Brandbeskyttelse og modstandsdygtighed af skibscontainere

En skibscontainers brandsikkerhed og holdbarhed er et interessant emne, som informerer mange kunder, der for det meste overvejer en skibscontainer som et alternativ til et hjem, et sommerhus, en salgsstand osv.

Generelt er en skibscontainer lavet som en “skibscontainer” i henhold til reglerne for sø-, tog- og lastbiltransport.

Ifølge oplysninger fra leverandører findes der ingen dokumentation for ISO-skibscontainere, der specifikt omhandler emnet brandsikkerhed for skibscontainere. Ingen sådan dokumentation er blevet udstedt af fabrikkerne eller inspektionsfirmaerne. Og så vidt vi ved, er dette brandsikkerhedsdokument for skibscontainere ikke udstedt som et standarddokument for skibscontainere.

Undtagelser er byggeceller, kontorcontainere, sanitetscontainere osv. Her er reglerne dog anderledes, og disse containere skal have en såkaldt “overensstemmelseserklæring”. Dette gælder dog ikke for skibscontainere.

I princippet kan man derfor sige, at skibscontainere af cortenstål har en vis brandsikkerhed, fordi stål i modsætning til træ er et uorganisk materiale og i sig selv er ubrændbart. Stål har dog en høj varmeledningsevne, og stålets indre struktur ændrer sig med varmen, hvilket fører til tab af bæreevne og elasticitet. Den specifikke brandmodstandsevne afhænger dog af forskellige faktorer, herunder konstruktionstypen, de anvendte materialer og belægningens type/tæthed.

Hvad ingen indser er, at hvis en container med dens specifikke egenskaber er lukket, som den er bygget til transport (dvs. med forseglede døre, ingen vinduer, ventilationsåbninger osv.), og der er brændbart materiale indeni, som på en eller anden måde antændes (som det f.eks. skete i Enderby), så kan containerens modstand og styrke som sådan (om end utilsigtet) skabe et ufatteligt problem i tilfælde af brand. En forseglet og stærk container i forhold til en træhytte vil opføre sig meget forskelligt i tilfælde af en indesluttet brand indeni … og det er det vigtigste at tænke på.

Tænk altid på brandsikkerheden!

Og det er for at informere offentligheden, at denne artikel er blevet skrevet.

Hvordan forklarer man begrebet “brandmodstandsdygtighed”?

Brandsikkerhed er et lignende udtryk, der ofte beskriver et materiales evne til at modstå høje temperaturer uden at smelte eller tage væsentlig skade. Stålbeholdere er brandsikre i denne forstand, men ikke uforgængelige.

Brandmodstandsevne henviser til en containers samlede evne til at modstå brand, herunder konstruktion, materiale og design. Selv om skibscontainere er modstandsdygtige, er de ikke helt brandsikre og kan blive beskadiget af langvarig udsættelse for intens varme.

Brandbeskyttelse og sikkerhed for skibscontainere omfatter foranstaltninger til at minimere risikoen for brand og forhindre dens spredning. Dette kan opnås ved brug af ikke-brændbare materialer, konstruktion, containerplacering og sikkerhedsprotokoller.

Alle oplysninger i denne artikel er kun til orientering. Vi har lavet en masse research på internettet, hvor vi også fandt denne ret interessante artikel, se nedenfor: Fire Chiefs’ Association of BC | www.fcabc.ca

Afslutningsvis: Dette materiale er ikke beregnet til at skabe panik. Det er en informativ artikel, der skal sikre, at alle, der bruger en container til andre formål end det, de primært er beregnet til, altid skal tænke på brandsikkerheden. Det betyder, at man skal overholde bestemmelser og regler i forbindelse med ombygninger osv. Sørg for, at de elektriske ledninger kontrolleres, sørg for, at der foretages de nødvendige ændringer af containeren (f.eks. ved at svække konstruktionen – tilføje vinduer, døre, ventilationsåbninger osv.

Man skal huske på brandsikkerheden…

Hvad skete der i fortiden?

Enderby Volunteer Fire Department Captain Daniel Botkins død i 2011, som skete i tjenesten, var et wake-up call til brandfolk om brandfarerne ved skibscontainere.

I denne hændelse blev det fastslået, at skibscontainerens udsættelse for ild og tilstedeværelsen af en lille mængde brændbare væsker førte til en intern eksplosion ved lav hastighed, som sprængte containerdøren. En af disse døre ramte efterfølgende brandkaptajn Botkin, som døde på stedet.

I april 2013 eksploderede en utæt grilltank i en skibscontainer i Saanich og ødelagde hele containeren. Dele af containeren faldt op til 274 m ned, og væggene blev jævnet med jorden. Heldigvis kom ingen alvorligt til skade ved denne begivenhed.

Derfor er det nødvendigt med brandsikkerhed for at forhindre lignende skader på offentligheden og brandfolk:

– informere om brandsikkerhedsrisikoen ved skibscontainere

– sikker brug af skibscontainere som midlertidige bygninger eller permanente boliger

– regulere materialer, der opbevares i skibscontainere

– give information og vejledning om, hvordan skibscontainere kan ændres for at gøre dem mere sikre og

– tilvejebringe procedurer, som brandvæsenet kan bruge til at håndtere brande i skibscontainerbygninger

Denne artikel giver information og anbefalinger til, hvordan man kan forbedre brandsikkerheden i skibscontainere.

Generel information om skibscontainere

Mere end 16 millioner skibscontainere bruges til at transportere varer og materialer på skibe, tog og lastbiler. Millioner af disse containere bliver hvert år til overs og omdannes til bygninger eller konstruktioner til genbrug.

Disse overskudscontainere er lavet af stålkonstruktion og varierer i størrelse fra 1,5 m til 16 m (5 til 53 fod lange). Containerne er som standard 2,4 m (8 ft) brede og 2,6 m (8,5 ft) høje med ståldøre på en eller flere sider.

Nogle skibscontainere har små åbninger i toppen, kaldet ventilationsgitre, for at udligne lufttrykket på grund af ændringer i den omgivende lufttemperatur (±20 til 30⁰C).

Disse ventilationsriste er åbninger gennem stålvæggen og er dækket af et ydre dæksel af metal eller plast. Gitterne har 2, 4 eller 6 sæt af disse gitre afhængigt af containerens størrelse.

Standardcontainerne er designet til at blive stablet 6 til 9 containere i højden og til at bære en vægt på 32.205 kg. Sidevæggene er designet til at modstå glidende belastninger på op til 60 % af den tilladte belastning. Forvæggen og døren skal være konstrueret til at modstå 40 % af den tilladte belastning.

Derfor er disse skibscontainere i stand til at lade det indre tryk bygge sig op til et punkt, hvor de bryder katastrofalt sammen.

De egenskaber ved skibscontainere, der gør dem tyverisikre og strukturelt sunde, gør dem også til en brandsikkerhedsrisiko, medmindre de reguleres, svækkes og behandles med forsigtighed i tilfælde af brand.

Oversigt over begivenheder på Enderby Lodd

Den 29. december 2011 kl. 3.51 blev der ringet 112 om en brand i en træbygning i Enderby BC.

Kl. 04.01 ankom den første brandbil og 15 brandfolk (herunder vicebrandchefen og 4 brandkaptajner) til stedet sammen med to pumper og en redningsvogn. Branden opstod tilsyneladende i en modulvogntog og spredte sig til en stor produktionshal. Den bygning, hvor bjælkekonstruktionerne blev samlet.

Branden i produktionsbygningen afslørede en 2,4 m bred, 2,6 m høj og 12 m lang skibscontainer under en overdækket tilbygning til produktionsbygningen, som var placeret ca. 2 m fra bygningen. Under branden kom der flere gange røg ud af nivelleringshullerne og fra overophedede dørtætninger. Der blev sprøjtet vand på containeren eller dens overflade.

Omkring kl. 5.05 kravlede en brandkaptajn op på taget af containeren for at slukke en brand i produktionsbygningen. Mens kaptajnen var på toppen af containeren, var den ikke varm.

Indsatslederen var bekymret for et muligt strukturelt svigt i produktionsbygningen og trak brandfolkene væk fra strukturen og skibscontaineren. Indsatsen gik over i slukningsfasen.

Uvidenhed forårsagede en fatal fejltagelse

Kl. 05:15 eksploderede en skibscontainer og:

• en af siderne på skibscontaineren langs taglinjen er revnet i hele sin længde
• taget langs produktionsbygningen blev bøjet opad
• beholderens vægge og ender var bøjet udad
• Begge metaldøre, der vejede 113 kg, blev sprængt af.

Den ene dør ramte brandkaptajn Botkin og landede 41 meter sydvest for containeren. Den anden dør blev fundet 54 meter nordvest for containeren. Brandkaptajn Botkin døde på stedet.

Overholdelse af brandsikkerhed er afgørende!

Forskellige undersøgelsesrapporter indikerer, at 1/2 liter til 1,5 liter benzin/olie fra to motorsave og 1/2 liter methylhydrat forårsagede eksplosionen. Vidner forklarede, at ilden greb ind i skibscontaineren 45 til 55 minutter før eksplosionen. En af brandmestrene var på taget af skibscontaineren 10 minutter før eksplosionen, hvor han dirigerede en slange mod branden i produktionsbygningen. På det tidspunkt fandt brandkaptajnen ikke toppen af stålkonstruktionen varm.

Bevidsthed om farer og regler – brandsikkerhed

Skibscontainere anses ikke for at udgøre en sikkerhedsrisiko, når de bruges til at transportere forskellige varer og materialer, herunder farligt gods på veje, jernbaner og skibe. Hvis de bruges som bygninger eller konstruktioner, forbinder vi dem ikke med en brandsikkerhedsrisiko. Men Enderby-ulykken og Saanich-ulykken er to eksempler på den brandsikkerhedsrisiko, de kan udgøre.

Eksempler på risici kan findes, hvor skibscontainere bruges til:

• Opbevaring af fyrværkeri,
• Opbevaring af brandfarlige gasser og væsker på byggepladser,
• som førstehjælpsbygninger på byggepladser (med forsyninger af antiseptisk alkohol eller iltflasker),
• bruges som byggekontor,
• bruges af hobbyfolk til at genlade jagtammunition,
• brug som elektriske rum eller elektriske skabe på byggepladser (med tilhørende risiko for lysbue),
• Det er kun brugerens fantasi, der sætter grænser for anvendelsesmulighederne…

Hovedårsagen til, at skibscontainere bruges som midlertidige eller permanente konstruktioner, er deres lave købspris. De skal ikke samles, er vejrbestandige, strukturelt sunde, er lukkede containere og er sikre mod tyveri.

Disse containere betragtes heller ikke som bygninger eller konstruktioner og opfylder derfor ikke kravene til bygge- og brandtilladelser. En række stater og byer i USA har indført planlægnings- eller bygningsregler, der regulerer brugen af disse containere.

For at regulere brandsikkerheden i skibscontainere bør hver stat indføre specifikke juridiske procedurer og trin. Dette er for at forhindre lignende hændelser, ofte på grund af uvidenhed.

Forebyggelse – Hvordan man kan forhindre lignende hændelser…

De vigtigste elementer i strategierne for at afbøde virkningerne af brand i skibe og sikre brandsikkerhed i containere er:

REGULERING OG HENSIGTSMÆSSIG BRUG

Som nævnt ovenfor er det afgørende at regulere, hvad skibscontainere bruges til, hvilket indhold der kan opbevares sikkert i skibscontainere, og om der er nogen potentiel brandrisiko, som skibscontainere udgør eller kan skabe for kritiske strukturer eller adgangspunkter på stedet.

SVÆKKELSE AF STRUKTUREN FOR BRANDSIKKERHED

Svækker skibscontainere for at forhindre, at det høje tryk i containerne overstiger containernes sprængstyrke. Nutidens standardcontainere er meget stærke for at kunne modstå de belastninger og kræfter, der opstår, når de stables, vrides og tabes på skibe, lastbiler og tog.

Disse containere er også stærkt konstruerede for at forhindre tyveri af deres indhold. Containere kan svækkes ved at installere blastpaneler, der kan overstige 25 % af vægarealet, udskifte endedøre med letvægtsvægge, installere konventionelle døre og vinduer i siderne… Hvor meget en container skal svækkes, afhænger altid af den specifikke brug af containeren. Hvis der skal opbevares farligt gods i containere, skal specialdesignede letvægtspaneler specificeres af en specialingeniør. Små ventilationsåbninger foroven og forneden kan bruges til at svække containerne på lavt niveau og give ventilation til containeren.

VENTILATION AF SKIBSCONTAINEREN

Manglen på spor om, hvad der foregik i skibscontaineren, var et af nøgleproblemerne i Enderby-ulykken. Brandfolkene var ikke helt klar over, at containeren blev større indvendigt. Hvis man havde sikret åbningerne på øverste og nederste niveau i hver sin ende af containeren, kunne man have set, at røg blev presset ud af containeren, og at der var ved at udvikle sig farlige forhold inde i containeren. Denne information kunne have givet dem mulighed for at ændre taktik.

BRANDSIKKERHED

Brandvæsener bør overveje at etablere standardprocedurer, der omhandler hændelsesstørrelse, varme- og udelukkelseszoner og planlægning af brandangreb. I de følgende artikler giver vi en ramme for en typisk standardprocedure for brande i skibscontainere.

Relaterede artikler, som vi forbereder til dig i forbindelse med dette emne: Sådan håndterer du en brand i en skibscontainer, Minimumsstandarder for brug af skibscontainere som lagerbygninger

Analyse af begivenheder i Enderby

Rapporter fra WorksafeBC og Office of the Fire Commissioner identificerede specifikke brændstoffer, der kan have været involveret i hændelsen i Enderby, men havde svært ved at identificere antændelsesscenariet. NFPA-konsulenten var med til at konkludere, at der var sket en “lavvolumen-detonation”.

UNDERSØGELSE AF SITUATIONEN

Der findes en del information om ISO-designstandarder for skibscontainere, der bruges til det oprindelige formål at transportere varer og materialer. Disse standarder ændrer sig i takt med containernes driftsforhold. Ældre containere havde færre ventilationsåbninger til at kompensere for luft sammenlignet med nyere containere, og udvalget af størrelser på skibscontainere er også steget.

Det eneste dokument, der er fundet om brandtest af skibscontainere, er en rapport fra den amerikanske kystvagt fra 1977, “Fire Performance of Intermodal Shipping Containers”. Denne test undersøgte effekten af containerbrande og eksponeringsbrande, der påvirkede skibscontainere. Den interne test involverede en brand i en trævugge inde i en container, som havde forkullet eller forbrugt den interne ilt, før alt træet var blevet forbrugt.

De luftkompenserende ventilationsåbninger havde ingen effekt på testresultaterne. Den anden eksponeringstest involverede 65𝑚2 brande af spildt JP5, der eksponerede individuelle og stablede beholdere. Disse tests viste, at de indvendige temperaturer nåede 230 °C i løbet af 4 til 9 minutter. Konklusionen var, at der var mulighed for “antændelse eller forkulning” af klasse A-materialer inden for 5 minutter.

BRÆNDSTOFFER

Det blev generelt konkluderet, at der var tale om 500 milliliter methylhydrat (methanol) eller cirka en liter benzin eller en kombination af de to brændstoffer. De følgende tabeller giver nogle oplysninger om egenskaberne ved metanol og benzin og, til sammenligning, propan og brint:

Nogle vigtige oplysninger fra denne tabel er, at methanoldamp kan stige, når den opvarmes, og benzindamp forbliver lav, og at selvantændelsestemperaturen (AIT) for methanol er betydeligt højere end for benzin. Brændbarhedsintervallerne ligger tæt på hinanden, og forbrændingsenergien for benzin er betydeligt højere end for metanol.

Temperaturen ved loftet i skibscontaineren vil også være højere end ved gulvet, hvilket resulterer i en lavere minimumsantændelsesenergi. For eksempel er den minimale antændelsesenergi (MIE) for ethanol ved 250 °C 0,40 mJ, men ved 100 °C er MIE 0,21 mJ.

ANTÆNDELSESKILDER

Antændelseskilden er den sværeste at fastslå. Selvom der var oplysninger om, at produktionssiden af skibscontainerbygningen var udsat for direkte flammer, der kunne have opvarmet stålet over brændstoffernes antændelsestemperatur, var en af brandvagtlederne på taget af skibscontaineren 10 minutter før eksplosionen og sagde, at taget ikke var varmt. En vigtig temperaturindikator i rapporten er, at der hang to motorsave på sidevæggen af bygningen til fremstilling af skibscontainere, og at plastgastankene var smeltet. Motorsavsproducenten informerede WorksafeBC om, at smeltetemperaturen for motorsavsplast var ca. 200 °C. Det ville betyde, at spildt eller kogt benzin blev udsat for en temperatur på mindst 200 °C, og benzinens AIT er 232 °C.

Eksponeringstests udført af den amerikanske kystvagt viste, at temperaturen på loftet i containeren i 2 meters højde var ca. 360 °C inden for 6 minutter efter starten på testbranden. Vidner fortalte, at flammerne piskede op ad siden på containeren i 45 til 55 minutter. På baggrund af brandforsøgene var det således muligt at konkludere, at temperaturen i det område, hvor motorsavene befandt sig (og hvor der blev tabt benzin fra dem), kunne have været mindst 200 °C eller væsentligt højere. Teorien var, at dette område inde i containeren blev opvarmet af stråling, ledning og konvektion til en temperatur, der var højere end selvantændelsestemperaturen for benzin og muligvis metanol.

BEHOLDERENS EGENSKABER

Den amerikanske kystvagts brandtests giver nogle grundlæggende oplysninger om karakteristika for skibscontainerbrande, men de giver ingen væsentlige oplysninger om styrke og ventilation. Der blev foretaget et konservativt skøn over væggenes styrke baseret på de offentliggjorte oplysninger om vægbelastning, og disse beregninger fastslog, at væggenes flydespænding ville være 7,0 kPa (1,0 psi), og sprængstyrken ville være 8,4 kPa (1,22 psi). Denne værdi er lavere end det grove skøn, men er nyttig til at bestemme arealet af anti-eksplosionspanelerne.

Luftkompensationsåbningerne er designet til at klare klimatiske temperaturændringer uden at beskadige beholderen. Hvis de ikke er installeret, kan små temperaturændringer øge det indvendige tryk i beholderen dramatisk. Hvis man bruger idealgasloven og antager, at beholderen ikke er udluftet, kan der opstå følgende trykstigninger:

Disse åbninger kan ikke fjerne tilstrækkeligt tryk hurtigt nok i en brand, fordi åbningerne kun udgør 0,0079% af væg- og tagarealet på en typisk skibscontainer.

UDLUFTNINGSSCENARIER

For at undgå et brud på en skibscontainer og en lignende hændelse som i Enderby med lignende brændstoffer blev der udført beregninger i overensstemmelse med NFPA 68-2012. Følgende tabel viser det nødvendige udluftningsareal for forskellige brændstoffer for 12 m lange standardcontainere:

Disse udluftningsområder er kun til sammenligning, da nøglefaktoren i beregningen af beholderens styrke kun er en grov beregning.

Hovedkonklusionen er, at selv meget små uregulerede mængder brandfarlige væsker eller brandfarlige gasser i skibscontainere kan forårsage en lavenergieksplosion og sprængning af skibscontaineren.

KONKLUSION – BRANDSIKKERHED

For at forhindre skader på offentligheden og brandfolk er vi nødt til at arbejde på:

• information om brandsikkerhedsrisikoen ved skibscontaineren,
• Fastsæt nationale, provinsielle og lokale regler for brugen af skibscontainere som midlertidige bygninger og strukturer,
• regulere materialer, der opbevares i skibscontainere,
• give oplysninger om, hvordan skibscontainere kan ændres for at gøre dem mere sikre
• give operationelle procedurer, som brandfolk kan bruge til sikkert at håndtere containerbrande