Brannsikkerhet

Brannforebygging/Inertluft-systemer

1. Innledning

Inertluft-systemer er en brannforebyggende teknologi som brukes stadig mer i ulike sektorer, spesielt innen informasjonsteknologi (IT- og serverrom), lagre (smådelslagre, farlige materialer og fryselagre) og arkiver. Disse systemene reduserer oksygeninnholdet i luften til et nivå som forhindrer at det bryter ut brann, basert på hvilke materialer som oppbevares eller utstyret som beskyttes.

Denne teknologien kalles for brannforebyggende systemer eller Inertluft-systemer.

2. Inertluft-systemer

Det bryter ut en brann i Tyskland hvert andre minutt, og mange av dem forårsaker alvorlige skader. Enter det gjelder lagre, datasentre eller arkiver, så trenger alle bedrifter absolutt pålitelig brannsikring. Inertluft-systemer ble utviklet for å beskytte følsomme områder, ikke bare mot brann, men også mot giftige røykgasser og skade forårsaket av slukkemidler.

Konvensjonelle brannsikringssystemer er passive, noe som innebærer at de kun reagerer når en brann har brutt ut. Forebyggende Inertluft-systemer virker derimot allerede før branner starter: De fører nitrogen inn i luften i lukkede rom kontinuerlig for å redusere oksygenkonsentrasjonen. Dermed oppnås en atmosfære hvor det så og si er umulig for branner å bryte ut eller spre seg. 

3. Funksjonelt prinsipp – Beskrivelse av teknologien

Tre komponenter skal til for at brann skal utvikle seg: oksygen, varmeenergi og brensel. Hvis én av disse tre komponentene fjernes, er det ingen måte en brann kan bryte ut. Brannforebyggende teknologi er bygget på dette prinsippet. Ved å redusere oksygeninnholdet i luften «tar vi pusten fra ilden».

Antennbarheten til alle brennbare materialer er direkte knyttet til oksygenkonsentrasjonen i den omgivende luften. Å redusere nivået til oksygenkonsentrasjonen reduserer dermed antennbarheten tilsvarende. Når oksygeninnholdet i rommet er lavere, krever det mye mer energi å antenne et brennbart materiale. Energien som kreves for antenning er høyere enn energien som kreves for å opprettholde en brann. Lavere oksygenkonsentrasjon hemmer de kjemiske og fysiske prosessene som kreves for antenning betydelig. I et Inertluft-miljø er det derfor langt mindre fare for brannutbrudd enn under normale forhold, og branner vil ha mye mindre mulighet til å spre seg. Hvis oksygenkonsentrasjonen i den omgivende luften holdes under en viss grenseverdi, vil det ikke lenger være mulig for et materiale å ta fyr. Denne grenseverdien er materialspesifikk og kalles antenningsgrensen.

For faste stoffer vil en reduksjon av oksygennivået til under 20,9 vol-% 0₂ være nok til å øke brannsikringen, ettersom det reduserer intensiteten til forbrenningsreaksjonen. Når det valgte konsentrasjonsnivået er oppnådd, er brannsikringen etablert.

Oksygensensorer overvåker konsentrasjonsnivået i det beskyttede området kontinuerlig og sørger for at det holdes på den forhåndsbestemte verdien. Minst to oksygensensorer brukes til denne overvåkningen. De monteres på ulike steder innenfor det beskyttede området, for å gi redundante måleresultater.

4. Nitrogen – Hovedkomponenten i luften

Nitrogen føres inn i det beskyttede området for å redusere oksygenkonsentrasjonen til et nivå under den spesifikke antenningsgrensen for materialet. Når man tilfører nitrogen, endres sammensetningen av luften. Oksygeninnholdet reduseres, slik at det gjenværende oksygennivået ikke lenger er nok til å opprettholde en brann eller å la den spre seg.

Bruk av nitrogen som inertgass har betydelige fordeler: Nitrogen er ikke giftig og utgjør med 78,09 vol-% hovedkomponenten i normal luft. På denne måten kan Inertluft-systemer som bruker nitrogen oppnå maksimum og/eller fullstendig brannsikring, samtidig som det fortsatt er trygt for mennesker å gå inn i de beskyttede områdene. De naturlige egenskapene til nitrogen gjør at den fordeler seg jevnt med enten konstant eller varierende nivå på oksygenkonsentrasjonen, slik at disse nivåene holdes jevne i hele det beskyttede området.

5. Nitrogengenerering – Aktivert karbon vs. membraner

Siden nitrogen utgjør en så stor del av den omgivende luften, kan nitrogenet som behøves for å drive oksygenreduksjonssystemet genereres direkte på stedet. OxyReduct^®-systemene fra WAGNER Group skiller romluften fysisk i nitrogen- og oksygenmolekyler ved hjelp av én av to metoder – membranteknologi eller aktivert karbon.

5.1 Nitrogengenerering ved hjelp av membranteknologi

Membranmetoden er basert på at ulike gasser trenger gjennom ulike materialer med ulike hastighet. Her bruker systemet de ulike diffusjonshastighetene til hovedbestanddelene i luften – nitrogen (N₂), oksygen (O₂) og vanndamp (H₂O) – til å produsere en nitrogenstrøm. I denne metoden føres trykkluft gjennom en bunt med polymerfibre, også kalt membraner med hule fibre, i et aluminiumrør. Et separat materiale brukes på utsiden av disse membranene med hule fibre. Vanndamp og oksygen kan trenge gjennom materialet raskt, men nitrogen passerer gjennom mye saktere. Når luft passerer gjennom innsiden av disse hule fibrene, trenger vanndamp og oksygen raskt ut gjennom sidene, mens mesteparten av oksygenet holdes på innsiden av fibrene. På denne måten øker nitrogenkonsentrasjonen i luften betydelig ettersom den passerer gjennom de hule fibrene.

Hvor effektiv denne separasjonsmetoden er, avhenger hovedsakelig av:

• Strømningshastighet gjennom fibrene
• Trykkforskjeller langs fibrene

Lavere gjennomstrømningsfart og/eller høyere trykkforskjeller mellom innsiden og utsiden av membranene med hule fibre øker renheten til den genererte nitrogenstrømmen. Målet for oksygenkonsentrasjonen i nitrogenstrømmen i de beskyttede områdene er 5 vol-%. Membranmetoden for å separere nitrogen- og oksygenmolekylene skaper en jevn og kontinuerlig strøm.

Den tekniske implementeringen består i bunter av disse hule membranene i membranmoduler, hver med en gitt nitrogenkapasitet på et gitt renhetsnivå. Flere slike moduler kan installeres i en nitregengenerator, slik at man kan oppnå ulik kapasitet av nitrogen (m³/h). Generatoren inneholder en oksygenanalysator som sjekker renheten av nitrogenstrømmen i det beskyttede området ved å kontinuerlig måle det resterende oksygennivået og overføre denne målingen til en sentral kontrollenhet.

5.2 Nitrogengenerering ved hjelp av aktivert karbon

Prosessen for å generere nitrogen ved hjelp av aktivert karbon fungerer ved at atmosfærisk oksygen og nitrogen binder seg til spesielt behandlet aktivert karbon i forskjellig hastighet.

Strukturen til det aktiverte karbonet endres for å gi det en ekstremt stort overflate med mange mikroporer og submikroporer (med diameter 1 nm). Slik lagets pellets som kalles karbonmolekylsiler (CMS). Oksygenmolekyler i luften diffunderer betydelig raskere inn i porer av denne størrelsen enn nitrogenmolekyler. Dette øker nitrogeninnholdet i luften rundt pelletene.

Hvor fort molekylene binder seg avhenger av trykket. Ved maksimum trykk vil pelletene nå metningspunktet etter rundt 60 sekunder, og da må desorbsjon (oksygenekstraksjon) påbegynnes. Dette oppnås ved å senke trykket til det samme som trykket i den omgivende luften (PSA-teknikk) / til rundt 100 mbar (abs. – VPSA-teknikk) ved hjelp av en vakuumpumpe. Dette frigjør det bundne oksygenet fra porene igjen.

Den tekniske implementeringen av denne prosedyren innebærer at det aktiverte karbonet fylles i trykktanker, og deretter startes absorbsjonsprosessen (oksygenbinding) ved å sende en luftstrøm gjennom tankene på 7 bar (PSA) / 1,2 bar (VPSA) overtrykk. Dette trekker oksygenet ut av luftstrømmen, og nitrogenstrømmen som skapes, sendes så inn i det beskyttede området. Deretter følger desorbsjonsprosessen. For å opprettholde en jevn strøm av nitrogen, kobles to beholdere omvekslende til en trykkluftkilde, slik at én beholder alltid genererer nitrogen, mens den andre renses. Systemet bytter frem og tilbake mellom de to tankene omtrent hvert 60. sekund.

VPSA- og PSA-systemer brukes for å beskytte områder med veldig stort volum, som automatiske high bay-lagre. De produserer en stor mengde nitrogen og tilbyr enestående ytelse i kontinuerlig drift. VPSA-systemet er det nyeste og mest energioptimerte av de to metodene.

6. Bruksområder og krav

Bruksområder for Inertluft-systemer strekker seg fra IT-systemer, safer og arkiver til store lageranlegg, som automatiserte high bay-lagre, lagre for farlige materialer og fryselagre. Det er ingen begrensninger for bruken av Inertluft-systemer når det gjelder volumet som skal beskyttes. Inertluft-systemer passer spesielt godt for områder hvor å bruke konvensjonell slukketeknologi ville vært problematisk eller umulig, for eksempel i beskyttede steder eller områder med lav temperatur. De fungerer også godt for å beskytte utilgjengelige områder
og kan fullstendig eliminere risikoen for de skadene som kan oppstå ved bruk av konvensjonelle slukkemidler. Inertluft-systemer passer derfor spesielt godt for brannsikring av tekniske rom og utstyr som er avgjørende for selskapets overlevelse, ettersom skaderelatert nedetid er minimal sammenlignet med konvensjonell slukketeknologi. Brannforebyggende systemer er også en effektiv måte å beskytte områder med verdifulle gjenstander som kan ødelegges av vann, slukkeskum eller slukkepulver, som museer, arkiver og biblioteker.

De eneste stoffene de ikke kan beskytte effektivt, er de som kan brenne selv i omgivelser uten oksygen eller de som ikke trenger oksygen for å gi eksoterme reaksjoner.

6.1 Planlegging og montering

• Ved design av oksygenreduserte atmosfærer er det vikti å ta hensyn til lokale forhold (høyde over havet, temperatur, vær og vindforhold), andre kjemiske, biologiske eller fysioligiske faktorer (eks. kulde), grad av fysisk arbeid som skal utføres i området samt psykologiske og mentale stressfaktorer. Alle strukturelle, tekniske og organisatoriske HMS relaterte tiltak må dokumenteres gjennom risikoanalyse.
• Dersom installasjonen er over 700 moh. må det tas spesielt hensyn til den allerede reduserte oksygentilgjengeligheten i lufta ved design av inertluftsystem.
• Beskyttelsestiltak må tilpasses den laveste tillatte oksygenkonsentrasjonen for installasjonen. Typisk laveste kontrollområde - 0,1%.
• Det er ikke hensiktsmessig å benytte lavere oksygenkonsentrasjoner enn nødvendig for å hindre antennelse av aktuelle materialer. Lavere konsentrasjoner utgjør større strømforbruk.

6.2 Beskyttelsesmål

Beskyttelsesmål med Inertluft-systemer omfatter:

• Beskyttelse av mennesker
• Miljøbeskyttelse
• Beskyttelse av materielle verdier, som bygninger, teknisk utstyr, varer, verdipapir, data
• Driftsstabilitet ved å redusere risiko for brannrelaterte avbrudd og nedetid

6.3 Beskyttelseseffekter

Uavhengig av størrelsen på området de beskytter virker Inertluft-systemer ved å hindre materialer i å antenne og branner i å spre seg. Den brannforebyggende mekanismen er basert på teknologi som måler oksygennivåene i hele det beskyttede området og senker dem ved hjelp av kontrollert tilførsel av nitrogen. Et integrert system for tidlig røykdeteksjon sørger for at startende branner oppdages og rapporteres raskt. Systemet fjerner deretter energien fra antenningsprosessen, slik at brannen ikke kan utvikle seg videre.

6.4 Beskyttelsesnivåer

Beskyttelsesnivåene som et Inertluft-system må etablere og opprettholde for å sørge for brannsikring avhenger av antenningsgrensen til materialene i det beskyttede området.
Stoffene i det beskyttede området dokumenteres og identifiseres, slik at antenningsgrensene deres kan fastsettes. Hvis disse verdiene er ukjente for noen materialer eller objekter, må de fastsettes ved hjelp av etablerte testprosedyrer. Stoffet med lavest antenningsgrense fastsetter konsentrasjonen systemet designes for. For grupperelaterte risikoer avgrenses brannscenarioet ut fra kjente materialkonfigurasjoner. Dette gjør det mulig å samle slike objekter som en gruppe og tildele dem et fast mål for konsentrasjonsverdien.

6.5 Beskyttelsesplaner

WAGNER Group GmbH spesialiserer seg på systemteknikk og har utviklet og realisert spesifikke beskyttelseskonsepter for en rekke anvendelser. Etter å ha gjennomført en risikoanalyse og identifisert beskyttelsesmålene, bruker WAGNER disse som grunnlag for å lage en forebyggende OxyReduct^® løsning skreddersydd for kundens spesifikke behov. WAGNER har utviklet og definert følgende grunnleggende beskyttelseskonsepter:

7. Generell funksjonsbeskrivelse

Inertluft-systemer senker oksygennivåene innenfor det beskyttede området ved å føre inn nitrogen generert på stedet. Generelt består systemet av følgende moduler:

• Generering av trykkluft

• Filtrering

• Generering av nitrogen

• Sentral kontrollenhet

• Sensorer for oksygenmåling

• Enheter for varsling og signalisering

• Nettverk for tilførsel

Alle systemkomponentene er dimensjonert store nok til å levere den nødvendige nitrogenkapasiteten for hele det beskyttede området (eller alle beskyttede områder, med et system for flere områder) samtidig.

Komponentene for generering av trykkluft og filtrering klargjør luften for optimal behandling ved generering av nitrogen.

Trykkluft genereres (for eksempel) med en skruekompressor. Dette trinnet består i å trykksette inntaksluften til det nødvendige overtrykksnivået. Trykkluften kjøles også ned, og duggpunktet under trykk senkes.

Filtreringstrinnet renser ut oljerester og andre partikler fra trykkluften ved hjelpe av partikkelfiltre og aktivert karbonadsorbat. Dette maksimerer kvaliteten på trykkluften og sørger dermed for at nitrogengeneratorene holder lenge.

Trykket til trykkluften reguleres til et prosedyrespesifikt nivå for å gi optimal effektivitet ved generering av nitrogen. På dette punktet i driften genererer systemet maksimum mengde nitrogen per kWh av brukt elektrisk energi.

Nitrogen kan genereres ved hjelp av en av flere tekniske prosesser, avhengig av den påkrevde mengden. Det alle disse prosedyrene har til felles er at trykkluften som trekkes inn separeres i sine bestanddeler. Den nitrogenberikede gasstrømmen som skapes føres så inn i det beskyttede området gjennom et rør og ut gjennom åpninger.

I systemer med flere underseksjoner vil områdeventiler føre nitrogenstrømmen inn i området eller områdene hvor oksygenkonsentrasjonen er over aktiviseringsgrensen. Systemet oppdager avvik fra denne målte verdien og rapporterer dem til den sentrale kontrollenheten som feil. De andre gassene, som oksygenberiket luft, føres ut gjennom et annet rør.

Oksygennivåene i det beskyttede området måles kontinuerlig. I systemer med flere områder gjøres disse målingene separat for hvert underområde. Kontrollsystemet leser disse målingene og regulerer systemet på en slik måte at de forhåndsvalgte målnivåene oppnås og opprettholdes. Hvis ønskelig, kan systemet også registrere oksygennivåene i driftsrommet. Systemstatus og feilmeldinger vises til de ansatte og kan videresendes ved behov.

8. Forsyning av trykkluft

Den nødvendige luften for å generere nitrogenstrømmen trykksettes til det optimale nivået av overtrykk for den spesifikke prosedyren. Dette oppnås vanligvis ved bruk av en elektrisk drevet, oljesmult skruekompressor, som kan være i drift kontinuerlig og produsere en konstant, pulsfri strøm av trykkluft.

Luften som brukes til trykksetting hentes enten rett fra driftsrommet eller utenfra via kanaler. Under gunstige romforhold kan filtreringskomponentene foran kompressoren maksimere levetiden til kompressortrinnet. Sikkerhetsrelaterte måleverdier, deriblant

kompressorens sluttemperatur, duggpunkt og filterbelastning overvåkes av enheten som genererer trykket. Hvis grenseverdiene overskrides, genererer den en feilmelding og setter motoren i sikkerhetsmodus om nødvendig.

Etter kompressortrinnet renses trykkluften for oljerester (oljeseparator). Luften kjøles ned, filtreres og sendes tilbake til kompressorkretsen.

Den nå nesten oljefrie trykkluften kjøles ned til et trykkduggpunkt på +3 C ved hjelp av en lufttørker for kald trykkluft. Dette gjør at mesteparten av fuktigheten i den tidligere varme trykkluften blir kondensert ut. Denne kondensen inneholder ytterligere spor av oljeforurensning. En olje-vann-separator renser denne kondensen slik at vannfasen kan startes i et dreneringssystem. Før trykkluften forlater trykkluftgeneratoren sendes den gjennom et mikrofilter for å fjerne eventuelle gjenværende urenheter.

Hvis en passende forsyning av trykkluft eller nitrogen allerede er tilgjengelig på stedet, kan denne brukes til å forsyne Inertluft-systemet. For disse kildene gjelder forhåndsdefinerte kvalitets- og kvantitetskrav.

9. Systemvarianter

For å realisere anvendelsene og beskyttelsesmålene som er beskrevet inneholder Inertluft-systemer komponenter for å generere den nødvendige mengden nitrogen, for å regulere systemet og for å detektere pyrolyse.

Systemet kan også utstyres med en reservoartank for nitrogen som kan brukes til å senke oksygennivået raskt.

9.1 Inertluft-systemer med ulike oksygennivåer i drift

Ett enkelt sentralt oksygenreduserende system kan brukes til å beskytte ett område eller flere, dvs. strukturelt separate rom og fasiliteter. Prinsippet for et system over flere områder gjør det mulig å velge ulike nivåer for oksygenkonsentrasjon i hvert av underområdene.

9.2 Inertluft-systemer med mekanismer for raskt utslipp

Inertluft-systemer med mekanismer for raskt utslipp er utstyrt men en ekstra nitrogentank. Hvis det bryter ut brann, vil denne tanken brukes til å senke oksygennivået i det beskyttende området på bare noen sekunder for å slukke brannen. Systemet består derfor av to deler: Del 1 utgjør det VdS-godkjente (organisasjon for eiendomsforsikringsselskaper) Inertluft-systemet og må konfigureres i samsvar med VdS 3527. Del 2 består av et slukkesystem i henhold til VdS 2380. Del 2 av systemet kan avvike når det gjelder fyllingstid og målkonsentrasjon. Disse avvikene vil bli kontrollert i eksperimenter med VdS.

Del 1 av systemet må stilles inn med en øvre grense på maksimum 17,2 vol-% O₂. Hvis systemet konfigureres med høyere øvre grenser, må del 2 designes som et konvensjonelt slukkesystem i samsvar med VdS 2380, uten avvikene beskrevet ovenfor. Hvis den øvre grensen settes til 17,2 vol-%, kan den initielle konsentrasjonen også reduseres tilsvarende. Del 1 av systemet må bruke egnede tiltak, som angitt i VdS 3527 (alarmverdier, sikkerhetskonsept osv.) for å sikre at dette O₂-nivået opprettholdes. Hvis det velges en lavere initiell konsentrasjon, kan reservemengden av slukkegass i del 2 av systemet reduseres tilsvarende.

Systemstruktur og komponenter

Systemkomponenter for nitrogenslukking med 200 bar/300 bar brukes for å lagre nitrogen, fordele slukkemiddelet og føre slukkemiddelet inn i de beskyttede områdene. Kun systemutgavene uten pneumatisk/mekanisk forsinkelsesutsyr brukes.

I VdS-godkjente systemer utstyres del 2 av systemet alltid med en evakueringsalarm i samsvar med VdS 2380, med elektrisk tidsforsinket utløsning av slukkeprosessen. Dette er nødvendig for beskyttelse av eiendom. For å sørge for redundante alarmer i tilfelle brann, vil evakueringsalarmen i det berørte området utløses når meldingen om å bytte driftskonsentrasjon sendes til den sentrale kontrollenheten.

Inertluft-systemer med hurtigreduksjon kan designes for installasjon i én sone eller over flere soner. I installasjoner over flere soner brukes områdeventiler til å føre det raskt utslupne nitrogenet inn i det beskyttede området hvor brannen har blitt detektert. Hvis Inertluft-systemet beskytter områder med ulik størrelse, vil reservenitrogenet gruppekontrollert ved hjelp av VdS-godkjente komponenter, slik at bare den nødvendige mengden nitrogen føres inn i det beskyttede området.

Forsyningsrør
Rørnettet som brukes til å tilføre den raskt utslupne slukkegassen skal planlegges og konstrueres i samsvar med VdS 2380.

Brannalarmteknologi for hurtig-reduksjon

Ved brann må del 2 av systemet utløses av et branndeteksjonssystem som angitt i VdS 2095. Mekanismen for raskt utslipp utløses via et VdS-godkjent kontollpanel for branndeteksjon for å regulere slukkesystemer eller med en elektrisk kontrollenhet.

10. Beskyttelsestiltak for alle rom med oksygenredusert atmosfære

10.1 Strukturelle og tekniske tiltak

• Skilter som varsler om den oksygenreduserte atmosfæren må settes opp ved alle innganger, og adgang må forbeholdes autoriserte personer. Skiltene må samsvare med «Sikkerhet- og helseskilting på arbeidsplassen» i forskriften om skadeforebygging (ASR A 1.3) (Figur 2).

• En alarm må varsle med lyd hvis oksygenkonsentrasjonen er for lav.
• Alarmen må kunne oppfattes fra alle steder innenfor det oksygenreduserte området – dette må sikres med en sikret, akustisk alarm, og om nødvendig med et visuelt alarmsystem i tillegg. (Kravene til den sikre alarmen er angitt i DIN VDE 0833 del 1 utgave 2003-05.)
• Visuelle alarmer må også monteres på alle inngangene til det oksygenreduserte området. Disse visuelle alarmene må primært varsle med blinkende lys.

• Å slå av alarmen kan bare tillates når man har sørget for at uautoriserte personer ikke lenger kan få tilgang de oksygenreduserte områdene, for eksempel ved å låse inngangene.
• Målesystemet må designes på en slik måte at et funksjonstap eller en målefeil ikke i noe tilfelle kan lede til at minimumsgrensen for oksygen ikke blir oppdaget.
• En feil i målingen og kontrollsystemet må detekteres og signaliseres i god tid.
• Målesystemene må kalibreres og vedlikeholdes jevnlig av produsenten eller av personer med opplæring i samsvar med produsentens instruksjoner og arbeidsinstruksene deres. Kalibrering og vedlikehold må dokumenteres.
• Det må til enhver tid være mulig å slå av nitrogentilførselen til et rom manuelt fra et sikkert sted.
• Det må sikres at det er en homogen oksygenkonsentrasjon i hele det oksygenreduserte området.
• Den oksygenreduserte atmosfæren må forhindres i å spre seg til andre områder hvor den ikke er tiltenkt (f.eks. gjennom åpninger i veggen, kabelkanaler, gulvavløp, lekkasje gjennom dører, transportbånd osv.).

10.2 Organisatoriske tiltak

• Operatøren må henge opp driftsinstruksjoner for oksygenreduksjonssystemer, som omfatter driftsmanualene levert av produsenten og spesielt de nødvendige sikkerhetsinstruksjonene disse omfatter.
• Operatøren må gi alle personer med tilgang til de oksygenreduserte områdene opplæring basert på driftsmanualene, om mulige risikoer og nødvendige sikringstiltak, før de påbegynner arbeidet og igjen ved regelmessige intervaller, men minst hvert år. Opplæringen skal dokumenteres.
• Slik opplæring kan gis som en del av en generell jobbopplæring.
• Det må sikres at bare autoriserte ansatte med opplæring kan gå inn i rom med oksygenredusert atmosfære (adgangskonsept).
• Ansattes opphold i områder med oksygenredusert atmosfære må holdes så korte som mulig.
• Nivåene for oksygenkonsentrasjonen i oksygenreduserte områder må måles og loggføres minst hvert tiende minutt. Resultatene må arkiveres i minst ett år.
• Før arbeidet påbegynnes i rom med oksygenredusert atmosfære, og igjen med jevne mellomrom, må ansatte informeres og læres opp om farer, sikringstiltak og adferdsregler.
• Operatører av rom med oksygenredusert atmosfære må sikre at ansatte i eksterne firmaer også oppfyller alle relevante organisatoriske, personrelaterte og (hvis aktuelt) yrkeshelsemessige instrukser.
• Hvis redningstiltak iverksettes, må redningsmannskapene informeres om den oksygenreduserte atmosfæren før intervensjonen begynner. Det anbefales å bemerke dette i brannsikringsplanen.
• Det må alltid være mulig å kontakte personer utenfor de oksygenreduserte rommene fra innsiden (f.eks. interkom, telefon, radio ...).
• Hvis alarmen utløses, må rommet forlates umiddelbart.
• Ansatte som opplever ubehag må umiddelbart forlate det oksygenreduserte området. Hvis ubehaget går over i løpet av mindre enn 30 minutter, kan de gå tilbake inn i det oksygenreduserte området. Ellers, eller hvis symptomene kommer tilbake, må en lege konsulteres før den ansatte går tilbake inn i det oksygenreduserte området.

10.3 Inspeksjonsansvar

Operatøren må sørge for at Inertluft-systemet kontrolleres av produsenten eller av personer som har fått opplæring i henhold til produsentens instrukser. Dette må gjøres umiddelbart etter eventuelle uvanlige hendelser som kan ha hatt negativ innvirkning på sikkerheten. Hvis det oppdages defekter som utgjør en potensiell fare for mennesker, må Inertluft-systemet tas ut av drift.

Operatøren av Inertluft-systemet må sørge for at eventuelle oppdagede feil blir reparert.

11. Inspeksjoner

SAT

Operatøren må sørge for at produsenten eller en autorisert person gjennomfører en akseptansetest på Inertluft-systemet umiddelbart etter at systemet er installert og etter betydelige endringer i systemet. Denne testen må gjennomføres før idriftsettelse.

Rutinemessig vedlikehold

Operatøren må sørge for at produsenten eller en kvalifisert person gjennomfører en tilstrekkelig funksjonstest minst én gang i året. Spesielle omstendigheter i driften kan gjøres det nødvendig å gjennomføre hyppigere inspeksjoner.

Vedlikeholdslogg

Resultatet av inspeksjonene må registreres i en inspeksjonsrapport. Rapporten av akseptansetestene må beholdes i hele brannsikringssystemets levetid. Vanlige inspeksjonsrapporter må beholdes i minst fire år. Disse kan lagres elektronisk. Dokumentene må fremvises for kompetente tilsynsmyndigheter på forespørsel.

12. Prinsipper om yrkeshelse

Å oppholde seg i en oksygenredusert atmosfære kan sammenlignes med å oppholde seg i store høyder. Den viktigste psykologiske faktoren er oksygenets partialtrykk (p02). Når det gjelder yrkeshelse, kan faktisk høyde (hypobarisk hypoksi) og oksygenreduksjon (isobarisk hypoksi) regnes som like (relevante forskjeller forekommer bare over  ̴6.300 ̴m / below ̴9% O₂ as a result of differences in breathing mechanics due to lower air viscosity).

Avhengig av den valgte oksygenkonsentrasjonen og varigheten på oppholdet, kan oksygenredusert luft også forårsake symptomer på akutt høydesyke (hodepine, tretthet, kvalme, manglende apetitt, svimmelhet), men bare etter minst fem til seks timers uavbrutt opphold i et rom med oksygenkonstrasjon på under 14% (på havnivå).

Lengre eksponering for betydelig reduserte oksygennivåer (under 11 vol-%) kan medføre mer hyppige feil i visuelle oppgaver og logisk tenkning, i tillegg til økt reaksjonstid og begrenset koordinasjonsevne. For fysisk krevende arbeid må man regne med et ytelsestap på –10 % per 2 % O₂ -reduksjon, fra og med 17,4 vol-%.

Det reduserte oksygeninnholdet i luften og det lavere partialtrykket av oksygen dette medfører kan også utgjøre en fare for ansatte med alvorlige sykdommer og tilstander relatert til hjerte, sirkulasjon, åndedrett, lunger og blod. Risikograden avhenger av tilstandens alvorlighetsgrad og oksygenkonsentrasjonen. Generelt sett vil mennesker som ikke opplever pustevasker ved moderate anstrengelser (f.eks. å gå opp trapper) ikke være utsatt for økt risiko i omgivelser med oksygenkonsentrasjoner ned til 14,8 vol-%.

Analyser av den enkelte arbeidsplassen må gjennomføres for å fastsette alle nødvendige tiltak i forbindelse med ekstrem hypoksi (<13 vol-%). Av kontrollgrunner kan oksygenkonsentrasjonen stabiliseres på ± 0,2 vol-%. Denne graden av svingninger har ingen fysiologisk betydning og kan derfor aksepteres når det gjelder personlig sikkerhet.

Risiko klasser

Etter at brannforebyggende systemer basert på oksygenreduksjon ved hjelp av tilførsel av nitrogen kom på markedet og ble stadig mer populære, utstedte Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (lovpålagt ulykkesforsikring i Tyskland) direktiv BGI/GUV-I 5162, Arbeide i oksygenreduserte omgivelser, basert på en undersøkelse den bestilte, rapporterte erfaringer om temaet og annen internasjonal forskning. Undersøkelsen fra Universitetet i München viser at det er mulig å oppholde seg i oksygenreduserte omgivelser uten helserisikoer, men slike omgivelser må klassifiseres basert på graden av oksygenreduksjon.

Oksygenreduserte områder kan deles inn i fire risikoklasser, avhengig av den potensielle faren som er involvert:

• Risiko klasse 1 (O₂ konsentrasjon ≥ 17.0% vol.)
• Risiko klasse 2 (O₂ konsentrasjon < 17.0, ≥ 14.8% vol.)
• Risiko klasse 3 (O₂ konsentrasjon < 14.8, ≥ 13.0% vol.)
• Risiko klasse 4 (O₂ konsentrasjon < 13.0% vol.)

13. Yrkeshelseundersøkelser

Det må etableres et rammeverk for arbeid utført i oksygenreduserte områder.

Følgende tiltak anbefales for personer som går inn i oksygenreduserte omgivelser:

Risiko klasse 1 (O₂ -konsentrasjon ≥ 17,0 vol-%)

• Instruksjon

Risiko klasse 2 (O₂ konsentrasjon c < 17 ~ 14,8 vol-%)

• Opplæring
• Tilby legeundersøkelse
• Påse at det ikke foreligger eksisterende alvorlige tilstander

Merk:

• For risikoklasse 2, ta bare hensyn til de tilstandene som fører til at den påvirkede personen opplever merkbart eller begrensende pustebesvær etter lett anstrengelse (f.eks. gå opp en trapp).
• andre akutte eller kroniske tilstander (f.eks. diabetes) er ikke forbundet med økt risiko og behøver derfor ikke å tas hensyn til.

Ansatte som opplever ubehag når de jobber i et oksygenredusert miljø må forlate det oksygenreduserte området snarest. Hvis de føler seg helt bra igjen i løpet av 30 minutter, kan de gå inn igjen. Hvis ikke, eller hvis de får samme symptomer når de går inn igjen i det oksygenreduserte miljøet, må de gjennomføre en legeundersøkelse før de går inn igjen.

Risiko klasse 3 (O₂ konsentrasjon c < 14.8 ~ 13,0 vol-%)

• Opplæring
• Ansatte som skal utføre fysisk krevende arbeid i oksygenreduserte atmosfærer bør gjennomføre helsesjekk iht. tabell 2.
• Personer som opplever ubehag under arbeid i oksygenreduserte atmosfærer bør gjennomføre helsesjekk før de fortsetter arbeid i området.
• Regelmessige helsesjekker bør gjennomføres ved følgende intervall:

– minst én gang hvert 3. år for ansatte under 40 år

– én gang i året for ansatte på 40 år og eldre

14. Former for hypoksieksponering i arbeidet

(Kilde: UIAA)

I lys av den pågående debatten i flere land (Østerrike, Storbritannia, Frankrike og Tyskland) er det viktig å påpeke at (mild) hypoksi generelt sett ikke medfører noen fare. Det må tas hensyn til fem viktige faktorer når man fastsetter en risikoprofil for hypoksieksponering:

• Høyde / equivalent altitude (%O₂)
• Varighet
• Høydeprofil / acclimatisation (including intermittent hypoxia)
• Fysisk belastning
• Bosatte i lave områder vs høye områder. Disse fem faktorene kan settes sammen til minst 4 ulike profiler, med vidt forskjellige risikoprofiler.

Ekstremt kort eksponering

Ekstremt kort eksponering forekommer på høyder mellom 1.800 m og 2.500 m og i perioder på alt mellom noen minutter og noen timer.

I brannsikringsrom utstyrt med hypoksisystemer som skaper isobarisk hypoksi på 14,8–17 % oksygenkonsentrasjon (± 0,2) utsettes ansatte for en ekvivalent høyde på 1.700–2.600 m (basert på ICAO standardatmosfære, se fig. 2). Denne høyden er innenfor intervallet av såkalte «grensehøyder», noe som innebærer at kroppen viser de første reaksjonene på hypoksi. Avhengig av systemet varierer denne grensen mellom 1.500 m (noe økning i hvilepulsen) og 2.400 m (økt konsentrasjon av eytropoietin-serum (EPO)).

Høyder rundt denne grensen utgjør derfor ingen hypoksifare for personer med god helse. Personer med moderate kroniske lidelser er heller ikke i noen fare. Mulige risikoer for alvorlig syke personer vil bli dekket senere.

Under visse spesielle forhold kan ansatte blir eksponert for høyder mellom 2.700 m og 3.800 m i rom med brannsikring. Slik eksponering er begrenset til bare noen få timer og varer ofte under 60 minutter. Under slik eksponering står ansatte normalt fritt til å forlate hypoksiområdet til enhver tid hvis de føler seg uvel.

Flere populære aktiviteter eksponerer mennesker for ende større høyder, f.eks. skisport på 3.800 m (Europa) eller over 4.000 m (USA) eller veitrafikk på nesten 3.000 m (Europa), over 4.000 m (USA og Tibet) eller over 5.000 m (Sør-Amerika). I slike situasjoner er hovedproblemet ofte trykkendringen, spesielt for barn og personer med infeksjoner i de øvre luftveiene.

De eksponeringene av denne typen som foregår lengst («ekstremt kort eksponering») er lange flyturer, selv om disse i noen tilfeller også kan kalles «begrenset eksponering» (se nedenfor). Noen data tyder på at flere flyselskaper trykksetter kabinen til høyder utover ICAOs angitte grense på 2.400 m, spesielt i moderne fly. Generelt varer slik eksponering bare i noen timer. Ved høyder på opptil 3.000 m (eller også høyere) er det ingen fare for å utvikle høydesyke i dette tidsrommet. Akutt trykkforandring kan være hovedproblemet for denne gruppen, spesielt for personer med forkjølelse. Generelt sett føler alle seg vel i denne høyden, også gravide og barn. De eneste unntakene er personer med alvorlige, eksisterende lidelser (se nedenfor).

Innenfor denne gruppen med «ekstremt kort eksponering» er det en liten undergruppe som det gjelder spesielle betingelser for: Personer som trener andre til å akklimatisere seg for ekspedisjoner i ekstreme høyder, spesielt fjellklatrere, eller ansatte som gjennomfører slik før-akklimatisering for arbeid i veldig store høyder. Denne typen før-akklimatisering gjennomføres stadig oftere i isobariske hypoksifasiliteter. Deltakerne eksponeres for høyder på 5.300 m eller høyere. I de fleste tilfeller er slik eksponering begrenset til mellom noen få minutter og en halvtime. De spesifikke fordelene av isobarisk hypoksi ligger i det faktum at deltakerne kan når som helst kan gå tilbake til en normal atmosfære hvis de føler seg uvel.

Personer med visse eksisterende lidelser kan potensielt utvikle alvorlige helseproblemer ved slike høyder, mens friske personer generelt sett godt tolererer eksponering av denne varigheten: Eksponeringstiden er for kort til at deltakerne kan utvikle akutt høydesyke og for kort til å forårsake relaterte nevrologiske problemer. I flymedisin omtales denne perioden som «time of useful consciousness» (effektiv ytelsestid).

Fra og med 1.500 meter over havet reduseres maksimal arbeidskapasitetet med 10–15 % for hver 1.000 meters høyde, og personer i god fysisk form opplever proporsjonalt det største ytelsestapet.

Siden arbeidet som utføres i store høyder vanligvis krever relativt lite anstrengelser (estimert til 0,5–1,0 W/kg kroppsvekt), utgjør denne effekten vanligvis ingen begrensninger. Når krevende arbeid utføres over 3.000 m, blir O₂ gradvis en mer begrensende faktor, og personer som utfører slikt intensivt arbeid klarer ikke å stabilisere SaO2-nivået tilsvarende det som forventes for tilsvarende høyde i ro. Resultatet er at SaO₂ -nivået deres faller.

Denne typen arbeid må bare utføres av friske personer, og selv da må de antas å ha bare en begrenset arbeidskapasitet når man planlegger nødvendige aktiviteter og ressurser.

Denne artikkelen ble publisert i "Praxishandbuch Brandschutz 2016 - Grundlagen, Organisation, Recht, Arbeitshilfen” (“2016 Practical Guide to Fire Protection - Basics, Organisation, Law, Resources”) (Ed.: Scheuermann, Klaus, Dr.-Ing.).