Технология гипоксичного воздуха для предотвращения пожаров - Hypoxic air technology for fire prevention

Состав нормального воздуха по сравнению с воздухом с пониженным содержанием кислорода

Технология гипоксического воздуха для предотвращения пожаров, также известный как система восстановления кислорода (ОРС), является активная противопожарная защита техника, основанная на постоянном снижении концентрации кислорода в защищаемых помещениях. В отличие от традиционных системы пожаротушения которые обычно тушат пожар после того, как он обнаружен, гипоксический воздух способен предотвратить возгорание.

Описание

В объеме, защищенном гипоксическим воздухом, постоянно сохраняется нормобарическая гипоксическая атмосфера: гипоксия означает, что частичное давление кислорода ниже, чем на уровне моря, нормобарический означает, что барометрическое давление равно атмосферному давлению на уровне моря. Обычно от 1/4 до 1/2 кислород содержится в воздуха (то есть от 5 до 10% воздуха) заменяется таким же количеством азот: как следствие, создается гипоксическая атмосфера, содержащая около 15 об.% кислорода и 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 с использованием вентиляции с пониженным содержанием кислорода в качестве противопожарной защиты». Огонь и материалы. 38 (5): 559–575. Дои:10.1002 / fam.2197.</ref>

Конструкция и работа

Система предотвращения возгорания гипоксическим воздухом - Концепция

Воздух с пониженным содержанием кислорода вводится в защищенные объемы для снижения концентрации кислорода до тех пор, пока не будет достигнута желаемая концентрация кислорода. Тогда из-за инфильтрация воздуха, концентрация кислорода внутри защищенных объемов повышается: когда она превышает определенный порог, воздух с низким содержанием кислорода снова подается в защищенные объемы до тех пор, пока не будет достигнута желаемая концентрация кислорода. Датчики кислорода 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] Список таблиц пороги 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 защищаемых помещениях, потому что, как и системы газового пожаротушения, гипоксический воздух не мешает тлеющий и пиролиз процессы.

Воздух с низкой концентрацией кислорода производится генераторами гипоксичного воздуха, также известными как устройства разделения воздуха. Есть три различных типа генераторов гипоксического воздуха: на основе мембраны, На основе PSA, и На основе VSA. 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 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, по существующим система вентиляции. В последнем случае специальные трубы или воздуховоды не требуются.

Комбинированное использование гипоксичного воздуха для предотвращения пожаров

Противопожарные системы с гипоксическим воздухом также могут использоваться не только для предотвращения пожаров, но и для других целей, например:

• Высотная подготовка
• Здоровье^{[пример необходим ]}
• Сохранение артефактов и объектов от деградации или окисление
• Сохранение еды из ухудшение, широко известный 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 гипоксического воздуха простота облегчает интеграцию устойчивое проектирование зданий и противопожарная техника.

Приложения ORS

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. Анжер 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 диапазоне 17,0–14,8% не вызывает риска гипоксии для здоровых людей. Также не представляет опасности для людей с хроническими заболеваниями средней степени тяжести. Способность к напряженной работе снижается по мере того, как концентрация уменьшается, и время, в течение которого можно поддерживать физическую нагрузку, становится очень низким ниже этих уровней, ниже примерно 17% может потребоваться делать перерывы вне окружающей среды, если в помещении необходимо провести более 6 часов , особенно если выполняются какие-либо физические нагрузки^[8]

Под давлением 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 является таким же, как 15% концентрация кислорода при работе с гипоксическим воздухом на уровне моря. давление. 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, проиллюстрирована:

• 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 пониженным содержанием кислорода^[9]
• BSI PAS 95: 2011 - Противопожарные системы с пониженным содержанием кислорода. Технические характеристики^[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 инспектирующего органа установлены в соответствии с ISO / IEC 17010 для проверки третьей стороной соответствия системы предотвращения возгорания гипоксическим воздухом BSI PAS 95: 2011 и VdS 3527en: 2007. ^[11]

Смотрите также

• Система инертирования
• Покрытие резервуара

внешняя ссылка

• Гипоксический воздуховод для защиты наследия
• Методы испытаний систем предотвращения воспламенения гипоксическим воздухом и общее воздействие на окружающую среду от применения
• Требования противопожарной защиты для помещений ИКТ - Документ о передовой практике
• Объяснение концепции предотвращения пожара с понижением содержания кислорода
• Охрана труда и техника безопасности при противопожарной системе снижения содержания кислорода

Рекомендации

1. [1] Брукс, Дж. Тушение пожара грузовых самолетов с использованием двойного водяного тумана низкого давления и гипоксичного воздуха. NIST SP 984-2; Специальная публикация NIST 984-2;
2. Чити, Стефано (9 ноября 2011 г.). «Экспериментальное исследование характеристик гипоксического воздуха на стыке противопожарной защиты и пожаротушения» (PDF). FIRESEAT 2011: Наука подавления.
3. «PAS 95: 2011 Системы пожаротушения с пониженным содержанием кислорода. Спецификация». BSI.
4. Чити, Стефано; Дженсен Гейр; Фьердинген Ола Томас (март 2011 г.). «Технология гипоксического воздуха: противопожарная защита превращается в превентивную». Материалы международного семинара по пожарной безопасности и управлению.
5. https://www.osha.gov/pls/oshaweb/owadisp.show_document?p_table=INTERPRETATIONS&p_id=27004
6. 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?». Сон Дыхание. 16 (2): 435–42. Дои:10.1007 / s11325-011-0521-1. PMID  21499843.
7. 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. Дои:10.1007 / s00420-002-0394-5. PMID  12733081.
8. Куппер, Томас. «Работа в условиях гипоксии» (PDF). МЕЖДУНАРОДНАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ГОРНОГО И СКАЛОЛАЗАНИЯ.
9. http://ulstandards.ul.com/access-standards/
10. «VdS 3527en - Системы инертизации и снижения содержания кислорода, проектирование и установка». VdS.
11. «Сертификация систем предотвращения воспламенения гипоксическим воздухом». Архивировано из оригинал 19 января 2013 г.