Släcksystem med vattendimma en förnyad kunskapssammanställning

Sprinklerdagen 2015, 22 april 2015 Släcksystem med vattendimma en förnyad kunskapssammanställning Magnus Arvidson Fire Research SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Kontakt: magnus.arvidson@sp.se Telefon: 010-516 56 90 www.sp.se

SP Rapport 2014:30 Beskriver de senaste årens teknikutveckling inom området. Erfarenheter och resultat från verifierande försök för olika tillämpningar. Beskrivning av installationsregler samt provningsmetoder med dess tillämpningar. Ger exempel på goda såväl som dåliga erfarenheter från verkliga installationer. Se även SP Rapport 2001:26, Släcksystem med vattendimma en kunskapssammanställning.

Världens första automatiska högtrycksmunstycken(?)

Moderna automatiska högtrycksmunstycken

Fokus vid detta föredrag: Vattendimma som alternativ till vattensprinkler Exempel på tillämpningar Fängelseceller (läs rapporten för mer information). Låg riskklass. Övergolvs- och undertaksutrymmen (läs rapporten för mer information). Parkeringsgarage. Kulturbyggnader.

Vattendimma. I detta fall 26 liter/min vid 100 bar eller 2.1 mm/min.

System godkända av FM Approvals (2014) Tillverkare System K-faktor (metric) Minsta tryck [bar] Beräknat flöde vid minsta tryck (l/min) Maximalt avstånd mellan munstycken [m] Beräknad maximal täckningsyta per munstycke [m 2 ] Beräknad minsta vattentäthet [mm/min] GW Sprinkler A/S LOFLOW K15 Model O 15 6 36.7 3.5 12.25 3.0 Marioff Corporation Oy HI-FOG 2000 4.1 80 36.7 5.0 25 1.5 Tyco Fire & Building Products AquaMist AM29 8.5 7.6 23.4 3.7 13.7 1.7 VID Fire-Kill ApS Model OH- OS 16.5 10 52.2 3.7 13.7 4.0

Jämförelse baserat på två system godkända av FM Approvals HI-FOG 2000 Flöde per munstycke: 36.7 liter/min vid 80 bar. Täckningsyta per munstycke: 25 m 2. Verkningsyta: Nio munstycken (minimikrav). Dimensionerande totalt flöde: 330 liter/min. AquaMist AM29 Flöde per munstycke: 23.4 liter/min vid 7.6 bar. Täckningsyta per munstycke: 13.7 m 2. Verkningsyta: 140 m 2 (motsvarande elva munstycken). Dimensionerande totalt flöde: 257 liter/min. Traditionell sprinkler Vattentäthet: 4 mm/min. Verkningsyta: 140 m 2. Dimensionerande totalt flöde: 560 liter/min. Dimensionerande vattenflöde (liter/min) 600 500 400 300 200 100 0 Dimensionerande vattenflöde (liter/min) AquaMist AM29 HI-FOG 2000 Sprinkler System

Restriktioner Vattendimma (se FM DS 4-2) Maximalt 5 m takhöjd. Våtrörsystem. Nedåtriktade munstycken. Fast response munstycken, ofta med 2 mm eller 1.5 mm, 57 C glasbulb. Släta horisontella tak. Traditionell sprinkler (se FM DS 3-26) har samma dimensionering: Upp till och med 9 m takhöjd och 21 m 2 täckningsyta per sprinkler. För både våtrör- eller torrörsystem. För både nedåt- eller uppåtriktade sprinklerna. Oavsett om sprinklerna är standard eller fast response. Viss taklutning tillåten.

Traditionell sprinkler, cirka 1 bar = 6.5 mm/min.

Högtrycksystem, 60 bar.

Lågtrycksystem, cirka 8 bar.

Generalla observationer för parkeringsgarage Vattensprinkler Vattentäthet: 6.5 mm/min enligt standard. Täckningsyta per sprinkler: 3.5 m 3.5 m (12.25 m 2 ) enligt standard. Bra kylning av närstående bilar. Förhindrar brandspridning. Sämre kylning av varma brandgaser. Vattendimma (både hög- och lågtrycksystem) Större täckningsyta = större avstånd mellan munstycken. Drygt halva vattentätheten jämfört med sprinkler. Bra kylning av varma brandgaser = lägre gastemperatur vid taket. Skyddar takkonstruktionen. Sämre kylning av närstående bilar. Beror på lägre vattentäthet.

Tillförlitlighet felträdsanalys för system ombord på passagerarfartyg Typ av system Tillförlitlighet vid olika underhållsfrekvens Månatligt underhåll Årligt underhåll Traditionell sprinkler 99.5% ± 0.3% 93.7% ± 3.6% Vattendimma (generiskt) 96.8% ± 1.8% 69% ± 16% Vattendimma (förbättrad) 98.6% ± 0.8% 84.7% ± 8.3%

Goda såväl som mindre goda erfarenheter Goda Branden ombord på Star Princess. Släckt brand i korvfabrik. Mindre goda erfarenheter Automatiska munstycken på passagerarfartyg som inte aktiverar. Ändring i produktdatablad efter besiktningsanmärkning. Igensättning av systemets huvudfilter. Olyckstillbud med utläckande kvävgas. Vattenskada vid fullskaleprov. Igensatta munstycken vid anslutning till befintlig vattenkälla. Problem med rörkoppling, fördelning av vattendroppar, igensättning av filter, etc. Upprepad igensättning av huvudfilter. Utformning av returvattenledning.

Utvändig brand den 23 mars 2006.

Branden ombord på Star Princess Högtrycksystem dimensionerat för 280 m 2 (cirka 18 munstycken) vid 60 bar. Cirka 168 munstycken aktiverade vid branden. Systemet var i drift i fyra timmar. Systemtrycket sjönk till cirka 48 bar. Omkring 300 ton vatten distribuerades över tre däck och tre vertikala brandzoner. Åtta munstycken aktiverade inte. För sju av dem berodde det på att glasbulben var defekt. Trots detta förhindrades en katastrof!

Automatiska munstycken på passagerarfartyg som inte aktiverar (DNV) År 2012 genomförde Det Norske Veritas en undersökning på fyra passagerarfartyg äldre än tio år. Felfrekvens mellan 30% och 67% av de munstycken som provades. Ett specifikt fabrikat och typ av munstycke. DNV rekommenderar regelbunden funktionskontroll av munstycken.

Automatiska munstycken på passagerarfartyg som inte aktiverar (Bahamas) Ytterligare 80 fartyg har kontrollerats med ett litet stickprov om totalt 20 sprinkler. På 24 fartyg av dessa 80 fartyg hittades munstycken som inte fungerade. På dessa togs ett större stickprov. På 3 fartyg av dessa 24 fartyg uppfylldes kraven med ett större stickprovet. På 12 av dessa 24 fartyg krävdes byte av samtliga munstycken i flera eller alla sektioner. På 9 av dessa 24 fartyg är resultaten från det större stickprovet inte klara (augusti 2014). På ett fartyg tog ägaren beslut att byta alla munstycken baserat på resultatet från det mindre stickprovet. Slutsats: Enstaka munstycken som inte fungerade hittades på 24 av 80 fartyg (30% av fartygen). Många munstycken som inte fungerade hittades på 12 av 80 fartyg (15% av fartygen).

Automatiska munstycken på passagerarfartyg som inte aktiverar (Bahamas) Felaktiga munstycken från fyra olika tillverkare har hittats. Både hög- och lågtrycksystem. Det är primärt tre olika fel som hittats: Filter i munstycket igensatt av salt- och mineralavlagringar. Avlagringar inuti munstycken som gör att det inte aktiverar. Invändig korrosion i munstycken som gör att det inte aktiverar. Två tillverkare hävdar att grundkällan till felen är bristande vattenkvalitet.

Möjliga orsaker till problem (spekulation ) Högt eller lågt ph. Hög salthalt (NaCl). Hög vattenhårdhet = hög halt av kalcium- och magnesiumjoner = risk för kalkavlagringar. Låg vattenhårdhet = låg halt av kalcium- och magnesiumjoner = risk för korrosion. Mikroorgansismer. Dålig filtrering av vatten till sprinklersystemen = oönskade partiklar. Ofullständig renspolning av system = oönskade partiklar. Bristfälliga munstycksfilter. Rörmaterial som korroderar. Fel material och kombinationer av material i munstycken.

Åtgärdsförslag (förslag från Bahamas) Förslag till skärpta krav: Regelbunden funktionskontroll av munstycken. Tillverkarnas installationsrekommendationer behöver specificera lägsta vattenkvalitet. Vattenkvaliteten i vattentank, vid pump och i rörsystem behöver kontinuerligt kontrolleras. Systemen behöver utformas för att regelbundet kunna renspolas utan att munstycken demonteras.

Slutsatser: Vattendimma som alternativ till vattensprinkler Finns flera tillämpningar där vattendimma kan vara ett alternativ. Många godkända system på marknaden. Lägre vattentäthet men fler restriktioner. Erfarenhetsåterföring från verkliga installationer börjar komma. Tillförlitligheten en viktig frågeställning. Felträdsanalys kan vara ett sätt att förbättra och bedöma tillförlitligheten. Funktionen hos automatiska munstycken ett problem på passagerarfartyg. Vattenkvaliteten i systemen viktig. Betydelsen av regelbunden kontroll, provning och underhåll kan aldrig nog betonas.

www.sp.se