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Jan 05, 2024

Aktiver / passiver Brandschutz

Dieses Technische Maßnahmendokument umfasst den aktiven und passiven Brandschutz

Dieses Technische Maßnahmendokument deckt aktive und passive Brandschutzsysteme ab und verweist auf relevante Regelwerke und Normen.

Zugehörige Dokumente zu technischen Maßnahmen sind:

Das relevante Kriterium der Stufe 2 ist 5.2.1.6(38) e, f

Aktive Brandschutzsysteme wie Wassersprinkler- und Sprühsysteme werden in der Prozessindustrie häufig zum Schutz von Lagerbehältern, Prozessanlagen, Verladeanlagen und Lagerhäusern eingesetzt. Die Aufgabe des Brandschutzsystems kann darin bestehen, den Brand zu löschen, den Brand zu kontrollieren oder einen Expositionsschutz bereitzustellen, um Dominoeffekte zu verhindern. Für einige Anwendungen können Schaumausgießer oder fest installierte Wassermonitore eine geeignetere Verabreichungsmethode sein als Sprays oder Sprinkler. Andere spezialisiertere Systeme, die Inertgase und Gase auf Halogenbasis verwenden, werden zum Fluten geschlossener Räume verwendet.

Passiver Brandschutz kann eine wirksame Alternative zu aktiven Systemen zum Schutz vor Schiffsausfällen darstellen. Dabei handelt es sich im Allgemeinen um eine Beschichtung aus feuerbeständigem Isoliermedium, die auf eine Behälter- oder Stahloberfläche aufgetragen wird. Es wird häufig dort eingesetzt, wo die Versorgung mit Wasser oder anderen aktiven Schutzmedien unzureichend ist, beispielsweise an abgelegenen Orten, oder wo es Schwierigkeiten bei der Handhabung des abfließenden Löschwassers gibt. Brandwände sind eine weitere Form des passiven Brandschutzes, die dazu dient, die Ausbreitung von Feuer und die Einwirkung von Wärmestrahlung auf benachbarte Geräte zu verhindern. Ein wichtiges Kriterium bei der Entscheidung, welches System für den Brandschutz am besten geeignet ist, ist die voraussichtliche Dauer der Brandexposition, da passiver Brandschutz nur bei kurzer Expositionsdauer (1–2 Stunden) wirksam ist.

Der Betreiber sollte nachweisen können, dass er über einen wirksamen und praktischen Plan zur Eindämmung und Bekämpfung von Bränden in seinen Prozessanlagen verfügt. Bei der Entscheidung, ob aktive und passive Brandschutzmaßnahmen erforderlich sind, sollten folgende Standortfaktoren berücksichtigt werden:

Aktive Feuerlöschsysteme müssen zuverlässig sein, und das Design des Systems sollte dies belegen. Die Gestaltung von Feuerlöschsystemen sollte bestimmten Standards entsprechen, wie etwa dem BS 5306 Code of Practice for Löschanlagen und -ausrüstung und dem Fire Offices Committee „Vorläufige Regeln für Mittel- und Hochgeschwindigkeitssprühsysteme“.

Der Standort von Gegenständen wie Schaum- und Wasserquellen sollte in sicherer Entfernung von gefährlichen Installationen liegen. Kritische Ventil- und Instrumentenkabel in der geschützten Installation müssen den Auswirkungen von Feuer und Hitze standhalten.

Das System sollte über eine sichere Wasserversorgung versorgt werden, die ggf. Elemente wie Notstrom-Dieselpumpen umfassen sollte. Die Konstruktion muss sicherstellen, dass das aktive Brandschutzsystem aufgrund anderer Anforderungen an das Wasserversorgungssystem während eines Brandes nicht unter Wassermangel leidet.

Die Auswahl der Medien richtet sich nach der geforderten Aufgabe. Dies kann zum Löschen des Feuers, zur Kontrolle des Feuers oder zum Bereitstellen von Expositionsschutz dienen. Arten von Löschmitteln sind:

Wasser wird als Löschmittel für Flüssigkeiten mit niedrigem Flammpunkt nicht empfohlen, wird jedoch in der gesamten Industrie häufig zur Brandbekämpfung und zum Schutz vor Gefahren eingesetzt.

Schaum ist ein wirksameres Löschmittel für Stoffe mit niedrigem Flammpunkt und wird häufig gegen Flüssigkeitsbrände eingesetzt. Es gibt verschiedene Schaumarten, am häufigsten wird jedoch Proteinschaum verwendet. Alkoholbeständiger Schaum wird für die Anwendung bei polaren Lösungsmitteln verwendet, bei denen die Schaumstabilität beeinträchtigt ist. Andere, speziellere Schäume wurden entwickelt, um verbesserte Löscheigenschaften zu erzielen, wie etwa Fluorprotein- und wässrige filmbildende Schäume. Der Schaum kann je nach Anforderung mit geringer, mittlerer oder hoher Ausdehnung geliefert werden.

Andere Stoffe wie Inertgase, chemische Pulver und Gase auf Halogenbasis (Halonen) können durch aktive Brandschutzsysteme abgegeben werden, diese werden jedoch in der Regel dort installiert, wo Prozessgeräte in einem Gehäuse wie einem Gasturbinengehäuse enthalten sind. Ein häufiger Einsatzbereich dieser Systeme ist der Schutz von Schalträumen und Schalttafeln. Aufgrund ihrer potenziellen Auswirkungen auf die Ozonschicht und anderer unerwünschter Auswirkungen auf die Umwelt ist in den letzten Jahren eine Abkehr von der Verwendung von Halonen zu verzeichnen.

Hinweise zur Auswahl von Brandbekämpfungsmitteln finden sich in BS 5306. Standardmäßige Materialsicherheitsdatenblätter sollten auch geeignete Brandbekämpfungsmedien angeben.

Für den Schutz von Schiffen vor Brandeinwirkung stehen verschiedene Arten des passiven Brandschutzes zur Verfügung.

Die auf Lacken basierenden Schutzsysteme werden üblicherweise nach dem Mischen der benötigten Komponenten auf die Oberfläche aufgesprüht. Ein verstärkendes Glasfasergelege oder ein Stahldrahtgeflecht wird aufgetragen, um Risse und Abblättern der Beschichtung im Brandfall zu verhindern und zusätzliche Festigkeit zu bieten, um den Auswirkungen von Hochdruckwasserstrahlen standzuhalten. Die Brandschutzbeschichtung wird zusätzlich durch eine witterungsbeständige Deckschicht geschützt. Die Brandschutzleistung der Beschichtungen hängt von der Dicke der Beschichtung ab. Fasermattensysteme bestehen aus feuerfesten Mineralfasermatten, die mit einem schützenden verzinkten Stahlblech verkleidet sind. Die Schutzfähigkeit des Systems wird durch die schlechte Wärmeleitfähigkeit des Systems gewährleistet.

Erdhügel werden häufig in der LPG-Industrie verwendet, wo Schiffe entweder ganz oder teilweise in einem Erdhügel vergraben sind. Das Vorhandensein des Erdhügels verhindert wirkungsvoll die Entstehung eines Feuers rund um das Schiff.

Brandwände werden manchmal in Prozess- und Lagerbereichen eingesetzt, um die Ausbreitung von Feuer zu verhindern und angrenzende Geräte vor Wärmestrahlung zu schützen. Diese können integraler Bestandteil eines Prozessgebäudes oder einer Lagerstruktur sein oder aus einer freistehenden Wand bestehen, die speziell für diesen Zweck gebaut wurde. Firewalls werden normalerweise aus Ziegeln, Beton oder Mauerwerk gebaut und die Anzahl und Größe der Öffnungen sollte auf ein Minimum beschränkt werden.

Die für aktive Brandschutzsysteme erforderlichen Förderraten und -dauern für verschiedene Anwendungsarten sind in BS 5306 festgelegt. Für den Brandschutz ist eine Wasserrate von 9,81 Litern/Minute/m2 über die freiliegende Schiffsoberfläche und ihre Stützen Standard. Zum Schutz vor geringerer Wärmestrahlung durch Brände benachbarter Einheiten sind geringere Wasserausbringungsmengen zulässig.

Bei passiven Brandschutzsystemen sollte der Betreiber über Lieferanten- oder Herstellerinformationen verfügen, aus denen hervorgeht, dass das eingesetzte Brandschutzsystem definierte Leistungskriterien erfüllt, die auf Standardtests basieren, die die am Arbeitsplatz wahrscheinlich auftretenden Brandbedingungen nachbilden. Typischerweise wird das Kriterium sein, dass eine geschützte Oberfläche während eines Standardtests in einem definierten Zeitraum eine bestimmte Temperatur nicht erreichen wird. Das Schutzsystem sollte die Anforderungen eines Pool-Brandtests erfüllen, wie er beispielsweise in BS 476 „Brandtests an Baumaterialien und Bauwerken“ beschrieben ist, oder eines Jet-Brandtests, wie er im HSE-Technologiebericht „Jet Fire Resistance for Passive Fire Protection“ beschrieben ist Materialien‘.

Aktive Brandschutzsysteme müssen gut gewartet werden, um ihre Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Insbesondere Systeme, die Wasser und Schaum auf Wasserbasis verwenden, sind anfällig für Rostablagerungen, die Sprinklerköpfe und Sprühdüsen verstopfen können. Es sollten Verfahren vorhanden sein, um eine regelmäßige Wartung und Prüfung der Systeme sicherzustellen. Wartungsverträge werden oft mit dem Lieferanten der Brandschutzanlage abgeschlossen. Aufzeichnungen über diese Aktivitäten sollten von den Standortbetreibern geführt werden.

Die Leistung passiver Brandschutzsysteme kann sich aufgrund von Witterungseinflüssen und Korrosion mit der Zeit verschlechtern. Durch Betriebs- und Wartungsarbeiten an der Anlage kann der Brandschutz beschädigt oder aufgehoben werden. Darüber hinaus kann die geschützte Oberfläche selbst unter dem Brandschutz korrodieren. Es sollten Verfahren vorhanden sein, um sicherzustellen, dass sowohl das passive Brandschutzsystem als auch die geschützte Oberfläche regelmäßig überprüft und gegebenenfalls repariert werden.

Aktive Brandschutzsysteme auf Schaum- und Wasserbasis können erhebliche Abwassermengen mit erheblichen potenziellen Umweltschäden erzeugen. Wenn aktive Brandschutzsysteme installiert sind, sollte die Gesamtkonstruktion der Anlage die Sammlung von Brandbekämpfungsabwässern vorsehen. Betriebsstandorte sollten im Rahmen ihrer Notfallpläne über Abwasserentsorgungspläne verfügen.

Wenn aktiver oder passiver Brandschutz installiert ist, sollten diese Systeme durch Hydranten an geeigneten Standorten gemäß BS 5908 unterstützt werden. Auch geeignete tragbare Feuerlöschgeräte sollten in der Anlage vorhanden sein.

Brandschutz auf Mörtelbasis wird üblicherweise verwendet, um tragende Stahlkonstruktionen vor dem Einsturz unter Feuereinwirkung zu schützen. Die Anwendung auf Behälterstützen und Stützkonstruktionen für Prozessanlagen ist dort Standard, wo mit brennbaren Stoffen in großen Mengen umgegangen wird.

Der Einsatz von Überschwemmungsanlagen zum Schutz von Flüssiggas-Lagertanks und Verladerampen ist in der Branche für alle bis auf die kleinsten Anlagen Standard. Als Alternative kommt passiver Brandschutz zum Einsatz, insbesondere Erdaufschüttungen von LPG-Behältern sind gängige Praxis. Große, durch Vordächer abgedeckte LPG-Flaschenanlagen sind normalerweise entweder mit fest installierten Wasserwächtern oder einer Sprinkleranlage ausgestattet.

Während aktiver Brandschutz keine Standardanforderung für Behälter mit brennbaren und leicht entzündlichen Flüssigkeiten ist, können Standortfaktoren wie unzureichende Abstände zu anderen Anlagen oder die Nähe zu bewohnten Gebäuden den Einsatz von aktivem oder passivem Brandschutz erforderlich machen, um eine Eskalation eines Brandes zu verhindern Ereignis. Wenn der Schutz entfernter Lagertanks erforderlich ist, wird üblicherweise passiver Brandschutz eingesetzt. Es ist jedoch keine übliche Praxis, Lagertanks an Orten zu schützen, an denen keine Gefahr für Menschen direkt oder durch einen Dominoeffekt besteht.

Sowohl das gehandhabte Material als auch die Größe des brennbaren Bestands und die örtlichen Brandbekämpfungsmöglichkeiten beeinflussen die Anforderungen an einen aktiven Brandschutz an einer Prozessstruktur. Insbesondere wenn sich Prozessanlagen, die erhebliche Mengen brennbaren Materials verarbeiten, innerhalb eines Gebäudes befinden und der Zugang zur Brandbekämpfung schlecht ist, sollten feste Brandschutzsysteme vorgesehen werden.

In Chemielagern kam es zu einigen schweren Bränden, insbesondere bei Allied Colloids Limited (21.7.1992). Die Überlegungen sind weitgehend die gleichen wie bei Prozessbetriebseinheiten. Für die Lagerung von hochgefährlichen Stoffen wie organischen Peroxiden in Lagerhäusern sollten feste Sprinkleranlagen mit Schaum oder Wasser vorhanden sein. Es ist jedoch zu beachten, dass die Wirksamkeit von Sprinkleranlagen in Lagerhallen bei hohen Besatzdichten eingeschränkt sein kann. Bei der Gestaltung solcher Systeme ist besondere Sorgfalt erforderlich. Weitere Einzelheiten finden Sie in NFPA 13:1999 „Installation von Sprinkleranlagen“ (das Sprinkler-bezogene Daten aus über 40 anderen NFPA-Dokumenten enthält, einschließlich der inzwischen zurückgezogenen NFPA 231C „Regallagerung von Materialien“).

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