AV CHRISTOPHER FLATLEY
Flashover och backdraft har förväxlats i åratal. En del av orsaken till förvirringen är att de ger ett mycket likartat resultat – en stor brand som omsluter hela rummet eller området. De är dock mycket olika när det gäller hur och varför de uppstår.
RELATERAT
Flashover! En nästan missad händelse under en Vent-Enter-Search
Vet du allt du behöver veta om flashover?
Förstå och undvika en flashover
Utbildningsbulletin: Flashover
Missuppfattningar har också utvecklats kring dessa fenomen. Bland dessa felaktiga uppfattningar finns att en flashover inträffar inom fyra minuter efter den första flamman och att en backdraft endast inträffar i tätt förslutna byggnader. Båda är farliga missuppfattningar. Det finns INGEN tidsram för flashover, och en backdraft kan uppstå i nästan alla slutna utrymmen om de rätta förhållandena råder.
FLASHOVER
Flashover är definitionsmässigt ”det plötsliga uppslaget av flammor i ett rum eller ett område från golv till tak som orsakas av återkoppling av värmestrålning”.1 Återkoppling av värmestrålning är den energi som branden ger upphov till och som strålar tillbaka till rummets innehåll från väggarna, golvet och taket. Denna strålning av energi till rummets innehåll kommer att höja allt innehåll till sin antändningstemperatur. När rummets innehåll plötsligt och samtidigt antänds är detta en övertändning. Detta innebär helt enkelt att flashover är en temperaturdriven händelse. Det krävs att brandens energi strålar tillbaka till innehållet för att åstadkomma en snabb temperaturhöjning och samtidig antändning. Flashover indikerar att branden har vuxit till det fullt utvecklade stadiet (figur 1).
Ett annat viktigt begrepp att förstå är fysiken bakom flashover. Flera faktorer kommer att påverka om ett rum kommer att flashover eller inte. Rummets storlek, det brännbara innehållet, lufttillförseln och rummets isolering är faktorer som tillsammans bestämmer rummets översvämningspotential.
Mindre rum översvinner snabbare. Ett litet rum förstärker återkopplingen av värmestrålning snabbare på grund av rummets volym. I stora rum med högt i tak tar det längre tid att värma upp de brännbara föremålen nedanför. När utstrålad värme färdas längre sträckor förlorar den energi. Innehållets närhet i ett litet rum ökar absorptionen av termiskt utstrålad energi.
Rummets innehåll påverkar överslagspotentialen. Ett rum fyllt med brännbar inredning ger upphov till mer eld, alltså mer värme, mer utstrålad energi och mer flashoverpotential.
Lufttillförseln är också avgörande för att skapa den brandtillväxt som ger upphov till flashover. De flesta bränder är luftreglerade, inte bränslereglerade.2 Ett genomsnittligt rum har tillräckligt med innehåll (bränslelast) för att skapa en stor brand. Det som behövs är luft för att ”fläkta” lågorna. Den luftreglerade branden ingår i diskussionen om backdraft nedan.
Sist påverkar rummets isolering hur effektiv återkopplingen av värmestrålning blir. Isolering av väggar och tak förhindrar att värmen flyr till andra områden, vilket ökar rummets flashoverpotential.
Dessa faktorer kommer inte att vara kända för brandmännen som avancerar till en brand. Varningssignalerna måste därför förstås för att man ska kunna garantera medlemmarnas säkerhet.
Varningssignalerna för flashover är bland annat hög värme; detta beror på den sammansatta effekten av branden och den utstrålade värmen från rummet. Denna värme kommer att vara intensiv. För att flashover ska inträffa måste allt innehåll i rummet höjas till antändningstemperatur, inklusive brandmännen i området! Varje plötslig temperaturhöjning som kan kännas genom bunkerutrustning bör betraktas som ett tecken på att flashover är nära förestående.
Rollover är branden som rullar i den svarta rök som ventileras från brandområdet. Det kan också ses som ”ormar” av eld som sprider sig från röken. Rollover är ett tidigt tecken på att flashoverförhållanden håller på att utvecklas.
Svart rök är ett tecken på flashover. Det kanske låter löjligt, men jag talar om svart rök så svart att ingen annan färg kan ses i röken – svart rök av den typ som du skulle se om däck brann. Denna svart-svarta rök innehåller så mycket oförbränt bränsle att den kan kallas ”svart eld”. Denna ”svarta eld” behöver bara rätt blandning av luft för att antändas. Denna svarta rök har också en enorm mängd energi och rullar våldsamt ut från brandområdet och trycker in värme i håligheter och dolda utrymmen. Denna ”svarta eld” ökar risken för brandutbredning och rökexplosioner i cockloft.
Förhindra flashovers
Flashovers kan förhindras på två sätt. Korrekt ventilation kan förhindra en flashover. Ventilation gör att överhettad luft och bränsleladdade brandgaser kan fly från rummet eller området. Detta kan ske genom horisontell eller vertikal ventilation. Genom att minska det uppvärmda takskiktet minskas återkopplingen av värmestrålning och risken för övertändning. Det är viktigt att notera att ventilering av brandgaser inte får utsätta brandmän för skador eller sprida värme och rök till oinblandade delar av byggnaden. Detta skulle kunna öka brandproblemet om dessa gaser skulle antändas.
Det andra sättet att minska risken för övertändning är att kyla brandområdet med en slangstråle. De flesta av oss har fått lära oss att aldrig öppna slanglinjen vid rök. Detta är sant. Men precis som vi fick höra det, fick vi inte höra att det inte finns några ”nevers” inom brandkåren? Detta är också sant. Anledningen till att du kan öppna linjen för rök i den här situationen är att den svart-svarta röken, som är ett varningstecken för övertändning, kallas ”svart eld”. Om du ser den svarta röken och känner hur den snabba värmen stiger genom din bunkerutrustning, även om du inte kan se övergången, måste du öppna linjen för den ”svarta elden”. Detta minskar risken för flashover. Detta är en nödsituation och slanglinjen kan användas på detta sätt.
Flykt från flashover
Flykt från flashover är nästan omöjligt. Att känna igen varningssignalerna och veta hur man förebygger dem gör mer för att garantera din säkerhet. Vi känner till varningssignalerna, men du måste kunna reagera på dem. Ett flashover kan inträffa på 10 sekunder. Detta ger den genomsnittlige brandmannen tid att resa cirka fem fot till en utgång. Om det inte är möjligt att använda en slanglinje, gå ut genom ett fönster eller flytta till ett annat rum och stäng dörren om möjligt. Detta kommer att ge dig ett visst skydd.
En fullt skyddad brandman har den bästa chansen att överleva vid en flashover. Även en helt inkapslad brandman löper en risk. Människans hud brinner vid 124 F. Utan en SCBA skulle det räcka med flera andetag av 300 F-luft för att bränna din hals. Detta skulle leda till att du dör av kvävning. Under en flashover uppmäts temperaturer på tusentals grader – långt bortom gränserna för bunkerutrustning.
Vid en skattebetalarbrand i Monsey, New York, den 23 november 2004 avlägsnades tre brandmän från brandplatsen sekunder innan butiken ”tändes upp”. Rapporteringen av branden fördröjdes när den butiksanställde försökte släcka branden innan han ringde 911. Brandmännen anlände och fann kraftig rök från butiken och avancerade en slanglinje in i lokalen. Chefen Andy Schlissel såg varningstecken på flashover och beordrade medlemmarna att lämna platsen. ”Tjugo sekunder senare skulle du ha haft tre stekta killar där inne”, sade Schlissel. Ett samordnat angrepp genomfördes och branden fick man under kontroll med endast en mindre utbredning till intilliggande butiker.
Schlissel anser att det var den utbildning som han fick vid Rockland County Fire Training Center i Pomona, New York, som förhindrade skador vid den här branden. Rockland County är ett av de få län i New York som har en flashover-simulator. Denna modifierade fraktcontainer ger eleverna en upplevelse av en levande brand och kan producera ”kontrollerade” övertändningar.
BACKDRAFT
En backdraft är en rökexplosion som kan inträffa när ytterligare luft förs in i en pyrande brand och upphettade gaser kommer in i sitt brännbara område och antänds med explosiv kraft.3 En backdraft är en ”luftdriven händelse” till skillnad från en övertändning, som är temperaturdriven. Det faktum att de flesta bränder är luftreglerade och inte bränslereglerade gör förståelsen av backdrafts så viktig.
En brand har börjat och vuxit, den kanske eller kanske inte har återkoppling av värmestrålning för att blixtsnabbt över, men den har förbrukat rummets innehåll och håller nu på att ”bränna ut sig själv” genom att använda allt tillgängligt syre i rummet. Den normala syrehalten i luften är ungefär 21 procent. Under 14 procent minskar den synliga flamman. Rummets innehåll har sin antändningstemperatur och kommer att brista i lågor när syre tillförs, och de heta gaserna kommer att antändas med explosiv kraft. Detta är en backdraft. Den explosiva kraft vid vilken backdraft uppstår är ett resultat av mängden överhettad gas i rummet och mängden syre som tillförs. Den explosiva kraften kan krossa fönster, riva ner väggar och skada brandmän.
Backdrafts kan inträffa när som helst under brandutvecklingens avklingningsstadium, när som helst innan gaserna har svalnat under sin antändningstemperatur. Om rummet lämnades och gaserna svalnade innan syre tillfördes skulle ingen backdraft uppstå, men rummet skulle ha slukats av branden.
Alla medlemmar på brandplatsen måste känna till varningssignalerna för backdraft. Ofta känner de första enheterna inte igen den tunga täta röken eller röken som verkar ”puffa” eller dras tillbaka in i byggnaden; någon som befinner sig på avstånd från platsen känner i allmänhet igen dessa tecken. Chefer eller deras medhjälpare som upprättar en kommandopost på andra sidan gatan ser sannolikt den typen av rök. Chaufförer som ansluter sig till brandposter i slutet av kvarteret kan också ha möjlighet att se den. Lastbilschauffören kan se den när han ger byggnaden ”en god titt” när han befinner sig på sin plats på piedestalen. Förhoppningsvis är det inte för sent. En liten pyrande brand eller några fläckiga eller spruckna glasrutor kanske inte upptäcks för vad de kan vara. Ofta dras vi in i ”tunnelseende”: Vi ser en liten brand och tvingar oss in och skapar en farlig situation för oss själva.
Om man misstänker bakåtströmmande förhållanden, kommer ordentlig ventilation att förhindra explosionen. Öppningar måste göras ovanför branden så att de överhettade gaserna kan flyga ut innan syre tillförs på lägre nivåer – de lägre nivåer där vi skulle gå in.
Ryggdrag och övertändningar är lika dynamiska och dödliga. Att känna igen tecknen och kunna behålla lugnet ger dig den bästa chansen att överleva. Det är självklart att du bör ha full skyddsutrustning.
Backdrafts inträffar inte alltid i den stängda skattebetalaren bakom rullgrinden klockan tre på morgonen.Kom ihåg att backdraft också kallades för ”rökexplosion”. Denna term kom från de småhändelser som inträffade när brandmännen öppnade upp för att kontrollera utbredningen.
En brand på en nedre våning i ett flerbostadshus kan utvidga värme och rök i hela brandbyggnaden. Röken skulle fastna i cockloft, utrymmet mellan taket på översta våningen och taket. Medlemmar som skickades ut för att kontrollera utbredningen skulle dra i taken och låta syre komma in i cockloft, och den heta gasen skulle blandas med luft och cockloftet skulle dra sig tillbaka. Hur kunde detta inträffa? Med tanke på vad vi vet om kolmonoxid (CO) i dag var utrymmet förmodligen fyllt av CO. Kom ihåg att CO förutom sina andra farliga egenskaper även är brandfarligt. I figur 2 jämförs CO med några vanliga brandfarliga gaser. Vad betyder detta för oss som brandmän? CO brinner vid en relativt låg temperatur (för bränder i alla fall) och vid nästan vilken blandning som helst.
När du skickas ut för att kontrollera om det finns en utvidgning, gör först ett litet undersökningshål. Gör detta hål från dörröppningen och gör det litet i början. Att sticka ett litet hål kommer att begränsa mängden syre som kommer in i tuppkammaren eller andra slutna utrymmen. Om du släpper in tillräckligt mycket luft i utrymmet för att antända gasblandningen kommer du att stå i en säker position i dörröppningen. Om du drar i en stor sektion i mitten av rummet och cockloften tänds kommer hela taket att falla ner på ditt huvud.
Om ditt undersökningshål tyder på att det kan finnas någon form av eld, ska du kalla på en linje innan mer av taket dras ut. Kom ihåg att du skickades ut för att hitta eld. Om du hittar den, vad kommer du då att åstadkomma genom att exponera all denna eld utan något sätt att släcka den?
Flashovers och backdrafts måste förstås eftersom flera faktorer verkar för att öka frekvensen av dem. Brandbelastningen är förmodligen den enskilt största faktorn som motverkar dagens brandman. Ja, bränderna är hetare i dag. Detta är en kombination av två delar av brandbelastningen – mer plast och mer saker.
De brittiska värmeenheter (Btus) som avges av trä, bomull och papper i husbränder på 1950-talet uppgick i genomsnitt till cirka 8 000 per pund. Polyuretan, den mjuka plasten, avger 12 000 Btus per pund. Dessa mjuka plaster utgörs av skumkuddar, mattor och liknande. Den hårda plasten polystyren som TV-apparater, videobandspelare, leksaker och alla andra plastföremål i hemmet tillverkas avger 18 000 Btus per pund.
Se på vad du har i ditt hem. Minns du att du hade så mycket saker som barn? Kanske behöver du fråga dina föräldrar eller mor- och farföräldrar för att få det verkliga perspektivet. Varje generation vill se sin generation göra det bättre än den förra. Hur mäts denna framgång? Med fler saker.
Sedan energikrisen på 70-talet har byggnader blivit så täta som byggmaterialen tillåter. Nationella energibestämmelser har nu införts för att upprätthålla normer för energieffektivitet. Förutom att väggar och tak blir effektivare är energieffektiva fönster utformade för att hålla kvar värmen genom det som var den bästa indikatorn på brandförhållanden. Isolering i väggar och tak fångar upp värmen inne i konstruktionen. Denna instängda värme ökar den återkoppling av värmestrålning som krävs för att framkalla en övertändning. Fönster med termiska rutor håller kvar värmen i det ”döda luftutrymmet” mellan glasrutorna och fördröjer brytningen, vilket förhindrar brandens självutlösthet. Dubbelglasfönster är svåra att bryta sönder när ventilering krävs.
Elektronisk detektionsutrustning har utvecklats till en vanlig produkt på marknaden. Inbrotts- och branddetekteringsutrustning finns nu i alla typer av bostäder. Denna utrustning för tidig upptäckt ger brandkåren tidigast möjliga meddelande om brand. Denna fördel har dock också en nackdel. Tidig upptäckt kan locka brandmännen att gå in i en byggnad där branden befinner sig i ett begynnande skede (jag är inte på väg att döda dig). Det finns en möjlighet att missa några av de varningssignaler som visar att elden verkligen växer (jag kommer att döda dig-stadiet). Faran är när vi befinner oss i byggnaden när branden går in i det senare stadiet.
Det enda sättet att skydda brandmännen är att utbilda dem i att förstå brandmiljön. Vi måste kunna känna igen de signaler som branden ger. Vi måste alla se till helheten och vara medvetna om byggnaden vi befinner oss i och vår omgivning så att vi inte lockas in i en fälla. Det finns inte mycket förstahandsinformation om ämnet. De flesta av de människor som har erfarenhet av dessa händelser är inte här för att dela med sig av dem till oss. Vi måste lära oss så att vi kan överleva.
Endnoter
1. FDNY Firefighting Procedures, Engine Company Operations, kapitel 4, avsnitt 4.6.2.
2. FDNY Firefighting Procedures … Chapter 4, Sec. 4.6.6 3.
3. FDNY Firefighting Procedures … Chapter 4, Sec. 4.6.4.
■ CHRISTOPHER FLATLEY, en 16-årig veteran i New Yorks brandkår, är löjtnant som är placerad på Ladder 21 på Manhattan. Innan han befordrades var han placerad vid Ladder Company 2. Han är en nationellt certifierad brandinstruktör I och instruktör vid Rockland County Fire Training Center i Pomona, New York. Han har varit föreläsare vid FDIC och FDIC East.