CC BY
32
mgr inz. Tomasz SOWA
Zespol Laboratoriow Sygnalizacji Alarmu Pozaru i Automatyki Pozarniczej CNBOP
ANALIZA POROWNAWCZA STALYCH URZ^DZEN
GASNICZYCH cz. II The analysis of fire extinguish systems - part II
Streszczenie
Artykul jest kontynuaj pierwszej cz^sci artykulu zamieszczonego w kwartalniku „Bezpieczenstwo i technika pozarnicza” i zawiera w glownej mierze kontynuaj rozpocz^tego procesu myslowego oraz najwazniejsze wnioski b^d^ce jego efektem.
Po przeanalizowaniu glownych elementow wplywaj^cych bezposrednio i posrednio na poziom funkcjonalnosci i skutecznosci poszczegolnych systemow gasniczych przedstawiono wnioski pozwalaj^ce wskazac, jakie elementy wplywaj^ na optymalne wykorzystanie stalych urz^dzen gasniczych.
Summary
This article is a continuation of first part, which has featured in the quarterly “Safety and fire “ and contains mainly continuation of the started train of thought and the most important conclusions of it.
After the analysis of main elements influencing direct and indirect on a functionality and effectiveness level of each fire extinguish system, there are stated conclusions which help to show, which parts influencing optimally on use of fire extinguish systems.
Slowa kluczowe: tryskacze, mgla wodna, gaszenie, instalacje przeciwpozarowe, klasyfikacja SUG
Key words : sprinklers, water mist, suppression, fire protection installations, fire exinguish systems'classification
Wst^p
W poprzednim artykule [21] analizie poddano elementy wplywaj^ce bezposrednio i posrednio na skutecznosc, praktycznosc i kosztownosc poszczegolnych systemow gasniczych, takich jak m.in. koszt 1 m3 chronionej powierzchni, bezpieczenstwo ludzi, skutecznosc dzialania.
W ten sposób dokonana analiza porównawcza pozwala wskazac, jakie elementy wplywaj^. na optymalne wykorzystanie stalych urz^dzen gasniczych i jak wybrac odpowiedni srodek gasniczy w zaleznosci od cech charakterystycznych materialów chronionych i priorytetów inwestora.
Powyzsza analiza porównawcza zawierala oprócz podstawowych informacji na temat poszczególnych systemów, wyszczególnienia wad i zalet kazdego z nich oraz wykresy, stanowi^. niezb?dny wst?p do ich bezposredniego porównania i w ramach mozliwosci udzielenia odpowiedzi na pytanie, który z nich jest najlepszy. Zawarty w poprzednim artykule opis poszczególnych stalych urz^dzen gasniczych i identyfikacja najwazniejszych elementów maj^cych wplyw na ich prawidlow^. prac? pozwala na dokonanie ich oceny i klasyfikacji. Nalezy byc swiadomym, ze przeprowadzona analiza i przedstawione wnioski maj^ charakter w glównej mierze teoretyczny i maj^ za zadanie jedynie wesprzec proces decyzyjny osób odpowiedzialnych za dobór urz^dzen gasniczych. Szczególnie klopotliwe s^. tu kwestie klasyfikacji, poniewaz nie w kazdych warunkach b?dzie ona taka sama, w niniejszym artykule nalezy j^. traktowac jako sredni^, ale nie ostateczn^.
Dokonanie rzetelnej oceny, która dawalaby w miar? rzeczywisty obraz sytuacji jest bardzo trudne i w wielu miejscach wymaga stosowania uproszczen.
Celem artykulu jest przedstawienie ogólnych wyników analizy z pierwszej cz?sci i okreslenie przy spelnieniu jakich warunków systemy gasnicze i zabezpieczaj^ce optymalnie spelniaj^. swoje zadanie, pami?taj^c jednoczesnie, ze kazda sytuacja wymaga indywidualnych przemyslen i dodatkowych analiz wplywu konkretnego rozwi^zania na stan bezpieczenstwa.
Ocena systemów gasniczych i zabezpieczaj^cych
Ponizej w tabeli 1 przedstawiony zostal wplyw poszczególnych systemów na trzy kluczowe elementy istotne z punktu widzenia ochrony przeciwpozarowej: ludzi, wyposazenie i srodowisko naturalne.
Tabela 1. Porównanie srodków gasniczych pod wzgl?dem oddzialywania na ludzi, sprz?t i srodowisko
Rodzaj Dzialanie na ludzi Dzialanie na Oddzialywanie na
srodowisko
srodka wyposazenie naturalne
Rodzaj srodka Dzialanie na ludzi Dzialanie na wyposaZenie Oddzialywanie na srodowisko naturalne
1 2 3 4
Woda Generalnie woda nie jest szkodliwa dla ludzi podczas gaszenia pozaru Moze byc powodem duzych uszkodzen sprzçtu elektrycznego, instalacji elektrycznych, mebli, papieru itp.. Chociaz jest to czysty srodek podczas gaszenia ognia, moze jednak wyzwolic gryz^ce dymy i substancje, które s^. szkodliwe dla srodowiska.
Piana Koniecznosc ochrony ludzi podczas uzycia tego typu systemów glównie poprzez ewakuacjç. Moze dzialac korozyjnie ze wzglçdu na duz^ koncentracjç srodków pianotwórczych, co jest szkodliwe dla delikatnych elementów elektronicznych Rezultat w zwi^zku z pozostalosciami po spaleniu moze byc trudny do usuniçcia, a piana moze byc grozna dla zbiorników wodnych i zwierz^t, powoduj^c nadmierny rozrost glonów i wymieranie flory i fauny w zbiornikach wodnych.
CO2 Bardzo grozny dla ludzi przy duzym stçzeniu podczas gaszenia pozaru, moze spowodowac nawet skutki smiertelne. Aby umozliwic bezpieczn^ ewakuaj stosuje siç czas opóznienia wyladowania. Efekt chlodzenia wytwarza stçzon^ mglç, co w pewnych przypadkach moze prowadzic do uszkodzenia sprzçtu elektronicznego Generalnie wiçcej CO2 j est emitowane z innych zródel, dlatego jego udzial w calosci emitowanego dwutlenku wçgla jest pomijalnie niski, jednak nie wykluczone jest, ze ze wzglçdu na ochronç srodowiska przed efektem cieplarnianym i tutaj z czasem zostan^ wprowadzone
Rodzaj srodka Dzialanie na ludzi Dzialanie na wyposazenie Oddzialywanie na srodowisko naturalne
ograniczenia. Choc na dzien dzisiejszy wydaje si?, ze s^. to obawy zdecydowanie przedwczesne.
Gazy oboj?tne Obniza st?zenie tlenu w chronionym pomieszczeniu. W zaleznosci od rodzaju gazu to st?zenie ma rozne wartosci. Moze doprowadzic do niedostatecznego dostarczania tlenu do mozgu. Nie jest szkodliwy dla gaszonych elementow Jest to naturalnie wyst?puj ^cy srodek i dlatego nie jest szkodliwy
Flurowcowane w?glowodory W zaleznosci od rodzaju uzytego gazu po wyladowaniu obniza si? st?zenie tlenu Brak negatywnego wplywu na sprz?t i urz^dzenia chronione. Posiadaj^ nisk^ szkodliwosc oddzialywania na warstw? ozonow^ poniewaz okres ich trwania jest bardzo krotki.
Aerozole Moze w pewnych warunkach powodowac zagrozenie dla zdrowia, szczegolnie u osob cierpi^cych na choroby ukladu oddechowego, jak rowniez mog^. powodowac (ze wzgl?du na zapylenie) utrat? widocznosci. Po rozladowaniu powstaj e ob oj ?tna powloka pylku, ktora jest w stanie wnikn^c w kazd^ szczelin? w chronionej przestrzeni, takze do wn?trza urz^dzen. Nie ma efektow ubocznych. Nie szkodz^cy powloce ozonowej.
System W chronionej Brak negatywnego Do obnizenia st?zenia
Rodzaj srodka Dzialanie na ludzi Dzialanie na wyposaZenie Oddzialywanie na srodowisko naturalne
zabezpieczania poprzez inercjç przestrzeni stale panuj e srodowi sko o obnizonym stçzeniu tlenu, moze ono siç wahac od 12 do 17%. Przebywanie ludzi w takich pomieszczeniach reguluj^. przepisy medycyny pracy. wplywu na urz^dzenia i wyposazenie. tlenu wykorzystuje siç azot otrzymywane przy uzyciu generatorów z atmosfery. Brak negatywnego wplywu na srodowisko naturalne.
Zródlo: Opracowanie wlasne
Staraj^c siç, w sposób obrazowy przedstawic uzytecznosc poszczególnych systemów oceniono w skali piçciostopniowej kazdy z systemów (ocenie opisowej przyporz^dkowano wartosci liczbowe w celu wyliczenia sredniej oceny). Zestawienie ocen zamieszczono wtab. 2.
Ocena obejmuje nastçpuj^ce wskazniki uzytecznosci systemu:
a) bezpieczenstwo ludzi - oceniano wplyw srodka gasniczego na zdrowie czlowieka, który znalazlby siç w miejscu zadzialania instalacji,
b) koszty instalacji - oceniono koszt zainstalowania urz^dzenia w przeliczeniu na 1 m2, koszty konserwacji - obejmuje ocenç kosztów ponoszonych przez uzytkownika w ci^gu roku na zabiegi konserwacyjne i ich uci^zliwosc,
c) straty popozarowe - ocena strat pozarowych po zadzialaniu systemu, uzalezniona od czasu na uruchomienie i negatywnego wplywu samego srodka na wyposazenie,
d) zakres zastosowania - ocena mozliwosci zastosowania w pomieszczeniach róznego typu (mieszkalnych, handlowych, garazach, serwerowniach itp.
e) koszt falszywego zadzialania ocena kosztów nieuzasadnionego zadzialania systemu gasniczego i negatywnego wplywu na wyposazenie,
f) trudnosci instalacyjno - projektowe - ocenie podlega stopien skomplikowania urz^dzenia (projektowanie, obliczenia projektowe i instalacja na obiekcie)
Tabela 2. Algorytm przyporz^dkowania wartosci liczbowych poszczególnym ocenom.
Ocena Kryterium 1 2 3 4 5
Bezpieczenstwo ludzi (BL) Niebezpieczny Stwarzaj^cy zagrozenie Wymagaj^cy srodków ostroznosci Bezpieczny Bardzo bezpieczny
Koszty instalacji (KI) Bardzo wysoki Wysoki Akceptowalne Niski Bardzo niski
Koszty konserwacji (KK) Bardzo wysoki Wysoki Akceptowalne Niski Bardzo niski
Straty popozarowe (SP) Bardzo wysokie Wysokie Akceptowalne Niskie Pomij alne
Zakres zastosowania (ZS) Bardzo w^ski W^ski Ograniczony Duzy Bez ograniczen
Koszty falszywego zadzialania (KFZ) Bardzo wysokie Wysokie Akceptowalne Niskie Pomij alne
Trudnosci instalacyjno -projektowe (TIP) Bardzo wysokie Wysokie Akceptowalne Niskie Bardzo niskie
Zródlo: opracowanie wlasne
Tabela 3. Zestawienie ocen systemów gasniczych i zabezpieczaj^cych dla poszczególnych kryteriów
^^^^^Kryterium Nazwa urz^dzenia BL KI KK SP ZS KFZ TIP
tryskaczowe 5 4 4 2 4 3 2
mglowe wodne 4 1 3 4 4 4 1
wykorzystuj^ce gazy obojçtne (np. inergen, azot, argon) 4 3 3 4 3 3 3
wykorzystuj^ce chlorowcopochodne wçglowodorôw (FM-200, FE-13) 3 3 3 4 3 1 3
na CO2 2 3 3 4 3 4 3
aerozolowe 3 2 4 3 2 2 3
Urz^dzenia zabezpieczaj^ce redukuj^ce stçzenie tlenu 3 1 3 5 2 5 3
Zródlo: Opracowanie wlasne
W oparciu o wartosci poszczególnych wskazników uzytecznosci systemu gasniczego z ponizszego wzoru wyliczono sredni^. ocenç ogóln^. dla kazdego stalego urz^dzenia gasniczego.
BL + KI + KK + SP + ZS + KFZ + TIP
WO =------------------------------------------- (1)
7
gdzie:
WO - ocena ogólna systemu,
BL - bezpieczenstwo ludzi,
KI - koszty instalacji,
KK - koszty konserwacji,
SP - straty popozarowe,
ZS - zakres stosowania,
KFZ - koszty falszywego zadzialania,
TIP - trudnosci instalacyjno - projektowe.
Wyliczaj^c wartosc oceny ogólnej w oparciu o wartosci zawarte w tabeli З dla poszczególnych systemów otrzymano nastçpuj^ce wyniki:
Tabela 4. Ocena uzytecznosci praktycznej stalych urz^dzen gasniczych
Nazwa systemu gasniczego Ocena ogólna
Urz^dzenia tryskaczowe З,42
Urz^dzenia mglowe wodne З,00
Urz^dzenia wykorzystuj^ce takie gazy jak: inergen, azot, argon З,28
Urz^dzenia wykorzystuj^ce fluorowcopochodne wçglowodoraw 2,85
Urz^dzenia gazowe na dwutlenek wçgla З,14
Urz^dzenia aerozolowe 2,71
Urz^dzenia redukuj^ce stçzenie tlenu З,14
Zródlo: opracowanie wlasne
б. Podsumowanie i wnioski
Stale urz^dzenia gasnicze staly siç bardzo popularnym rozwi^zaniem w zakresie ochrony przeciwpozarowej. Wci^z rozwijaj^. siç one pod k^tem skutecznosci i ekonomicznosci stosowania. Obecnie zdecydowany udzial w rynku maj^ tryskacze, ale coraz wiçksz^. popularnosci^ ciesz^. siç gazowe urz^dzenia gasnicze bazuj^ce na gazach obojçtnych i chlorowcopochodnych wçglowodoraw oraz systemy wykorzystuj^ce mglç wodn^.. Niedawno pojawily siç systemy zapobiegaj^ce powstawaniu pozarów poprzez obnizenie stçzenia tlenu w pomieszczeniu chronionym. Juz dzisiaj wyraznie widoczne jest, ze bçd^ one stanowily bezposredni^ konkurencjç dla systemów opartych na gazach.
Nieustanne badania prowadz^. nie tylko do weryfikowania mozliwosci poszczególnych systemów, ale równiez do opracowywania nowych ich rodzajów, które w bardziej skuteczny sposób utrzymuj^. pod kontrol^/gasz^. pozary. Wazne jest, zarówno dla producentów, jak i inwestorów, aby przepisy prawne nad^zaly za rozwojem technologicznym, a organizacje certyfikuj^ce/dopuszczaj^ce urz^dzenia do powszechnego uzytku wspieraly nowe rozwi^zania techniczne, jesli sluz^ one rzeczywistemu podniesieniu poziomu bezpieczenstwa.
Podsumowuj^c powyzsze opracowanie nasuwa siç pytanie: Czy którykolwiek z omawianych systemów mozna okreslic mianem optymalnego rozwi^zania w kazdych warunkach? Niestety, kazdy z systemów posiada swoje ograniczenia. Staraj^c siç, w sposób obrazowy przedstawic uzytecznosc poszczególnych systemów na potrzeby niniejszego opracowania oceniono w skali piçciostopniowej kazdy z systemów, ocenie opisowej przyporz^dkowuj^c wartosci liczbowe w celu wyliczenia sredniej oceny ( tabela З.). W tabeli 4 zawarte zostaly wyniki oceny koncowej kazdego z systemu, jej wartosc zostala wyliczona za pomoc^ wzoru 1.
Porównanie znajduj^ce siç w tabeli З moze wydawac siç subiektywne i zgeneralizowane, poniewaz nie podano jasnych i uszczególowionych warunków dla kazdego z kryteriów, jednak pomimo swoich wad pozwala znalezc wspóln^. plaszczyznç dla tych kilku, tak bardzo rózni^cych siç pomiçdzy sob^ systemów. Dodatkowo oferuje prosty model oceny i pomimo, ze ten sam system moze zostac róznie ocenione przez rózne osoby jednak najprawdopodobniej oceny te bçd^ na tyle zblizone, ze mozna powyzszy model uznac za prawidlowy.
Wskaznikiem, który wskazuje na poprawnosc powyzszego procesu myslowego jest istniej^ca sytuacja na rynku systemów gasniczych, a analiza poszczególnych punktów w tabeli pokazuje
dlaczego producenci wci^z poszukuj^ nowych rozwi^zan. Kazdy system ma zdecydowane braki w poszczególnych kwestiach, natomiast inne zdecydowanie wyrózniaj^. siç pozytywnie. Oczywiscie czçsto dla inwestora nie zawsze wada konkretnego systemu jest istotna, jesli chroniona bçdzie bezobslugowa serwerownia, zagrozenie stwarzane przez CO2 dla ludzi bçdzie pomijalnym czynnikiem dla którego mozna wprowadzic rozwi^zania zamienne.
0 wiele istotniejsze jest jego dzialanie gasnicze i skuteczne zapobiegniçcie ogromnym kosztom strat systemowych.
Cech^. charakterystyczn^. dla SUG-ów o której bezwzglçdnie trzeba pamiçtac jest ich rzadkie uzycie, co uniemozliwia biez^ce korygowanie ich dzialania. Moze siç okazac, ze po zainstalowaniu to urz^dzenie nigdy nie zadziala, lub zadziala po dlugim czasie od zainstalowaniu, dlatego tak wazne s^. regularne kontrole i przegl^dy konserwacyjne.
Dobieraj^c system gasniczy konieczne jest przeprowadzenie dokladnej analizy ryzyka pozarowego dla obiektu i w stosunku do jej wyniku dobranie optymalnego systemu gasniczego, czy zabezpieczaj^cego. Nie wyklucza to jednak zasadnosci analiz porównawczych systemów, poniewaz tego typu rozwazania pozwalaj^. na uwidocznienie zalet
1 wad poszczególnych rozwi^zan. Skonfrontowanie tej wiedzy z deklaracjami producentów przedstawiaj^cych swoje produkty w samych superlatywach stawia nas w uprzywilejowanej pozycji np. podczas rozmów handlowych.
Literatura
1. Fire Protection Handbook Nineteenth Edition , Arthur E. Cote Quincy, Massachusetts 2003;
2. Brinson A., Instalacje tryskaczowe stosowane do ochrony ludzi; Ochrona
przeciwpozarowa, „Ochrona przeciwpozarowa” 2005 nr 1, s. З8;
3. VdS 2815:2001-03 Zusammenwirken von Wasserlöschanlagen und Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (RWA) - Merkblatt zum Brandschutz;
4. VdS 2377:1998-12 Sprinkleranlagen - Grenzen der Einsatzmöglichkeiten;
5. Leszczak M., Krzywina P., Tryskacze specjalnego przeznaczenia do ochrony
magazynów; „Ochrona przeciwpozarowa” 2005 nr 2, s. 28;
6. Schremmer U. Technika mgly wodnej - mozliwosci i granice stosowania, [w:]
IV Konferencja krajowa. Stale urz^dzenia gasnicze (SUG), Józefów 2004;
7. Schlosser I. Normy i wytyczne dotycz^ce urz^dzen gasniczych gazowych, [w:]
IV Konferencja krajowa. Stale urz^dzenia gasnicze (SUG), Józefów 2004;
8. Tuzimek Z., Kubica P., Stale urz^dzenia gasnicze gazowe cz.2 - wprowadzenie do projektowania, http://www.sgsp.edu.pl, 23.07.2009;
9. Zbrozek P. Generatory aerozoli gasniczych wytwarzanych pirotechnicznie, Kwartalnik CNBOP „Bezpieczenstwo i Technika Pozarnicza” 2006 nr 2, 3, 4;
10. Sowa T., Systemy redukcji tlenu. Analiza praktycznego wykorzystania. Kwartalnik CNBOP „Bezpieczenstwo i Technika Pozarnicza” 2008 nr 4 s. 169 - 176;
11. NFPA 2010 Standard for Fixed Aerosol Fire-Extinguishing Systems 2006;
12. Rozporz^dzenie Ministra Spraw Wewn^trznych i Administracji z dnia 21 kwietnia 2006 r. w sprawie ochrony przeciwpozarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. Nr 80 poz. 563);
13. Rozporz^dzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 marca 2009 r. zmieniaj^ce rozporz^dzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadac budynki
i ich usytuowanie. (Dz. U. Nr 56, poz. 461);
14. John R. Hall U.S. experience with sprinklers and other automatic fire extinguishing equipment. NFPA January 2009;
15. Brinson A., Instalacje tryskaczowe stosowane do ochrony ludzi; Ochrona przeciwpozarowa, „Ochrona przeciwpozarowa” 2005 nr 1, s. 38;
16. Ochrona przeciwpozarowa wysokocisnieniow^ mgl^ wodn^. - HI-FOG; „Ochrona przeciwpozarowa” 2007 nr 2, s. 34;
17. Wn^k W., Kubica P., Szczelnosc pomieszczen chronionych stalymi urz^dzeniami gasniczymi; „Ochrona przeciwpozarowa” 2007 nr 3, s. 36;
18. NFPA 750 Standard on Water Mist Fire Protection Systems 2006;
19. NFPA 2001 Standard for Clean Agent Fire Extinguising Systems. 2000;
20. ISO 14520-1:2006 „Gaseous fire-extinguishing systems - Physical properties and system design- Part 1: General requirements.
21. Sowa T. Analiza porównawcza stalych urz^dzen gasniczych cz. I, Kwartalnik CNBOP „Bezpieczenstwo i Technika Pozarnicza” 2010 nr 1 s. ;
