provedením řádného testu zapalování popsaného ve specifikaci BSI PAS 95: 2011 Hypoxické systémy prevence požárního vzduchu.

Detektory kouře jsou instalovány v chráněných objemech, protože podobně jako u systémů potlačujících plyn , hypoxický vzduch nezabraňuje doutnajícím a pyrolyzačním procesům.

Vzduch s nízkou koncentrací kyslíku produkují hypoxické vzduchové generátory, známé také jako jednotky rozdělující vzduch. Existují tři různé typy hypoxických generátorů vzduchu: membránové , PSA a VSA . Hypoxické generátory vzduchu na bázi VSA mají obvykle nižší spotřebu energie ve srovnání s generátory na bázi PSA a membránovými. Hypoxické generátory vzduchu mohou být umístěny uvnitř nebo vně chráněných místností. Hypoxické vzduchové systémy mohou být integrovány se systémem řízení budovy a mohou zahrnovat systémy pro rekuperaci tepla generovaného hypoxickým vzduchovým generátorem, který by jinak byl zbytečný.

Vzduch s nízkou koncentrací kyslíku je transportován do chráněných objemů vyhrazeným potrubím nebo jednodušeji prostřednictvím stávajícího ventilačního systému . V druhém případě nejsou nutné vyhrazené potrubí nebo potrubí.

Kombinované použití hypoxického vzduchu pro prevenci požáru

Hypoxické systémy protipožární prevence lze použít také k jiným účelům než k požární prevenci, například:

Kombinace protipožární ochrany, vnitřního klimatu a redukce artefaktů/degradace potravin je zcela nový přístup k systému požární bezpečnosti.

Aplikace

Výhody prevence vzniku požáru místo jeho potlačení činí hypoxický vzduch zvláště vhodným pro aplikace, kde by požár způsobil nepřijatelné poškození a tradiční hašení je nepřijatelné nebo nepoužitelné. Na rozdíl od tradičních systémů hašení požáru nejsou vyžadovány vyhrazené trubky nebo trysky. V situacích, kdy by instalace tradičního hasicího systému představovala vážné problémy, může být požární ochrana zajištěna hypoxickým vzduchem.

Hypoxický vzduch pro prevenci požáru je nejvhodnější pro:

  • Datová centra / zařízení ICT
  • Ukládání předmětů vysoké hodnoty
  • Archiv
  • Mrazák a chladírna
  • Velké sklady
  • Papírny
  • Dědické aplikace
  • Telecom
  • Elektrická rozvodna
  • Utility
  • Ukládání dokumentů
  • High-bay Sklady

Snížení degradace artefaktů a zhoršování kvality potravin je výhodou pro aplikace, jako jsou sklady potravin, sklady a archivy.

Jednoduchost hypoxických vzduchových systémů usnadňuje integraci udržitelného designu budov a požární ochrany.

ORS aplikace

Účinky na zdraví

Protipožární systémy, jejichž výsledkem je, že obsah kyslíku je nižší než 19,5%, nejsou povoleny pro obývané prostory, aniž by zaměstnanci ve Spojených státech poskytovali doplňkové respirátory podle federální regulace (OSHA).

Někteří však považují hypoxický vzduch za bezpečný pro dýchání. Na toto téma byly provedeny lékařské studie. Závěr Angerera a Novaka je, že „ pracovní prostředí s nízkými koncentracemi kyslíku minimálně na 13% a normálním barometrickým tlakem nepředstavuje zdravotní riziko, pokud jsou dodržována bezpečnostní opatření zahrnující lékařská vyšetření a omezení doby expozice “. Küpper a kol. říkají, že koncentrace kyslíku mezi 17,0–14,8% nezpůsobuje pro zdravé lidi žádné riziko hypoxie. Rovněž nezpůsobuje rizika pro osoby s chronickými chorobami střední závažnosti. Schopnost namáhavé práce se snižuje, protože koncentrace klesá s časem, kdy může být námaha velmi nízká pod tyto úrovně, pod přibližně 17% může být nutné udělat přestávky mimo prostředí, pokud má být uvnitř stráveno více než 6 hodin , zvláště pokud se provádí fyzická námaha

Tlakové kabiny letadel jsou obvykle udržovány na 75 kPa, tlak zjištěný ve výšce 2500 m (8200 ft), což má za následek parciální tlak kyslíku asi 16 kPa, což je stejné jako 15% koncentrace kyslíku v aplikaci hypoxického vzduchu při tlak mořské hladiny. Cestující jsou však usedlí a členové posádky mají okamžitý přístup k doplňkovému kyslíku.

Při posuzování nebezpečí vyčerpání kyslíku je třeba považovat hypoxický vzduch za čistý a nikoli za znečištěný.

Jsou zobrazeny informace týkající se přístupu do chráněných oblastí, tj. Atmosféry se sníženým obsahem kyslíku:

  • AI, Arbeitsinspektorat;
  • SUVA, Schweizerische Unfallversicherungsanstalt;
  • DGUV, Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung;
  • UIAA, lékařská komise Union Internationale Des Associations D'Alpinisme.

Použitelné standardy a směrnice, ověření systému

  • Jednotky systému požární prevence s redukcí kyslíku UL 67377
  • BSI PAS 95: 2011 - Hypoxické systémy protipožární prevence. Specifikace
  • VdS 3527en: 2007 - Systémy inertizace a redukce kyslíku, plánování a instalace
  • International International Standards
    • ÖNORM F 3073: Plánování, projektování, montáž, uvádění do provozu a servis systémů redukce kyslíku
    • ÖNORM F 3007: Systém redukce kyslíku
    • ÖNORM F 3008: Systém redukce kyslíku - řídicí jednotka CIE UNIT
  • TRVB S 155: Inženýrské, instalační a provozní požadavky na systémy redukce kyslíku využívající dusík v budovách z hlediska technologie protipožární ochrany
  • EN 16750: 2017 Opravené hasicí systémy - Systémy redukce kyslíku - Návrh, instalace, plánování a údržba
  • ISO 20338: 2019 Systémy redukce kyslíku pro prevenci požárů - Návrhy, instalace, plánování a údržba

Kritéria akreditace inspekčních orgánů jsou stanovena podle ISO/IEC 17010 pro ověřování shody hypoxického systému protipožární ochrany třetí stranou s BSI PAS 95: 2011 a VdS 3527en: 2007

Viz také

externí odkazy

Reference

  1. ^ [1] Brooks, J. Potlačení požáru nákladu letadel pomocí nízkotlaké duální kapalinové vodní mlhy a hypoxického vzduchu. NIST SP 984-2; NIST Special Publication 984-2;
  2. ^ Nilsson, Martin (2013). „Výhody a výzvy s použitím hypoxického větrání jako požární ochrany“ . Oheň a materiály . 38 (5): 559–575. doi : 10,1002/fam.2197 .
  3. ^ Chiti, Stefano (09.11.2011). „Pilotní studie o hypoxickém působení vzduchu na rozhraní požární prevence a hašení“ (PDF) . FIRESEAT 2011: The Science of Suppression .
  4. ^ a b "PAS 95: 2011 Hypoxické systémy protipožární prevence. Specifikace" . BSI.
  5. ^ Chiti, Stefano; Jensen Geir; Fjerdingen Ola Thomas (březen 2011). „Technologie hypoxického vzduchu: Protipožární ochrana je preventivní“. Proceedings of the International Workshop on Fire Safety and Management .
  6. ^ https://www.osha.gov/pls/oshaweb/owadisp.show_document?p_table=INTERPRETATIONS&p_id=27004
  7. ^ Burtscher, M; Mairer, K; Wille, M; Gatterer, H; Ruedl, G; Faulhaber, M; Sumann, G (2011). „Krátkodobé vystavení hypoxii pro pracovní a volnočasové aktivity ve zdraví a nemoci: jaká úroveň hypoxie je bezpečná?“. Spánkový dech . 16 (2): 435–42. doi : 10,1007/s11325-011-0521-1 . PMID  21499843 . S2CID  34051780 .
  8. ^ Angerer, Peter; Nowak (březen 2003). „Práce v trvalé hypoxii pro požární ochranu-dopad na zdraví“. Mezinárodní archiv zdraví z povolání a životního prostředí . 76 (2): 87–102. doi : 10,1007/s00420-002-0394-5 . PMID  12733081 . S2CID  2923682 .
  9. ^ Küpper, Thomas. „Práce v hypoxických podmínkách“ (PDF) . MEZINÁRODNÍ FEDERACE MOUNTAINERŮ A LEZENÍ.
  10. ^ http://ulstandards.ul.com/access-standards/
  11. ^ "VdS 3527en - Inertní systémy a systémy pro redukci kyslíku, plánování a instalace" . VdS.
  12. ^ "Certifikace hypoxických systémů protipožární prevence" . Archivováno od originálu 19. ledna 2013.