Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Výsledky šetření některých událostí na plynových zařízeních – 2. část

S ohledem na zkušenosti a výsledky šetření vybraných událostí na plynových a souvisejících zařízeních (požáry, výbuchy, otravy spalinami, zakázané manipulace apod.) z pohledu soudního znalce jsme připravili materiál, který bude zveřejňován na pokračování. Obsahem uvedeného materiálu jsou informace o skutečných případech, ke kterým v praxi došlo.

Materiál podle rozsahu jednotlivých uváděných případů obsahuje:

  • Stručný popis události
  • Zásady pro provedení šetření
  • Zjištění na místě činu
  • Otázky k řešení problematiky
  • Zjištění a závěry k otázkám
  • Měření provedená na místě
  • Výsledky provedené expertízy
  • Závěry

Jednotlivé případy jsou doplněny fotodokumentací, měřeními a v některých případech použitými výpočty.

Smyslem je upozornit na možná rizika při projektování, montáži, zkoušení, revizích, servisu a provozu plynových a souvisejících zařízení a současně identifikovat možná porušení předpisů a postupů v běžné každodenní praxi. Materiál obsahuje následující případy:

  • Případ I. – Šetření příčin smrtelné otravy 3 osob ze spalin plynového kotle v obytném domě
  • Případ II. – Řešení problematiky možného výbuchu zemního plynu po jeho úniku z vařidlových hořáků v obytném domě
  • Případ III. – Řešení problémů při provozu turbokotlů při chybném provedení odvodu spalin
  • Případ IV. – Řešení problematiky úniku plynu v obytném domě
  • Případ V. – Propálení plynového potrubí v důsledku zahoření kabelů v zemi s následným únikem plynu a jeho výbuchem
  • Případ VI. – Únik plynu při nedovolené kontrole těsnosti
  • Případ VII. – Šetření příčin výbuchu plynu v obytném domě
  • Případ VIII. – Požár plynové smažící pánve RM GASTRO s.r.o. model BR80-98G
  • Případ IX. – Zásah do plynového zařízení – Nedovolený odběr plynu
  • Případ X. – Provádění zásahu na potrubí pod tlakem pomocí bezúnikové technologie
  • Případ XI. – Nedovolená manipulace s armaturou s následným únikem plynu
  • Případ XII. – Nedovolené ukončení potrubí při přerušení prací
  • Případ XIII. – Únik plynu z výfukového potrubí
  • Případ XIV. – Únik plynu v dutých prostorech

Materiál bude průběžně doplňován dalšími případy z praxe.

Případ II. Řešení problematiky možného výbuchu zemního plynu po jeho úniku z vařidlových hořáků v obytném domě

Stručný popis události

Předmětem znaleckého posudku je posouzení možného výbuchu zemního plynu po jeho úniku z vařidlových hořáků v obytném domě na základě výpočtu jeho úniku a možnosti vytvoření výbušné koncentrace v prostoru.

Na základě informací a provedených šetření události dne 12. 8. 2014 přibližně v době okolo 18:00 hodin v kuchyni bytu otočil uživatel bytu na plný výkon dva kohouty plynového sporáku Mora 1101, ze kterého začal do prostoru bytu unikat zemní plyn, zároveň byl v provozu v koupelně plynový průtokový ohřívač vody MORA 371. Uživatel bytu pustil teplou vodu, čímž se zvýšila teplota hoření zemního plynu v průtokovém ohřívači vody, po té vyčkával, až dojde k samovolnému výbuchu zemního plynu nahromaděného v uzavřeném prostoru bytu s největší pravděpodobností iniciovaném plamenem hořáku ohřívače vody, a to z důvodu sebevraždy, kterou chtěl spáchat, přičemž se v bytovém domě nacházel větší počet osob, které by případným výbuchem byly bezprostředně ohroženy na životě a zdraví, a hrozící škoda na samotném objektu by zřejmě byla velkého rozsahu.

Zásady pro provedení šetření

Při řešení celé problematiky bylo provedeno důsledné zdokumentování zařízení, které bylo zdrojem úniku plynu a prostoru, kde docházelo k vytvoření výbušné směsi.

Otázky k řešení problematiky

  1. Vypočtěte koncentraci zemního plynu v prostředí bytu při zjištěných podmínkách na místě činu (nedovřené dveře na balkon, okno v kuchyni a ložnici na mikroventilaci) při otevření dvou kohoutků (jeden větší hořák vpravo vzadu a jeden menší vlevo vepředu) na maximum na plynovém sporáku MORA 1101 v časovém horizontu 1 hodiny
  2. Zda vypočtená koncentrace mohla přivodit výbuch zemního plynu.
  3. Jaký vliv na koncentraci zemního plynu v prostředí měla hořící karma k ohřevu teplé vody a zda vůbec to mohlo ovlivnit koncentraci zemního plynu v prostředí.
  4. Jaká koncentrace plynu by musela být v bytě k vytvoření výbušného prostředí a po jakou dobu by trvalo vytvoření této koncentrace při zjištěných podmínkách na místě činu.

Zjištění a závěry k otázkám

OTÁZKA č. 1
Vypočtěte koncentraci zemního plynu v prostředí bytu při zjištěných podmínkách na místě činu (nedovřené dveře na balkon, okno v kuchyni a ložnici na mikroventilaci) při otevření dvou kohoutků (jeden větší hořák vpravo vzadu a jeden menší vlevo vepředu) na maximum na plynovém sporáku MORA 1101 v časovém horizontu 1 hodiny

Byt sestává z následujících místností:

  1. Kuchyň 17,9 m3
  2. Obývací pokoj 41,9 m3
  3. Ložnice 32,5 m3
  4. Koupelna 8,5 m3

V kuchyni je instalován plynový sporák MORA 1101, 1× dvoukřídlé okno o rozměrech 104×130 cm a 1× malé jednokřídlé okno o rozměrech 66×42 cm.

Technická data plynového sporáku MORA 1101
Technická data plynového sporáku MORA 1101
Příkony hořáků a průtoky zemního plynu při plném otevření
HořákPříkon
[kW]
Průtok zemního plynu
[m3/h]
Levý zadní – LZ2,700,286
Pravý zadní – PZ OTEVŘEN1,700,180
Pravý přední – PZ1,700,180
Levý přední – LP OTEVŘEN1,000,106

V otevřené poloze byly hořáky LP a PZ, tj. celkový průtok 0,180 + 0,106 = 0,286 m3/hod zemního plynu.

Podle doložené dokumentace je možno uvažovat s celkovým únikem zemního plynu o průtoku 0,286 m3.h−1, prostorem kuchyně cca 17,9 m3 s instalovanými plastovými okny v prostoru s plynovým sporákem s délkou spáry cca 6,84 m.

Dosažení dolní meze výbušnosti závisí na mnoha parametrech, z nichž nejdůležitější pro prvotní odhad možnosti (přesněji maximální koncentrace plynu), popř. i doby potřebné k vytvoření výbušné směsi, jsou:

  1. velikost úniku plynu, vlastnosti plynu
  2. velikost a konfigurace prostoru, v němž dochází k volnému šíření úniku plynu
  3. intenzita větrání prostoru

Při výpočtu je proveden odborný odhad doby úniku plynu ze dvou vařidlových hořáků, potřebných k vytvoření výbušné směsi v celém objemu prostoru kuchyně s instalovaným sporákem v běžném bytovém domě při následujících podmínkách:

  • velikost úniku plynu: QZP = 0,286 m3.h−1 (max. výkon dvou otevřených vařidlových hořáků)
  • velikost prostoru, v němž dochází k volnému šíření úniku plynu: Vm = 17,9 m3
  • intenzita větrání prostoru: n = 0,055 h−1

Pro výměnu vzduchu v kuchyni s kvalitními, pro provoz plynového sporáku neupravenými plastovými okny s délkou spár l = 6,84 m a součinitelem spárové průvzdušnosti i = 0,1.10−4 [m2.s−1.Pa−0,67]. Hodinový průtok vzduchu infiltrací Qs by činil podle rovnice uvedené v TPG 704 01 „Odběrná plynová zařízení a spotřebiče na plynná paliva v budovách“:

vzorec 1 [m3.h−1]
 

vzorec 2 [m3.h−1]
 

Výměna vzduchu by pak v kuchyni o kubatuře Vm = 17,9 m3 činila:

vzorec 3
 

Při hodnotách QZP = 0,286, n = 0,055 a Vm = 17,9 m3 je výsledek pro max. dosažitelnou koncentraci při úniku plynu ze dvou vařidlových hořáků následující:

vzorec 4 [% obj.]
 

kde je

Kmax.n=0,055
maximálně dosažitelná koncentrace plynu při úniku
QZP
velikost úniku plynu v m3.h−1
n
intenzita větrání v prostoru v h−1
Vm
velikost prostoru, v němž dochází k úniku
 

Dolní meze výbušnosti zemního plynu, tj. 4,4 %, v celém objemu kuchyně, by bylo dosaženo po době t stanovené podle následující rovnice:

vzorec 5 [hod.]
 

Nárůst koncentrace plynu v prostoru s definovaným objemem a konstantní výměnou vzduchu má exponenciální průběh, tzn. že koncentrace narůstá zprvu rychle, nárůst se poté zpomaluje a po uplynutí určité doby dosáhne koncentrace svého maxima. Nárůst koncentrace zemního plynu v závislosti na velikosti úniku plynu QZP, velikosti místnosti Vm, výměně vzduchu n a době úniku t je vyjádřen následující rovnicí:

vzorec 6
 

Při hodnotách QZP = 0,286, n = 0,055, Vm = 17,9 m3 je výsledek pro dosažitelnou koncentraci v čase 30 minut, 40 minut a 60 minut následující:

vzorec 7 [% obj.]
 

vzorec 8 [% obj.]
 

vzorec 9 [% obj.]
 

Uvedené úvahy, výpočty a grafy vycházejí z ideálních podmínek kontinuálního ředění uniklého plynu v celém objemu místnosti nebo více místností. Při vyvozování závěrů je však nutno vzít v úvahu i místní podmínky, jejichž výsledkem může být hromadění unikajícího plynu v určitých místech. V případě zemního plynu, který je 0,6× lehčí než vzduch, je třeba počítat s tím, že se bude hromadit pod stropem. To platí zejména v případech nízké hodnoty výměny vzduchu.

Podle popisovaných skutečností uvedených ve spisovém materiálu, tj. únik plynu ze dvou plně otevřených plynových hořáků plynového sporáku MORA 1101, by dosáhla koncentrace plynu se vzduchem hodnoty 1,51 % objemových a s největší pravděpodobností by nedošlo k dosažení spodní meze výbušnosti zemního plynu, které jsou 4,4 % obj. ve směsi se vzduchem v celém objemu prostoru kuchyně ani v dalších prostorách bytu, tj. v čase do 60 minut v případě ideálních podmínek kontinuálního ředění.

Výpočet je zpracován pro únik plynu v kuchyni se zavřenými okny a dveřmi. V případě pootevřeného okna na mikroventilaci a dveří kuchyně by bylo dosaženo hodnot koncentrace v delším čase.

OTÁZKA č. 2
Zda vypočtená koncentrace mohla přivodit výbuch zemního plynu.

Vypočtená hodnota koncentrace uniklého plynu se vzduchem by za definovaných podmínek (únik plynu v objemu 0,286 m3/hod, po dobu 1 hodiny ve výše specifikovaném prostoru bytu) nemohla přivodit výbuch plynu.

Obecně je třeba konstatovat, že manipulace s plynovým zařízením, které má za následek únik plynu, jsou situacemi z hlediska možného nahromadění uniklého plynu a vytvoření výbušné směsi se vzduchem závislé na řadě podmínek:

  1. velikost úniku z poškozeného místa provozovaného plynového zařízení
  2. podmínky větrání prostoru
  3. velikost prostoru, kde dochází k uniku plynu
  4. přítomnost zdrojů iniciace (lednička, spínač světelného okruhu, el. spotřebiče, otevřený oheň, telefon, zvonek apod.)
  5. doba úniku plynu

Pokud by nebylo zajištěno větrání prostoru, lze podle naplnění ostatních podmínek podle bodů a) až e) očekávat v reálném čase větším než 3,23 hodiny naplnění podmínek pro výbuch plynu v prostoru s fatálními následky.

Výše škody by byla odvislá od konkrétního poškození objektu a byla by vyčíslena podle skutečnosti.

Z hlediska poškození zdraví a životů lze konstatovat, že v případech výbuchů plynů a následného požáru by došlo k vysokým ztrátám na životech a těžkým zraněním v důsledku výbuchu a následného požáru. Počet poškozených by byl úměrný době výbuchu podle počtu obsazení objektu osobami a dalších následků v důsledku možného účinku výbuchu a požáru na okolí.

Následky výbuchu v uvedených podmínkách by byly od statického poškození objektu až po jeho zhroucení. V minulosti došlo k některým výbuchům plynu v objektu s velmi tragickými následky, např. výbuch plynu v Brně, Tržní ulici, výbuch plynu v objektu Arbesovo nám., Praha 5.

V daném případě byl únik plynu včas zjištěn, takže nemohlo dojít k nahromadění výbušné směsi, která by mohla být iniciována jakýmkoliv zdrojem, neboť prostory objektu, jako jsou chodby, byty apod., umožňují v normálních podmínkách použití kromě výše uvedených zdrojů iniciace i otevřeného ohně.

OTÁZKA č. 3
Jaký vliv na koncentraci zemního plynu v prostředí měla hořící karma k ohřevu teplé vody a zda vůbec to mohlo ovlivnit koncentraci zemního plynu v prostředí.

Hořící karma v koupelně neměla vliv na velikost unikajícího plynu, při normálním provozu nemohla ovlivnit koncentraci zemního plynu v prostředí.

OTÁZKA č. 4
Jaká koncentrace plynu by musela být v bytě k vytvoření výbušného prostředí a po jakou dobu by trvalo vytvoření této koncentrace při zjištěných podmínkách na místě činu.

K vytvoření výbušného prostředí by bylo nutné dosáhnout tzv. meze výbušnosti zemního plynu se vzduchem, které jsou:

  • Dolní mez výbušnosti 4,4 % obj.
  • Horní mez výbušnosti 15,0 % obj.

Dolní meze výbušnosti při definovaných podmínkách v uvedeném bytě by bylo dosaženo za 3,23 hodin.

Fotodokumentace

Obr. 1 Celkový pohled na plynový sporák
Obr. 1 Celkový pohled na plynový sporák
Obr. 2 Detailní pohled na plynový sporák
Obr. 2 Detailní pohled na plynový sporák

Obr. 3 Pohled na malé okno v kuchyni
Obr. 3 Pohled na malé okno v kuchyni
Obr. 4 Celkový pohled na okno v kuchyni
Obr. 4 Celkový pohled na okno v kuchyni

Obr. 5 Pohled na větrací mřížku nad oknem
Obr. 5 Pohled na větrací mřížku nad oknem
Obr. 6 Pohled na stav uzavření okna
Obr. 6 Pohled na stav uzavření okna

Závěr

Uvedený případ prokázal, že dolní meze výbušnosti při definovaných podmínkách v uvedeném bytě by bylo dosaženo za 3,23 hodin.

English Synopsis
Results of the investigation of certain events on the gas and associated facilities – Part  2

Taking into account the experience and results of the investigation of certain events on the gas and associated facilities (fire, explosion, poisoning, fumes, prohibited manipulation, etc.) from the perspective of a forensic expert we have prepared material, which will be published on the continuation. Contents of this material is based on real cases. Material according to the extent of individual reported cases includes:

  • A brief description of the event
  • Principles of the investigation
  • The findings at the crime scene
  • Issues to be solved
  • Findings and conclusions on the issues
  • Measurements taken on the spot
  • Results of expertise
  • Conclusions

The purpose of the material is to highlight the potential risks when designing, installing, testing, inspecting, maintening and operating of gas and associated equipment and also to identify possible breaches of regulations and procedures in everyday practice.

Individual cases are accompanied by photographs, measurements and in some cases by used calculations.

The material will be regularly complemented by other practical cases.

 
 
Reklama