Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Výsledky šetření některých událostí na plynových zařízeních – 17. část

Poškození plynovodu při zemních pracích

Pokračujeme ve zveřejňování příspěvků založených na zkušenostech a výsledcích šetření skutečných událostí na plynových a souvisejících zařízeních (požáry, výbuchy, otravy spalinami, zakázané manipulace apod.) z pohledu soudního znalce. Tento a další příspěvky navazují na předchozí seriál. Základním cílem seriálu je upozornit na to, že na počátku vyšetřovaných případů stojí nedbalost, neznalost, nedodržení předepsaných postupů a podcenění nebezpečí.

POŠKOZENÍ PLYNOVODU PŘI ZEMNÍCH PRACÍCH

1. Stručný popis události

Dne 17. 5. 2016 v době kolem 10:35 hodin došlo před rodinným domem k poškození plynovodu uloženého v zemi. Řidič bagru při ovládání zemního stroje poškodil z nedbalosti při provádění výkopových prací na vodovodním potrubí plynovou přípojku zemního plynu tak, že lžicí zemního stroje zcela odtrhl část potrubí od hlavního středotlakého plynovodu a způsobil masivní únik zemního plynu do okolního prostředí. Tím mohl způsobit škodlivý účinek a vydat tak lidi v nebezpečí smrti nebo těžké újmy na zdraví nebo cizí majetek v nebezpečí škody velkého rozsahu, a to v důsledku porušení důležité povinnosti vyplývající z jeho zaměstnání.

2. Otázky k řešení problematiky a zjištěné závěry


OTÁZKA č. 1
Vyjádřete se k vlastnostem zemního plynu zejména s ohledem na jeho hořlavost, výbušnost a jedovatost a čím bylo ohroženo okolí místa, kde došlo k události

Okolí poškozeného přívodu plynu bylo ohroženo únikem zemního plynu z distribučního plynovodu.

Zemní plyn je za normálních podmínek, tj. při běžné teplotě a tlaku, při němž je dopravován potrubím, v plynném stavu. Je hořlavý, bez barvy, pokud není odorizován je bez zápachu a bez chuti. Má zanedbatelné toxické vlastnosti. Vdechování vyšších koncentrací může způsobit pocit tlaku v čele a očích, ale tyto pocity mizí po návratu na čerstvý vzduch.

Nejnepříznivější vlastností zemního plynu je jeho výbušnost. Ve směsi se vzduchem je výbušný od 4,4 % (dolní mez výbušnosti) do 15 % (horní mez výbušnosti). Naštěstí je dolní hranice poměrně vysoká, takže s ohledem na odorizaci plynu je unikající plyn cítit mnohem dříve, než dojde k vytvoření výbušné koncentrace.

V důsledku úniku zemního plynu bylo okolí ohroženo výbuchem a požárem. K výbuchu by došlo v případě iniciace směsi zemního plynu se vzduchem, jejíž koncentrace by se pohybovala v mezích 4,4 % obj. až 15 % obj. zemního plynu ve vzduchu. Skutečně vzniklá koncentrace je velice proměnná od místa úniku plynu až do širokého okolí. V případech, kdy koncentrace nedosáhne spodní meze výbušnosti, tj. 4,4 % obj., nedojde k požáru ani k výbuchu plynu. Při koncentraci nad horní mezí výbušnosti, tj. nad 15 % obj. zemního plynu ve vzduchu, dochází k požáru.

Rozhodujícím pro vytvoření rizikové situace je tedy hodnota koncentrace ve směsi zemního plynu se vzduchem a druh a místo iniciace, ke které může dojít mnoha způsoby. Například v důsledku mechanické jiskry, otevřeným ohněm, iniciací z projíždějících vozidel, statickou elektřinou, používáním telefonů, kouřením, svícením apod.

OTÁZKA č. 2
Jakým způsobem se šíří zemní plyn po úniku z odkrytého poškozeného podzemního středotlakého potrubí (zda se koncentruje ve výkopu, šíří se volně do okolí apod.)

Hodnocení je provedeno podle ČSN EN 60079-10-1 ed. 2: květen 2016, kterou se nahrazuje s účinností od 13.10.2018 ČSN EN 60079-10-1 z prosince 2009, která do uvedeného data platí souběžně s touto normou.

Tvary nebezpečných prostorů


Legenda
SR Zdroj úniku
r - Hlavní definovaný rozsah nebezpečného prostoru zohledňující odhad nebezpečné vzdálenosti
r‘, r“ - Vedlejší definovaný rozsah nebezpečného prostoru zohledňující chování úniku
h - Vzdálenost mezi zdrojem úniku a povrchu země nebo povrchu pod únikem

Rychlost úniku

Rychlost úniku závisí na dalších parametrech, především na:

  1. povaze a typu úniku - tento parametr se vztahuje k fyzikálním vlastnostem zdroje úniku, například otevřený povrch, netěsná část potrubí apod.
  2. rychlosti unikající látky - pro daný zdroj úniku se rychlost úniku zvyšuje s tlakem unikající látky. Pro podzvukové úniky plynu je rychlost úniku závislá na procesním tlaku. Rozměr mraku hořlavých plynů nebo par je určen rychlostí úniku hořlavých par a rychlostí rozptylování. Plyny a páry proudící z netěsnosti vysokou rychlostí budou strhávat vzduch a mohou se samy rozřeďovat. Rozsah výbušné plynné atmosféry může být téměř nezávislý na proudění vzduchu. Je-li rychlost unikající látky nízká nebo je její rychlost snížena nárazem na pevnou přepážku, je látka unášena větrem a její rozřeďování a rozsah závisí na rychlosti proudění vzduchu.
  3. koncentrace - hmotnost unikající hořlavé látky se zvyšuje s koncentrací hořlavých par nebo plynů v unikající směsi.

Geometrický tvar úniku plynu ve volném prostoru

Schéma geometrického tvaru úniku plynu ve volném prostoru
Schéma geometrického tvaru úniku plynu ve volném prostoru

Odhad rozsahu zóny

Rozsah nebezpečných zón nebo oblastí, kde mohou vznikat hořlavé plyny, závisí na rychlosti úniku a několika dalších faktorech, jako jsou vlastnosti plynu a geometrie úniku a geometrie okolního prostoru. Následující obrázek může být použit jako návod pro stanovení rozsahu nebezpečných zón pro různé formy úniku. Mohou být rovněž použity jiné formy výpočtu nebo hodnoceni na základě spolehlivých zdrojů, například počítačová simulace dynamika tekutin (CFD).

Odpovídající čára má být vybrána na základě typu úniku, jako je:

  1. únik v paprsku s vysokou rychlostí bez překážek;
  2. difuzní únik v paprsku s nízkou rychlostí nebo paprsek, který ztratil svou hybnost v důsledku geometrie úniku nebo nárazem na sousedící povrchy;
  3. těžké plyny nebo páry, které se šíří po horizontálních površích (například po zemi).

ZÁVĚR

Unikající zemní plyn se po úniku z odkrytého poškozeného podzemního středotlakého potrubí bude šířit podle polohy přerušeného konce trubky. Obecně nebude mít tendenci se hromadit ve výkopu neboť je lehčí než vzduchu a bude mít tedy tendenci se rozptylovat ve směru úniku vertikálně vzhůru, a to v přímé závislosti na směru případného větru (proudění vzduchu).

Ke koncentraci ve výkopu by došlo pouze v případě, kdy konec trubky s únikem plynu by směřoval dolů do výkopu, do jeho slepé části odkud by se dále rozptyloval a šířil vzhůru do okolí.

OTÁZKA č. 3
Může dojít, s ohledem na množství uniklého zemního plynu, které je uvedeno ve vyčíslení společnosti RWE, na volném otevřeném prostoru, případně v okolních uzavřených rodinných domech, k takové jeho koncentraci, aby byli v případě jeho nadýchání ohroženi přítomní lidé na životě a zdraví a v jaké vzdálenosti od místa úniku

V dokumentaci není uveden konkrétní objem uniklého plynu, ani bližší podmínky směru úniku plynu, konkrétní podmínky okolního prostředí apod.

Vzniklá koncentrace by byla schopná vyvolat újmu na zdraví pouze v případě, kdyby koncentrace kyslíku ve vdechovaném vzduchu klesla pod cca 19,5 % objemových. K tomu by však došlo pouze v blízkosti místa úniku plynu, např. někoho, kdo by se pokoušel v těsné blízkosti odstranit únik plynu, kromě speciálně školených odborných pracovníků z řad hasičů a plynárenské pohotovostní služby.

Zemní plyn je hořlavý plyn, jehož velkým nebezpečím je kromě hořlavosti i dusivost, nedýchatelnost.

Kyslík je jediný plyn, který umožňuje život. Běžná koncentrace kyslíku ve vzduchu, který dýcháme, je přibližně 21 % obj. (dolní mez 19,5%, horní mez 23,5%). Pokud koncentrace kyslíku klesne jenom mírně pod tuto normu, snižuje se koncentrace, myšlení a rozhodování člověka. Tyto účinky nejsou na postižené osobě zpočátku znatelné. Pokud se koncentrace kyslíku ve vzduchu sníží nebo pokud se koncentrace jakýchkoliv jiných plynů zvýší, dojde rychle k situaci, kdy hrozí velké nebezpečí zadušením. Z tohoto důvodu, při každém možném snížení koncentrace kyslíku pod 21 % je třeba zvýšené pozornosti.


Bez přítomnosti kyslíku způsobí pouze 1-2 nádechy nedýchatelného plynu náhlou ztrátu vědomí až s následkem smrti.

Byla provedena měření, např. ve vzdálenosti 6 m od místa úniku plynu byla naměřena koncentrace v hodnotě 40 % dolní meze výbušnosti zemního plynu, což odpovídá koncentraci 1,76 % obj. zemního plynu ve směsi se vzduchem, a tomu odpovídá koncentrace kyslíku v daném místě 19,24 % obj. Z uvedeného vyplývá, že rizikovou vzdáleností je hodnota již pod 6 m. Tato vzdálenost bude samozřejmě závislá na době úniku, síly a směru proudění větru, geometrii místa okolí apod.).

OTÁZKA č. 4
Mohlo dojít v daném případě k takové koncentraci plynu ve vzduchu, aby došlo k jeho vzplanutí (výbuchu)

Při úniku plynu z přerušeného potrubí se vždy bude v místech, kde dochází k šíření a postupnému mísení se vzduchem vytvářet přechodová vrstva, kde bude koncentrace plynu se vzduchem v mezích výbušnosti tj. 4,4 % obj. až 15 % obj. Nezbytnou podmínkou pro výbuch této směsi je přítomnost iniciačního zdroje. Příklady zdrojů jsem uvedl v odpovědi na otázku č. 1.

V daném případě k výbuchu a požáru nedošlo, z čehož plyne, že nezapůsobil žádný iniciační zdroj.

OTÁZKA č. 5
Jakým způsobem a v jaké vzdálenosti od místa poškození plynovodu by pak ještě mohlo dojít k vyvolání takového stavu (vzplanutí, výbuch) na volném prostranství a v okolních uzavřených rodinných domech

V uvedeném případě platí obecně zásady uvedené v odpovědi na otázku č. 4. Zcela zásadním je zabránění působení iniciačních zdrojů, které jsou prakticky v daných podmínkách k dispozici. K zabránění nesporně došlo, neboť výbuch nenastal.

Nebezpečná vzdálenost od místa výbuchu je závislá na celé řadě podmínek, tj. zejména množství unikajícího plynu a jeho přetlak, tvar ústí přerušené trubky, směr vyústění, překážky a členitost terénu apod.

Vyvolání podmínek v místě úniku bude záviset, kromě již zmíněných iniciačních zdrojů, na směru a intenzitě proudění vzduchu, druhu počasí (suché nebo deštivé počasí apod.).

U okolních objektů je největším reálným nebezpečím možnost vniknutí plynu do jejich prostor, kde následnou iniciací hrozí bezprostřední riziko výbuchu. Pokud bylo u okolních objektů v průběhu řešení situace zabezpečeno jejich uzavření včetně odstavení zdroje energie, byly učiněny základní bezpečnostní opatření pro eliminaci rizik výbuchu plynu.

OTÁZKA č. 6
Do jaké vzdálenosti od místa poškození plynovodu by pak v případě vzplanutí nebo výbuchu byly ohroženy životy a zdraví lidí přítomných v okolí na volném prostranství, případně v okolních domech

Tlaková vlna při výbuchu zemního plynu se šíří v kuloplochách z ohniska výbuchu. Tlaková vlna je rychle se šířící vlna zhuštěného vzduchu v atmosféře charakterizovaná postupnou změnou tlaku, hustoty a teploty na jejím čele.

V případě, že přejde výbuch do detonace, pak dochází k šíření tzv. rázových vln. U rázových vln je nárůst tlaku v podstatě okamžitý. Charakter rázové vlny je takový, že se přetlak skokově zvýší až do své maximální hodnoty a pak poměrně rychle poklesne pod hodnotu tlaku atmosférického.

Když čelo rázové vlny narazí na terénní překážku, dojde k jejímu částečnému odrazu. Čímž vzniká relativně malá odrazová vlna. Původní rázová vlna se šíří přes danou překážku dál a tuto překážku buď strukturálně naruší, nebo „obteče". V obou případech ovšem ztrácí část své energie. Při zvažování odrazu rázové vlny jsou rozlišovány dva limitní případy. Je-li směr vlny kolmý k povrchu překážky, je tlak působící na překážku maximální (a dochází k normálnímu odraznému zatížení), ale když je směr šíření vlny rovnoběžný s povrchem překážky (resp. s orientací jeho strany o největším rozměru), nenastane žádné výraznější zvýšení tlaku (dochází k postrannímu zatížení). Objekty vystavené jedním či druhým případem zatížení se však specificky deformují. Způsob, kterým se tyto deformace projeví, stejně tak i jejich hodnoty, záleží nejenom na zatížení, ale také na materiálových nebo konstrukčních vlastnostech překážky. Při zasažení rázovou vlnou mohou být některé konstrukce také rozvibrovány, přičemž frekvence vzniklého kmitání hraje z hlediska odolnosti staveb důležitou roli (Sadhra a Rampal., 1999).

Charakter zranění lidí působením tlakové vlny:

Obvykle se určují tři kategorie poranění lidí výbuchem, a to v závislosti na mechanismu, který poranění působí. První kategorie je primární poškození, způsobené přímými účinky tlakové a rázové vlny, kdy dochází k četným smrtelným zraněním vlivem krvácení do plic. Je-li vnější tlak na hrudník větší než vnitřní tlak v těle, hrudník se vmáčkne dovnitř, což vede k pohmožděninám vnitřních orgánů, případně i vnitřnímu krvácení. Nejčastějším bezprostředním zraněním vlivem účinku tlakové vlny je protržení ušního bubínku. Ušní bubínek je poškozen následkem přetlaku, protože charakteristická perioda vibrace orgánů ucha je malá v porovnání s dobou trvání tlakové vlny.

Druhou kategorií je sekundární poškození, způsobené rozletem fragmentů od epicentra výbuchu. Při určování účinků letících úlomků na lidské tělo se rozlišuje mezi úlomky, které způsobují řezné rány a úlomky, které řezné rány nezpůsobují. Zranění, která mohou vzniknout řeznými úlomky, jsou tržné rány a průstřely. Řezné úlomky jsou často lehké (o hmotnosti 10 gramů nebo i méně), a velmi často jsou tvořeny skleněnými střepy nebo jinými ostrými úlomky. Fragmenty, které nezpůsobují řezné rány, jsou většinou velké předměty, které však způsobují zasaženým lidem vnitřní poranění. Není možné teoreticky předpovědět pravděpodobnost ani závažnost poškození zdraví vlivem rozletu fragmentů (Sadhra a Rampal, 1999).

Lidé uvnitř hroutících se budov jsou vystaveni účinkům dopadu velmi těžkých částí konstrukce budovy. Počet lidí, kteří přežijí tyto mimořádné události, je pravděpodobně dán náhodným vytvořením kleneb a prostor, vytvořených z trosek budovy, kde lidé mohou přežít. Tam, kde se použije model ekvivalentu TNT, je k dispozici vztah mezi pravděpodobným počtem přeživších osob a vypočítaným přetlakem. Tylo vztahy lze použít na budovy s běžnou stavební konstrukcí, jako jsou obytné domy nebo administrativní či obchodní budovy.

Třetí kategorií poranění lidí následkem výbuchu je kolize člověka s překážkou vlivem sražení či odhození člověka tlakovou vlnou. Může to nastávat jak během pozitivní fáze tak i negativní fáze rázové vlny. Nejvýraznější účinky terciárních následků nastávají tehdy, je-li člověk v okamžiku exploze ve vzpřímené poloze.

TNT ekvivalent

Pro vyjádření reálných účinků tlakové vlny a pro jejich snadnější interpretaci se často používá takzvaný ekvivalent TNT. Jak už název sám napovídá, jedná se o množství TNT (trinitrotoluenu), které svým výbuchem vyvolá vzdušnou tlakovou vlnu stejných parametrů jako zkoušená výbušnina, a která způsobí stejné destrukční účinky. Tento model lze použít pro oblaky plynu, par nebo oblaky prachu v mezích výbušnosti, či kondenzovanou (pevnou) výbušninu (pro posouzení účinků exploze nekondenzované fáze má význam pouze pro srovnání dosahu tlakové vlny).

TNT ekvivalent lze zjistit z experimentálně zjištěných parametrů výbuchových vln, anebo jej lze vypočítat z hodnot výbuchových tepel podle rovnice:

W = η.Q.EC/ETNT

kde

W je ekvivalent hmotnosti TNT (kg),
Q je množství vybuchlého plynu (kg),
Ec je spalné teplo plynu (kJ.kg-1),
η je účinnost výbuchu (stupeň konverze),
ETNT je spalné teplo TNT (kJ.kg-1).

Z ekvivalentu hmotnosti nálože TNT je možné odhadnout charakteristiky tlakové vlny podle maximálního přetlaku na jejím čele v jakékoli vzdálenosti od epicentra výbuchu a tedy i určit (odhadnout) odpovídající škody. Zkušenosti ale ukazují, že toto srovnání nelze použít mechanicky. Experimentálně naměřené hodnoty TNT ekvivalentu pro exploze oblaku par (VCE) jsou mnohem nižší, než byla jejich teoreticky předpovězená horní mez. U většiny explozí oblaku par při závažných haváriích tak ekvivalent TNT dosahuje pouze hodnot od 1 % do 10 % (v závislosti na spalném teple a celkovém množství uniklé hořlavé látky).

Ukazuje se, že zřejmě jen relativně malá část celkové dosažitelné spalné energie se skutečně účastní na vzniku tlakové vlny. Ačkoli se v odborné literatuře připouští, že při průmyslových haváriích, při kterých došlo k explozi oblaku par, byly příležitostně pozorovány i mnohem vyšší škody, měření jednoznačně potvrdila, že většina explozí oblaku par hořlavých uhlovodíků v podobě tlakové vlny vyvinula energii pouze mezi 1 až 3 % spalné energie. Proto byl přijat obecný konsensus, že v případě události typu VCE se uvažuje o ekvivalentu TNT ve výši 3 % teoretické hodnoty.

Při hodnocení praktických příkladů doporučuji postupovat podle (Zásady s nebezpečím výbuchu plynů v objektech, Michal Kratochvíl, Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, 2007), kdy se bezpečná vzdálenost, v níž již není působení vzdušné tlakové vlny nebezpečné pro člověka, počítá podle vzorce:

rbc = 5.Q1/2 [m]

kde

rbc je poloměr bezpečné vzdálenosti [m]
Q je nálož tritolu [kg], výbuch 1 kg tritolu odpovídá výbuchu 7 m3 zemního plynu

Následkem výbuchu může dojít k:

  1. narušení či totální destrukci stavebních konstrukcí,
  2. mechanickému poškození nebo destrukci zařízení (technická, technologická) v objektu nebo nosných konstrukcí těchto zařízení,
  3. úniku kapalin a plynů s nebezpečnými látkami z technologického zařízení do okolí (např. nádrže, produktovody),
  4. usmrcení a/nebo poraněni osob, včetně zasahujících hasičů (např. ztráta vědomí, poškozeni sluchu, mechanické zraněni),
  5. vzniku paniky a ztráty orientace osob nacházejících se v okolí dosahu účinků výbuchu,
  6. zasazení nebo poškození nástupních ploch, zásahových a únikových cest,
  7. poškozeni požární techniky, požárně bezpečnostních zařízeni, věcných prostředků požární ochrany,
  8. vzniku, rozšíření nebo i naopak uhašení požáru,
  9. uvolnění toxických látek nebo zplodin hoření jako produktů výbuchového děje, intoxikace biologického systému, technického systému a prostředí,
  10. následnému vzniku požáru.

Vyjádřeni následků tlakové vlny podle přetlaku na jejím čele.


V praxi ověřené bezpečné vzdálenosti od místa poškození plynovodu uvádím u odpovědi na otázku č. 7.

Obecně však 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 plynovodu
  2. podmínky větrání prostoru
  3. velikost prostoru, kde dochází k uniku plynu
  4. přítomnost zdrojů iniciace (spínač světelného okruhu, el. spotřebiče, otevřený oheň, statická elektřina, mechanické jiskry, telefon, zvonek apod.)
  5. doba úniku plynu

Pokud by se plyn v důsledku úniku mohl nahromadit v přilehlých prostorech a nebylo zajištěno větrání prostoru, lze podle naplnění ostatních podmínek podle bodů a) až e) očekávat v reálném čase naplnění podmínek pro výbuch plynu v prostoru s fatálními následky. Výbuch v uvedených podmínkách by měl za následek 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 a odstraněn, takže nemohlo dojít k nahromadění výbušné směsi, která by mohla být iniciována jakýmkoliv zdrojem, neboť venkovní i vnitřní prostory objektu umožňují v normálních podmínkách použití kromě výše uvedených zdrojů iniciace i otevřeného ohně.

OTÁZKA č. 7
Došlo by k poškození okolních budov (vozidel), do jaké vzdálenosti a v jakém rozsahu (pouze vnější poškození např. rozbitá okna nebo i narušení statiky budov apod.)

Odhad odezvy konstrukce ze stop po výbuchu je vlastní inverzní operace vůči posuzování konstrukce na určitý přetlak výbuchu podle nejrůznějších kritérií. Orientační údaje jsou uvedeny v následující tabulce, která podrobněji specifikuje porušení konstrukcí zejména při nižších přetlacích dopadající rázové vlny na stavební konstrukci.

Odhad porušeni stavebních konstrukcí a jejich konstrukčních částí v závislosti na přetlaku v dopadající rázové vlně [Odezva stavebních konstrukcí při zatížení výbuchem a jejich ochrana, ČVUT Praha – 2008]:


Účinky vzdušné rázové vlny výbuchu plynu


Účinek tlakové vlny velmi rychle klesá se vzdáleností od výbuchu, přesné řečeno klesá se třetí mocninou vzdálenosti. Účinek exploze 1 m3 zemního plynu (1 kg propan-butanu) ve vzdálenosti 10 metrů je tedy stejný jako účinek 1 000 m3 zemního plynu (1 000 kg propan-butanu) ve vzdálenosti 100 metrů. Dalším průvodním jevem výbuchů jsou letící trosky, jejichž efekt je na rozdíl od účinku tlakové vlny náhodný. Dosah letících fragmentů je obvykle řádové desítky metrů a i u explozí velkých rozsahů většina fragmentů nedoletí obvykle dále než 100 až 300 metrů. Tepelný efekt výbuchů bývá s výjimkou požáru BLEVE omezen na nejbližší okolí epicentra výbuchu.

Zranění lidí způsobená vzdušnými rázovými vlnami pocházejí buď z přímého účinku rázové vlny, nebo nepřímo, nárazem těla na překážku nebo zásahem letícího úlomku (střepina, část stavební konstrukce atp.). Mezi sekundární následky je nutno započítat i zranění způsobená zřícením staveb. Poranění nebo smrt úlomkem je mnohem častější než přímé působení vzdušné rázové vlny. Pravděpodobnost smrtelného zranění přímým působením vzdušné rázové vlny v závislosti na jejím přetlaku je uvedena v následující tabulce.

Vyhodnoceni ohrožení lidí přímým působením vzdušné rázové vlny


Účinky přetlaku v čele rázové vlny na člověka


Dosah tlakové vlny z ekvivalentu TNT


Nebezpečná zóna

Jedná se o prostor s vysokým ohrožením účinky mimořádné události. Nebezpečnou zónou se vymezuje odstup od místa vyskytujícího se nebezpečí výbuchu. Vymezeni zóny se řídi druhem nebezpečí nebo unikající látky, hrozící výbuchem.

Doporučené vzdálenosti od místa předpokládaného výbuchu (hranice nebezpečné zóny):

  • páry hořlavých kapalin 50 m.
  • plyny 50 m.
  • prachy 50 m.
  • třaskaviny, objemově rozsáhlá oblaka par 100 a více metrů

Nasazení sil a prostředků složek IZS musí respektovat povětrnostní podmínky, zejména měnící se směr a rychlost větru.

K úniku plynu podkritickou rychlostí (difuzní výtok) dochází při vnitřním přetlaku plynu v zařízení menším než cca 100 kPa. Po úniku plynu vzniká oblak směsi plynu se vzduchem, který se šíří ve směru vanutí větru. Při ne- inverzním počasí jde oblak zemního plynu do mírného vznosu. Zahoření oblaku (FLASH FIRE) má krátkodobý účinek ve formě sálavého tepla a možnosti přímého kontaktu s plamenem v prostoru oblaku. Exploze oblaku UVCE je při úniku zemního plynu podkritickou rychlostí v otevřeném prostoru nepravděpodobná. Při dlouhodobější dotaci difúzního výtoku se po iniciaci vytvoří laminární plamen s relativně nízkým tepelným tokem ve srovnání s JET FIRE.

Výbuch plynu a hrozící nebezpečí

tlaková vlna: má obrovskou sílu, dokáže odhodit člověka a okolní předměty
narušení statiky budovy: nebezpečí pro hasiče při likvidaci
požár: objeví se po výbuchu
jedovaté plyny: po výbuchu dochází k hromadění jedovatých plynů v prostorách
prevence: jedinou možnou prevencí je pravidelná kontrola a monitoring prostor pomocí instalovaných čidel, která zaznamenávají únik jedovatých plynů a jejich koncentraci

ÚČINKY VÝBUCHOVÉHO DĚJE

Účinky výbuchového děje lze v jejich projevech popsat jako:

  1. požár nebo šíření plamenného hoření po povrchu.
  2. tepelnou radiaci.
  3. tlakovou (rázovou) vlnu.
  4. rozptyl fragmentů a předmětů

Odhad následků havárie

V případě úniku plynu nebo zkapalněného plynu je určován v závislosti na podmínkách model šíření a vytváření oblaku (turbulentní a difúzní model). V rámci těchto modelů můžeme potom zjišťovat dosahy nebezpečných koncentrací plynu (toxické a dusivé koncentrace, koncentrace dolní meze výbušnosti, resp. hoření) a množství plynu, který je schopný hoření či výbuchu (mezi dolní a horní mezí výbušnosti). Na základě těchto údajů lze výpočtem určit dosahy účinků tepelného toku a přetlakové vlny dané velikosti na osoby a materiál. Podle konkrétního místa havárie pak lze na základě těchto údajů odhadnout maximální možné dopady na osoby, budovy, zařízení apod.

Typ výtoku plynu je určen poměrem tlaku v zařízení k tlaku atmosférickému. Je-li hodnota poměru tlaků rovna nebo větší než rkrit, potom se jedná o únik nadkritickou rychlostí (nazývaný též turbulentní, jet nebo nadzvukový). Je-li poměr tlaků menší než rkrit, potom se jedná o únik podkritickou rychlostí (nazývaný též podzvukový nebo difúzní).

 
 
Reklama