Технология защиты от пожара с пониженным содержанием кислорода , также известная как система восстановления кислорода ( ORS ), представляет собой метод активной противопожарной защиты , основанный на постоянном снижении концентрации кислорода в защищаемых помещениях. В отличие от традиционных систем пожаротушения, которые обычно тушат пожар после его обнаружения , гипоксический воздух способен предотвратить пожар.
Описание
В объеме, защищенном гипоксическим воздухом, постоянно сохраняется нормобарическая гипоксическая атмосфера: гипоксическая означает, что парциальное давление кислорода ниже, чем на уровне моря, нормобарическое означает, что барометрическое давление равно барометрическому давлению на уровне моря. Обычно от 1/4 до 1/2 кислорода, содержащегося в воздухе (то есть от 5 до 10% воздуха), заменяется таким же количеством азота : как следствие, гипоксическая атмосфера, содержащая около 15 об.% Кислорода и Создается 85 об.% Азота. В нормобарической гипоксической среде обычные материалы не могут воспламениться или гореть. [1] Таким образом, учитывая огненный треугольник , пожар не может возникнуть из-за недостатка кислорода. Нильссон, Мартин (2013). «Преимущества и проблемы использования вентиляции с пониженным содержанием кислорода в качестве противопожарной защиты» . Огонь и материалы . 38 (5): 559–575. DOI : 10.1002 / fam.2197 .
Конструкция и работа
Воздух с пониженным содержанием кислорода вводится в защищенные объемы для снижения концентрации кислорода до тех пор, пока не будет достигнута желаемая концентрация кислорода. Затем из-за инфильтрации воздуха концентрация кислорода внутри защищаемых объемов повышается: когда она превышает определенный порог, воздух с низким содержанием кислорода снова вводится в защищенные объемы до тех пор, пока не будет достигнута желаемая концентрация кислорода. Кислородные датчики устанавливаются в защищаемых объемах для постоянного контроля концентрации кислорода.
Точный уровень кислорода, который необходимо удерживать в защищенных объемах, определяется после тщательной оценки материалов, конфигураций и опасностей. [2] В таблицах указаны пороговые значения содержания кислорода, ограничивающие воспламенение для некоторых материалов. В качестве альтернативы, порог ограничения воспламенения определяется путем проведения надлежащего испытания на воспламенение, описанного в BSI PAS 95: 2011 Спецификация систем предотвращения воспламенения гипоксическим воздухом. [3]
Детекторы дыма устанавливаются в защищенных помещениях, поскольку, как и системы газового пожаротушения , гипоксический воздух не препятствует процессам тления и пиролиза .
Воздух с низкой концентрацией кислорода производится генераторами гипоксичного воздуха, также известными как устройства разделения воздуха. Есть три различных типа гипоксических генераторов воздуха: мембрана на основе , PSA основе , и VSA основе . Генераторы гипоксического воздуха на основе VSA обычно имеют более низкое энергопотребление по сравнению с генераторами на основе PSA и мембран. Генераторы гипоксического воздуха могут располагаться внутри или снаружи защищаемых помещений. Системы гипоксичного воздуха могут быть интегрированы с системой управления зданием и могут включать в себя системы для рекуперации тепла, вырабатываемого генератором гипоксичного воздуха, которое в противном случае было бы потрачено впустую. [4]
Воздух с низкой концентрацией кислорода транспортируется в защищаемые объемы по специальным трубам или, проще говоря, через существующую систему вентиляции . В последнем случае специальные трубы или воздуховоды не требуются.
Комбинированное использование гипоксичного воздуха для противопожарной защиты.
Противопожарные системы с пониженным содержанием кислорода могут также использоваться не только для предотвращения пожаров, но и для других целей, например:
- Высотная подготовка
- Здоровье [ нужен пример ]
- Сохранение артефактов и предметов от разрушения или окисления
- Защита пищевых продуктов от порчи , широко известная как упаковка в модифицированной атмосфере .
Сочетание противопожарной защиты, микроклимата в помещении и уменьшения количества артефактов / деградации пищевых продуктов - это совершенно новый подход к системе пожарной безопасности.
Приложения
Преимущества предотвращения пожара вместо его подавления делают гипоксичный воздух особенно подходящим для применений, где пожар может вызвать неприемлемый ущерб, а традиционное пожаротушение неприемлемо или непригодно. В отличие от традиционных систем пожаротушения, специальные трубы или сопла не требуются. В ситуациях, когда установка традиционной системы пожаротушения может создать серьезные проблемы, противопожарная защита может быть обеспечена с помощью гипоксичного воздуха.
Гипоксический воздух для противопожарной защиты лучше всего подходит для:
- Дата-центры / средства ИКТ
- Хранение ценных вещей
- Архивы
- Морозильная камера и холодильная камера
- Большие склады
- Бумажная фабрика
- Приложения наследия
- Телеком
- Электрическая подстанция
- Утилиты
- Хранение документов
- Высокопрочные склады
Уменьшение деградации артефактов и порчи продуктов питания является плюсом для таких приложений, как склады продуктов питания, хранилища и архивы.
Присущая системам с пониженным содержанием кислорода простота облегчает интеграцию экологичного проектирования зданий и инженерных систем противопожарной защиты.
Влияние на здоровье
Противопожарные системы, в которых содержание кислорода составляет менее 19,5%, запрещены для использования в жилых помещениях без предоставления сотрудникам дополнительных респираторов в соответствии с федеральным законодательством (OSHA) в США. [5]
Однако некоторые считают, что воздух с пониженным содержанием кислорода безопасен для дыхания большинства людей. [6] По этой теме были проведены медицинские исследования. Ангерер и Новак пришли к выводу, что « рабочая среда с низкой концентрацией кислорода до 13% и нормальным барометрическим давлением не представляет опасности для здоровья при соблюдении мер предосторожности, включая медицинские осмотры и ограничение времени воздействия ». [7] Küpper et al. говорят, что концентрация кислорода в пределах 17,0–14,8% не вызывает никакого риска гипоксии для здоровых людей. Также он не представляет опасности для людей с хроническими заболеваниями средней степени тяжести. Способность к напряженной работе снижается, поскольку концентрация снижается, и время, в течение которого можно поддерживать физическую нагрузку, становится очень низким ниже этих уровней, ниже примерно 17% может потребоваться делать перерывы за пределами окружающей среды, если более 6 часов нужно проводить внутри , особенно если выполняются какие-либо физические нагрузки [8]
Герметичные кабины самолетов обычно поддерживаются на уровне 75 кПа, давление обнаруживается на высоте 2500 м (8200 футов), что приводит к парциальному давлению кислорода около 16 кПа, что соответствует 15% -ной концентрации кислорода при работе с воздухом с пониженным содержанием кислорода при атмосферном давлении. давление на уровне моря. Однако пассажиры ведут сидячий образ жизни, и члены экипажа имеют немедленный доступ к дополнительному кислороду.
Гипоксический воздух следует рассматривать как чистый, а не загрязненный воздух при оценке опасности кислородного истощения.
Информация, касающаяся доступа к защищенным зонам, т.е. атмосфере с пониженным содержанием кислорода, представлена:
- AI, Арбейтинспекторат;
- SUVA, Schweizerische Unfallversicherungsanstalt;
- DGUV, Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung;
- UIAA, Медицинская комиссия Международного союза ассоциаций альпинизма.
Применимые стандарты и руководства, проверка системы
- UL 67377 Блоки системы предотвращения пожара с понижением содержания кислорода [9]
- BSI PAS 95: 2011 - Противопожарные системы с пониженным содержанием кислорода. Спецификация [3]
- VdS 3527en: 2007 - Системы инертизации и снижения содержания кислорода, планирование и установка [10]
- Austrian Standards International
- ÖNORM F 3073: Планирование, проектирование, монтаж, ввод в эксплуатацию и обслуживание систем восстановления кислорода.
- ÖNORM F 3007: Система восстановления кислорода
- ÖNORM F 3008: Система снижения содержания кислорода - блок управления CIE UNIT
- TRVB S 155: Требования к проектированию, установке и эксплуатации систем восстановления кислорода, использующих азот, в зданиях с точки зрения технологии предотвращения пожаров.
- EN 16750: 2017 Стационарные системы пожаротушения. Системы снижения содержания кислорода. Проектирование, установка, планирование и обслуживание.
- ISO 20338: 2019 Системы снижения содержания кислорода для предотвращения пожаров - Проектирование, установка, планирование и обслуживание
Критерии аккредитации контролирующего органа устанавливаются в соответствии с ISO / IEC 17010 для проверки третьей стороной соответствия системы предотвращения пожара из-за гипоксии в воздухе BSI PAS 95: 2011 и VdS 3527en: 2007 [11]
Смотрите также
Внешние ссылки
- Гипоксический воздуховод для защиты наследия
- Методы испытаний систем предотвращения воспламенения гипоксическим воздухом и общее воздействие на окружающую среду от применения
- Требования к противопожарной защите для помещений ИКТ - Документ о передовой практике
- Объяснение концепции предотвращения пожара с пониженным содержанием кислорода
- Охрана труда и техника безопасности при противопожарной системе снижения содержания кислорода
Рекомендации
- ^ [1] Брукс, Дж. Пожаротушение грузового самолета с использованием двойного водяного тумана низкого давления и гипоксичного воздуха. NIST SP 984-2; Специальная публикация NIST 984-2;
- ^ Чити, Стефано (9 ноября 2011 г.). «Экспериментальное исследование характеристик гипоксического воздуха на стыке противопожарной защиты и пожаротушения» (PDF) . FIRESEAT 2011: Наука подавления .
- ^ а б «PAS 95: 2011 Системы пожаротушения с пониженным содержанием кислорода. Спецификация» . BSI.
- ^ Чити, Стефано; Дженсен Гейр; Фьердинген Ола Томас (март 2011 г.). «Технология гипоксичного воздуха: противопожарная защита превращается в превентивную». Материалы международного семинара по пожарной безопасности и управлению .
- ^ https://www.osha.gov/pls/oshaweb/owadisp.show_document?p_table=INTERPRETATIONS&p_id=27004
- ^ Burtscher, M; Mairer, K; Вилле, М; Гаттерер, H; Ruedl, G; Faulhaber, M; Зуманн, Г. (2011). «Кратковременное воздействие гипоксии на работу и отдых в условиях здоровья и болезней: какой уровень гипоксии безопасен?». Сонное дыхание . 16 (2): 435–42. DOI : 10.1007 / s11325-011-0521-1 . PMID 21499843 .
- ^ Ангерер, Петр; Новак (март 2003 г.). «Работа в условиях перманентной гипоксии для защиты от пожара - воздействие на здоровье». Международный архив гигиены труда и окружающей среды . 76 (2): 87–102. DOI : 10.1007 / s00420-002-0394-5 . PMID 12733081 .
- ^ Куппер, Томас. «Работа в условиях гипоксии» (PDF) . МЕЖДУНАРОДНАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ГОРНОГО И СКАЛОЛАЗАНИЯ.
- ^ http://ulstandards.ul.com/access-standards/
- ^ «VdS 3527en - Системы инертизации и снижения содержания кислорода, проектирование и установка» . VdS.
- ^ «Сертификация систем предотвращения воспламенения гипоксическим воздухом» . Архивировано из оригинала на 2013-01-19.