Sauerstoffüberwachung und Verhütung von Bränden in hypoxischer Luft

Warum die Sauerstoffüberwachung für die Sicherheit der Bediener und die Brandverhütung entscheidend ist

Brandvermeidungssysteme mit hypoxischer Luft, auch bekannt als Sauerstoffreduzierungssysteme, werden in einer Reihe von Sektoren eingesetzt, insbesondere in Rechenzentren, Archivtresoren sowie in geschlossenen Lagerräumen und Lagern. Sie reduzieren die Sauerstoffkonzentration in der Umgebungsatmosphäre auf ein Niveau, unter dem ein Brand nicht mehr ausbrechen kann. Dies basiert auf dem Prinzip, dass es besser ist, das Brandrisiko proaktiv zu managen, als den traditionellen Einsatz von Gasflutungs- oder Wassernebelunterdrückungssystemen, die erst reagieren, wenn ein Feuer ausgebrochen ist.

Es gibt zwei herkömmliche Modelle zur Beschreibung des Brandrisikos: das ältere "Feuerdreieck" und das neuere "Feuertetraeder". Diese Modelle haben drei Elemente gemeinsam, die alle vorhanden sein müssen, damit es zu einem Brand kommt: ein brennbares Material, Hitze, um die Temperatur des Materials auf seine Zündschwelle zu erhöhen, und Sauerstoff, um die Verbrennung aufrechtzuerhalten. Der Feuer-Tetraeder fügt ein viertes Element hinzu: eine exotherme chemische Kettenreaktion im Material. Wird eines der ersten drei Elemente entfernt, kann kein Feuer entstehen, während das Entfernen des vierten Elements die Aufrechterhaltung eines Feuers verhindert.

Brandschutzsysteme mit hypoxischer Luft entfernen oder reduzieren im Wesentlichen eines dieser Elemente, den Sauerstoff, und ersetzen es durch ein inertes Gas.

Üblicherweise verwenden Systeme zur Verhütung von Bränden mit hypoxischer Luft eine Stickstofferzeugungseinheit, bei der atmosphärische Luft unter Druck durch Hohlfasermembranpatronen gepresst wird. Diese nutzen die Wirkung des Partialdrucks zwischen den inneren und äußeren Oberflächen jeder Hohlfaser, um die Trennung der Hauptbestandteile der Luft - Sauerstoff und Stickstoff - in zwei Gasströme zu ermöglichen. Ein alternatives System verwendet Druckwechseladsorptionsbehälter, bei denen die Adsorptionseigenschaften aktivierter Medien wie Kohlenstoff ausgenutzt werden, um Stickstoff von den anderen Gasen in einem Hochdruckluftstrom zu isolieren.

Der stickstoffreiche Gasstrom wird dann in den zu schützenden Bereich geleitet, wobei ein Netz von Sauerstoffsensoren zur Überwachung der Umgebungsgaskonzentration eingesetzt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Sauerstoffkonzentration im geschützten Bereich unter die vorher festgelegte Zündschwelle zu senken und zu halten.

Die Luft, die wir atmen, enthält 21 % Sauerstoff und 78 % Stickstoff. Der menschliche Körper kann innerhalb bestimmter Grenzen sowohl bei reduzierter als auch bei erhöhter Sauerstoffkonzentration normal funktionieren. In den USA und im Vereinigten Königreich beispielsweise wird der sichere Mindest-Sauerstoffgehalt bei Arbeiten in geschlossenen Räumen von den jeweiligen Gesundheits- und Sicherheitsgremien (OHSA und HSE) auf 19,5 % festgelegt, wobei die Obergrenze bei 23,5 % liegt.

Es ist möglich, außerhalb dieser Grenzwerte zu arbeiten, sofern strenge Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden. Dazu gehören je nach Umgebung die Verwendung von geeigneter PSA und vor allem geeignete Geräte zur Überwachung der Sauerstoffkonzentration in Echtzeit.

Aus Sicht der Brandverhütung ist es am sichersten, die Sauerstoffkonzentration auf das niedrigstmögliche Niveau zu senken. In Umgebungen, zu denen menschliches Personal Zugang haben muss, muss dies jedoch gegen die Gesundheit und Sicherheit des menschlichen Personals abgewogen werden, das den Bereich möglicherweise betreten muss, um z. B. wichtige Wartungsarbeiten oder den Austausch von Geräten durchzuführen. Daher wird eine Sauerstoffkonzentration zwischen 15 % und 16 % im Allgemeinen als bestmöglicher Kompromiss angesehen.

Moderne Sauerstoffüberwachungssysteme nutzen fortschrittliche Sensortechnik, um den Sauerstoffgehalt in Echtzeit genau zu messen. Sauerstoffüberwachungssysteme bestehen in der Regel aus einer Schalttafel, einem oder mehreren Sensoren sowie optischen und akustischen Alarmen und sind häufig mit Brand- und Gebäudemanagementgeräten vernetzt. Wenn die Sensoren eine Veränderung des Sauerstoffgehalts feststellen, die die vordefinierten Grenzwerte überschreitet, werden automatisch Alarme ausgelöst, um das Personal zu alarmieren und in einigen Fällen andere Sicherheitseinrichtungen wie Belüftungs- oder Feuerunterdrückungssysteme zu aktivieren.

Obwohl es mehrere Arten von Sauerstoffsensoren gibt, basieren die beiden effektivsten auf Zirkoniumdioxid oder elektrochemischen Technologien. Diese werden in unserer neuesten Generation von Gasenz-Sauerstoffmonitore

Unser Gasenz-Sauerstoffmonitore wurden für eine Vielzahl von kritischen Sauerstoffüberwachungsanwendungen entwickelt, insbesondere dort, wo Systeme zur Verhinderung von hypoxischen Luftbränden in Übereinstimmung mit Normen wie ISO20388 und UL67377 eingesetzt werden. Gasenz ist ein kompaktes, robustes und einfach zu bedienendes Gerät mit einem Messbereich von 0-25%, das die Sicherheit sowohl von wichtigen Anlagen als auch von Betriebspersonal gewährleistet. Die Gasenz-Geräte, die wahlweise mit elektrochemischen oder Zirkoniumdioxid-Sensoren ausgestattet sind, können mit einer Wechselstrom- oder einer 24-V-Gleichstromquelle betrieben werden und verfügen über konfigurierbare Alarme, die den Benutzer auf sinkende und steigende Sauerstoffwerte hinweisen, sowie über Lichtsäulen und akustische Signale.

Weitere Informationen finden Sie unter: Umgebungs-Sauerstoff-Analysator - Ntron Gasenz (processsensing.com).