Технология гипоксического воздуха для предотвращения пожаров
Технология гипоксического воздуха для предотвращения пожара , также известная как система снижения кислорода ( ОРС ), 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 возгорание.
Описание
[ редактировать ]В объеме, защищенном гипоксическим воздухом, постоянно сохраняется нормобарическая гипоксическая атмосфера: гипоксическая означает, что парциальное давление кислорода ниже, чем на уровне моря, нормобарическая 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 : в результате образуется гипоксическая атмосфера, содержащая около 15 об.% кислорода и Создается 85 об.% азота. В нормобарической гипоксической среде обычные материалы не могут воспламениться или сгореть при воздействии локализованного небольшого источника воспламенения. [ 1 ] Снижение уровня кислорода до 15% не обеспечивает условий, при которых пожар не может возникнуть или потухнет. Однако это снижает вероятность возникновения пожара за счет увеличения необходимой энергии воспламенения, а также есть признаки увеличения времени воспламенения. [ 2 ]
Конструкция и эксплуатация
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Март 2024 г. ) |
В защищаемые объемы подается воздух с пониженным содержанием кислорода для снижения концентрации кислорода до достижения желаемой концентрации кислорода. Затем из-за инфильтрации воздуха концентрация кислорода внутри защищаемых объемов повышается: когда она превышает определенный порог, в защищаемые объемы снова нагнетается воздух с низким содержанием кислорода до тех пор, пока не будет достигнута желаемая концентрация кислорода. датчики кислорода В защищаемых объемах установлены для постоянного контроля концентрации кислорода.
Точный уровень кислорода, который следует удерживать в защищенных объемах, определяется после тщательной оценки материалов, конфигураций и опасностей. [ 3 ] В таблицах указаны пороговые значения кислорода, ограничивающие воспламенение, для некоторых материалов. Альтернативно, порог ограничения воспламенения определяется путем проведения надлежащего испытания на воспламенение, описанного в BSI PAS 95:2011 «Спецификация систем противопожарной безопасности с гипоксическим воздухом». [ 4 ]
Датчики дыма устанавливаются в защищаемых помещениях, поскольку, как и в системах газового пожаротушения , гипоксический воздух не препятствует тления и пиролиза процессам .
Воздух с низкой концентрацией кислорода производится генераторами гипоксического воздуха, также известными как воздухоразделительные установки. Существует три различных типа генераторов гипоксического воздуха: мембранные , PSA и VSA . Генераторы гипоксического воздуха на основе VSA обычно имеют более низкое энергопотребление по сравнению с генераторами на основе PSA и мембранными генераторами. Генераторы гипоксического воздуха могут располагаться внутри или снаружи защищаемых помещений. Системы гипоксического воздуха могут быть интегрированы с системой управления зданием и могут включать в себя системы рекуперации тепла, выделяемого генератором гипоксического воздуха, которое в противном случае было бы потрачено впустую. [ 5 ]
Воздух с низкой концентрацией кислорода подается в защищаемые объемы по выделенным трубам или, проще говоря, по существующей системе вентиляции . В последнем случае специальные трубы или воздуховоды не требуются.
Приложения
[ редактировать ] |
Преимущества предотвращения пожара вместо его подавления делают гипоксический воздух подходящим для применений, где пожар может нанести неприемлемый ущерб. В отличие от традиционных систем пожаротушения не требуются специальные трубы или насадки.
Гипоксический воздух для предотвращения пожара используется в [ нужна ссылка ] :
- Центры обработки данных / ИКТ-объекты
- Хранение дорогостоящих вещей
- Архивы
- Морозильник и холодильное хранилище
- Большие склады
- Бумажная фабрика
- Заявки на наследие
- Телеком
- Электрическая подстанция
- Утилиты
- Хранение документов
- Высокостеллажные склады
Уменьшение деградации артефактов и порчи продуктов питания является плюсом для таких применений, как склады продуктов питания, хранилища и архивы.
Другое использование гипоксического воздуха
[ редактировать ]Системы пожаротушения гипоксическим воздухом могут использоваться и в целях, отличных от противопожарных, например:
- Высотная тренировка
- Здоровье [ нужен пример ]
- Сохранение артефактов и предметов от деградации или окисления
- Сохранение продуктов питания от порчи , широко известное как упаковка в модифицированной атмосфере .
Сочетание противопожарной защиты, климата в помещении и уменьшения количества артефактов/порчи пищевых продуктов представляет собой совершенно новый подход к системе пожарной безопасности.
Влияние на здоровье
[ редактировать ]В соответствии с федеральным законодательством (OSHA) США, системы противопожарной защиты, в которых содержание кислорода составляет менее 19,5%, не допускаются в занятых помещениях без предоставления сотрудникам дополнительных респираторов. [ 6 ]
Однако некоторые считают, что гипоксический воздух безопасен для дыхания для большинства людей. [ 7 ] По этой теме были проведены медицинские исследования. Вывод Ангерера и Новака заключается в том, что «рабочая среда с низкой концентрацией кислорода до минимум 13% и нормальным барометрическим давлением не представляет опасности для здоровья при условии соблюдения мер предосторожности, включая медицинские осмотры и ограничение времени воздействия». [ 8 ] Кюппер и др. говорят, что концентрация кислорода между 17,0 и 14,8% не вызывает никакого риска гипоксии для здоровых людей. Он также не представляет риска для людей с хроническими заболеваниями средней степени тяжести. Способность к напряженной работе снижается, поскольку концентрация снижается, а время, в течение которого можно поддерживать нагрузку, становится очень низким ниже этих уровней, ниже примерно 17%, может потребоваться перерывы вне окружающей среды, если необходимо провести внутри более 6 часов. , особенно если выполняются какие-либо физические нагрузки [ 9 ]
давление В кабинах самолетов обычно поддерживается на уровне 75 кПа, давление, обнаруженное на высоте 2500 м (8200 футов), в результате чего парциальное давление кислорода составляет около 16 кПа, что соответствует концентрации кислорода 15% в системах с гипоксическим воздухом на давление на уровне моря. Однако пассажиры ведут сидячий образ жизни, и члены экипажа имеют немедленный доступ к дополнительному кислороду.
При оценке опасности истощения кислорода гипоксический воздух следует считать чистым, а не загрязненным воздухом.
Информация, касающаяся доступа в защищенные зоны, т.е. в атмосферу с пониженным содержанием кислорода, проиллюстрирована:
- ИИ, Инспекция труда;
- SUVA, Швейцарский институт страхования от несчастных случаев;
- DGUV, немецкое обязательное страхование от несчастных случаев;
- UIAA, Медицинская комиссия Международного Союза Альпинистских Ассоциаций.
Применимые стандарты и рекомендации, проверка системы
[ редактировать ]- UL 67377 Блоки системы пожаротушения с уменьшением количества кислорода [ 10 ]
- BSI PAS 95:2011 - Системы пожаротушения гипоксическим воздухом. Спецификация [ 4 ]
- VdS 3527en:2007 – Системы инертизации и снижения содержания кислорода, планирование и установка [ 11 ]
- Австрийские международные стандарты
- ÖNORM F 3073: Проектирование, проектирование, монтаж, ввод в эксплуатацию и обслуживание систем снижения содержания кислорода.
- ÖNORM F 3007: Система снижения содержания кислорода
- ÖNORM F 3008: Система снижения содержания кислорода — блок управления CIE UNIT
- TRVB S 155: Требования к проектированию, монтажу и эксплуатации систем снижения кислорода с использованием азота в зданиях с точки зрения противопожарной техники.
- EN 16750:2017 Стационарные системы пожаротушения. Системы снижения содержания кислорода. Проектирование, монтаж, планирование и техническое обслуживание.
- ISO 20338:2019 Системы снижения содержания кислорода для предотвращения пожаров. Проектирование, монтаж, планирование и техническое обслуживание.
Критерии аккредитации проверяющего органа установлены в соответствии со стандартом ISO/IEC 17010 для проверки третьей стороной системы противопожарной защиты гипоксическим воздухом на соответствие BSI PAS 95:2011 и VdS 3527en:2007. [ 12 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ https://www.nist.gov/publications/aircraft-cargo-fire-suppression-using-low-pressure-dual-fluid-water-mist-and-hypoxic Брукс, Дж. Пожаротушение грузовых самолетов с использованием двойного устройства низкого давления. Жидкий водяной туман и гипоксический воздух. НИСТ СП 984-2; Специальная публикация NIST 984-2;
- ^ Нильссон, Мартин (2013). «Преимущества и проблемы использования гипоксической вентиляции воздуха в качестве противопожарной защиты» . Огонь и материалы . 38 (5): 559–575. дои : 10.1002/fam.2197 .
- ^ Чити, Стефано (9 ноября 2011 г.). «Пилотное исследование эффективности гипоксического воздуха на стыке противопожарной защиты и пожаротушения» (PDF) . FIRESEAT 2011: Наука подавления .
- ^ Jump up to: а б «ПАС 95:2011 Системы пожаротушения гипоксически-воздушные. Технические условия» . БСИ.
- ^ Чити, Стефано; Дженсен Гейр; Фьердинген Ола Томас (март 2011 г.). «Технология гипоксического воздуха: противопожарная защита становится профилактической». Материалы международного семинара по пожарной безопасности и управлению .
- ^ «Разъяснение отказа OSHA в запросе FirePASS об отклонении и требованиях защиты органов дыхания в атмосфере с дефицитом кислорода. | Управление по охране труда» .
- ^ Бурчер, М; Майрер, К; Вилле, М; Гаттерер, Х; Рюдль, Г; Фаульхабер, М; Суманн, Г. (2011). «Кратковременное воздействие гипоксии во время работы и отдыха в условиях здоровья и болезней: какой уровень гипоксии безопасен?». Дыхание сна . 16 (2): 435–42. дои : 10.1007/s11325-011-0521-1 . ПМИД 21499843 . S2CID 34051780 .
- ^ Ангерер, Питер; Новак (март 2003 г.). «Работа в условиях постоянной гипоксии при пожаробезопасности – воздействие на здоровье». Международные архивы гигиены труда и окружающей среды . 76 (2): 87–102. дои : 10.1007/s00420-002-0394-5 . ПМИД 12733081 . S2CID 2923682 .
- ^ Кюппер, Томас. «Работа в гипоксических условиях» (PDF) . МЕЖДУНАРОДНАЯ ФЕДЕРАЦИЯ АЛЬПИНИЗМА И СКАЛОНАНИЯ.
- ^ «Стандарты доступа» .
- ^ «VdS 3527en – Системы инертизации и снижения содержания кислорода, планирование и монтаж» . ВдС.
- ^ «Сертификация систем пожаротушения гипоксическим воздухом» . Архивировано из оригинала 19 января 2013 г.
