MORS RUZR- Posvet o vgrajenih SAPZ Pekre - 15.12.2011

MORS RUZR- Posvet o vgrajenih SAPZ Pekre - 15.12.2011

PRAVILNO NAČRTOVANJE IN IZVEDBA GASILNIH SISTEMOV S PLINI

GAŠENJE S HALOGENIZIRANIMI OGLJIKOVODIKI, FLUORKETONI IN INERTNIMI PLINI

Andrej Srna(projektant, preglednik SAPZ)

VSEBINA

• SPLOŠNO – STANDARDI SMERNICE• PRIMERJAVA – PREDNOSTI, SLABOSTI IN

NEVARNOSTI NAJBOLJ POGOSTIH PLINSKIH GASIL V SLO

• PRIMER in POJASNILA K PRIMERU ter UTEMELJITVE• PREGLEDI – POROČILA – OKVIRNA VSEBINA • VPRAŠANJA …?

Vrste gasila

FK 5-1-12HFC-227eaHFC-125

HCFC Blend A

CF3(i)

HFC-236fa

HFCX in FKX in INERTNI PLINI

OGLJIKOVODIKI IN FLUORKETONI INERTNI PLINI

Vrste gasila

IG - 01IG - 100IG - 541IG - 55

ISO14520 (1-15), VdS 2380, VdS 2381, NFPA 2001

~=

+/- 10%

ISO14520 (1-15), VdS 2380, VdS 2381, NFPA 2001

GAŠENJE S HALOGENIZIRANIMI OGLJIKOVODIKI, FLUORKETONI IN INERTNIMI PLINI

Standardi za načrtovanje, v uporabi v SLOVrednosti za gasilne koncentracije, kot jih navajajo standardi in smernice ISO 14520 (1-15) - Gaseous Fire Extinguishing Systems, NFPA 2001, VdS 2380, VdS 2381

1 Gasilna koncentracija + 30% 2 Gasilna koncentracija + 20%

*=f(snovi: heptan, etanol, metanol) ?= posebne snovi - podatki iz standardov ali rezultati testiranj

Minimalne gasilne koncentracije za IG-01, IG-100, IG-541 in IG-55

ISO 145201 VdS 23801 (?) NFPA 20012 (?)

IG 01

IG100

IG 541

IG 55

A 50,4%

45,2%

45,7%

45,7%

Dokumentacija 61%

B*43÷86%

41÷68%

42÷64%

48÷ (?)

C

IG 01

IG100

IG 541

IG 55

A 42% 31% 38%

B*

42%(?)

31%÷ 38% (?) 35÷39% (?)

C 37÷49% (?)

IG 01

IG100

IG 541

IG 55

A 41,9 ÷ 48,4%

40,3 ÷ 41,5 %

39,9 %

40,3÷45,1 %

B* 51 %

43,7%

41,2%

47,5%

C 47% ÷ 76%

Standardi za načrtovanje, v uporabi v SLOVrednosti za gasilne koncentracije, kot jih navajajo standardi in smernice ISO 14520 (1-15) - Gaseous Fire Extinguishing Systems, NFPA 2001, VdS 2380, VdS 2381

1 Gasilna koncentracija + 30% 2 Gasilna koncentracija + 20%

*=f(snovi: heptan, etanol, metanol) ?= podatki iz standardov ali rezultati testiranj

Minimalne gasilne koncentracije za HFC 227 ea in FK 5-1-12

ISO 145201 VdS 23811 (?) NFPA 20012 (?)

HFC 227ea FK 5-1-12

A 8,4% 5,8%

B* 8,8÷15,4% 6,1%÷(?)

C 8,4% (?) 5,8% (?)

HFC 227ea

FK 5-1-12

A7,9%÷8,5%

(5,2%)5,3% ÷5,6%

B* 9%÷(?) (5,8%)÷(?)5,9%÷(?)

C 13 % (?) 9 % (?)

HFC 227ea

FK 5-1-12

A 6,25÷7% 4,2%

B* 8,7÷15% (4,5÷10%)4,5%÷(?)

C 6,25÷7% 4,2%

• Sistem je v opuščanju - novih sistemov se v velikem obsegu ne vgrajuje več (vgradnja ponekod ni bila nikoli dovoljena)

• Kemično pridobljena snov z znanimi in neznanimi negativnimi učinki

• Ponovno polnjenje 36÷48 ur po aktiviranju je težko zagotoviti

• n.m.!

• Volumsko nekoliko manjša količina gasila - gasilo je tekoče (masa gasila je večja)

• Nekoliko nižja cena za novo vgradnjo

PRIMERJAVA PREDNOSTI IN SLABOSTI HFC 227EA PRED INERTNIMI PLINI

PREDNOSTI SLABOSTI

• Zgodnja detekcija (nujno gašenje v zgodnji fazi, da ne pride do negativnih produktov – razpad gasila na bolj škodljive produkte)

• Različne velikosti vsebnikov in različno polnjenje le-teh

• GWP 3500 (>>> 150)

• Potreben dodatni nadzor puščanja gasila (dodatne kontrole (12/<300 kg, 6 />300 kg)


PREDNOSTI SLABOSTI

• Veliki stroški ob 10-letnih tlačnih preizkusih (delna izguba gasila in drag postopek)

• Težko se kombinira več prostorov

• Kratek razvod (25 bar, 42 bar)

• Rezerva gasila v neposredni bližini gasilnega področja (25 bar, 42 bar)

• Težji vsebniki

• Nižji tlak v vsebnikih – manjša nevarnost

PRIMERJAVA PREDNOSTI IN SLABOSTI HFC 227ea PRED INERTNIMI PLINI

PREDNOSTI SLABOSTI

• Neučinkovito gašenje ob netesnosti prostorov in ob neupoštevanju pravil pri montaži (vsebnost kisika v zraku se bistveno ne zmanjša)

• Običajno potrebne poleg nadtlačnih razbremenitev tudi podtlačne razbremenitve

• Nujna natančna montaža in lastnostim gasila prilagojen način montaže ( =/=, T, lokacija šob )

• Visoka cena ponovnega polnjenja po sprožitvi (tudi dopolnjevanje po 10-letih)

• Zdravstvene okvare kot posledice (časovno omejene) prisotnosti oseb v gasilni koncentraciji

• Koncentracija kisika v prostoru se ob gašenju bistveno ne zmanjša


PREDNOSTI SLABOSTI

• Kemično pridobljena snov z znanimi in neznanimi negativnimi učinki

• Ponovno polnjenje 36÷48 ur po aktiviranju je težko zagotoviti

• Nekoliko višja cena za novo vgradnjo

• Veliki stroški ob 10-letnih tlačnih preizkusih (delna izguba dragega gasila

• Težko se kombinira več prostorov

• n.m. (el.)!

• manjša količina gasila - gasilo je tekoče (masa gasila je večja)

• ODP = 0 (pri normalni temperaturi

• GWP-1 (pri normalni temperaturi)

PRIMERJAVA PREDNOSTI IN SLABOSTI FK 5-1-12 PRED INERTNIMI PLINI

PREDNOSTI SLABOSTI

• Kratek razvod (25 bar, 45 bar)

• Natančna in zahtevna montaža in gasilu prilagojen način (=/=, T , lokacija šob)

• Neučinkovito gašenje ob netesnosti prostorov in ob neupoštevanju pravil pri montaži

• Težji vsebniki (pri enakem volumnu)

• Običajno potrebne poleg nadtlačnih razbremenitev tudi podtlačne razbremenitve (kratek čas iztekanje gasila)

• Visoka cena ponovnega polnjenja po sprožitvi (tudi dopolnjevanje po 10-letih)

• Nižji tlak v vsebnikih

• Koncentracija kisika v prostoru se ob gašenju bistveno ne zmanjša

• manjše število vsebnikov

PRIMERJAVA PREDNOSTI IN SLABOSTI FK 5-1-12 PRED INERTNIMI PLINI

PREDNOSTI SLABOSTI

• Nekoliko večje število vsebnikov

• Visok tlak (večja nevarnost )

• Nevarnost visoke hitrosti gibanja gasilnega medija

• Inertni plini so v naravi in niso kemično pridobljene spojine VZETO IZ NARAVE IN V NARAVO VRNJENO

• ODP = 0

• GWP-0 ( 1 pri IG-541 )

• Pri enakem volumnu so vsebniki bistveno lažji

• Visok tlak omogoča izvedbo daljše razvodne mreže

• Možnost kombinacije skupine vsebnikov za gašenje več gasilnih področij in s tem prihranek števila vsebnikov

• Dobro mešanje z zrakom

PRIMERJAVA PREDNOSTI IN SLABOSTI INERTNIH PLINOV PRED HFCX IN FKX

PREDNOSTI SLABOSTI

• Vsebnost kisika v prostoru se zmanjša

• Potrebne razbremenilne odprtine za razbremenitev nadtlaka

• Možnost kombinacije skupine vsebnikov za gašenje več gasilnih področij in s tem prihranek števila vsebnikov

• Ob prenizki koncentraciji gasila še vedno pride do zmanjšane hitrosti širjenja požara, saj je % kisika manjši

• Inertni plini so skupina tehničnih plinov, ki jih je možno razmeroma enostavno polniti (enostavna kontrola količine). Po velikosti enaki vsebniki imajo enako polnjenje

• Gasilo je stisnjen plin in ob gašenju ne pride do spremembe agregatnega stanje (ob gašenju ne pride do pojava podtlaka)


PREDNOSTI SLABOSTI

• Zaradi višjega tlaka cevni loki in ustrezne pritrditve

• Posledice časovno omejene prisotnosti oseb v dopustni gasilni koncentraciji niso trajne

• Enostavna razvodna mreža ob upoštevanju splošnih pravil za cevovode

• Tlačni preizkus po 10 letih je enostaven (hkratna kontrola delovanja sistema). Sistem se zaradi poceni gasila aktivira in vsebnike po tlačnem preizkusu ponovno napolni in vrne v sistem

• Nizka cena ponovnega polnjenja


PREDNOSTI SLABOSTI

• Koncentracija O2 pod 10%

• Koncentracija CO2 nad 5%

Vrsta gasila

NOAEL [%] LOAEL [%]

FK 5-1-12 10 >10

HFC-227ea 9 10,5

HFC-125 7,5 10

HCFCBlend A

10 >10

CF3(i) 0,2 0,4

HFC-236fa 10 15

PRIMERJAVA NEVARNOSTI: HFCX in FKX in INERTNI PLINI

HFC 227ea, FK 5-1-12 … INERTNI PLINI

*Vpliv gasilne koncentracije inertnih plinov [%]

Vrstagasila

Brez škodljivih vplivov**

Z malo škodljivih vplivov**

IG - 01 43 52

IG – 100 43 52

IG – 541 43 52

IG - 55 43 52

* - brez upoštevanja nevarnih snovi** - osnova so vrednosti NOAL ( min. 12,5% O2)

in LOAL (min. 10% O2)

• nekatera gasila so toksična že v majhnih koncentracijah

• Pri povišani temperaturi nevarnost nastanka nevarnih produktov kemičnih reakcij

NADTLAK V PROSTORU IN NAVARNOST POŠKODB OBJAKTA - PROSTORA

PRIMERRAČUNALNIŠKI PROSTOR

ISO14520 Prostor 6,0 m x 5,0 m x 2,5 m >>>> volumen prostora ca. 75 m3

n.m. 500,0 m (0 m); 20°C;

PRIMER - RAČUNALNIŠKI PROSTOR75 m3

Razred A (<) FK 5-1-12CF3CF2C(O)CF(CF3)2

HFC 227 eaCF3CHFCF3

IG-100 (N2)(IG-55, IG-541, ~ IG-01)

WKoličina gasila [kg]

W500 = 54,9 kg W0 = 58,4 kg W1500 = 48,5 kgW2000 = 45,8 kg

W500 = 104,1 kg W0 = 97,9 kg W1000 = 110,6 kg

WIG-100 = 48,5 kgWIG-55 = 57,9 kgWIG-541= 57,8 kgWIG-01= 64,4 kg

Vsebniki 1 x 106 lit(ca.129 kg)

2 x 106 lit(ca. 2 x po 129 kg)

3 x 67 lit(200 bar)( 3 x 80 kg)2 x 80 lit (300 bar)(2 x 100 kg)

Razbremenitev nadtlaka

0,06 m2

(30 x 20 cm)<<<<<<<<<< podtlak nadtlak >>>>>>>>

~ 0,22 m2

(50 x 45 cm)<<<<<<<<< podtlak nadtlak >>>>>>>

~ 0,20 m2

(50 x 40 cm) nadtlak >>>>>

POZOR NOAEL, LOAELp (šobe, cevi), v (cevi)

NOAEL, LOAELp (šobe, cevi), v (cevi)

%O2, %CO2p (šobe, cevi, redukcija) v (, šobe, cevi)

PRIMER - POJASNILA - UTEMELJITVE


Standardne velikosti vsebnikov [200 bar]Velikost vsebnika[litri]

PolnjenjeTeža polne jeklenke

[m3] [kg]

27 5,6 7,9 ~40

40 8,4 12,0 ~53

67 14,1 20,1 ~94

80 16,8 23,9 ~110

Vsebniki

Vsebniki po direktivi 84/527/EEC (TPED):

Vsebniki skladni z DOT 4BW 34.5/DOT 4 BW 500 v Europi NISO dovoljeni (CE)


)(100 CC

SVW

W = količina gasila [kg]V = volumen prostora [m³]S = spec.vol.par [m³/kg]T = Temp. prostora [°C]C = potrebna koncentracija [%]


)(100100 )( RAkVC

W R

A

ig

W = količina gasila [kg]VR = računski volumen prostora [m³]

ϱig = gostota plina [kg/m³]= pri 1013 mbar in 20°C

CA = potrebna koncentracija [%] AR = računska površina [m2]

k = konstanta = 0,27 melF CCVW

CF = potrebna koncentracija [kg/m3] (po tabelah)Cel = popravek zaradi nadmorske višine (po tabelah)

Minimalno polnjenje : 0,5 kg/lit Maksimalno polnjenje: 1,2 kg/litre* * Iz praktičnih razlogov je polnjenje ~ 75% - 80%

(hidravlični izračun).

Načrtovanje - vsebnikiVelikost vsebnikov in polnjenje

Vsebnik Min. polnjenje Max. polnjenje 52 l 26,0 kg 63,0 kg* ni OK/polnjenje>80%106 l 53,0 kg 129,5 kg OK147 l 73,5 kg 176,0 kg ni OK/min. polnjenje

Zahtevana/izračunana količina: 54,9 kg FK 5-1-12

Potreben je 1 vsebnik s 106 lit (dm3) prostornine* 80% of 63 kg = 50,4 kg FK 5-1-12

Duš

ik

25 b

ar (4

5)FK

5-1

-12

FK 5

-1-1

225

bar

(45)

Duš

ik


Korekcijski faktor elevacije

Specifični volumen gasila HFC 227ea in FK 5-1-12 se z nadmorsko višino spreminja. Sistem z vsebniki, ki je načrtovan za objekte z nizko nadmorsko višino ni primeren za prostore na višji nadmorski višini (prevelika koncentracija)

Nadmorska višina [m] Korekcijski faktor

-1000 1.130

0 0

500 0.94 (<11%)

1000 0.885

1500 0,830

2000 0.785

2500 0.735

3000 0,690


NEVARNOSTI: HFCX in FKX in INERTNI PLINI,

Dopusten nadtlak (podtlak v prostorih) v času puščanja gasila v prostor

100 Pa – suhomotažne stene (gipskarton, steklo, ..)

200 Pa - zidane stene brez oken (brez stekel ali dela iz suhomontažnih sten)

ca. 500 Pa – betonske stene brez oken (brez stekel ali suhomontažnih sten)

… do 1000 Pa – posebni primeri (bunkerji . . . )

100 Pa = 1 mbar = 0,001 bar

Velja tako za HFC 227ea, FK 5-1-12 … kot tudi za inertne pline


HFC 227ea INERTNI PLINI


_______ Rezultati glede na koncentracijo po NFPA 2001_ _ _ _ _ Rezultati glede na koncentracijo po ISO 14520OPOMBA: gasilna koncentracija za računski prostor

iwc = 0,249 kPa = 249 PaEnote !!!

PRIMER - POJASNILA - UTEMELJITVEVelja tako za HFC 227ea, FK 5-1-12 … kot tudi za inertne pline

POENOSTAVLJEN IZRAČUN ZA DOLOČITEV RAZBREMENILNIH POVRŠIN

HOMvpvMA gg

A = aerodinamična površina razbremenilne odprtine (rešetke, lopute, …)

Mg = masni tok gasila [kg/s] – povzeti po hidravličnem izračunu

vg = specifični volumen [m³/kg]

∆p= dopusten nadtlak (podtlak) v prostoru pri 1013 mbar in 20°C

vHOM = specifični volumen homogene mešanice zraka in gasila [m³/kg]

Računski programi upoštevajo tudi dopustno netesnost prostorov (ocene 5,78x10-5 m2/m3)

PRIMER - POJASNILA - UTEMELJITVERAZBREMENILNE POVRŠINE – VZORČNI PRIMERI



PRIMER - POJASNILA - UTEMELJITVEHFC 227 ea, FK 5-1-12….NEKAJ POSEBNOSTI – PRAVILA ZA NAČRTOVANJE (MONTAŽO)

NAPAČNO

PRAVILNO

Minimalno 10 x DN


NAPAČNO

PRAVILNO

Minimalno10 x DN


PRAVILNO


Uravnotežena mreža - simetrična



PRIMER - POJASNILA – UTEMELJITVE

Hitrost zvoka v zraku 15°C = 340,5 m/s

• Hitrosti v ceveh 20 m/s

• Hitrost medija na šobah 20 m/s

• Hitrost skozi reducirne izvrtine (kjer so potrebne )< Mach

• Tlak v razvodni mreži < 60 bar

FK-5-1-12

Hidravlični izračuni – mejne vrednosti

PREGLEDI - POROČILA

Pregled projektne in spremne tehnične dokumentacije sistema (ugotovitve v poročilu !!!):

• Pregled projektne dokumentacije bi moral opravljen pred pričetkom vgradnje (zavarovalnice, pooblaščene družbe)

• Kontrola hidravličnega izračuna (pravilna izbira koncentracij, količine gasila, vsebniki, razvodna mreža, pravilna izbira elementov – prilagojenih tlačnim in hitrostnim razmeram, ki bodo nastopale, določitev razbremenilnih površin za nadtlak … , kontrola koncentracij glede na NOAEL in LOAEL ter %O 2, …).

• Pri projektiranju sistema paziti tudi na omejitve sistema avtomatskega javljanja požara (izbira ustreznih javljalnikov, velika hitrost gibanja zraka, hlajenje, …) .

• Elementi sistema, vključno z elementi avtomatskega javljanja požara, ki sistem krmili, morajo imeti veljavne certifikate izdane s strani priglašenega organa (paziti na kombinacijo strojnih elementov in AJP).


Pregled in testiranje sistema (ugotovitve v poročilu !!!):• Kontrola namestitve in razporeditve opreme in elementov za avtomatsko

javljanje požara in kjer je to potrebno, tudi meritev hitrosti gibanja zraka.

• Testiranje delovanja (aktiviranje) vseh avtomatskih javljalnikov požara s simulacijo požarnih veličin in s simulacijami prekinitev zank.

• Testiranje – aktiviranje ročnih javljalnikov požara oziroma tipk za ročno proženje gašenja (tipke za zadrževanje = f (koncentr.)).

• Kontrola elementov požarne centrale s poudarkom na zadostni kapaciteti s standardi določenega rezervnega električnega napajanja in vgradnji standardnih vmesnikov za javljanje požara, standardnih vmesnikov za gašenje požara (extinguishing modul), prenos požara do intervencijskih enot, alarmiranje ogroženih oseb preko električno nadzorovanih siren in svetlobnih signalov.


Pregled in testiranje sistema (ugotovitve v poročilu):

• Pregled hidravličnega izračuna oziroma izvedba kontrolnega izračuna za količino gasila (pravilna izbira koncentracij, količine gasila, vsebniki, razvodna mreža, pravilna izbira elementov – prilagojenih tlačnim in hitrostnim razmeram, ki bodo nastopale, določitev razbremenilnih površin za nadtlak … , kontrola koncentracij glede na NOAEL in LOAEL ter %O 2, …)..

• Kontrola razvodnih cevi in vsebnikov (razporeditve, dimenzije, tipi, korozija, cevni loki, pritrditve, gostota pritrditev … .

• Kontrola zbirnih cevi, kontrola gibljivih cevi, kontrola povezav med posameznimi vsebniki (certifikati, pritrditve, tlačni preizkusi)

• Kontrola razporeditve in pravilne izbire izpustnih šob

• Kontrola in testiranje elementov za redukcijo tlaka v ceveh

• Kontrola in testiranje manometrov, kontrola količine gasila v vsebnikih

• Kontrola in testiranje elementov za nadzor puščanja gasil, ki imajo GWP > 150 ( HFC 227 ea, CF3(i), HFC-125, HFC-236fa…) Uredba – Ur.list RS št.78/08



• Kontrola in testiranje elementov za blokado gašenja in elementov za zadrževanje gašenja

• Kontrola prezračevanja in predvidenih izklopov – testiranje (izklop prezračevanja pred izpustom gasila).

• Kontrola elementov za ločevanje prostorov in njihovo testiranje (požarne lopute, samozapirala na vratih/oknih, smeri odpiranja vrat, … .).

• Kontrola in testiranje elementov za razbremenitev nadtlaka ob gašenju in testiranje krmiljenih elementov za razbremenitev nadtlaka (kontrolni izračun in pregled).

• kontrola dostopnosti ročnih javljalnikov in ročnih aktivatorjev gašenja



• Testiranje elementov za blokado gašenja s simulacijo požarnih veličin na javljalnikih požara in s proženjem ročnih javljalnikov

• Testiranje sistemov v stanju pripravljenosti in sicer s simulacijo požarnih veličin na javljalnikih požara in s proženjem ročnih javljalnikov in aktivatorjev (izpust gasila se v večini primerov onemogoči (10 letni testi tudi s puščanjem gasila), ali pa se izpusti izvajajo preko pilotskega vsebnika.

• Testiranje gašenja po področjih gašenja, testiranje vsakega področja in kontrola vklopov posameznih področnih ventilov (testiranje delovanja elektropnevmetske krmilne logike, kjer je ta vgrajena).

• kontrola oznak na elementih sistema in shem

• Kontrola namestitve varnostnih navodil in opozoril

• Varnostna razsvetljava v prostorih


Pregled in testiranje sistema - ugotovitve v poročilu:

Skladno s pravilnikom morajo biti v poročilih navedeni vsi rezultati pregleda in testiranja v obsegu in z rezultati, ki dokazujejo ustrezno načrtovanje in izvedbo sistema z namenom zanesljive detekcije požara, gašenja in zadušitve požara ter hkrati tudi zagotavljanje varnosti oseb, ki so stalno ali občasno prisotne v prostorih in objektih, kjer so sistemi gašenja s plinskimi gasili nameščeni.

VIRI

• SLO predpisi

• EN …SIST EN…, ISO, CEN…VdS, BS, AS

• NFPA, FM, UL, LPC,

• VKF, CFPA

Podatki z izobraževanj VdS, VKF, NIST

• Splet:www.//nfpa.org, www.//fmglobal.orgwww.//vds.de, www.//suissi.ch,www.cfpa-e.orgwww.tycofireandsecurity.com/

http://www./nfpa.org



http://www./fmglobal.org



http://www./vds.de

http://www./vds.de

http://www./vds.de

http://www./suissi.ch



http://www.cfpa-e.org/



HVALA ZA POZORNOST

???

Documents

MORS RUZR- Posvet o vgrajenih SAPZ Pekre - 15.12.2011