Požiarna bezpečnosť a odolnosť lodných kontajnerov

Požiarna bezpečnosť a odolnosť lodného kontajnera je zaujímavá téma, o ktorej sa dozvedá veľa zákazníkov, ktorí väčšinou uvažujú o lodnom kontajneri ako o alternatíve k domu, chate, predajnému stánku atď.

Lodný kontajner sa vo všeobecnosti vyrába ako „lodný kontajner“ podľa pravidiel pre námornú, železničnú a kamiónovú prepravu.

Podľa informácií od dodávateľov neexistuje žiadna dokumentácia pre námorné kontajnery ISO, ktorá by sa týkala konkrétne požiarnej bezpečnosti lodného kontajnera. Továrne ani kontrolné spoločnosti žiadnu takúto dokumentáciu nevydali. A pokiaľ vieme, tento dokument o požiarnej bezpečnosti lodných kontajnerov nie je vydaný ako štandardný dokument pre lodné kontajnery.

Výnimkou sú stavebné bunky, kancelárske kontajnery, sanitárne kontajnery atď. Tu však platia iné pravidlá a tieto kontajnery musia mať tzv. To sa však nevzťahuje na lodné kontajnery.

V zásade teda možno povedať, že lodné kontajnery vyrobené z korutánskej ocele majú určitú požiarnu odolnosť, pretože oceľ je na rozdiel od dreva anorganický materiál a sama o sebe je nehorľavá. Oceľ má však vysokú tepelnú vodivosť a vnútorná štruktúra ocele sa teplom mení, čo vedie k strate nosnosti a pružnosti. Konkrétna požiarna odolnosť však závisí od rôznych faktorov vrátane typu konštrukcie, použitých materiálov a typu/hustoty náteru.

Nikto si však neuvedomuje, že ak je kontajner s jeho špecifickými vlastnosťami uzavretý tak, ako je vyrobený na prepravu (t. j. s utesnenými dverami, bez okien, vetracích otvorov atď.) a vo vnútri sa nachádza horľavý materiál, ktorý sa nejakým spôsobom vznieti (ako sa to stalo napr. v Enderby), potom odolnosť a pevnosť kontajnera ako takého môže (hoci neúmyselne) spôsobiť nepredstaviteľný problém v prípade požiaru. Uzavretý a pevný tesniaci kontajner v porovnaní s drevenou chatrčou sa bude v prípade obmedzeného požiaru vo vnútri správať úplne inak… a to je to hlavné, na čo treba myslieť.

Vždy myslite na požiarnu bezpečnosť!

Tento článok je napísaný s cieľom informovať širokú verejnosť.

Ako vysvetliť pojem „požiarna odolnosť“?

Ohňovzdornosť je podobný termín, ktorý často opisuje schopnosť materiálu odolávať vysokým teplotám bez roztavenia alebo výrazného poškodenia. Oceľové kontajnery sú v tomto zmysle ohňovzdorné, ale nie nezničiteľné.

Požiarna odolnosť sa vzťahuje na celkovú schopnosť kontajnera odolávať ohňu vrátane konštrukcie, materiálu a dizajnu. Hoci sú námorné kontajnery odolné, nie sú úplne ohňovzdorné a môžu sa poškodiť dlhodobým vystavením intenzívnemu teplu.

Protipožiarna ochrana a bezpečnosť lodných kontajnerov zahŕňa opatrenia na minimalizáciu rizika požiaru a zabránenie jeho šíreniu. To možno dosiahnuť používaním nehorľavých materiálov, konštrukcie, umiestnenia kontajnera a bezpečnostných protokolov.

Všetky informácie v tomto článku slúžia len na informačné účely. Urobili sme veľký prieskum na internete, kde sme našli aj tento pomerne zaujímavý článok, pozri nižšie: Asociácia hasičských veliteľov BC | www.fcabc.ca

Na záver: cieľom tohto materiálu nie je vyvolať paniku. Je to informatívny článok, ktorý má zabezpečiť, aby každý, kto používa kontajner na iné účely, než na aké je primárne určený, vždy myslel na požiarnu bezpečnosť. To znamená dodržiavať ustanovenia a predpisy v prípade prestavby atď. Zabezpečiť kontrolu elektrickej inštalácie, zabezpečiť všetky potrebné úpravy kontajnera (napríklad oslabením konštrukcie – pridaním okien, dverí, vetracích otvorov atď.) pre prípad požiaru vo vnútri a skladovať uskladnený materiál tak, ako sa má skladovať.

Je potrebné pamätať na požiarnu bezpečnosť…

čo sa stalo v minulosti?

Smrť kapitána dobrovoľného hasičského zboru v Enderby Daniela Botkina v roku 2011, ku ktorej došlo pri výkone služby, bola pre hasičov výstrahou pred nebezpečenstvom požiaru lodných kontajnerov.

Pri tomto incidente sa zistilo, že vystavenie lodného kontajnera ohňu a prítomnosť malého objemu horľavých kvapalín viedli k vnútornému výbuchu pri nízkej rýchlosti, ktorý vyhodil dvere kontajnera. Jedny z týchto dverí následne zasiahli kapitána hasičov Botkina, ktorý na mieste zomrel.

V apríli 2013 vybuchla v Saanichu netesná nádrž na gril uložená v lodnom kontajneri a zničila celý lodný kontajner. Pri tejto udalosti časti kontajnera spadli do výšky 274 m a steny boli zrovnané so zemou. Našťastie pri tejto udalosti nebol nikto vážne zranený.

Preto sa vyžaduje požiarna bezpečnosť, aby sa predišlo podobným zraneniam verejnosti a hasičov:

– informovať o požiarnych rizikách lodných kontajnerov.

– bezpečné používanie lodných kontajnerov ako dočasných stavieb alebo trvalého bývania

– regulovať materiály skladované v lodných kontajneroch

– poskytovať informácie a usmernenia o tom, ako možno lodné kontajnery upraviť, aby boli bezpečnejšie a

– poskytnúť postupy, ktoré môže hasičský zbor použiť pri riešení požiarov v budovách lodných kontajnerov.

Tento článok obsahuje informácie a odporúčania, ako zlepšiť požiarnu bezpečnosť lodných kontajnerov.

Všeobecné informácie o lodných kontajneroch

Na prepravu tovaru a materiálu na lodiach, vo vlakoch a v nákladných vozidlách sa používa viac ako 16 miliónov lodných kontajnerov. Milióny týchto kontajnerov sa každý rok stanú prebytočnými a premenia sa na budovy alebo stavby na opätovné použitie.

Tieto prebytočné kontajnery sú vyrobené z oceľovej konštrukcie a majú veľkosť od 1,5 m do 16 m (dĺžka 5 až 53 stôp). Kontajnery sú štandardne široké 2,4 m (8 stôp) a vysoké 2,6 m (8,5 stôp) s oceľovými dverami na jednej alebo viacerých stranách.

Niektoré lodné kontajnery majú na horných koncoch malé vetracie otvory, tzv. vetracie mriežky, ktoré vyrovnávajú tlak vzduchu v dôsledku zmien teploty okolitého vzduchu (±20 až 30⁰C).

Tieto vetracie mriežky sú otvory v oceľovej stene a sú zakryté kovovým alebo plastovým vonkajším krytom. Mriežky majú 2, 4 alebo 6 súprav týchto mriežok v závislosti od veľkosti kontajnera.

Štandardné kontajnery sú navrhnuté tak, aby ich bolo možné stohovať do výšky 6 až 9 kontajnerov a aby uniesli hmotnosť 32 205 kg. Bočné steny sú navrhnuté tak, aby vydržali posuvné zaťaženie až do 60 % povoleného zaťaženia. Predná stena a dvere sú navrhnuté tak, aby vydržali 40 % povoleného zaťaženia.

Výsledkom je, že tieto kontajnery sú schopné nechať narásť vnútorný tlak až do bodu katastrofického zlyhania.

Vlastnosti lodných kontajnerov, ktoré ich robia odolnými voči krádeži a konštrukčne pevnými, z nich zároveň robia riziko požiarnej bezpečnosti, ak nie sú regulované, oslabené a ak sa k nim pri požiari nepristupuje opatrne.

Prehľad udalostí v Enderby Lodd

Dňa 29. decembra 2011 o 3:51 hod. bol na tiesňovú linku 911 nahlásený požiar drevenej stavebnej budovy v meste Enderby BC.

O 04:01 na miesto dorazilo prvé hasičské vozidlo a 15 hasičov (vrátane zástupcu veliteľa hasičov a 4 hasičských kapitánov) spolu s dvoma čerpadlami a záchranným vozidlom. Požiar zrejme vznikol v modulárnom prívese a rozšíril sa na veľkú výrobnú halu. Budova, v ktorej sa montovali zrubové konštrukcie.

Požiar vo výrobnej budove odhalil 2,4 m široký, 2,6 m vysoký a 12 m dlhý lodný kontajner pod zastrešenou prístavbou výrobnej budovy, ktorá sa nachádzala približne 2 m od budovy. Počas požiaru niekoľkokrát vyšiel dym z vyrovnávacích otvorov a z prehriatych tesnení dverí. Na kontajner alebo jeho povrch bola nasmerovaná voda.

Približne o 5:05 hod. vyliezol kapitán hasičov na strechu kontajnera, aby uhasil požiar vo výrobnej budove. Aj keď bol kapitán na streche kontajnera, nebol horúci.

Veliteľ zásahu sa obával možnej poruchy konštrukcie výrobnej budovy a stiahol hasičov od konštrukcie a lodného kontajnera. Operácia prešla do fázy hasenia.

Nevedomosť spôsobila osudovú chybu

O 05:15 vybuchol lodný kontajner a:

• jedna zo strán lodného kontajnera pozdĺž strechy je roztrhnutá po celej dĺžke
• strecha výrobnej budovy bola ohnutá smerom nahor
• steny a konce kontajnera boli ohnuté smerom von
• obe kovové dvere s hmotnosťou 113 kg boli odstrelené

Jedny dvere zasiahli kapitána hasičov Botkina a dopadli 41 metrov juhozápadne od kontajnera. Druhé dvere sa našli 54 metrov severozápadne od kontajnera. Kapitán hasičov Botkin zomrel na mieste nehody.

Dodržiavanie požiarnej bezpečnosti je nevyhnutné!

Z rôznych vyšetrovacích správ vyplýva, že výbuch spôsobilo 1/2 litra až 1,5 litra benzínu/oleja z dvoch motorových píl a 1/2 litra metylhydrátu. Svedkovia uviedli, že požiar zasahoval do lodného kontajnera 45 až 55 minút pred výbuchom. Jeden z veliteľov hasičov bol 10 minút pred výbuchom na streche lodného kontajnera a nasmeroval hadicu na požiar výrobnej budovy. V tom čase veliteľ požiaru nezistil, že vrchná časť oceľovej konštrukcie je teplá.

Informovanosť o nebezpečenstvách a predpisy – požiarna bezpečnosť

Lodné kontajnery sa nepovažujú za bezpečnostné riziko, keď sa používajú na prepravu rôzneho tovaru a materiálov vrátane nebezpečného tovaru na cestách, železniciach a lodiach. Ak sa používajú ako budovy alebo stavby, nespájame ich s rizikom požiarnej bezpečnosti. Incident v Enderby a incident v Saanich sú však dva príklady požiarneho bezpečnostného rizika, ktoré môžu vytvárať.

Príklady rizík možno nájsť v prípadoch, keď sa lodné kontajnery používajú na:

• skladovanie zábavnej pyrotechniky,
• skladovanie horľavých plynov a kvapalín na staveniskách,
• ako budovy prvej pomoci na staveniskách (so zásobami antiseptického liehu alebo kyslíkových fliaš),
• použitie ako stavebná kancelária,
• používaný amatérmi na prebíjanie poľovníckeho streliva,
• použitie ako elektrické miestnosti alebo elektrické skrine na staveniskách (s rizikom vzniku elektrického oblúka),
• Možnosti použitia sú obmedzené len fantáziou používateľa…

Hlavným dôvodom, prečo sa lodné kontajnery používajú ako dočasné alebo trvalé stavby, je ich nízka obstarávacia cena. Nevyžadujú montáž, sú odolné voči poveternostným vplyvom, majú pevnú konštrukciu, sú to uzavreté kontajnery a sú zabezpečené proti krádeži.

Tieto kontajnery sa tiež nepovažujú za budovy alebo stavby, a preto nespĺňajú požiadavky na stavebné a požiarne povolenia. Viaceré štáty a mestá v USA zaviedli stavebné predpisy, ktoré upravujú používanie týchto kontajnerov.

S cieľom regulovať požiarnu bezpečnosť lodných kontajnerov by mal každý štát zaviesť osobitné právne postupy a kroky. Je to preto, aby sa predišlo podobným nehodám, často z neznalosti.

Prevencia – Ako zabrániť podobným udalostiam, ktoré sa stali…

Kľúčové prvky stratégií na zmiernenie účinkov požiaru na lodiach a zabezpečenie požiarnej bezpečnosti v kontajneroch sú:

REGULÁCIA A VHODNÉ POUŽÍVANIE

Ako bolo uvedené vyššie, je veľmi dôležité regulovať, na čo sa lodné kontajnery používajú, aký obsah sa môže v lodných kontajneroch bezpečne skladovať a či existuje potenciálne riziko požiaru, ktoré lodné kontajnery predstavujú alebo môžu vytvoriť pre kritické stavby alebo prístupové miesta na stavenisku.

OSLABENIE KONŠTRUKCIE Z HĽADISKA POŽIARNEJ BEZPEČNOSTI

Oslabte lodné kontajnery, aby ste zabránili vysokým tlakom v kontajneroch, ktoré by prekročili pevnosť kontajnerov pri roztrhnutí. Dnešné štandardné lodné kontajnery majú veľmi pevnú konštrukciu, aby vydržali zaťaženie a sily pri stohovaní, krútení a pádoch na lode, nákladné vozidlá a vlaky.

Tieto kontajnery sú tiež pevne skonštruované, aby sa zabránilo krádeži ich obsahu. Kontajnery možno oslabiť inštaláciou otryskávacích panelov, ktoré môžu presahovať 25 % plochy stien, nahradením koncových dverí ľahkými stenami, inštaláciou bežných dverí a okien v bočných stenách… Rozsah, v akom sa musí kontajner oslabiť, vždy závisí od konkrétneho použitia kontajnera. Ak sa má v kontajneroch skladovať nebezpečný tovar, špecializovaný inžinier musí určiť špeciálne navrhnuté odľahčovacie panely. Na zabezpečenie určitého oslabenia kontajnerov na nízkej úrovni a na zabezpečenie vetrania kontajnera sa môžu použiť malé horné a dolné vetracie otvory.

VETRANIE LODNÉHO KONTAJNERA

Jedným z kľúčových problémov v prípade incidentu v Enderby bol nedostatok stôp, čo sa v lodnom kontajneri deje. Hasiči si neboli plne vedomí toho, že vnútro lodného kontajnera sa zväčšuje. Zabezpečenie otvorov na hornej a dolnej úrovni na opačných koncoch kontajnera mohlo ukázať, že z kontajnera sa vytláča dym a že vo vnútri kontajnera vznikajú nebezpečné podmienky. Táto informácia im mohla umožniť zmeniť taktiku.

POŽIARNA BEZPEČNOSŤ

Hasičské zbory by mali zvážiť zavedenie štandardných operačných postupov, ktoré sa týkajú určovania veľkosti udalosti, horúcich a vylúčených zón a plánovania požiarneho útoku. V nasledujúcich článkoch poskytneme rámec typického štandardného operačného postupu pre požiare námorných kontajnerov.

Súvisiace články, ktoré pre vás pripravujeme v súvislosti s touto témou: Minimálne normy pre používanie lodných kontajnerov ako skladovacích budov

Analýza udalostí v meste Enderby

Správy z organizácie WorksafeBC a Úradu požiarneho komisára identifikovali konkrétne palivá, ktoré sa mohli podieľať na incidente v Enderby, ale mali problémy s identifikáciou scenára vznietenia. Konzultant NFPA pomohol dospieť k záveru, že došlo k „nízkoobjemovej detonácii“.

PRIESKUM SITUÁCIE

K dispozícii sú niektoré informácie o konštrukčných normách ISO pre lodné kontajnery používané na pôvodný účel prepravy tovaru a materiálov. Tieto normy sa menia v závislosti od prevádzkových podmienok kontajnerov. Staršie kontajnery mali menej vetracích otvorov na kompenzáciu vzduchu v porovnaní s novšími kontajnermi a zväčšil sa aj rozsah veľkostí lodných kontajnerov.

Jediný dokument, ktorý sa našiel o požiarnych skúškach lodných kontajnerov, je správa Pobrežnej stráže USA z roku 1977 s názvom „Požiarna odolnosť intermodálnych lodných kontajnerov“. V rámci tohto testovania sa skúmali účinky požiarov kontajnerov a expozície požiarom, ktoré postihli lodné kontajnery. Vnútorné testovanie zahŕňalo požiar drevenej kolísky vo vnútri kontajnera, ktorý zuhoľnatel alebo spotreboval vnútorný kyslík skôr, ako sa stihlo spotrebovať všetko drevo.

Vzduchové kompenzačné otvory nemali žiadny vplyv na výsledky testu. Druhé expozičné testy zahŕňali 65𝑚2 požiarov rozliateho JP5, pri ktorých boli vystavené jednotlivé a na seba naskladané nádoby. Tieto testy ukázali, že vnútorné teploty dosiahli 230 °C za 4 až 9 minút. Záver bol, že existuje možnosť „vznietenia alebo zuhoľnatenia“ materiálov triedy A do 5 minút.

PALIVÁ

Všeobecne sa dospelo k záveru, že išlo o 500 mililitrov metylhydrátu (metanolu) alebo približne jeden liter benzínu, prípadne o kombináciu oboch palív. V nasledujúcich tabuľkách sú uvedené niektoré informácie o vlastnostiach metanolu a benzínu a na porovnanie aj propánu a vodíka:

Niektoré kľúčové informácie z tejto tabuľky sú, že pri zahrievaní môžu pary metanolu stúpať a pary benzínu zostávajú nízke, teplota samovznietenia (AIT) metanolu je výrazne vyššia ako teplota benzínu. Rozsahy horľavosti sú blízke a energia horenia benzínu je výrazne vyššia ako energia horenia metanolu.

Teplota na strope lodného kontajnera bude tiež vyššia ako na podlahe, čo bude mať za následok nižšiu minimálnu energiu vznietenia. Napríklad minimálna zápalná energia (MIE) etanolu pri 250 °C je 0,40 mJ, ale pri 100 °C je MIE 0,21 mJ.

ZDROJE VZNIETENIA

Zdroj vznietenia je najťažšie určiť. Hoci existujú informácie, že výrobná strana budovy lodného kontajnera bola vystavená priamemu plameňu, ktorý mohol ohriať oceľ nad teplotu vznietenia palív, jeden z veliteľov požiarnej hliadky bol 10 minút pred výbuchom na streche lodného kontajnera a uviedol, že strecha nebola horúca. Kľúčovým teplotným ukazovateľom v správe je, že na bočnej stene výrobnej budovy lodného kontajnera viseli dve motorové píly a že plastové nádrže na plyn sa roztavili. Výrobca reťazových píl informoval organizáciu WorksafeBC, že teplota tavenia plastových nádrží reťazových píl bola približne 200 °C. To by znamenalo, že rozliaty alebo uvarený benzín bol vystavený teplote najmenej 200 °C, pričom AIT benzínu je 232 °C.

Expozičné testy, ktoré vykonala pobrežná stráž USA, ukázali, že teplota stropu kontajnera vo výške 2 m bola približne 360 °C do 6 minút od začiatku skúšobného požiaru. Svedkovia uviedli, že plamene šľahali po boku kontajnera 45 až 55 minút. Na základe požiarnych skúšok bolo teda možné dospieť k záveru, že teplota v oblasti, kde sa nachádzali motorové píly (a z ktorých sa strácal benzín), mohla byť najmenej 200 °C alebo podstatne vyššia. Potom by sa dalo predpokladať, že táto oblasť vo vnútri kontajnera sa zahrievala sálaním, vedením a konvekciou na teplotu vyššiu, ako je teplota samovznietenia benzínu a prípadne metanolu.

VLASTNOSTI KONTAJNERA

Protipožiarne testy Pobrežnej stráže USA poskytujú niektoré základné informácie o charakteristikách požiarov lodných kontajnerov; neposkytujú však žiadne podstatné informácie o pevnosti a vetraní. Na základe uverejnených informácií o zaťažení stien sa vykonal konzervatívny odhad pevnosti stien a týmito výpočtami sa určilo, že medza klzu stien bude 7,0 kPa (1,0 psi) a medza pevnosti pri roztrhnutí bude 8,4 kPa (1,22 psi). Táto hodnota je nižšia ako hrubý odhad, ale je užitočná na určenie plochy protivýbuchových panelov.

Vzduchové kompenzačné otvory sú navrhnuté tak, aby sa vyrovnali s klimatickými teplotnými zmenami bez poškodenia nádoby. Ak by neboli nainštalované, malé zmeny teploty by mohli dramaticky zvýšiť vnútorný tlak v kontajneri. Pri použití zákona o ideálnom plyne a za predpokladu, že by kontajner nebol odvzdušnený, by mohlo dôjsť k nasledujúcemu zvýšeniu tlaku:

Tieto vetracie otvory nedokážu pri požiari dostatočne rýchlo odstrániť dostatočný tlak, pretože vetracie otvory predstavujú len 0,0079 % plochy stien a strechy typického lodného kontajnera.

SCENÁRE ODVZDUŠŇOVANIA

Aby sa predišlo roztrhnutiu lodného kontajnera a podobnej udalosti ako v Enderby s podobnými palivami, výpočty sa vykonali v súlade s normou NFPA 68-2012. V nasledujúcej tabuľke je uvedená požadovaná plocha na odvzdušnenie pri prasknutí pre rôzne palivá pre štandardné 12 m dlhé kontajnery:

Tieto vetracie plochy slúžia len na porovnanie, pretože kľúčový faktor pri výpočte pevnosti kontajnera je len hrubý výpočet.

Hlavným záverom je, že aj veľmi malé neregulované objemy horľavých kvapalín alebo horľavých plynov v lodných kontajneroch môžu spôsobiť výbuch s nízkou energiou a roztrhnutie lodného kontajnera.

ZÁVER – POŽIARNA BEZPEČNOSŤ

Aby sme zabránili zraneniam verejnosti a hasičov, musíme pracovať na:

• informácie o rizikách požiarnej bezpečnosti lodného kontajnera,
• Stanovenie vnútroštátnych, provinčných a miestnych vládnych predpisov pre používanie lodných kontajnerov ako dočasných budov a stavieb,
• regulovať materiály uložené v lodných kontajneroch,
• poskytnúť informácie o tom, ako možno lodné kontajnery upraviť, aby boli bezpečnejšie.
• poskytnúť operačné postupy, ktoré môžu hasiči použiť na bezpečné riešenie požiarov lodných kontajnerov.