Hypoxisk luftteknik för brandförebyggande

Sammansättning av normal luft kontra hypoxisk luft

Hypoxisk luftteknik för brandförebyggande , även känd som oxygen reduction system ( ORS ), är en aktiv brandskyddsteknik baserad på en permanent minskning av syrekoncentrationen i de skyddade rummen. Till skillnad från traditionella brandsläckningssystem som vanligtvis släcker brand efter att den har upptäckts , kan hypoxisk luft förhindra brand.

Beskrivning

I en volym skyddad av hypoxisk luft bibehålls kontinuerligt en normobar hypoxisk atmosfär: hypoxisk betyder att syrets partialtryck är lägre än vid havsytan, normobar betyder att barometertrycket är lika med barometertrycket vid havsytan. Vanligtvis ersätts 1/4 till 1/2 av det syre som finns i luften (det vill säga 5 till 10% av luften) med samma mängd kväve : som en följd av en hypoxisk atmosfär som innehåller cirka 15 vol% syre och 85 vol% kväve skapas. I en normobarisk hypoxisk miljö kan vanliga material inte antändas eller brinna när de utsätts för en lokaliserad småskalig antändningskälla. En sänkning av syrehalten till 15 % ger inte förhållanden där en brand inte kan uppstå eller släcks. Det minskar dock sannolikheten för att en brand ska inträffa genom att öka den tändenergi som behövs, och det finns också indikationer på ökade antändningstider.

Design och drift

Hypoxiskt luftbrandförebyggande system - koncept

Luft med reducerad syrehalt injiceras till de skyddade volymerna för att sänka syrekoncentrationen tills den önskade syrekoncentrationen uppnås. Sedan, på grund av luftinfiltration , stiger syrekoncentrationen inuti de skyddade volymerna: när den överskrider ett visst tröskelvärde, injiceras luft med låg syrehalt igen till de skyddade volymerna tills den önskade syrekoncentrationen uppnås. Syresensorer är installerade i de skyddade volymerna för att kontinuerligt övervaka syrekoncentrationen.

Den exakta syrenivån som ska behållas i de skyddade volymerna bestäms efter en noggrann bedömning av material, konfigurationer och faror. Tabeller visar antändningsbegränsande syretrösklar för vissa material. Alternativt bestäms det antändningsbegränsande tröskeln genom att utföra ett korrekt antändningstest som beskrivs i BSI PAS 95:2011 Hypoxic air fire prevention systems specification.

Rökdetektorer installeras i skyddade volymer eftersom hypoxisk luft, i likhet med gasdämpningssystem, inte förhindrar glödning och pyrolyseringsprocesser .

Luft med låg syrekoncentration produceras av hypoxiska luftgeneratorer, även kända som luftklyvningsenheter. Det finns tre olika typer av hypoxiska luftgeneratorer: membranbaserade , PSA-baserade och VSA-baserade . VSA-baserade hypoxiska luftgeneratorer har vanligtvis en lägre energiförbrukning jämfört med PSA-baserade och membranbaserade generatorer. Hypoxiska luftgeneratorer kan placeras i eller utanför de skyddade rummen. Hypoxiska luftsystem kan integreras med byggnadshanteringssystemet och kan inkludera system för att återvinna den värme som genereras av den hypoxiska luftgeneratorn som annars skulle gå till spillo.

Luft med låg syrekoncentration transporteras till de skyddade volymerna genom dedikerade rör eller, enklare, via ett befintligt ventilationssystem . I det senare fallet krävs inga särskilda rör eller kanaler.

Kombinerad användning av hypoxisk luft för att förebygga brand

Hypoxiska luftbrandförebyggande system kan också användas för andra ändamål än brandförebyggande, till exempel:

Att kombinera brandförebyggande, inomhusklimat och minskning av artefakter/matnedbrytning är ett helt nytt tillvägagångssätt för ett brandsäkerhetssystem.

Ansökningar

Fördelarna med att förhindra en brand istället för att dämpa den gör att hypoxisk luft är lämplig för applikationer där en brand skulle orsaka oacceptabel skada. Till skillnad från traditionella brandsläckningssystem krävs inga särskilda rör eller munstycken.

Hypoxisk luft för att förhindra brand används i [ citat behövs ] :

  • Datacenter / IKT-anläggningar
  • Förvaring av värdefulla föremål
  • Arkiv
  • Frys och kylförvaring
  • Stora lager
  • Pappersbruk
  • Ansökningar om arv
  • Telekom
  • Elektrisk transformatorstation
  • Verktyg
  • Dokumentlagring
  • Höglager

Minskningen av artefakternedbrytning och matförsämring är ett plus för applikationer som livsmedelslager, förvaring och arkiv.

Effekter på hälsan

Brandförebyggande system som leder till att syrehalten är mindre än 19,5 % är inte tillåtna för ockuperade utrymmen utan att tillhandahålla personalen kompletterande andningsskydd enligt federal förordning (OSHA) i USA.

Men hypoxisk luft anses av vissa vara säker att andas för de flesta. Medicinska studier har genomförts på detta ämne. Angerer och Novaks slutsats är att " arbetsmiljöer med låga syrekoncentrationer till minst 13% och normalt barometertryck inte utgör någon hälsorisk, förutsatt att försiktighetsåtgärder iakttas, innefattande medicinska undersökningar och begränsning av exponeringstiden. " Küpper et al. säga att syrekoncentration mellan 17,0 och 14,8% inte orsakar någon risk för friska människor genom hypoxi. Det medför inte heller risker för personer med kroniska sjukdomar av måttlig svårighetsgrad. Förmågan till ansträngande arbete minskar då koncentrationen minskar med tiden som ansträngningen kan uthärda blir mycket låg under dessa nivåer, under cirka 17 % kan det bli nödvändigt att ta pauser utanför miljön om mer än 6 timmar ska spenderas inne , speciellt om någon fysisk ansträngning utförs

Trycksatta flygplanskabiner hålls vanligtvis vid 75 kPa, det tryck som finns på 2 500 m (8 200 fot) höjd, vilket resulterar i ett syrepartialtryck på cirka 16 kPa, vilket är detsamma som en syrekoncentration på 15 % i en applikation med hypoxisk luft vid havsnivåtryck. Passagerare är dock stillasittande och besättningsmedlemmar har omedelbar tillgång till extra syre.

Hypoxisk luft ska betraktas som ren luft och inte förorenad luft vid bedömning av syrebristningsrisker.

Information om tillträde till de skyddade områdena, dvs. syrereducerad atmosfär, illustreras:

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

Tillämpliga standarder och riktlinjer, systemverifiering

  • UL 67377 Oxygen Reduction Fire Prevention System Units
  • BSI PAS 95:2011 - Hypoxiska luftbrandförebyggande system. Specifikation
  • VdS 3527en:2007 - Inerterings- och syrereduktionssystem, planering och installation
  • Austrian Standards International
    • ÖNORM F 3073: Planering, konstruktion, montering, driftsättning och service av syrereduktionssystem
    • ÖNORM F 3007: Syreminskningssystem
    • ÖNORM F 3008: Syreduktionssystem - CIE UNIT styrenhet
  • TRVB S 155: Tekniska, installations- och driftkrav för syrereduktionssystem som använder kväve i byggnader ur brandförebyggande teknisk synvinkel
  • EN 16750:2017 Fasta brandbekämpningssystem — Syreminskningssystem — Design, installation, planering och underhåll
  • ISO 20338:2019 Syreminskningssystem för brandförebyggande – Design, installation, planering och underhåll

Ackrediteringskriterier för inspektionsorgan har fastställts enligt ISO/IEC 17010 för tredjepartsverifiering av system för förebyggande av hypoxisk luftbrand enligt BSI PAS 95:2011 och VdS ​​3527en:2007

Se även

  1. ^ https://www.nist.gov/publications/aircraft-cargo-fire-suppression-using-low-pressure-dual-fluid-water-mist-and-hypoxic Brooks, J. Aircraft Cargo Fire Suppression Using Low Pressure Dual Flytande vattendimma och hypoxisk luft. NIST SP 984-2; NIST Special Publication 984-2;
  2. ^ Nilsson, Martin (2013). "Fördelar och utmaningar med att använda hypoxisk luftventilation som brandskydd" . Eld och material . 38 (5): 559–575. doi : 10.1002/fam.2197 .
  3. ^ Chiti, Stefano (9 november 2011). "En pilotstudie om hypoxisk luftprestanda vid gränssnittet mellan brandförebyggande och brandsläckning" ( PDF) . FIRESEAT 2011: Vetenskapen om undertryckning .
  4. ^ a b "PAS 95:2011 Hypoxiska luftar brandskyddssystem. Specifikation" . BSI.
  5. ^ Chiti, Stefano; Jensen Geir; Fjerdingen Ola Thomas (mars 2011). "Hypoxic Air Technology: Brandskydd blir förebyggande". Proceedings of the International Workshop on Fire Safety and Management .
  6. ^ "Förtydligande av OSHA-förnekande av FirePASSs variansbegäran och andningsskyddskrav i syrebristiga atmosfärer. | Arbetssäkerhets- och hälsoförvaltning" .
  7. ^    Burtscher, M; Mairer, K; Wille, M; Gatterer, H; Ruedl, G; Faulhaber, M; Sumann, G (2011). "Kortvarig exponering för hypoxi för arbete och fritidsaktiviteter inom hälsa och sjukdom: vilken nivå av hypoxi är säker?". Sov andedräkt . 16 (2): 435–42. doi : 10.1007/s11325-011-0521-1 . PMID 21499843 . S2CID 34051780 .
  8. ^    Angerer, Peter; Nowak (mars 2003). "Att arbeta med permanent syrebrist för brandskydd - påverkan på hälsan". International Archives of Occupational and Environmental Health . 76 (2): 87–102. doi : 10.1007/s00420-002-0394-5 . PMID 12733081 . S2CID 2923682 .
  9. ^ Küpper, Thomas. "Arbeta under hypoxiska tillstånd" (PDF) . DEN INTERNATIONELLA BERG- OCH KLÄTTERFODERATIONEN.
  10. ^ "Åtkomststandarder" .
  11. ^ "VdS 3527en - Inertering och syrereduktionssystem, planering och installation" . VdS.
  12. ^ "Certifiering av system för förebyggande av hypoxiska luftavfyrar" . Arkiverad från originalet 2013-01-19.
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hypoxic_air_technology_for_fire_prevention&oldid=1094974686 "