Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Småskalig släckning av konstruktionsbränder
Luleå University of Technology, Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Structural and Fire Engineering.
Luleå University of Technology, Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Structural and Fire Engineering.
2018 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Konstruktionsbränder kan idag orsaka stora problem för räddningstjänsten. Släckningsarbeten vid konstruktionsbränder brukar idag involvera släckmedel som bygger på vattenbaserade medel. Detta medför att primära skador kan begränsas, men istället uppstår problemet med sekundära skador som mögel eller vattenskador.

Idag finns det flertalet släckmedel som används men det finns inga dokumenterade tillfällen där flytande kväve och/eller koldioxid används vid konstruktionsbränder. Branschen har istället funnit användningsområden för flytande kväve vid gruvbränder med flertalet lyckade insatser. Flytande kväve och koldioxidsläckare är båda kylande släckmedel som vid användning uppnår mycket låga temperaturer. Släckmedlen släcker på liknande sätt, båda kyler till en viss del, men den primära släckkällan är kvävning. Flytande kväve får en avsevärd volymutveckling vid fasövergång från flytande till gas. Gasen tränger undan syret i den brandhärjade konstruktionen och kan därmed släcka branden. Koldioxid verkar på samma sätt, kvävande, men i detta fall övergår den kondenserade gasen till fast fas (torr-is) vid aktivering som sedan sublimerar till gas och kväver branden.

För att undersöka släckmedlens förmåga att bekämpa konstruktionsbränder samt återantändningsskyddet vid användning, har åtta konstruktioner byggts. De fristående konstruktionerna ska efterlikna ett regelfack från en väggkonstruktion. Vid försöken har fyra konstruktioner använts till att undersöka flytande kväve och fyra konstruktioner för att undersöka koldioxid. Av dessa åtta användes två som testkonstruktioner i syftet att bestämma metod för applicering av släckmedel och anläggning av brand i konstruktionen. För att anlägga en brand i konstruktionerna antändes de i det nedre högra hörnet med hjälp av en propanbrännare. Vid fyra försök applicerades släckmedlen i mitten av konstruktionen i ett hål som borrats för att nå innandömet. Vid de andra två konstruktionerna applicerades släckmedlen vid hålet där branden anlades. För att mäta de temperaturer som uppstod i konstruktionerna placerades fem termoelement i varje konstruktion.

I de tre försök där flytande kväve applicerades sjönk temperaturen drastiskt och efter en timme, när försöken avslutades, registrerade inget termoelement temperaturer höga nog för att en återantändning skulle kunna ske. I de tre försök där koldioxid applicerades släcktes två av tre konstruktioner och den tredje återantändes. Fem av sex försök uppvisades en trend där temperaturen låg mellan 12 – 56 °C när försöken avslutades och där temperaturen fortfarande sjönk.

En trend påvisades för bägge släckmedlen, där de dröjde kvar i konstruktionen när försöken avslutades, efter cirka en timme. Släckmedlen kunde därmed under en lång tid förångas och påverka den brandhärjade konstruktionen och motverka återantändning.

Slutsatsen av detta projekt är att flytande kväve och koldioxid verkar lovande som släckmedel vid konstruktionsbränder. Fler försök bör dock utföras för att styrka resultatet innan ett välgrundat uttalande kan göras.

Abstract [en]

Today structural fires can cause big problems for the rescue services. Extinguishing structural fires usually depends on methods involving water based extinguishers. These methods entails that the primary damages can be limited although secondary damages like mold or water damage may arise.

Today there are several fire extinguishers that are used in the industry but few documented occasions have been found where liquid nitrogen or carbon dioxide is used on structural fires. Liquid nitrogen has long been used for mining fires with success. What liquid nitrogen and carbon dioxide in extinguishers have in common is that they are both cooling agents which upon activation reach very low temperatures. These extinguishing agents both put out a fire in a similar way, they both chill when applied, but that is not the primary source. The primary source of extinguishing comes by suffocating the fire by removing all the surrounding oxygen. The volumetric growth of gas between phase transitions displaces the oxygen present in the fire ravaged construction and thereby extinguishes the fire.

Eight constructions were built to test these extinguishing agents and their potential for extinguishing construction fires. The purpose of these constructions was to simulate one part of an entire wall. To perform these tests, four out of the eight constructions were used to examine liquid nitrogen and the other four were used for carbon dioxide fire extinguishers. Two constructions were used as test constructions with the purpose to test different methods for the extinguishing agents as well as setting fire to the construction. A propane burner was used in the lower right corner of the construction to ignite it. The extinguishing agents were applied to the center of the constructions in four tests. In two tests the extinguishing agents were directed at the base of the fire in the lower right corner. A total of thirty thermocouples were used, divided evenly among the six tests that recorded data, with five thermocouples being placed in each construction.

In the three tests with liquid nitrogen as extinguishing agent, the temperature dropped drastically. The temperatures registered in the wall by the thermocouples were not high enough to pose any risks for a fire to resurface at the end of the tests. In the tests using carbon dioxide as an extinguishing agent the fire managed to resurface in one out of three tests. In five out of six tests the thermocouples registered temperatures in the range of 12 – 56 °C and continually declining.

Both of the extinguishers displayed similar behavior when observed, namely that the extinguishing medias could be observed remaining in the constructions long after the tests ended. This means that the extinguishing agents could evaporate during an extended period of time and counteract any flames from resurfacing.

To conclude this report, the good qualities these extinguisher agents exhibit implies that they work well as extinguishing agents to combat construction fires. More experiments should be performed to strengthen the results from this project.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 42
Keywords [en]
Construction fires, extinguishing agents, liquid nitrogen, carbon dioxide, fire tests, extinguishing tests
Keywords [sv]
Konstruktionsbränder, släckmedel, flytande kväve, koldioxid, brandtester, släckförsök
National Category
Other Civil Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-69481OAI: oai:DiVA.org:ltu-69481DiVA, id: diva2:1217935
External cooperation
Luleå Räddningstjänst; Myndigheten för Samhällsskydd och Beredskap
Subject / course
Student thesis, at least 15 credits
Educational program
Fire Protection Engineer, bachelor's level
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-06-19 Created: 2018-06-13 Last updated: 2018-06-19Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2847 kB)7 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2847 kBChecksum SHA-512
a2b27c77ad5162e2444949fa74a72d4320c255d562274f5ca8b881b6a8ff7692baf68594ec9332c269e09324cc4d78f025bf443cb7166d1f9f0732c81edffea2
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Paulusson, HermanLarsson, Caroline
By organisation
Structural and Fire Engineering
Other Civil Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 7 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 27 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf