Požární ochrana 2014

Transkript

1 Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství a Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství se sídlem VŠB - Technická univerzita Ostrava ve spolupráci s Českou asociací hasičských důstojníků Recenzované periodikum Požární ochrana 2014 Sborník přednášek XXIII. ročníku mezinárodní konference Ostrava, VŠB - TU září 2014

2 Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství a Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství se sídlem VŠB - Technická univerzita Ostrava ve spolupráci s Českou asociací hasičských důstojníků Recenzované periodikum Požární ochrana 2014 Sborník přednášek XXIII. ročníku mezinárodní konference pod záštitou rektora Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava prof. Ing. Iva Vondráka, CSc. a generálního ředitele HZS ČR brig. gen. Ing. Drahoslava Ryby Ostrava, VŠB - TU září 2014

3 Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova Ostrava - Výškovice Česká republika Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství se sídlem VŠB - TU Ostrava Lumírova Ostrava - Výškovice Česká republika Česká asociace hasičských důstojníků Výškovická 2995/ Ostrava - Zábřeh Česká republika Recenzované periodikum POŽÁRNÍ OCHRANA 2014 Sborník přednášek XXIII. ročníku mezinárodní konference Editor: doc. Dr. Ing. Michail Šenovský Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství Nebyla provedena jazyková korektura Za věcnou správnost jednotlivých příspěvků odpovídají autoři ISBN ISSN

4 Odborný garant konference Chairman doc. Dr. Ing. Michail Šenovský - VŠB - TU Ostrava Vědecký výbor konference Scientific Programe Committee brig. gen. Ing. Drahoslav Ryba - generální ředitel HZS ČR prof. Ing. Pavel Poledňák, Ph.D. - děkan FBI VŠB - TU Ostrava brig. gen. v z. prof. Ing. Rudolf Urban, CSc. - Univerzita obrany st. bryg. prof. dr hab. inż. Zoja Bednarek - SGSP Warszawa prof. Dr. Ing. Aleš Dudáček - VŠB - TU Ostrava prof. Ing. Karol Balog, PhD. - STU Bratislava assoc. prof. Dr. Ritoldas Šukys - TU Vilnius prof. Ing. Anton Osvald, CSc. - Žilinská univerzita Dr. Júlia Hornyacsek, PhD. - National University of Public Service, Budapest prof. RNDr. Pavel Danihelka, CSc. - VŠB - TU Ostrava prof. Dr. rer. nat. Tammo Redeker - Institut für Sicherheitstechnik Freiberg doc. MUDr. Cyril Klement, CSc. - Regionálny úrad verejného zdravotníctva v Banskej Bystrici Organizační výbor konference Organising Conference Committee doc. Ing. Vilém Adamec, Ph.D. - VŠB - TU Ostrava doc. Ing. Ivana Bartlová, CSc. - VŠB - TU Ostrava Ing. Petr Bebčák, Ph.D. - VŠB - TU Ostrava Ing. Lenka Černá - SPBI Ostrava Ing. Jaroslav Dufek - PAVUS, a.s. Praha doc. Dr. Ing. Miloš Kvarčák - VŠB - TU Ostrava Zdeněk Novák - Mark2 Corporation Czech a.s. plk. Ing. Zdeněk Ráž - TÚPO Praha doc. Ing. David Řehák, Ph.D. - VŠB - TU Ostrava doc. Ing. Marek Smetana, PhD. - VŠB - TU Ostrava doc. Ing. Petr Štroch, Ph.D. - RSBP spol. s r.o. plk. Ing. Vladimír Vlček, Ph.D. - Česká asociace hasičských důstojníků

5 Stanovenie dolnej medze výbušnosti drevných prachov čerešne a borovice vo výbuchovej komore VK Mračková Eva Výpočtové metódy na stanovenie dolnej medze výbušnosti uhľovodíkových plynov 237 Mračková Eva Hodnotenie nebezpečenstiev pri dopravných nehodách vozidiel na alternatívny pohon 241 Mulica Adrián, Bradáčová Isabela Efektivní průběžné vzdělávání jako nástroj k ekonomickému výkonu SPD 246 Nejtek Pavel Experimentální měření povrchových teplot v současné době používaných žárovek 250 Nejtková Miroslava Historical development of requirements according to Norm STN and ETICS (External Contact Thermal Insulation System) in Slovak Republic 255 Olbřímek Juraj, Leitnerová Soňa, Tkáč Ján, Jankovič Dušan Aplikácia vyhodnocovacích programov pri úniku chemických nebezpečných látok v SR 258 Orinčák Michal Model hodnotenia ekonomickej efektívnosti protipožiarnych opatrení 264 Panáková Jaroslava, Klučka Jozef, Mózer Vladimír Zpracování statistických údajů využitelných pro požárně inženýrské aplikace 267 Pokorný Jiří, Nanek Martin, Pliska Martin, Šlachta Zdeněk System for 3D Mapping the Fire Scene 270 Półka Marzena, Kukfisz Bożena, Kotulek Grzegorz, Starzynski Eligiusz, Baranowski Dariusz, Osciłowska Barbara Akceschopný krizový plán pro obce s rozšířenou působností 272 Procházka Jan, Procházková Dana Výsledky analýzy havárií s kyselinou dusičnou v České republice 277 Procházka Zdenko, Procházková Dana Plány řízení rizik pro veřejné i soukromé subjekty 282 Procházková Dana Postup skúšania dverí proti prieniku dymu a výpočet prieniku dymu 291 Reháková Martina, Olbřímek Juraj Vzdělávání v krizovém řízení 295 Richter Rostislav Zajištění vnějších zdrojů požární vody v Libereckém kraji 298 Rosina Martin, Vízner Jaroslav, Zmrhal Ondřej Aplikovatelnost stávajících průřezových kritérií na oblast teplárenství 302 Rostek Petr, Novotný Petr Odběr a úpravy pevných vzorků z požárů pro účely hodnocení toxického zatížení prostředí vlivem požárů 306 Růžička Milan, Hovorka Martin Cvičení krizového štábu ORP s využitím počítačové simulace 311 Řezáč David Odborná příprava hasičů HZS Libereckého kraje se zaměřením na psychologii a zvládání stresu 315 Schneiderová Martina, Baláž Pavel Zkvalitnění služeb na úseku požární prevence - požární prevence je řešení, které se každému vyplatí 318 Skalská Květoslava a kolektiv Bis(2-ethylhexyl) Sulfosuccinate Sodium as a Referencewhen Evaluatingthe Wetting Ability Ofthe Foam-Formingconcentrate 320 Sobolewski Mirosław, Gancarczyk Dominika, Jakubiec Jakub Tepelná degradace znečištěné vrchní vrstvy zásahového oděvu 325 Strakošová Eva, Dudáček Aleš, Filipi Bohdan Ekonomika protipožárních opatření na kulturních památkách 329 Svoboda Petr, Polatová Eva Výběr metod vhodných k posuzování spolehlivosti lidského činitele 333 Syručková Martina Burning Behavior of a Passenger Car 337 Szajewska Anna Study on Burning Behaviour of Soil Cover 339 Szajewska Anna Vývoj hasiva na bázi metakaolínu 343 Ševčík Libor, Karl Jan, Růžička Milan, Suchý Ondřej

6 Využití kouřové komory podle ČSN EN ISO pro stanovení požadavků na vlastnosti materiálů používaných na drážních vozidlech 346 Ševčík Libor, Růžička Milan, Suchý Ondřej Poznatky ze zkoušek přenosu elektrického náboje přes vodní proud 349 Trčka Martin, Thomitzek Adam, Ondruch Jan, Baudišová Barbora, Raška Zdeněk Únik zemního plynu a tvorba výbušné směsi v uzavřeném prostoru 352 Tulach Aleš, Mynarz Miroslav, Kozubková Milada Analýza šíření plynného NH 3 ze zimního stadionu v případě malého a velkého havarijního úniku nástroji CFD 393 Zavila Ondřej, Bojko Marian, Kozubková Milada, Danihelka Pavel, Maléřová Lenka Tepelný komfort a limity použitelnosti zásahového oděvu při ochraně proti tepelným účinkům na hasiče při zásahu v uzavřeném prostoru 398 Žižka Jan, Dudáček Aleš, Bernatíková Šárka, Strakošová Eva Kształcenie specjalistów na potrzeby systemu zarządzania kryzysowego w Instytucie Bezpieczeństwa Narodowego Akademii Pomorskiej w Słupsku 357 Urbanek Andrzej, Rogowski Krzysztof, Zaorski Maciej Vybrané požiarno - technické charakteristiky horľavých priemyselných prachov 365 Vandlíčková Miroslava Účinnosť požiarno - technických zariadení 368 Vandlíčková Miroslava Práškové barvy a jejich hořlavost v procesu lakování 371 Veličková Eva, Štroch Petr, Velička Richard Studie modelu doby služby v jednotkách HZS ČR v návaznosti na směrnici 2003/88/ES 375 Volf Oldřich Numerická simulácia vplyvu ventilácie na šírenie dymu počas požiaru v podzemnej garáži 379 Weisenpacher Peter, Halada Ladislav, Glasa Ján, Valášek Lukáš Accidents with Ammonia Uncontrolled Release - Water Curtain Efficiency 385 Węsierski Tomasz, Majder-Łopatka Małgorzata, Salomonowicz Zdzisław, Ciuka Małgorzata, Łukaszek-Chmielewska Aneta Examination of the Impact of the Ventilation of Room on the Response Time of Fire Detectors 387 Wnęk Waldemar, Boroń Sylwia, Kubica Przemysław, Kasperowicz Grzegorz, Marszałek Bogusław Protection of Building against Dust Explosion by Means of Venting 391 Woliński Marek

7 Stanovenie dolnej medze výbušnosti drevných prachov čerešne a borovice vo výbuchovej komore VK 100 Determination of Lower Explosion Limit of Cherry and Pine Wood Dust in the Detonation Chamber VK 100 Ing. Eva Mračková, PhD. Technická Univerzita vo Zvolene, Drevárska fakulta T. G. Masaryka 2117/24, Zvolen, Slovenská republika mrackova@tuzvo.sk Abstrakt Článok prezentuje experimentálne stanovenie dolnej medze výbušnosti (LEL) vybranej frakcie horľavých prachov z dreva čerešne vtáčej (Cerasus avium L.) a borovice lesnej (Pinus sylvestris L.) vo výbuchovej komore VK 100. Brúsením kompaktného dreva sme získali čisté vzorky drevného prachu, z ktorých sme prostredníctvom sitovej analýzy odstránili neprachové častice. Dosiahnuté výsledky nameraných dolných medzí výbušnosti čerešne vtáčej (Cerasus avium L.) a borovice lesnej (Pinus sylvestris L.) sú porovnateľné s výsledkami uvádzanými v odbornej literatúre. Kľúčové slová Výbuch, horľavý prach, čerešňa vtáčia, borovica lesná, dolná medza výbušnosti, protivýbuchová prevencia. Abstract The article presented the experimental determination of the lower explosion limit (LEL) of the selected fraction of combustible wood dust of wild cherry (Cerasus avium L.) and scots pine (Pinus sylvestris L.) in the detonation chamber VK 100. Collected we have pure sample of wood dust obtained by grinding compact plants, from which we removed through sieve analysis non dust particles. Our results achieved of lower explosion limit of wood dust for wild cherry (Cerasus avium L.) and scots pine (Pinus sylvestris L.) are comparable to results in professional literature. Keywords Explosion, combustible dust, wild cherry, scots pine, lower explosion limit, explosion prevention. Úvod Aj napriek tomu, že výbuchy prachozduchových zmesí dnes nie sú v priemyselných podnikoch každodennou záležitosťou, vždy tu existuje riziko vzniku výbuchu, ktoré nemôžeme podceňovať. Na Slovensku boli v roku 2012 dva výbuchy prachu s následným požiarom s priamou škodou 2000 a v roku 2013 boli tiež dva výbuchy prachu s následným požiarom s priamou škodou už a s jednou zranenou osobou. Následkom takýchto výbuchov sú tiež rozsiahle poškodenia technologických zariadení prípadne budov, a v mnohých prípadoch dochádza k poškodeniu zdravia, alebo dokonca k usmrteniu ľudí, a to väčšinou z radov zamestnancov. Ak sa však chceme účinne pred takýmito výbuchmi chrániť, je dôležité, aby sme poznali ako vznikajú, ako prebiehajú a v neposlednom rade, aké sú možnosti preventívnej ochrany pred výbuchmi. Pri zariadeniach v drevospracujúcom priemysle sa jedná hlavne o nebezpečenstvo výbuchov spôsobených drevným prachom, kde pri výbuchu dochádza k značným materiálnym škodám a tiež k ohrozeniu života a zdravia zamestnancov pracujúcich v drevospracujúcich prevádzkach. Drevný prach v týchto prevádzkach je vlastne súčasťou pracovného prostredia, a je vytváraný v prevažnej väčšine ako odpad vznikajúci pri spracovaní a opracovaní dreva. Tento prach ma mnohé negatívne účinky, medzi ktoré okrem iného patrí jeho výbušnosť. Práve preto je pre drevospracujúce prevádzky nutnosťou protivýbuchové preventívne zabezpečenie, pre nevrhnutie ktorého je nutné posúdenie správania sa prítomných horľavých drevných prachov a zistenie ich nebezpečnej koncentrácie v uzavretom priestore, ktorú vyjadríme dolnou medzou výbušnosti (LEL) týchto drevných prachov. Metodika práce K stanoveniu dolnej medze výbušnosti sme postupovali nasledujúcim pracovným postupom, ktorý pozostával zo získania čistých vzoriek drevných prachov, ďalej sme vykonali granulometriu - sitovú analýzu, kde sme vylúčili neprachové častice drevného materiálu a následne sme experimentálne stanovili dolnú medzu výbušnosti vo výbuchovej komore VK 100 a v závere sme porovnali zistené hodnoty dolnej medze výbušnosti s inými nameranými hodnotami v odbornej literatúre. Materiál Vo všeobecnosti elementárne chemické zloženie dreva (drevného prachu) priemerne obsahuje 49,5 % uhlíka (C), 44,2 % kyslíka (O) a 6,3 % vodíka (H). Čerešňa vtáčia (Cerasus avium L.) Čerešňa vtáčia je stredne veľký listnatý strom s rovným, plnodrevným kmeňom a nepravidelnou, vysoko posadenou, voľne olistenou korunou a hustými konármi v zápoji. Ako solitér má krátky peň a silnejšiu korunu. Vyskytuje sa často v lesoch a na ich okraji, v húštinách, na brehoch potokov. V rovinách, pohoriach (v Alpách výskyt až do 1500 m.n.m.). Patrí medzi stromy okrasné, tzv. cenné listnáče. Momentálne zastúpenie čerešne v lesoch Slovenska je nižšie ako 0,1 %. Vizuálne znaky čerešne vtáčej Do 20 (30) m vysoký listnatý strom, solitérne rastúci má krátky kmeň a guľovitú korunu, v poraste má dlhý nerozkonárený kmeň a vysoko postavenú korunu. Makroskopická štruktúra dreva čerešne vtáčej Čerešňa patrí k listnáčom s tzv. polkruhovito pórovitou stavbou dreva. Drevo je jadrové, pozdĺžne (zeleno-žlto) pruhované s charakteristickou príjemnou vôňou. Má úzku beľ, je žltobielej až svetloružovej farby. Jadro je žltohnedé až červenohnedé. Je viditeľná zreteľná hranica medzi letokruhmi a aj zóna jarného a letného dreva v rámci letokruhu - svetlejšia vrstva jarného dreva je spôsobená vyšším výskytom mikrociev. V dreve sa nachádzajú iba mikrocievy (pozdĺžne rezy sú hladké). Živičné kanáliky nie sú v dreve prítomné. Stržňové lúče vytvárajú veľmi početné drobné zrkadlá, ktoré môžeme vidieť iba na radiálnom reze. Textúra je fládrovaná a korenicová na tangenciálnom reze, pruhovaná na radiálnom reze. Drevo je veľmi lesklé a dekoratívne [1]. 233

8 Tab. 1 Základné fyzikálne vlastnosti čerešne vtáčej (Cerasus avium L.) Hustota [kg.m -3 ] Vlhkosť čerstvo zoťatého dreva [%] Vlhkosť bodu nasýtenia vlákien (BNV) [%] v absolútne Redukovaná beľ zrelé drevo suchom stave ρ 0 v čerstvom stave ρ rč 490 / 570 / Zosýchanie Pozdĺžne radiálne tangenciálne objemové 3,5 6,5 11,5 Drevo čerešne vtáčej je mimoriadne využívané hlavne kvôli jeho dekoračným a estetickým vlastnostiam. Tieto vlastnosti ho priam predurčujú na výrobu nábytku. Vzhľadom na malé zastúpenie v lesoch Slovenska však nie je priemyselne významnou drevinou. Výroba okrasného a luxusného nábytku z čerešňového dreva taktiež podlieha módnym trendom. Borovica lesná (Pinus sylvestris L.) Areál borovice lesnej zahŕňa mierny a chladnejší pás celej Eurázie; južné hranice areálu sa nachádzajú približne na 45º a 50º s. š., na sever sa vyskytuje až po polárny kruh. V Európe sa výnimočne nachádza aj v Stredomorí. Najsevernejší výskyt borovice sosnovej je Laponsko. V Severnej Amerike je pestovaná iba lesnícky. Je to najrozšírenejší a najskromnejší strom, rastie od mokradí až po piesky, nevadí mu sucho, vysoké teploty ani mráz, náročný je akurát na slnko, radíme ho medzi priekopnícke dreviny. hmoty sú vymedzené užšie intervaly zrnitosti, ktoré zaraďujú častice určitej veľkosti do jednotlivých tried - frakcií [4]. Sitová analýza bola vykonaná na vzorkách drevného prachu z čerešne a borovice, pri ktorých sme vykonali 10 meraní pri každej vzorke prachu, a každé meranie bolo vykonané s hmotnosťou m = 50 g, a s dobou sitovania t = 10 minút, na sade sít s veľkosťami medzier v pletive: 0,5 mm, 0,08 mm a dno. Hmotnosti frakcií na sitách sú stanovované na laboratórnych váhach s presnosťou váženia 0,01 g. Experimentálne zisťovanie dolnej medze výbušnosti pomocou výbuchovej komory VK100 Skúmaná je disperzná sústava prachu so vzduchom, ktorá je iniciovaná zdrojom so známou energiou. Z nárastu teploty na termočlánku, ktorý je umiestnený vo vnútri výbuchovej komory a z vizuálneho posúdenia veľkosti plameňa pri rôznej koncentrácií prachu stanovíme dolnú medzu výbušnosti (pozri obr. 1). Zisťovať dolnú medzu výbušnosti budeme z laboratórnych vzoriek drevných prachov z čerešne a borovice, ktoré sme si pripravili pomocou sitovej analýzy. Cieľom merania je vlastne určiť minimálnu koncentráciu prachu vo vzduchu, pri ktorej dôjde k šíreniu výbuchu v zmesi prachu so vzduchom pri danej iniciačnej energii [5]. Vizuálne znaky borovice lesnej Má vysoko posadenú korunu a narastá do výšky 20 až 40 m. Ihlice sú dlhé 4-8 cm, vyrastajú vo zväzkoch po dvoch z brachyblastu. Kvitne v máji a júni. Vajcovito-kužeľovité šišky sú visiace, nedozreté zelené, dozreté sivohnedé, 3-6 cm dlhé a 2-3 cm široké a semená sú krídlaté. Samčie šišky sú žltkasté, samičie sú červenkasté, zvyčajne párovité na konci vetví [2]. Tab. 2 Základné fyzikálne vlastnosti borovice lesnej (Pinus sylvestris L.) [3] Drevina Latinský názov Borovica lesná / Sosna Pinus sylvestris Anglický názov Modul pevnosti v ohybu: Scots pine 83,3 MPa Typ Mäkké drevo Modul pružnosti: 10,08 GPa Rozmery stromu - výška m Pevnosť v tlaku: 41,5 MPa Kmeň - priemer 0,6-1 m Zoschnutie: Radial: 5,2 % Lokalita Európa, Ázia Tangential: 8,3 % Tangential: 8,3 % Špecifická hmotnosť 0,422 Volumetric: 13,6 % Volumetric: 13,6 % Špecifická hmotnosť (12 % MC) 0,55 T/R Ratio: 1,6 T/R Ratio: 1,6 Drevné prachové častice Prachové vzorky sme získali odbrúsením z jednej dosky borovicového dreva a z jednej dosky čerešňového dreva použitím pásovej brúsky BOSCH GBS 75 AE PROFESSIONAL s nainštalovaným brúsnym pásom s korundovým abrazívnym povrchom určeným pre danú pásovú brúsku. Sitová analýza (granulometria) Zrnitosť (granulometrické zloženie) je údaj, ktorý charakterizuje kvantitatívne zastúpenie jednotlivých častíc určitej veľkosti v celom objeme sypkej hmoty. Ak budeme vychádzať z toho, že sypká hmota predstavuje vo všeobecnosti polydisperznú sústavu, čiže sústavu s rôznymi veľkosťami častíc, pre identifikáciu sypkej Výsledky Obr. 1 Schéma výbuchovej komory VK100 Výsledky sitovej analýzy Vstupné údaje: Sortiment - drevný prach (získane vzorky prachu z dreva čerešne a borovice) Vlhkosť w a [%] = 5-10 Hmotnosť misky váhy: m m = 13,00 g Hmotnosti sít: sito č. 1 - s veľkosťami medzier v pletive 0,5 mm: m 1 = 309,00 g sito č. 2 - s veľkosťami medzier v pletive 0,08 mm: m 2 = 265,50 g dno: m 3 = 360,00 g Celková hmotnosť hrubej vzorky prachu: m c = 500,00 g Hmotnosť navážky: m n = 50,00 g Počet meraní: P = 10 Čas sitovania pre jedno meranie: t = 10 min Výsledky sitovej analýzy hrubej vzorky drevného prachu z dreva čerešne Pri tejto sitovej analýze hrubej vzorky prachu z čerešňového dreva sme zistili zastúpenie jednotlivých frakcií tohto drevného prachu. Na site č. 1, ktoré má veľkosť medzier v pletive 0,5 mm, nám ostalo spolu m o = 9 g častíc (1,8 % z hrubej vzorky prachu), ktoré sú pre nás nepodstatné, pretože ich veľkosť je viac ako 0,5 mm, z čoho vyplýva, že nespĺňajú parametre prachu, a preto túto frakciu môžeme považovať za odpad. Na site č. 2, ktoré má veľkosť medzier v pletive 0,08 mm, nám ostalo spolu m f1 = 294,5 g častíc 234

9 (58,9 % z hrubej vzorky prachu). Táto frakcia má veľkosť častíc od 0,5 mm do 0,081 mm, z toho nám vyplýva, že tieto častice spĺňajú parametre prachu a preto bude táto frakcia súčasťou laboratórnej vzorky. Na dne nám ostalo m f2 = 196,5 g častíc (39,3 % z hrubej vzorky prachu). Táto frakcia má veľkosť častíc 0,08 mm a menej, to znamená, že tieto prachové častice sú najjemnejšie, a čím je vyšší podiel tejto frakcie v laboratórnej vzorke prachu, tým bude zmes výbušnejšia, čiže so zvyšujúcim sa podielom jemných častíc, bude dolná medza výbušnosti klesať. Tab. 3 Hodnoty hmotnosti laboratórnej vzorky drevného prachu z čerešne a percentuálne zastúpenie frakcií Frakcia č. 1 (veľkosť častíc 0,5 mm - 0,081 mm) frakcia č. 2 (veľkosť častíc 0,5 mm a menej) Laboratórna vzorka prachu čerešňového dreva Hmotnosť [g] 294,5 196,5 491 Zastúpenie frakcií [%] 59,98 40, Výsledky sitovej analýzy hrubej vzorky drevného prachu z dreva borovice Pri tejto sitovej analýze hrubej vzorky prachu z borovicového dreva sme zistili zastúpenie jednotlivých frakcií tohto drevného prachu. Na site č. 1, ktoré má veľkosť medzier v pletive 0,5 mm, nám ostalo spolu m o = 71 g častíc (14,2 % z hrubej vzorky prachu), ktoré sú pre nás nepodstatné, pretože ich veľkosť je viac ako 0,5 mm, z čoho vyplýva, že nespĺňajú parametre prachu, a preto túto frakciu môžeme považovať za odpad. Na site č. 2, ktoré má veľkosť medzier v pletive 0,08 mm, nám ostalo spolu m f1 = 321 g častíc (64,2 % z hrubej vzorky prachu). Táto frakcia má veľkosť častíc od 0,5 mm do 0,081 mm, z toho nám vyplýva, že tieto častice spĺňajú parametre prachu a preto bude táto frakcia súčasťou laboratórnej vzorky. Na dne nám ostalo m f2 = 108 g častíc (21,6 % z hrubej vzorky prachu). Táto frakcia má veľkosť častíc 0,08 mm a menej, to znamená, že tieto prachové častice sú najjemnejšie, a čím je vyšší podiel tejto frakcie v laboratórnej vzorke prachu, tým bude zmes výbušnejšia, čiže so zvyšujúcim sa podielom jemných častíc, bude dolná medza výbušnosti klesať. Tab. 4 Hodnoty hmotnosti laboratórnej vzorky drevného prachu z borovice a percentuálne zastúpenie frakcií frakcia č. 1 (veľkosť častíc 0,5 mm - 0,081 mm) frakcia č. 2 (veľkosť častíc 0,5 mm a menej) Laboratórna vzorka prachu borovicového dreva Hmotnosť [g] Zastúpenie frakcií [%] 74,83 25, Výsledky merania dolnej medze výbušnosti vo výbuchovej komore VK100 Sortiment - drevný prach (získane vzorky prachu z dreva čerešne a borovice) Vlhkosť: w a [%] = 5-10 Rozvirovacie podmienky: Tlak vzduchu: 2,5 bar = 0,25 MPa Doba rozvirovania: 0,2 s Doba oneskorenia iniciácie po rozvírení: 0,1 s Iniciačná energia: 0,1 KJ Tab. 5 Experimentálne stanovenie LEL drevného prachu z dreva čerešne Číslo merania Navážka [g] LEL [g.m -3 ] Výsledky skúšky N - negatívny, P - pozitívny číslo pokusu P P P P P P P P P P P P P P P P P N P P N N N N N 6 5,5 55 N P P N P 7 5,4 54 N P N N P Výsledná experimentálne stanovená hodnota dolnej medze výbušnosti je: LEL= 55 g.m -3, čo je v tab. 5 farebne vyznačené. Z tohto výsledku vyplýva, že drevný prach z čerešne, ktorý sa reálne vyskytuje v drevárskych prevádzkach, je taktiež výbušný a dokonca jeho dolná medza je ešte nižšia ako pri drevnom prachu z borovice (pozri tab. 6). Dolná medza výbušnosti drevného prachu z dreva borovice Tab. 6 Experimentálne stanovenie dolnej medze výbušnosti drevného prachu z dreva borovice Číslo merania Navážka [g] LEL [g.m -3 ] Výsledky skúšky N - negatívny, P - pozitívny číslo pokusu P P P P P P P P P P P P P P P P N N P P N N N N N 6 5,6 56 N P N N N 7 5,8 58 N P N N P Výsledná experimentálne stanovená hodnota dolnej medze výbušnosti je: LEL = 60 g.m -3, čo je v tab. 6 farebne vyznačené. Z tohto výsledku vyplýva, že drevný prach z borovice, ktorý sa reálne vyskytuje v drevárskych prevádzkach, je skutočne výbušný (pozri tab. 7). Tab. 7 Triedy výbušnosti horľavých prachov [5] Trieda Charakteristika Kritérium veľmi výbušný prach 4 g.m -3 < DMV 40 g.m -3 výbušný prach 40 g.m -3 < DMV 200 g.m -3 obtiažne výbušný prach 200 g.m -3 < DMV 700 g.m -3 nevýbušný prach 700 g.m -3 < DMV Výsledky zistené pri experimentálnom stanovovaní dolnej medze výbušnosti vybraných drevných prachov vo výbuchovej komore VK 100 sme porovnali s tabuľkovými hodnotami dolnej medze výbušnosti pre rovnaké i rôzne druhy drevných prachov uvádzané v odbornej literatúre (pozri tab. 8). 235

10 Tab. 8 Porovnanie hodnôt LEL podľa odbornej literatúry a získaných experimentálne [6, 7, 8, 9] Druh drevného prachu LEL podľa Groha [g.m -3 ] LEL podľa Mračkovej [g.m -3 ] LEL podľa Busseniusa [g.m -3 ] LEL podľa Eckhoffa [g.m -3 ] Záver Pri samotnom zisťovaní dolnej medze výbušnosti vzoriek drevných prachov sme použili výbuchovú komoru VK100. Vyhodnotenie experimentu sme vykonávali na základe pozitívnych a negatívnych výsledkov jednotlivých výbuchov a na základe nárastu teploty vo výbuchovej komore po výbuchu v porovnaní s nárastom teploty po výbuchu samotného iniciačného zdroja. Meranie sme považovali za pozitívne na základe najmenej troch pozitívnych výbuchov z celkovo piatich pokusov o výbuch. Dolnú medzu výbušnosti pre prach z dreva čerešne vtáčej (Cerasus avium L.) sme stanovili na 55 g.m -3 a pre prach z dreva borovice lesnej (Pinus sylvatica L.) na 60g.m -3. V záverečnej tabuľke (pozri tab. 8) sme porovnali hodnoty dolnej medze výbušnosti skúmaných prachov s tabuľkovými hodnotami uvedenými v odbornej literatúre a môžeme konštatovať, že výsledky sú porovnateľné na základe chemického zloženia drevín, fyzikálnych vlastností a vzhľadom na makroskopické vlastnosti. LEL experimentálne [g.m -3 ] Smrek obyčajný (Picea abies) 60 56, Borovica čierna (Pinus nigra) 60-37,5 - - Borovica lesná (Pinus sylvestris L.) Aglomerovaný materiál DVD Aglomerovaný materiál DTD 30 56, Buk lesný (Fagus sylvatica) Dub zimný (Quercus petraea) 55 56, Topoľ (Polpulus) 55 56, Čerešňa vtáčia (Cerasus avium L.) Použitá literatúra [1] Požgaj, A : Štruktúra a vlastnosti dreva. Bratislava: Príroda a.s., s. ISBN [2] Klement, I. a kol : Základné charakteristiky lesných drevín. Bratislava: Ministerstvo pôdohospodárstva, s. ISBN [3] Katalóg požiarno-technických vlastností materiálov. Hlavná správa požiarnej ochrany. Bratislava: Ministerstvo vnútra SSR, [4] Serafín, J. a kol : Stanovení maximálnych výbuchových parametrů v podmínkách VŠB-TUO. In XVII. ročník medzinárodní konference: Požární ochrana Ostrava: VŠB Technická univerzita Ostrava, ISBN [5] Damec, J. a kol : Protivýbuchová prevence (návody na cvičení). Ostrava: VŠB Ostrava, s. [6] Groh, H : Tables of combustion and explosion characteristics of dusts. Oxford, [7] Mračková, E : Výbušnosť drevného prachu (smrek, buk, topoľ, drevotriesková doska): dizertačná práca. Zvolen: TU vo Zvolene [8] Bussenius, S : Protipožární a protivýbuchová ochrana prumyslu. Praha, s. [9] Eckhoff, R : Explosion hazards in the process industries. Houston Texas: Gulf Publishing Company, s. ISBN

11 Výpočtové metódy na stanovenie dolnej medze výbušnosti uhľovodíkových plynov The Calculation Methods for the Determination of Lower Explosion Limit by Hydrocarbon Gases Ing. Eva Mračková, PhD. Technická Univerzita vo Zvolene, Drevárska fakulta T. G. Masaryka 2117/24, Zvolen, Slovenská republika Abstrakt Článok sa zaoberá stanovením dolnej medze výbušnosti uhľovodíkových plynov pomocou dvoch výpočtových metód. V požiarnej praxi je dolná medza výbušnosti dôležitým parametrom, pretože poskytuje informáciu pre bezpečnú manipuláciu s danou horľavou látkou. Cieľom práce je overiť presnosť dvoch použitých výpočtových metód dolnej medze výbušnosti pre uhľovodíkové plyny LPG, CNG a LNG, porovnať ich s experimentálne stanovenou dolnou medzou výbušnosti. Výsledky možno považovať za aproximatívne. Kľúčové slová Uhľovodíkové plyny, dolná medza výbušnosti. Abstract The article presenting determination of lower explosion limit of hydrocarbon gases by two calculation methods. Lower explosion limit is important parameter in fire prevention because it contains necessary information for safe handling with given flammable material. The main aim of this work is to verify exactness of lower explosion limits hydrocarbon gases LPG, CNG, LNG by computerized methods in comparison with experimentally determined value and to gain results. The results is possibility be considered to be approximated. Keywords Hydrocarbon gases, lower explosion limit. Úvod Na energetické účely sa v priebehu takmer 200 rokov histórie plynárenstva používali rôzne plyny. Významnejšie postavenie dosiahli iba plyny vyrobené splynením alebo odplynením uhlia, zemné plyny a kvapalné plyny na báze propánu a butanu. Vykurovacie plyny vyrobené odplynením alebo splynením uhlia patria medzi stredne výhrevné plyny a sú známe ako koksárenský plyn alebo svietiplyn. Ich rozhodujúcimi zložkami je metán, vodík a oxid uhoľnatý. Spalné teplo sa pohybuje v rozmedzí MJ/m 3. Plyny s vysokým obsahom metánu sú veľmi výhrevnými vykurovacími plynmi. Rozhodujúcou zložkou je metán, môžu tiež obsahovať vyššie uhľovodíky a inertné plyny. Ich spalné teplo závisí na obsahu metánu - pohybuje sa od 20 do 40 MJ/m 3. Plyny na báze propánu a butánu patria medzi vysoko výhrevné plyny. Používajú sa ako čisté plyny alebo zmes známa pod označením propán-bután. Odberateľom sa na rozdiel od vyššie uvedených plynov dodávajú v kvapalnom stave. Spalné teplo závisí na pomere propánu a butánu v zmesi. Dosahuje od 101,7 (čistý propán) do 133,9 MJ/m 3 (čistý bután) [1]. Využívanie uvedených plynov súvisí tiež s automobilizmom a sú priam vhodné v podobe LPG, LNG alebo CNG ako pohon motorov náhradou za tradičný benzín alebo naftu. Avšak protipožiarna ochrana musela byť urýchlene aktualizovaná práve pre garáže, servisy a opravovne motorových vozidiel a čerpacie stanice pohonných látok, ktorá je uvedená v závere článku. Metóda a materiál Stanovenie dolnej medze výbušnosti propán-butánu a zemného plynu pomocou dvoch výpočtových metód: Výpočtové metódy stanovenia dolnej medze výbušnosti Stanovenie dolnej medze výbušnosti uhľovodíkových plynov je možné pomocou dvoch výpočtových metód [2], ktoré sú zovšeobecnené; I. Výpočet dolnej medze výbušnosti z počtu atómov v sumárnom vzorci horľavého plynu. II. Výpočet dolnej medze výbušnosti z výhrevnosti. I. Prvá metóda vychádza z výpočtu: 44 cmin k (platí pre k hor > 1) (1) kde c min dolná medza výbušnosti horľavého plynu vo vzduchu [obj. %], k hor súčiniteľ horľavosti [-]. k hor = 4a + b + 4j - 1d - 2c - 2f - 3e - 5g a až j počty atómov prvkov v sumárnom vzorci horľavého plynu C a H b O c N d F e Cl f Br g S j II. Druhá metóda vychádza z výpočtu: 4350 cmin QM. kde c min dolná medza výbušnosti horľavého plynu vo vzduchu [obj. %], Q i výhrevnosť [MJ.kg -1 ], M h molárna hmotnosť [g.mol -1 ], ktorá sa vypočíta ako súčet atómových hmotností prvkov v sumárnom vzorci horľavého plynu [2]. Propán - bután (C 3 H 8 - C 4 H 10 ) Propán - bután, Liquified Petroleum Gas - (LPG) je zmes skvapalnených plynov, ktorá je pri normálnom atmosférickom tlaku a bežnej teplote plynná. Okrem propánu a butánu obsahuje 3-5 % propylénu v zmesi. Tento plyn a predstavuje mobilnú energiu pre rôzne použitie. Dokáže nahradiť iné energie, zabezpečí čisté vykurovanie, varenie alebo svietenie. Skvapalnený plyn možno skladovať v kvapalnom stave pri teplote prostredia pod jeho vlastným tlakom pár alebo v ochladenom stave pod nižším tlakom, tiež pri atmosférickom tlaku. Z toho vyplýva, že kvapalina zaberá len zlomok objemu rovnovážneho množstva plynu, preto sa propánbután najmä z ekonomických dôvodov skladuje a prepravuje v kvapalnom stave v tlakových nádobách a železničných alebo automobilových cisternách. Hustota pár LPG je väčšia ako hustota vzduchu, preto plyn v prípade úniku prúdi v najnižších miestach (ako keby tiekol po zemi) a vniká do najnižších otvorených priestorov, odkiaľ je ťažko odvetrateľný. Takto nahromadené pary v podmienkach pokoja vyžadujú dlhší čas na dispergovanie. To znamená, že takáto horľavá i hor h (2) 237

12 zmes sa môže zapáliť aj vo veľkej vzdialenosti od miesta úniku a plameň prenikne až do miest úniku. Na iniciáciu je okrem bežných zdrojov, napr. plameň alebo elektrická iskra, ktorá vznikne pri spojení kontaktov, dostatočný aj elektrostatický výboj. Jedným z mnohých zdrojov výbuchu zmesi propán-bután so vzduchom môžu byť elektricky nabité častice propán-butánu [3]. Tab. 1 Identifikácia látky/zmesi Typ chemikálie Názov Obchodný názov/označenie Tab. 2 Základné fyzikálne a chemické vlastnosti LPG Zemný plyn Zmes Propán-Bután Propán-Bután, LPG, (Autoplyn Trieda C - letný, Autoplyn Trieda B - zimný) Vzhľad Plyn rozpustený v kvapaline pod tlakom Skupenstvo Plyn Farba Bezfarebný Zápach bez zápachu Bod varu - 10 C Výbušné medze [obj.%] 1,8-8,4 vol % Relatívna hustota 2,02 Hustota 2,416 kg/m 3 Log Pow 2,8 Teplota samovznietenia 460 C Ťažba a úprava zemného plynu Naftový zemný plyn je spravidla uložený v pórovitých horninách ohraničených nepriepustnými vrstvami a vodou. Tu sa ako špecificky ľahšia látka nahromadil v priebehu tisícov rokov nad vrstvami ropy alebo vody. Plyn sa ťaží vrtmi vedenými priamo do pórovitých vrstiev ložísk v hĺbke do 3 kilometrov pod povrchom zeme. Ťaží sa z ložísk na pevnine (Rusko, Alžírsko, Holandsko) a tiež pod morským dnom (Severné more). Vyťažený plyn je potrebné pred diaľkovou prepravou upraviť na kvalitu zodpovedajúcu jeho komerčnému využitiu. Technológia čistenia závisí od zloženia plynu. Keďže sa zemný plyn často ťaží spoločne s ropou, obsahuje vysoké podiely vyšších uhľovodíkov. Odstrániť je treba tiež látky, ktoré by mohli negatívne pôsobiť na distribučné systémy. Ide o vodu a sírne látky, spôsobujúce koróziu zariadení, a tiež prach, ktorý by mohol byť príčinou porúch kompresorových a regulačných staníc. Rovnako dôležitým energetickým zdrojom pre spaľovacie motory, vykurovanie a tiež pre petrochemický priemysel je zemný plyn. Zemný plyn je používaný vo forme stlačeného plynu - CNG (tlak 20 MPa) alebo v skvapalnenej forme - LNG (pri teplote C). Zemný plyn je v súčasnosti častejšie využívaný vo forme CNG [4]. Skvapalnený zemný plyn alebo kvapalný zemný plyn (LNG) je druh paliva. Zemný plyn sa v skvapalnenej forme v prírode prakticky nevyskytuje. Je skvapalňovaný po vyťažení, aby mohol byť dopravovaný na odbytisko, väčšinou pomocou tankerov. Lodnou dopravou môže byť zemný plyn prepravovaný iba vo forme LNG. Lodná flotila na transport LNG je ale obmedzená a súčasne náročná na bezpečnosť a údržbu. Lodné terminály pre LNG sú nákladné a je ich málo. Je to zmes stlačených alebo skvapalnených uhľovodíkov s prevládajúcim obsahom metánu alebo propán-butánu. Niekedy sa v unikajúcom zemnom plyne nachádza aj hélium. Pri spaľovaní zemného plynu sa uvoľňuje veľké množstvo tepelnej energie, preto má veľký význam ako priemyselné palivo, ktoré nahrádza jedovatý svietiplyn. Spracováva sa priamo parciálnou oxidáciou na metanol alebo parciálnou dehydrogenáciou na ľahké alkény a aromaty alebo nepriamo cez syntézy plyn na metanol a celý rad chemikálií cez metanol, alebo priamo zo syntézneho plynu [5]. Zemný plyn nemá nijaký zápach, preto sa k nemu pridávajú chemikálie, aby ho po úniku bolo možné zaregistrovať. Skladá z niekoľkých častí. Tab. 3 Percentuálne zastúpenie zložiek tvoriacich zemný plyn [5] Zložka Vzorec Podiel Rusko [%] Zloženie zemného plynu je určené lokalitou ťažby. Zemný plyn ťažený v Rusku, Nórsku a vo Veľkej Británii má nízky podiel nehorľavých látok, pod 5 obj. %. Naopak, zemný ťažený v Holandsku, Belgicku a vo Francúzsku má nižšie spalné teplo a vyšší obsah inertných zložiek. Unikajúci uhľovodíkový plyn predstavuje veľké nebezpečenstvo, pričom o ňom platí: - je horľavý a ľahko zápalný plyn, Podiel Alžírsko [%] Podiel USA [%] Podiel Holandsko [%] Metán CH 4 95,0 86,98 99,72 82,12 Etán C 2 H 6 2,3 9,35 0,06 2,81 Propán C 3 H 8 0,7 2,33 0,0005 0,38 Bután C 4 H 10 0,3 0,63 0,0005 0,13 Oxid uhličitý CO 2 0,2 0,87 0,019 0,99 Dusík N 2 1,5 0,71 0,20 13,43 - energia alebo teplota potrebná na zapálenie je veľmi nízka, - rýchlosť šírenia explózie pri zapálení plynu a rýchlosť narastania výbuchového tlaku spôsobuje deštrukčné zmeny budov, - je škodlivý pre ľudský organizmus (dusivosť, narkotickosť) [6]. Najdôležitejšími iniciačnými zdrojmi výbuchu zemného plynu sú plameň a horúce produkty horenia, blesk, samovznietenie, ultrazvuk, tepelný prejav mechanickej energie, elektrotechnické zariadenia a vysokofrekvenčné elektromagnetické vlny. Základné vlastnosti materiálu Stlačením sa dajú plyny skvapalniť. Podmienky, pri ktorých je to možné sú u rôznych plynov rôzne. Niektoré plyny sa skvapalňujú ľahko, iba stlačením pri obyčajnej teplote, iné je nutné hlboko ochladiť, aby sa skvapalnili buď obyčajným alebo zvýšeným tlakom. U každého plynu existuje medzná teplota, pri prekročení ktorej sa už plyn nedá skvapalniť ani väčším tlakom. Táto teplota sa nazýva kritická teplota a tlak potrebný ku skvapalneniu pri tejto teplote je tlak kritický. Výhrevnosť sa vypočíta zo spalného tepla daného plynu tak, že sa od spalného tepla odpočíta výparné teplo vody unikajúcej v spalinách v podobe vodnej pary. Horľavý plyn je výbušný jedine vtedy ak sa zmieša so vzduchom (kyslíkom). Ak zapálime zmes horľavého plynu a vzduchu, môže sa horenie za priaznivých podmienok šíriť tak rýchlo, že dosahuje rýchlosť niekoľko tisíc m za sekundu: nastáva explózia. Zmes plynu a vzduchu je zápalná len pri určitom zložení. Pri prebytku jedného z oboch plynov sa oheň zmesou nešíri. Všetky uvedené uhľovodíkové plyny sú podľa zákona NR SR 67/2010 Z. z o podmienkach uvedenia chemických látok a chemických zmesí na trh a o zmene a doplnení niektorých zákonov (chemický zákon), vyhláška MV SR 124/2000 Z. z. ktorou sa ustanovujú zásady požiarnej ochrany pri činnostiach s horľavými plynmi a horenie podporujúcimi plynmi, mimoriadne horľavé, F+ a za určitých podmienok výbušné. 238

13 Tab. 4 Kritické hodnoty vybraných horľavých plynov [6, 1] Bod topenia [ C] Bod varu [ C] Kritic teplot [ C] Výhrevnosť [MJ.kg -1 ] Dolná medza výbušn. [obj. %] Horná medza výbušn. [obj. %] Výsledky druhej metódy Výpočet dolnej medze výbušnosti vybraných horľavých plynov z výhrevnosti (Q i ) a molárnej hmotnosti (M h ), podľa [2]: LPG: Relatívna atómová hmotnosť: C = 12,011 (C 3 H 8 +C 4 H 10 =C 7 H 18 ) H = 1,008 M h = (12,011.7) + (1,008.18) = 102,22 Výhrevnosť LPG (Q i ) = 45,8 MJ.kg cmin 0,93 obj. % 45,8.102, % propylénu (C 3 H 6 ) Relatívna atómová hmotnosť: C = 12,011 v zmesi H = 1,008 M h = (12,011.3) + (1,008.6) = 22,08 Výhrevnosť propylénu (Q i ) = 46,05 MJ.kg cmin 4,28 obj.% 46,05.22,08 Zápalná teplota [ C] Dolná medza výbušnosti LPG: c min = 3,35-5,21 obj. % Teplota horenia [ C] Plyn Zemný plyn: 95 % metánu (CH 4 ) Relatívna atómová hmotnosť: C = 12,011 LPG -104/ -42,1/ 2,12/ 9,35/ 50 45, ,5 1,86 8,41 v zmesi: H = 1,008 zemný M h = (12,011.1) + (1,008.4) = 16,04-182,5-161, ,35 4,3 15,0 - - plyn Výhrevnosť metánu (Q i ) = 50,12 MJ.kg -1 LNG , , cmin 5,41obj. % 50,12.16,04 Výsledky a vyhodnotenie Vypočítané hodnoty dolnej medze výbušnosti propán-butánu + a zemného plynu pomocou dvoch výpočtových metód: Etán (C 2 H 6 ), propán, (C 3 H 8 ), Relatívna atómová hmotnosť: C = 12,011 Výsledky prvej metódy Bután (C Výpočet dolnej medze výbušnosti vybraných horľavých plynov 4 H 10 ), oxid uhličitý (CO 2 ): H = 1,008 z počtu atómov v sumárnom vzorci horľavého plynu podľa vzorca a dusík (N 2 ) tvoria zvyšných 5 % zmesi: O = 15,99 je zovšeobecnený, [2]: N = 14,006 LPG C = 7, H = 18 M h (12,011.10) (1,008.24) (15,99.2) (14,006.2) 204,3 (C 3 H 8 +C 4 H 10 = C 7 H 18 ): k hor = = 46 Výhrevnosť zložiek zmesi (Q i ) = 185,04 MJ.kg cmin 0,96 [obj. %] 4186,8 k 46 c obj. % hor min 0,11 185,04.204,3 3-5 % propylénu (C 3 H 6 ) C = 3, H = 6 Dolná medza výbušnosti zemného plynu: c v zmesi k hor = = 18 min = 5,3-5,52 obj. % cmin 2,4 [obj. %] Tab. 5 Vzájomné porovnanie vypočítaných hodnôt dolnej medze khor 18 výbušnosti s experimentálne stanovenou hodnotou Dolná medza výbušnosti LPG: c min = 1,44 3,36 [obj. %] Prvá metóda Druhá metóda Experimentálne Plyn Zemný plyn: C = 1, H = 4 [obj. %] [obj. %] stanovenie [obj. %] 95 % metánu (CH 4 ) k hor = = 8 LPG 1,44-3,36 3,35-5,21 1,86/2, Zemný plyn 4,74-6,26 5,06-5,76 4,3 cmin 5,5 [obj. %] khor 8 Záver + V článku boli vykonané stanovenia dolnej medze výbušnosti Etán (C 2 H 6 ), propán (C 3 H 8 ) C = 10, H = 24, O = 2, N = 2 uhľovodíkových plynov dvomi výpočtovými metódami, ktoré Bután (C 4 H 10 ), oxid uhličitý (CO 2 ) k hor = = 58 sú orientačné. Závisí to hlavne od percentuálneho zloženia uhľovodíkových plynov, z ktorého ložiska boli čerpané. Prvá a dusík (N 2 ) tvoria zvyšných 5 % zmesi cmin 0,76 k výpočtová metóda stanovovala hodnotu dolnej medze výbušnosti hor 58 [obj. %] uhľovodíkových plynov LPG a zemného plynu, ktorý sa Dolná medza výbušnosti zemného plynu: c min = 4,74-6,26 obj. % môže v praxi nachádzať vo forme stlačeného plynu ako CNG alebo v skvapalnenej forme LNG, na základe počtu atómov v sumárnom vzorci horľavého plynu, druhá výpočtová metóda stanovovala z výhrevnosti. Pri použití týchto orientačných výpočtov stanovenia dolnej medze výbušnosti uhľovodíkových látok môžeme konštatovať, že sú výsledky aproximatívne. Vzájomným porovnaním dosiahnutých výsledkov bolo potvrdené, že obidve metódy sú pomerne presné a výsledky, ktoré priniesli, sú porovnateľné s experimentálne nameranými hodnotami dolnej medze výbušnosti len pre uhľovodíkové plyny, t.j. pre organické uhľovodíky. Po poznaní dolnej medze výbušnosti uhľovodíkových plynov LPG, CNG a LNG je potrebné v praxi zaujať z protipožiarnej ochrany stanovisko, aby bola dodržiavaná bezpečnosť a ochrana osôb a majetku pred požiarom. Konkrétne sa jedná o protipožiarnu bezpečnosť garáží, ktorá je riešená v SR a ČR technickou normou Požiarna bezpečnosť stavieb, kde sú podľa druhu vozidiel garáže rozdelené do nasledujúcich skupín; a) garáž skupiny 1 - pre osobné vozidlá, dodávky a jednostopová vozidlá; b) garáž skupiny 2 - pre nákladné automobily, autobusy a špeciálne automobily; c) garáž skupiny 3 - pre traktory a samohybné pracovné stroje. 239

14 Ďalej sa delia podľa zoskupenia odstavných státí sa garáže triedi na; a) jednotlivé garáže - s maximálne troma stojiskami as možným aj jediným vjazdom; b) radové garáže - s viac ako tromi stojiskami, ktoré sú buď v jednej rade, alebo v dvoch radoch za sebou a každé státie v prvom rade má samostatný vjazd; c) hromadné garáže - slúžiaci k odstavovanie (odstavná garáž) alebo parkovanie (parkovacia garáž) viac ako troch vozidiel so spoločným vjazdom. Nie menej podstatné sú typy garáží, ktoré sa delia podľa druhu palív, ktoré vozidlá obsahujú a členia sa do dvoch skupín a to: a) s kvapalnými palivami alebo elektrických zdrojov (bez ohľadu na kombináciu s týmito palivami); b) s plynným palivami, popr. kombinácii s elektrickým zdrojom. Pre projektovanie servisov a opravovní motorových vozidiel a čerpacích staníc pohonných látok platí STN , obdobne je to aj v ČR. Základné ustanovenia a ČSN ; požiarna bezpečnosť sa posudzuje podľa STN o čerpacích staniciach pohonných hmôt a podľa STN Horľavé kvapaliny. Plnenie a stáčanie. Výdajné čerpacie stanice., príp. podľa TPG alebo TDG pre čerpacie stanice propán-butánu a plniaca stanica stlačeného zemného plynu. Plniace stanice stlačeného zemného plynu pre motorové vozidlá. Použitá literatúra [1] O zemnom plyne. Dostupné na internete ( ) (online) o-zemnom-plyne/druhy-plynu/!ut/p/b1/04_sjzs0mdk0md M2MDPWj9CPykssy0xPLMnMz0vMAfGjzOLd_Q2dLZ0 MHQ38vd0MDTydAtxM_V0cjYMNTIAKIoEKDHAARw N8-r29DKH68SggYH9wcbZ-uH4UXmsMTaAK8DjTzy M_N1U_NyrHzSI4IB0AhJ9nag!!dl4/d5/L2dJQSEvUUt3 QS80SmtFL1o2X0dPMUM5QjFBME9LRjEwSUJQRj VPREEzU080/. [2] Damec, J.: Protivýbuchová prevence. Edice SPBI SPEKTRUM 8., Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství, Ostrava 1998, ISBN [3] Košík, Š.: Mimoriadne udalosti spojené s únikom vykurovacích plynov, In Riešenie krízových situácií na plynovodoch pri úniku plynu s následným požiarom, Rimavská Sobota, 2006, str. 11,13, ISBN [4] Serafín, J.; Mračková, E.; Bernatík, A.; Mynarz, M.: Safety risks connected with parking of cng vehicles in underground car parks, In Rizik i bezbednosni inženjering: Zbornik radova 7. Medjunarodnog naučnog savetovanja, Kopaonik, 29. januar - 4. februar Novi Sad: Visoka tehnička škola strukovnih studija, ISBN S [5] Mračková, E.: Riziká transportu zemného plynu, Protivýbuchová ochrana, In Riešenie krízových situácií na plynovodoch pri úniku plynu s následným požiarom, Rimavská Sobota, 2006, str. 23, 24, ISBN [6] Riedl, R.: Plynárenská a koksárenská príručka, Praha 1962, str ,

15 Hodnotenie nebezpečenstiev pri dopravných nehodách vozidiel na alternatívny pohon Evaluating a Hazard in Car Accidents of Alternative Fuel Vehicles Ing. Adrián Mulica Ing. Isabela Bradáčová, CSc. VŠB - TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, Ostrava-Výškovice adrian.mulica.st@vsb.cz, isabela.bradacova@vsb.cz Abstrakt Príspevok sa zaoberá vybranými scenármi a nebezpečenstvami, ktoré súvisia s dopravnými nehodami vozidiel na alternatívny pohon. Dopravné nehody sa môžu stať na cestnej komunikácii ale aj na železničných prejazdoch. Scenáre a nebezpečenstvá sa vyhodnotia pomocou metód analýzy rizík. Na záver sa uvedú najvážnejšie scenáre a riziká, ktoré môžu ohroziť zasahujúce zložky. Kľúčové slová Dopravná nehoda, nebezpečenstvá plynových pohonov, nebezpečenstvá hybridných vozidiel, riziká vozidiel s novými druhmi pohonov. Abstract The contribution deals with the selected scenarios and dangers which relate with car accidents of vehicles with alternative propulsion. Traffic accidents can become on the road, but also for railway crossings Scenarios and hazards were evaluated using risk analysis methods. Finally, to bring the most serious scenarios and risks that may endanger intervening firefighters. Keywords Car accidents, dangers of gas drives, hybrid vehicles dangers, risks to vehicles with a new type of drives. Základné pojmy Nebezpečenstvo - potencionálna možnosť stroja, technológie a pracovnej činnosti spôsobovať neočakávané negatívne javy alebo hrozby pre človeka, materiálne hodnoty alebo životné prostredie. Môže byť zdrojom potencionálneho zranenia. [1, 2] Riziko - je pravdepodobnosť vzniku nežiaducej udalosti a jej dôsledok. [1, 2] Vozidlá s vybranými novými druhmi pohonov V dnešnej dobe, nielen na Slovensku, jazdia vozidlá s rôznym typom a kombináciou pohonov. Sú to: benzínový, dieselový, elektrický, plynový, kombinovaný pohon a iné. Medzi kombinované pohony patrí hybridný (benzínový a elektrický pohon), hybridný plynový (benzínový/dieselový a LPG/CNG,...), atď. Konštrukcia vozidiel je skoro rovnaká. Líši sa iba uložením rozvodov pohonného média (HV káblami, palivovým potrubím média,...). Rozbor súčasného stavu V súčasnosti jazdí málo vozidiel na alternatívny pohon. Trend naznačuje, že počet vozidiel na alternatívny pohonom narastá. Postupne sa vyvíjajú nové a bezpečnejšie systémy pohonov. Príspevok rozoberie dopravné nehody vozidiel s novými druhmi pohonov. Metodika práce Po zbere potrebných dokumentov, informácií, internetových stránok, ktoré sa venujú novým druhom pohonov a to konkrétne LPG, CNG, H 2 a hybridným pohonom sa rozobral súčasný stav používania nových druhov pohonov. Pomocou dotazníkového prieskumu sa vyhodnotili scenáre a nebezpečenstvá týkajúce sa vozidiel s novými druhmi pohonov. Prehľad metód analýzy rizík Pomocou vhodne vybraných metód a ich aplikovaní je možné identifikovať najviac ohrozujúce nebezpečenstvo a po pridelení hodnoty môžeme zistiť najväčšie riziká a navrhnúť opatrenia na ich minimalizáciu. FMEA - analýza príčin a následkov porúch (FMEA - Failure Mode and EffectsAnalysis). Je nástrojom pre vyhodnotenie potenciálnych problémov a ich príčin. Táto metóda sa dá použiť na rôzne procesy (technické, spoločenské, finančné,...), výrobky atď, to znamená že má široké spektrum aplikovateľnosti. Je založená na analýze, metóda zostavuje tabuľku príčin porúch a ich následkov na systém. Výsledkom je kvalitatívny systematický zoznam, s možností kvantifikácie. Je väčšinou v tabuľkovej forme s doporučením pre zlepšenie bezpečnosti. [1, 8, 9] Matica následkov a pravdepodobnosti výskytu rizika - táto metóda patrí medzi metódy posudzovania rizík, spočíva v odbornom hodnotení osobami s požadovanými skúsenosťami a vedomosťami z oblasti vyskytujúceho sa rizika. Charakteristickým prvkom matice je odhadovaná pravdepodobnosť výskytu rizika vzhľadom na objekt posudzovania. Matica nám pomáha s prijateľnosťou alebo neprijateľnosťou rizika a umožňuje nám porovnať navzájom riziká. [1, 8] Riziko sa dá posúdiť z dvoch hľadísk (Norma ISO Guide 73:2009): a) Aké vážne budú následky (hodnota majetku, vrátenie financií, zdravotný stav osôb,...). b) Aká bude pravdepodobnosť výskytu rizika (či nastane táto situácia,...). [1, 8] Základné informácie pre túto metódu sú aj techniky použité na odhad pravdepodobnosti následkov a výskytu rizika, vyjadrené jednoduchým opisom alebo až podrobným modelovaním. [1, 8] Rozhodnúť sa o miere pravdepodobnosti výskytu a vážnosti následkov rizík nám pomáha aj päťstupňová mierka a slovné hodnotenie, ktorých podobu opisuje norma STN , viď tab. 1 a tab. 2. Mieru akceptovateľnosti alebo prijatie opatrení na výskyt a následky rizika nám pomáha určiť tab. 3. [1, 8] Tab. 1 Kvalitatívne ukazovatele pravdepodobnosti výskytu nebezpečenstva [1, 8] Úroveň Charakteristika Opis 5 Takmer isté Očakáva sa, že nastane vo väčšine prípadov 4 Asi nastane Vo väčšine prípadov pravdepodobne nastane 3 Možno nastane Niekedy by azda mohol nastať 2 Asi nenastane Niekedy by mohol nastať 1 Sotva nastane Môže nastať iba za výnimočných okolností 241

16 Výhoda matice je prehľadné grafické umiestnenie rizík, z ktorého je viditeľná závažnosť jednotlivých rizík pre všetky osoby. Nevýhodou môže byť subjektívnosť a jednoduchosť charakteru metódy. [1, 8] Tab. 2 Kvalitatívne ukazovatele vážnosti dopadu nebezpečenstva [1, 8] Úroveň Charakteristika Opis 1 Nevýznamné Nijaký úraz, malé finančné straty 2 Malé 3 Stredné 4 Veľké 5 Katastrofálne Tab. 3 Matica kvalitatívnej analýzy rizika - úroveň rizika [1, 8] Pravdepodobnosť výskytu Prvá pomoc, okamžité prepustenie na mieste, stredné finančné straty Legenda: M - malé riziko, S - stredné riziko, V - vysoké riziko, E - extrémne riziko. Nebezpečenstvo pri vozidlách s LPG, CNG, H 2 a hybridným pohonom Ako bolo spomenuté, tieto druhy palív sú najviac rozšírené v osobných vozidlách. Postupom času sa rozširujú aj do vozidiel dopravcov - nákladné vozidlá a autobusy. Najväčšie nebezpečenstvo predstavujú vozidlá, ktoré si majitelia prestavajú doma. Aj keď majú certifikované súčiastky, nemontujú to odborne. Následne sa popíšu nebezpečenstvá, ktoré môžu hroziť zasahujúcim jednotkám: - R1 až R9 - plynné palivá (LPG, CNG, H 2 ), Nevyhnutné lekárske ošetrenie, prepustenie na mieste s pomocou, vysoké finančné straty Rozsiahly úraz, strata pracovnej schopnosti, prepustenie zo zdravotného zariadenia bez následkov, veľké finančné straty Smrť, prepustenie zo zdravotného zariadenia s následkami, enormné finančné straty Nevýznamné 1 Malé 2 Vážnosť dopadu Stredné 3 Veľké 4 Katastrofa 5 Takmer istá 5 V V E E E Asi nastane 4 S V V E E Možno nastane 3 M S V E E Asi nenastane 2 M M S V E Sotva nastane 1 M M S V V - RA - RD - pri hybridný pohon. Tieto nebezpečenstvá boli spracované pomocou metodického listu a konzultácii. [1, 4, 5, 6, 7] R1) Výbuch plynovej nádrže - deštrukcia plynovej nádrže v dôsledku prekročenia teploty alebo tlaku vo vnútri tejto nádrže. V prípade výbuchu nádrže môžu hroziť materiálne škody, zranenia osôb, atď. R2) Požiar plynovej sústavy - nežiaduce horenie spôsobené porušením tesnosti sústavy, dopravnou nehodou, neodbornou manipuláciou, atď. Následky požiaru môžu byť: materiálne škody, poškodenie bezpečnostných ventilov, výbuch nádrže, BLEVE, atď. R3) Únik plynu (tvorba výbušnej koncentrácie) - môže nastať v prípade porušenia tesnosti plynovej sústavy alebo nádrže. Väčšinou je spojený s kumuláciou plynu v uzavretých priestoroch s možnosťou iniciácie a následným výbuchom. R4) Vyšľahnutie dlhého plameňa - väčšinou nastáva po aktivácii bezpečnostných poistiek na multiventile v dôsledku zvýšenia teploty alebo tlaku, kde výška plameňa môže byť 6 a viac metrov. Nevýhodou je, že nevieme ktorým smerom plameň vyšľahne v dôsledku otočenia ventilov. Môžeme predpokladať, že následne môže byť ohrozené okolie pre možný vznik požiaru a možné zranenia osôb. R5) BLEVE efekt - je výbuch expandujúcich pár vriacej kvapaliny. Je spôsobený rýchlym nárastom tlaku, ktorý nedokážu uvoľňovať bezpečnostné ventily na tlakovej nádobe a dochádza k mechanickému roztrhnutiu tlakovej nádrže a k vyvrhnutiu obsahu nádrže do okolia. Niekedy dochádza aj k iniciácii a vzniku tzv. FireBall-u - ohnivá guľa. R6) Zlé označené vozidlo (slabo viditeľné označenie) - nastáva pri požiari alebo po dopravnej nehode. Dá sa predpokladať, že bude zle zvolený postup na lokalizáciu a likvidáciu požiaru a v dôsledku toho môžu byť zranené osoby - hasiči, poprípade okoloidúce alebo prizerajúce osoby. R7) Nebezpečenstvo kumulácie plynu - hrozí hlavne v uzavretých priestoroch pri plynovom pohone a to v batožinovom priestore vozidla, v kabíne vozidla, garáži, atď. následkom kumulácie hrozí nebezpečenstvo výbuchu. R8) Omrzliny, podchladenie - predstavuje hlavne pri tankovaní a úniku LH 2. Následkom sú zdravotné následky. R9) Vodíkový plameň - predstavuje nebezpečenstvo hlavne pri jasnom počasí. Pri priblížení hrozia popáleniny, zdravotné následky. RA) Výbuch HV batérie - deštrukcia HV batérie v dôsledku prekročenia teploty a tlaku vo vnútri HV batérie. V prípade výbuchu batérie môže hroziť aj rozstreknutie elektrolytu, materiálne škody, zranenia osôb, atď. RB) Rozstreknutie elektrolytu - nežiaduci jav spôsobený porušením celistvosti obalu batérie. Následky môžu byť: zranenia, zdravotné následky, materiálne škody,... RC) Úraz elektrickým prúdom - môže nastať v prípade porušenia celistvosti a spojením HV káblov s kostrou vozidla, ktoré je nedostatočne alebo nie je uzemnené, pri dotyku človeka s vozidlom. RD) Nečakaný rozjazd - môže nastať pri uvoľnení brzdového pedála keď je vozidlo v stave READY. Môžeme predpokladať, že následne budú ohrozené osoby, ktoré sa nachádzajú v blízkosti vozidla. Niektoré nebezpečenstvá potrebujú ešte iniciačný zdroj ale niektoré nie a obe tieto skupiny predstavujú pomerne veľké ohrozenie nielen zasahujúcim jednotkám ale aj okoloidúcim. Scenáre a ich hodnotenie Teraz sa vyhodnotia vytvorené scenáre zložené z dvoch častí. Prvou sú scenáre zamerané na plynové pohony - LPG, CNG, LH 2 (označené S1 S10) a druhú časť tvoria scenáre zamerané na vozidlá poháňané aj elektromotorom - hybridy (označené SA SD). S1) Pri zrážke vozidiel sa začala tvoriť nebezpečná koncentrácia kvôli zlyhaniu ventilov (staršie prerobené vozidlo). S2) Pri DN vznikol požiar, ktorý bol v blízkosti plynovej nádrže, v nádrži sa rýchlo zvyšoval tlak a teplota, čo zapríčinilo roztrhnutie tejto nádrže a BLEVE efekt. S3) Pri DN došlo k poškodeniu nádrže a úniku plynu, pričom vznikala nebezpečná koncentrácia a možný vznik FLASH FIRE, VCE (UVCE) alebo FIRE BALL - u. 242

17 Tab. 4 Nebezpečenstvá s príčinami a následkami pri vozidlách s plynovým pohonom Nebezpečenstvá Príčiny Následky Výbuch nádrže (sústavy) Požiar nádrže (sústavy) Únik plynu Vyšľahnutie dlhého plameňa BLEVE efekt Označenie vozidla po DN Kumulácia plynu vo vozidle Omrzliny, podchladenie Vodíkový plameň prekročenie tlaku alebo teploty vysoký tlak v nádrži, systéme nefunkčnosť ventilov únik plynu porušenie tesnosti sústavy dopravná nehoda prekročenie tlaku alebo teploty porušenie tesnosti sústavy neodborne nainštalovaná plynová sústava neodborná manipulácia nezodpovednosť vysoký tlak v nádrži, systéme dopravná nehoda nefunkčnosť ventilov aktivácii bezpečnostných poistiek prekročenie tlaku alebo teploty vysoký tlak v nádrži, systéme prekročenie tlaku vysoký tlak v nádrži dopravná nehoda požiar vozidla nedostatočný únik tlaku cez bezpečnostné ventily nezodpovednosť dopravná nehoda požiar vozidla únik plynu porušenie tesnosti sústavy neodborne nainštalovaná plynová sústava neodborná manipulácia únik plynu pri tankovaní nepozornosť pri tankovaní poškodená nádrž alebo sústava únik plynu s iniciáciou materiálne škody ohrozenie okolia zranenia trvalé zdravotné následky požiar materiálne škody ohrozenie okolia zranenia trvalé zdravotné následky tvorba výbušnej koncentrácie výbuch zdravotné ťažkosti tvorba výbušnej koncentrácie výbuch požiar kumulácia plynu materiálne škody ohrozenie okolia zranenia požiar materiálne škody ohrozenie okolia zranenia tvorba výbušnej koncentrácie výbuch zle zvolený postup na lokalizáciu, likvidáciu požiaru zranenia zdravotné následky tvorba výbušnej koncentrácie výbuch zdravotné následky popáleniny zdravotné následky a. Pri poškodenom rozvodnom plynnom potrubí sa vytvorila výbušná koncentrácia v batožinovom priestore (kufor). Po otvorení kufra došlo k iniciácii oblaku plynu zmiešaným so vzduchom zapálenou cigaretou. Dôsledok bolo zranenie vodiča a okoloidúcich a vznikla aj škoda na okolo stojacích vozidlách. b. Pri neodbornom zásahu do staršie prerobeného vozidla na kombinovaný pohon benzín/plyn došlo k výbuchu vozidla. S4) Pri vozidle s kombinovaným pohonom došlo ku kumulácii plynu vo vnútri vozidla v dôsledku zlej údržby a nevhodnej prevádzky staršieho typu vozidla a tým k poškodeniu zdravia užívateľa vozidla. Tab. 5 Nebezpečenstvá s príčinami a následkami pri hybridných pohonoch Nebezpečenstvá Príčiny Následky Výbuch HV batérie Rozstreknutie elektrolytu Úraz elektrickým prúdom Nečakaný rozjazd prekročenie tlaku alebo teploty vysoký tlak v batérii dopravná nehoda požiar prekročenie tlaku alebo teploty vysoký tlak v batérii dopravná nehoda požiar dopravná nehoda poškodená HV sústava vozidlo v stave READY uvoľnenie brzdového pedála materiálne škody ohrozenie okolia zranenia zdravotné následky rozstreknutie elektrolytu materiálne škody ohrozenie okolia zdravotné následky materiálne škody zdravotné následky materiálne škody ohrozenie okolia zdravotné následky S5) Pri DN došlo nárazom k poškodeniu plynovej nádrže, čoho dôsledkom bol dvojfázový úniku paliva. S6) Pri DN došlo k poškodeniu bezpečnostného ventilu. Tlak a teplota v plynovej nádrži sa začali zvyšoval v dôsledku požiaru vozidla a tým sa nádrž roztrhla. S7) Vozidlo narazilo do plniaceho stojana na pohonné hmoty. Hrozí výbuch a je tam nebezpečná koncentrácia. S8) Pri DN došlo k čiastočnému stlačeniu plynovej nádrže na stlačený vodík a zvýšeniu tlaku a zlyhaniu ventila. Dôsledok bolo roztrhnutie nádrže/ výbuch nádrže/ pri iniciácii FLASH FIRE/ poškodenie celistvosti. Pri vozidle s kvapalným H 2 môže nastať aj dvojfázový únik. S9) DN vozidla v plynovým pohonom. V prípade požiaru a aktivácii bezpečnostného ventila môže dôjsť k vyšľahnutiu dlhého plameňa. S10) Vozidlo na plynový pohon narazilo do stromu a vymrštilo ho späť na vozovku. Vplyvom nárazu môže dôjsť k narušeniu celistvosti nádrže, dvojfázový únik, pri vzniku požiaru vozidla výbuch nádrže,... SA) Pri DN vznikol požiar, ktorý bol v blízkosti vysokonapäťovej batérie. V dôsledku dlhšieho pôsobenia požiaru HV batéria vybuchla. SB) Pri DN vznikol požiar, ktorý bol v blízkosti vysokonapäťovej batérie. V dôsledku dlhšieho pôsobenia požiaru unikli nebezpečné plyny, môže hroziť aj výbuch HV batérie, rozstreknutie elektrolytu a poleptanie ním. SC) Po DN sú poškodené elektrické rozvody, sú spojené s kostrou vozidla, vozidlo nie je dostatočne uzemnené a je v stave READY, pri nedostatočnej ochrane hrozí úraz elektrickým prúdom. SD) Po DN a vyslobodzovaní vodiča (uvoľnenie brzdového pedála) došlo k rozjazdu vozidla. Vytvorené scenáre sa vložia do tab. 6 na strane 10 a 11, ktorá je používaná v metóde FMEA a každému scenáru sa pridelí hodnota získaná z dotazníka. 243

18 Tab. 6 Identifikácia procesu: Súčasný stav DN Scenár Prejav poruchy Následok poruchy Príčina poruchy Kontrolné opatrenia Význam Výskyt Odhalenie RPN Doporučené opatrenia S1) S2) S3) S4) S5) S6) S7) S8) S9) DN s únikom plynu bez iniciácie DN s požiarom v blízkosti plynovej nádrže DN s poškodenou plynovou nádržou Kumulácia plynu vo vozidle DN poškodenou nádržou DN s poškodeným bezpečnostným ventilom a požiarom Náraz do plniaceho stojana na pohonné hmoty DN s pohonným plynom LH2 DN s aktiváciou bezpečnostného ventilu S10) Náraz do stromu SA) SB) SC) SD) DN s požiarom DN s požiarom DN s poškodenými elektrickými rozvodmi Vyslobodzovanie zraneného šoféra Poškodenie auta, plynovej sústavy Mimoriadna udalosť, poškodenie auta, plynovej sústavy Poškodenie auta, plynovej sústavy, mimoriadna udalosť Nedýchateľné prostredie, strata paliva Poškodenie auta, plynovej sústavy, mimoriadna udalosť Poškodenie auta, plynovej sústavy, mimoriadna udalosť Únik paliva Poškodenie auta, plynovej sústavy Syčanie Poškodenie auta, plynovej sústavy, mimoriadna udalosť Prerušenie plynulosti dopravy (krátkodobé) Poškodenie vozidiel, prerušenie plynulosti dopravy (dlhodobé), BLEVE Prerušenie plynulosti dopravy (strednodobé), zranenie osôb, FLASH FIRE, VCE (UVCE) alebo FIRE BALL - u Poškodenie zdravia, DN, výbuch Dvojfázový únik paliva Roztrhnutie plynovej nádrže Omrzliny, nebezpečná koncentrácia Prerušenie plynulosti dopravy (strednodobé), zranenie osôb, FLASH FIRE, VCE (UVCE) alebo FIRE BALL - u Vyšľahnutie dlhého plameňa Prerušenie plynulosti dopravy (strednodobé), zranenie osôb, FLASH FIRE, VCE (UVCE) alebo FIRE BALL - u Dopravná nehoda, únik plynu, chyba ľudského činiteľa DN, požiar, únik plynu Technická chyba, sabotáž Nevhodná prevádzka, zlá údržba DN a poškodená plynová nádrž Poškodený bezpečnostný ventil pri DN Nepozornosť, iná príčina (strata vedomia vodiča,...) DN, požiar, únik plynu, technická chyba DN a aktivácia bezpečnostného ventila Nezvládnutie riadenia vozidla Odstavenie vozidla, požiar, DN Výbuch HV batérie DN, požiar v blízkosti HV batérie Poškodenie auta, DN, požiar DN Poškodenie vozidla Rozstreknutie elektrolytu Nebezpečenstvo úrazu, úraz elektrickým prúdom Rozjazd vozidla Dopravná nehoda, požiar v blízkosti HV batérie DN, poškodené elektrické rozvody Vozidlo v stave READY Vhodná údržba, prevádzka vozidla Vhodná údržba, prevádzka vozidla, pravidelná kontrola Počuť syčanie Pozrieť, či kľúč v zapaľovaní Opatrne sa približovať k vozidlu, nepribližovať sa k autu Opatrne vybrať vodiča Význam (dopad) Pravdepodobnosť výskytu problému Pravdepodobnosť odhalenia (pred výstupom) sotva postrehnuteľný bezvýznamný stredne významný závažný mimoriadne závažný = 1 = 2 = 3 = 4 = 5 nepravdepodobné veľmi malá malá mierna vysoká = 1 = 2 = 3 = 4 = 5 dá sa odhaliť nedá sa odhaliť = 1 = 0 RPN = význam *výskyt *odhalenie (rizikové prioritné číslo) 244

19 V tabuľkách vidíme že najvyššie rizikové prioritné číslo (RPN) majú pri plynových pohonoch scenáre č. S7 Náraz do plniaceho stojana na pohonné hmoty a S8 DN s pohonným plynom LH 2. Z týchto scenárov vyplývajú aj rôzne riziká, ako napr.: poškodenie vozidiel, výbuch, únik paliva, BLEVE efekt, ohrozenie okolia lietajúcimi časťami vozidla, atď. Scenár pri hybridnom pohone s najvyšším rizikovým prioritným číslom (RPN) je scenár SC DN s poškodenými elektrickými rozvodmi. Z toho vyplýva napr.: úraz elektrickým prúdom, zdravotné následky, atď. To znamená, že tieto scenáre sú najzávažnejšie. Nebezpečenstvá, vznikajúce pri všetkých scenároch sa ohodnotili a zoradili od najvážnejšieho po menej vážne pomocou metódy Matica následkov a pravdepodobnosti výskytu rizika. Matica rizík pri vozidlách s novým druhom pohonu Po pridelení hodnoty kvalitatívneho ukazovateľa pravdepodobnosti výskytu a kvalitatívneho ukazovateľa vážnosti dopadu nebezpečenstvám, ktoré sa získali spracovaním dotazníka. Vyhodnotené riziká boli následne vložené tabuľky (tab. 7). Vážnosť rizík vozidiel s pohonom LPG, CNG, LH 2 a hybridným pohonom sa určí pomocou metódy Matica následkov a pravdepodobnosti výskytu rizika. Tab. 7 Matica kvalitatívnej analýzy rizika Pravdepodobnosť výskytu Takmer istá Asi nastane Možno nastane Asi nenastane Sotva nastane Nevýznamné 1 Malé 2 Vážnosť dopadu Stredné 3 R2, R3, R6 Veľké 4 R1, R4, R5, R7, R8, R9, RA, RB, RC, RD Katastrofa 5 Ako môžeme vidieť v tab. 7, je zrejmé, aké sú závažné jednotlivé riziká: Malé riziká: - nie je. Stredné riziká: - požiar nádrže (sústavy), únik plynu a označenie vozidla. Vysoké riziká: - výbuch nádrže (sústavy), vyšľahnutie dlhého plameňa, BLEVE efekt, nebezpečenstvo kumulácie plynu, omrzliny, vodíkový plameň, výbuch HV batérie, rozstreknutie elektrolytu, úraz elektrolytu a nečakaný rozjazd. Extrémne riziká: - nie je. Tieto riziká majú malú pravdepodobnosť výskytu, lebo vozidiel s takýmito pohonmi jazdí zatiaľ veľmi málo. Trend naznačuje, že sa počty týchto vozidiel budú rásť. Z toho vyplýva, že najhoršie riziká sú pri plynovom pohone: výbuch plynovej nádrže (sústavy), vyšľahnutie dlhého plameňa, BLEVE efekt, kumulácia plynu vo vozidle a v blízkosti vozidla, omrzliny, podchladenie a vodíkový plameň a pri hybridnom pohone: výbuch HV batérie, rozstreknutie elektrolytu, úraz elektrickým prúdom a nečakaný rozjazd vozidla. Záver Príspevok je zameraný na hodnotenie nebezpečenstiev a zistenie najviac ohrozujúcich rizík vozidiel s novými druhmi pohonov (LPG, CNG, H 2, hybridy) pri rôznych situáciách, ktoré môžu nastať a pri dopravnej nehode. Nové druhy vozidiel a palív sú bezpečnejšie a zdokonaľované čoraz viac. Niekedy však ani to nemusí zabrániť katastrofe. Preto treba vždy dávať pozor na neobvyklé správanie vozidiel. Vozidlá s novými druhmi pohonov majú veľa výhod ale aj nevýhod. Ľudia chcú ušetriť na pohonných hmotách a neuvedomujú si nebezpečenstvá, ktoré sa môžu vyskytnúť pri prevádzkovaní, neodbornom zásahu, nedodržiavaní pravidelných kontrol a pravidelných výmen súčastí sústav. Použitá literatúra [1] Mulica, A.: Riziká pri dopravných nehodách automobilov s novými druhmi pohonov. Žilina, Diplomová práca. Žilinská univerzita v Žiline. Fakulta špeciálneho inžinierstva; Katedra požiarneho inžinierstva. 83 s. [2] Šimák, L.: Krízy, krízové situácie a krízové stavy. Dostupné na: Citované: [3] Alternatívne palivá, Dostupné na: europe/fae/doprava/paliva/alter%20paliva.htm Citované: [4] Metodický list: Zásah u vozidel s alternativními pohony, Dostupné na: JPO_novy/konspekty/ pdf Citované: [5] Osobná konzultácia s mjr. Branislavom Petrovičom, vedúci technik špecialista - veliteľ čaty, Hasičský a záchranný útvar hl. mesta SR Bratislavy, hasičská stanica č.: 1, dňa , kontakt: branislav.petrovic@hazz.minv.sk. [6] Osobná konzultácia npor. Ing. Milan Konárik, technik špecialista - veliteľ družstva, hasičská stanica Žilina, kontakt: mksalimen@gmail.com. [7] Osobná konzultácia doc. Dr. Ing. Aleš Bernatik, akademický pracovník, Lumírova 13, Ostrava, kontakt: t. č.: , ales.bernatik@vsb.cz. [8] Hudáková, M : Manažérske metódy a techniky, FŠI ŽU, Žilina 2011, ISBN [9] ČSN EN Techniky analýzy bezporuchovosti systémů - Postup analýzy způsobů a důsledků poruch (FMEA), ČNI, leden

20 Efektivní průběžné vzdělávání jako nástroj k ekonomickému výkonu SPD Effective Ongoing Education as a Tool for Economic Performance of the State Fire Supervision (SFS) plk. Mgr. Pavel Nejtek Hasičský záchranný sbor Pardubického kraje Teplého 1526, Pardubice pavel.nejtek@pak.izscr.cz Abstrakt Příspěvek ukazuje stávající způsob provádění vzdělávání příslušníků HZS ČR na úseku požární prevence a poukazuje na změny, které jsou navrhovány v rámci koncepce požární prevence. Současně se snaží ukázat, že vzdělávání lze provádět ekonomicky, ale také, že efektivní vzdělávání může mít vliv na ekonomiku výkonu státního požárního dozoru, potažmo vliv na bezpečnost v rámci požární prevence. Příspěvek ukazuje na modelovém příkladu nejen konkrétní finanční úspory, ale i možné snížení počtu požárů a jejich následků. Autor se snaží ukázat nutnost zajistit průběžné vzdělávání, které napomůže k efektivnímu výkonu SPD a tak dojde ke zvýšení bezpečnosti v oblasti požární ochrany. Klíčová slova Státní požární dozor, průběžné vzdělávání, požární prevence. Abstract The paper shows current implementation of education to members of the Fire and Rescue Service of the Czech Republic in the field of fire prevention, and highlights the changes that are being proposed within the concept of fire prevention. It also aims at showing that training can be done economically, but also that effective education might have an impact on the economy of the state fire supervision, hence an impact on security in the context of fire prevention. The paper shows a model example of not only particular financial savings, but also possible reduction of the number of fires and their consequences. The author tries to indicate the need to provide ongoing education, which contributes to efficient performances of the SFS and thus increases security in the field of fire protection. Keywords The state fire supervision, continuing education, fire prevention. Základní odborná příprava příslušníků Vzdělávání příslušníků Hasičského záchranného sboru České republiky (dále jen HZS ČR ) je upraveno právními předpisy, konkrétně zákonem [1] a vyhláškou [2]. Podrobnosti jsou dále upraveny interními akty řízení generálního ředitele HZS ČR [3]. Všichni noví příslušníci se podrobují základní odborné přípravě příslušníků (dále jen ZOP ), která je dělena do modulů. Moduly jsou významné pro dělení příslušníků dle jejich odbornosti. Základní rozlišení je dáno budoucím působením v rámci sboru, neméně důležitá je i praxe příslušníků. Charakteristika kurzu ZOP Kurz ZOP je určen pro příslušníky HZS ČR, kteří nejsou zařazení v jednotkách PO, ale mohou samostatně vykonávat službu při zdolávání požárů a jiných mimořádných událostí. Cíle vzdělávání Hlavním cílem kurzu je získání odborných znalostí, dovedností a návyků nových příslušníků HZS ČR v oblastech působnosti HZS ČR, vytvoření předpokladů pro výkon služby na jimi zastávaných služebních místech, získání komplexního přehledu o struktuře a úkolech HZS ČR a příprava na plnění služebních úkolů vyplývajících ze zastávaného služebního místa a zejména na plnění služebních úkolů na místě zásahu bez zařazení do jednotky PO a při zásahu v době mimo službu. Časová dotace modulu je uvedena v tab. 1 Tab. 1 Organizační část kurzu/předmět Počet hodin Organizační část kurzu - zahájení kurzu, vstupní přezkoušení (stát. správa, e-learning), závěrečná zkouška Organizace HZS ČR a výkon státní správy Zdolávání mimořádných událostí Základy pořadové přípravy, technického výcviku a technických prostředků Zdravotní příprava a psychologická příprava 20 Celkem 120 hodin Navazujícím vzděláváním je PP-Z. Charakteristika kurzu Kurz požární prevence (PP) je určen k získání odborné způsobilosti příslušníků HZS ČR, kteří budou vykonávat odborné činnosti na úseku požární prevence. Těžištěm výuky kurzu je teoretická příprava doplňovaná praktickými cvičeními. Cíle vzdělávání Hlavním cílem kurzu požární prevence je připravit účastníky teoreticky a částečně prakticky v rozsahu nezbytném pro výkon služby na úseku požární prevence a připravit je k získání odborné způsobilosti stanovené na jejich služebním místě. Časová dotace modulu je uvedena v tab. 2. Tab. 2 Organizační část kurzu/předmět Počet hodin Zahájení kurzu 1 1. Základy hoření a hašení Požární bezpečnost staveb a technologií Výkon státní správy Preventivně výchovná činnost 3 5. Prevence závažných havárií 5 Závěrečná zkouška 12 Celkem 160 hodin 4 týdny Po úspěšném absolvování ZOP se příslušník podrobí prodloužení odborné způsobilosti po 5 letech v kurzu Požární prevence P. 246