NORSOK-standarden har likevel åpnet for denne tanken, og regelverk utvikler seg i retning av å bli funksjonsbasert. Dette åpner for gode og kostnadseffektive kombinasjoner av aktive og passive brannsikringstiltak. Hensikten med oppgaven var å finne en teoretisk metode for å dokumentere tilstrekkelig brannsikring ved kombinasjon av et sprinkleranlegg og isolasjon.
Utgangspunktet er en modul på en oljeplattform i Nordsjøen. Modulen har en grunnflate på 200 M2 som dekkes av råolje og antennes. Brannens energiproduksjon, brannrommets varmetap og temperaturen beregnes. Dersom temperaturen i brannrommet estimeres for høy eller for lav vil metoden for reduksjon av isolasjon likevel være den samme. Derfor vil en noe unøyaktig beregning av brannens energiproduksjon og temperatur ikke påvirke oppgavens formål.
Energiproduksjonen til brannen vil bli redusert når sprinkleranlegget aktiveres. Hvor mye energi dråpene tar opp er blant annet avhengig av dråpenes overflateareal, fallhastighet og temperaturen i brannrømmet. Fallhastigheten vil variere med ulik oppstrøm av branngasser, turbulens og dråpevolumet.
Overflatearealet til dråpene er avhengig av dysene på sprinkleranlegget, temperaturen og dråpenes fordampningsrate. Energiopptaket i dråpene beregnes numerisk. Det blir antatt at vannet reduserer energiproduksjon kun i flammesonen. Derfor må dråpestørrelsen være stor nok til å trenge gjennom brannsøylen (fireplurne). Den numeriske beregningsmetoden for energiopptaket i dråpene, dråpemodellen, resulterer i en tid-temperaturkurve.
Tid-temperaturkurven er en viktig faktor når temperaturen i veggen skal estimeres. Høyere energiproduksjon gir større varmetap gjennom vegger. Dette kan føre til en høyere temperatur i veggenes materialer. Tidtemperaturkurven blir da inngangsparameter for en numerisk beregning for temperaturøkningen i veggene. Brannrømmets vegger deles inn i flere lag. Ved å bruke et numerisk oppsett kan temperaturen i hvert enkelt lag estimeres for hvert tidssteg. Hvor tykk lagene skal være er avhengig av beregningenes krav til nøyaktighet. Tynne lag gir sammen med korte tids- steg en stor nøyaktighet.
Dersom beregningene viser at temperaturen i stålet er kritisk, vil isolasjonen være for tynn. Da må isolasjonstykkelsen økes eller tid-temperaturkurven justeres. Kurven kan justeres ved å endre vannmengden eller dråpediameteren. På denne måten kan nødvendig isolasjonstykkelse beregnes for en gitt vannmengde og dråpestørrelse. Hvilken kombinasjon som er mest kostnadseffektiv kan dermed beregnes.
Oppgaven konkluderer med at dråpediameteren har stor betydning for dråpens energiopptak. Beregningene viser at en liten dråpediameter gir stor kjøleeffekt. En dråpe med diameter fire mm. tar opp ca. 25 ganger mer energi ved 1600 K enn en dråpe på seks mm. Større vannmengde vil også øke energiopptaket. Med mindre dråpediameter synker sannsynligheten for at dråpen kommer gjennom brannsøylen. En for liten dråpe vil følge branngassene ut av rommet. Dråpens energiopptak vil da ikke ha innvirkning på brannens energiproduksjon. Ved å beregne strømningene i rommet, i flere dimensjoner, vil dråpemodellen bedre beskrive dråpens fall.
Reduksjon av passiv brannbeskyttelse ved bruk av vann, er en forholdsvis ny måte å tenke på i offshoreindustrien. Problemstillingen krever, at flere numeriske beregningsmodeller kombineres. Excel er uegnet for inngående analyse av denne problemstillingen. Forsøk må gjennomføres for å bekrefte teoriens praktiske anvendelse. Det vil alltid være et avvik mellom teori og praksis. Avviket må reguleres med en sikkerhetsmargin.
Også andre enn offshore industrien har fattet interesse for å optimalisere vannets slokkeeffekt. Drysdale ved Universitetet i Edinburgh driver et større forskningsprosjekt for Home Office, UK, som tar sikte på å forbedre brannvese- nets slokkemetoder med vann. Høyskolen Stord Haugesund, HSH, driver også en del forskning på området.
Studentene ved branningeniørlinjen ved Høyskolen Stord/Haugesund avlegger prosjektoppgaver i deres siste studieår. Den oppgaven som vi her presenterer, ble av en fagkomité ved skolen kåret til den beste i 1998. Høyskolen Stord/ Haugesund Ønsker innspilt fra brannmiljøet og bedrifter om temaer som studentene ved branningeniørlinjen kan lage prosjektoppgaver på. En stor del av siste studieår brukes nettopp til prosjektoppgaver og det er en imponerende innsats som legges ned i arbeidet med oppgavene. Et mangfold av bedrifter og offentlige institusjoner har så langt benyttet studentene til å utarbeide analyser, lage planer, vurdere konsekvenser eller forske i angitte temaer.
COMMENTS