เทคโนโลยีอากาศที่มีออกซิเจนต่ำเพื่อป้องกันอัคคีภัยหรือที่รู้จักกันในชื่อระบบลดออกซิเจน ( ORS ) เป็น เทคนิค การป้องกันอัคคีภัยเชิงรุกที่อาศัยการลดความเข้มข้นของออกซิเจนในห้องที่ได้รับการป้องกันอย่างถาวร แตกต่างจากระบบดับเพลิง แบบดั้งเดิม ที่มักจะดับไฟหลังจากตรวจพบแล้วอากาศที่มีออกซิเจนต่ำสามารถป้องกันการเกิดอัคคีภัยได้

ในปริมาตรที่ได้รับการปกป้องด้วยอากาศที่มีออกซิเจนต่ำ บรรยากาศที่มีความดันปกติและมีออกซิเจนต่ำจะถูกรักษาไว้อย่างต่อเนื่อง: ออกซิเจนต่ำหมายความว่าความดันย่อยของออกซิเจนต่ำกว่าที่ระดับน้ำทะเล ความดันปกติหมายความว่าความดันบรรยากาศเท่ากับความดันบรรยากาศที่ระดับน้ำทะเล โดยปกติแล้ว 1/4 ถึง 1/2 ของออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศ (นั่นคือ 5 ถึง 10% ของอากาศ) จะถูกแทนที่ด้วยไนโตรเจน ในปริมาณที่เท่ากัน ส่งผลให้เกิดบรรยากาศที่มีออกซิเจนต่ำซึ่งมีออกซิเจนประมาณ 15% โดยปริมาตรและไนโตรเจน 85% โดยปริมาตร ในสภาพแวดล้อมที่มีความดันปกติและมีออกซิเจนต่ำ วัสดุทั่วไปจะไม่สามารถติดไฟหรือลุกไหม้ได้เมื่อสัมผัสกับแหล่งกำเนิดประกายไฟขนาดเล็กเฉพาะจุด^{[ 1 ]}การลดระดับออกซิเจนลงเหลือ 15% ไม่ได้ทำให้เกิดสภาวะที่ไฟจะไม่เกิดขึ้นหรือดับลง อย่างไรก็ตาม มันช่วยลดโอกาสการเกิดไฟไหม้โดยการเพิ่มพลังงานที่จำเป็นในการจุดไฟ และยังมีข้อบ่งชี้ว่าเวลาในการจุดไฟจะเพิ่มขึ้นด้วย^{[ 2 ]}

อากาศที่มีปริมาณออกซิเจนต่ำจะถูกฉีดเข้าไปในปริมาตรที่ได้รับการป้องกันเพื่อลดความเข้มข้นของออกซิเจนจนกว่าจะถึงความเข้มข้นของออกซิเจนที่ต้องการ จากนั้นเนื่องจากการรั่วไหลของอากาศความเข้มข้นของออกซิเจนภายในปริมาตรที่ได้รับการป้องกันจะเพิ่มขึ้น เมื่อเกินเกณฑ์ที่กำหนด อากาศที่มีออกซิเจนต่ำจะถูกฉีดเข้าไปในปริมาตรที่ได้รับการป้องกันอีกครั้งจนกว่าจะถึงความเข้มข้นของออกซิเจนที่ต้องการเซ็นเซอร์วัดออกซิเจน ถูกติดตั้งในปริมาตรที่ได้รับการป้องกันเพื่อตรวจสอบความเข้มข้นของออกซิเจนอย่างต่อเนื่อง

ระดับออกซิเจนที่แน่นอนที่จะคงไว้ในปริมาตรที่ได้รับการป้องกันจะถูกกำหนดหลังจากการประเมินวัสดุ การกำหนดค่า และอันตรายอย่างรอบคอบ^{[ 3 ]}ตารางแสดงรายการเกณฑ์ออกซิเจนที่จำกัดการจุดติดไฟสำหรับวัสดุบางชนิด หรืออีกทางหนึ่ง เกณฑ์ที่จำกัดการจุดติดไฟจะถูกกำหนดโดยการทำการทดสอบการจุดติดไฟที่เหมาะสมตามที่อธิบายไว้ในข้อกำหนดระบบป้องกันอัคคีภัยในอากาศที่มีออกซิเจนต่ำ BSI PAS 95:2011 ^{[ 4 ]}

เครื่องตรวจจับควันจะถูกติดตั้งในพื้นที่ที่ได้รับการป้องกัน เนื่องจากเช่นเดียวกับระบบดับเพลิงด้วยแก๊ส อากาศที่มีออกซิเจนต่ำจะไม่สามารถป้องกันกระบวนการ เผาไหม้แบบค่อยเป็นค่อยไปและการสลายตัวด้วยความร้อน ได้

เครื่องกำเนิดอากาศที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำ หรือที่รู้จักกันในชื่อหน่วยแยกอากาศ สามารถสร้างอากาศที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำได้ 3 ประเภท ได้แก่แบบใช้เมมเบรน แบบใช้PSAและแบบใช้ VSAโดยทั่วไปแล้ว เครื่องกำเนิดอากาศที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำแบบ VSA จะใช้พลังงานน้อยกว่าเครื่องกำเนิดแบบ PSA และแบบใช้เมมเบรน เครื่องกำเนิดอากาศที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำสามารถติดตั้งภายในหรือภายนอกห้องที่ได้รับการป้องกันได้ ระบบอากาศที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำสามารถบูรณาการเข้ากับระบบการจัดการอาคาร และสามารถรวมระบบเพื่อนำความร้อนที่เกิดจากเครื่องกำเนิดอากาศที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งหากไม่นำมาใช้ก็จะสูญเปล่า^{[ 5 ]}

อากาศที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำจะถูกส่งไปยังบริเวณที่ได้รับการปกป้องผ่านท่อเฉพาะ หรืออาจใช้ระบบระบายอากาศ ที่มีอยู่แล้วก็ได้ ในกรณีหลังนี้ ไม่จำเป็นต้องใช้ท่อหรือท่อส่งอากาศเฉพาะ

ข้อดีของการป้องกันอัคคีภัยแทนการดับไฟ ทำให้การใช้อากาศที่มีออกซิเจนต่ำเหมาะสมสำหรับงานที่หากเกิดไฟไหม้จะก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรง แตกต่างจากระบบดับเพลิงแบบดั้งเดิม ไม่จำเป็นต้องใช้ท่อหรือหัวฉีดเฉพาะ

อากาศที่มีออกซิเจนต่ำเพื่อป้องกันอัคคีภัยนั้นใช้ในงานต่างๆ ดังนี้:

• ศูนย์ข้อมูล / สิ่งอำนวยความสะดวกด้านไอซีที
• การเก็บรักษาสิ่งของมีค่าสูง
• หอจดหมายเหตุ
• ตู้แช่แข็งและห้องเย็น
• คลังสินค้าขนาดใหญ่
• โรงงานผลิตกระดาษ
• การประยุกต์ใช้มรดก
• โทรคมนาคม
• สถานีไฟฟ้าย่อย
• สาธารณูปโภค
• การจัดเก็บเอกสาร
• คลังสินค้าสูง

การลดการเสื่อมสภาพของโบราณวัตถุและการเน่าเสียของอาหารเป็นข้อดีสำหรับการใช้งาน เช่น คลังเก็บอาหาร สถานที่จัดเก็บ และหอจดหมายเหตุ

ระบบป้องกันอัคคีภัยด้วยอากาศที่มีออกซิเจนต่ำสามารถนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่นนอกเหนือจากการป้องกันอัคคีภัยได้ เช่น:

• การฝึกในที่สูง
• สุขภาพ
• การอนุรักษ์โบราณวัตถุและสิ่งของต่างๆ จากการเสื่อมสภาพหรือการเกิดออกซิเดชัน
• การถนอมอาหารไม่ให้เน่าเสียซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าบรรจุภัณฑ์แบบควบคุมบรรยากาศ (Modified Atmosphere Packaging )

การผสมผสานการป้องกันอัคคีภัย สภาพอากาศภายในอาคาร และการลดการเน่าเสียของสิ่งของ/อาหาร ถือเป็นแนวทางใหม่สำหรับระบบความปลอดภัยจากอัคคีภัย

ระบบป้องกันอัคคีภัยที่ส่งผลให้ปริมาณออกซิเจนน้อยกว่า 19.5% ไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้งานในพื้นที่ที่มีผู้คนอาศัยอยู่ เว้นแต่จะจัดหาเครื่องช่วยหายใจเสริมให้กับพนักงานตามข้อบังคับของรัฐบาลกลาง (OSHA) ในสหรัฐอเมริกา^{[ 6 ]}

อย่างไรก็ตาม บางคนถือว่าอากาศที่มีออกซิเจนต่ำนั้นปลอดภัยต่อการหายใจสำหรับคนส่วนใหญ่^{[ 7 ]}มีการศึกษาทางการแพทย์เกี่ยวกับเรื่องนี้ ข้อสรุปของ Angerer และ Novak คือ "สภาพแวดล้อมการทำงานที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำอย่างน้อย 13% และความดันบรรยากาศปกติ ไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพ ตราบใดที่มีการปฏิบัติตามข้อควรระวัง ซึ่งรวมถึงการตรวจสุขภาพและการจำกัดเวลาการสัมผัส" ^{[ 8 ]} Küpper และคณะกล่าวว่าความเข้มข้นของออกซิเจนระหว่าง 17.0 ถึง 14.8% ไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อคนที่มีสุขภาพดีจากภาวะขาดออกซิเจน นอกจากนี้ยังไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อผู้ที่เป็นโรคเรื้อรังที่มีความรุนแรงปานกลาง ความสามารถในการทำงานหนักจะลดลงเมื่อความเข้มข้นลดลง และระยะเวลาที่สามารถออกแรงได้อย่างต่อเนื่องจะต่ำมากต่ำกว่าระดับเหล่านี้ ต่ำกว่าประมาณ 17% อาจจำเป็นต้องหยุดพักนอกสภาพแวดล้อมหากต้องอยู่ภายในนานกว่า 6 ชั่วโมง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีการออกแรงทางกายภาพ^{[ 9 ]}

โดยทั่วไปแล้ว ห้องโดยสารเครื่องบินที่มีระบบปรับความดันจะรักษาความดันไว้ที่ 75 กิโลปาสคาล ซึ่งเป็นความดันที่พบได้ที่ระดับความสูง 2,500 เมตร (8,200 ฟุต) ส่งผลให้ความดันย่อยของออกซิเจนอยู่ที่ประมาณ 16 กิโลปาสคาล ซึ่งเท่ากับความเข้มข้นของออกซิเจน 15% ในอากาศที่มีออกซิเจนต่ำที่ระดับความดันน้ำทะเล อย่างไรก็ตาม ผู้โดยสารจะนั่งอยู่กับที่ และลูกเรือสามารถเข้าถึงออกซิเจนเสริมได้ทันที

เมื่อประเมินอันตรายจากการขาดออกซิเจน อากาศที่มีออกซิเจนต่ำควรถือว่าเป็นอากาศสะอาด ไม่ใช่อากาศปนเปื้อน

ภาพประกอบแสดงข้อมูลเกี่ยวกับการเข้าถึงพื้นที่คุ้มครอง เช่น บรรยากาศที่มีออกซิเจนต่ำ:

• AI, Arbeitsinspektorat;
• SUVA, Schweizerische Unfallversicherungsanstalt;
• DGUV, Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung;
• UIAA คณะกรรมการการแพทย์ของ Union Internationale Des Associations D'Alpinisme

• หน่วยระบบป้องกันอัคคีภัยลดออกซิเจนUL 67377 ^{[ 10 ]}
• BSI PAS 95:2011 - ระบบป้องกันอัคคีภัยในอากาศที่มีออกซิเจนต่ำ ข้อกำหนด^{[ 4 ]}
• VdS 3527en:2007 - ระบบการทำให้เป็นหมันและการลดออกซิเจน การวางแผนและการติดตั้ง^{[ 11 ]}
• มาตรฐานออสเตรียระหว่างประเทศ
  • มาตรฐาน ÖNORM F 3073: การวางแผน การออกแบบทางวิศวกรรม การประกอบ การทดสอบระบบ และการบำรุงรักษาของระบบลดออกซิเจน
  • ÖNORM F 3007: ระบบลดออกซิเจน
  • ÖNORM F 3008: ระบบลดปริมาณออกซิเจน - หน่วยควบคุม CIE UNIT
• TRVB S 155: ข้อกำหนดด้านวิศวกรรม การติดตั้ง และการใช้งานสำหรับระบบลดออกซิเจนโดยใช้ไนโตรเจนในอาคารจากมุมมองของเทคโนโลยีป้องกันอัคคีภัย
• EN 16750:2017 ระบบดับเพลิงแบบติดตั้งถาวร — ระบบลดปริมาณออกซิเจน — การออกแบบ การติดตั้ง การวางแผน และการบำรุงรักษา
• ISO 20338:2019 ระบบลดปริมาณออกซิเจนเพื่อป้องกันอัคคีภัย — การออกแบบ การติดตั้ง การวางแผน และการบำรุงรักษา

เกณฑ์การรับรองหน่วยงานตรวจสอบได้รับการกำหนดตามมาตรฐาน ISO/IEC 17010 สำหรับการตรวจสอบโดยบุคคลที่สามเกี่ยวกับความสอดคล้องของระบบป้องกันอัคคีภัยอากาศที่มีออกซิเจนต่ำกับ BSI PAS 95:2011 และ VdS 3527en:2007 ^{[ 12 ]}

• ระบบเฉื่อย