BRANDFÖRLOPP Från boken Inomhus-brand av Lars-Göran Bengtsson Målsättning Bild 1: Brandförlopps kurvan: Rita på tavla. Låt den vara kvar under hela lektionen. Fylls på efterhand. Initialbrand Bild 2 Tidiga brandförloppet: Brandstiftare: Från antändning - övertändning Till fullt utvecklad rumsbrand Föremålet som orsakat branden EX: Tv strykjärn spis levande ljus. Antändning av fasta material (Kemisk process) Avgörande för brandens utveckling Bränslet syresätts Värme Fasta materialer tänder vid: Att det finns tillräckligt med bränsle i start föremålet eller i dess närhet. Bränslekontrollerad Motsatsen ventilationskontrollerad dvs tillgången på syre ( Se faktaruta ) Bränslets placering i rummet, inredningens material är av betydelse för brandens utveckling Oxiderar Utvecklas vid den kemiska processen Genom strålning Värmeöverförning 300 400 grader om det finns en pilotlåga 500 600 grader för själantändning
Flamförbränning och glödbrand Flamförbränning ( Homogen oxidation ) Glödbrand ( Hetrogen oxidation ) Sker när bränsle och oxidation är i samma fas. Ex: Två gaser Sker vid ytan då bränsle och oxidation inte är i samma fas. Kan förekomma på ytan eller inuti porösa material om det finns syre Om värmen stannar kvar och underhåller processen kan självantändning ske Glödbrand producerar mycket pyrolysprodukter (Kolmonoxid) = giftig Flamspridningens hastighet över en yta är beroende på: Bild: 3-4 Materialets värme upptagnings förmåga Ytans geometri Ytans orientering Den omgivande miljön Stor värrmeupptagningsförmåga = långsam spridning Snabbare i ett hörn / mindre vinkel Spridning uppåt går fortare Förvärmd yta och temp ökning ger snabbare spridning Det tidiga brandförloppet Bild: 5 Tillräckligt med syre och bränsle för att branden skall fortsätta. Antändning och flamspridning sker på olika föremål och håll Branden är bränslekontrollerad, dvs syremängden är tillräcklig för att förbränna allt bränsle Syret finns i rummet antingen dörren är stängd eller öppen Oftast när Rdtj kommer till platsen Syret i ett stängt rum räcker 5 6 minuter Brandgaser och värmeeffekter Branden växer (I vissa fall kan brandgaserna antändas) Om värmeeffekten ökar För att detta skall ske krävs tillräckligt med syre och bränsle samt någon typ av tändkälla Snabb spridning Tryckökning
Bild: 6 Olika stadier med kurva Viktigt att kunna avgöra om branden är ventilations eller bränslekontrollerad Bränsle kontrollerad: Ventilations kontrollerad: Är den bränsle kontrollerad ökar inte branden när vi öppnar dörren Brandgaserna kommer inte att antändas Kan antända när vi öppnar Temp beroende för att brinna Kylning minskar risken för tändning Bild 7 Brandplym Bild: 8 Rep.Vad är Pyrolys Brandgaser som bildas vid brand består av De brännbara produkter som finns i brandgaslagret kommer från Ju mer ofullständig förbränning desto fler brännbara produkter i brandgaslagret Bränsle ventilations kontrollerad Startat vid 100 250 grader Brinner när den blandas med syre Oförbrända gaser kommer att följa med plymen och lagras i plymen Den luft som sugs in eller blandas in i gasströmmen och lämnas opåverkad De reaktionsprodukter som bildas vid branden. Pyrolysen oftast från taket Ofullständig förbränning från själva brandhärden Sot kräver 1000 grader för att energin skall omvandlas till värme. Det är därför svarta brandgaser strömmar ut ur brandrummet. Produkten av oförbrända brandgaser är avgörande för om brandgaslagret ska kunna antändas. Om de oförbrända brandgaser som samlats i brandgaslagret antänds kommer strålningsnivåerna att öka drastiskt i rummet. Detta leder i sin tur till att andra material antänds. Branden växer snabbt och sprider sig Ventilationens inverkan på förbränning seffektivitet en Ju mindre ventilation desto lägre blir förbränningseffekten och mer gaser samlas in i brandgaslagret Är rummet tillslutet är risken stor att det finns mycket oförbrända gaser
Plaster innehåller mycket energi. Om ventilationen är dålig bidrar de ofta till att en övertändning uppstår Innehåll i oförbrända brandgaslager (Information) Flammor: (Bra att veta om flammor) Bild: 9 Kolmonoxid Cyanväte Kvävedioxid Ammoniak Klorväte Oförbrända kolväten En flamma: Viktigt att komma ihåg Vanligast oftast den primära dödsorsaken Av produkter som ull silke nylon och polyuretan. Är färglös och leder till kvävningsdöden Från tyger kan orsaka omedelbart dödsfall Från ull silke och nylon Från isoleringmaterial = sot Är i reaktionen mellan luft och bränsle. Nästan alltid turbulent vid brand Svårt att för Rd att avgöra Huvudsaken att han förstår risker och åtgärder För att bränslet skall kunna brinna måst det omvandlas till gas. (Undantag glödbrand) Om brandgaserna skulle antändas i ett slutet utrymme är det troligt att branden övergår till ventilationskontrollerad om det inte tillkommer några öppningar. Förblandade flammor Uppstår när bränslet är jämt fördelat och blandat med luft Ju högre temp det är i brandrummet Spontan antändning För att den förblandade flamman skall kunna brinna måste den befinna sig inom brännbarhets området Förklara brännbarhetsområde Desto lättare antänder gasmassan eftersom mer pyrolysgaser har bildats. Sker vid 500 600 grader. Är ovanligt Diffusions- Ex: Stearinljuset Bränslet är stearinen - bränslet sugs
flamma Laminär diffusions flamnma Turbulent diffusions flamma Typ ex: Stearinljuset När bränslet har en högre hastighet än syret sker sammanblandningen i virvlar Turbulenta flammor uppstår i: upp i veken där det övergår i gasfas och förbränningen sker. Bränsle och syre strömmar jämsides med varandra med låg hastighet. Turbulenta flammor karakteriseras av: Oregelbunden virvelrörelse Snabb diffusion Tunt och regelbundet reaktionsskikt Snabba förändringar Gränsskitet mellan bränsle och luft Befinner sig inte i brännbarhets området Är varken varma eller feta (förblandad flamma) Brand i brandgaslagret är nästan alltid diffusionsflamma Vid de flesta bränder utgörs flammorna av turbulenta diffusionsflammor Skillnaden mellan förblandade och diffusionsflam mor Släckning av flammor Antändning av brandgaser Är den förblandad kommer det att gå snabbt Diffusions flamman Deflagration Brandgasexplosition Temperaturen sjunker Vattnet kyler ner det brinnande materialet Kan ske i själva brandrummet Och i intilliggande utrymmen 3 5 m/sek Expanderar 5 8 ggr när den antänder Är långsammare 15 30 m/sek Är en förblandad flamma (Backdraft) Oftast tändning i angränsande rum Gaser som av värme eller termisk tändkälla antänds Vilket gör att energin till flamman försvinner och flamman slocknar Till en temp som gör att materialet inte längre avger brännbara gaser
Bild 10 Bild:11 Tryckförhållan de i öppna och slutna rum Bild: 12 Tryck mäts i Pascal Vattenångan upphettas Tryckförhållande inne i brandrummet Stigkraften tillsammans med den termiska expansionen Bränsle eller ventilations kontrollerad (Har ingen betydelse) 101300 Pa är normaltryck Eller 101,3 kpa Tar energi från flammorna (Gasfasverkan) Alltid ett övertryck uppe i taket Undertryck nere vid golvet Var neutralzonen blir beror bla på: Vad som brinner Hur länge har det brunnit Temp i brandrummet Temp skillnaden mellan under och övertryckszonen är markant Gör att brandgaser tränger ut i övre delen av rummet Neutrallager Tryck: över/under Hur man kan utnyttja trycken! Avgörandet är pyrolysen Hur mycket brännbara gaser den skapar Slutet rum ger högre tryck öppning ger omedelbart en trycksänkning 1 Pa motsvarar trycket från ett pappers ark Vid 100 Pa är det svårt att öppna en dörr En fönsterruta på en kvm. Splittras vid 1 5000 Pa Uppmätta tryck i brandrum: Stängt 100 Pa Öppet 4 5 Pa Avgörande för trycket är: Tryckförhållande i stängt eller nästan stängt Tiden (hur länge har branden pågått) Byggnaden ( storleken höjden mm) Avståndet från branden Mängden av brandgaser Pressar ut brandgaserna Branden är? Troligtvis ventilationskontrollerad. Ingen ventilation utan åtgärder Normalt finns ett visst läckage i brandrum vilket medför att trycket sällan blir mer än några tiotal Pa
Bild: 12 Tryckförhållanden i öppna rum Tydlig tvåskikts indelning Gör att gaser strömmar ut ur rummet Luft strömmar in Temp skillnad Neutrallagrets tryck är samma som yttre omgivningen Bild: 13 Definition av begreppet övertändning: Ett stadium under rumsbranden där den termiska strålningen från branden, de varma brandgaserna och de varma omslutningsytorna orsakar att alla brännbara ytor i brandrummet pyrolyserar. Detta sammanhängande övergångsstadium av ökande brand kallas övertändning Bild:14 Vad som sker i brandrummet När det blir en övertändning Övertändning utgörs av en tidsperiod Har tillgång till syre Brandförloppet fortsätter Värmen i brandgaslagret ökar Strålningen mot andra delar av rummet ökar Accelererar och kommer att leda till en övertändning O.B.S. En övertändning leder alltid till en fullt utvecklad rumsbrand Kan ingen människa befinna sig i brandrummet Branddräkten: Ca 20 sek om vi inte agerar. Tiden mellan A B kan vara kort Perioden vara från det att branden är lokalt belägen tills det hela rumsvolymen är involverad i flammor Branden är bränslekontrollerad till dess att övertändningen sker Blir där efter ventilationskontrollerad
Temperaturen i rummet Värmestrålningen till golvet Uppmätta temperaturer Det är alltid temperaturen som avgör om det blir en övertändning eller inte Måste uppgå till 20kW Man klarar vid en lägenhetsbrand att bekämpa en brand på 15 20 MV 450 770 grader Normalt mellan 600 700 grader Bild: 13 Förutsättningar för övertändning Processer i brandgaslagret Bild: 14 På väg mot övertändning Styrs av : Brandgaslagret Oförbrända gaser i brandgaslagret När flamman växer, slår igenom brandgaslagret och når taket Brandgaslagret sjunker Stålningen ökar nu kraftigt 1. Den energi som når bränslet men som inte används till förångning 2. Värmen från flamman 3. Strålningen från omgivande områden Antänds strax innan övertändningen Består av diffusionsflammor Beroende på att de inte hinner att blandas Bildas när syretillförseln är otillräcklig Ju mindre syre desto mer oförbrända gaser Leder till förbränning Som i sin tur leder till en kraftig ökning av den externa strålningen Kritiskt läge När temp når 600 grader kan övertändningen starta Syretillförseln minskar till den övre flamman Förbränningen blir mindre effektiv Temp ökar eftersom varmare luft tränger in i brandgasplymen Flamman kommer nu att bestå till större delen av oförbrända gaser Temp 800 1000 grader Vi närmar oss övertändningen Under förutsättning att det finns bränsle och tillgång på luft
Om ytskiktet i taket är brännbart Kommer bränsle rik blandning att bildas vid taket Flamman kommer att brinna på undersidan Är av mindre vikt Huvudsaken att Rd förstår vad som sker pga värmen Strålnings nivån kommer att bli hög när brandgaslagret antänds. Risk bedömning Att kunna bedöma faran Rökdykarna är mest utsatta Men även pers. på utsidan skall kunna Förändringar kan ske på några sek. Oftast diffusionsflammor vilket gör att branden går att kontrollera Brand gasernas färg Tjock, tung svart Ljusa brandgaser Bildas vid förbränning av kolväten och innehåller sot. ( Ju mer underventilerad desto mer rök ) Är inte ofarliga Kan innehålla plaster eller mycket höga temperaturer över 1000 grader Bild: 17 Kommentarer till bilden Kännetecknen på en förestående övertändning är inte alltid given. Brandgasernas färg kan inte alltid tolkas som risk. Man måste kunna väga samman ett antal kännetecken för att kunna få en bra uppfattning om en övertändning är förestående. Känne - tecken på en nära förestående över - tändning Åtgärder Rumstemperaturen Flammorna Brandgasernas hastighet Pyrolysgaser Viktigt att åtgärda innan! Ökar kraftigt (Branden skjuter fart ) Börjar synas uppe i brandgaslagret Kan bero på: 1 Takmaterialet är brännbart 2 Flammorna är längre än takhöjden Ut ur rummet ökar ( Syns lättast utifrån ) Från lugnt läge till Övertändning på 15 20 sekunder Avges från alla brännbara ytor ( Det ryker från föremålen) Man klarar att släcka effekter upp till 15 20 MV när övertändningen sker Är större mått än normal lägenhetsbrand Bränder där fönsterrutor går är jämförbara
STANNA UPP OCH FUNDERA 1. Vilken temperatur uppstår vid en övertändning 2. Övertändningen beskrivs som en period, hur lång tid är det frågan om. 3. Vilka mekanismer är avgörande för en övertändning 4. Hur skall man skydda sig mot en övertändning 5. Vilka kännetecken finns för övertändning 6. Enligt statistiken sker övertändning sällan. Varför? Fullt utvecklad rumsbrand och avsvalningsfas Bild: 18 Bild: 19 Övertändning leder alltid till fullt utvecklad rumsbrand Avsvalningsfasen Hur kan branden spridas Fullt utvecklad rumsbrand påverkas av Beror på att branden är ventilations kontrollerad Branden producerar ett överskott på brännbara gaser Kan på under lång tid. (Flera timmar) Temp 800 900 grader så länge det finns syre och bränsle Kan pågå under lång tid Vanligt att branden övergår till att vara bränslekontrollerad Vanligt att det blir glödbränder Ledning-Strålning-Konvektion Bilden Bild: 20 Vad kan hända? Fyra exempel Att fundera på - Återkommer senare