PROTIPOŽÁRNÍ BEZPEČNOST A ODOLNOST LODNÍCH KONTEJNERŮ

Protipožární bezpečnost a odolnost lodního kontejneru je zajímavé téma, na které se informuje hodně zákazníků převážně uvažujících o lodním kontejneru jako alternativu bydlení, chaty, prodejního stánku apod.

Všeobecně platí, že lodní kontejner je vyroben jako „přepravní obal“ dle pravidel pro námořní, vlakovou a kamionovou dopravu.

Dle informací od dodavatelů neexistuje žádná dokumentace pro námořní ISO kontejnery konkrétně k tématu požární bezpečnosti lodního kontejneru. Továrny ani kontrolní společnosti nic takového nevydaly. A pokud je nám známo, tento dokument požární bezpečnosti lodních kontejnerů se jako standardní dokument pro přepravní kontejnery nevydává.

Výjimkou jsou stavební buňky, kancelářské kontejnery, sanitární kontejnery apod. Zde jsou ovšem pravidla jiná a tyto kontejnery musí mít tzv. „prohlášení o shodě“. To ovšem nepatří do oblasti námořních kontejnerů.

V zásadě lze tedy říci, že námořní kontejnery vyrobené z kortenové oceli mají určitou požární odolnost, protože ocel je na rozdíl od dřeva materiál anorganický a sám o sobě je nehořlavý. Ocel má ale vysokou tepelnou vodivost a působením tepla se mění její vnitřní struktura, což vede ke ztrátě nosnosti a pružnosti. Konkrétní požární odolnost však závisí na různých faktorech, včetně typu konstrukce, použitých materiálů a typu/hustoty nátěru.

Nikdo si ale neuvědomuje, že když kontejner s jeho specifickými vlastnostmi uzavře, tak jak je stavěný na přepravu (čili s těsnícími dveřmi, bez oken, průduchů apod) a uvnitř bude hořlavý materiál, který se nějakým způsobem vznítí (jako k tomu došlo např. v Enderby), tak s odolností a silou kontejneru jako takového může (ač neúmyslně) vytvořit v případě požáru až nepředstavitelný problém. Uzavřený a silný těsnící kontejner oproti dřevěné chatce se v případě uzavřeného požáru uvnitř bude chovat úplně jinak… a na to je potřeba myslet především. 

Vždy myslete na protipožární bezpečnost!

A právě pro informovanost široké veřejnosti je sepsán tento článek. 

Jak vysvětlit pojem „Požární odolnost?“

Požární odolnost je podobný termín, který často popisuje schopnost materiálu odolávat vysokým teplotám, aniž by se roztavil nebo výrazně poškodil. Ocelové kontejnery jsou v tomto smyslu ohnivzdorné, ale ne nezničitelné.

Požární odolnost označuje celkovou schopnost kontejneru odolávat ohni, včetně konstrukce, materiálu a designu. Přestože jsou námořní kontejnery odolné, nejsou zcela nehořlavé a mohou být poškozeny dlouhodobým působením intenzivního tepla.

Protipožární ochrana a bezpečnost námořních kontejnerů zahrnuje opatření, která minimalizují riziko požáru a zabraňují jeho šíření. Toho lze dosáhnout použitím nehořlavých materiálů, konstrukcí, umístěním kontejnerů a bezpečnostními protokoly.

Veškeré informace v tomto článku jsou pouze informativního charakteru. Hodně jsme čerpali na internetu, kde jsme dohledali také tento poměrně zajímavý článek viz níže: Zdroj článku: Fire Chiefs’ Association of BC | www.fcabc.ca

Závěrem: tento materiál neslouží k tomu, abychom vytvářeli paniku. Jde o informativní článek, jehož účelem je, aby každý, kdo používá kontejner k jiným účelům než k čemu jsou primárně určeny, vždy myslel na protipožární bezpečnost. To znamená, aby v případě přestavby apod. dodržoval ustanovení a nařízení. Zajistil revizi elektroinstalace, zajistil potřebné úpravy kontejneru (například oslabením konstrukce – přidáním oken, dveří, průduchů apod.) v případě požáru uvnitř a skladovaný materiál uchovával tak, jak se patří.

Protipožární bezpečnost je zapotřebí mít na mysli…

co se stalo v minulosti?

Smrt kapitána dobrovolných hasičů v Enderby Daniela Botkina v roce 2011, která nastala při plnění služebních povinností, byla pro hasiče varovným signálem ohledně požárního nebezpečí přepravních kontejnerů.

Při této události bylo zjištěno, že vystavení přepravního kontejneru požáru a přítomnost malého objemu hořlavých kapalin vedly k vnitřní explozi při nízké rychlosti, která vyrazila dveře kontejneru. Jedny z těchto dveří následně zasáhly kapitána hasičů Botkina, který na místě zemřel.

V dubnu 2013 v Saanichu explodovala netěsnící nádrž na gril uložená v přepravním kontejneru a zničila celý přepravní kontejner. Při této události dopadly části kontejneru do vzdálenosti až 274 m a stěny byly srovnány se zemí. Při této události naštěstí nebyl nikdo vážně zraněn. 

Aby se tedy předešlo obdobným zraněním veřejnosti a hasičů je tedy pro protipožární bezpečnost zapotřebí:

• informovat o nebezpečí požární bezpečnosti přepravních kontejnerů

• bezpečné používání přepravních kontejnerů jako dočasných budov nebo trvalého bydlení

• regulovat materiály skladované v přepravních kontejnerech

• poskytovat informace a pokyny, jak lze upravit přepravní kontejnery, aby byly bezpečnější a

• poskytnout postupy, které může hasičská služba použít k řešení požárů v budovách přepravních kontejnerů

Tento článek poskytuje informace a doporučení, jak zlepšit požární bezpečnost přepravních kontejnerů.

OBECNÉ INFORMACE O LODNÍCH KONTEJNERECH

K přepravě zboží a materiálů na lodích, ve vlacích a kamionech se používá více než 16 milionů přepravních kontejnerů. Miliony těchto kontejnerů se každým rokem stávají přebytečnými a jsou za dalším účelem použití přeměněny na budovy nebo stavby.

Tyto přebytečné kontejnery jsou vyrobeny z ocelové konstrukce a mají velikost od 1,5 m do 16 m (5 až 53 stop dlouhé). Kontejnery jsou standardně 2,4 m (8 stop široké) a 2,6 m (8,5 stop vysoké) s ocelovými dveřmi na jedné nebo více stranách. 

Některé přepravní kontejnery mají na koncích nahoře malé průduchy, tzv. větrací mřížky pro vyrovnání tlaku vzduchu v důsledku změn okolního vzduchu, teplota (±20 až 30⁰C).

Tyto větrací mřížky jsou otvory skrz ocelovou stěnu a jsou zakryté kovovým nebo plastovým vnějším krytem. Mřížky mají 2, 4 nebo 6 sad těchto mřížek v závislosti na velikosti kontejneru.

Standardní kontejnery jsou navrženy tak, aby mohly být stohovány o výšce 6 až 9 kontejnerů a aby unesly hmotnost 32 205 kg. Boční stěny jsou navrženy tak, aby vydržely posuvné zatížení až do výše 60 % povoleného zatížení. Čelní stěna a dveře jsou navrženy tak, aby odolaly 40 % povoleného zatížení.

Výsledkem je, že tyto kontejnery jsou schopny umožnit nárůst vnitřního tlaku do té míry, že dojde k jejich katastrofálnímu selhání.

Vlastnosti přepravních kontejnerů, které je činí bezpečnými proti krádeži a konstrukčně pevnými, z nich také činí požárně bezpečnostní riziko, dokud nejsou regulovány, oslabeny a dokud se k nim při požáru nepřistupuje opatrně. 

SHRNUTÍ UDÁLOSTI V ENDERBY LODD

29. prosince 2011 ve 3:51 byl na tísňovou linku 911 nahlášen požár v objektu na stavbu dřevostaveb v Enderby BC. 

V 04:01 přijelo na místo první hasičské vozidlo a 15 hasičů (včetně zástupce velitele hasičů a 4 kapitánů hasičů) spolu se dvěma čerpadly a záchranným vozem. Požár zřejmě vznikl v modulárním přívěsu a rozšířil se na velkou výrobní halu. Do budovy, kde se montovaly srubové konstrukce. 

Požár ve výrobní budově odhalil 2,4 m široký, 2,6 m vysoký a 12 m dlouhý přepravní kontejner pod zastřešenou přístavbou výrobní budovy, který se nacházel přibližně 2 m od budovy. Během požáru se několikrát objevil kouř z vyrovnávacích otvorů a z přehřátého těsnění dveří. Na kontejner nebo jeho plochu byla nasměrována voda. 

Přibližně v 5:05 vylezl na střechu kontejneru kapitán hasičů, aby hasil požár ve výrobní budově. Zatímco kapitán byl na horní části kontejneru, nebyl horký. 

Velitel zásahu se obával možného selhání konstrukce výrobní budovy a hasiče odtáhl od konstrukce i přepravního kontejneru. Operace přešla do fáze dohašování.

NEVĚDOMOST ZPŮSOBILA FATÁLNÍ CHYBU

V 05:15 explodoval přepravní kontejner a:

• jedna ze stran přepravního kontejneru podél linie střechy se po celé délce roztrhla

• střecha podél výrobní budovy byla ohnutá směrem nahoru

• stěny kontejneru a konce byly ohnuté směrem ven

• oboje kovové dveře o hmotnosti 113kg byly odstřeleny

Jedny dveře zasáhly hasičského kapitána Botkina a přistály 41 metrů jihozápadně od kontejneru. Druhé dveře byly nalezeny 54 metrů severozápadně od kontejneru. Na místě zemřel hasičský kapitán Botkin.

Dodržovat protipožární bezpečnost je základ!

Různé vyšetřovací zprávy naznačují, že explozi způsobilo 1/2 litru až 1,5 litru benzínu/oleje ze dvou řetězových pil a 1/2 litru methylhydrátu. Svědci uvedli, že oheň zasahoval do přepravního kontejneru 45 až 55 minut před výbuchem. Jeden z velitelů hasičů byl 10 minut před výbuchem na střeše přepravního kontejneru a směroval hadici na požár výrobní budovy. V té době hasičský kapitán neshledal horní část ocelové konstrukce teplou.

POVĚDOMÍ O NEBEZPEČÍ A PŘEDPISY – PROTIPOŽÁRNÍ BEZPEČNOST

Přepravní kontejnery nejsou považovány za bezpečnostní riziko, pokud se používají k přepravě různého zboží a materiálů včetně nebezpečného zboží na silnicích, železnicích a lodích. Pokud jsou používány jako budovy nebo stavby, nespojujeme je s požárně bezpečnostním rizikem. Incident v Enderby a incident v Saanichu jsou ale dva příklady požárně bezpečnostního rizika, které mohou vytvářet. 

Příklady rizik lze nalézt tam, kde se přepravní kontejnery používají pro: 

• skladování zábavní pyrotechniky, 
• skladování hořlavých plynů a kapalin na staveništích, 
• jako budovy první pomoci na staveništích (se zásobami antiseptického alkoholu nebo kyslíkových lahví), 
• používání jako stavební kanceláře, 
• používájí je hobbysté pro dobíjení loveckého střeliva, 
• použití jako elektrické místnosti nebo elektrické skříně na staveništích (s doprovodným rizikem výbuchu elektrického oblouku), 
• Možnosti využití jsou omezeny pouze fantazií uživatele…

Hlavním důvodem, proč se přepravní kontejnery používají jako dočasné nebo trvalé stavby, je jejich nízká pořizovací cena. Nepotřebují montáž, jsou odolné vůči povětrnostním vlivům, konstrukčně pevné, jsou to uzavřené kontejnery a jsou zabezpečené proti krádeži. 

Na tyto kontejnery se také nepohlíží jako na budovy nebo stavby, a proto nesplňují požadavky na stavební a požární povolení. Řada států a měst na území USA zavedla předpisy pro plánování nebo výstavbu, které upravují používání těchto kontejnerů. 

Za účelem regulace požární bezpečnosti přepravních kontejnerů by měly být zavedeny konkrétní právní postupy a kroky každým státem. A to z důvodu, aby se zabránilo podobným událostem, často jen z nevědomosti.

PREVENCE – JAK ZABRÁNIT PODOBNÝM UDÁLOSTEM, KTERÉ SE STALY…

Klíčovými prvky strategií zmírnění následků požáru v lodních a zajištění protipožární bezpečnosti v kontejnerech jsou: 

REGULACE A VHODNÉ POUŽITÍ

Jak bylo uvedeno výše, je klíčové regulovat, k čemu jsou přepravní kontejnery používány, jaký obsah lze v přepravních kontejnerech bezpečně skladovat a zda existuje nějaké možné požární riziko, kterému jsou přepravní kontejnery vystaveny nebo které mohou vytvořit pro kritické konstrukce nebo přístupová místa na staveništi. 

OSLABENÍ KONSTRUKCE PRO PROTIPOŽÁRNÍ BEZPEČNOST

Zeslabte přepravní kontejnery, abyste zabránili vzniku vysokého tlaku v kontejnerech, který by překročil pevnost kontejnerů při roztržení. Současné standardní přepravní kontejnery mají velmi pevnou konstrukci, aby odolaly zatížení nákladem a silám při stohování, kroucení a shazování na lodích, nákladních automobilech a vlacích. 

Tyto kontejnery jsou rovněž konstruovány silně, aby se zabránilo krádežím jejich obsahu. Kontejnery lze oslabit instalací protivýbuchových panelů, které mohou přesahovat 25 % plochy stěn, nahrazením koncových dveří lehkými stěnami, instalací běžných dveří a oken v bocích… Míra, do jaké musí být kontejner zeslaben, závisí vždy na konkrétním způsobu použití kontejneru. Pokud má být v kontejnerech skladováno nebezpečné zboží, musí být odborným inženýrem určeny speciálně navržené odlehčovací panely. Malé horní a dolní větrací otvory mohou být použity k zajištění určitého oslabení kontejnerů na nízké úrovni a k zajištění větrání kontejneru. 

ODVĚTRÁVÁNÍ LODNÍHO KONTEJNERU

Nedostatek indicií o tom, co se děje v přepravním kontejneru, byl jedním z klíčových problémů incidentu v Enderby. Hasiči si nebyli plně vědomi toho, že se vnitřek přepravního kontejneru zvětšuje. Zajištění otvorů v horní a dolní úrovni na opačných koncích kontejneru mohlo ukázat, že se z kontejneru tlačí kouř a že v kontejneru vznikají nebezpečné podmínky. Tato informace jim mohla umožnit změnit taktiku. 

BEZPEČNOST PŘI POŽÁRU

Hasičské sbory by měly zvážit zavedení standardních operačních postupů, které se týkají stanovení velikosti události, horkých a vyloučených zón a plánování požárního útoku. V dalších článcích uvedeme rámec typického standardního operačního postupu u požárů pro námořní kontejnery. 

Související články které pro vás připravujeme v souvislosti s touto tématikou: Jak postupovat při požáru přepravních kontejnerů, Minimální normy pro použití přepravních kontejnerů jako skladovacích budov 

ANALÝZA UDÁLOSTI V ENDERBY

Zprávy WorksafeBC a Office of the Fire Commissioner identifikovaly konkrétní paliva, která mohla být součástí incidentu v Enderby, ale měli potíže s identifikací scénáře vznícení. Poradce NFPA pomohl dospět k závěru, že došlo k „nízkoobjemové detonaci“.

VÝZKUM SITUACE

K dispozici jsou některé informace o konstrukčních normách ISO pro přepravní kontejnery používané k původnímu účelu přepravy zboží a materiálů. Tyto normy se mění s ohledem na provozní podmínky kontejnerů. Starší kontejnery měly ve srovnání s novějšími kontejnery méně větracích otvorů pro kompenzaci vzduchu a také se zvětšil rozsah velikostí přepravních kontejnerů. 

Jediným dokumentem, který se podařilo nalézt o požárních zkouškách přepravních kontejnerů, je zpráva Pobřežní stráže USA z roku 1977 „Fire Performance of Intermodal Shipping Containers“. Při tomto testování se zkoumaly následky požárů v kontejnerech a požáry způsobené expozicí, které zasáhly přepravní kontejnery. Vnitřní testování zahrnovalo požár dřevěné kolébky uvnitř kontejneru, který zesklovatěl nebo spotřeboval vnitřní kyslík dříve, než mohlo být spotřebováno všechno dřevo. 

Větrací otvory kompenzující vzduch neměly na výsledky zkoušek žádný vliv. Druhé expoziční testy zahrnovaly 65𝑚2 požáry rozlitého JP5, při kterých byly vystaveny jednotlivé a na sobě uložené kontejnery. Tyto testy ukázaly, že vnitřní teploty dosáhly 230°C za 4 až 9 minut. Závěr zněl, že existuje možnost „vznícení nebo zuhelnatění“ materiálů třídy A do 5 minut. 

PALIVA

Obecně se dospělo k závěru, že se jedná o 500 mililitrů methylhydrátu (methanolu) nebo přibližně jeden litr benzinu, případně o kombinaci obou paliv. V následujících tabulkách jsou uvedeny některé informace o vlastnostech metanolu a benzinu a pro srovnání také o propanu a vodíku: 

Některé klíčové informace z této tabulky jsou, že při zahřátí mohou páry metanolu stoupat a páry benzinu zůstávají stále nízké, teplota samovznícení (AIT) metanolu je výrazně vyšší než u benzínu. Rozmezí hořlavosti jsou blízká a energie hoření benzinu je výrazně vyšší než u metanolu. 

Teplota u stropu přepravního kontejneru bude rovněž vyšší než u podlahy, což bude mít za následek nižší minimální energii vznícení. Například minimální zápalná energie (MIE) etanolu při teplotě 250°C je 0,40 mJ, ale při teplotě 100°C je MIE 0,21 mJ. Pokud dojde ke zvýšení tlaku v kontejneru, sníží se také AIT. 

ZDROJE ZAPALOVÁNÍ

Nejobtížněji se určuje zdroj vznícení. Ačkoli existovaly informace, že strana výrobní budovy přepravního kontejneru byla vystavena přímému působení plamene, který mohl zahřát ocel nad teplotu vznícení paliv, jeden z velitelů požární hlídky byl na střeše přepravního kontejneru 10 minut před výbuchem a uvedl, že střecha nebyla horká. Klíčovým ukazatelem teploty ve zprávě je, že na boční stěně výrobní budovy přepravního kontejneru byly zavěšeny dvě motorové pily a že plastové nádrže na plyn se roztavily. Výrobce řetězové pily informoval organizaci WorksafeBC, že teplota tání plastu řetězové pily je přibližně 200°C. To by znamenalo, že rozlitý nebo vyvařený benzín byl vystaven teplotě nejméně 200°C a AIT benzínu je 232°C. 

Zkoušky expozice provedené Pobřežní stráží USA ukázaly, že teplota stropu kontejneru ve 2 m byla přibližně 360°C během 6 minut od začátku zkušebního požáru. Svědci uvedli, že po dobu 45 až 55 minut docházelo k šlehání plamenů na bok kontejneru. Na základě požárních zkoušek bylo tedy možné dojít k závěru, že teplota v oblasti, kde se nacházely motorové pily (a ztrácel se z nich benzín), mohla být nejméně 200°C nebo podstatně vyšší. Pak by bylo možné vyslovit teorii, že tato oblast vnitřku kontejneru byla zahřátá sáláním, vedením a konvekcí na teplotu vyšší, než je teplota samovznícení benzínu a případně metanolu. 

CHARAKTERISTIKA KONTEJNERU

Požární testy americké pobřežní stráže poskytují určité základní informace o charakteristikách požárů lodních kontejnerů; neposkytují však žádné zásadní informace o pevnosti a odvětrání. Na základě zveřejněných informací o zatížení stěn byl proveden konzervativní odhad pevnosti stěn a tyto výpočty určily, že mez kluzu stěn bude 7,0 kPa (1,0 psi) a pevnost v roztržení 8,4 kPa (1,22 psi). Tato hodnota je nižší než hrubý odhad, ale je užitečná pro určení plochy protiexplozních panelů. 

Vzduchové kompenzační otvory jsou navrženy tak, aby se vyrovnaly s klimatickými změnami teploty, aniž by došlo k poškození kontejneru. Pokud by nebyly instalovány, mohly by malé změny teploty dramaticky zvýšit vnitřní tlak uvnitř kontejneru. Při použití zákona ideálního plynu a za předpokladu, že by kontejner nebyl odvětrán, by mohlo dojít k následujícímu zvýšení tlaku: 

Tyto ventilační otvory nedokážou při požáru dostatečně rychle odvést dostatečný tlak, protože ventilační otvory tvoří pouze 0,0079 % plochy stěn a střechy typického přepravního kontejneru. 

SCÉNÁŘE ODVZDUŠŇOVÁNÍ

Aby se předešlo prasknutí přepravního kontejneru a podobnému incidentu jako v Enderby s podobnými palivy, byly provedeny výpočty v souladu s NFPA 68-2012. V následující tabulce je uvedena požadovaná plocha odvzdušnění při výbuchu pro různá paliva pro standardní 12m dlouhé kontejnery: 

Tyto odvzdušňovací plochy slouží pouze pro srovnání, protože klíčový faktor výpočtu pevnosti kontejneru je pouze hrubý výpočet. 

Klíčovým závěrem je, že i velmi malé neregulované objemy hořlavých kapalin nebo hořlavých plynů v přepravních kontejnerech mohou způsobit výbuch s nízkou energií a roztržení přepravního kontejneru. 

ZÁVĚR – PROTIPOŽÁRNÍ BEZPEČNOST

Abychom zabránili zraněním veřejnosti a hasičů, musíme pracovat na: 

• informování o požárně bezpečnostních rizicích přepravního kontejneru, 
• zavést národní, provinční a místní vládní předpisy pro používání přepravních kontejnerů jako dočasných budov a staveb, 
• regulovat materiály uložené v přepravních kontejnerech, 
• poskytovat informace o tom, jak lze přepravní kontejnery upravit, aby byly bezpečnější 
• poskytnout operační postupy, které mohou hasiči použít k bezpečnému řešení požárů přepravních kontejnerů