Bergen Museum har tatt i bruk høyteknologiske hjelpemidler for å bevare sine vitenskapelige samlinger. (Bilde: Joachim Seehusen)

Oksygenfattig luft hindrer brann

  • Bygg

Som en del av et større rehabiliteringsprosjekt av Bergen Museum ble en parkeringskjeller i Realfagbygget pekt ut som best egnet.

Tross protester fra ansatte som mistet kjære parkeringsplasser ble det bygget om til et høyst moderne magasin for korrekt oppbevaring av vitenskapelige samlinger – noen av uvurderlig verdi.

Inert luft

Det mest spektakulære er brannsikringen. Etter brann eller branntilløp er ofte vannskadene vel så store som brannskadene.

For konservatorer og forskere er bare tanken på slike skader i et magasin med verdifullt vitenskapelig materiale et mareritt.

Svaret ble inert luft. I stedet for å slukke en brann, skal det hindre at brann oppstår. Inert luft er luft med redusert oksygeninnhold.

Normalt er det 20.95 prosent oksygen i tørr luft og 78 prosent nitrogen. Luften i magasinene har 15 prosent oksygen og tilsvarende mer nitrogen.

– Det går en kritisk grense for når forbrenning kan forekomme ved rundt 16,5 prosent for de fleste gasser. Med et oksygeninnhold på 15 prosent kan ikke brann oppstå, men mennesker kan fortsatt puste normalt, forteller avdelingsingeniør Gunnar Langhelle som er ansvarlig for driften av magasinene.

TRYGT: Den oksygenfattige luften er trygg for alt og alle. Gamle skjeletter oksiderer for eksempel ikke. Her overingeniør Tore Svane og avdelingsingeniør Gunnar Langhelle inne i magasinet med inert luft. Joachim Seehusen

Dør ut

Han illustrerer fenomenet ved å tenne en lighter. Den brenner stabilt med en kraftig flamme idet han langsomt går gjennom døren og inn i det oksygenfattige magasinet.

Så er det slutt, flammen slokker. Han viser det gjentatte ganger, resultatet er det samme hver gang og det er ikke bevegelsene som blåser ut flammen.

Tilsynelatende dør den ut helt av seg selv.

Ukjent

Bruken av inert luft er fortsatt forholdsvis ukjent, kun får anlegg er levert i Norge. På Universitetet i Bergen er det Hypoxic technologies som har levert anlegget.

Teknisk ansvarlig Jon Olav Vikan sier de har levert seks anlegg i Norge, det første for tre-fire år siden og at Norge ligger forholdsvis langt fremme.

Oksygenet fjernes ved hjelp av en hulfibermembran. Luften pumpes inn i to stålsylindre, om lag 25 cm i diameter og et par meter høye. Disse er fylt opp med millioner av hule fibre på tykkelse med hårstrå.

FROSTRENSING: Før noe som helst kommer inn i magasinet må det ligge i et fryserom med minus 30 grader. Derfra går det til et kjøerom og så videre til endelig plassering i magasinet. Midd, makk, bakterier og alt som kan skade objektene blir på denne måten effektivt tatt livet av.
FROSTRENSING: Før noe som helst kommer inn i magasinet må det ligge i et fryserom med minus 30 grader. Derfra går det til et kjøerom og så videre til endelig plassering i magasinet. Midd, makk, bakterier og alt som kan skade objektene blir på denne måten effektivt tatt livet av. Joachim Seehusen

Hull

Fibrene er ikke bare hule, de har også hull i sidene. Oksygenmolekylene er mindre enn nitrogenmolekylene.

Luften pumpes gjennom hulfibrene med et trykk på syv kilo og store deler av oksygenet blir presset ut gjennom hullene i sidene på fibrene.

Nitrogenmolekylene er for store til å komme gjennom disse hullene. Nederst i sylindrene er det to utløp, et der oksygeninnholdet er mellom 33 og 35 prosent og et der oksygeninnholdet kun er ti prosent, det siste er luften som er presset hele veien gjennom hulfibrene.

Denne oksygenfattige luften blir så pumpet inn i magasinet og blandet med luft som allerede er der. Sensorer sørger for at oksygeninnholdet holder seg på 15 prosent.

Filtre

Før luften går gjennom denne prosessen har den passert en rekke forskjellige filtre som fjerner forskjellige former for partikkelforurensing fra luften.

– Derfor er det viktig å være klar over at dette ikke er et brannslokkingsanlegg, det hindrer at brann oppstår overhodet, sier Vikan.

Kullos

For å redusere kostnadene har prosjektleder Tore Svane ved eiendomsavdelingen til Universitetet i Bergen valgt å bruke omluft. Luften som kommer ut av magasinet, blåses inn igjen med korrekt oksygeninnhold.

Til tross for at den samme luften resirkuleres med et tap på kun 0,2 m 3/h, er det ingen problemer med CO.

– Vi har gjennomført målinger og aldri funnet at det er noe problem i så store rom. I mindre rom med mange personer kan vi måle CO og om rommene er små nok og folkene mange nok så kan det bli et problem, svarer Vikan.

FØR: Inntill nylig var dette magasinene ved Bergen Museum, i treboder uten noen kontroll med verken temperatur eller fuktighet ble uvurderllige gjenstander oppbevart. Åse Tveitnes, bygningssjef ved Universitetet i Bergen er lettet over å kunne tilby bedre oppbevaring.
FØR: Inntill nylig var dette magasinene ved Bergen Museum, i treboder uten noen kontroll med verken temperatur eller fuktighet ble uvurderllige gjenstander oppbevart. Åse Tveitnes, bygningssjef ved Universitetet i Bergen er lettet over å kunne tilby bedre oppbevaring. Joachim Seehusen

Fryselager

Bergen Museum nøyer seg ikke med nytt oksygenfattig magasin. Her slipper ingen objekter inn uten å være nedfrosset.

– Alle urene gjenstander skal først ligge minimum tre dager, ofte lenger, i fryselageret med temperatur på minus 30 grader, deretter flyttes de til et kjølelager for at temperaturen ikke skal stige for raskt og for at det ikke skal dannes rim, forteller Gunnar Langhelle.

Først etter disse prosessene slipper gjenstander inn i magasinene.

En ekstra bonus ved å bruke inert luft til brannsikring er at naturlig oksidasjon blir redusert. Dermed blir også den naturlige nedbrytingen av organisk materiale redusert.

– Ja, vi regner at levetiden forlenges i et forhold 5: 8, sier Svane.

UØNSKET VANN: Tore Svane viser to rør som fører fjernvarme som skapte hodebry. Løsningen ble å bygge to  magasiner og plassere stein og mineraler der det foreligger fare for vannlekkasjer mens mer ømfindtlige objekter er plassert i et magasin helt uten vann.
Parkeringskjeller UØNSKET VANN: Tore Svane viser to rør som fører fjernvarme. De skapte hodebry, men løsningen ble å bygge to magasiner og plassere stein og mineraler der det foreligger fare for vannlekkasjer, mens mer ømfintlige objekter er plassert i et magasin helt uten vann. Joachim Seehusen

Parkeringskjeller

Ideelt sett skulle et nytt toppmoderne magasin vært plassert i et nytt bygg, prosjektert for bruken fra grunnen av. Så heldig var ikke Svane, han måtte nøye seg med en 40 år gammel parkeringskjeller der bilistene ble skjøvet ut.

– Det har vært lekkasjer der siden bygget var nytt. Vi fant dem til slutt, det var feilaktig utførte tettinger rundt alle slukene på taket. Det er vi litt stolte av, andre har forsøkt før oss.

Neste problem oppsto da det viste seg at rør fra fjernvarmeanlegget gikk gjennom deler av kjelleren. Dermed var det fare for lekkasjer som ikke var akseptable i et vitenskapelig magasin.

– Vi løste det ved å dele opp det opprinnelige magasinet i to. Der rørene er, plasserte vi mineralsamlingene. For stein og mineraler er ikke vann så katastrofalt som for insekter, pels og fugleskinn.

Aktuelt for flere museer

Inert luft er beskrevet i skisseprosjekter for både Deichmanske bibliotek og Munchmuseet. Det kan også være aktuelt på det nye Nasjonalmuseet. Skisseprosjektet blir ferdig i løpet av august, deretter starter forprosjektet.

– Det er klart at brannsikring med inert luft vil bli vurdert, men det er alt for tidlig å si noe mer. Det vil bli drøftet som en del av forprosjektet, sier Per Willy Nysæter, Statsbyggs prosjektdirektør for det nye Nasjonalmuseet på Vestbanen.

OKSYGENFATTIG: Geir Jensen hos Cowi har stor tro på inert luft som brannsikring. Nå er den første standarden klar i Storbritannia, og en CEN-standard er under forberedelse. Dermed blir det lettere å ta inert luft i bruk.
Norsk ekspert OKSYGENFATTIG: Geir Jensen hos Cowi har stor tro på inert luft som brannsikring. Nå er den første standarden klar i Storbritannia, og en CEN-standard er under forberedelse. Dermed blir det lettere å ta inert luft i bruk. Jan Edvardsen

Norsk ekspert

Geir Jensen i COWI er en av verdens fremste eksperter på bruk av inert luft.

Bruken av inert luft startet i Tyskland i 1990. Den gangen ble det gjort ved å tilsette nitrogen, en løsning som kan medføre risiko.

– Det er en fare for at man tilfører for mye nitrogen og det kan også være en fare for at personer som oppholder seg for tett på innføringen får for mye nitrogen, sier Jensen.

Syv patenter

Men så fikk russeren Gary Kotliar godkjent syv forskjellige patenter på å skape inert luft, ikke ved å tilsette nitrogen, men ved å fjerne oksygen, og da ble løsningen med en gang mer attraktiv.

Geir Jensen var fra starten med å utvikle brukerløsninger sammen med russeren, som var bosatt i USA. Kotliar er nå en av systemleverandørene, og det er ikke lenger samarbeid med mellom ham og Geir Jensen.

Derimot er COWI nå sekretariat for en gruppe forskere, utstyrsleverandører og universiteter fra 15 land, kalt SAIPHS, Summit Air Institute for Preservation, Health and Safety. Dette instituttet har blant annet arbeidet for å få til internasjonale standarder for inert luft.

OKSYGEN: Tore Svane viser de to blanke stålrørene der oksygenet blir trukket ut av luften. Fylt med millioner av hule fibre med hull og syv kilo trykk  blir de mindre oksygenmolekylene presset gjennom filteret og oksygen blir skilt ut.
Norsk ekspert OKSYGENFATTIG: Geir Jensen hos Cowi har stor tro på inert luft som brannsikring. Nå er den første standarden klar i Storbritannia, og en CEN-standard er under forberedelse. Dermed blir det lettere å ta inert luft i bruk. Joachim Seehusen

I komiteen

Den første standarden for bruk av inert luft som brannsikring er nå klar fra British Standards Institute. Geir Jensen satt i komiteen som utformet den standarden.

– Det er den første i verden, og Statens Bygningstekniske Etat henviser til denne i Teknisk Forskrift. Det er også planlagt en europeisk standard gjennom CEN. Den vil nok i stor grad bli basert på den britiske standarden. Når CEN kommer med sin vil det ikke være noe behov for en norsk standard, CEN-standarden vil være gyldig også hos oss.

Bruksområder

Bruksområdene er mange, det er vanlig i flykabiner, man er nå i ferd med å begynne å ta det i bruk i kjernekraftverk. IKT-rom og datalagringshaller er også et område der inert luft er et godt alternativ. Det største bruksområdet til nå er store fryselagre

Jensen avviser at oksygenfattig luft kan være farlig når det er utformet i henhold til standard.

– Ikke for normalt friske mennesker. Det er i prinsippet det samme som du finner i en flykabin eller i et høydehus for idrettsfolk. De som har helse til å fly har ingen problemer med å oppholde seg i rom med inert luft.

– Det er egentlig kun en utfordring med inert luft, det er et visst energiforbruk, sier Jensen.

Dette gjelder spesielt hvis det er store lekkasjer. Tette rom og bruk av omluft, som i Bergen Museum, er å anbefale.