beim Einsatz von automatischen CO...

Schutz von Personenbeim Einsatz vonautomatischen CO2

Feuerlöschanlagen

Dipl. Ing. Guido Schroeder

Januar 2015

Probeflutung eines Walzgerüstes

Safer. Smarter. Tyco TM

Übersicht

Gefahren durch CO2 als Löschmittel

• Das Funktionsprinzip

• Die Gefährdung

Die Sicherheitsregel der Berufsgenossenschaft

• ZH 1/206

• BGR 134

• VdS 3518

• Ausblick

Die Anforderungen im Detail

• Anlagentechnische Anforderungen

• Organisatorische Anforderungen

Grenzfälle der Anlagentechnik

• Personenschutz / Sachwertschutz am Beispiel von Alumiumwalzgerüsten

Fazit

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Hochdruckanlage

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Löschmittelmenge in

Flaschenbatterie

gelagert

Plötzliches Öffnen

der Flaschen

Ausströmen des

kompletten Inhalts in

40 s

Aufbau einer

löschfähigen

Konzentration von

mindestens 34 Vol %

CO2

Ausgeströmte

Menge klar definiert


Niederdruckanlage

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Löschmittelmenge in

Großbehälter gelagert.

Öffnen des Bereichsventils

für vorausberechnete

Flutzeit

Physikalisch bedingte

Gasphase, oft ca. 10 s

Ausströmen des

notwendigen Löschmittels

in z.B. 40 s

Aufbau einer löschfähigen

Konzentration von

mindestens 34 Vol % CO2

Teilweise erhebliche

Nachströmmengen

Ausgeströmte Mengen oft

>1.000 kg


Gefährdung durch CO2

Der menschliche Körper erzeugt CO2 durch Verbrennung der Nahrung

CO2 – Konzentration in der Lunge: 2 bis 4 Vol %

Bei zu hoher CO2 – Konzentration in der Atemluft ist die Abgabe des menschlichen

Abgases in die Umgebung nicht mehr möglich, der Mensch erstickt.

MAK Wert 50 ppm

NOAL ( no abservabel effect level ) 5 Vol %

LOAL ( lowest observed effect level ) 5 Vol %

LBK ( Lebensbedrohliche Konzentration ) 5 Vol %

Mindestkonzentration beim Löschen: 34 Vol %

Restsauerstoffkonzentration bei 5 Vol % CO2: 19,9 %

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Beispiel

5 Vol% CO2 entsprechen ca. 0,1 kg/m³

Eingesetzte CO2 – Menge: 1.000 kg

Lebensgefährlich angereichert: 10.000 m³

Die Frage ist nicht, ob eine Gefährdung auftritt, sondern wann und wo.

Sicherheitsregeln beim Einsatz von CO2 sind zwingend notwendig

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ZH 1/206, Einführung 1988

Herausgegeben vom Fachausschuss Holz

Gültig für CO2 – Anlagen, bei deren Einsatz

Personen gefährdet werden können.

Einführung einer Vorwarn- und Evakuierungszeit

Einführung einer Alarmierung

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ZEFU – Rundschreiben 14/92

Entstanden im Arbeitskreis „Feuerschutz“ im Fachausschuss „Nahrungs- und Genussmittel“

„…da Fehlauslösungen ohne Vorwarnzeit in der Vergangenheit zu Gefährdungen geführt haben“

Einführung von 2 getrennten Alarmierungen

Einführung einer mechanischen Verzögerung

Keine CO2 – Freisetzung ohne vorherigen Alarm

Basis des bis heute gültigen Grundsatzes: „Personenschutz vor Sachwertschutz“

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ZH 1/206 Juli 1998, BGR 134 Januar 2004

Herausgegeben vom Fachausschuss Nahrungs- und

Genussmittel

Gültig für alle sauerstoffverdrängenden Gase

Fortschreibung der bisherigen Regeln

Erweiterung um organisatorische Maßnahmen

Inhaltlich unveränderter aktualisierter Nachdruck als

BGR 134 im Januar 2004, gültig bis heute.

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VdS 3518

Zusammenführung der BG Regeln BGR 134 und BGI 888

„… Die Richtlinien sind in Zusammenarbeit mit dem

Arbeitskreis Feuerschutz der gewerblichen

Berufsgenossenschaften und dem BVFA entstanden“

Das heute übliche Werk für die Sicherstellung des

Personenschutzes

Gültig für alle Löschgase

Einführung von Gefährdungsklassen

Betrachtung des „Verkehrsbereichs“

Überarbeitung in Verbindung mit der BG angedacht

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Ausblick

Neustrukturierung der BG und Neuordnung des

Regelwerks:

• DGUV Vorschriften

• DGUV Regeln

• DGUV Informationen

• DGUV Grundsätze

BGR 134 wird DGUV Regel105-001

BGI 888 wird DGUV Information 205–004

Grundsätzliche Gefahr, dass DGUV und VdS

inhaltlich divergieren

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VdS 3518, die Anforderungen im Detail

Die Gesamtverantwortung liegt beim Unternehmer

„…der Unternehmer kann bei Beachtung...davon ausgehen, dass er damit

geeignete Maßnahmen…getroffen hat“

„…schließen andere, mindestens ebenso sichere Lösungen nicht aus…“

Der Nachweis der Gleichwertigkeit ist ggf. schwierig zu führen und obliegt dem

Unternehmer.

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Gefährdungsklassen bei Auslösung von CO2 - Anlagen

Klasse I: Konzentration unter NOAEL ( 5 % ), allenfalls in

Kleinlöschanlagen bis ca. 100 kg möglich.

Klasse II und III: Konzentration über NOAEL, aber nicht lebensgefährlich, diese

Klassen sind in CO2 Löschanlagen nicht möglich ( NOAL,

LOAEL und LBK sind gleich )

Klasse IV: Lebensgefahr im Lösch- und Verkehrsbereich, bei CO2

Löschanlagen der Regelfall

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Anlagentechnische Anforderungen bei

Gefährdungsklasse IV

Mechanische Verzögerungszeit

• Mechanisches Uhrwerk

• Pneumatische Verzögerungseinrichtung

• Elektromechanischer Schrittmotor

Vorwarnzeit so, dass der „…gefährdete Bereich ohne Hast verlassen werden kann“, mindestens 10 s, höchstens 45 s

2 voneinander unabhängige Alarmmittel

• Gesicherte elektrische Alarmierung

• Pneumatische Alarmierung

• Zweite gesicherte Alarmierung bei elektromechanischer Schrittmotorverzögerung

Keine Freisetzung von CO2 ohne definierte Vorwarnzeit oder ohne Alarm, ohne Alarm und Verzögerung kann die Anlage nicht auslösen.

Blockierung für Arbeiten, bei denen die Verzögerungszeit nicht ausreicht, immer mechanisch.

Stopptaster im Einzelfall ( Wirksamkeit in Deutschland zweifelhaft )

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Personenschutz Hochdruckanlage

Bisherige

Technik

Patentierte,

neue

Technik

LöschmittelSteuergas

Mech./pneum.

Elektrisch

ElektrischeSteuerzentrale

Pneumatisch

Löschmittel

Elektrisch

Elektrisch

MElektrische

Steuerzentrale


Steuerung einer Niederdruckanlage

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Blockiereinrichtung

Immer mechanisch

Verhindert nicht die

Branderkennung

Verhindert nicht den Alarm

Verhindert nicht die Auslösung

Verhindert nur das Ausströmen von

Löschmittel

Elektrische Abschaltungen von

Meldern o.ä. sind sinnvoll, aber aus

BG – Personenschutzsicht im

Zweifelsfall wirkungslos.

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Organisatorische Anforderungen

Sicherstellen des bestimmungsgemäßen Betriebs

Erstellen einer Betriebsanweisung unter Berücksichtigung der vom Hersteller

gelieferten Bedienungsanleitung

Festlegen von Verhaltensregeln

• Verhalten im Brandfall

• Fluchtwege und Sammelplätze

• Sicherstellen der Blockierung im Bedarfsfall

• Wiederbelüftung nach einer Flutung

• Freimessung und Freigabe nach einer Anlagenauslösung

Regelmäßige Unterweisungen von Beschäftigten und Fremdpersonal

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Beispiele für Betriebsanweisungen

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Grenzfälle der Anwendung am Beispiel eines

Aluminiumwalzwerks, Problemstellung

Verwendung von Petroleumhaltigen Kühlmitteln, die bei

Prozesstemperaturen von ca. 50 Grad Celsius fein zerstäubt eingesetzt

werden.

Im Brandfall zündet das Gerüst in weniger als 1 s durch, bereits nach

einer Sekunde herrscht Vollbrand mit Temperaturen um 1.000 Grad

Celsius.

Brände treten prozessbedingt vergleichsweise häufig auf, teilweise

mindestens einmal im Monat.

Wasser ist als Löschmittel nicht geeignet, nach einer Löschung muss

das Walzöl samt Additiven gewechselt werden.

Vorwarn- und also Vorbrennzeit von mindestens 10 s ????

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Grenzfälle der Anwendung am Beispiel eines

Aluminiumwalzwerks, Lösungsansatz

Vorgeschaltete Walzspaltlöschung mit weniger als 100 kg in

Gefährdungsklasse 1

Nutzung der anlagentechnisch physikalisch entstehenden „natürlichen“

Verzögerungszeiten, insbesondere bei Niederdruckanlagen.

Nutzung des Ausbreitungsverhaltens der kalten CO2 - Wolke.

Besonders effektive Fluchtweggestaltung

Kompensation der fehlenden anlagentechnischen Voraussetzungen

durch organisatorische Maßnahmen.

Problematik aufgenommen in die Überarbeitung DIN EN 15094:

„Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsanforderungen an

Kaltflachwalzwerke“

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Probeflutung eines Walzgerüstes

Probeflutung eines Walzgerüstes, nach 30 s


Fazit

CO2 – Löschanlagen leisten einen unverzichtbaren Beitrag zum Sachwertschutz

von Produktionsanlagen.

Pro Jahr werden ca. 100 erfolgreiche Löschungen dokumentiert, dabei handelt es

sich nur um einen Bruchteil der tatsächlichen Auslösungen.

In den letzten 20 Jahren gab es in Deutschland weniger als 10 Auslösungen mit

Personenschaden.

Die Zusammenarbeit der BG, der VdS und dem BVFA hat seit Jahrzehnten dafür

gesorgt, dass die Anlagentechnik trotz des hohen Gefahrenpotentials sicher ist,

wenn die Sicherheitsregeln beachtet werden.

Der Fortbestand der Sicherheitsregeln ist allerdings gefährdet, die Industrie drängt

auf Vereinfachungen, die Neustrukturierung der DGUV hat zur Auflösung der

bestehenden Arbeitskreise geführt und erschwert derzeit die Bildung neuer.

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Fazit

Die Aufgabe für die Zukunft ist also nicht nur,

Rückschritte in den vorhandenen Sicherheitsregeln zu

verhindern, sondern die Anlagensicherheit von

Löschanlagen noch weiter zu erhöhen.

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