NATUURBRANDBESTRIJDING
99
100
NATUURBRANDBESTRIJDING
Onderzoek effectief bluswaterverbruik A.D. Lemaire & J. Bienefelt( Efectis NL) Deelprojectgroep “Effectief waterverbruik”:
J. Krol (VRU) C. Kok (VNOG), R. Roomer (VMWB) A. Kemkers (VRD) W. Janssen (Defensie) H. Koopman (VNOG) C. Verduijne (VNOG)
101
Effectief bluswaterverbruik
Inhoud Doel Aanpak Uitvoering Resultaten Conclusies Verder onderzoek
102
Effectief bluswaterverbruik
Doel - effectief blussen bij: Offensief werken: directe blussing Hoe opbrengen? (straal, nevel) Hoeveel water nodig?
Defensief werken: preventief sproeien
Hoeveel water nodig? Hoe opbrengen? (straal, nevel) Hoelang van te voren? (wind, zon) Waar ? (padbreedte) Hoe groot oppervlak?
103
Effectief bluswaterverbruik
Offensief of defensief?
104
Effectief bluswaterverbruik Mechanismen brandvoortplanting Wind Voortplantingssnelheid vlammen
Warmteproductie verbrandingszone
Warmtestraling en convectie vegetatie bodem
smeulzone
opwarmzone
105
Effectief bluswaterverbruik Aanpak – beperking branduitbreiding Warmteproductie: beperking door direct water opbrengen
Offensief
Warmteoverdracht van vlamfront naar aangrenzende vegetatie: beperking door water nevel/druppels
Warmte nodig om vegetatie tot ontsteking te brengen: verhoging benodigde warmte door nat maken vegetatie (ontstekingstijd) Defensief
106
Effectief bluswaterverbruik Brandzijde vs niet brandzijde Wind
vlammen
niet brandzijde
brandzijde verbrandingszone
vegetatie
pad
vegetatie
107
Effectief bluswaterverbruik Aanpak onderzoek Literatuuronderzoek (internet + intern): Rekenmodellen + blusproeven
Labproeven vuurbelasting vegetatie:
Offensief
Warmteproductie Î hoeveelheid bluswater
Labproeven opbrengen van water: Benodigde warmte voor ontsteking Î hoeveel water nodig om geen ontsteking te krijgen?
Praktijkproeven Verificatie resultaten literatuur + labproeven
Defensief
108
Effectief bluswaterverbruik Literatuur (buitenland) offensief werken Statistiek: onbruikbaar voor Nederland (additieven, ecologie, preventie, schaalgrootte) Normen/richtlijnen (additiven): Bestrijding vanaf de grond: kwalitatief bruikbaar (Franse aanpak op kleine schaal) Bestrijding vanuit de lucht afh. van vegetatie. Heide ~ 1 – 2 ltr/m2
Rekenmodellen: 1 recent model gevonden
109
Effectief bluswaterverbruik Voorbeeld benodigd bluswater (offensief): Gegeven: Heidebrand vuurfront: 1000 m x 25 m = 25.000 m2 Cougar waterlading = 2500 ltr
Hoeveel waterladingen nodig? Antwoord: Ga uit van 2 ltr/m2 Î 50.000 ltr nodig Dus: 20 Cougar ladingen nodig
Te optimistisch? (wind, mikken)
Bron: Min Def
110
Effectief bluswaterverbruik Methode bepaling bluswaterverbruik (offensief)
Watervolume per brandoppervlak [ltr/m2 ]
Vegetatiedichtheid [kg/m2]
X
Verbrandingswaarde vegetatie [MJ/kg]
= Energie efficiency factor (0,1 – 10)
X
Koelenergie water = 2,6 MJ/ltr
Heide rekenmodel: (1,7 x 20) / ( 0,3 x 2,6 ) = 43 ltr/m2 ??
111
Effectief bluswaterverbruik Literatuur defensief werken Geen directe info waterverbruik en meest effeciente wijze water opbrengen
Af te leiden informatie: Waterhoeveelheid afhankelijk van vegetatiesoort: 0,4 ltr/m2 tot 2,5 ltr/m2 (Heide ~ 1,6 ltr/m2 ) Na 10 min (onbewolkt) tot 20 min (bewolk) opnieuw sproeien ivm verdamping druppels (wind < 5 m/s) Meeste invloed van water op vegetatie, invloed vochtopname van vegetatie laag vanwege korte sproeiperiode
112
Effectief bluswaterverbruik Lab- en veldproeven: vegetatiesoorten
Tak- & Tophout (0,3 ~ 1 m)
Pijpestrootje (~ 1 m)
Struikheide (0,3 – 0,8 m) Duindoorn (~ 3 m)
113
Effectief bluswaterverbruik Labproeven: verbrandingswaarden Bepaal verloop van brandvermogen in SBI ruimte: Zuurstofdepletie + gewichtsafname Bepaal vochtgehalte vegetatie door weging sample voor en na droging 2 samples per vegetatiesoort
Verbrandingswaarde
Brandvermogen x brandduur
=
Gewicht droog vegetatie sample
114
Effectief bluswaterverbruik Conclusies verbrandingswaarden Rekenmodellen branduitbreiding (Behave plus): 19 – 21 MJ/kg houdt rekening met verbrandingseffciency
Metingen Pijpestrootje Struikheide Tak en tophout
: ~ 26 MJ/kg (30% hoger) : ~ 27 ~33 MJ/kg (30 - 60% hoger) : ~ 32 MJ/kg (60% hoger)
115
Effectief bluswaterverbruik Lab proeven: preventief sproeien Berekening warmteflux op vegetatie Meting ontstekingstijd bij repr. warmteflux met en zonder sproeien Î bepaling benodigde warmte voor ontsteking
116
Effectief bluswaterverbruik Berekening warmteflux op vegetatie 5 m/s wind 2,0 m pad
117
Effectief bluswaterverbruik template
118
Effectief bluswaterverbruik Testprocedure Per vegetatiesoort 4 samples = 4 proeven 1 proef droog, 3 proeven nat (1 herhaling)
Elke vegetatiesoort op zelfde manier besproeien met tuinslang (broes) (~1 mm) Waterhoeveelheid bepalen door weging
Bepaal initieel vochtgehalte door weging Piloted of non-piloted test afhankelijk van resultaten
119
Effectief bluswaterverbruik Uitvoering proef
Video Test6.mp4
Video Test12.mp4
120
Effectief bluswaterverbruik Resultaten metingen pijpestrootje Test Water-
Initieel vochtgehalte = 40 %
Stralingsflux Ontstekings- Ontstekingsenergie
hoeveelheid
(kW/m2)
tijd (s)
(ltr/m2)
(kJ/m2) bij qcrit = 15 kW/m2
6
0,0
33
34
602
9
0,0
32
76
1293
8
2,0
30
191
2813
7
4,0
30
900
13716
Theor. ondergrens: 2813 – 948 = 1865
ENERGIEBELASTING (KJ/m2) BIJ 5 M/S WIND EN qcrit = 15 kW/m2 Pijpe-
Struikheide Duindoorn Tak & top 1 Tak & top 2
strootje pad = 0,5 m
192
412
2002
907
2288
pad = 2.0 m
89
178
1751
488
873
121
Effectief bluswaterverbruik Conclusies labproeven Veel variaties in uitkomsten door:
Invloed dichtheid en vorm van vegetatie Vochtgehalte vegetatie Variaties in stralingsflux Nauwkeurigheid waterhoeveelheid
Benodigde waterhoeveelheid: Eerst behoudend bepalen op basis van theoretische ondergrens: > 4 ltrs/m2 waarschijnlijk niet meer effectief Eventueel bijstellen a.d.h. van uitkomsten praktijkmetingen incl. vlamcontact bij smalle paden en hoge windsnelheden ( > 5 m/s)
122
Effectief bluswaterverbruik Waterhoeveelheden preventief sproeien op basis van labproeven Benodigde waterhoeveelheden (ltr/m2) bij preventief sproeien bij 2 m breed pad en 0,5 m breed pad zonder vlamcontact Brandende vegetatie Besproeide vegetatie
Pijpestrootje Struikheide
Tak & Top1
Tak&Top2
Duindoorn
(0,5 m)
(0,6 m)
(0,8 m)
(0,5 m)
(1,3 m)
Pijpestrootje
2/2
2/2
2/2
2/4
2/4
Struikheide
2/2
2/2
2/2
2 / 4?
2 / 4?
Tak & Tophout
4/4
4/4
4 / >4
4 / >4
4 / >4
123
Effectief bluswaterverbruik Stralingsmetingen dennebos Harderwijk Meetpaal met 2 Stralingsmeters 2 andere meetpalen aan andere zijde benedenwinds brand Deze meten echter zeer weining straling, omdat brand niet naar achteren uitbreidt ERG VOCHTIG! HANGT AF VAN GROEISEIZOEN
124
Effectief bluswaterverbruik Stralingsmetingen dennebos Uit vlamafmetingen en afstand tot bron volgt bronstraling = 20 kW/m2 Hiermee stralingflux bij andere vlamafmetingen en afstanden te bepalen bij zelfde vochtgehalte
125
Effectief bluswaterverbruik Conclusies onderzoek Offensief werken: directe blussing Hoe opbrengen ?Î nog te testen Hoeveel water nodig? Î methode m.b.v. energieefficiencyfactor niet eenduidig, wel hogere verbrandingswaarden dan gebruikelijke gemeten Î praktijktesten nodig Literatuur: Alternatief: Franse methode
126
Effectief bluswaterverbruik Conclusies onderzoek Defensief werken: preventief sproeien Hoeveel water? Labproeven: 2 tot 4 ltr/m2 Î praktijktesten nodig Hoe opbrengen? Î standaard Hoelang van te voren? Î minder dan 10 tot 20 minuten Waar ? Î aan niet brandzijde (voorlopig) Hoe groot oppervlak? Î ~ 5 m breed Verificatie van straling vanuit brandende vegetatie nodig in praktijk: afhankelijk van wind en vocht
127
Effectief bluswaterverbruik Verder onderzoek Labproeven: Duindoorn Praktijktesten bluswaterverbruik uitvoeren in voorjaar 2015: Verificatie benodigde waterhoeveelheid bij preventief sproeien aan niet-brandzijde Onderzoek preventief sproeien aan brandzijde Bluswaterverbruik offensief werken Invloed windsnelheid ( > 5 m/s)
Metingen stralingsflux Tak & Tophout en Naaldhout in Aug. bij meer wind en droger weer. Nodig voor bepaling brandoverslag over paden
128
Voorbeeld praktisch waterverbruik
Padbreedte: 2 m Sproeizone: 5 m Water: 4 ltr/m2
Slagkracht peleton: 600 m
129
Effectief bluswaterverbruik
Dank voor uw aandacht!
