SI25530A - Javni sistem za gašenje z dovajanjem zraka z zmanjšanim odstotkom kisika na mesto požara - Google Patents

Abstract

Predmet izuma je sistem za gašenje z dovajanjem zraka z zmanjšanim odstotkom kisika, ki še omogoča preživetje, na mesto požara in onemogoča gorenje do prihoda gasilcev. Sistem omogoča, da preko posebne ali že obstoječe gasilne napeljave, ventilacijskega sistema ali podobnih napeljav, dovajamo mešanico zraka z zmanjšanim odstotkom kisika na mesto požara in na ta način ustvarimo okolje z zmanjšanim odstotkom kisika na mestu požara, kar povzroči in preprečimo širjenje požara.

Description

JAVNI SISTEM ZA GAŠENJE Z DOVAJANJEM ZRAKA Z ZMANJŠANIM ODSTOTKOM KISIKA NA MESTO POŽARA

Predmet izuma je javni sistem za gašenje z dovajanjem zraka z zmanjšanim odstotkom kisika, na mesto požara, ki še omogoča preživetje in onemogoča gorenje do prihoda gasilcev. Gre za drugačen način hranjenja gasilnih plinov. Običajno so se hranili gasilni plini v jeklenkah pod visokim pritiskom ta izum pa omogoča hrambo gasilnih plinov v cevovodu pri nižjih tlakih, kar poveča količino shranjenih plinov in ceno na enoto shranjenega plina.

Zaradi ekološke nesprejemljivosti uničevanja ozonske plasti so prepovedane halogenirane snovi za gašenje, uporaba dušika in ogljikovega dioksida pa je lahko nevarna za ljudi, saj jim ne omogoča več dihanja in jih zaduši.

Sistem omogoča, da preko posebne ali že obstoječe gasilne napeljave, ventilacijskega sistema ali podobnih napeljav, dovajamo mešanico zraka z zmanjšanim odstotkom kisika na mesto požara in na ta način ustvarimo okolje z zmanjšanim odstotkom kisika na mestu požara in preprečimo širjenje požara ter njegovo pogasitev.

Tehnični problem, ki ga predložen izum uspešno rešuje, je preprečevanje širjenja požara in njegova pogasitev predvsem na mestih, kjer zaradi specifičnih pogojev (visoke stavbe, nedostopnost gasilnih vozil ipd.) ni možno gašenje s standardnimi načini gašenja ali pa je to prepočasno in zato ne dovolj učinkovito.

Kot kažejo minuli požari predorih in v visokih zgradbah je težava gasilcev v tem, da ne morejo pravočasno priti v te objekte, gašenje pa je ob polnem razvoju požara onemogočeno.

Požari, kjer je na pogorišču večji odstotek kisika kot običajno (primer izpuščanje inštalacije za kisik v bolnišnici) se širijo pospešeno. Podoben efekt je ob močnem vetru v gozdnem požaru ali v predoru, tako imenovan »kaminski efekt«. V jedrskih podmornicah in rudnikih gasijo požare z manjšim odstotkom kisika v zraku, kar preprečuje gorenje in razvoj požarov.

Običajno se v prostor spušča mešanica iz jeklenk pod visokim tlakom različnih mešanic plinov. Ob tem lahko zlahka pride do prenizke koncentracije kisika v prostoru, ki je lahko nevarna za ljudi in živali, ki se znajdejo tam. V zraku je običajno 78,084 % dušika (N2), 20,947 % kisika (O2), 0,934 % argona (Ar) in 0,033 % ogljikovega dioksida (CO2). Ljudje lahko še preživijo pri do 12% kisika v ozračju, medtem ko požar ugasne pri 16-17%. V nadaljevanju bom opisal izvedbene primere uporabe sistema za gašenje z dovajanjem zraka z zmanjšanim odstotkom kisika na mesto požara in sicer izvedbo požarnega sistema po izumu pri pri gašenju visokih zgradb, gašenju javnih zgradb, posebnih objekotv in pri gašenju v predoru.

Izvedbeni primeri sistema za gašenje z dovajanjem zraka z zmanjšanim odstotkom kisika na mesto požara, se razlikujejo glede na mesto uporabe, kakor tudi na že obstoječo infrastrukturo. Tako je možno zrak z zmanjšanim odstotkom kisika v predor vpihniti v požarno cono iz cevi, ki je hkrati hranilnik zraka z zmanjšanim odstotkom kisika, pri gašenju javnih in visokih zgradbah pa lahko zrak z zmanjšanim odstotkom kisika dovajamo preko že obstoječega sprinkler sistema.

Izvedbo sistema po izumu na različnih objektih bom prikazal na osnovi zvedbenih primerov in slik, od katerih kaže: slika 1 shematski prikaz izvedbe sistema po izumu pri gašenju požara v visokih zgradbah; slika 2 shematski prikaz izvedbe sistema po izumu pri gašenju požara v predoru; slika 3 shematski prikaz izvedbe sistema po izumu pri gašenju požara v sistemu javnih zgradb.

Izkušnje, ki jih prinašajo požari v visokih zgradbah kažejo, da so stavbe prerasle zmožnosti gašenja in da so obstoječi sistemi tako rekoč slabo uporabni in dragi. Običajna draga preventiva pred požarom je danes predpisan šprinkler in požarna ventilacija, ki naj bi v primeru požara delovala consko in naj se po njej naj ne bi širil dim in požar. V igralnicah imajo ponekod povečan odstotek kisika, da bi se ljudje bolje počutili in ostali bolj budni in porabili več denarja v igralnici. Kot je pokazal požar v kuhinji hotela z igralnico so bile smrtne žrtve na vrhu hotela zaradi napačnega širjenja strupenih plinov. Poleg tega pa je požar še bolj nesmiselno gasiti z vodo, ker z njo ne smemo gasiti številnih snovi, ker voda pospešuje požar ali pa povzroči nevarnost električnega udara.

Novejši sistemi za gašenje poslovnih stavb, stanovanj in hotelov so šprinkler na vodno meglo, ki pa zahteva popolnoma nove inštalacije, ki so visokotlačne in iz nerjavečega jekla in sistem je občutljiv na zamašitev šob. Črpalke zahtevajo veliko energije in je tudi drago vzdrževanje sistema v stalni pripraljenosti.

Obstaja pa še sistem gašenja z posebnimi plinskimi mešanicami predvsem za gašenje računalniških centrov, ki pa so zelo dragi sistemi, ker je spravljen gasilni plin v visokotlačnih jeklenkah in industrija izkorišča dejstvo, da je takih sistemov relativno malo in da so obvezni v določenih prostorih. V visokih stavbah gasilske lestve sežejo omejeno, do največ 60 m, problem pa je, da so ob zgradbah parki ali pa podzemni prostori in je visoke lestve nemogoče dovolj trdno podpreti. Lestve ovira dim in le stežka bi rešili več ljudi. Poleg tega pa so ozke ceste in parkirana vozila, kar otežuje dostop. Ker tudi črpalke ne delujejo dovolj visoko smo omejeni z višino, druga ovira pa je seveda močan curek in dim po možnosti dim, ki spreminja smer glede na smer vetra in dinamiko požara ter toplotno sevanje, ki ovira delo na višinski lestvi ali ploščadi. Ogenj in gašenje povzroči ogromno škodo in uničenje. Gašenje zraka z zmanjšanim odstotkom kisika je tako rekoč podaljšanje gasilskih lestev saj omogoča, da se vsi varno umaknejo iz objekta in gasilci varno pristopajo, na lokacijo začetnega požara in je mogoče tudi ugotoviti razloge za požar.

Izvedba sistema po izumu pri gašenju požara v visokih zgradbah je prikazana na sliki 1. Sistem je mogoče priključiti na obstoječa šprinkler omrežja in ventilacijske sisteme brez večjih stroškov. Visoke zgradbe morajo imeti po novejših predpisih vgrajeno gasilno napravo. V primeru uporabe sistema po izumu je priključitev izvedena preko priključnega jaška 2 z ventili in napravo za kontrolo plina. V zgradbi je razvejano šprinkler omrežje 3 s šprinkler šobami 4. Poleg tega je v zgradbi tudi klimatska naprava 6 z etažnimi izpusti 7.

Pri začetnem požaru 8 je aktiviran najbljižji šprinkler 9, skozi katerega dovajamo zrak z zmanjšanim odstotkom kisika, ki umiri in lahko tudi ugasi začetni požar. Podobno lahko izvedemo tudi skozi etažne izpuste 7 klimatske naprave 8.

Zaradi dokaj velike dolžine javnega gasilnega omrežja je tudi volumen potrebnega zraka z zmanjšanim odstotkom kisika velik. Če je potrebno pa se lahko na določenih mestih omrežja nahajajo dodatni hranilniki zraka z zmanjšanim odstotkom kisika. Omrežje je sekcijsko deljeno, kar omogoča popravila ali sekcijske tlačne preizkuse.

Vsekakor je potrebna zelo dobra detekcija in pa primerna količina mešanice z zagotovljenim minimalnim odstotkom kisika, ki omogoča preživetje tako, da ne more priti do žepov s premajhno koncentracijo kisika.

Na sliki 2 sta prikazani dve možni izvedbi uporabe sistema za gašenje z dovajanjem zraka z zmanjšanim odstotkom kisika po izumu. V predorski cevi 10 že poteka cevovod 11 javnega gasilnega sistema na katero so priključeni izpustni ventilni moduli 12. Na obeh portalih imamo standardni tlačni posodi 13 in pa polnilno mesto.

Po prvem izvedbenem primeru je sistem mogoče napolniti s posebnim kompresorjem 13, ki s pomočjo membran ločuje kisik od dušika. Kar pa je dokaj drago in ni smiselno, ker tak sistem potem več let ne obratuje ali pa relativno zelo malo, samo za dopolnjevanje izgub, ki nastajajo zaradi netesnosti.

Druga možnost pa je da polnimo sistem z utekočinjenim plinom in ga ustrezno uplinimo pred polnitvijo tako, da se dušik in kisik mešata v plinasti fazi. V tem primeru je na tlačno posodo 13 priključen dovod 15 tekočega dušika s tekočim kisikom in dovod 16 toplotnega izmenjevalca za uplinjanje plina. Mogoče je tudi dodajati komprimiranemu zrako samo dušik, je pa težje zagotoviti natančen odstotek kisika v taki mešanici, kar lahko privede do zadušitve ljudi ali do neučinkovitega gašenja.

Na cevovodu 11 so nameščene ustrezne šobe in ventili 12. Prva vrsta ventilov je krogličnih in jih je mogoče daljinsko odpirati ali zapirati, kar omogoča ob manjšem požaru prihranek plina. Drugi ventili pa so membranski in se jih odpira z posebnim daljinskim vžigom in jih ni mogoče zapreti. Ob požaru ventilacija ustvari zračno zaveso v celotni širini predora in nadtlak, ki nastaja zaradi vpihovanja gasilnega zraka z zmanjšanim odstotkom kisika, preprečuje dotok zraka preko zračnih zaves. Ko tlak ustrezno počasi pada v cevovodu in se zaradi učinkovanja zračnih zaves izenači tudi tlak na obeh straneh požarne cone, je gasilni zrak v požarni coni stabilen in tako se še podaljša učinek gašenja. Prednost tega gašenja je, da deluje trenutno in da ob znižanju ravni kisika znižamo hkrati tudi temperaturo zaradi ekspanzije plina. Poleg tega pa je občutno manj dima in se vidljivost zaradi vpihovanja čistega zraka celo izboljša v požarni coni. Tako lahko omejimo požar tja do 30 minut do prihoda gasilcev.

Izvedba sistema po izumu pri gašenju požara v sistemu javnih zgradbah 18, kot so hoteli, muzeji, industrijski objekti, trgovine, stanovanja, skladišča, kinodovrane ipd., je prikazana na sliki 3.

Sistem razvit za gašenje predorov je mogoče koristno uporabiti kot javno gasilno omrežje, ki ga sestavlja mestni cevovod, ki je na moč podoben plinovodu. Pri tem se v cevovodu 11 nahaja mešanica zraka z zmanjšanim odstotkom kisika. Ker je dolžina cevovoda 11 lahko dokaj dolga je tudi volumen velik. Če je potrebno se lahko na določenih mestih cevovoda 11 nahajajo dodatni hranilniki gasilnega plina. Sistem je sekcijsko deljen, kar omogoča popravila ali sekcijske tlačne preizkuse. Tak sistem je mogoče priključiti na obstoječa šprinkler omrežja in ventilacijske sisteme brez večjih stroškov. Sistem je polnjen med 10 in 60 bari in ga je mogoče tudi pred vstopom v objekte 18 ustrezno reducirati.

Prednost sistema je, da je uporaben tudi za zelo velike prostore kot so dvorane, hangerji in deluje od spodaj navzgor, ker je gasilni zrak zaradi ekspancije težji. Kar je pomembno je zagotovitev ustreznega odvoda nadtlaka za odvod dima in zrak, ki ga mora gasilni trak izpodriniti. Torej obstoječa tehnika dimnih izpustov na strehi v ničemer ne ovira gašenja z zrakom in je sistem v celoti kompatibilen. V principu deluje kot »suhi šprinker« ki je napolnjen v krajih z nizko temperaturo z dušikom in ko pade tlak priteče še voda, ki je ustrezno zaščitena pred zmrzovanjem. Zato dejansko ni večjih neznank pri uporabi in že obstajajo tudi vsi ustrezni dokumenti in tehnične rešitve.

Prednost glede na suhi šprinkler je v tem, da je v sistemu za gašenje po izumu dovajan zrak z zmanjšanim odstotkom kisika in ni voda in ni dušik, kar zagotavlja preživetje tudi v zaprtih prostorih.

Ob požaru se samostojno sproži gašenje ob povečani temperaturi, ko se zaradi vročine zdrobi - in aktivira šprinkler ampula, in sistem prične takoj delovati lokalno, lahko pa se dovaja tudi gasilni zrak v nadstropje skozi ventilacijski sistem. Stroški delnega ali celotnega polnjenja gasilnega sistema se obračunajo lastniku zgradbe 18, kjer je gorelo in ob tem vsi, ki so priključeni na omrežje plačujejo še mesečno ali letno pristojbino za stroške gradnje in vzdrževanja. Lastniki takih omrežji so običajno mesto, lahko tudi podjetja, za pravilno uporabo in nemoteno delovanje pa skrbijo pooblaščena podjetja ali gasilske enote, podobno kot skrbijo za servisiranje in delovanje gasilnih aparatov.

Claims (3)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Sistem za gašenje z dovajanjem zraka z zmanjšanim odstotkom kisika, označen s tem, da deluje v javni mreži, ki je hkrati mreža in hranilnik zraka za gašenje z zmanjšanim odstotkom kisika.
2. 2. Sistem za gašenje, po zahtevku 1, označen s tem, da pri gašenju visokih zgradb in sistemov javnih zgradb uporabljamo inštalacije sprinkler gasilnega sistema oziroma klima instalacije, v katere vpihujemo zrak z zmanjšanim odstotkom kisika.
3. 3. Sistem za gašenje, po zahtevku 1 označen s tem, da se pri gašenju v predorih uporablja obstoječi cevovod gasilnega sistema, v katerega vpihujemo zrak z zmanjšanim odstotkom kisika.