Технология предотвращения пожара с пониженным содержанием кислорода, также известная как система снижения содержания кислорода ( ORS), представляет собой метод активной противопожарной защиты, основанный на постоянном снижении концентрации кислорода в защищаемых помещениях. В отличие от традиционных систем пожаротушения, которые обычно тушат пожар после его обнаружения, гипоксический воздух способен предотвратить пожар.
В объеме, защищенном гипоксическим воздухом, постоянно сохраняется нормобарическая гипоксическая атмосфера: гипоксическая означает, что парциальное давление кислорода ниже, чем на уровне моря, нормобарическое означает, что барометрическое давление равно барометрическому давлению на уровне моря. Обычно от 1/4 до 1/2 кислорода, содержащегося в воздухе (то есть от 5 до 10% воздуха), заменяется таким же количеством азота : как следствие, гипоксическая атмосфера, содержащая около 15 об.% Кислорода и Создается 85 об.% Азота. В нормобарической гипоксической среде обычные материалы не могут воспламениться или гореть. Таким образом, учитывая огненный треугольник, возгорание не может возникнуть из-за недостатка кислорода.
Воздух с пониженным содержанием кислорода вводится в защищенные объемы для снижения концентрации кислорода до тех пор, пока не будет достигнута желаемая концентрация кислорода. Затем из-за инфильтрации воздуха концентрация кислорода внутри защищаемых объемов повышается: когда она превышает определенный порог, воздух с низким содержанием кислорода снова вводится в защищенные объемы до тех пор, пока не будет достигнута желаемая концентрация кислорода. Кислородные датчики устанавливаются в защищаемых объемах для постоянного контроля концентрации кислорода.
Точный уровень кислорода, который необходимо удерживать в защищенных объемах, определяется после тщательной оценки материалов, конфигураций и опасностей. В таблицах указаны пороги содержания кислорода, ограничивающие воспламенение для некоторых материалов. В качестве альтернативы порог ограничения воспламенения определяется путем проведения надлежащего испытания на воспламенение, описанного в BSI PAS 95: 2011 Спецификация систем предотвращения воспламенения гипоксическим воздухом.
Детекторы дыма устанавливаются в защищенных помещениях, поскольку, как и системы газового пожаротушения, гипоксический воздух не препятствует процессам тления и пиролиза.
Воздух с низкой концентрацией кислорода производится генераторами гипоксичного воздуха, также известными как устройства разделения воздуха. Есть три различных типа гипоксических генераторов воздуха: мембрана на основе, PSA основе, и VSA основе. Генераторы гипоксического воздуха на основе VSA обычно имеют более низкое энергопотребление по сравнению с генераторами на основе PSA и мембран. Генераторы гипоксичного воздуха могут располагаться внутри или снаружи защищаемых помещений. Системы гипоксичного воздуха могут быть интегрированы с системой управления зданием и могут включать в себя системы для рекуперации тепла, вырабатываемого генератором гипоксичного воздуха, которое в противном случае было бы потрачено впустую.
Воздух с низкой концентрацией кислорода транспортируется в защищаемые объемы по специальным трубам или, проще говоря, через существующую систему вентиляции. В последнем случае специальные трубы или воздуховоды не требуются.
Противопожарные системы с пониженным содержанием кислорода могут также использоваться не только для предотвращения пожаров, но и для других целей, например:
Сочетание противопожарной защиты, микроклимата в помещении и уменьшения количества артефактов / деградации пищевых продуктов - это совершенно новый подход к системе пожарной безопасности.
Преимущества предотвращения пожара вместо его подавления делают гипоксичный воздух особенно подходящим для применений, где пожар может вызвать неприемлемый ущерб, а традиционное пожаротушение неприемлемо или непригодно. В отличие от традиционных систем пожаротушения, специальные трубы или сопла не требуются. В ситуациях, когда установка традиционной системы пожаротушения может создать серьезные проблемы, противопожарная защита может быть обеспечена с помощью гипоксичного воздуха.
Гипоксический воздух для противопожарной защиты лучше всего подходит для:
Уменьшение деградации артефактов и порчи продуктов питания является плюсом для таких приложений, как склады продуктов питания, хранилища и архивы.
Присущая системам с пониженным содержанием кислорода простота облегчает интеграцию экологичного проектирования зданий и инженерных систем противопожарной защиты.
Противопожарные системы, в которых содержание кислорода составляет менее 19,5%, запрещены для использования в жилых помещениях без предоставления сотрудникам дополнительных респираторов в соответствии с федеральным законодательством (OSHA) в США.
Однако некоторые считают, что воздух с пониженным содержанием кислорода безопасен для дыхания большинства людей. По этой теме были проведены медицинские исследования. Ангерер и Новак пришли к выводу, что « рабочая среда с низкой концентрацией кислорода до 13% и нормальным барометрическим давлением не представляет опасности для здоровья при соблюдении мер предосторожности, включая медицинские осмотры и ограничение времени воздействия ». Küpper et al. говорят, что концентрация кислорода в пределах 17,0–14,8% не вызывает никакого риска гипоксии для здоровых людей. Также он не представляет опасности для людей с хроническими заболеваниями средней степени тяжести. Способность к напряженной работе снижается по мере того, как концентрация снижается, и время, в течение которого можно поддерживать физическую нагрузку, становится очень низким ниже этих уровней, ниже примерно 17% может потребоваться делать перерывы вне окружающей среды, если в помещении необходимо провести более 6 часов., особенно если выполняются какие-либо физические нагрузки
Герметичные кабины самолетов обычно поддерживаются на уровне 75 кПа, давление обнаруживается на высоте 2500 м (8200 футов), что приводит к парциальному давлению кислорода около 16 кПа, что соответствует 15% -ной концентрации кислорода при работе с воздухом с пониженным содержанием кислорода при атмосферном давлении. давление на уровне моря. Однако пассажиры ведут сидячий образ жизни, и члены экипажа имеют немедленный доступ к дополнительному кислороду.
Гипоксический воздух следует рассматривать как чистый, а не загрязненный воздух при оценке опасности кислородного истощения.
Информация, касающаяся доступа к защищенным зонам, т.е. атмосфере с пониженным содержанием кислорода, проиллюстрирована:
Критерии аккредитации проверяющего органа установлены в соответствии с ISO / IEC 17010 для проверки третьей стороной соответствия системы предотвращения возгорания гипоксическим воздухом BSI PAS 95: 2011 и VdS 3527en: 2007.