Welkom op dit VBE mini seminar

Transcriptie

1 Welkom op dit VBE mini seminar over blusaerosol Even voorstellen Ing. Jeroen van Essen Account Manager Protec Brandbeveiliging BV 12 jaar actief in de sector Heeft Stat-X in Nederland geïntroduceerd Lid van: Vebon VBE 1

2 Even voorstellen Kees van Toer Divisie Manager Protec Brandbeveiliging BV 35 jaar actief in de sector Lid van: Vebon, VBE (NOVB) college van deskundige brand KIWA Inleiding Door Prof. dr. Ira Helsloot bijzonder hoogleraar veiligheid aan de Faculteit Managementwetenschappen van de Radboud Universiteit Nijmegen. De leeropdracht is ondergebracht bij de leerstoel Bestuurskunde. En Antoin Scholten burgemeester van Venlo en voorzitter van de veiligheidsregio Limburg Noord 2

3 Inleiding Prof. Dr. Ira Helsloot Quote 1 Als er brand is moet je er zelf voor zorgen dat je op tijd buiten komt, dat kan niemand anders voor je doen. Branddetectie-systemen Brandblus-systemen Bouwkundige maatregelen Quote 2 Als je doden wilt voorkomen dat moet je dat aan de voorkant doen. Blussystemen Onderscheid We kunnen onderscheid maken in stationaire en mobiele blussystemen. Brandblus-systemen 3

4 Stationair en mobiel Stationair Slanghaspels, Sprinkler, Watermist, Schuim, Blusgasinstallaties. zuurstofverdringende blusgassen zoals CO2 en de inerte blusgassen, Inergen en Argonite, chemische h blusgassen FM200 NOVEC Mobiel Schuimblussers, Co2 (koolzuursneeuw) blussers, Poederblussers. Hoe ontstaat een brand Branddriehoek 1. brandbare stof 2. zuurstof 3. ontstekingstemperatuur 4

5 Hoe ontstaat een brand Een brand tetrahedron is een branddriehoek maar dan met de toevoeging van een extra component, de chemische kettingreactie. Hoe ontstaat een brand Branddriehoek en de variabele 1. brandbare stof 2. zuurstof 3. ontstekingstemperatuur 4. mengverhouding 5. katalysator 5

6 Blussende werking Water. Een goedkoop middel met een groot koelend effect. (temperatuur verlagen) Schuim De blussende werking van schuim berust op afdekking (zuurstof wegnemen) Poeder De poederblusser heeft een groot blussend vermogen. ( kettingreactie doorbreken ) Blussende werking Blusgas natuurlijk Met dit blusgas creëert men een zuurstofarme atmosfeer; de brand zal hierdoor doven. De meest bekende zijn Inergen en Argonite Blusgas chemisch Chemisch blusgas werkt warmteonttrekkend. De meest bekende hiervan zijn bekend als FM200 (HFC227ea) en NOVEC1230. Beide zijn toegestaan volgens het Kyoto-protocol. 6

7 Hoe ontstaat een brand Branddriehoek en de variabele De laatste factor van de brand tetrahedron is de katalysator. Een katalysator is een stof die de snelheid van een bepaalde chemische reactie beïnvloedt zonder zelf verbruikt te worden. Het grijpt dus in op de kettingreactie. De kettingreactie is leidend voor deze presentatie Blussende werking Poederblussers spuiten een poeder dat negatief katalytisch werkt op verbranding. Een halonblusser bevatte een gas dat negatief katalytisch werkt op verbranding door het voorkomen van de kettingreactie die plaats vindt bij verbranding. 7

8 Blusaerosol Blusaerosol Blusaerosol is NIET nieuw. De blussende werking van droge blusaerosol berust op het volgende : blusaerosol bl saerosol gaat een chemische en fysische reactie aan met de reactieve moleculen die ontstaan door de brand. HALON 1301 deed precies hetzelfde. Wat is de oorsprong 8

9 Wat is de oorsprong Start ontwikkkeling rond 1980 Ontwikkeling door de ruimtevaart organisaties NASA en SOJOEZ Ruimtevaartuigen bevatten veel bronnen van brand Bevinden zich veelal in gewichtloze omstandigheden Conventionele systemen onder druk zijn buiten de dampkring moeilijk toepasbaar Wat is de oorsprong Doel van ontwikkeling was, het moest zijn : drukloos niet vloeibaar onschadelijk voor mens, dier en materialen. licht van gewicht. klein en compact. snel en effectief blussen Het werd een blusaerosol op basis van kaliumnitraat 9

10 Hoe werkt blusaerosol Vaste blusstof Basis van alle aerosol blussers is kaliumnitraat KNO3 Start van de blusactie Door thermische ontleding van kaliumnitraat ontstaat kalium carbonaat K2CO3 Na ontleding Na de ontleding van het kaliumnitraat hebben de kaliumcarbonaat deeltjes een diameter kleiner dan 5 µm (fabricaat afhankelijk, bij Stat-X is dat 2 µm) Resultaat De deeltjes zijn zo klein dat ze in lucht een suspensie vormen gedurende 30 tot maximaal 120 minuten (afhankelijk van toepassing en fabricaat) Hoe werkt blusaerosol Twee blusreacties Bij binnendringing van de brandbron worden de aerosoldeeltjes opgewarmd. 1. de aerosol deeltjes absorberen de energie vanuit de brandbron ( koelend effect) 2. bij dat absorptie proces vallen de aerosoldeeltjes uiteen en vormen daarbij de zogenaamde vrije K radicalen, De feitelijke blusactie De K radicalen verstoren de aanwezige hydroxyl (OH) Hydroxyl y ontstaat bij brand uit zuurstof, O+, en waterstof, H+, en zorgt voor het in stand houden van de brand, de kettingreactie. Chemische reacties Door middel van de aerosol radicaal reacties worden stabiele kalium hydroxyde, KOH, moleculen gevormd, evenals water, H 2 O, koolhydroxide, CO 2, en stikstof, N 2. 10

11 Hoe werkt blusaerosol Omdat de deeltjes zeer klein zijn, hebben ze een relatief groot oppervlak, dat energie kan absorberen. Dat verlaagt de absorptie van energie, de vlam temperatuur en vertraagt reacties en de productie p oduc e van a radicalen ad ca e in de verbrandingszone. Dat in combinatie met de chemische en thermische effecten leiden tot het doven van het vuur. Aerosol als blusmiddel Wanneer de aerosoldeeltjes de vuurhaard binnendringen worden worden ze opgewarmd door de hete gassen in de omgeving, absorberen energie vanuit de vlammen waarbij ze uiteenvallen en vrije j kalium radicalen, K+,vormen. Deze K radicalen reageren met de O, H en Hydroxyl en daarmee is de brandketen doorbroken en het vuur dooft. 11

12 Aerosol als blusmiddel Het elimineren van de vrije radicalen van de brand wordt zichtbaar door de violette verkleuring rond de vlammen tijdens de feitelijke blussing. Door het onderbreken van de voortplanting neemt de vlam intensiteit en daarmee de hitte af. Zichtbaar is de afname van infrarood straling. Voordelen van blusaerosol 1. zeer snel en effectief met een langdurig blussende werking 2. getest en goedgekeurd op brandklasse A / B / C 3. geschikt voor object (bron) en ruimte blussing 4. te activeren door elke type brandmeldsysteem 5. thermisch en elektrisch activeerbaar, werkt dus ook stand-alone 12

13 Voordelen van blusaerosol Specifieke voordelen bij bron blussing: 1. relatieve eenvoudige oplossing 2. stand-alone werking 3. klein en compact 4. directe beveiliging bij en in een bron van brand 5. voorkomt brand voortplanting vanuit de bron 6. laag schade bedrag 7. lange beschermingstijd (30 tot 120 minuten) 8. lage investeringsgraad (kosteneffectief) Voordelen van blusaerosol Specifieke voordelen bij ruimte blussing: 1. geen bouwkundige voorzieningen nodig. 2. geen overdruk in de ruimte. 3. klein en compact. 4. ontrekt geen zuurstof. 5. lange beschermingstijd (30 tot 120 minuten) 6. drukloos (onderhoudsarm). 7. lage investeringsgraad (kosteneffectief) 13

14 De opbouw Er zijn meerdere fabricaten op de Nederlandse markt, de meest bekende zijn: Stat-X importeur Protec Firepro geen importeur meer DSPA door AFG Group Pyrogen geen importeur De opbouw Fase 1 de vaste blusstof wordt in de 1e luchtkamer omgevormd naar gasvormig, Fase 2 de gasvormige blusstof wordt via het oxidatie element ontdaan van de verbrandingsstoffen, Fase 3 via een 2e luchtkamer wordt het mengsel richting de koelkamer gevoerd, Fase 4 het mengsel wordt via keramische koelelementen verder gekoeld, Fase 5 het gekoelde mengsel verzameld zich in de tot dan toe nog gesloten uitstroomkamer, Fase 6 het membraam opent zich en de vlamdovende aerosol stroomt de bluseenheid uit. 14

15 De productie Stap 1 het draaien van de RVS cilinder De productie Stap 1 het draaien van de RVS cilinder Stap 2 het persen van het membraan 15

16 De productie Stap 1 het draaien van de RVS cilinder Stap 2 het persen van het membraan Stap 3 het vullen met koelmiddel De productie Stap 1 het draaien van de RVS cilinder Stap 2 het persen van het membraan Stap 3 het vullen met koelmiddel Stap 4 het plaatsen van de blusstof 16

17 De productie Stap 1 het draaien van de RVS cilinder Stap 2 het persen van het membraan Stap 3 het vullen met koelmiddel Stap 4 het plaatsen van de blusstof Stap 5 het plaatsen van de activator De productie Stap 1 het draaien van de RVS cilinder Stap 2 het persen van het membraan Stap 3 het vullen met koelmiddel Stap 4 het plaatsen van de blusstof Stap 5 het plaatsen van de activator Stap 6 het afsluiten van de bluscontainer 17

18 De productie Stap 1 het draaien van de RVS cilinder Stap 2 het persen van het membraan Stap 3 het vullen met koelmiddel Stap 4 het plaatsen van de blusstof Stap 5 het plaatsen van de activator Stap 6 het afsluiten van de bluscontainer Stap 7 eindcontrole en verpakken De productie Stap 1 het draaien van de RVS cilinder Stap 2 het persen van het membraan Stap 3 het vullen met koelmiddel Stap 4 het plaatsen van de blusstof Stap 5 het plaatsen van de activator Stap 6 het afsluiten van de bluscontainer Stap 7 eindcontrole en verpakken Stap 8 steekproefsgewijs testen 18

19 Beperkingen Brandblus-systemen Water (slanghaspels, sprinkler ) Veel restschade, gevaar bij niet in water oplosbare vloeistoffen en vetten. Schuim Veel restschade Schuimblussers Schuimblussing is onbruikbaar bij gas- en metaalbranden en vervelend restproduct Co2 (koolzuursneeuw) blussers Beperkte bluskracht, neemt zuurstof weg Poederblussers Veel nevenschade Beperkingen Chemisch blusgas Novec 1230 broeikaseffect GWP = 1 diverse ontledingproducten zijn schadelijk voor gezondheid en apparatuur (sterk corrosief) sterke temperatuursdaling kan schade en/of letsel veroorzaken. Brandblus-systemen Chemisch blusgas FM200 broeikaseffect GWP = 2900 atmosferische levensduur ALT jaar diverse ontledingproducten die schadelijk zijn voor gezondheid en apparatuur (sterk corrosief) sterke temperatuursdaling kan schade en/of letsel veroorzaken Bron de heer P. Wijnings. (Tyco/ADT) 19

20 Beperkingen Brandblus-systemen Natuurlijk blusgassen Inergen en Argonite Formule Inergen, argon, stikstof en koolstofdioxide Formule Argonite, argon en stikstof. Kenmerken zuurstof concentratie verlaagd tot 9,5 vol % noodzakelijke bouwkundige voorzieningen gecompliceerde WTK installatie de luchtverplaatsing (turbulentie) die bij een blussing ontstaat veroorzaakt kristallijnvervuiling ontledingsproducten die tijdens de blussing door een blusgas worden gevormd, vormen een gevaar eigenschap van snelle warmteopname heeft als nadeel dat te blussen object sterk afkoelt Bron Publicatie SDU Mobiele & Stationaire Blusinstallaties en Arepa Beperkingen Brandblus-systemen 20

21 Beperkingen Is blusaerosol schoon? JEIN blusaerosol is schoon Beperkingen Is blusaerosol corrosief? JEIN Blusaerosol hoeft niet corrosief te zijn 21

22 Beperkingen Kan een blusaerosol corrosiviteit veroorzaken? JA Maar doen branden dat dan ook niet? Haarlemmerolie Er bestaat dus GEEN voor alle type branden geschikt en 100% onschadelijk blusmiddel 22

23 Corrosie Kalium.. = zout Zout en vocht.= ionisatie Ionisatie.... = elektrolyt Elektrolyt... = corrosie Corrosie is de aantasting van materialen doordat hun omgeving op ze inwerkt. De bekendste soort corrosie is de aantasting van metaaloppervlakken door zuurstof en water in de lucht. Corrosiesoorten zijn: Zuurstofcorrosie, uniforme corrosie, zuurcorrosie, spanningscorrosie, corrosie door zwerfstromen, putcorrosie, spleetcorrosie en GALVANISCHE CORROSIE. Corrosie Kalium.. = zout Zout en vocht.= ionisatie Ionisatie.... = elektrolyt Elektrolyt... = corrosie Bij een eventuele corrosie met betrekking tot aerosol blussystemen praten we over GALVANISCHE CORROSIE. Dit is een ander soort corrosie wat altijd al aanwezig is (o.a. zuurcorrosie) Galvanische corrosie krijg je alleen i.c.m. water. Je hebt dus altijd een elektrolyt nodig om galvanische corrosie te krijgen. Het krijgen van corrosie is afhankelijk van de corrosiesnelheid en afhankelijk van de metalen waar het om gaat. 23

24 Corrosie Corrosie door aerosol blussystemen is eenvoudig te constateren, dat in tegenstelling tot corrosie veroorzaakt door ander blussystemen. Kalium.. = zout Zout en vocht.= ionisatie Ionisatie.... = elektrolyt Elektrolyt... = corrosie Door middel van de aerosol radicaal reacties worden stabiele kalium hydroxide, KOH, moleculen gevormd. In combinatie met water ontstaat alleen daardoor corrosieve werking. De hoeveelheid geproduceerde KOH is sterk afhankelijk van de samenstelling (recept) en is dus daarmee ook fabricaat afhankelijk. Corrosie Kalium.. = zout Zout en vocht.= ionisatie Ionisatie.... = elektrolyt Elektrolyt... = corrosie Protec adviseert bij server ruimten na blootstelling aan blusaerosol de volgende acties: 1. Verminder de relatieve vochtigheid naar <40% 2. Ventileren op een zo hoog mogelijke stand 3. Droog reinigen door reststoffen op te zuigen en/of weg te blazen 4. KOH meting doen, die de eventuele aanwezigheid van KOH aantoont 5. Als het laboratorium KOH aantoont dan actie 6 6. Servers en/of open elektronica grondig reinigen (nat re-conditioneren) 24

25 Corrosie Je kunt dus niet zomaar zeggen een aerosol blusmiddel is corrosief Corrosie Bij een brand komen altijd schadelijke stoffen vrij. Een van de meest voorkomende verontreiniging is een chloor-ionen verontreiniging. HCL ontstaat door verbranding van PVC. PVC wordt het meest toegepast in: S - Servers - Schakelkasten - Verdeelkasten - Techniekruimten - Communicatieruimten Bron Arepa 25

26 Corrosie Voorkomen is beter dan. Dus zorg er dus voor dat ongewenste blussingen voorkomen worden. Blus alleen als het echt nodig is. Bij een brand is corrosie geen issue meer. Corrosie HOE? 26

27 Voorkomen is beter dan.. Een onterechte blussing ontstaat door: 1 menselijk falen 2 onjuiste keuze en ontwerp van detectie 3 onoordeelkundig installatiewerk 4 ondeugdelijke apparatuur Een onterechte blussing is te voorkomen: 1 menselijk falen uitsluiten 2 toepassen van state of the art detectie 3 toepassing van vroegtijdige branddetectie 4 toepassen van blusvertragingen EN deugdelijke apparatuur en installatiewerk Voorkomen is beter dan.. State of the art detectie wat is dat Aspiratie-meldtechniek Geen rook maar branddetectie door middel van luchtmonstering uit de ruimte, server of schakelkasten (koolstofdetectie) Puntmeldertechniek In tweegroep en sensortechnisch detecteren optisch, thermische en CO sensortechniek Stuurvertragingstechniek Voorwaarden stellen voordat een bluscyclus kan worden gestart, alsmede 30 seconden stuurvertraging volgens EN OP/HT/CO 27

28 Toepassingsgebieden Het toepassingsgebied van blusaerosol is veelzijdig Toepassingsgebieden Motorcompartimenten Treinen Bussen Schepen Voertuigen 28

29 Toepassingsgebieden Industriële omgeving Ruimten CNC Machines Schakelkasten Verdeelinrichtingen Toepassingsgebieden Opslag en archief Gevaarlijke stoffen PGS Archief ruimten 29

30 Toepassingsgebieden Energie Schakelstations Verdeelruimten Trafostations Windmolens Gekeurd tot volt Toepassingsgebieden ICT omgeving Server ruimten Telecommunicatie 30

31 Bijzondere toepassing NASA Crawler Argumenten NASA Trillingsbestendig Compact Snel uitwisselbaar Eenvoudige montage Bijzondere toepassing Eurostar kanaaltunnel Argumenten Eurostar Trillingsbestendig Compact Snel uitwisselbaar Eenvoudige montage 31

32 Bijzondere toepassing Militair Argumenten US Defence Trillingsbestendig Compact Snel uitwisselbaar Eenvoudige montage Bijzondere toepassing Shell Martinez USA gasturbines Argumenten Shell Trillingsbestendig Compact Snel uitwisselbaar Eenvoudige montage 32

33 Bijzondere toepassing Woonhuizen De NEN 2768 stelt voor een meterkast in een woonfunctie de volgende eisen: De minimale inwendige maten: - Hoogte > 2100 mm - Breedte > 750 mm - Diepte > 310 mm Inhoud 0,48,m3 en in een meterkast komt voor: een A-B en C brand hout,elektriciteit en gasbrand. Uitgaande van de zwaarste categorie betekend dat 100 gr Stat-X blusaerosol. De meterkast is vaak ook een bergkast Eenheidsworst? Zijn alle blusaerosol fabricaten hetzelfde? NEEN de verschillen zijn soms groot 33

34 Verschillen volgens MSDS Samenstelling/Informatie over bestanddelen Gewichts-% CAS No. Firepro Kaliumnitraat Kaliumcarbonaat Magnesium Kunstharspolymeer DSPA Potassium nitrate (kaliumnitraat) > Cyanoguanidine (ammonium hydrogen carbonate ) < Formaldehyde (oligomeric reactie product met phenol) < Stat-X Potassium Nitrate (kaliumnitraat) Organis Resin (een hars uit koolstof gebaseerde materialen, voor binding) 16, Diciandiamide (dicyaandiamide) 8, Verschillen Verschillen in receptuur hebben ook een effect op de uitstoot. Verschillen zijn er in : dichtheid (nodig voor blussende werking) effectiviteit ( werkelijk uitstroom blusstof) uitstoot temperaturen uitstroomlengte De berekening van de hoeveelheid blusstof varieert dus per fabricaat 34

35 Reken methoden Startpunt is het volume van de ruimte/object. Brandklasse A, B, C of een combinatie bij E branden. Factoren waarmee rekening moet worden gehouden zijn: Verlies Lekkage Dichtheid van de blusstof Uitstroomlengte Voor een A klasse brand is meer gram blusstof per m³ nodig dan bij een B klasse brand. Al deze factoren zijn verschillend per fabricaat. 60 gram blusstof van Stat-X heeft niet dezelfde werking als 60 gram blusstof van Firepro. Voor het blussen van een Akl klasse brand is altijd meer blusstof nodig dan voor een B klasse brand. Reken methoden M = V x F x S M = massa (hoeveelheid benodigde effectieve aerosol) V = inhoud ( LxBxH ) F = brandklasse/grammen per m³ ( is per fabricaat verschillend ) S = veiligheidsfactor volgens NFPA 2010 = 30% Voorbeeld berekening met Firepro V = 75m³ x F = Klasse A = 55,2 gr x S = 1,3 = 5382 gram nodig effectief Een FP 3000 geeft effectief 1890 gr x 3 = 5670 gram 35

36 Berekening volgens BRL Blusmiddel Brandklasse Grammen per m³ Voorbeeldberekening Totaal Type units benodigd Stat-X A 64 gram 175 m3 x 64 gram gram 4 x 2500 / 1 x 1500 Firepro A 72 gram 175 m3 x 72 gram gram 7 x FP-3000 DSPA A 128 gram 175 m3 x 128 gram gram 7 x T-8-1 Normen & Standaards IMO UL NFPA

37 Normen & Standaards ISO BRL BRL Normen & Standaards EN54 - NEN NEN

38 Afsluiting Prof. dr. Ira Helsloot bijzonder hoogleraar veiligheid aan de Faculteit Management wetenschappen van de Radboud Universiteit Nijmegen sluit deze presentatie af. VRAGEN Dank u voor uw aandacht 38