IFEX TŰZŐR Kft.

TARTÁLYTŰZOLTÁSI ELJÁRÁSOK
ÖSSZEHASONLÍTÓ VIZSGÁLATA

1. CÉLKITŰZÉS

A jelenkori környezetbiztonsági követelmények és a vállalatvezetés, ezen túlmenően a tulajdonosok érdeke megkívánja, hogy egy tárolótartály égése során a környezetszennyezés és a várásnak legjobban megfelelő oltási technológia kiválasztása nem volt elvégezhető az egyes technológiák összehasonlítására alkalmas mérési eljárás, mérőszám hiányában, pedig a technológiai fejlődés az új oltási eljárások bevezetésének lehetőségét már megadja.
A fenti hiányosság megszüntetésére célul tűztük ki egy tűzoltási technológia minősítésére alkalmas eljárás kidolgozását és gyakorlati alkalmazásának kezdeményezését.

2. A MINŐSÍTÉS VIZSGÁLATI SZEMPONTJAI

A minősítési eljárásnak két szempontot kell figyelembe vennie: a környezeti hatásokat és a gazdasági érdekeket. A környezeti hatások, károk, tartálytűz esetében két részből tevődnek össze: a tartályban tárolt anyag égéséből származó levegőszennyezésből és az oltás során felhasznált oltóanyag által a talajban, a felszíni vizekben okozott környezeti terhelésből. A levegőszennyezés szempontjából az olyan oltási eljárás, illetve tágabb értelemben véve oltási stratégia előnyös, amely a tűz fellobbanásától számított legrövidebb idő alatt biztosítja a tűz eloltását.
A felhasznált oltóanyag mennyiségét a habanyag fajtája és a habalkalmazási technológia jó megválasztásával csökkenthetjük. A gazdasági érdek, az anyagi javakban keletkezhető gazdasági veszteségek és a cég imázsában esett kár, valamint a kieső munkaidő, az elveszett munkahelyek és a rekonstrukció ráfordításainak legkisebb értékre való csökkentése.

2.1 Környezetbiztonság

LEVEGŐSZENNYEZÉS

A levegőszennyezés mértéke szempontjából az olyan oltási technológia alkalmazása, illetve általában véve tűzvédelmi stratégia kívánatos, amelynél az égési idő a legrövidebb. Ebből a szempontból előnyösek az automatikus oltórendszerek, mert ezeknél elmarad az észlelés, riasztás, vonulás, szerelés ideje, az oltást érzékelő eszközök azonnal el is indítják az oltást. Az ilyen rendszerek elterjedését ajánlják a SEVESO egyezmény és az Egységes Környezethasznosítási Engedély eljárás (EKHE) előírásai.

A TALAJ ÉS A FELSZÍNI VIZEK SZENNYEZÉSE

A talajszennyezés csökkentése szempontjából a legfontosabb, hogy a lehető legkisebb oltóanyag-mennyiséggel oltsunk. Az egyes oltási technológiák oltóanyag-szükséglete a fajlagos, felületegységre felhasznált oltóanyag mennyiségének vizsgálatával hasonlítható össze. Számszerű adatokat két vizsgálati módszerrel nyerhetünk, a habhasznosítási tényező és/vagy a fajlagos felületi habterhelés mérésével, számításával. Ezeket a fogalmakat később részletesen tárgyaljuk.

2.2 Leggazdaságosabb eljárás

Ez a minősítő szempont figyelembe veszi az

elégett termékből vagy alapanyagból,
a tartály esetleges sérüléséből, a szükséges felújításból,
a tartályüzemidő-kiesésből származó kárt.

A kár mértéke közvetlenül összefügg az égési idővel.
Ezen kívül figyelembe kell vennünk

a tűzoltó technika, infrastruktúra, személyzet készenlétben tartásából,
az elhasznált tűzoltó eszközök, felhasznált tűzoltó anyagok és
a nem tűzoltói munkaerő felhasználásból származó összes költséget is.

Végül a környezetbiztonsági és a gazdaságossági szempontok figyelembevételével véleményt alkothatunk arról, hogy az adott feladat megoldására melyik eljárás a legalkalmasabb, melyik felel meg a Best Available Technics fogalmának az adott technikai fejlettségi szinten.

2.3 Üzembiztosság

A tűz eloltásának képessége mellett a lehetséges üzemzavarok bekövetkezésének kockázatát is figyelembe kell venni a mérlegeléskor.

3. EGY ADOTT TŰZOLTÁSI TECHNOLÓGIA JELLEMZÉSÉRE ALKALMAS ADATOK

3.1 Habhasznosítási tényező

Ismeretes, hogy oltás közben a tűzoltóhabot számos pusztító hatás éri, például

a kiszáradás,
a termikus kémiai bomlás,
a hab megmerülése közben keletkező emulzióképződés,
az erős termikus feláramlás következtében létrejövő habelragadás (főleg szabad sugárral való oltás esetén),
a falhatásból adódó veszteség,
a célzási veszteség stb.

Ezeknek hatására a habnak a habalkalmazási technológiától függően kisebb vagy nagyobb része elvész, a tűzoltás végén megmaradó habmennyiség az, amely az oltást valóban elvégezte, a habtakarót kialakította. Nyilvánvaló, hogy az olyan oltási technológia jobb, amelyiknél kisebb habveszteséggel kell számolnunk.

A habhasznosítási tényező számszerűen jellemzi egy-egy technológia jóságát a habfelhasználás szemszögéből. Ez a mérőszám tulajdonképpen egy hatásfok jellegű adat, kifejezi, hogy a teljes, az oltás során előállított habmennyiségnek hány százaléka maradt vissza az oltás befejezésének pillanatában. Azt mutatja meg, hogy a tartálytűzoltási folyamat során összesen előállított habmennyiségnek hány %-a hozta végül létre az oltást eredményező habtakarót.

? = (Voltási / Vösszes) x 100 %, ahol
?= a habhasznosítási tényező
Voltási= az oltás pillanatában a tartályban jelen levő, mérhető habmennyiség (m3)
Vösszes = az oltás során a tartályba bevezetett összes hab térfogata (m3)

Az oltás pillanatában jelen levő habmennyiség

Voltási = A x hátlagos, ahol A = a habbal betakart felület nagysága (m2),
hátlagos = a habtakaró átlagos vastagsága (m)

Az oltás során előállított, felhasznált habmennyiség

Vösszes = Iv x t, ahol t = a hab előállítási időtartama (min)
Iv = az oltás során alkalmazott habtérfogatáram (m3/min)

A gyakorlatban a habhasznosítási tényező meghatározása egyszerű adatok mérésével lehetséges az alábbi képlet szerint:

? = ((A x hátlagos) / (Iv x t)) x 100 %

? értéke 0 és 100 % között változik.

Értéke akkor 0, ha a tüzet nem sikerül eloltani. Ez azt jelenti, hogy egy adott, összesített (valószínűleg túl csekély) habtérfogatáramnál a penetrációs sebesség az oltás előrehaladtával 0-ra csökken, a habfront előremozgása megszűnik. Ettől kezdve a tűz folyamatosan felemészti a teljes bebocsátott habmennyiséget. A habintenzitás a kritikus érték alatt van. A kritikusnál kisebb haboldat-intenzitást megvalósító habtérfogatárammal a tüzet nem lehet eloltani, toltási = ?

? értéke akkor 100 %, ha a bevezetett habmennyiség veszteség nélkül, teljes térfogatában részt vesz a habtakaró kialakításában. Ilyen eset a hideg habterülési kísérletek során fordul elő, feltételezve egy igen jó minőségű stabil habot, amelynek önmagától való időbeli lebomlása nagyon csekély.

A habhasznosítási tényező alkalmazása a gyakorlati tűzoltás megtervezésénél fontos. Segítségével egy ismert habhasznosítási tényezőjű eljárás alkalmazása előtt kiszámíthatjuk a készletezendő habkoncentrátum mennyiségét, ehhez ismernünk kell a tűzfelület nagyságát, és be kell tartanunk az eljárásra jellemző habintenzitás-követelményt.

A habhasznosítási tényező értéke több paramétertől függ. A habanyag kémiai tulajdonságain túl az oltáskor alkalmazott haboldat-intenzitás befolyásolja a legnagyobb mértékben.

3.2 A fajlagos felületi habterhelés

A másik módszer, amellyel a habfelhasználás hatékonyságát, végső soron az oltás során felhasznált hab mennyiségét értékelni tudjuk, az egy négyzetméterre számított habfelhasználás, a fajlagos felületi habterhelés mérése, számítása.
Habbal való oltás tervezésénél minden jelenleg ismert szabvány vagy ajánlás a habalkalmazási intenzitás értékét tekinti alapvető fontosságú oltási paraméternek, és e mellé adja meg a várható oltási időt, illetve azt az időtartamot, amelyre a készletezendő habkoncentrátum mennyiségét számítani kell.
A habhasznosítási tényező tárgyalása során megállapítottuk, hogy a habfelhasználás hatásfoka igen erősen javul az intenzitás növelésével. Ennek magyarázata a gyors oltásban rejlik, a tűznek nincs ideje, hogy kifejtse habroncsoló hatását. Ismert az oltási idő – habintenzitás grafikus ábrázolása. Ez is azt mutatja, hogy érdemes az oltási idő rövidítésének érdekében az intenzitást drasztikusan megnövelni.

Egy oltási eljárás minősítésére az a mérőszám alkalmazható, amely megmutatja, hogy az eljárás ajánlói (a szabvány készítői) négyzetméterenként hány liter haboldat felhasználásával szavatolják (a gyakorlati tapasztalatokra támaszkodva) az oltás sikeres, biztonságos lefolyását. Ezt a mérőszámot fajlagos felületi habterhelésnek nevezzük.

Tartálytípus	Lobbanáspont Celsius fok	Oldatintenzitás l/min/m2	Ajánlott maximális alkalmazási idő min	Fajlagos haboldatterhelés Liter/m2
Merevtetős	› 52	13,3	3	40
Merevtetős	‹ 52	20,0	2	40
Úszótetős	› 52	13,3	3	40
Úszótetős	‹ 52	20,0	2	40

Az NFPA négy veszélyességi szintű tűz-havária esetet különböztet meg. Ezekhez különböző intenzitás és alkalmazási idő előírásokat rendel hozzá.
A fenti adatok alapján megbecsülhetjük a keletkező habtakaró vastagságát, ha egy 6-szoros kiadósságú habot feltételezünk. Az elvileg képződő habréteg vastagságok a táblázat sorrendjében: 56 cm, 84 cm, 146 cm, 219 cm. Ezeket az erősen eltúlzott habtkaróvastagság-értékeket azért kell a hagyományos felfogás szerint előírni, mert a kis intenzitással való oltás közben erős a habpusztulás, a habhasznosítási tényező értéke kicsi.
Az IFEX Mérnökiroda által kifejlesztett oltási eljárás, a Szuperintenzív Habelárasztás alkalmazása esetében kísérleteink, méréseink eredményes oltást mutattak az NFPA által ajánlott 94, 141, 244 és 366 liter/m2 értékek helyett 8 liter/m2 fajlagos haboldat felületi terhelés esetén is. Ennek ismeretében a tízszer vagy negyvenötször nagyobb fajlagos felületi haboldat-terhelés előírása túlzottnak nevezhető, gazdaságtalan és környezetbiztonsági szempontból erősen kifogásolható.
A Szuperintenzív Habelárasztás alkalmazása esetén ajánlott fajlagos felületi haboldatterhelés-értékek: (lásd alábbi táblázat)
Az ilyen fajlagos felületi haboldatterhelés esetében – különösen instant hab forrás igénybevételekor – reálisan számolhatunk 8-as kiadósságú habbal és igen kis habveszteséggel.
A létrehozott habtakaró vastagsága 32 cm! Figyelemre méltó a szigorú maximális megengedett habbevezetési idő előírás. Magas lobbanáspontú anyagok esetében.
3 percnél, alacsony lobbanáspontú anyagok esetében 2 percnél rövidebb idő alatt kell a teljes előírt hab (oldat) mennyiséget a tartályba bevezetni. Az oltás kevesebb, mint egy perc alatt lezajlik.

3.3 A biztonsági habtartalék mértéke

Az NFPA által ajánlott rendelkezésre tartási időnél a gyakorlatban legtöbbször rövidebb idő alatt sikerül az oltást befejezni. Ennek ellenére előfordultak olyan tartálytűzesetek, amelyeknél a teljes habmennyiség felhasználása sem hozta meg a várt eredményt.

Tartálytípus	Lobbanáspont Celsius fok	Ajánlott haboldatalkalmazási intenzitás l/min/m2	Ajánlott haboldatalkalmazási intenzitás min	Fajlagos felületi időhaboldat terhelés liter/m2
Merevtetős	› 52	4,7	20	94
Merevtetős	‹ 52	4,7	30	141
Úszótetős	› 52	12,2	20	244
Úszótetős	‹ 52	12,2	30	366

A Szuperintenzív Habelárasztási technológia alkalmazása esetén a habpusztulás elhanyagolható, ez az oltási eljárás – különösen automatikus kivitelben – az alacsonyabb fajlagos felületi habterhelés ellenére igen nagy biztonsági habtartalékokkal rendelkezik.

3.4 A tűz égési időtartama

Nem csak környezetbiztonsági, hanem gazdasági szempontból nézve is rendkívül fontos, hogy a tüzet a fellobbanásától számított legrövidebb időn belül eloltsuk.
A technológia, de még inkább az oltási stratégia megválasztásánál egyre fontosabb lesz ez az oltási eljárást jellemző szám.
Minden vizsgált technológia esetében kockázatelemzést kell végezni, ki kell számolni a működési bizonytalanság, a meghibásodás kockázatát, és képezni kell egy számot, ami a megbízhatóságot jellemzi. Ez az adat is része a technológia jósági fokára jellemző mérőszámnak.

4. A CÉL ELÉRÉSE

AZ OLTÁSI TECHNOLÓGIÁK ÖSSZEHASONLÍTÁSÁRA ALKALMAS JELLEMZŐ MÉRNŐSZÁMRA TETT AJÁNLÁS.

Javaslatunk szerint az eddigiekben tárgyalt minősítő paramétereket a vizsgált tűzoltási technológiára vonatkozóan egyetlen jellemző számban kellene összevonni.
Ezt a jellemzőt az alábbi képlet fejezi ki:

Technológiai hatékonysági foka = (habhasznosítási tényező x megbízhatóság) / a táz égési ideje

Az itt szereplő minden adat mérhető, számítható, így a technológia hatékonysági foka számszerűen kifejezhető.
Ennek felhasználásával kiválasztható a legmegfelelőbb tűzoltási stratégia, az alkalmazandó technológia, melynek előnye a gazdaságosság mellett a legkisebb környezeti terhelés.

Dr. Szőcs István