Технология гипоксического воздуха для предотвращения пожаров - Hypoxic air technology for fire prevention
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
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.
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
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] 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;
- ^ 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 гипоксического 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?». Сон Дыхание. 16 (2): 435–42. Дои: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. Дои: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 оригинал 19 января 2013 г.