Polskiej Akademii Nauk w Olsztynie ul. Bydgoska 5A Olsztyn. Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności

Transkrypt

1 PROJEKT BUDOWLANY-WYKONAWCZY pn. BUDOWA INSTALACJI AZOTU I DWUTLENKU WĘGLA DO ZASILANIA LABORATORIÓW INSTYTUTU ROZRODU ZWIERZĄT I BADAŃ ŻYWNOŚCI PAN W OLSZTYNIE adres obiektu: inwestor: jednostka projektowa: Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności Polskiej Akademii Nauk w Olsztynie ul. Bydgoska 5A Olsztyn Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności Polskiej Akademii Nauk w Olsztynie ul. Tuwima Olsztyn PTEROLAB Błażej Plewik ul. Świerkowa 37 F projektant: współpraca: mgr inż. Aleksander Mazur mgr inż. Roch Plewik inż. Magdalena Dyluś Olsztyn, Czerwiec 2013 Strona 1

2 OŚWIADCZENIE Zgodnie z przepisami artykułu 20 ust.4 Ustawy z dnia 7 lipca 1994 roku - Prawo Budowlane - (Tekst jednolity: Dz. U. nr 207 z 2003r., poz z późniejszymi zmianami) oświadczam, że projekt wykonawczy dla Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności Polskiej Akademii Nauk w Olsztynie ul. Tuwima 10, Olsztyn w zakresie INSTALACJI AZOTU I DWUTLENKU WĘGLA DO ZASILANIA LABORATORIÓW INSTYTUTU ROZRODU ZWIERZĄT I BADAŃ ŻYWNOŚCI PAN W OLSZTYNIE został sporządzony zgodnie z obowiązującymi przepisami, normami oraz zasadami wiedzy technicznej i jest kompletny z punktu widzenia celu, któremu ma służyć. Projektant: mgr inż. Aleksander Mazur uprawnienia SLK/OKK/7131/4278/12 podpis Współpraca: mgr inż. Roch Plewik podpis inż. Magdalena Dyluś podpis Strona 2

3 Spis treści Spis treści PODSTAWA OPRACOWANIA PRZEDMIOT I ZAKRES OPRACOWANIA DANE WYJŚCIOWE GAZY LABORATORYJNE... 6 Klasy czystości gazów... 6 Czystość gazów wykorzystywanych w laboratorium... 6 Parametry gazów ROZWIĄZANIE PROJEKTOWE... 6 FUNKCJA I PRZEZNACZENIE CHARAKTERYSTYKA MEDIÓW STAN ISTNIEJĄCY CHARAKTERYSTYKA INSTALACJI GAZÓW LABORATORYJNYCH... 7 Panel rozprężania gazów... 9 Punkt poboru gazów MONITORING STANU NAPEŁNIENIA BUTLI MAGAZYNOWANIE ZBIORNIKÓW Z GAZAMI ZAGADNIENIA WARUNKÓW OCHRONY PPOŻ. I BHP DOSTAWA I OBSŁUGA ZEWNĘTRZNYCH STANOWISK GAZÓW WARUNKI TECHNICZNE WYKONANIA I ODBIORU (WTWiO) Postanowienia ogólne Materiały i półwyroby SPIS ZAŁĄCZNIKÓW Strona 3

4 1. PODSTAWA OPRACOWANIA Prawną podstawę opracowania stanowi umowa zawarta przez PteroLAB Błażej Plewik z siedzibą w Mikołowie z Instytutem Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności Polskiej Akademii Nauk w Olsztynie. Merytoryczne podłoże opracowania obejmują dokumenty i standardy będące istotą przyjętych w projekcie rozwiązań technicznych, a więc m.in. przytoczone poniżej, opisujące wymagania dla instalacji gazów: Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21. grudnia 2005 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla urządzeń ciśnieniowych i zespołów urządzeń ciśnieniowych (Dz.U. 263/2005 poz i 2200) wprowadzające przepisy Dyrektywy 97/23/WE; Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 23. grudnia 2003 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy produkcji i magazynowaniu gazów, napełnianiu zbiorników gazami oraz używaniu i magazynowaniu karbidu; Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12. kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 75/2002 poz.690 z późniejszymi zmianami); Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 czerwca 2003 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz.U. 121/2003 poz.1138); Rozporządzenie Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej z dn r. w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać pod względem fachowym i sanitarnym pomieszczenia i urządzenia zakładu opieki zdrowotnej (Dz. Ustaw Nr 74 z dn r.); Norma PN-EN 13348: 2008 Miedź i stopy miedzi. Rury miedziane okrągłe bez szwu do gazów medycznych lub próżni ; Norma PN-EN ISO :2007 rurociągi dla medycznych gazów sprężonych i próżni; Norma PN-EN ISO 13485:2005 Wyroby medyczne Systemy zarządzania Strona 4

5 jakością - Wymagania dla celów przepisów prawnych; Dyrektywa Rady Unii Europejskiej 93/42/ECC; Dz. U. z dnia 30. kwietnia 2004 roku nr 93 poz. 896 o wyrobach medycznych ; Karty katalogowe dostawców wyposażenia; Materiały własne projektującego. 2. PRZEDMIOT I ZAKRES OPRACOWANIA Przedmiotem niniejszego opracowania jest projekt wykonawczy instalacji gazów specjalnych w branży technologicznej obejmujący rozwiązanie problemu zasilania i rozprowadzania gazów na obszarze Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności Polskiej Akademii Nauk w Olsztynie, ul. Bydgoska 5A, Olsztyn. Zakres opracowania obejmuje zaprojektowanie źródeł gazów, dobór urządzeń umożliwiających eksploatację źródeł, zaprojektowanie instalacji rozprowadzającej oraz punktów odbioru gazów. 3. DANE WYJŚCIOWE Instalacje zaprojektowano w oparciu o następujące założenia określające lokalizacje i ilość punktów poboru dla mediów gazowych: Lp. Nr pomieszczenia 1. Pokój 13 Laboratorium 2. Pokój 17 Laboratorium 3. Pokój 18 Laboratorium Opis pomieszczenia Gaz Ilość punktów poboru N 2 1 CO 2 1 N 2 CO 2 N 2 CO p [barg] 0,1-3 0,1-3 0,1-3 0,1-3 0,1-3 0,1-3 Parametry Q [l/h] Strona 5

6 4. GAZY LABORATORYJNE Klasy czystości gazów Oznaczenie Czystość gazów Pozostałe zanieczyszczenia w ppm Pozostałe zanieczyszczenia w % % ppm 1% % 3000 ppm 0.3% % 1000 ppm 0.1% % 100 ppm 0.01% % 10 ppm 0.001% % 1 ppm % Cyfra przed kropką oznacza ilość dziewiątek w wartości procentowej, cyfra za kropką odpowiada wartości na ostatnim miejscu. Czystość gazów wykorzystywanych w laboratorium Azot ,0% Dwutlenek węgla ,0% Parametry gazów Temperatura mediów w instalacji: 20 ºC Ciśnienie gazów w instalacji: 10 bar 5. ROZWIĄZANIE PROJEKTOWE FUNKCJA I PRZEZNACZENIE Przedmiotowa instalacja będzie pełnić funkcję wspomagającą proces naukowo-dydaktyczny prowadzony w laboratoriach Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności Polskiej Akademii Nauk w Olsztynie. Przeznaczona jest do zasilania stanowisk badawczych, w szczególności urządzeń takich, jak inkubatory. Prowadzone w laboratorium procesy badawcze wymagają, aby urządzenia były zasilane gazami: azotem i dwutlenkiem węgla. Reduktory zamocowane na stacjach rozprężania stanowią pierwszy stopień redukcji i pozwalają zredukować ciśnienie w butli na ciśnienie panujące w instalacji. Stacje rozprężania zapewniają możliwość płukania przyłączy instalacji po wymianie butli w celu wyeliminowania zanieczyszczeń pochodzących z powietrza. Strona 6

7 Połączenie stacji rozprężania gazów z punktami odbioru zostanie wykonane za pomocą rur miedzianych. Ze względu na zachowanie maksymalnej czystości w pomieszczeniach instalację należy prowadzić w korytach kablowych zamkniętych. Punkty poboru gazów należy zamontować w pomieszczeniu laboratorium, w pobliżu zasilanych urządzeń laboratoryjnych, w miejscach łatwo dostępnych dla pracowników obsługujących aparaty. Reduktory zainstalowane na punktach poboru stanowią drugi stopień redukcji i pozwalają dokładnie wyregulować ciśnienie wyjściowe oraz przepływ w zależności od potrzeb w zakresie od 0,1 3 bar. 6. CHARAKTERYSTYKA MEDIÓW Własności gazów stosowanych w laboratorium są zawarte w załączonych przykładowych kartach charakterystyk dostarczanych przez dostawców gazów technicznych. 7. STAN ISTNIEJĄCY W chwili obecnej w laboratorium Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności Polskiej Akademii Nauk w Olsztynie gaz doprowadzany jest do urządzeń z butli usytuowanych w pomieszczeniach. 8. CHARAKTERYSTYKA INSTALACJI GAZÓW LABORATORYJNYCH Źródłami zasilania dwutlenku węgla do urządzeń laboratoryjnych będą butle połączone ze stacjami rozprężania za pomocą węża wysokociśnieniowego. Stacje rozprężania będą usytuowane w szafie przyległej do budynku. Wymaga się, by w szafie była możliwość zamontowania panelu rozprężania na dwie butle, oraz możliwość magazynowania czterech butli. Źródłami zasilania azotu do urządzeń laboratoryjnych będzie butla i zbiornik kriogeniczny połączone ze stacjami rozprężania za pomocą węża Strona 7

8 wysokociśnieniowego. Stacje rozprężania będą usytuowane w szafie przyległej do budynku. Wymaga się, by w szafie znajdował się zbiornik kriogeniczny z możliwością poboru fazy gazowej o ciśnieniu nie niższym niż 10 bar, była możliwość zamontowania panelu rozprężania na dwie butle oraz możliwość magazynowania dwóch butli. Instalację gazów należy wykonać z rur miedzianych okrągłych bez szwu, spełniających wymagania normy EN Do wyrobu takich rur stosuje się wyłącznie miedź beztlenową o zawartości miedzi minimum 99,90% wag. oraz o dopuszczalnej zawartości fosforu od 0,015 do 0,040% wag. Zgodnie z normą ten gatunek ma symbol SF-Cu. Ponadto dopuszczalna zawartość pozostałości środków ciągnących (oznaczana jako ilość pozostałego węgla) wynosi 0,2mg/dm 2. Powierzchnia wewnętrzna rur musi być lśniąca - a więc bez jakichkolwiek pokryć. Rury muszą być zabezpieczone na końcach zatyczkami z tworzywa sztucznego, aby zapobiec zabrudzeniom w czasie składowania i transportu. Instalację prowadzić w korytach zamkniętych PCV. Rurociągi oraz szafy należy uziemić. Rurociągi należy oznakować zgodnie z obowiązującymi przepisami. Instalacja dla dwutlenku węgla składać się będzie ze źródła gazu, jakie stanowią butle gazowe z zaworem odcinającym. Do użytku laboratorium stosowane będą butle o pojemności 50l lub 40l zgodnych z normą EN Kolejnym elementem wchodzącym w skład instalacji będzie panel przyłączeniowy półautomatyczny z reduktorem I stopnia służący do obniżania ciśnienia gazu wypływającego z butli do wymaganego w instalacji z zaworem nadmiarowym, armaturą odcinającą i podgrzewaczem gazu o mocy nie mniejszej niż 24W. Wymaga się, by panel dawał możliwość podłączenia dwóch butli jednocześnie i automatycznego przełączania na butlę pełną po opróżnieniu butli, z której dotychczas następował pobór gazu. Panel należy połączyć z zaworem butli wężem wysokociśnieniowym. Drugi stopień redukcji odbywa się w reduktorach niskiego ciśnienia na stanowiskach badawczych w laboratoriach. Instalacja dla azotu składać się będzie ze źródła gazu pierwotnego, jakie stanowi przenośny zbiornik na ciekły azot. W zbiorniku skroplony azot odparowuje wytwarzając ciśnienie robocze niezbędne do zasilania instalacji. Wymagane jest, by Strona 8

9 ciśnienie w zbiorniku wynosiło minimum 10bar. Butle gazowe z zaworem odcinającym o pojemności 50l lub 40l zgodnych z normą EN będą stanowiły rezerwowe źródło zasilania. Kolejnym elementem wchodzącym w skład instalacji będzie panel przyłączeniowy półautomatyczny z reduktorem I stopnia służący do obniżania ciśnienia gazu wypływającego ze zbiornika kriogenicznego/butli do wymaganego w instalacji z zaworem nadmiarowym i armaturą odcinającą. Wymaga się, by panel dawał możliwość podłączenia zbiornika kriogenicznego i butli jednocześnie oraz automatycznego przełączania na butlę pełną po opróżnieniu zbiornika kriogenicznego, z którego dotychczas następował pobór gazu. Panel należy połączyć z zaworem zbiornika kriogenicznego/butli wężem wysokociśnieniowym. Drugi stopień redukcji odbywać się będzie w reduktorach niskiego ciśnienia na stanowiskach badawczych w laboratoriach. W związku z powyższym dla instalacji doprowadzającej gazy do laboratorium należy zastosować: Panel rozprężania gazów Max. ciśnienie pracy na wejściu: bar Ciśnienie pracy na wyjściu: - 10 bar Przepływ nominalny dla azotu: - 10 Nm 3 /h Podgrzewacz gazu (opcja dla CO 2 ) - 24 W Szczelność układu: < 3 x 10-6 mbar.l/s (He) Zakres temperatur roboczych: -20 C do +50 C Automatyczne przełączanie stron zasilania następuje przy różnicy ciśnień 3 bar Punkt poboru gazów Max. ciśnienie pracy na wejściu: - 50 bar Regulacja ciśnienia na wyjściu: - od 0,1 do 3 bar Przepływ nominalny dla azotu: - 2,5 Nm 3 /h Szczelność układu: < 3 x 10-6 mbar.l/s (He) Zakres temperatur roboczych: -20 C do +50 C Strona 9

10 Sieci instalacji gazowych należy wykonać z rur miedzianych okrągłych bez szwu, spełniających wymagania normy EN Odcinki rur mają zostać połączone ze sobą za pomocą lutu twardego o zawartości srebra 45% w osłonie argonu lub złączek systemowych z pierścieniami zaciskowymi (np. SWAGELOK, DK-LOOK itp.). Ze względu na zachowanie maksymalnej czystości w pomieszczeniach instalację prowadzić w korytach kablowych zamkniętych. Za punktami poboru gazów przewiduje się sieć rozprowadzenia gazów do inkubatorów. 9. MONITORING STANU NAPEŁNIENIA BUTLI W instalacji wymaga się zastosowania monitoringu stanu napełnienia butli informującego osoby odpowiedzialne za instalacją o aktualnym stanie napełnienia zbiorników oraz, sygnałem świetlnym i dźwiękowym, o konieczności wymiany butli. Ze względu na konieczność stałego monitorowania poziomu gazu w zbiornikach nie dopuszcza się, by monitoring informował jedynie o konieczności wymiany butli 10. MAGAZYNOWANIE ZBIORNIKÓW Z GAZAMI Butle z gazami oraz zbiornik ciekłego azotu magazynowane będą na zewnątrz budynku w szafach wentylowanych przeznaczonych do przechowywania na zewnątrz. Wymagane jest, by była możliwość magazynowania czterech zapasowych butli z dwutlenkiem węgla oraz dwóch zapasowych butli z azotem. Gabaryty szafy muszą umożliwiać przechowywanie zbiornika ciekłego azotu oraz wszystkich butli. Ze względu na bardzo mały pobór dwutlenku węgla nie przewiduje się zastosowania szafy ogrzewanej. W przypadku zbyt niskiej wydajności butli dwutlenku węgla w okresie zimowym należy zastosować pokrowce grzejne na butlę. Rozwiązanie to jest korzystniejsze ze względów energetycznych niż ogrzewanie szafy. 11. ZAGADNIENIA WARUNKÓW OCHRONY PPOŻ. I BHP Wszelkie prace dotyczące montażu instalacji gazów technicznych powinny być Strona 10

11 wykonywane z zachowaniem przepisów BHP przez odpowiednio wykwalifikowanych pracowników. Oddziaływanie mediów roboczych oraz ich cechy charakterystyczne są uwzględnione w kartach charakterystyki dołączonych do niniejszego projektu. 4 ust. 2. Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 czerwca 2003 roku w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. nr 121 poz.1138) mówi, że właściciele, zarządcy lub użytkownicy budynków oraz placów składowych i wiat: 1) utrzymują urządzenia przeciwpożarowe i gaśnice w stanie pełnej sprawności technicznej i funkcjonalnej; 2) wyposażają obiekty, zgodnie z wymaganiami przepisów technicznobudowlanych, w przeciwpożarowe wyłączniki prądu; 3) umieszczają w widocznych miejscach instrukcje postępowania na wypadek pożaru wraz z wykazem telefonów alarmowych; 4) oznakowują znakami zgodnymi z Polskimi Normami dotyczącymi znaków bezpieczeństwa: a. drogi ewakuacyjne oraz pomieszczenia, w których w myśl przepisów techniczno-budowlanych wymagane są co najmniej 2 wyjścia ewakuacyjne, w sposób zapewniający dostarczenie informacji niezbędnych do ewakuacji; b. miejsc usytuowania urządzeń przeciwpożarowych i gaśnic; c. miejsca usytuowania elementów sterujących urządzeniami przeciwpożarowymi; d. miejsca usytuowania przeciwpożarowych wyłączników prądu, kurków głównych instalacji gazowej oraz materiałów niebezpiecznych pożarowo; e. pomieszczenia, w których występują materiały niebezpieczne pożarowo; f. drabiny ewakuacyjne, rękawy ratownicze, pojemniki z maskami ucieczkowymi, miejsca zbiórki do ewakuacji, miejsca lokalizacji kluczy do wyjść ewakuacyjnych; Strona 11

12 g. dźwigi dla ekip ratowniczych (przeciwpożarowych); h. przeciwpożarowe zbiorniki wodne. W myśl 4 ust. 3. Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 czerwca 2003 roku w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. nr 121 poz. 1138) wokół placów składowych, składowisk przy obiektach oraz obiektach tymczasowych o konstrukcji palnej powinien być zachowany pas ochronny o szerokości co najmniej 2 metrów i nawierzchni z materiałów niepalnych lub gruntowej oczyszczonej. Według 6 ust. 1. Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 czerwca 2003 roku w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. nr 121 poz. 1138) Inwestor powinien opracować instrukcje bezpieczeństwa pożarowego zawierające: warunki ochrony przeciwpożarowej, wynikające z przeznaczenia obiektu, sposobu użytkowania, prowadzonego procesu technologicznego i jego warunków technicznych, w tym zagrożenia wybuchem; sposób poddawania przeglądom technicznym i czynnościom konserwacyjnym stosowanych w obiekcie urządzeń przeciwpożarowych i gaśnic; sposoby postępowania na wypadek pożaru i innego zagrożenia; sposoby wykonywania prac niebezpiecznych pod względem pożarowym, jeżeli takie prace są przewidywane; sposoby praktycznego sprawdzania organizacji i warunków ewakuacji ludzi; sposoby zaznajamiania użytkowników obiektu z treścią przedmiotowej instrukcji oraz przepisami przeciwpożarowymi. Butle należy zabezpieczyć przed upadkiem, stosując bariery, przegrody i inne środki ochronne, a zawory butli zabezpieczyć kołpakami ( 9 ust. 6. Dz. U. nr 121 poz. 1138). Strona 12

13 12. DOSTAWA I OBSŁUGA ZEWNĘTRZNYCH STANOWISK GAZÓW Butle z gazami powinny być dostarczane oraz wymieniane przez wyspecjalizowany serwis. Przy obsłudze instalacji gazowych oraz wymianie butli powinno się zachować należytą ostrożność. Obsługa powinna: używać butli sprawnych, niezniszczonych z odpowiednim oznakowaniem oraz aktualnym badaniem technicznym i legalizacją, używać specjalnych narzędzi nieiskrzących przy instalacjach z gazami palnymi oraz w obszarze strefy zagrożenia wybuchem, używać specjalnego wózka do transportu butli zabezpieczającego przed upadkiem, posiadać odpowiednią wiedzę i kwalifikacje do prac związanych z gazami, uniemożliwić cofanie się gazu do butli, uniemożliwić przedostanie się wody do butli. Kategorycznie zabrania się: oliwienia i smarowania zaworów oraz części butli, używania butli nieoznakowanych, z uszkodzonymi lub odkształconymi zaworami, nadmiernie nagrzanych i zatłuszczonych, napełniania, podgrzewania, naprawiania we własnym zakresie, ustawiania bez zabezpieczenia pasem zaciskowym lub łańcuchem, otwierania zaworów przed przyłączeniem do instalacji gazów, zmieniania oznaczenia na butlach, używania siły do obsługi armatury. Zaleca się przeprowadzanie kontroli ciśnienia przynajmniej raz dziennie dla każdego rodzaju gazu. Wynik kontroli powinien być zapisany i przechowywany. Przy znanym poborze lub jego braku będzie możliwość wykrycia niekontrolowanego poboru gazu wynikłego z nieszczelności. Przed pierwszym napełnieniem instalacji gazów palnych należy z rurociągów usunąć powietrze przez przedmuchanie gazem obojętnym. Strona 13

14 13. WARUNKI TECHNICZNE WYKONANIA I ODBIORU (WTWiO) Postanowienia ogólne WTWiO obowiązują przy produkcji u wytwórcy oraz montażu na budowie rurociągów zaprojektowanych i wykonanych z rur miedzianych. Niniejsze Warunki obejmują następujące elementy rurociągów: przewody rurowe prostoliniowe, kolana i łuki, kształtki, śruby i nakrętki, uszczelki, armaturę, konstrukcje wsporcze. Rurociągi powinny być wykonywane i odbierane wg niniejszych WTWiO. Odstępstwa od dokumentacji oraz postanowień niniejszych WTWiO wymagają zgody projektanta. Materiały i półwyroby Materiały i półwyroby stosowane do wyrobu elementów rurociągów powinny być zgodne z wymaganiami odpowiednich norm przedmiotowych i materiałowych, standardów wyszczególnionych w dokumentacji technicznej i posiadać zaświadczenia jakości - świadectwo 3.1 wg PN-EN 10204:2006. Dopuszcza się w uzasadnionych przypadkach zmianę materiału elementów rurociągów na materiał o zbliżonym składzie chemicznym, lecz o równorzędnych lub wyższych własnościach wytrzymałościowych. Tolerancje i odchyłki średnic zewnętrznych i grubości ścianek elementów powinny odpowiadać odchyłkom dopuszczanym przez normy. Dotyczy to także owalizacji rur, której odchyłka nie powinna przekraczać wartości określonych w normach przedmiotowych dla przyjętej klasy rur. Wymiary elementów prefabrykowanych powinny być zgodne z rysunkami wykonawczymi. Strona 14

15 14. SPIS ZAŁĄCZNIKÓW Karta charakterystyki dwutlenku węgla, Karta charakterystyki azotu, Schemat technologiczny, Rzut instalacji. Strona 15