Bijscholing SAH voor onderofficieren DEEL 3 Het lezen van een brand, het GRSTV model

Transcriptie

1 Bijscholing SAH voor onderofficieren DEEL 3 Het lezen van een brand, het GRSTV model

2 Leerdoelstellingen Weten kennen kunnen (H)erkennen dat brandgedrag voorspelbaar is Erkennen van de beperkingen om brandgedrag te voorspellen in crisissituaties Identificeren van de elementen van het GRSTV - model Het begrijpen van de relatie tussen de GRSTV - indicators in correlatie met brandontwikkeling en het brandregime

3 Inleiding Brandgedrag is voorspelbaar!? Een compartimentbrand met een zelfde brandlast, ventilatiepatroon en configuratie volgt steeds een constant patroon Brandweermannen hebben onvolledige informatie en moeten snel beslissingen (bevelen) geven. Beperkte informatie, tijdsdruk en beperkte ervaring maken het voorspellen van brandgedrag moeilijk Achteraf kritiek geven is altijd makkelijker!!!

4 Inleiding Het waarom van het brand lezen? Om de grootte te kunnen inschatten Om de locatie van de brand te helpen vinden Potentiële kans op instorting in te schatten Hulp bij prioriteitsbepaling en inzetstrategie Voorspellen van gevaarlijke brandfenomenen

5 G R S T V Gebouw brandlast, oppervlakte, compartimentering, thermische eigenschappen, ventilatieprofiel, Rook Kleur, densiteit, rooklaag, Stroming Snelheid, richting, druk, wind, pulsaties, rooklaag Temperatuur Plotse temperatuur opbouw, radiatie, rooktesten, Vlammen Vlamkleur, vlamtype (premix diffusie),

6 G Gebouw brandlast, oppervlakte, compartimentering, thermische eigenschappen, ventilatieprofiel, Rook Kleur, densiteit, rooklaag, Stroming Snelheid, richting, druk, wind, pulsaties, rooklaag Temperatuur Plotse temperatuur opbouw, radiatie, rooktesten, Vlammen Vlamkleur, vlamtype (premix diffusie),

7 Gebouw Brandlast inhoud Oppervlakte grootte Compartimentering Thermische eigenschappen Ventilatieprofiel Stabiliteit & structuur

8 Gebouw Gebouwconstructies beïnvloeden zowel de brandontwikkeling als de kans op instorting Bewoning en gerelateerde inhoud kunnen eveneens een grote impact hebben op dynamische brandontwikkeling Gebouw gerelateerde factoren zijn aanwezig voor elk begin van brand Preventie en preplanning zijn sleutels om hieraan tegemoet te komen!!!

9 Gebouw 1. Brandlast De massa en brandkarakteristieken van brandbare materialen zijn gewijzigd ten opzichte van vroeger MJ/kg 40 Gemiddelde brandlast Bouwjaar Laag 9,9 kg/m² 29,3 kg/m² Hoog 64,4 kg/m² 125,5 kg/m² HOUT POLYURETHAAN SCHUIM POLYSTYREEN POLYETHYLEEN

10 Gebouw 2. Oppervlakte en compartimentering Snelle brandontwikkeling in een klein compartiment Hoge gebouwen vertragen brandverspreiding Grote compartimenten bevatten meer lucht en zullen langer brandstof gecontroleerd verlopen Oude gebouwen bezitten weinig compartimentering

11 Gebouw 2. Oppervlakte en compartimentering branduitbreiding door springen van glas Glas springt bij T >70 C Groter brandoppervlak Wijzigingen in ventilatieprofiel

12 Gebouw 3. Thermische eigenschappen geïsoleerde gebouwen Efficiënte isolatie voorkomt warmteverlies Economisch & ecologisch verantwoord Welk is het effect op de brandontwikkeling? Foto: Marc De Roeck

13 Gebouw 4. Ventilatieprofiel Bestaande en potentiële openingen Normale ventilatie en compartimentering Ventilatieopeningen door vluchten Tactische acties door brandweer Ongeplande ventilatie (stukspringen ramen, ) Alle veranderingen in ventilatie kunnen het brandgedrag beïnvloeden!!

14 Gebouw 4. Ventilatieprofiel Ondergeventileerde brand Gevaar backdraft!! Zwart - bruine aanslag Olieachtig, druipend, Kleine barstjes - crazing Foto: Bram Boelens

15 Gebouw 5. Structurele elementen stabiliteit van het gebouw Gebruik van verschillende bouwmaterialen Hout inbrandsnelheid 0,5 0,8 mm/min Baksteen onbepleisterd: Rf 1 u vanaf 9 cm Beton > uren Staal kritische staaltemperatuur 550 C. Reactie bij brand / weerstand tegen brand

16 Enkele voorbeelden HOUT BETON STAAL

17 Gebouw 5. Structurele elementen stabiliteit van het gebouw Verhoogde kans op instorting!!! BrandweerKasterlee

18 G R Gebouw brandlast, oppervlakte, compartimentering, thermische eigenschappen, ventilatieprofiel,.. Rook Kleur, densiteit, rooklaag, Stroming Snelheid, richting, druk, wind, pulsaties, rooklaag Temperatuur Plotse temperatuur opbouw, radiatie, rooktesten, Vlammen Vlamkleur, vlamtype (premix diffusie),

19 Rook lezen Rookkleur Aard van de rookgassen Ventilatiegraad Stadium van de brand Uitbreiding en ontwikkeling brand

20 Rook lezen Dichtheid volume Veel rook en weinig vuur bv. kunststoffen Dikke vette rook = onvolledige verbranding Stadium van de brand Brandintensiteit

21 Temperatuur / Roetgehalte Het GRSTV - model Rookkleur : geventileerde brand Witte rook Stoomvorming Waterdamp maar soms ook pyrolyse Lichtgrijze rook Mengsel rook/pyrolyse Verbranding wordt onvollediger Roetgehalte stijgt Donkergrijze rook Verbranding steeds onvollediger Rookconcentratie/densiteit Brandbaarheid rook Zwarte rook Dikke, vettige rook, hoog roetgehalte Brand met vlammen aanwezig Goede brandbaarheid Brandbaarheid

22 Temperatuur in compartiment Het GRSTV - model Rookkleur : ondergeventileerde / opgewarmd Wit - gele tot bruine rook Pyrolyse gassen Zeer giftige rook!! Hoge brandbaarheid Vluchtige organische stoffen o.a. acroleïne, formaldehyde, benzeen, tolueen, styreen, isocyanaten, Densiteit/Gevaar Ondergeventileerde branden Backdraft Door brand opgewarmde lokalen Uitbreiding

23 Kleur dichtheid Beginnende brand Stoom en pyrolyse Brandstof controle Gegroeide brand Temperatuur Densiteit rook Rijke rookgassen Flashover binnenin Stoom/pyrolyse aan nok

24 Kleur dichtheid

25 Kleur dichtheid

26 G Gebouw brandlast, oppervlakte, compartimentering, thermische eigenschappen, ventilatieprofiel,.. Rook Kleur, densiteit, rooklaag, S Stroming Snelheid, richting, druk, wind, pulsaties, rooklaag Temperatuur Plotse temperatuur opbouw, radiatie, rooktesten, Vlammen Vlamkleur, vlamtype (premix diffusie),

27 Stroming Normaal Drukverschil door ΔT binnen - buiten Mechanische ventilatie Wind Bij compartimentbrand Drukverschil door thermische expansie Drukverschil door ontstaan rookgassen Wind (?) Gravitationele stroming Neutrale laag Rookdrift

28 Compartimentbrand Productie rookgas en warmte Alles is ingesloten Er is drukopbouw Druk lekt weg door kieren Drukopbouw beperkt Onderdruk ontstaat Aanzuiging lucht Dubbele stroming

29 Stroming Gravitationele stroming Warme lichte rook langs boven Koude zware lucht langs onder Duidelijk zichtbaar aan openingen Brand veroorzaakt dubbele stroming

30 Stroming Snelle, turbulente stroming in beide richtingen - Grote intense brand, ventilatie gecontroleerd Trage, laminaire stroming of ontbreken duidelijke stroming - Brand in ontwikkeling, vroeg stadium of andere uitgang De richting van de rookstroming bij betreden lokaal - Rook trekt weg van u = er is een tweede opening aanwezig Rook stroming uit een opening tegen de heersende wind in - Binnen woedt ernstige brand

31 Stroming Gravitationele stroming Zone met overdruk Zone met onderdruk Stroming van hoge naar lage druk P binnen overdruk Raakvlak tussen hoge en lage druk Instroom = uitstroom Neutrale zone 0 Neutrale laag = ondergrens rooklaag onderdruk

32 Neutrale laag Neutrale laag

33 Neutrale laag Beginnende brand nog geen rook/druk opbouw

34 Neutrale laag Dalende neutrale laag groeiende brand

35 Neutrale laag Flashover binnen t 31s t 5s Plots dalende neutrale laag onmiddellijk gevaar Flashover

36 Neutrale laag Geleidelijk dalende neutrale laag Brand in ontwikkelingsfase Plots dalende neutrale laag Snelle brandontwikkeling Flashover nakend Stijgende neutrale laag Effect van ventilatie

37 Roll-over Ter hoogte neutrale laag Rookgassen opgemengd Binnen brandbaar gebied Hete rookgassen Roll - over betekent Voldoende brandbare gassen Voldoende temperatuur Diffusie Diffusie Diffusie Diffusie Diffusie Diffusie Diffusie Koude lucht Gevaar flashover! Soms zelfs blauwe vlammen

38 Ondergeventileerde brand Pulsaties ter hoogte van kleine openingen/kieren Expansie en contractie rookgassen Door T, veranderende intensiteit brand Cyclus stopt veelal door ventilatie Openen deur of breken venster Backdraft of verdere branduitbreiding 1 Fluitende/zuigende geluiden Stuwing door kleine openingen Meestal moeilijk waarneembaar 2 3

39 Rookdrift Warme rook stijgt Dichtheid < lucht Zoekt hoogste uitgang (plafond, gang, traphal) Schouwwerking Tot horizontale obstructie, dan verspreiden Hete rook secundaire brandhaarden Fire simulation NIST, Cherry road fire, 1999, Washington DC, 2 Killed Rook vrijgave ver van de brand? Ventilatie -, technische -, liftkoker, vals plafond, Secundaire brandhaarden rookexplosie Ventileer nooit tegen de natuurlijke stroming! Geen water spuiten in de rookafvoer opening!

40 Rookdrift Hoe verder, hoe kouder de rook Dichtheid lucht Stagneren, blijven hangen, mushrooming, denkbeeldige kurkstop Bij hoge buiten temp. bv. hoogbouw in zomer Ook bij blussen door rookafvoer Ophoping stoom, blijven hangen brandbare gassen Belangrijk bij de keuze van de ventilatieopening! ~

41 Samenvatting Neutrale laag Geleidelijk dalen - ontwikkelende brand Plots dalen - flashover nakend Plots stijgen ventilatie gebeurt Trage, laminaire stroming Begin stadium ontwikkelende brand Snelle,turbulente stroming Ventilatie gecontroleerde, intense brand Pulseren, aanzuigen, fluiten, Onder geventileerde brand - Backdraftgevaar

42 G R S Gebouw brandlast, oppervlakte, compartimentering, thermische eigenschappen, ventilatieprofiel,.. Rook Kleur, densiteit, rooklaag, Stroming Snelheid, richting, druk, wind, pulsaties, rooklaag T Temperatuur Plotse temperatuur opbouw, radiatie, rooktesten, Vlammen Vlamkleur, vlamtype (premix diffusie),

43 Temperatuur Temperatuuropbouw Pyrolyse gassen / waterdamp Vlammen (RSTV) Indicatoren buiten/binnen? Roetaanslag Verkleuren, afbladeren Smelten, verbuigen, Wegbranden, verkolen, Spalling, crazing, Zichtbaarheid van de indicatoren?

44 Temperatuur

45 Temperatuur Hitteopbouw

46 Temperatuur C Effect PVC smelt (afvoerbuis) PU smelt (matras) PS smelt (piepschuim) LDPE smelt (folie) HDPE smelt (bierkrat) hout verkoold 125 gips ontwatert, pleister lost PC smelt (koepels) 150 aangetast hout ontsteekt 150 papier verkleurd bitumen smelt hout ontsteekt papier ontsteekt C Effect 327 lood smelt 349 PE ontsteekt 416 PU ontsteekt 419 zink smelt PS ontsteekt 550 staal verliest >50% sterkte 580 PC ontsteekt aluminium smelt 760 bakstenen muur begeeft 1080 koper smelt 1100 staal smelt 1200 gietijzer smelt

47 Temperatuur Vermelde Temperaturen = T voorwerp T lucht ligt hoger!!! Smelten - ontsteken - Afhankelijk van vorm, snelheid van opwarmen licht & dun dik massief materiaal - Inhoud bv. waterinhoud vat zorgt koeling plastiek wand Pyrolysegassen - Ontstaan bij T lager, maar nabij smeltpunt - Pyrolyse gassen ontsteken makkelijk door pilootvlam Water verdampt bij T of >100 C Temperatuur lezen = ook isolatie inschatten!

48 Temperatuur C Locatie Plafond Hurkzit t.h.v. schouder 180 Vloer > 600 Ruimte bij flashover 900 C 600 C 300 C 180 C Beschermkledij biedt maximaal 10s bescherming bij flashover!!!

49 Temperatuur Brandwonden ifv huidtemperatuur 48 C 1 ste graad 55 C 2 de graad > 55 C 3 de graad 62 C Gevoelloos 72 C Onmiddellijke vernietiging huid NOMEX > 250 C Verkleuring, bescherming > 450 C Verkoold, bescherming e.de

50 Beschermkledij Beveiliging na bestraling 20 min-250 C (max 15kN) F1 S12 Gallet ok Heros II neen F210 Schuberth ok Cromwell F600 neen Bevlamming 10s 950 C > 5s blijven branden F1 S12 Gallet sierstuk, schuim aan wangen Heros II neklap F210 Schuberth neklap & kinriem Cromwell F600 geen Complete test helmen

51 Smelten, wegbuigen Thermoplasten thermoharders Foto Frank Boelens om HDPE smelt C Koel door inhoud PVC schrootjes Smelttemp C HDPE smelt C Vloertemp om

52 Verkleuren, afbladeren

53 Praktisch Temperatuursindicatoren Temperatuur achter deur inschatten - Met sproeistraal vegen en verdamping bekijken houten deur? - Voelen met handschoen Plotse warmtestuwing = late waarschuwing flashover - Tijdig inschatten door nevelstraal in rooklaag te richten Valt terug neer T<100 C Verdampt T>100 C - Voelen met handschoen dan evt. pols (tussen mouw en handschoen) Regelmatig temperatuur inschatten = tijdig kunnen reageren!!!

54 G R S Gebouw brandlast, oppervlakte, compartimentering, thermische eigenschappen, ventilatieprofiel,.. Rook Kleur, densiteit, rooklaag, Stroming Snelheid, richting, druk, wind, pulsaties, rooklaag Temperatuur Plotse temperatuur opbouw, radiatie, rooktesten, V Vlammen Vlamkleur, vlamtype (premix diffusie),

55 Vlamkleur Wat er brandt? In labo - onderzoek In realiteit misleidend! Hoe brandt het? Inschatten ventilatie Welke temperatuur Koper Calcium Natrium Barium

56 Soorten vlammen Diffusie vlammen Brandbare damp en O 2 initieel gescheiden, Brandreactie t.h.v. grensvlak Laminaire: gelijkmatige stroming Turbulente: onregelmatige stroming Premix vlammen Brandbare damp en O 2 gemengd voor ontsteking Mengverhouding bij ontsteken!?

57 Soorten vlammen Diffusie laminair Diffusie turbulent Premix

58 Soorten vlammen Pre - mix vlammen zeldzamer vereist menging rookbellen (CO) aan neutrale laag bij uitstroomopening, contact O2 volledigere verbranding vlamtongen - vlambellen Diffusie - turbulente vlammen reële brand onregelmatige stroming onregelmatige reactiezone onvolledige verbranding

59 Mengverhouding Warmteproductie Kwaliteit van verbranding Vlamsoort Vlamkleur Temperatuur Roet/CO/onverbrande producten Kracht van ontbranding Gele vlam Gloeiende koolstofdeeltjes Blauwe vlam Volledige verbranding CO 2 en H 2 0

60 Mengverhouding Gasvlam Bunsen Tekort O2 Diffusie turbulent Hoogste T Ideale mix Teveel lucht Koelere vlam Luchttoevoer

61 Vlamkleur Vlamtemperatuur vlamkleur Wit 1000 C of meer Geel 800 C Fel rood 600 C Temperatuur Ventilatie

62 Vlamkleur + Brandbare gassen C 800 C 1000 C - + O2 conc.

63 Reële brand Traag rollende, golvende vlammen, rood - oranje Te rijke verbranding Roll - over, voorbode van Flashover Ontsteken van hete rookgassen nabij uitgang Korte, snelle, opgejaagde vlammen, geel Brand van pyrolyse gassen, nabij brandhaard Betere menging nabij ventilatieopening of t.g.v. instroom Blauwe vlammen t.h.v. neutrale laag - Ontsteking van bellen CO door vliegvuur of straling Premix - vlam, doet temperatuur, evt. gevolgd roll - over en flashover

64 Vlammen - Lange golvende vlammen Korte opgejaagde vlammen

65 Samenvattend - Korte, snelle, opgejaagde vlammen, geel Brand van pyrolyse gassen, nabij brandhaard Betere menging nabij ventilatieopening of t.g.v. instroom Blauwe vlammen t.h.v. neutrale laag Ontsteking van bellen CO door vliegvuur of straling Premix - vlam, doet temperatuur, evt. gevolgd roll - over en flashover

66 G R S T V Gebouw brandlast, oppervlakte, compartimentering, thermische eigenschappen, ventilatieprofiel Rook Kleur, densiteit, rooklaag, Stroming Snelheid, richting, druk, wind, pulsaties, rooklaag Temperatuur Plotse temperatuur opbouw, radiatie, rooktesten, Vlammen Vlamkleur, vlamtype (premix diffusie), Steeds zoveel mogelijk punten samen evalueren! Want ze zijn allemaal verbonden!

67 Enkele praktische voorbeelden Rich moulder 2009

68 Brand in een flatgebouw Patti Sapone/The Star-Ledger

69 Brand in een flatgebouw Patti Sapone/The Star-Ledger

70 Brand in een flatgebouw 1. Volontwikkelde, ventilatiegecontroleerde brand (+ 800 C) 2. Stoom en/of pyrolyse, mogelijke branduitbreiding 3. Ondergeventileerde brand, zwarte ramen, hoge temperatuur 4. Stoom en/of pyrolyse, mogelijke uitbreiding Patti Sapone/The Star-Ledger

71 Brand in een woning achterzijde,

72 Brand in een woning achterzijde,

73 Brand in een woning 1. Zwarte rook, brand met vlammen aanwezig 2. Vervorming van rolluik door hitte 3. Lichtgrijze pyrolyse rook uit aanpalend venster Conclusie 1. Kamer met rolluik betreft ontwikkelde brand 2. Pyrolysegassen duiden op mogelijke branduitbreiding achterzijde,

74 Brand in een woning Voorzijde,

75 Brand op een plezierjacht

76 Brand op een plezierjacht

77 Brand in een garage

78 Brand in een garage

79 Het GRSTV-model Brand in een garage 1. Hevige lichtbruine rook = pyrolyse gassen 2. Rookstuwing t.h.v. bovenrand poort, tegen wind in 3. Stuwing uit raam en kieren links 4. Geen rook ontsnapping via toegangsdeur Rooklaag tot boven deur? 5. Brand doorbraak rechts, vlamkleur donker 6. Niveau verschil dak in gebouw? Conclusie 1. Gevaar backdraft! 2. Brand waarschijnlijk achteraan rechts 3. Acties Hoog ventileren! (3), andere toegang?

80 Het GRSTV-model Brand in een bioscoop

81 Het GRSTV-model Brand in een bioscoop

82 Het GRSTV-model Brand in een bioscoop 1. Gevorderde brand hoge temperaturen! Goed geventileerd 2. Duidelijke rooklaag nabij plafond 3. Brand heeft bevestiging doeken reeds beschadigd, wat duidt op hoge T rooklaag 4. Duidelijke pyrolyse gassen 5. Geen water op aanvalslijn!? Conclusie 1. Flashover gevaar reëel!!! 2. Opstelplaats/adembescherming/watervoorziening? 3. Alles behalve veilig!!

83 Het GRSTV-model Brand in een bioscoop Verlichting en doeken Ingang Scene Uitgang Aanwezige brandbare rookgassen door constructie Keuze aanvalsweg? Vluchtweg?

84 Het GRSTV-model Brand in een meergezinswoning Vrijdag 05/08/2005 4u s morgens Brand op gelijkvloers in meergezinswoning

85 Het GRSTV-model Brand in een meergezinswoning

86 Het GRSTV-model Brand in een meergezinswoning

87 Het GRSTV-model Brand in een meergezinswoning

88 Het GRSTV-model Brand in een meergezinswoning

89 Het GRSTV-model Brand in een industriegebouw BF Osnabruck

90 Het GRSTV-model Brand in een industriegebouw BF Osnabruck

91 Het GRSTV-model Brand in een industriegebouw 1. Zwarte rook, brand met vlammen of rook van naastliggend deel 2. Gesmolten vensters 3. Brand van onderbekleding? Oorzaak explosie/uitslaande brand of aanstraling van binnenuit. Zwart/grijze rook 4. Brand in linker ruimte 5. Brand en aftekening boven toegangsdeur 6. Gevaarlijk product? Conclusie 1. Zware brand, met weinig rookdruk evt. andere opening? 1. Dovende brand na explosie? 2. Escalatie naar rechts?

92 Referenties Reading Fires, Shan Raffel Enclosure fires, Lars-Göran Bengtsson, Räddnings Verket 3D-firefighting, Paul Grimwood et al. Eurofirefighter, Paul Grimwood Ed Hartin Nibra, brandverloop