View
0
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Schutz von Personenbeim Einsatz vonautomatischen CO2
Feuerlöschanlagen
Dipl. Ing. Guido Schroeder
Januar 2015
Probeflutung eines Walzgerüstes
Safer. Smarter. Tyco TM
Übersicht
Gefahren durch CO2 als Löschmittel
• Das Funktionsprinzip
• Die Gefährdung
Die Sicherheitsregel der Berufsgenossenschaft
• ZH 1/206
• BGR 134
• VdS 3518
• Ausblick
Die Anforderungen im Detail
• Anlagentechnische Anforderungen
• Organisatorische Anforderungen
Grenzfälle der Anlagentechnik
• Personenschutz / Sachwertschutz am Beispiel von Alumiumwalzgerüsten
Fazit
3
Safer. Smarter. Tyco TM
Hochdruckanlage
4
Löschmittelmenge in
Flaschenbatterie
gelagert
Plötzliches Öffnen
der Flaschen
Ausströmen des
kompletten Inhalts in
40 s
Aufbau einer
löschfähigen
Konzentration von
mindestens 34 Vol %
CO2
Ausgeströmte
Menge klar definiert
Safer. Smarter. Tyco TM
Niederdruckanlage
5
Löschmittelmenge in
Großbehälter gelagert.
Öffnen des Bereichsventils
für vorausberechnete
Flutzeit
Physikalisch bedingte
Gasphase, oft ca. 10 s
Ausströmen des
notwendigen Löschmittels
in z.B. 40 s
Aufbau einer löschfähigen
Konzentration von
mindestens 34 Vol % CO2
Teilweise erhebliche
Nachströmmengen
Ausgeströmte Mengen oft
>1.000 kg
Safer. Smarter. Tyco TM
Gefährdung durch CO2
Der menschliche Körper erzeugt CO2 durch Verbrennung der Nahrung
CO2 – Konzentration in der Lunge: 2 bis 4 Vol %
Bei zu hoher CO2 – Konzentration in der Atemluft ist die Abgabe des menschlichen
Abgases in die Umgebung nicht mehr möglich, der Mensch erstickt.
MAK Wert 50 ppm
NOAL ( no abservabel effect level ) 5 Vol %
LOAL ( lowest observed effect level ) 5 Vol %
LBK ( Lebensbedrohliche Konzentration ) 5 Vol %
Mindestkonzentration beim Löschen: 34 Vol %
Restsauerstoffkonzentration bei 5 Vol % CO2: 19,9 %
6
Safer. Smarter. Tyco TM
Beispiel
5 Vol% CO2 entsprechen ca. 0,1 kg/m³
Eingesetzte CO2 – Menge: 1.000 kg
Lebensgefährlich angereichert: 10.000 m³
Die Frage ist nicht, ob eine Gefährdung auftritt, sondern wann und wo.
Sicherheitsregeln beim Einsatz von CO2 sind zwingend notwendig
7
Safer. Smarter. Tyco TM
ZH 1/206, Einführung 1988
Herausgegeben vom Fachausschuss Holz
Gültig für CO2 – Anlagen, bei deren Einsatz
Personen gefährdet werden können.
Einführung einer Vorwarn- und Evakuierungszeit
Einführung einer Alarmierung
8
Safer. Smarter. Tyco TM
ZEFU – Rundschreiben 14/92
Entstanden im Arbeitskreis „Feuerschutz“ im Fachausschuss „Nahrungs- und Genussmittel“
„…da Fehlauslösungen ohne Vorwarnzeit in der Vergangenheit zu Gefährdungen geführt haben“
Einführung von 2 getrennten Alarmierungen
Einführung einer mechanischen Verzögerung
Keine CO2 – Freisetzung ohne vorherigen Alarm
Basis des bis heute gültigen Grundsatzes: „Personenschutz vor Sachwertschutz“
9
Safer. Smarter. Tyco TM
ZH 1/206 Juli 1998, BGR 134 Januar 2004
Herausgegeben vom Fachausschuss Nahrungs- und
Genussmittel
Gültig für alle sauerstoffverdrängenden Gase
Fortschreibung der bisherigen Regeln
Erweiterung um organisatorische Maßnahmen
Inhaltlich unveränderter aktualisierter Nachdruck als
BGR 134 im Januar 2004, gültig bis heute.
10
Safer. Smarter. Tyco TM
VdS 3518
Zusammenführung der BG Regeln BGR 134 und BGI 888
„… Die Richtlinien sind in Zusammenarbeit mit dem
Arbeitskreis Feuerschutz der gewerblichen
Berufsgenossenschaften und dem BVFA entstanden“
Das heute übliche Werk für die Sicherstellung des
Personenschutzes
Gültig für alle Löschgase
Einführung von Gefährdungsklassen
Betrachtung des „Verkehrsbereichs“
Überarbeitung in Verbindung mit der BG angedacht
11
Safer. Smarter. Tyco TM
Ausblick
Neustrukturierung der BG und Neuordnung des
Regelwerks:
• DGUV Vorschriften
• DGUV Regeln
• DGUV Informationen
• DGUV Grundsätze
BGR 134 wird DGUV Regel105-001
BGI 888 wird DGUV Information 205–004
Grundsätzliche Gefahr, dass DGUV und VdS
inhaltlich divergieren
12
Safer. Smarter. Tyco TM
VdS 3518, die Anforderungen im Detail
Die Gesamtverantwortung liegt beim Unternehmer
„…der Unternehmer kann bei Beachtung...davon ausgehen, dass er damit
geeignete Maßnahmen…getroffen hat“
„…schließen andere, mindestens ebenso sichere Lösungen nicht aus…“
Der Nachweis der Gleichwertigkeit ist ggf. schwierig zu führen und obliegt dem
Unternehmer.
13
Safer. Smarter. Tyco TM
Gefährdungsklassen bei Auslösung von CO2 - Anlagen
Klasse I: Konzentration unter NOAEL ( 5 % ), allenfalls in
Kleinlöschanlagen bis ca. 100 kg möglich.
Klasse II und III: Konzentration über NOAEL, aber nicht lebensgefährlich, diese
Klassen sind in CO2 Löschanlagen nicht möglich ( NOAL,
LOAEL und LBK sind gleich )
Klasse IV: Lebensgefahr im Lösch- und Verkehrsbereich, bei CO2
Löschanlagen der Regelfall
14
Safer. Smarter. Tyco TM
Anlagentechnische Anforderungen bei
Gefährdungsklasse IV
Mechanische Verzögerungszeit
• Mechanisches Uhrwerk
• Pneumatische Verzögerungseinrichtung
• Elektromechanischer Schrittmotor
Vorwarnzeit so, dass der „…gefährdete Bereich ohne Hast verlassen werden kann“, mindestens 10 s, höchstens 45 s
2 voneinander unabhängige Alarmmittel
• Gesicherte elektrische Alarmierung
• Pneumatische Alarmierung
• Zweite gesicherte Alarmierung bei elektromechanischer Schrittmotorverzögerung
Keine Freisetzung von CO2 ohne definierte Vorwarnzeit oder ohne Alarm, ohne Alarm und Verzögerung kann die Anlage nicht auslösen.
Blockierung für Arbeiten, bei denen die Verzögerungszeit nicht ausreicht, immer mechanisch.
Stopptaster im Einzelfall ( Wirksamkeit in Deutschland zweifelhaft )
15
Personenschutz Hochdruckanlage
Bisherige
Technik
Patentierte,
neue
Technik
LöschmittelSteuergas
Mech./pneum.
Elektrisch
ElektrischeSteuerzentrale
Pneumatisch
Löschmittel
Elektrisch
Elektrisch
MElektrische
Steuerzentrale
Safer. Smarter. Tyco TM
Steuerung einer Niederdruckanlage
17
Safer. Smarter. Tyco TM
Blockiereinrichtung
Immer mechanisch
Verhindert nicht die
Branderkennung
Verhindert nicht den Alarm
Verhindert nicht die Auslösung
Verhindert nur das Ausströmen von
Löschmittel
Elektrische Abschaltungen von
Meldern o.ä. sind sinnvoll, aber aus
BG – Personenschutzsicht im
Zweifelsfall wirkungslos.
18
Safer. Smarter. Tyco TM
Organisatorische Anforderungen
Sicherstellen des bestimmungsgemäßen Betriebs
Erstellen einer Betriebsanweisung unter Berücksichtigung der vom Hersteller
gelieferten Bedienungsanleitung
Festlegen von Verhaltensregeln
• Verhalten im Brandfall
• Fluchtwege und Sammelplätze
• Sicherstellen der Blockierung im Bedarfsfall
• Wiederbelüftung nach einer Flutung
• Freimessung und Freigabe nach einer Anlagenauslösung
Regelmäßige Unterweisungen von Beschäftigten und Fremdpersonal
19
Safer. Smarter. Tyco TM
Beispiele für Betriebsanweisungen
20
Safer. Smarter. Tyco TM
Grenzfälle der Anwendung am Beispiel eines
Aluminiumwalzwerks, Problemstellung
Verwendung von Petroleumhaltigen Kühlmitteln, die bei
Prozesstemperaturen von ca. 50 Grad Celsius fein zerstäubt eingesetzt
werden.
Im Brandfall zündet das Gerüst in weniger als 1 s durch, bereits nach
einer Sekunde herrscht Vollbrand mit Temperaturen um 1.000 Grad
Celsius.
Brände treten prozessbedingt vergleichsweise häufig auf, teilweise
mindestens einmal im Monat.
Wasser ist als Löschmittel nicht geeignet, nach einer Löschung muss
das Walzöl samt Additiven gewechselt werden.
Vorwarn- und also Vorbrennzeit von mindestens 10 s ????
21
Safer. Smarter. Tyco TM
Grenzfälle der Anwendung am Beispiel eines
Aluminiumwalzwerks, Lösungsansatz
Vorgeschaltete Walzspaltlöschung mit weniger als 100 kg in
Gefährdungsklasse 1
Nutzung der anlagentechnisch physikalisch entstehenden „natürlichen“
Verzögerungszeiten, insbesondere bei Niederdruckanlagen.
Nutzung des Ausbreitungsverhaltens der kalten CO2 - Wolke.
Besonders effektive Fluchtweggestaltung
Kompensation der fehlenden anlagentechnischen Voraussetzungen
durch organisatorische Maßnahmen.
Problematik aufgenommen in die Überarbeitung DIN EN 15094:
„Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsanforderungen an
Kaltflachwalzwerke“
22
Probeflutung eines Walzgerüstes
Probeflutung eines Walzgerüstes, nach 30 s
Safer. Smarter. Tyco TM
Fazit
CO2 – Löschanlagen leisten einen unverzichtbaren Beitrag zum Sachwertschutz
von Produktionsanlagen.
Pro Jahr werden ca. 100 erfolgreiche Löschungen dokumentiert, dabei handelt es
sich nur um einen Bruchteil der tatsächlichen Auslösungen.
In den letzten 20 Jahren gab es in Deutschland weniger als 10 Auslösungen mit
Personenschaden.
Die Zusammenarbeit der BG, der VdS und dem BVFA hat seit Jahrzehnten dafür
gesorgt, dass die Anlagentechnik trotz des hohen Gefahrenpotentials sicher ist,
wenn die Sicherheitsregeln beachtet werden.
Der Fortbestand der Sicherheitsregeln ist allerdings gefährdet, die Industrie drängt
auf Vereinfachungen, die Neustrukturierung der DGUV hat zur Auflösung der
bestehenden Arbeitskreise geführt und erschwert derzeit die Bildung neuer.
25
Safer. Smarter. Tyco TM
Fazit
Die Aufgabe für die Zukunft ist also nicht nur,
Rückschritte in den vorhandenen Sicherheitsregeln zu
verhindern, sondern die Anlagensicherheit von
Löschanlagen noch weiter zu erhöhen.
26
Recommended