Brandschutz und Widerstandsfähigkeit von Schiffscontainern

Brandschutz und Widerstandsfähigkeit von Schiffscontainern ist ein interessantes Thema, über das sich viele Kunden informieren, die hauptsächlich einen Schiffscontainer als Alternative zum Wohnen, zur Hütte, zum Verkaufsstand usw. in Betracht ziehen.

Allgemein gilt, dass ein Schiffscontainer als „Transportverpackung” gemäß den Vorschriften für See-, Schienen- und Lastkraftwagenverkehr hergestellt wird.

Nach Angaben der Lieferanten gibt es keine Dokumentation für maritime ISO-Container speziell zum Thema Brandschutz von Schiffscontainern. Weder Fabriken noch Inspektionsunternehmen haben ein solches Dokument veröffentlicht. Und soweit uns bekannt ist, wird dieses Brandschutzdokument für Schiffscontainer nicht als Standarddokument für Transportcontainer veröffentlicht.

Ausnahmen sind Baucontainer, Bürocontainer, Sanitärcontainer usw. Hier gelten jedoch andere Regeln und diese Container müssen eine sogenannte „Konformitätserklärung” haben. Dies fällt jedoch nicht in den Bereich der Schiffscontainer.

Grundsätzlich kann man also sagen, dass Schiffscontainer aus Corten-Stahl eine gewisse Brandwiderstandsfähigkeit haben, da Stahl im Gegensatz zu Holz ein anorganisches Material ist und von Natur aus nicht brennbar ist. Stahl hat jedoch eine hohe Wärmeleitung und unter Wärmebeeinflussung ändert sich seine innere Struktur, was zu einem Verlust der Tragfähigkeit und Elastizität führt. Die spezifische Brandwiderstandsfähigkeit hängt jedoch von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Art der Konstruktion, der verwendeten Materialien und der Art/Dichte der Beschichtung.

Aber niemand ist sich bewusst, dass wenn ein Container mit seinen spezifischen Eigenschaften geschlossen wird, wie er zum Transport gebaut ist (d. h. mit dichten Türen, ohne Fenster, Lüftungsöffnungen usw.) und sich darin brennbares Material befindet, das sich irgendwie entzündet (wie es beispielsweise in Enderby geschah), dann kann die Widerstandsfähigkeit und Stärke des Containers als solcher im Brandfall möglicherweise ein unvorstellbares Problem schaffen. Ein geschlossener und stark dichter Container wird sich im Falle eines geschlossenen Brandes ganz anders verhalten als eine Holzhütte… und darauf muss man vor allem achten.

Denken Sie immer an Brandschutz!

Und genau aus diesem Grund wurde dieser Artikel für die Information der breiten Öffentlichkeit geschrieben.

Wie erklärt man den Begriff „Brandwiderstandsfähigkeit?”

Brandwiderstandsfähigkeit ist ein ähnlicher Begriff, der oft die Fähigkeit eines Materials beschreibt, hohen Temperaturen standzuhalten, ohne zu schmelzen oder erheblich beschädigt zu werden. Stahlcontainer sind in diesem Sinne feuerbeständig, aber nicht unzerstörbar.

Brandwiderstandsfähigkeit bezeichnet die Gesamtfähigkeit eines Containers, Feuer zu widerstehen, einschließlich Konstruktion, Material und Design. Obwohl Schiffscontainer widerstandsfähig sind, sind sie nicht vollständig nicht brennbar und können durch längere intensive Hitzeeinwirkung beschädigt werden.

Brandschutz und Sicherheit von Schiffscontainern umfasst Maßnahmen, die das Brandrisiko minimieren und seine Ausbreitung verhindern. Dies kann durch die Verwendung nicht brennbarer Materialien, Konstruktionen, Platzierung von Containern und Sicherheitsprotokolle erreicht werden.

Alle Informationen in diesem Artikel dienen nur zu Informationszwecken. Wir haben viel aus dem Internet recherchiert, wo wir auch diesen ziemlich interessanten Artikel gefunden haben, siehe unten: Quelle des Artikels: Fire Chiefs’ Association of BC | www.fcabc.ca

Fazit: Dieses Material soll keine Panik auslösen. Es ist ein informativer Artikel, dessen Zweck es ist, dass jeder, der einen Container für andere Zwecke als seinen ursprünglichen Bestimmungszweck nutzt, immer an Brandschutz denkt. Das bedeutet, dass er bei Umbauten usw. die Bestimmungen und Verordnungen einhält. Er sollte eine Überprüfung der Elektroinstallation durchführen, die erforderlichen Änderungen am Container vornehmen (z. B. durch Schwächung der Konstruktion – Hinzufügen von Fenstern, Türen, Lüftungsöffnungen usw.) im Brandfall im Inneren und das gelagerte Material ordnungsgemäß lagern.

Brandschutz muss beachtet werden…

Was ist in der Vergangenheit passiert?

Der Tod des Feuerwehrhauptmanns Daniel Botkin in Enderby im Jahr 2011, der bei der Erfüllung seiner Dienstpflichten eintrat, war für die Feuerwehr ein Warnsignal bezüglich der Brandgefahr von Transportcontainern.

Bei diesem Ereignis wurde festgestellt, dass die Exposition eines Transportcontainers gegenüber einem Feuer und das Vorhandensein einer kleinen Menge brennbarer Flüssigkeiten zu einer inneren Explosion mit niedriger Geschwindigkeit führten, die die Türen des Containers aufsprengten. Eine dieser Türen traf dann Feuerwehrhauptmann Botkin, der an Ort und Stelle starb.

Im April 2013 explodierte in Saanich ein undichter Grillbehälter, der in einem Transportcontainer gelagert war, und zerstörte den gesamten Transportcontainer. Bei diesem Ereignis flogen Teile des Containers bis zu 274 m weit und die Wände wurden dem Erdboden gleichgemacht. Bei diesem Ereignis wurde glücklicherweise niemand schwer verletzt.

Um ähnliche Verletzungen der Öffentlichkeit und der Feuerwehr zu vermeiden, ist daher Folgendes für den Brandschutz erforderlich:

• Informieren Sie über die Brandschutzgefahren von Transportcontainern

• Sichere Verwendung von Transportcontainern als temporäre Gebäude oder permanente Wohnungen

• Regulierung der in Transportcontainern gelagerten Materialien

• Bereitstellung von Informationen und Anweisungen, wie Transportcontainer sicherer gemacht werden können

• Bereitstellung von Verfahren, die die Feuerwehr zur Bekämpfung von Bränden in Transportcontainergebäuden einsetzen kann

Dieser Artikel bietet Informationen und Empfehlungen zur Verbesserung des Brandschutzes von Transportcontainern.

Allgemeine Informationen zu Schiffscontainern

Mehr als 16 Millionen Transportcontainer werden zum Transport von Waren und Materialien auf Schiffen, Zügen und Lastkraftwagen verwendet. Millionen dieser Container werden jedes Jahr überflüssig und werden für andere Zwecke in Gebäude oder Strukturen umgewandelt.

Diese überschüssigen Container bestehen aus Stahlkonstruktion und haben Größen von 1,5 m bis 16 m (5 bis 53 Fuß lang). Container sind standardmäßig 2,4 m (8 Fuß breit) und 2,6 m (8,5 Fuß hoch) mit Stahltüren auf einer oder mehreren Seiten.

Einige Transportcontainer haben an den Enden oben kleine Lüftungsöffnungen, sogenannte Lüftungsgitter, um den Luftdruck aufgrund von Änderungen der Umgebungsluft und Temperatur (±20 bis 30⁰C) auszugleichen.

Diese Lüftungsgitter sind Öffnungen durch die Stahlwand und sind mit einer Metall- oder Kunststoffabdeckung bedeckt. Die Gitter haben je nach Containergröße 2, 4 oder 6 Sätze dieser Gitter.

Standardcontainer sind so ausgelegt, dass sie in einer Höhe von 6 bis 9 Containern gestapelt werden können und ein Gewicht von 32.205 kg tragen können. Die Seitenwände sind so ausgelegt, dass sie eine Schubbelastung von bis zu 60 % der zulässigen Last aushalten. Die Stirnwand und die Türen sind so ausgelegt, dass sie 40 % der zulässigen Last aushalten.

Das Ergebnis ist, dass diese Container in der Lage sind, einen Anstieg des Innendrucks zu ermöglichen, der zu ihrem katastrophalen Versagen führt.

Die Eigenschaften von Transportcontainern, die sie vor Diebstahl sicher und konstruktiv fest machen, machen sie auch zu einem Brandschutzrisiko, solange sie nicht reguliert, geschwächt werden und solange sie bei einem Brand nicht vorsichtig behandelt werden.

Zusammenfassung der Ereignisse in Enderby

Am 29. Dezember 2011 um 3:51 Uhr wurde ein Feuer in einem Gebäude zum Bau von Holzrahmen in Enderby BC der Notrufnummer 911 gemeldet.

Um 04:01 Uhr kam das erste Feuerwehrfahrzeug und 15 Feuerwehrleute (einschließlich eines stellvertretenden Feuerwehrchefs und 4 Feuerwehrhauptmänner) zusammen mit zwei Pumpen und einem Rettungswagen am Ort an. Das Feuer entstand anscheinend in einem modularen Anhänger und breitete sich auf eine große Produktionshalle aus. In das Gebäude, in dem Blockbaustrukturen montiert wurden.

Das Feuer in der Produktionshalle enthüllte einen 2,4 m breiten, 2,6 m hohen und 12 m langen Transportcontainer unter einem überdachten Anbau der Produktionshalle, der sich etwa 2 m vom Gebäude entfernt befand. Während des Brandes kam mehrmals Rauch aus den Ausgleichsöffnungen und aus der überhitzten Türdichtung. Wasser wurde auf den Container oder seine Oberfläche gerichtet.

Gegen 5:05 Uhr kletterte ein Feuerwehrhauptmann auf das Dach des Containers, um das Feuer in der Produktionshalle zu löschen. Während der Hauptmann auf dem oberen Teil des Containers war, war es nicht heiß.

Der Einsatzleiter befürchtete ein mögliches Versagen der Konstruktion der Produktionshalle und zog die Feuerwehrleute von der Konstruktion und dem Transportcontainer ab. Der Betrieb ging in die Löschphase über.

Unwissenheit verursachte einen tödlichen Fehler

Um 05:15 Uhr explodierte der Transportcontainer und:

• eine der Seiten des Transportcontainers entlang der Dachleitung riss sich über die gesamte Länge auf
• das Dach entlang der Produktionshalle wurde nach oben gebogen
• die Wände des Containers und die Enden wurden nach außen gebogen
• beide Stahltüren mit einem Gewicht von 113 kg wurden abgeschossen

Eine Tür traf Feuerwehrhauptmann Botkin und landete 41 Meter südwestlich des Containers. Die zweite Tür wurde 54 Meter nordwestlich des Containers gefunden. Feuerwehrhauptmann Botkin starb an Ort und Stelle.

Die Einhaltung des Brandschutzes ist grundlegend!

Verschiedene Untersuchungsberichte deuten darauf hin, dass die Explosion durch 1/2 Liter bis 1,5 Liter Benzin/Öl aus zwei Kettensägen und 1/2 Liter Methylhydrat verursacht wurde. Zeugen berichteten, dass das Feuer 45 bis 55 Minuten vor der Explosion in den Transportcontainer eindrang. Einer der Feuerwehrchefs war 10 Minuten vor der Explosion auf dem Dach des Transportcontainers und richtete einen Schlauch auf das Feuer der Produktionshalle. Zu diesem Zeitpunkt fand der Feuerwehrhauptmann den oberen Teil der Stahlkonstruktion nicht heiß.

Bewusstsein für Gefahren und Vorschriften – Brandschutz

Transportcontainer werden nicht als Sicherheitsrisiko angesehen, wenn sie zum Transport verschiedener Waren und Materialien verwendet werden, einschließlich gefährlicher Güter auf Straßen, Schienen und Schiffen. Wenn sie als Gebäude oder Strukturen verwendet werden, verbinden wir sie nicht mit einem Brandschutzrisiko. Der Vorfall in Enderby und der Vorfall in Saanich sind jedoch zwei Beispiele für Brandschutzrisiken, die sie schaffen können.

Beispiele für Risiken finden sich dort, wo Transportcontainer verwendet werden für:

• Lagerung von Unterhaltungspyrotechnik,
• Lagerung brennbarer Gase und Flüssigkeiten auf Baustellen,
• als Erste-Hilfe-Gebäude auf Baustellen (mit Vorräten an antiseptischem Alkohol oder Sauerstoffflaschen),
• Verwendung als Baustellenbüro,
• Hobbyisten verwenden sie zum Nachladen von Jagdmunition,
• Verwendung als Elektroräume oder elektrische Schränke auf Baustellen (mit dem damit verbundenen Risiko eines Lichtbogenausbruchs),
• Die Verwendungsmöglichkeiten sind nur durch die Fantasie des Benutzers begrenzt…

Der Hauptgrund, warum Transportcontainer als temporäre oder permanente Strukturen verwendet werden, ist ihr niedriger Kaufpreis. Sie benötigen keine Montage, sind wetterbeständig, konstruktiv fest, sind geschlossene Container und sind vor Diebstahl gesichert.

Diese Container werden auch nicht als Gebäude oder Strukturen angesehen und erfüllen daher nicht die Anforderungen für Bau- und Brandgenehmigungen. Eine Reihe von Staaten und Städten in den USA haben Planungs- oder Bauvorschriften eingeführt, die die Verwendung dieser Container regeln.

Um den Brandschutz von Transportcontainern zu regulieren, sollten von jedem Staat spezifische rechtliche Verfahren und Schritte eingeleitet werden. Dies geschieht, um ähnliche Ereignisse zu vermeiden, oft nur aus Unwissenheit.

Prävention – Wie man ähnliche Ereignisse verhindert, die sich ereignet haben…

Schlüsselelemente von Strategien zur Minderung von Brandfolgen in Schiffs- und Sicherung des Brandschutzes in Containern sind:

REGULIERUNG UND ANGEMESSENE VERWENDUNG

Wie oben erwähnt, ist es wichtig zu regulieren, wofür Transportcontainer verwendet werden, welche Inhalte sicher in Transportcontainern gelagert werden können und ob es ein mögliches Brandrisiko gibt, dem Transportcontainer ausgesetzt sind oder das sie für kritische Strukturen oder Zugangsplätze auf der Baustelle schaffen können.

SCHWÄCHUNG DER KONSTRUKTION FÜR BRANDSCHUTZ

Schwächen Sie Transportcontainer, um zu verhindern, dass sich ein hoher Druck in den Containern aufbaut, der die Festigkeit der Container beim Reißen überschreitet. Aktuelle Standard-Transportcontainer haben eine sehr robuste Konstruktion, um Lasten und Kräfte beim Stapeln, Verdrehen und Werfen auf Schiffen, Lastkraftwagen und Zügen zu widerstehen.

Diese Container sind auch robust konstruiert, um Diebstahl ihres Inhalts zu verhindern. Container können durch Installation von Druckentlastungspaneelen geschwächt werden, die mehr als 25 % der Wandfläche überschreiten können, durch Ersetzen der Enddüren durch leichte Wände, durch Installation von Standardtüren und Fenstern an den Seiten… Das Ausmaß, in dem der Container geschwächt werden muss, hängt immer von der spezifischen Verwendungsweise des Containers ab. Wenn gefährliche Güter in Containern gelagert werden sollen, müssen von einem Fachingenieur speziell konstruierte Druckentlastungspaneele bestimmt werden. Kleine obere und untere Lüftungsöffnungen können verwendet werden, um eine bestimmte Schwächung der Container auf niedriger Ebene zu gewährleisten und um eine Belüftung des Containers zu gewährleisten.

BELÜFTUNG DES SCHIFFSCONTAINERS

Der Mangel an Hinweisen darauf, was sich in dem Transportcontainer abspielt, war eines der Schlüsselprobleme des Vorfalls in Enderby. Die Feuerwehrleute waren sich nicht vollständig bewusst, dass sich das Innere des Transportcontainers vergrößerte. Die Sicherung von Öffnungen auf der oberen und unteren Ebene an den gegenüberliegenden Enden des Containers hätte zeigen können, dass Rauch aus dem Container gedrückt wird und dass gefährliche Bedingungen im Container entstehen. Diese Informationen hätten ihnen ermöglicht, ihre Taktik zu ändern.

SICHERHEIT BEI BRÄNDEN

Feuerwehren sollten die Einführung standardisierter Betriebsverfahren in Betracht ziehen, die sich auf die Bestimmung der Ereignisgröße, heißer und ausgeschlossener Zonen und die Planung des Brandangriffs beziehen. In weiteren Artikeln werden wir einen Rahmen eines typischen standardisierten Betriebsverfahrens für Brände in Schiffscontainern bereitstellen.

Analyse der Ereignisse in Enderby

Die Berichte von WorksafeBC und Office of the Fire Commissioner identifizierten spezifische Brennstoffe, die Teil des Vorfalls in Enderby gewesen sein könnten, hatten aber Schwierigkeiten, das Zündszenario zu identifizieren. Ein NFPA-Berater half zu dem Schluss, dass es zu einer „Niedrigvolumen-Detonation” kam.

UNTERSUCHUNG DER SITUATION

Es gibt einige Informationen über ISO-Konstruktionsnormen für Transportcontainer, die für den ursprünglichen Zweck des Transports von Waren und Materialien verwendet werden. Diese Normen ändern sich in Bezug auf die Betriebsbedingungen der Container. Ältere Container hatten im Vergleich zu neueren Containern weniger Lüftungsöffnungen zur Luftkompensation und der Bereich der Transportcontainergrößen vergrößerte sich auch.

Das einzige Dokument, das über Brandtests an Transportcontainern gefunden wurde, ist ein Bericht der US-Küstenwache von 1977 „Fire Performance of Intermodal Shipping Containers”. Bei diesem Test wurden die Folgen von Bränden in Containern und Brände untersucht, die durch Exposition verursacht wurden und Transportcontainer betrafen. Interne Tests umfassten einen Brand einer Holzwiege in einem Container, der verglaste oder den inneren Sauerstoff verbrauchte, bevor das ganze Holz verbraucht werden konnte.

Luftausgleichsöffnungen hatten keinen Einfluss auf die Testergebnisse. Zweite Expositionstests umfassten 65 m² Brände von verschüttetem JP5, bei denen einzelne und gestapelte Container exponiert wurden. Diese Tests zeigten, dass die inneren Temperaturen innerhalb von 4 bis 9 Minuten 230°C erreichten. Die Schlussfolgerung war, dass es eine Möglichkeit der „Entzündung oder Verkohlung” von Materialien der Klasse A innerhalb von 5 Minuten gibt.

BRENNSTOFFE

Allgemein wurde der Schluss gezogen, dass es sich um 500 Milliliter Methylhydrat (Methanol) oder etwa einen Liter Benzin oder eine Kombination beider Brennstoffe handelt. Die folgenden Tabellen enthalten einige Informationen über die Eigenschaften von Methanol und Benzin und zum Vergleich auch Propan und Wasserstoff:

Einige Schlüsselinformationen aus dieser Tabelle sind, dass Methanoldämpfe beim Erhitzen aufsteigen können und Benzindämpfe niedrig bleiben, die Selbstentzündungstemperatur (AIT) von Methanol ist deutlich höher als die von Benzin. Die Brennbarkeitsbereiche sind ähnlich und die Verbrennungsenergie von Benzin ist deutlich höher als die von Methanol.

Die Temperatur an der Decke des Transportcontainers wird auch höher sein als am Boden, was zu einer niedrigeren minimalen Zündenergie führt. Beispielsweise beträgt die minimale Zündenergie (MIE) von Ethanol bei 250°C 0,40 mJ, aber bei 100°C beträgt die MIE 0,21 mJ. Wenn der Druck im Container ansteigt, sinkt auch die AIT.

ZÜNDQUELLEN

Die Zündquelle ist am schwierigsten zu bestimmen. Obwohl es Informationen gab, dass die Seite der Produktionshalle des Transportcontainers direkter Flammeneinwirkung ausgesetzt war, die den Stahl über die Zündtemperatur der Brennstoffe hätte erhitzen können, war einer der Feuerwehrchefs 10 Minuten vor der Explosion auf dem Dach des Transportcontainers und gab an, dass das Dach nicht heiß war. Ein Schlüsseltemperaturindikator im Bericht ist, dass zwei Kettensägen an der Seitenwand der Produktionshalle des Transportcontainers aufgehängt waren und dass Kunststoffgastanks schmolzen. Der Kettensägen-Hersteller informierte WorksafeBC, dass der Schmelzpunkt des Kettensägen-Kunststoffs etwa 200°C beträgt. Dies würde bedeuten, dass verschüttetes oder verdampftes Benzin einer Temperatur von mindestens 200°C ausgesetzt war und die AIT von Benzin 232°C beträgt.

Expositionstests der US-Küstenwache zeigten, dass die Temperatur an der Decke des Containers in 2 m Höhe während der ersten 6 Minuten des Testbrandes etwa 360°C betrug. Zeugen berichteten, dass über 45 bis 55 Minuten Flammen an der Seite des Containers schlugen. Basierend auf Brandtests war es daher möglich zu dem Schluss zu kommen, dass die Temperatur in dem Bereich, in dem sich die Kettensägen befanden (und aus denen Benzin austrat), mindestens 200°C oder wesentlich höher sein konnte. Dann wäre es möglich, die Theorie zu vertreten, dass dieser Bereich des Containerinneren durch Strahlung, Leitung und Konvektion auf eine Temperatur über der Selbstentzündungstemperatur von Benzin und möglicherweise Methanol erhitzt wurde.

CONTAINERMERKMALE

Die Brandtests der US-Küstenwache liefern einige grundlegende Informationen über die Merkmale von Bränden in Schiffscontainern; sie liefern jedoch keine grundlegenden Informationen über Festigkeit und Belüftung. Basierend auf veröffentlichten Informationen über Wandbelastungen wurde eine konservative Schätzung der Wandfestigkeit durchgeführt und diese Berechnungen bestimmten, dass die Streckgrenze der Wände 7,0 kPa (1,0 psi) und die Zugfestigkeit 8,4 kPa (1,22 psi) beträgt. Dieser Wert ist niedriger als eine grobe Schätzung, ist aber nützlich zur Bestimmung der Fläche von Druckentlastungspaneelen.

Luftausgleichsöffnungen sind so ausgelegt, dass sie Klimaänderungen der Temperatur ausgleichen, ohne den Container zu beschädigen. Wenn sie nicht installiert wären, könnten kleine Temperaturänderungen den Innendruck im Container dramatisch erhöhen. Unter Verwendung des idealen Gasgesetzes und unter der Annahme, dass der Container nicht belüftet würde, könnte der folgende Druckanstieg auftreten:

Diese Lüftungsöffnungen können während eines Brandes nicht schnell genug ausreichend Druck ablassen, da die Lüftungsöffnungen nur 0,0079 % der Wand- und Dachfläche eines typischen Transportcontainers ausmachen.

BELÜFTUNGSSZENARIEN

Um ein Platzen des Transportcontainers und einen ähnlichen Vorfall wie in Enderby mit ähnlichen Brennstoffen zu vermeiden, wurden Berechnungen gemäß NFPA 68-2012 durchgeführt. Die folgende Tabelle zeigt die erforderliche Belüftungsfläche bei einer Explosion für verschiedene Brennstoffe für Standard-12-m-lange Container:

Diese Belüftungsflächen dienen nur zum Vergleich, da der Schlüsselfaktor der Festigkeitsberechnung des Containers nur eine grobe Berechnung ist.

Die Schlüsselerkenntnis ist, dass selbst sehr kleine, nicht regulierte Mengen brennbarer Flüssigkeiten oder brennbarer Gase in Transportcontainern eine Explosion mit niedriger Energie und ein Reißen des Transportcontainers verursachen können.

FAZIT – BRANDSCHUTZ

Um Verletzungen der Öffentlichkeit und der Feuerwehr zu vermeiden, müssen wir an Folgendem arbeiten:

• Informieren Sie über Brandschutzrisiken von Transportcontainern,
• Einführung nationaler, provinzieller und lokaler staatlicher Vorschriften für die Verwendung von Transportcontainern als temporäre Gebäude und Strukturen,
• Regulierung der in Transportcontainern gelagerten Materialien,
• Bereitstellung von Informationen darüber, wie Transportcontainer sicherer gemacht werden können
• Bereitstellung von Betriebsverfahren, die Feuerwehrleute zur sicheren Bekämpfung von Bränden in Transportcontainergebäuden einsetzen können