Schuimgebaseerde brandbeveiliging: een overzicht

Er zijn veel manieren om een brand te blussen. Afhankelijk van de situatie kan een brandbeveiligingssysteem worden ontworpen om te werken met verschillende blusmiddelen. Gewoon water wordt vaak gebruikt omdat het gemakkelijk beschikbaar is en in veel gevallen effectief is. Water is echter niet altijd de beste keuze. Andere opties zijn inerte gassen, droge of natte chemische middelen en verschillende soorten brandblusschuim. In deze post bespreken we de toepassingen van schuim.

Een goed ontwerp en onderhoud van een schuimgebaseerd brandbeveiligingssysteem vereist inzicht in hoe en waarom schuim wordt gebruikt. Laten we eerst kijken naar de toepassingen van schuim in brandbeveiliging.

Wanneer een schuimgebaseerd brandbeveiligingssysteem te gebruiken

Schuim is doorgaans het voorkeursmiddel voor brandbestrijding in situaties waarin brandbare of ontvlambare vloeistoffen worden opgeslagen in tanks of bulkopslagfaciliteiten. Het is vooral effectief wanneer de ontvlambare vloeistof een oppervlak heeft waarop het schuim kan worden aangebracht. In tegenstelling tot water, dat zwaarder is dan de meeste ontvlambare vloeistoffen en daardoor ineffectief naar de bodem zinkt, is brandblusschuim lichter en stijgt het naar boven. Daar vormt het een deken op het oppervlak, waardoor dampvorming wordt verminderd, zuurstof geen toegang krijgt tot de brandbare vloeistof en een mogelijke brand effectief wordt gesmoord.

Schuim met hoge expansie kan ook worden gebruikt om een brand in een afgesloten ruimte te blussen. Wanneer het wordt toegepast in een spoortunnel, vliegtuighangar of andere afgebakende ruimte, is schuim effectief om snel een gebied te vullen en de vlammen te verstikken.

Tot slot heeft schuim ook een koelend effect zoals water, aangezien de schuimoplossing voor het grootste deel uit water bestaat (~97%).

Voordat we deze concepten dieper verkennen, laten we eerst bekijken wanneer brandbeveiligingsschuim niet geschikt is.

Wanneer GEEN schuim gebruiken voor brandbeveiliging 

Schuim wordt in de volgende situaties niet aanbevolen:

• Electrical fire – Where high voltage electricity is involved, the use of foam is highly dangerous. Foam contains water, which is an electrical conductor. Therefore, the risk of electrocution is high. However, it is possible to use foam on an electrical fire if the electricity is first disconnected.
• 3-dimensional fires – Foam works best when it can form a blanket or barrier between flammable liquid and air. If a fire is spread out in three dimensional space the foam can’t smother it effectively.
• Pressurized gases – NPG, LPG, and other fuels which are gaseous at atmospheric temperature and must be pressurized and liquefied to store are typically not appropriate candidates for foam-based fire protection. These substances are very volatile and can release a large volume of vapors.
• Burning metals – When water or water-based substances are applied to some burning metals, it can form a chemical reaction that releases a lot of heat. It can actually explode like fireworks and create a very dangerous situation.

Soorten brandbeveiligingsschuim

Polair vs. apolair schuim

Chemisch gezien zijn er twee hoofdtypen brandbeveiligingsschuim: polair en apolair. Deze komen overeen met twee belangrijke soorten brandbare vloeistoffen. Het is belangrijk om het juiste type schuim te gebruiken voor het type aanwezige vloeistof.

• Polar foam is used for polar flammable liquids, meaning liquids whose molecules have a positive charge on one end and a negative charge on the other. These are typically solvents, such as alcohol, used in the chemical and petrochemical industries.
• Non-polar foam is designed for use with non-polar liquids, whose molecules do not carry a polarized electrical charge. These are typically hydrocarbons such as crude oil and gasoline.

De meeste brandbeveiligingsapparatuur die is ontworpen voor gebruik met water, kan voor beide soorten schuim worden gebruikt. De ontwerper en het onderhoudspersoneel moeten echter op de hoogte zijn van de eigenschappen van elk specifiek schuimconcentraat/oplossing en de juiste apparatuurinstellingen voor elk selecteren.

Lage vs. hoge expansieschuim

Een andere manier om brandbeveiligingsschuim te categoriseren is op basis van het expansietempo. Schuim wordt geproduceerd door schuimconcentraat met water te mengen tot een schuimoplossing. Deze oplossing gaat vervolgens door een afvoerapparaat (zoals een sproeier), waarbij lucht aan het mengsel wordt toegevoegd en het volume van het uiteindelijke schuim aanzienlijk toeneemt.

Laag-expansieschuim beschrijft schuim dat in volume 2 tot 20 keer uitzet ten opzichte van de dichtheid van water tot het uiteindelijke schuim. Dit wordt doorgaans gebruikt wanneer het doel is om een brandwerende film te creëren op het oppervlak van een brandbare vloeistof.

Medium (20-200x expansie) en hoog expansieschuim (200-1000x expansie) worden doorgaans gebruikt om snel een groot volume van een afgesloten ruimte te vullen, zoals een kelder, mijngang of vliegtuighangar.

Elk type schuim en expansiegraad vereist andere apparatuur en/of andere instellingen van de apparatuur. Ontwerpers en onderhoudspersoneel dienen contact op te nemen met de fabrikanten van schuim en apparatuur om een correct gebruik en compatibiliteit te waarborgen.

Schuimgebaseerde brandbeveiligingsapparatuur

Proportioneerapparaten

Schuimoplossingen bestaan uit 1-6% schuimconcentraat, de rest is water. In een typisch schuimgebaseerd brandbeveiligingssysteem wordt het schuimconcentraat opgeslagen in een opslagtank. De exacte verhouding tussen schuim en water hangt af van het type schuim dat wordt gebruikt. Om de juiste verhouding te bereiken, is een speciaal apparaat nodig, een proportioneerapparaat, dat de juiste hoeveelheid concentraat aan de waterleiding toevoegt.

Er zijn twee hoofdtypen doseerapparaten: onder druk en atmosferisch. Elk type doseerapparaat is ontworpen om effectief te zijn bij een bepaald percentage concentraat.

Onder druk staande doseerapparaat: In dit systeem wordt het schuimconcentraat door het systeem geduwd met behulp van druk. Dit kan worden bereikt met een pomp of met een onder druk staande blaas 

tank. Dit is een watertank met daarin een membraan waarin het schuimconcentraat wordt opgeslagen. Het concentraatmembraan wordt van buitenaf onder druk gezet door de omringende waterdruk. De pomp of het onder druk staande membraan drijft het concentraat naar de doseerinrichting.

Atmosferische doseerinrichting: Dit type doseerinrichting gebruikt atmosferische druk om het schuimconcentraat door het systeem te zuigen, vergelijkbaar met een rietje in een glas water. Het water stroomt door een kleine orifice, waardoor een Venturi-effect ontstaat dat voldoende zuigkracht creëert om het concentraat uit een kleine atmosferische opslagtank in de oplossing te trekken. Dit type doseerinrichting is ontworpen om 3-6% schuimconcentraat aan water toe te voegen.

Deluge afsluiters

Deluge afsluiters zijn een cruciaal onderdeel van elk schuimgebaseerd brandbeveiligingssysteem. Meestal bevindt zich een deluge afsluiter op de waterleiding. Naast de hoofd-deluge afsluiter is er ook een schuimafsluiter die het schuimconcentraat aan de doseermenger levert. De meeste brandbeveiligings-deluge afsluiters kunnen worden gebruikt met water, schuimoplossing of schuimconcentraat.

Drukregelafsluiters zijn ook een cruciaal onderdeel om rekening mee te houden. Gereguleerde druk maakt een nauwkeurigere dosering en toepassingssnelheid mogelijk. In een schuimsysteem is het het beste om drukregeling te hebben aan zowel de waterzijde als de schuimzijde van het systeem.

Afvoerapparatuur

Zodra het schuimconcentraat aan het water is toegevoegd, is het noodzakelijk een afvoerapparaat te gebruiken om het mengsel op te kloppen tot schuim. Er zijn verschillende soorten afvoerapparaten beschikbaar voor verschillende soorten schuim. Laag expansieschuim kan worden gebruikt met standaard sproeiers. Middel- en hoog expansieschuim vereisen speciale apparatuur, zoals een schuimgenerator die in staat is een grote hoeveelheid lucht in de oplossing te mengen. Een aspiratiesysteem voor dit type schuim kan het volume van de oplossing met 200 tot 1000 procent vergroten. 

Typen schuimgebaseerde brandbeveiligingssystemen voor opslagtanks

Opslagtanks voor vloeibare brandstoffen zijn bij uitstek geschikt voor brandbeveiliging, omdat de grote hoeveelheden brandbare vloeistoffen een hoog risico met zich meebrengen. Bij het ontwerpen van een dergelijk systeem is het belangrijk om rekening te houden met het type opslagtank. Er zijn twee hoofdtypen opslagtanks: tanks met een vast dak en tanks met een drijvend dak. Elk type vereist een ander soort schuimgebaseerd brandbeveiligingssysteem.

Brandbeveiliging voor opslagtanks met vast dak

Een opslagtank met vast dak is een standaardtank die een hoeveelheid vloeistof bevat. Wanneer de vloeistof de tank verlaat, ontstaat er boven de vloeistof een ruimte gevuld met damp. Het beschermen van het dak aan de buitenzijde van zo’n tank is niet effectief, omdat de dampen binnenin kunnen ontbranden en exploderen, waardoor eventuele brandbeveiligingsapparatuur op het dak beschadigd of vernietigd kan worden. In plaats daarvan wordt meestal een ondergronds brandbeveiligingssysteem toegepast. In zo’n systeem komt de schuimoplossing onderin de tank binnen. Nadat het via speciale nozzles door de brandbare vloeistof is vrijgegeven, drijft het schuim op de vloeistof en vormt het een beschermende laag op het oppervlak.

Brandbeveiliging voor opslagtanks met drijvend dak

In een opslagtank met drijvend dak drijft het dak van de tank vrij op het vloeistofoppervlak. Wanneer er vloeistof uit de tank wordt gehaald, zakt het dak om lege ruimte in de tank te voorkomen. Dit type opslagtank is ontworpen om de aanwezigheid van damp in de tank tot een minimum te beperken of zelfs te elimineren. Dit helpt het verdampingspercentage van de vloeistof te verminderen. Het verkleint ook de kans op brand, omdat het de damp is die brandt en niet de vloeistof zelf. De omtrek van het dak is echter voorzien van een flexibele afdichting die het mogelijk maakt dat het dak blijft drijven. Rondom die afdichting kan damp ontsnappen, wat een mogelijk brandgevaar oplevert.

In dit geval zal een ondergronds brandbeveiligingssysteem niet helpen, omdat het lage dak voorkomt dat er een schuimdeken op het vloeistofoppervlak kan ontstaan. In plaats daarvan wordt de bovenzijde van het dak beschermd met speciale apparatuur, een zogenaamde schuimput.

Expertondersteuning voor schuimtoepassingssystemen

De brandbeveiligingsdivisie van BERMAD zet zich volledig in voor uitmuntendheid in ontwerp en klantenservice. Voor ondersteuning bij het ontwerp en de toepassing van uw schuimgebaseerde brandbeveiligingssysteem, neem contact op met een BERMAD vertegenwoordiger in uw regio.