Hydrogenkjøretøy: brann og lekkasje
Trykkavlastning, jetflamme, gassansamling og tankrevning. Forskning forklart for gassmåling, oppstilling og innsats i parkeringsanlegg.
Hydrogenkjøretøy har flere energikilder
Et brenselcellekjøretøy har trykksatt hydrogen, et elektrisk drivsystem og et batteri. Brenselcellen omdanner hydrogen og oksygen til elektrisk energi og vann. At framdriften er elektrisk, fjerner derfor ikke farene knyttet til gass, og avstengt gasstilførsel gjør ikke alle elektriske deler energiløse.
Identifiser kjøretøy og variant, og bruk riktig redningskort og innsatsveiledning. Tankplassering, antall tanker, kabelføring, avstengning og retning på trykkavlastning kan variere. Rundt 700 bar er et relevant eksempel for komprimert hydrogen i personbiler, men er ikke en opplysning om faktisk trykk i et bestemt skadd kjøretøy. Tankvolum og gassmengde må heller ikke hentes fra en annen modell.
Dette oppslaget omhandler i hovedsak komprimert hydrogengass. Flytende hydrogen har andre lagringsforhold og kuldefarer. Ikke bland rådene for de to lagringsformene eller overfør LPG-metoder direkte til en hydrogentank.
Skill mellom tre hendelsesforløp
| Forløp | Hva skjer? | Hva må mannskapet forstå? |
|---|---|---|
| Utslipp uten antennelse | Gassen strømmer ut og blandes med luft. Den kan fortynnes, men også samles i hulrom. | Lekkasje, ventilasjon, tennkilder og mulig oppsamling må vurderes før området brukes. |
| Antent utslipp | En brennende gasstrøm gir en rettet jetflamme og varmepåkjenning. | Retning, hindringer og eksponerte personer eller konstruksjoner har betydning. Synlig flammelengde avgrenser ikke alle farer. |
| Tank som revner | Beholderen mister styrke og slipper lagret trykkenergi brått fri. | Trykkbølge, tankfragmenter og etterfølgende brann kan virke sammen. Dette er forskjellig fra antennelse av en ferdigblandet gassky. |
En lekkasje som antennes senere, kan gi rask forbrenning i en oppsamlet gassky og farlig overtrykk. Forsinket antennelse er derfor et annet problem enn en allerede brennende gasstrøm. Oppgi hva som faktisk er observert; «hydrogenbrann» er for upresist som eneste situasjonsmelding.
Trykkavlastningen beskytter tanken, men utslippet er farlig
En TPRD er en termisk aktivert trykkavlastningsinnretning. Den skal slippe ut gass ved brannpåvirkning før tanken mister bæreevnen. Den må ikke forveksles med en vanlig trykkregulator eller med kjøretøyets normale avstengningsventil.
Når avlastningen åpner, kan det komme et betydelig utslipp med høy hastighet. Hvor lenge det varer og hvor langt en antent eller uantent gasstrøm når, påvirkes blant annet av tankinnhold, trykk, utløpets størrelse og retning. Én oppgitt tømmetid eller én utløsertemperatur fra et eksempel gjelder ikke alle kjøretøy.
En fungerende sikkerhetsinnretning gjør altså ikke området ved utløpet trygt. Finn forventet utløpsretning fra kjøretøyets dokumentasjon og vurder hvordan en vegg, gulvflate eller annen hindring kan påvirke strømmen. Ikke plasser personell eller utstyr der gassen eller flammen kan komme ut, og ikke blokker avlastningen.
Hvis tanken varmes uten at avlastningen virker som forutsatt, kan materialet svekkes. Forsøk med komposittanker har vist revning uten en stor trykkøkning på forhånd. Et kjent eller tilsynelatende stabilt trykk er derfor ikke i seg selv dokumentasjon på at en brannpåvirket tank beholder styrken. Tid til svikt i ett brannforsøk er heller ikke en sikker innsatsfrist.
Slokking og kjøling må følge kjøretøyets innsatsveiledning og tjenestens metode. Det er viktig å forstå hva vannet faktisk kjøler. Rapporten omtaler hendelser med andre gasskjøretøy der lokal oppvarming eller kjøling av avlastningsinnretningen påvirket funksjonen. Dette gir ikke grunnlag for en generell regel om å la være å kjøle; poenget er at man må vurdere tank, ventil og flammepåvirkning samlet.
Hvorfor parkeringskjelleren endrer situasjonen
Hydrogen er svært lett og kan stige og fortynnes når forholdene tillater det. I et innelukket anlegg kan tak, bjelker, nivåforskjeller og avskjermede rom påvirke hvor gassen går. En liten lekkasje kan gi en lokal ansamling selv om gjennomsnittskonsentrasjonen i hele garasjen er lav.
Et stort, raskt utslipp kan dessuten overstige det ventilasjonen klarer å fortynne mens utslippet pågår. At viftene går, er ikke en bekreftelse på at gassen er borte. Vanlig eksosventilasjon, røykventilasjon og et system prosjektert for hydrogendeteksjon og gassventilasjon er forskjellige funksjoner.
Avklar med eier eller driftspersonell:
- Hvor tilluft og avtrekk faktisk ligger, hvilke områder som ventileres og hvor uteluften slippes ut.
- Om det finnes hydrogendeteksjon, hva den styrer og om funksjonen er i drift.
- Hvilket utstyr som er egnet der eksplosiv atmosfære kan forekomme.
- Hvilke tiltak som er planlagt ved gassalarm eller teknisk svikt.
- Hvordan tiltakene påvirker personer, andre deler av bygget og innsatsveien.
Å starte en tilfeldig vifte eller åpne en port er ikke en komplett gassinnsatsplan. Tiltaket kan flytte gass og endre blanding og eksponering. Bruk stoffkunnskap, egnet måling, anleggsinformasjon og fagstøtte til å vurdere tiltakene og deres virkning.
Hva forskningen sier om eksplosjon i rom
En norsk RISE-rapport fra 2018 gjennomgikk litteratur om hydrogenkjøretøy i parkeringskjellere. Den sammenlignet blant annet forsøk i mindre rom og containere, simuleringer, tankforsøk og bygningsmessige forhold. Det var en litteraturstudie, ikke et nytt fullskalaforsøk i en komplett norsk parkeringskjeller.
Studiene viste at lik gassmengde kunne gi svært forskjellig overtrykk. Rommets størrelse, gassfordeling, tidspunkt og sted for antennelse, åpninger og hindringer påvirket resultatet. I enkelte mindre, innelukkede forsøksrom kunne hydrogenmengder på størrelsesorden noen få kilo gi overtrykk omkring 100 kilopascal, omtrent 1 bar overtrykk. Andre oppsett ga langt lavere trykk. Dette er ikke en beregning av trykket i enhver garasje med én hydrogenbil.
Biler og annet innhold er en del av forsøksbetingelsene
I forsøk omtalt i rapporten ble det målt høyere overtrykk når et kjøretøy var til stede enn i en tom garasje. En containerserie viste også betydelig forskjell med og uten hindringer. Slike funn viser hvorfor en tom rommodell eller én gjennomsnittskonsentrasjon ikke beskriver alle virkelige forhold.
Hindringer kan påvirke gassfordeling og forbrenningsforløp. Antall parkerte biler, innredning og midlertidig lagring kan derfor være relevante opplysninger ved objektvurdering. En åpen ende eller port betyr ikke automatisk at alle trykkvirkninger er ufarlige; plassering og avstand til åpningen har betydning.
Et regnestykke med full blanding er ikke en måling
Rapporten brukte en enkel modell der gassen blandes likt i hele rommet og ventilasjonen skifter ut denne blandingen. En slik modell kan forklare hvordan romvolum, lekkasjerate og ventilasjon virker sammen, men skjuler lokale konsentrasjonsforskjeller. Nær utslippet eller i en lomme kan blandingen være farligere enn romgjennomsnittet antyder.
Ved innsatstaktiske vurderinger må derfor en beregnet lav middelverdi ikke erstatte kartlegging av utslippet, måling på relevante steder og gjentatt vurdering. Modellen gir heller ikke grunnlag for å erklære alle anlegg over et bestemt gulvareal trygge for enhver hydrogenlekkasje.
Trykk, splinter og konstruksjon må vurderes sammen
Skadepotensialet avhenger ikke bare av topptrykket. Varighet, refleksjoner, bygningsdeler og forbindelser påvirker hvordan konstruksjonen belastes. En port eller annen lett bygningsdel som presses ut, kan bli en fare for personell selv om åpningen etterpå gir trykkavlastning.
En kjøreport er ikke automatisk en dimensjonert eksplosjonsavlastning. Den kan ligge langt fra hendelsen, være lukket eller være omgitt av personell og utstyr. Ikke bruk inngangspartiet som en antatt trygg posisjon bare fordi det er åpent mot det fri. Oppstilling må ta hensyn til mulige utløpsflater, fragmenter, videre brannspredning og behov for retrett.
Etter en eksplosjon må også skade på bæresystem, dekker, søyler og forbindelser inngå i vurderingen før videre arbeid. At bygget fortsatt står, dokumenterer ikke at alle deler er stabile. Generelle trykk–skade-tabeller er heller ikke en konstruksjonsvurdering av det aktuelle bygget.
For helseoverlevering er mekanismen viktig: trykkpåvirkning, fragmenter, at personen ble kastet eller klemt, varme og røyk kan gi forskjellige skader. Oppgi disse observasjonene sammen med pasientens tilstand; unngå å bruke et antatt eksplosjonstrykk som diagnose.
Fra fagstoff til lokal beredskap
Ved objektsyn bør brannvesenet kjenne anleggets faktiske geometri, gass- og branntekniske funksjoner og hvilken informasjon driftspersonell kan levere. Gamle byggeårstabeller gir bakgrunn for spørsmål, men beviser ikke hvilke tiltak som finnes eller virker i et bestemt anlegg i dag. Sprinkler kan begrense brann og eksponering, men skal ikke regnes som en garanti mot enhver gasslekkasje eller tankhendelse.
Før en avstandstabell brukes, må dere vite hvilket scenario den gjelder: jetflamme, uantent utslipp, antennelse av gassky eller tankrevning. Tankvolum, trykk, utløp, geometri og valgte skadekriterier må stemme med bruken. En verdi fra et utendørs forsøk skal ikke presenteres som en fast norsk avstand for innrykk i en parkeringskjeller.
Øv dette: Bruk et kjent garasjeanlegg og et redningskort for et kjøretøy. Finn tank og avlastningsutløp på kortet, tenk gjennom hvor gass kan samles i bygget og la laget dokumentere om egen måler kan registrere hydrogen. Legg inn at garasjens vifte går, men at kapasitet og styring er ukjent. Laget skal forklare hva som fortsatt må avklares, hvor personell kan oppstilles og hvilken fagstøtte som trengs. Prøven krever ingen virkelig gasslekkasje eller inngrep i kjøretøyet.