BY CHRISTOPHER FLATLEY
Flashover i backdraft są od lat mylone. Częściowym powodem tego zamieszania jest fakt, że dają one bardzo podobny efekt – duży pożar, który obejmuje całe pomieszczenie lub obszar. Są one jednak bardzo różne pod względem sposobu i przyczyn powstawania.
RELATED
Flashover! A Near Miss During a Vent-Enter-Search
Do You Know All That You Need to Know About Flashover?
Understanding and Avoiding a Flashover
Biuletyn Szkoleniowy: Flashover
Misconceptions have also evolved around these phenomena. Wśród tych błędnych przekonań jest to, że zawał nastąpi w ciągu czterech minut od pojawienia się pierwszego płomienia i że backdraft wystąpi tylko w szczelnie zamkniętych budynkach. Oba są niebezpiecznymi błędnymi przekonaniami. Nie ma ŻADNYCH ram czasowych dla flashover, a backdraft może wystąpić w prawie każdej zamkniętej przestrzeni, jeśli spełnione są odpowiednie warunki.
FLASHOVER
Flashover według definicji to „nagłe zajęcie się pomieszczenia lub obszaru płomieniami od podłogi do sufitu spowodowane sprzężeniem zwrotnym promieniowania cieplnego. „1 Sprzężenie zwrotne promieniowania cieplnego to energia pożaru wypromieniowywana ze ścian, podłogi i sufitu z powrotem do zawartości pomieszczenia. To promieniowanie energii do zawartości pomieszczenia spowoduje podniesienie WSZYSTKICH jego zawartości do temperatury zapłonu. Gdy zawartość pomieszczenia nagle i jednocześnie zapali się, mamy do czynienia z zjawiskiem flashover. Oznacza to po prostu, że rozgorzenie jest zdarzeniem wywołanym przez temperaturę. Wymaga to wypromieniowania energii pożaru z powrotem do zawartości pomieszczenia, aby spowodować gwałtowny wzrost temperatury i jednoczesny zapłon. Wybuch wskazuje, że pożar rozwinął się do stadium pełnego rozwoju (Rysunek 1).
Innym ważnym pojęciem, które należy zrozumieć, jest fizyka wybuchu. Kilka czynników będzie miało wpływ na to, czy pokój będzie błyskać nad, czy nie. Wielkość pomieszczenia, zawartość materiałów palnych, dopływ powietrza i izolacja pomieszczenia łącznie określają potencjał wybuchu w danym pomieszczeniu.
Mniejsze pomieszczenia szybciej ulegają wybuchu. Małe pomieszczenie szybciej wzmacnia sprzężenie zwrotne promieniowania cieplnego ze względu na jego objętość. W dużych pomieszczeniach z wysokimi sufitami ogrzanie znajdujących się pod nimi materiałów palnych trwa dłużej. Gdy wypromieniowane ciepło przemieszcza się na większe odległości, traci energię. Bliskość zawartości w małym pomieszczeniu zwiększa absorpcję energii promieniowania cieplnego.
Zawartość pomieszczenia wpływa na potencjał zapłonu. Pomieszczenie wypełnione łatwopalnymi meblami wytwarza więcej ognia, a więc więcej ciepła, więcej energii wypromieniowywanej i większy potencjał flashover.
Dostarczanie powietrza ma również decydujące znaczenie w tworzeniu wzrostu pożaru w celu wytworzenia flashover. Większość pożarów jest regulowana powietrzem, a nie paliwem.2 Przeciętne pomieszczenie ma wystarczającą zawartość (ładunek paliwa) do wytworzenia dużego pożaru. Potrzebne jest powietrze, aby „wachlować” płomienie. Ogień regulowany powietrzem jest uwzględniony w poniższej dyskusji dotyczącej backdraft’u.
Na koniec, izolacja pomieszczenia wpływa na skuteczność sprzężenia zwrotnego promieniowania cieplnego. Izolacja ścian i sufitów zapobiega ucieczce ciepła do innych obszarów, zwiększając tym samym potencjał rozprzestrzeniania się ognia w pomieszczeniu.
Czynniki te nie będą znane strażakom przybywającym na miejsce pożaru. Znaki ostrzegawcze muszą być zatem zrozumiałe, aby zapewnić bezpieczeństwo członkom straży.
Objawy ostrzegawcze flashover obejmują wysoką temperaturę; jest ona wynikiem złożonego efektu pożaru i ciepła wypromieniowanego z pomieszczenia. Ciepło to będzie intensywne. Aby nastąpił flashover, cała zawartość pomieszczenia musi zostać podniesiona do temperatury zapłonu, łącznie ze strażakami znajdującymi się w pobliżu! Każdy nagły wzrost temperatury, który może być odczuwalny przez sprzęt bunkrowy, powinien być uważany za znak, że flashover jest bliski.
Rollover to pożar, który toczy się w czarnym dymie wydostającym się z obszaru pożaru. Może być również widoczny jako „węże” ognia, które wysuwają się z dymu. W przypadku pożaru, w którym występuje zagrożenie pożarowe, należy zwrócić uwagę na to, czy nie występuje zagrożenie pożarowe. Może to zabrzmieć niedorzecznie, ale mówię o czarnym dymie, tak czarnym, że nie widać w nim żadnego innego koloru – czarnym dymie takim, jaki można zobaczyć, gdy palą się opony. Ten czarny-czarny dym zawiera tak dużo niespalonego paliwa, że można go nazwać „czarnym ogniem”. Ten „czarny ogień” potrzebuje tylko odpowiedniej mieszanki powietrza, aby się zapalić. Ten czarny dym będzie miał również ogromną ilość energii i będzie gwałtownie toczył się poza obszar pożaru i wtłaczał ciepło do pustych i ukrytych przestrzeni. Ten „czarny ogień” zwiększy możliwość rozszerzenia się pożaru i eksplozji dymu na poddaszu.
Zapobieganie wybuchom
Przepływom płomieni można zapobiegać na dwa sposoby. Właściwa wentylacja może zapobiec cofnięciu się płomienia. Wentylacja umożliwia ucieczkę przegrzanego powietrza i gazów pożarowych obciążonych paliwem z pomieszczenia lub obszaru. Można to osiągnąć poprzez wentylację poziomą lub pionową. Zmniejszenie nagrzanej warstwy sufitu zmniejsza sprzężenie zwrotne promieniowania cieplnego i możliwość wystąpienia zjawiska flashover. Należy pamiętać, że wentylacja gazów pożarowych nie powinna narażać strażaków na obrażenia ani rozprzestrzeniać ciepła i dymu na niezaangażowane obszary budynku. Może to zwiększyć problem pożarowy w przypadku zapłonu tych gazów.
Drugim sposobem zmniejszenia możliwości wystąpienia zjawiska flashover jest chłodzenie obszaru pożaru strumieniem węża. Większość z nas była uczona, aby nigdy nie otwierać linii wężowej na dym. Jest to prawda. Ale tak jak nam to powiedziano, czyż nie powiedziano nam, że w straży pożarnej nie ma „nigdy”? To również jest prawdą. Powodem, dla którego można otworzyć linię na dym w tej sytuacji jest to, że czarny-czarny dym, znak ostrzegawczy flashover, nazywany jest „czarnym ogniem”. Jeśli zobaczysz ten czarny dym i poczujesz gwałtowny wzrost ciepła w swoim sprzęcie bunkrowym, nawet jeśli nie widzisz przewrócenia, musisz otworzyć linię na „czarnym ogniu”. Zmniejszy to możliwość wystąpienia zjawiska flashover. Jest to sytuacja awaryjna, a linka może być obsługiwana w ten sposób.
UNIKNIĘCIE ZAPŁONU
Uniknięcie zapłonu jest prawie niemożliwe. Rozpoznanie znaków ostrzegawczych i wiedza jak im zapobiegać zapewni ci większe bezpieczeństwo. Znamy znaki ostrzegawcze, ale musisz być w stanie na nie zareagować. Wybuch może nastąpić w ciągu 10 sekund. Daje to przeciętnemu strażakowi czas na przebycie około 5 stóp do wyjścia. Jeśli użycie linii wysokiego napięcia nie jest możliwe, wyjdź przez okno lub przejdź do innego pomieszczenia i zamknij drzwi, jeśli to możliwe. To zapewni ci pewną ochronę.
W pełni chroniony strażak ma największe szanse przeżycia w przypadku wybuchu. Nawet całkowicie zamknięty strażak jest zagrożony. Ludzka skóra pali się w temperaturze 124 F. Bez aparatu SCBA wystarczyłoby kilka wdechów powietrza o temperaturze 300 F, aby przeszło ci przez gardło. Spowodowałoby to śmierć w wyniku uduszenia. Podczas cofania się płomienia, temperatury są mierzone w tysiącach stopni – daleko poza granicami sprzętu bunkrowego.
Podczas pożaru podatnika w Monsey, Nowy Jork, 23 listopada 2004 roku, trzech strażaków zostało usuniętych z obłożenia pożarowego na sekundy przed tym jak sklep „zapalił się”. Zgłoszenie pożaru zostało opóźnione, gdy pracownik sklepu próbował ugasić ogień przed zadzwonieniem pod numer 911. Strażacy przybyli na miejsce i stwierdzili, że ze sklepu wydobywa się silny dym. Szef Andy Schlissel zauważył ostrzegawcze oznaki cofania się płomienia i nakazał członkom straży opuszczenie budynku. „Dwadzieścia sekund później, miałbyś tam trzech usmażonych facetów”, powiedział Schlissel. Skoordynowany atak został przeprowadzony, a ogień został opanowany z niewielkim tylko rozszerzeniem na sąsiednie sklepy.
Schlissel przypisuje instrukcje otrzymane w Rockland County Fire Training Center w Pomona, Nowy Jork, za zapobieganie obrażeniom podczas tego pożaru. Hrabstwo Rockland jest jednym z niewielu hrabstw w Nowym Jorku, które posiadają symulator cofania się płomienia. Ten zmodyfikowany kontener dostarcza studentom doświadczenia z żywym ogniem i może wywołać „kontrolowany” flashover.
BACKDRAFT
Backdraft jest eksplozją dymu, która może wystąpić gdy do tlącego się ognia zostanie wprowadzone dodatkowe powietrze, a ogrzane gazy wejdą w zakres palności i zapalą się z siłą eksplozji.3 Backdraft jest „zdarzeniem napędzanym powietrzem”, w przeciwieństwie do flashover, który jest napędzany temperaturą. Fakt, że większość pożarów jest regulowana przez powietrze, a nie przez paliwo, sprawia, że zrozumienie zjawiska backdraft jest tak ważne.
Pożar rozpoczął się i wzrósł, może, ale nie musi mieć sprzężenia zwrotnego w postaci promieniowania cieplnego, aby nastąpił flashover, ale pochłonął zawartość pomieszczenia i teraz „wypala się” wykorzystując cały dostępny w pomieszczeniu tlen. Normalny poziom tlenu w powietrzu wynosi około 21 procent. Poniżej 14% widoczny płomień jest zredukowany. Zawartość pomieszczenia ma temperaturę zapłonu i po wprowadzeniu tlenu stanie w płomieniach, a gorące gazy zapalą się z siłą eksplozji. To jest właśnie backdraft. Siła eksplozji, z jaką następuje backdraft, jest wynikiem ilości przegrzanego gazu w pomieszczeniu i ilości wprowadzonego tlenu. Siła eksplozji może spowodować wybicie okien, wyburzenie ścian i zranienie strażaków.
Draft wsteczny może wystąpić w każdej chwili w fazie rozpadu pożaru, w każdej chwili przed ochłodzeniem gazów poniżej ich temperatury zapłonu. Jeśli pomieszczenie zostało opuszczone, a gazy ostygły przed wprowadzeniem tlenu, nie wystąpiłby backdraft, ale pomieszczenie zostałoby strawione przez ogień.
Wszyscy członkowie straży pożarnej muszą znać znaki ostrzegawcze backdraft. Często pierwsze jednostki nie rozpoznają ciężkiego gęstego dymu lub dymu, który wydaje się być „nadmuchiwany” lub wciągany z powrotem do budynku; osoba znajdująca się w pewnej odległości od miejsca zdarzenia zazwyczaj rozpoznaje te znaki ostrzegawcze. Szefowie lub ich pomocnicy ustawiający stanowisko dowodzenia po drugiej stronie ulicy najprawdopodobniej zobaczą ten rodzaj dymu. Szoferzy silników podczepiających się do hydrantów na końcu przecznicy również mogą być w stanie go dostrzec. Szofer ciężarówki może go zobaczyć, gdy „dobrze przyjrzy się” budynkowi, będąc na swoim miejscu na postumencie. Miejmy nadzieję, że nie jest za późno. Mały tlący się ogień lub niektóre poplamione lub popękane szkło może nie być rozpoznane za to, co może być. Często jesteśmy wciągani w „widzenie tunelowe”: Widzimy mały pożar i wymuszamy wejście i stwarzamy dla siebie niebezpieczną sytuację.
Jeśli podejrzewa się warunki backdraft, właściwa wentylacja zapobiegnie wybuchowi. Otwory muszą być wykonane nad ogniem, aby umożliwić ucieczkę przegrzanych gazów zanim tlen zostanie wprowadzony na niższych poziomach – niższych poziomach, na które wchodzimy.
Trafienia wsteczne i cofki są równie dynamiczne i śmiertelne. Rozpoznanie oznak i umiejętność zachowania spokoju da ci największe szanse na przeżycie. Nie ulega wątpliwości, że powinieneś być w pełnym wyposażeniu ochronnym.
Backdrafty nie zawsze zdarzają się w zamkniętym podatniku za zwijaną bramą o 3:00 nad ranem. Pamiętaj, że backdraft był również znany jako „eksplozja dymu”. Termin ten pochodził od niewielkich rozmiarów zdarzeń, które miały miejsce, gdy strażacy otwierali się, aby sprawdzić, czy nie doszło do rozszerzenia.
Pożar na niższym piętrze budynku mieszkalnego wielorodzinnego mógł rozszerzyć ciepło i dym w całym budynku objętym pożarem. Dym ten zostałby uwięziony na poddaszu, czyli w przestrzeni pomiędzy stropem ostatniego piętra a dachem. Członkowie wysłani do sprawdzenia, czy nie doszło do rozprzestrzenienia się dymu, odciągnęliby sufity i pozwolili tlenowi dostać się do poddasza, a gorący gaz zmieszałby się z powietrzem i w poddaszu nastąpiłby backdraft. Jak do tego doszło? Wiedząc to, co dziś wiemy o tlenku węgla (CO), przestrzeń ta była prawdopodobnie wypełniona CO. Pamiętaj, że oprócz innych niebezpiecznych właściwości, CO jest łatwopalny. Rysunek 2 przedstawia porównanie CO z niektórymi typowymi gazami palnymi. Co to oznacza dla nas jako strażaków? CO będzie się palił w stosunkowo niskiej temperaturze (jak na pożar i tak) i przy prawie każdej mieszaninie.
Kiedy zostaniesz wysłany, aby sprawdzić, czy nie jest rozszerzony, wykonaj najpierw mały otwór badawczy. Wykonaj ten otwór od strony drzwi i zrób go na początku małym. Wykopanie małego otworu ograniczy ilość tlenu, który dostaje się do kokpitu lub innej zamkniętej przestrzeni. Jeżeli wpuścisz do pomieszczenia wystarczającą ilość powietrza do zapalenia mieszaniny gazów, będziesz stał w bezpiecznej pozycji w drzwiach. Jeśli pociągniesz za duży odcinek na środku pomieszczenia i zapali się schowek, cały sufit spadnie ci na głowę.
Jeżeli otwór badawczy wskazuje, że może być obecny ogień, wezwij linię, zanim zostanie wyciągnięta większa część sufitu. Pamiętaj, że zostałeś wysłany, aby znaleźć ogień. Jeśli go znajdziesz, co osiągniesz wystawiając cały ten ogień bez możliwości jego ugaszenia?
Flashovers i backdrafts muszą być zrozumiałe, ponieważ działa kilka czynników zwiększających ich częstotliwość. Obciążenie ogniowe jest prawdopodobnie największym czynnikiem działającym na niekorzyść dzisiejszego strażaka. Tak, pożary są dziś bardziej gorące. Jest to kombinacja dwóch elementów obciążenia ogniowego – więcej plastiku i więcej rzeczy.
Brytyjskie jednostki termiczne (Btus) wydzielane przez drewno, bawełnę i papier w pożarach domów w latach 50-tych wynosiły średnio około 8000 na funt. Poliuretan, miękki plastik, wydziela 12.000 Btusów na funt. Te miękkie tworzywa sztuczne to piankowe poduszki, dywany i tym podobne. Twardy plastik polistyren, z którego wykonane są telewizory, magnetowidy, zabawki i wszystkie inne plastikowe przedmioty w domu, wydziela 18 000 Btusów na funt.
Spójrz na to, co masz w domu. Czy pamiętasz, że miałeś tyle rzeczy jako dziecko? Może trzeba zapytać swoich rodziców lub dziadków, aby uzyskać prawdziwą perspektywę. Każde pokolenie chce, aby jego pokolenie radziło sobie lepiej niż poprzednie. Jak mierzy się ten sukces? Za pomocą większej ilości rzeczy.
Od czasu kryzysu energetycznego w latach 70. budynki stały się tak szczelne, jak tylko pozwalały im na to materiały budowlane. Obecnie obowiązują krajowe kodeksy energetyczne, które egzekwują standardy wydajności energetycznej. Poza tym, że ściany i sufity są bardziej wydajne, energooszczędne okna są zaprojektowane tak, aby zatrzymać ciepło przez to, co było najlepszym wskaźnikiem warunków pożarowych. Izolacja w ścianach i sufitach zatrzymuje ciepło wewnątrz konstrukcji. To uwięzione ciepło zwiększa sprzężenie zwrotne promieniowania cieplnego wymagane do wywołania zjawiska flashover. Okna z szybami termicznymi zatrzymują ciepło w przestrzeni „martwego powietrza” pomiędzy szybami i opóźniają ich pękanie, zapobiegając samoodpowietrzaniu się ognia. Okna dwuszybowe są trudne do rozbicia, gdy wymagane jest przewietrzenie.
Elektroniczny sprzęt do wykrywania stał się powszechnym elementem rynku. Sprzęt do wykrywania włamań i pożarów można obecnie znaleźć w każdym rodzaju budynku. Ten sprzęt do wczesnego wykrywania daje straży pożarnej najwcześniejsze możliwe powiadomienie o pożarze. Ta zaleta ma jednak również wadę. Wczesna detekcja może zwabić strażaków do wejścia do budynku, w którym pożar jest w początkowej fazie (w fazie „nie zabiję cię”). Istnieje możliwość przeoczenia niektórych znaków ostrzegawczych prawdziwego wzrostu pożaru (etap „I’m going-to-kill-you”). Jedynym sposobem ochrony strażaków jest szkolenie w zakresie rozumienia środowiska pożarowego. Musimy być w stanie rozpoznać sygnały wysyłane przez ogień. Wszyscy musimy patrzeć na cały obraz i być świadomymi budynku, w którym się znajdujemy i naszego otoczenia, aby nie dać się zwabić w pułapkę. Niewiele jest informacji z pierwszej ręki na ten temat. Większość ludzi, którzy mają doświadczenie z tymi wydarzeniami, nie jest tutaj, aby się nimi z nami podzielić. Musimy się uczyć, aby móc przetrwać.
Przypisy końcowe
1. FDNY Firefighting Procedures, Engine Company Operations, Rozdział 4, Sec. 4.6.2.
2. FDNY Firefighting Procedures … Rozdział 4, Sec. 4.6.3.
3. FDNY Firefighting Procedures … Rozdział 4, Sec. 4.6.4.
■ CHRISTOPHER FLATLEY, 16-letni weteran nowojorskiej Straży Pożarnej, jest porucznikiem przydzielonym do Drabiny 21 na Manhattanie. Przed awansem był przydzielony do Ladder Company 2. Posiada krajowy certyfikat instruktora pożarnictwa I i jest instruktorem w Rockland County Fire Training Center w Pomona, Nowy Jork. Był prezenterem na FDIC i FDIC East.