INLEIDING Flashover en Backdraft zijn verschillende gebeurtenissen die op diverse manieren kunnen voorkomen. Talrijke ongelukken en doden bij brand door een flashover hebben aangetoond hoe groot de gevaren zijn voor brandweermensen bij de binnenbrandbestrijding. Om u zo goed mogelijk voor te bereiden op deze mogelijke gevaren heeft FireFlash deze training ontwikkeld.
FLASHOVER TRAINING
De volgende onderdelen worden hierbij behandeld: 1. 2. 3. 4.
Brandgassen en het fenomeen Flashover/Backdraft. Vershillende soorten Backdrafts. Techniek en tactiek van de brandbestrijding. Veiligheidsmaatregelen.
Natuurlijk is buiten een gedegen theoretische kennis ook de praktijktraining van groot belang. De mobile trainingsunit van FireFlash heeft de mogelijkheid brandweermensen realistisch te trainen en hierdoor de theorie direct in de praktijk om te zetten.
Het verschil tussen Flashover en Backdraft Alhoewel deze twee volstrekt verschillende verschijnselen ieder specifieke kenmerkende eigenschappen kennen, blijkt het in de praktijk vaak moeilijk een onderscheid te kunnen maken. Globaal kunnen we stellen dat een Flashover ontstaat door een voortdurende opbouw van de temperatuur terwijl een Backdraft onstaat door de toevoeging van zuurstof. Echter in de praktijk blijkt dat het in beide gevallen handelt om de zogenaamde “rookgasverbranding” c.q. “rookgasexplosie”. Het uitendelijke doel van deze training is dat door de toepassing van de nieuwste blustechnieken, praktijkgerichte training en de theortische kennis samen, een basis wordt gelegd om in de praktijk succesvol en veilig te kunnen optreden bij binnenbrandbestrijding.
FLASHOVER TRAINING
1. BRANDGASSEN EN HET FENOMEEN FLASHOVER / BACKDRAFT
Om het ontstaan van een Flashover/Backdraft goed te kunnen begrijpen, is het noodzakelijk om enkele chemische en fysische verschijnselen die zich bij de verbranding voordoen, uit te leggen. Voorwaarden voor het ontstaan van een Flashover/Backdraft in een ruimte zijn: • een hoge temperatuur • voldoende brandbare rookgassen en/of ontledingsgassen • voldoende zuurstof. Een brand ontstaat in de meeste gevallen doordat gemakkelijk ontbrandbare materialen door een kleine warmtebron (ontstekingsbron) tot ontbranding komen. Voor de ontwikkeling van een brand is er verschil tussen: • brand in een open ruimte • brand in een optisch gesloten ruimte. Bij een brand komen niet alleeen verbrandingsprodukten vrij, maar ook gassen en deeltjes ten gevolge van ontleding van materiaal door de warmte. Deze gassen en deeltjes zijn de ontledingsprodukten. De rook die zich in een ruimte vormt, is een mengsel van brandgas met de aanwezige lucht. De onverbrande gassen en deeltjes in de rook kunnen onder bepaalde omstandigheden tot ontbranding komen en een Flashover c.q. Backdraft veroorzaken. De reactie van ontledingsprodukten met zuurstof (de verbranding) is een proces waarbij veel energie vrijkomt. Deze vrijkomende energie verhoogt de temperatuur van de nog vrijkomende rookgassen. Het grootste deel van de energie komt vrij als stralingswarmte. In een min of meer afgesloten ruimte kan de temperatuur snel oplopen door: • de stralingswarmte van het vuur • hete rookgassen • de reflectie van deze warmte door plafond, wanden en vloer.
Een klein brandje in bijvoorbeeld een stoel zorgt ervoor dat er een grote hoeveelheid brandgassen geproduceerd wordt. Zowel de vlammen als de hete brandgassen produceren zoveel stralingswarmte dat steeds meer brandstof bij de brand betrokken raakt. O < 1%
N > 0% C, CO, CO
HCN, NH, CH HCI, HF NO, SO
Brandklasse A vaste stof
ro
ly s
e
pr o
du c
te
n
Brandklasse C gassen
Py
Pyrolyse producten
FLASHOVER TRAINING
vaste stofdeeltjes
Brandklasse B vloeibaar
Bij een voldoende grote stralingswarmte of een hoge temperatuur zal al het brandbaar materiaal in de ruimte gaan uitgassen. Dit proces wordt ook wel pyroliseren genoemd. Deze brandbare rookgassen stijgen op. Als er voldoende brandgassen zijn gevormd en de stralingstemperatuur hoog genoeg is, dan staat opeens de gehele ruimte in brand. Deze plotselinge en snelle uitbreiding van de brand noemen we Flashover. De intensiteit van een Flashover/Backdraft is o.a. afhankelijk van de de volgende factoren: • De concentratie van het brandgas in de lucht • De samenstelling en energiewaarde van het brandgas • De toevoer en afvoer van lucht in de ruimte Wie in zo’n situatie in staat is om naar boven te kijken, zal zien dat de vlammen door de gaslaag schieten. Andere brandbare materialen zullen zichtbaar rook en brandbare gassen afgeven. De Flashover/Backdraft treedt alleen op als de concentratie aan gas in lucht binnen bepaalde grenzen ligt, m.a.w. een bepaalde mengverhouding heeft. De concentratie gas dient zich te bevinden tussen de onderste explosiegrens (OEG) en de bovenste explosiegrens (BEG).
De explosiegrenzen liggen niet vast omdat ze afhankelijk zijn van temperatuur en de heersende druk, echter, hoe idealer het mengsel, hoe explosiever de Flashover. Het ontstaan van de Flashover begint bij de onderste explosiegrens (OEG), m.a.w. het mengsel wordt steeds rijker door de pyrolyse, waardoor een steeds heftigere verbranding optreedt. Bij een Backdraft is het mengsel van rookgassen ruim boven het explosiegebied (BEG) aanwezig, waardoor bij opmenging met lucht, en bij het bereiken van de BEG, een “explosie” kan optreden.
FLASHOVER TRAINING
EXPLOSIEGRENZEN IN NORMALE LUCHTSAMENSTELLING OEG
BEG
Min O2
Aardgas
5%
16 %
12 %
Waterstof
5%
75 %
5%
Propaan
1.7 %
9.5 %
11.5 %
Koolmonoxide
11 %
75 %
5.5 %
De volgende signalen wijzen op het ontstaan van een Flashover:
• niet bij de brand betrokken materialen beginnen uit te gassen • er ontstaat thermische straling bij het plafond Dit is te herkennen aan een snelle verhoging van de temperatuur en aan de hete gassen die onder het plafond hangen. • er zijn vlammentongen (z.g. dansende engelen) zichtbaar in de rooklaag.
Nog eens samengevat. 1. De warmte in een afgesloten ruimte hoopt zich op tegen het plafond. Daar ontstaat een gloeiend hete gaslaag waarvan de temperatuur snel oploopt. 2. Door de hittestraling uit deze gaslaag komen er brandbare gassen uit allerlei andere brandbare voorwerpen in de ruimte vrij (uitgassen). Deze gassen stijgen op en verbranden, waardoor er nog meer warmte en nog meer uitgassing plaatsvindt.
FLASHOVER TRAINING
3. Uiteindelijk is de straling vanaf het plafond zo groot dat alles spontaan gaat branden: een Flashover treedt op. Een Flashover kan razendsnel optreden na het begin van een brand. Door de snelle verandering van omstandigheden kan het zo zijn dat een brandweerploeg van het ene op het andere moment omringd wordt door vuur, en mogelijk ingesloten raakt. Het meevoeren van een straal is dan ook uitermate belangrijk, omdat dit de enige reddingsmogelijkheid in zo’n situatie is.
2. VERSCHILLENDE SOORTEN BACKDRAFTS Bij Backdraft treedt er een explosieve verbranding op van brandbare gassen. Die gassen zijn nog niet verbrand omdat er vrijwel geen zuurstof meer in de ruimte aanwezig is. De aanwezige temperatuur is wel hoog genoeg waardoor een Backdraft optreedt op het moment dat er plotseling zuurstof de ruimte binnenkomt, bijvoorbeeld door het openen van een deur.
FLASHOVER TRAINING
Een Backdraft kan zich op de volgende manier ontwikkelen. • In een ruimte zijn brandbare gassen, die door gebrek aan zuurstof niet meer ontvlammen. De temperatuur van die gassen is nog wel hoog, maar er is geen brand meer in de ruimte. • Als de deur wordt geopend komen de hete en brandbare gassen in aanraking met de zuurstof en ontbranden ze plotseling: Backdraft. Het verschijnsel Backdraft treedt op in een later stadium van de brand. In de praktijk zijn er diverse scenario’s denkbaar waarbij een Backdraft kan optreden. • Scenario 1: Hete backdraft. • Scenario 2: Vertraagde backdraft. • Scenario 3: Backdraft in een andere ruimte.
Hete Backdraft
FLASHOVER TRAINING
De ontsteking bij een hete Backdraft wordt veroorzaakt door de hete gassen zelf. Dat kan alleen als de temperatuur van de gassen in de ruimte boven de 600 - 650°C, ofwel de zelfontbrandingstemperatuur ligt, maar er geen zuurstof meer aanwezig is. Er hoeft geen andere ontstekingsbron aanwezig te zijn.
Als de deur van zo’n ruimte geopend wordt, slaan er steekvlammen naar buiten. De steekvlammen groeien door (naar binnen). Al snel volgt er een explosie en een volledig ontwikkelde brand. Dit kan razendsnel gaan. Het maken van de opening is dus de inleiding van de Backdraft. Soms kunt u de deur nog op tijd dichtdoen. De steekvlammen doven dan vanzelf.
Vertraagde Backdraft Als de verbrandingsgassen niet heet genoeg zijn om zelf te ontsteken, kan de brandhaard de ontstekingsbron zijn. Hiervoor is het nodig dat er voldoende zuurstof bij de smeulende brandhaard komt, waardoor deze weer zal oplaaien.
FLASHOVER TRAINING
Het komt regelmatig voor dat een brand in een goed afgesloten ruimte door gebrek aan zuurstof gaat smeulen. De temperatuur blijft dan nog wel hoog en er zijn brandbare gassen aanwezig. Als u een deur van deze ruimte opent, stroomt er lucht (en dus zuurstof) in de ruimte. De zuurstof vermengt zich met de brandbare gassen en er ontstaat een explosief mengsel. Het explosieve mengsel ontsteekt door de smeulbrand.
Dit gebeurt met een enorme snelheid en kan gepaard gaan met het geluid van een sneltrein in een tunnel of het geluid van rollende donder. De tijd tussen het maken van de opening en de backdraft is normaal enkele seconden, maar kan ook iets langer zijn. De opening kan ontstaan door het doorbranden van de scheidingswanden (branddoorslag), het openen van een deur en door het breken van een ruit. Bij het toepassen van ventilatie is het ontstaan van Backdraft dan ook één van de gevaren.
Backdraft in een andere ruimte Backdraft kan ook optreden als brandbare rookgassen zich op enige afstand mengen met zuurstof. Doordat hete verbrandingsgassen zich verspreiden, kunnen ze zich in een kleine min of meer afgesloten ruimte ophopen. Als er geen ontstekingsbron is, gebeurt er niets. Maar als er dan een ontstekingsbron (bijvoorbeeld een vonk van een elektrische schakelaar) bij het rook/zuurstofmengsel wordt gebracht, ontstaat er een heftige reactie (= Backdraft). U moet hierbij ook denken aan tussenruimten van een constructie of de ruimte boven een (verlaagd) plafond.
Voorwaarden Een Backdraft kan optreden als aan de volgende voorwaarden is voldaan. • Er moeten brandbare (rookgassen) aanwezig zijn. • Er moet lucht worden toegevoerd. • Er moet voldoende ontstekingsenergie aanwezig zijn.
Signalen Hieronder ziet u een aantal signalen die kunnen wijzen op het ontstaan van een backdraft. Gedurende lange tijd een brand in een afgesloten ruimte. Dikke zwarte kolkende rook. Dikke gele golvende rookwolken. Blauwe vlammen. Rook die aan de bovenzijde van bijvoorbeeld een deur uit de ruimte komt en aan de onderzijde lucht aanzuigt. • Fluitend geluid uit de richting van het vuur. • Rook die terug in de ruimte wordt gezogen.
FLASHOVER TRAINING
• • • • •
10
Voorkomen van Backdraft Er is geen standaardoplossing om het optreden van backdraft geheel te voorkomen. In het volgende hoofdstuk wordt een aantal methoden van brandbestrijding besproken. Deze methoden kunnen het risico wel verminderen maar niet geheel uitsluiten. Als bevelvoerder heeft u geen standaardoplossing om het risico van Backdraft of Flashover volledig uit te sluiten. Wel kunt u het risico verkleinen.
FLASHOVER TRAINING
De methodes om het risico te verkleinen zijn gebaseerd op: • afkoeling • ventilatie De hoofdoorzaak van een Flashover is de straling van hete vlammen en gassen boven in de ruimte waar de brandweerlieden zich bevinden. Het koelen van het gebied waarin de hete gassen en vlammen zich bevinden, is een logische oplossing. Ook het gevaar van een Backdraft kan bestreden worden door de hete gassen te koelen. Dit heeft de volgende effecten: • vlamvermindering • minder stralingshitte • de rook wordt als het ware naar boven getild of gedreven.
De beste koeltechniek De beste methode om een koeleffect te bereiken is om een 60 graden sproei- of nevelstraal toe te passen in een hoek van ongeveer 45 graden ten opzichte van de vloer. U doet dit op een pulserende wijze: steeds een korte stoot in de rooklagen boven het hoofd, terwijl u goed kijkt wat het effect is. Als u te weinig water gebruikt, is het koelend effect niet groot genoeg. Als u te veel water gebruikt, ontstaat er te veel stoom, wat zeer hinderlijk is. Bij een normale brand in een kantoor kan men er van uitgaan dat men ongeveer 0.5 liter/min per m3 nodig heeft. De formule die men kan toepassen v.w.b. de benodigde hoeveelheid water is vrij eenvoudig te berekenen: Ltr/min = Volume van het compartiment in kubieke meter : 2 Om de sproei- en neveltechnieken goed te laten slagen, heeft u enige ervaring en vakbekwaamheid nodig. Tijdens de praktijktraining zult u leren om in te schatten hoeveel water u nodig heeft en de techniek van het “pulseren” beoefenen.
11
Gevaar van stoom De gevaren van te veel stoom zijn: • een verminderd zicht • snelle temperatuurstijging.
Vervolgactie Als het onmiddellijke gevaar voor een Flashover of een Backdraft voorbij is, zijn er twee mogelijkheden:
FLASHOVER TRAINING
• indien mogelijk (doorgaan met) ventileren • doorgaan met koelen totdat het vuur is geblust.
12
3. TECHNIEK EN TACTIEK VAN DE BRANDBESTRIJDING Een brand in een ruimte zal in veel gevallen een combinatie van de hierna genoemde technieken noodzakelijk maken. Let op! Soms is het voor de brandbestrijding nodig om een opening te maken in de ruimte. Dit kan juist een Backdraft tot gevolg hebben. Het maken van een opening moet uitsluitend gebeuren op aanwijzing van de bevelvoerder!
FLASHOVER TRAINING
De volgende koeltechnieken zijn te onderscheiden. • Direct koelen van de hete gassen. • Indirect koelen in de ruimte. • Indirect koelen van buitenaf. • Koelen van aangrenzende ruimten. • Afblussen vuurhaard(en).
DIRECT KOELEN VAN DE HETE GASSEN Het doel is om het brandende gas zodanig af te koelen, zodat ontwijkende gassen in de omgeving niet meer ontstoken kunnen worden. Dit wordt bereikt door het gas - zo vaak als nodig - te injecteren met kleine hoeveelheden water. Hierdoor wordt de warmte aan het gas onttrokken en het water omgezet in stoom. Hiervoor zijn slechts kleine hoeveelheden water nodig. Als het bijvoorbeeld een kamerbrand betreft, moet u de (sproei)-straal in korte zwiepende bewegingen langs het plafond bewegen. Hierna sluit u de straalpijp en observeert wat het effect is. Het is meestal voldoende om de straalpijp slechts één seconde geopend te houden (1 liter water geeft ongeveer 1600 liter stoom). Als het een kleine ruimte betreft (gang, hal, enzovoort), kan het wellicht voldoende zijn om alleen stootsgewijs water te geven. Hierdoor wordt voorkomen dat er te veel water in de ruimte komt.
o
45
13
Als deze techniek juist gebruikt wordt, betekent dit dat er voldoende zicht blijft en weinig stoom geproduceerd wordt. Het is belangrijk om te realiseren dat deze methode de condities waaronder een Flashover of Backdraft kan ontstaan doet afnemen, maar niet uitsluit. De situatie wordt beheerst. Totdat de vuurhaard/ontstekingsbron gevonden en geblust is en de ruimte geventileerd is, zou een herhaling van het koelend effect op het gas noodzakelijk kunnen zijn. De straalpijpvoerder moet hier alert op zijn.
FLASHOVER TRAINING
INDIRECT KOELEN IN DE RUIMTE Door het bewust besproeien van de wanden en plafonds in een ruimte, ontstaat er zoveel stoom dat de binding van zuurstof met brandbaar gas vermindert. Ook wordt de temperatuur van de diverse brandbare materialen verlaagd, waardoor het uittreden van brandbare stoffen verminderd wordt. Een nadeel van deze tactiek is echter dat het zicht tot ‘nul’ gereduceerd wordt. De condities voor de brandbestrijders verslechteren en de kans op een snelle ontdekking van eventuele slachtoffers wordt minder.
INDIRECT KOELEN VAN BUITENAF Indirect koelen werkt ook uitstekend wanneer er door te veel hitte niet binnengetreden kan worden. U forceert de deur, maakt snelle bewegingen met een sproeistraal in de ruimte (hierdoor worden het plafond en de bovenzijde van de wanden bevochtigd). Hierna sluit u snel de deur en wacht enkele seconden. Op dat moment zal het water worden omgezet in stoom door de hoge temperatuur in de ruimte. Dit zou herhaald kunnen worden totdat de omstandigheden zodanig zijn dat binnengetreden kan worden. Let op! Het gevaar bestaat dat door het maken van de opening juist een Backdraft kan worden ingeleid. Het correct openen van een deur bij brand is absolute noodzaak en kan van levensbelang zijn!
KOELEN VAN AANGRENZENDE RUIMTEN In sommige gevallen kan het noodzakelijk zijn om sproei- of nevelstralen in te zetten in de aangrenzende ruimten. Als de aangrenzende ruimten reeds vol met hete rookgassen staan, is het risico op een Flashover of Backdraft immers ook in deze ruimten aanwezig. Een Backdraft die in de brandende ruimte zelf ontstaat, zal zich voortplanten in de aangrenzende ruimten. Voordat u een opening maakt in een ruimte kan het dus noodzakelijk zijn om eerst de aangrenzende ruimten te koelen. U moet natuurlijk een afweging maken tussen het voorkomen van een eventuele Flashover of Backdraft en de waterschade, die onstaat door het toepassen van deze tactiek.
14
AFBLUSSEN VUURHAARDEN Als u de genoemde technieken toegepast hebt en de brandende gassen geblust zijn, zullen de condities zich stabiliseren. Hierna rest nog het blussen van de vuurhaard/ ontstekingsbron. Deze moet geblust worden door het object te ‘verdrinken’ in water en niet door er hard op te spuiten, anders is de kans groot dat het brandende materiaal opspat met het risico op ontsteking van eventuele brandbare gassen.
NATUURLIJKE VENTILATIE
FLASHOVER TRAINING
Bij natuurlijke ventilatie maakt u twee openingen: • eerst een opening zo hoog mogelijk in het pand aan de benedenwindse zijde van het object • vervolgens een opening zo laag mogelijk in het pand aan de bovenwindse zijde.
Bij natuurlijke ventilatie zal de lucht en rook naar boven getrokken worden. Hierdoor verbetert het zicht. De hitte vermindert doordat de hete lucht zich naar boven verplaatst en er frisse lucht van buitenaf wordt toegevoerd. De onverbrande gassen verbranden alsnog of ze worden afgevoerd.
15
FLASHOVER TRAINING
GEFORCEERDE VENTILATIE
Geforceerde ventilatie is mogelijk met behulp van: • mechanische ventilatoren (Positive Pressure Ventilation) • een sproeistraal. Door de sproeistraal onder een hoek van 45 graden of minder benedenwinds uit het raam te spuiten, wordt de rook aangezogen en afgevoerd.
Toepassen van ventilatie Ventilatie wordt op twee manieren ingezet: • om de rook te verdrijven nadat de brand geblust is. • om de brand te bestrijden en het risico van Flashover en Backdraft tegen te gaan. Bij het toepassen van ventilatie als brandbestrijding zal een blusploeg aanwezig moeten zijn bij het binnentreden van het pand. Ook moet er een blusploeg aanwezig zijn bij het maken van de hoge opening.
Gevaren van ventilatie De gevaren die kunnen ontstaan bij een onjuiste ventilatiemethode zijn groot. Door het maken van een opening kan een Backdraft immers worden ingeleid.
16
4. VEILIGHEIDSMAATREGELEN Flashover en Backdraft kunnen zeer gevaarlijk zijn voor brandweerlieden die zich in een object bevinden waar brand woedt. De volgende algemene veiligheidsmaatregelen zijn daarom zeer belangrijk.
Algemeen
FLASHOVER TRAINING
• Wees zeer alert op de signalen die leiden tot een Flashover of Backdraft. • Blijf zo veel mogelijk buiten. • Draag goede beschermende kleding.
Binnentreden Als eenmaal de beslissing is genomen om een deur van het compartiment te gaan openen waar een brand woedt met zuurstoftekort, is er nog maar weinig wat u kunt doen om een Backdraft te vermijden. • • • • • • • •
De beste maatregel is ventileren voor u naar binnen gaat. Waarborg een veilige terugtocht. Ga alleen de ruimte binnen als dat echt noodzakelijk is. Koelen van gassen buiten de ruimte. Controleer deuren op signalen van hitte. Blijf bij het openen laag en naast de deur. Blijf altijd laag bij binnentreden. Bescherming door middel van een straal.
Ventileer (op aanwijzing van de bevelvoerder) Bij ventileren gelden de volgende aandachtspunten. • Ventileer van buitenaf. • Ventileer en koel ook de niet brandende ruimten.
Koelen Bij koelen gelden de volgende aandachtspunten. • Houd de deur dicht terwijl u een straal gereedmaakt. Blijf laag en naast de deur. • Open de deur zo min mogelijk en op de juiste manier. Koel met een sproei- of nevelstraal de hete lucht en rookgassen. • Gebruik een sproei- of nevelstraal om de gassen te koelen. • Koel de ruimte zo veel mogelijk, maar houd rekening met stoomvorming.
17
FireFlash Odensestraat 4 7559 JM Hengelo Tel: +31(0)6 - 1090 4839 Fax.: +31(0)74 - 278 2346 e-Mail:
[email protected] Website: www.fireflash.nl
