Lesbrief brandbestrijding A. Inleiding en motivatiefase Voorstelling en introductie onderwerp (dia 1) Iedereen stelt zichzelf voor en ik vraag of ze al ervaringen hebben met binnenbrandbestrijding. Ik ga het vandaag hebben over de ontwikkeling van een brand en de daarbij horende verschijnselen. We moeten er rekening mee houden dat de branden de dag van vandaag niet meer de branden van vroeger zijn. Meer brandbelasting (andere materialen, vooral kunststoffen) en steeds beter geïsoleerde woningen waardoor we met gevaarlijke verschijnselen in contact kunnen komen. Training is noodzakelijk en tijdens de les zal ik af en toe eens toetsen naar jullie kennis over de nieuwe G-Force lans en bijbehorende straalpijptechnieken. Het is nooit de bedoeling van een opleiding om mensen te bekritiseren maar juist van elkaar te leren! Doelstellingen overlopen (dia 2) Filmpje tonen ter illustratie van belang van kennis voor de eigen veiligheid (dia 3) B. Leerfase De branddriehoek (dia 4) Kaars aansteken. Welke elementen hebben we nodig en op welk principe berust het blussen van een brand? Een element wegnemen! Geef mij eens een element van de driehoek? Een brand ontstaat niet zomaar, hij kan namelijk alleen plaatsvinden bij de aanwezigheid van drie cruciale elementen: zuurstof, brandbare materialen en een warmtebron. Van zodra deze laatste de temperatuur tot een bepaald niveau heeft doen stijgen (ontstekingstemperatuur) beginnen de zuurstof en de brandbare materialen te branden. Een brand blussen berust steeds op het uit elkaar halen van de vuurdriehoek.
Waaruit bestaan pyrolysegassen en wat betekent hun kleur? H2O, en andere vluchtige stoffen afhankelijk van welk materiaal ontleed wordt. Vb zijn methaan, benzeen, blauwzuur Kleur is eerst wit (H2O en daarna lichtgrijs (de vluchtige stoffen die vrijkomen door verhitting)). We weten dat vloeistoffen op zich niet branden maar dat die onder invloed van temperatuur verdampt en het zijn deze dampen die vervolgens branden. Bij vaste stoffen is er ook een dergelijk mechanisme. Bv. een houten stoel zal door aanstraling verschillende gassen afgeven. Als die geverfd is zullen de oplosmiddelen en lijm eerst verdampen, die hebben immers een laag kookpunt. Houten objecten bevatten, zelfs in droge toestand een bepaald percentage water. Als de temperatuur blijft stijgen zal dit verdampen onder de vorm van bijna doorzichtige witte waterdamp. Door het hout nog verder te verhitten zal een reactie ontstaan waardoor het hout ontbindt. De vaste stof hout zal ontbinden in een gasvormige fractie. De lange koolstofketens worden gebroken tot korte stukjes. Dit ontwijkt onder de vorm van witte rook. De pyrolysegassen zijn wit net als de waterdamp maar zijn wel brandbaar in tegenstelling tot de waterdamp. Welke rol speelt O2? Brandbevorderend bij+21% en dooft de brand bij-15% Pyrolysegassen (dia 5) Kaars aansteken en terug uitblazen. Welke gassen zijn pyrolysegassen op de foto? Vraagje, denk je dat we zouden kunnen meten of de gassen al dan niet explosief zijn? NEEN, ons toestel zou direct verzadigd zijn aangezien we met zoveel verschillende soorten gassen te maken hebben! Warm of koud, ze zijn steeds gevaarlijk! Rookproductie (dia 6,7) Truc met de lepel boven de kaars, minder O² is meer rookproductie en roetafzetting op de lepel. Wat is CO, ontbrandbaar, explosiegrenzen? CO is een gas dat ontstaat door een slechte verbranding, zie truc met de lepel, een obstakel in de weg, zuurstoftoevoer is bemoeilijkt, vlam koelt af, temperatuur zakt dus een beetje en er ontstaat koolstof en co. De zelfontbrandingstemperatuur van co ligt rond de 650 graden en de explosiegrenzen liggen tussen de 11-75%. Dit is een groot bereik, co is dus zeer explosief en een gevaarlijk element voor ons bij binnenbrandbestrijding. Waarom zien we de vlam zoals we ze zien? Kleur? Wordt bepaald door de fijne roetdeeltjes die door hitte licht uitstralen. Hoe witter de vlam hoe hoger de temperatuur.
Blaas je bvb zuurstof in een brandhaard dan zal je een betere verbranding hebben met als gevolg een fellere vlam en lagere productie van roetdeeltjes. U vraagt zich misschien af wat het gevaar is van die onverbrande roetdeeltjes, zijn die ook explosief? Het antwoord is neen die zijn niet explosief maar eens de rooklaag ontbrandt zullen die eveneens deelnemen aan het proces en ontbranden. Welk soort vlam is de vlam van de kaars? De brandstof wordt van onderaan aangevoerd. Het vaste kaarsvet wordt onder invloed van de temperatuur vloeibaar en verdampt. De damp stijgt op en komt in de vlam terecht. Deze dampen zijn de brandstof en zullen reageren met de zuurstof. De zuurstof wordt aan de zijkant van de vlam aangevoerd. In de vlam (reactiegebied) zullen brandstof en zuurstof gemengd worden en daarna zullen ze branden. We spreken hier van DIFFUSIEVLAMMEN. Ze hebben veelal een oranjegele kleur. Bij PREMIXVLAMMEN worden de brandstof en zuurstof gemengd voordat ze in het reactiegebied (de vlam) komen. Bvb bunsenbrander, gasvuur, snijbrander. Deze vlam heeft dikwijls een blauwe kleur. De brandvijfhoek (dia 8). Welke elementen komen erbij? Mengverhouding en katalysator. Mengverhouding: deze factor geeft aan hoe fijner de brandstof verdeeld is met zuurstof, hoe beter het mengsel brandt. (vb houtblok of houtschilfers) Speelt een cruciale rol bij onder andere stofexplosies. Mengverhouding is een belangrijke factor, als die niet binnen bepaalde grenzen ligt krijgen we een onvolledige verbranding en komen koolstof en andere giftige stoffen vrij zoals we daarnet hebben aangehaald. Bij binnenbrandbestrijding zijn eveneens de mengverhouding van de rookgassen voor ons een belangrijk element. Katalysator: is een stof die de snelheid van een bepaalde chemische reactie beïnvloedt zonder zelf verbruikt te worden. Deze kan positief katalytisch zijn (het branden wordt versneld) of negatief katalytisch. Bij vaste stoffen werken poederblussers negatief katalytisch. Voorbeeld van een positieve katalysator is in dit geval sigarettenas in combinatie met een suikerklontje. Als men een suikerklontje wil aansteken door middel van een aansteker eronder te houden zal het niet lukken om het suikerklontje te laten ontsteken. Maar doopt men het suikerklontje in de sigarettenas dan zal het suikerklontje gaan branden. Weliswaar niet heftig maar het suikerklontje brandt. Dit is dan een positieve reactie veroorzaakt door de sigarettenas. Verschil tussen een brand in een compartiment of in open lucht (dia 9). Welke gevaren vormen de hete wanden bij blussingswerken? Stoom, thermische inversie. Wanneer worden de wanden in ons voordeel gebruikt? ZOT of indirecte.
Belang van compartimentering: opletten tijdens bvb brandalarm in een school, zijn alle branddeuren gesloten! Soorten warmtevoortplanting (dia 10). Welke soorten bestaan er? Conductie (warmtegeleiding). Convectie ( stroming), radiatie (straling). Verschil tussen conductie en convectie? De best gekende vorm van warmtetransport is geleiding (conductie). Als we een metalen buis aan één uiteinde vasthouden en vervolgens het andere uiteinde in het kampvuur steken weet iedereen dat we uiteindelijk onze hand zullen verbranden. Via geleiding kan energie ontsnappen. De wanden warmen op en geven die warmte vervolgens af aan aanpalende ruimtes. Moderne woningen worden steeds beter geïsoleerd zodat er minder geleiding optreedt. Hierdoor zal de brand sneller verlopen. Een belangrijke eigenschap van geleiding is dat er warmtetransport optreedt zonder dat er massatransport is. Dit wil zeggen dat de warmte zich door de staaf verplaatst zonder dat de metalen staaf (of delen ervan) zich verplaatst. Een 2 de vorm van warmtetransport gaat wel gepaard met massatransport. Bij dit mechanisme zal de warmte zich samen met zijn drager verplaatsen en de warmte vervolgens gaan afgeven aan andere objecten. Dit mechanisme van overdracht wordt convectie genoemd. Dit is in het kader van brandbestrijding een belangrijk mechanisme. De warmte en zijn drager(rook) kunnen zich snel verplaatsen en zorgen voor snelle uitbreiding. Als we spreken over conductie en radiatie zijn we telkens bezig met 1 zijde van de branddriehoek. Namelijk de energie. Bij convectie zijn dat 2 zijden van de branddriehoek. Het warmtetransport zorgt voor energie terwijl het massatransport (rook) voor de brandstof zorgt. Schematische afbeelding van het brandverloop (dia 11). Individuele opdracht: brandverloop tekenen en soort blustechniek per fase aangeven. Een brandweerman naar het bord roepen om het brandverloop schematisch op te tekenen en bespreken in groep. G force tonen. G force lans speelt een belangrijke rol in de nieuwste technieken van binnenbrandbestrijding Vanwaar begrip 3D blustechniek? Toen ik begon werd een brand gezien als een oppervlakte brand,2d (Klasse A brand). Enkel blussen als je vlammen ziet. Tegenwoordig staan we wat verder. Dit is vooral belangrijk met de steeds beter geïsoleerde woningen en de materialen die brandbaarder zijn dan ze vroeger waren. Denk aan zetels vb. Ikea ed. Nu worden rookgassen ook gezien als brandstof en eens de rookgassen ontbranden spreken we niet meer van een oppervlaktebrand maar van een volumebrand (Klasse A en C brand). Vandaar 3D technieken. Welke blustechnieken bestaan er? Direct, indirect, combinatie van direct indirect (ZOT), en 3D techniek (pulsing, pencilling). Plant ze samen in op de figuur op het bord. Painting is afblussen!
G-FORCE lans: Peilen naar de parate kennis? 7 bar aan de lans hebben, werkt met schuifafsluiter waardoor perfecte druppelvorming, en de debieten eens toetsen. Collega een blinddoek aandoen en de G-Force in de juiste stand laten zetten voor 3D techniek naar FO. Elke brandweerman moet in staat zijn om zijn lans blindelings te kunnen bedienen. De zichtbaarheid in een met rook gevulde ruimte kan zich immers ook tot nul herleiden. Bij veranderende omstandigheden en toepassingen moet elke brandweerman weten welke waterstraal en welk debiet moet gebruikt worden. Zeer belangrijk is ook dat je altijd laag blijft. De hoogste temperaturen bevinden zich immers in de rooklaag. o Eerste fase van het brandverloop: de beginfase (dia 12). Ontsteking of smeulstadium: smeul bij bvb sigaret in zetel of ontsteking bvb door iets aan te steken met een aansteker. Welke gevaren bij een smeulbrand, aandachtspunten? (FGI), personeel in teams opsplitsen, een team op zoek naar de rookgassen en ander team op zoek naar de smeulbrand. Belang van PBM s en perslucht! Giftige roetvezels en pyrolysegassen. Roetvezels even schadelijk als asbestvezels! Plaats beginbrand belangrijk. Vanaf het moment dat er vlammen opduiken zal de verbranding sneller verlopen. De stralingswarmte van de vlammen heeft een veel groter bereik. Voorwerpen in de nabije omgeving zullen worden aangestraald. Deze zullen dan op zich beginnen pyrolyseren. Temperatuur zal stijgen en rooklaag zal opbouwen. Op een bepaald moment zullen de vlammen zich als het ware losmaken van het voorwerp dat begonnen is met branden. De rookkolom boven dit voorwerp zal dan in brand staan. Op dat moment is de beginfase ten einde. Welke blustechniek? Directe blussing, opgelet met opspringende gensters. FGI sproeistraal gebruiken! Wat is brandstof gecontroleerd? Neem de brandstof weg en de brand is uit! De vlammen die we thuis creëren zijn brandstof gecontroleerd, denk aan een kaars, een open haard. o 2 de fase van het brandverloop: De ontwikkelingsfase (dia 13). Eens de vlammen terecht komen in de rooklaag zal de temperatuur snel stijgen en zal die snel groeien. Rooklaag is warm en straalt andere voorwerpen aan. Neutrale laag ontstaat.
Wat is de neutrale laag? De rooklaag die eerst enkel uit pyrolysegassen bestond neemt door toename van roetgehalte (onvolledige verbranding) steeds donkerdere kleur aan. Eenmaal vlammen plafond bereiken nemen volume en temperatuur rooklaag sterk toe (rook verdonkert van kleur). Hierdoor ontstaat drukopbouw. Onderaan de ruimte is de druk veel minder groot (onderdruk) en wordt koude lucht naar de brand toegezogen (ook indicatie als je opzoek bent naar de brand), door deur die bvb openstaat. Er ontstaat nu een stroming door de uittredende warme rookgassen en de instromende koude lucht. Tussen de twee zones van over en onderdruk bevindt zich de neutrale laag, waar alswaar geen drukverschil heerst. De neutrale zone komt in realiteit overeen met de onderkant van de rooklaag. Wat is dubbelzijdige/enkelzijdige stroming? Wanneer je maar 1 opening hebt waar de brand zijn rook buiten duwt en koude lucht naar binnen zuigt spreken we van dubbelzijdige stroming. Indien deur en bvb aan andere zijde raam open staan spreken we van enkelzijdige stroming. Deze stroming zal laminair starten. De neutrale laag zal vrij vlak blijven. Naarmate de brand groeit zal hij dus meer lucht nodig hebben. De opening die beschikbaar is voor het aanvoeren van lucht is kleiner geworden terwijl het instromende luchtdebiet verhoogt. Door deze factoren zal de snelheid van beide stromingen sterk toenemen. Ter hoogte van de neutrale laag zorgt dit dat dat beide stromingen langs elkaar beginnen te wrijven. De laminaire stroming word turbulent. Langs buiten kan men de stroming duidelijk zien evolueren van laminair naar turbulent stromingsregime. Men ziet letterlijk dat de rook meer energie bevat. Het beginnen dansen vd rooklaag en het turbulent worden van de stroming zijn voortekenen van FO. Welke blustechnieken gebruiken? 3D o 3 de fase van het brandverloop: Roll over, Flash-over en ventilatie geïnduceerde flashover (dia 14, 15, 16, 17) Filmpje van ventilatie geïnduceerde flash-over. ROLL over: Eens de rookgassen nabij de neutrale laag boven de ontsteekbare concentratie liggen(uel) ontsteken die. Rookgassen tegen het plafond zijn te rijk en wachten op zuurstof. Maar door de ontstane turbulentie van traag rollende vlammen aan de neutrale laag wordt een kettingreactie in gang gezet, er ontstaat turbulentie in de hele rooklaag, men krijgt een betere opmenging en de roll over is het gevolg. Dit is een voorbode van de FO. Welke blustechniek om FO uit te stellen? 3D.. onthoud, dit is tijd kopen, zonder de oorspronkelijke brandhaard te vinden blijft de kans op FO bestaan! Kan je een FO tegenhouden? HRR aanhalen! Neen, dit is een fabeltje, brandbelasting in de container kan niet worden vergeleken met die in een woning! Belang van door-man of doek aanhalen.
o 4 de fase van het brandverloop: De volontwikkelede brand (dia 16) Binnen aanval of niet? Binnen aanval is nefast! Hoe aanpakken en welke blustechnieken? Buitenaanval met de ZOT methode. vb van een living in volle ontwikkeling afblussen. o 5de fase van het brandverloop: De dooffase( dia 17). Welke gevaren? Pyrolysegassen, vb uit de praktijk (zetel amerika herhalen) Belang van PBM s en perslucht aanhalen! Belang van tactische ventilatie! Vb van app gebouw (gang vrijwaren). Het belang van ventileren door gebruik te maken van PPV aanhalen. Fire gas ignition (dia 18) Wie kent dit fenomeen en welke soorten bestaan er? Flash fire en smoke explosion. Het verschil tussen de twee zit hem in de mengverhouding. FF zit eerder aan de LEL of UEL. Een smoke explosion zit eerder in het ideale gebied, in het midden. Deze laatste gaat dan ook gepaard met een drukverplaatsing. Gevaren in bvb valse plafonds, via kieren of kokers.. De Punt is een plaatsnaam in Drente (scheepswerf/loods in Drenthe) waar doden vielen hadden ze met een FGI te maken. Een ondergeventileerde brand die ontstond in de zekeringskast in een lokaal achteraan de loods. Het dak van de loods was gevuld met onverbrande rookgassen die aan het afkoelen waren en uitzakten. Waarna ze door een heropflakkering tot ontsteking kwamen. Herhalen: gevaren bij smeulbrandjes en in de dooffase (verzetten van meubelen)! Opletten voor gebonden straal bij blussing! Belang van goede deurprocedure aanhalen! Waarom twee pulsen buiten geven? We zitten hier bvb in de living en achter die deur zit de brand, hier hangt redelijk wat rook aan het plafond? Om vlamoverslag naar de ruimte waar jijzelf zit te verhinderen zodat rookgassen niet kunnen ontsteken! De Backdraft (dia 19, 20, 21) Filmpje informatief. Experiment met kaars in schoteltje water. Hoe werkt een backdraft? Concentratie van rookgassen zit bij een BD altijd boven de hoogste explosiegrens, dit in tegenstelling tot ventilatie geïnduceerde FO. Een BD is van korte duur en explosief in tegenstelling tot ventilatie geïnduceerde FO, die komt geleidelijke op gang en blijft ook aanhouden!
Hoe komt het dat de brand pulseert? Ruimte vol met warme rookgassen, grote overdruk, rook wordt naar buiten geduwd, zuurstoftoevoer word afgesloten, temperatuur van rookgassen daalt, de brand wordt gesmoord. Dan stijgt de rooklaag terug in de ruimte door afkoeling, ontstaan van onderdruk, O2 komt naar binnen en brand wordt weer aangewakkerd. De temperatuur bouwt op, overdruk en rook zet weer uit en sluit hierbij terug de O2 toevoer af. Hoe aanpakken? Hoog ventileren, zonder ingang te maken, zodat geen O2 kan intreden. Uniforme uitstroming vd rookgassen, niet vergeten uittredende rookgassen te koelen (auto ignition). In verschillende gevallen is het echter niet mogelijk om hoog te ventileren. Een andere oplossing is via een kleine opening (weggesmolten waterafvoerpijp, of klein stukgesprongen raampje) 3D pulsen naar binnen te spuiten en zo onder controle brengen door verstikken vd initiële brandhaard (stoomvorming). In de meeste gevallen zal geen opening aanwezig zijn waarlangs water naar binnen kan worden gebracht. In Zweden werd hiervoor een speciaal toestel ontwikkeld (DE COBRA) Dit is een toestel die werkt op een zeer hoge druk (300 bar). In de pomp kan grit worden toegevoegd aan het water. De combinatie van water onder hoge druk en grit maken dat de waterstraal een hoge snijcapaciteit krijgt. Het is mogelijk om een gaatje te maken in een inbraakwerende deur, betonwand en een staalprofiel. Eens door het bouwelement stopt de toevoeging van grit en wordt zo aan indirecte blussing gedaan. Eén cobra heeft een debiet van 60 liter per minuut dus je moet er al snel meerdere inzetten. In ons geval is een goede deurprocedure van belang maar dan wel met sproeistraal zodat de lucht minder diep in het mengsel wordt ingebracht, hierdoor hebben we ook minder turbulentie en is de kans op backdraft kleiner dan bij gebonden straal (lans op 500 liter=autostand). Nogmaals herhalen van het belang van zo laag mogelijk tegen de grond te blijven voor grootste overlevingskans. Alarmsignalen backdraft: Rook komt uit kieren: door grote overdruk. Onderscheid maken tussen continu stroom en pulserende rook. Kleur van de rook: varieert van zwart tot bruingeel, zwart duidt op verbrandingsgassen en bruingeel op een groter gehalte aan pyrolysegassen in de rook. Het ontbreken van vlammen: opletten en hier onderscheid maken tussen verschillende compartimenten. In het ene compartiment kan de brand in de ontwikkelingsfase zitten terwijl we in een ander compartiment in een pre-backdraft situatie zitten. Rook vanonder deuren: betekent dat de volledig ruimte in overdruk staat. C. Controlefase (dia 23) Oefening: Het brandverloop individueel uittekenen, de figuren van het brandverloop in de juiste volgorde plaatsen, de juiste blustechniek in de juiste fase plaatsen.
Indien nog tijd over: oefening in groepjes van 3 of 4: een situatieschets: opschrijven in welke fase van het brandverloop we zitten en hoe ze het zouden aanpakken. Belang van tactische ventilatie en ppv aanbod laten komen. D. Slotfase Nog eens aanhalen hoe belangrijk training en samenwerking is (dia 24). Ruimte voor vragen van de cursisten.