تقنية الهواء الخالي من الأكسجين للوقاية من الحرائق
تقنية الهواء الخالي من الأكسجين للوقاية من الحرائق ، والمعروفة أيضًا باسم نظام تقليل الأكسجين ( ORS )، هي تقنية نشطة للحماية من الحرائق تعتمد على تقليل تركيز الأكسجين بشكل دائم في الغرف المحمية. وعلى عكس أنظمة إخماد الحرائق التقليدية التي عادةً ما تطفئ الحريق بعد اكتشافه ، فإن الهواء الخالي من الأكسجين قادر على منع الحريق.
وصف
في حجم محمي بهواء خالي من الأكسجين، يتم الاحتفاظ بجو خالي من الأكسجين عادي الضغط باستمرار: يعني نقص الأكسجين أن الضغط الجزئي للأكسجين أقل مما هو عليه عند مستوى سطح البحر، ويعني الضغط العادي الضغط أن الضغط الجوي يساوي الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر. عادة ما يتم استبدال 1/4 إلى 1/2 من الأكسجين الموجود في الهواء (أي 5 إلى 10٪ من الهواء) بنفس الكمية من النيتروجين : ونتيجة لذلك يتم إنشاء جو خالي من الأكسجين يحتوي على حوالي 15٪ من الأكسجين و 85٪ من النيتروجين. في بيئة خالية من الأكسجين عادية الضغط، لا يمكن للمواد الشائعة أن تشتعل أو تحترق عند تعرضها لمصدر اشتعال موضعي صغير الحجم. [1] لا يؤدي خفض مستوى الأكسجين إلى 15٪ إلى تحقيق الظروف التي لا يمكن فيها حدوث حريق أو إخماده. ومع ذلك، فإنه يقلل من احتمالية حدوث حريق عن طريق زيادة طاقة الاشتعال اللازمة، وهناك أيضًا مؤشرات على زيادة أوقات الاشتعال. [2]
التصميم والتشغيل
 | يحتاج هذا القسم إلى مصادر إضافية للتحقق . ( مارس 2024 ) |
يتم حقن الهواء الذي يحتوي على نسبة منخفضة من الأكسجين في الأحجام المحمية لخفض تركيز الأكسجين حتى يتم الوصول إلى تركيز الأكسجين المطلوب. بعد ذلك، بسبب تسرب الهواء ، يرتفع تركيز الأكسجين داخل الأحجام المحمية: عندما يتجاوز حدًا معينًا، يتم حقن الهواء منخفض الأكسجين مرة أخرى في الأحجام المحمية حتى يتم الوصول إلى تركيز الأكسجين المطلوب. يتم تثبيت أجهزة استشعار الأكسجين في الأحجام المحمية لمراقبة تركيز الأكسجين باستمرار.
يتم تحديد مستوى الأكسجين الدقيق الذي يجب الاحتفاظ به في الأحجام المحمية بعد تقييم دقيق للمواد والتكوينات والمخاطر. [3] تسرد الجداول عتبات الأكسجين التي تحد من الاشتعال لبعض المواد. بدلاً من ذلك، يتم تحديد عتبة الحد من الاشتعال من خلال إجراء اختبار اشتعال مناسب موصوف في مواصفات أنظمة منع الحرائق في الهواء الخالي من الأكسجين BSI PAS 95:2011. [4]
يتم تركيب أجهزة كشف الدخان في أحجام محمية لأن الهواء الخالي من الأكسجين، على غرار أنظمة إخماد الغاز ، لا يمنع عمليات الاحتراق والتحلل الحراري .
يتم إنتاج الهواء بتركيز أكسجين منخفض بواسطة مولدات الهواء الخالي من الأكسجين، والمعروفة أيضًا باسم وحدات تقسيم الهواء. هناك ثلاثة أنواع مختلفة من مولدات الهواء الخالي من الأكسجين: القائمة على الغشاء ، والقائمة على PSA ، والقائمة على VSA . عادةً ما يكون لمولدات الهواء الخالي من الأكسجين القائمة على VSA استهلاك طاقة أقل مقارنة بالمولدات القائمة على PSA والقائمة على الغشاء. يمكن وضع مولدات الهواء الخالي من الأكسجين داخل الغرف المحمية أو خارجها. يمكن دمج أنظمة الهواء الخالي من الأكسجين مع نظام إدارة المباني ويمكن أن تتضمن أنظمة لاستعادة الحرارة الناتجة عن مولد الهواء الخالي من الأكسجين والتي لولا ذلك لكانت هدر. [5]
يتم نقل الهواء الذي يحتوي على تركيز منخفض من الأكسجين إلى الأحجام المحمية من خلال أنابيب مخصصة أو ببساطة من خلال نظام تهوية موجود . في الحالة الأخيرة، لا تكون هناك حاجة إلى أنابيب أو قنوات مخصصة.
التطبيقات
| لا يستشهد هذا القسم بأي مصادر . ( مارس 2024 ) |
إن فوائد منع الحرائق بدلاً من إخمادها تجعل الهواء الخالي من الأكسجين مناسبًا للتطبيقات التي قد تتسبب فيها الحرائق في أضرار غير مقبولة. وعلى عكس أنظمة إخماد الحرائق التقليدية، لا يلزم وجود أنابيب أو فوهات مخصصة.
يتم استخدام الهواء الخالي من الأكسجين للوقاية من الحرائق في [ بحاجة لمصدر ] :
- مراكز البيانات / مرافق تكنولوجيا المعلومات والاتصالات
- تخزين العناصر ذات القيمة العالية
- أرشيف
- الفريزر والتخزين البارد
- مستودعات كبيرة
- مصانع الورق
- تطبيقات التراث
- الاتصالات
- محطة كهرباء فرعية
- المرافق
- تخزين المستندات
- مستودعات مرتفعة
يعد تقليل تدهور القطع الأثرية وتدهور الأغذية ميزة إضافية لتطبيقات مثل مستودعات الأغذية والتخزين والأرشيف.
استخدامات أخرى للهواء الخالي من الأكسجين
يمكن أيضًا استخدام أنظمة منع الحرائق بالهواء الخالي من الأكسجين لأغراض أخرى غير منع الحرائق، على سبيل المثال:
- التدريب على ارتفاعات عالية
- الصحة [ مطلوب مثال ]
- الحفاظ على القطع الأثرية والأشياء من التدهور أو الأكسدة
- حفظ الأغذية من التلف ، والمعروف باسم التغليف في جو معدّل .
إن الجمع بين الوقاية من الحرائق والمناخ الداخلي والحد من الآثار/تدهور الأغذية هو نهج جديد تمامًا لنظام السلامة من الحرائق.
التأثيرات على الصحة
لا يُسمح بأنظمة منع الحرائق التي تؤدي إلى انخفاض محتوى الأكسجين إلى أقل من 19.5٪ في الأماكن المشغولة دون توفير أجهزة تنفس إضافية للموظفين بموجب اللوائح الفيدرالية (OSHA) في الولايات المتحدة. [6]
ومع ذلك، يعتبر البعض أن الهواء الخالي من الأكسجين آمن للتنفس بالنسبة لمعظم الناس. [7] وقد أجريت دراسات طبية حول هذا الموضوع. واستنتج أنجيرير ونوفاك أن "بيئات العمل ذات تركيزات الأكسجين المنخفضة إلى حد أدنى 13٪ وضغط جوي طبيعي لا تشكل خطرًا على الصحة، شريطة مراعاة الاحتياطات، بما في ذلك الفحوصات الطبية والحد من وقت التعرض". [8] يقول كوبر وآخرون أن تركيز الأكسجين بين 17.0 و 14.8٪ لا يسبب أي خطر على الأشخاص الأصحاء بسبب نقص الأكسجين. كما أنه لا يسبب مخاطر للأشخاص المصابين بأمراض مزمنة متوسطة الشدة. تقل القدرة على العمل الشاق مع انخفاض التركيز مع انخفاض الوقت الذي يمكن أن يستمر فيه الجهد إلى مستوى منخفض جدًا تحت هذه المستويات، أقل من حوالي 17٪ قد يكون من الضروري أخذ فترات راحة خارج البيئة إذا كان من المقرر قضاء أكثر من 6 ساعات في الداخل، خاصة إذا تم إجراء أي مجهود بدني [9]
عادة ما يتم الحفاظ على كبائن الطائرات المضغوطة عند 75 كيلو باسكال، وهو الضغط الموجود على ارتفاع 2500 متر (8200 قدم)، مما يؤدي إلى ضغط جزئي للأكسجين يبلغ حوالي 16 كيلو باسكال، وهو نفس تركيز الأكسجين بنسبة 15% في تطبيق الهواء الخالي من الأكسجين عند ضغط مستوى سطح البحر. ومع ذلك، فإن الركاب خاملون ويتمتع أفراد الطاقم بإمكانية الوصول الفوري إلى الأكسجين الإضافي.
يجب اعتبار الهواء الخالي من الأكسجين هواءً نظيفًا وليس هواءً ملوثًا عند تقييم مخاطر نقص الأكسجين.
يتم توضيح المعلومات المتعلقة بالوصول إلى المناطق المحمية أي الغلاف الجوي الخالي من الأكسجين:
- منظمة العفو الدولية، مفتشي العمل؛
- سوفا، Schweizerische Unfallversicherungsanstalt؛
- DGUV، Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung؛
- UIAA، اللجنة الطبية للاتحاد الدولي لجمعيات جبال الألب.
المعايير والمبادئ التوجيهية المعمول بها، والتحقق من النظام
- وحدات نظام الوقاية من الحرائق بتقليل الأكسجين UL 67377 [10]
- BSI PAS 95:2011 - أنظمة منع الحرائق في الهواء الخالي من الأكسجين. المواصفات [4]
- VdS 3527en:2007 - أنظمة التخميد وتخفيض الأكسجين، التخطيط والتركيب [11]
- المعايير النمساوية الدولية
- ÖNORM F 3073: تخطيط وهندسة وتجميع وتشغيل وصيانة أنظمة تقليل الأكسجين
- ÖNORM F 3007: نظام تقليل الأكسجين
- ÖNORM F 3008: نظام تقليل الأكسجين - وحدة التحكم CIE UNIT
- TRVB S 155: متطلبات الهندسة والتركيب والتشغيل لأنظمة تقليل الأكسجين باستخدام النيتروجين في المباني من وجهة نظر تكنولوجيا الوقاية من الحرائق
- EN 16750:2017 أنظمة مكافحة الحرائق الثابتة - أنظمة تقليل الأكسجين - التصميم والتركيب والتخطيط والصيانة
- ISO 20338:2019 أنظمة تقليل الأكسجين للوقاية من الحرائق - التصميم والتركيب والتخطيط والصيانة
تم وضع معايير اعتماد هيئة التفتيش وفقًا لـ ISO / IEC 17010 للتحقق من قبل طرف ثالث لتوافق نظام منع حرائق الهواء الخالي من الأكسجين مع BSI PAS 95: 2011 و VdS 3527en: 2007 [12]
انظر أيضا
مراجع
- ^ https://www.nist.gov/publications/aircraft-cargo-fire-suppression-using-low-pressure-dual-fluid-water-mist-and-hypoxic بروكس، ج. إخماد حرائق شحنات الطائرات باستخدام رذاذ الماء منخفض الضغط ثنائي السائل والهواء الخالي من الأكسجين. NIST SP 984-2؛ NIST Special Publication 984-2؛
- ^ نيلسون، مارتن (2013). "المزايا والتحديات المرتبطة باستخدام التهوية بالهواء الخالي من الأكسجين كحماية من الحرائق". الحرائق والمواد . 38 (5): 559-575. doi : 10.1002/fam.2197 .
- ^ Chiti, Stefano (9 نوفمبر 2011). "دراسة تجريبية حول أداء الهواء الخالي من الأكسجين عند واجهة الوقاية من الحرائق وإخمادها" (PDF) . FIRESEAT 2011: علم الإخماد . مؤرشف من الأصل (PDF) في 24 ديسمبر 2013. تم الاسترجاع في 11 مارس 2012 .
- ^ ab "PAS 95:2011 أنظمة منع الحرائق في الهواء الخالي من الأكسجين. المواصفات". BSI.
- ^ تشيتي، ستيفانو؛ جينسن جير؛ فيردينجن أولا توماس (مارس 2011). "تكنولوجيا الهواء الخالي من الأكسجين: الحماية من الحرائق تتحول إلى وقائية". وقائع ورشة العمل الدولية حول السلامة من الحرائق وإدارتها .
- ^ "توضيح رفض إدارة السلامة والصحة المهنية لطلب التباين الخاص بـ FirePASS ومتطلبات حماية الجهاز التنفسي في الأجواء التي تعاني من نقص الأكسجين. | إدارة السلامة والصحة المهنية".
- ^ Burtscher, M; Mairer, K; Wille, M; Gatterer, H; Ruedl, G; Faulhaber, M; Sumann, G (2011). "التعرض قصير المدى لنقص الأكسجين في العمل والأنشطة الترفيهية في الصحة والمرض: أي مستوى من نقص الأكسجين آمن؟". Sleep Breath . 16 (2): 435–42. doi :10.1007/s11325-011-0521-1. PMID 21499843. S2CID 34051780.
- ^ أنجيرير، بيتر؛ نوفاك (مارس 2003). "العمل في ظل نقص الأكسجين الدائم للوقاية من الحرائق-التأثير على الصحة". الأرشيف الدولي للصحة المهنية والبيئية . 76 (2): 87-102. doi :10.1007/s00420-002-0394-5. PMID 12733081. S2CID 2923682.
- ^ كوبر، توماس. "العمل في ظروف نقص الأكسجين" (PDF) . الاتحاد الدولي لتسلق الجبال والتسلق. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2016-03-04 . تم الاسترجاع في 2012-03-10 .
- ^ "معايير الوصول".
- ^ "VdS 3527en - أنظمة التخميد وتقليل الأكسجين، التخطيط والتركيب". VdS.
- ^ "شهادة اعتماد أنظمة منع الحرائق في الهواء الخالي من الأكسجين". مؤرشف من الأصل في 19 يناير 2013.
.jpg/1280px-Mircom_Fire_Alarm_HornStrobe_(crop).jpg)
