Oksygenfri luft: Prosjektleder Tor Svane ved Universitetet i Bergen viser frem anlegget som trekker oksygen ut av luften og sikrer magasinene mot brann. De to tykkeste rørene er fylt med filtre som kun slipper oksygen gjennom. Se faktaboks for detaljer. Foto: Joachim Seehusen
For dyrt: Geir Jensen er ekspert i brannsikkerhet hos Cowi. Han mener anlegg som skaper inert luft i dag er for dyre. Han venter både prisfall og økt bruk når en CEN-standard kommer på plass i 2014. Foto: Jan Edvardsen (Bilde: Jan Edvardsen)

INERT LUFT

Bruker oksygenfattig luft til å forhindre brann

Inert luftanlegg

  • I et typisk anlegg, som ved Universitetsmuseet i Bergen, blir oksygenet fjernet ved hjelp av en hulfibermembran. Luften pumpes inn i to stålsylindre, cirka 25 cm i diameter og et par meter høye. Disse er fylt opp med millioner av fibre på tykkelse med hårstrå.
  • Fibrene er hule og har 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 % og et der oksygeninnholdet kun er ti prosent, det siste er luften som er presset hele veien gjennom hulfibrene.
  • Den 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 %.
  • Før luften går gjennom denne prosessen har den passert en rekke filtre som fjerner forskjellige former for partikkelforurensing fra luften.

Luft

  • Vanlig luft består av 14 forskjellige gasser, samt vanndamp.
  • Det er mest nitrogen, 78,084 prosent. Deretter følger oksygen, 20,946 prosent. Alle de øvrige finnes i svært små mengder, under en volumprosent.
  • Alle de øvrige finnes i svært små mengder, under en volumprosent.
  • Ved et oksygeninnhold på 15 prosent kan ikke materialer som finnes i vanlige rom antennes. Nøyaktig grense for antenning må bestemmes ved testing for materialer, mengder og konfigurasjoner. Fryserom, trykksatte rom eller rom i større høyde over havet kan også kreve testing. Cowi utviklet testrommet som er lagt til grunn i testmetoden i BSI PAS 95 standarden. For vanlige rom er ikke testing nødvendig.
  • Det som gjør inert luft mulig for opphold uten brann er at det ikke tilsettes noen gasser og at lungene ikke reagerer på endringer i nitrogen. Men forbrenningsreaksjonene hindres av økt nitrogennivå i kombinasjon med at oksygen reduseres til nivåer som i flykabin og i høyder 2-3000 m over havet.
  • Mennesker bor i byer og går i fjellet eller sitter i passasjerkabin i fly der det ikke er mer oksygen enn i rom med inert luft. Når vi puster reduserer vi oksygeninnhold i lufta vi puster ut og øker nitrogeninnholdet. Endringene i gasskonsentasjonene er vi laget for og tåler derfor meget godt.

Inert luft, eller hypoksisk luft, ble systematisk tatt i bruk for å hindre brann i Tyskland fra 1995. Fortsatt er det ikke installert mer enn 600–700 anlegg verden rundt, 15–16 av dem i Norge der det første ble installert så sent som i 2008.

Betegnelsen inert luft brukes om luft der oksygeninnholdet er redusert fra de vanlige 21 prosentene til 15 prosent.

Nitrogenandelen i luften øker tilsvarende. Resultatet er at man kan oppholde seg der i lang tid, og det kan likevel ikke oppstå brann, fordi nitrogeninnholdet er for høyt.

Les også: Sprinkleranlegg kunne reddet to av tre som omkommer i brann

Mangler standard

– Årsaken til at det er så lite brukt er hovedsakelig mangelen på en standard. Det er nå i ferd med å endre seg, og en europeisk Cen-standard (Comité Européen de Normalisation) for inert luft kommer på høring om kort tid. I beste fall kommer det en ferdig standard i mars eller april 2014, sier Geir Jensen.

Jensen er spesialist innen brannsikkerhet og ansatt i Cowi, som er akkreditert inspeksjonsorgan for inert luftanlegg med oppdrag i mange land. Han forteller at Tyskland, Østerrike og Sveits har hatt nasjonale standarder en god stund og han deltar i å lage en standard for Australia.

Han tok initiativet til den engelske standarden (BSI PAS 95) som siste tre år er brukt globalt.

Les også: Ingen kan fastslå at det er mulig å bevare Høyblokka

Skjevt ut i USA

I kjempemarkedet USA kom inert luft skjevt ut, og der har ikke engang arbeidet med en standard startet.

Når en europeisk felles standard er på plass, tror Jensen bruken vil øke, og da vil nok også prisen falle.

Når en europeisk felles standard er på plass, tror Jensen bruken vil øke, og da vil nok også prisen falle.For dyrt: Geir Jensen er ekspert i brannsikkerhet hos Cowi. Han mener anlegg som skaper inert luft i dag er for dyre. Han venter både prisfall og økt bruk når en CEN-standard kommer på plass i 2014.foto: Jan Edvardsen Jan Edvardsen

– Sett fra vårt ståsted er prisene altfor høye. Vi ser ingen grunn til at anleggene skal være så dyre. Teknikk og komponenter er enkle og kurante, basert på kompressor, filtre og tørking før luft filtreres på molekylnivå. Så er det behov for en enkel kontrollenhet.

Utfordringen er å få alt til å spille på lag med bruker, rom, bygg, ventilasjon, tetthet, inneklima, energiforsyning og energigjenvinning. Med flerfaglig kompetanse spesifiserer vi systemer på komponentnivå og implementerer, sier Jensen og viser til erfaring fra kjernekraft og store datarom.

Eivind Elnan, daglig leder i Hypoxic technologies AS i Verdal, forbereder nå selskapets 15. installasjon etter at det ble stiftet i 2008.

– Det har vært en voldsom utvikling. De første anleggene var enkle, men slik er det ikke lenger. Det kreves ganske mye automasjon og integrering mot SD-anlegg. I tillegg er det mye dokumentasjon. Jeg vet ikke om jeg ville satt i gang kun som VVS-ingeniør, sier Elnan.

Les også: Denne pæra fortsetter å lyse ved strømbrudd

Store lagerhaller

Inert luft som brannsikring egner seg først og fremst i store lagerhaller, museer og samlinger, der vann eller gass-slokking kan føre til store skader. Datahaller er et godt eksempel.

– Green Mountain Data Center på Rennesøy har inert luft. Alternativet kunne vært et tradisjonell gasslokking, men oppetidskrav tillater ikke noen startbrann, og det er for store hallvolumer for gassanlegg. Lyden når slokkegassen utløses kan dessuten få harddiskene til å kræsje. Her er det flere kjente forsikringsutbetalinger, forteller Jensen.

Green Mountain er Norges største anlegg, datahallene er 50.000 m3. Anlegget ble designet av Cowi og installert av Hypoxic technologies.

Alle alternativer til inert luft krever en startbrann for å bli utløst, men med inert luft kan ingen brann oppstå i det hele tatt. Inert luft er også benyttet i kjernekraftverk.

Les også: Dette er røykvarsleren alle ekspertene anbefaler

Som en flykabin

Ulempene er grovt sett to. Selv om de aller fleste mennesker kan oppholde seg i luft med kun 15 prosent oksygen, er det noen få som ikke tåler så lavt oksygeninnhold og som ikke kan oppholde seg over tid i slike lokaler.

15 prosent oksygen er omtrent som i et vanlig passasjerfly, eller om lag 2800 meter over havet. Alle som tåler å fly tåler også inert luft, men med slike anlegg i åpne bygg, må en kontrollere at de besøkende ikke er utsatte personer.

Den andre ulempen er at driftskostnadene øker dramatisk når de sikrede rommene er utette, for da går anlegget oftere og bruker mye energi.

– En dør som åpnes gir forholdsvis mye større lekkasje i et lite rom enn i en større hall. Jo tettere et bygg, eller et sikret rom er, jo rimeligere blir driften. Vi er ikke helt i mål med kostnad for anlegg i små rom. Inert luft gir mest sikkerhet, men i dag går grensen ved 1000 m3 når vi sammenlikner innkjøpskostnad med gass-slokking, sier Jensen.

Elnan peker på at det har skjedd en teknologiutvikling som er ganske betydelig, og at energibruken i dag ligger under halvparten av hva den gjorde da de første inert luftanleggene ble installert.

– Men teknologien oppfattes fortsatt som umoden, også i markedet. Cen-standarden vil hjelpe, men jeg tror det vil bety vel så mye om større byggherrer som for eksempel Statsbygg begynner å ta inert luft i bruk. Det vil også hjelpe når flere av de større rådgiverne blir kjent med teknologien. Til nå har det hovedsakelig vært Cowi som har engasjert seg, sier Elnan.

Les også:

Rør i rør-metoden reduserer faren for brann i motor

Her setter ingeniørstudentene fyr på en Peugeot iOn

“Skremmesenter” skal gi mer brannsikre plattformer