Ventileren door brandweer –
Begrijpen van branddynamica
als de sleutel tot effectieve
ventilatie
Robin Zevotek, PE
Lead Research Engineer
IFV Conference
November 4th- 5th 2015
UL Firefighter Safety Research Institute
Overzicht van UL brandonderzoeken:
2006 – Stabiliteit van Houten Constructies bij Brand.
2007 – Blootstelling van Brandweermensen aan Rookdeeltjes
2008 - Impact van Horizontaal Ventileren
2009 – Veiligheid van Brandweermensen en Zonnecollectoren
2009 – Kelderbranden (NIST ARRA)
2010 - Impact van Verticaal Ventileren
2010 - Governors Island experimenten met FDNY en NIST
2011 – Brandoverslag en Zolderbranden
2012 - Studie naar Overdrukventilatie in Woningen
2013 - Impact van Brandbestrijding Gebruikmakend van Binnen- en Buitenaanval
2013 - Cardiovasculaire en Kankerverwekkende Risico’s bij Moderne Brandbestrijding
(IFSI)
2014 – Studie naar Trainingsomgeving bij Brandweer: Veiligheid, Betrouwbaarheid, en Blootstelling
Samenhangend Thema
3
Om vooruit te gaan, zal kennis van branddynamica de fundering moeten zijn onder het brandweer optreden,
ervaring en brandonderzoek moeten samenwerken om strategieën en tactieken te verbeteren.
Technologie zal dit systeem moeten ondersteunen met het voorbehoud dat geen enkele hoeveelheid techniek
kennis kan vervangen (Uitrukkleding, adembescherming, voorspellende middelen, blustechnieken, magische
widgets…)
Zonder verspreiding van onderzoeksresultaten is het nutteloos, (Verspreiden is een continu proces waar geen
wondermiddel voor bestaat)
Kennis brandweer
Training
Training Training
Training Training
Training Training
Training
Training Toepassen/incidenten Kritiek Herzien
Ervaren
Standaard richtlijnen voor optreden
Strategieën & Tactiek
Brandonderzoek
UL Firefighter Safety Research Institute DHS Ventilation Grants
Studie naar de effectiviteit van overdrukventilatie bij brandbestrijding in
eengezinswoningen rekening houdend met moderne constructietoepassingen2012 -
Impact van ventilatie op brandgedrag in oude en modern woningen2008 -
Studie naar de effectiviteit van verticale ventilatie en brandbestrijdingstactieken door
de brandweer in eengezinswoningen
2010 -
Redenen voor Ventilatie
Essentials of Firefighting
• Verminderen van hitte binnen
gebouw
• Reduceren brandverspreiding
• Verminderen potentieel extreem
brandgedrag
• Verbeteren van zicht binnen
gebouw
• Verbeteren efficiëntie
brandweerman
• Vergroten overlevingskans
slachtoffers
• Verminderen van rook- en
gebouwschade
Officers Handbook of
Tactics
• Aanvalsploegen in staat stellen
om het gebouw te betreden en
hun taken uit te voeren
(Venting for fire)
• Om verse lucht aan te voeren
om te ademen
(Venting for Life)
• Om het zicht bij het verkennen te
verbeteren
(Venting for Life)
Positive Pressure Attack
for Ventilation and
Firefighting
• Helpt bij het overleven en redden
van slachtoffers
• Beschermt brandweermensen
• Maakt toegang makkelijker
• Zorgt voor snelle benadering
vuurhaard
• Verminderd brandontwikkeling
• Verminderd schade aan gebouw
2008 - Impact van ventileren op brandgedrag in
oude en moderne woningen
DHS – 2008 Horizontale Ventilatie
7
Oud vs. Modern brand experimenten
• 2 experimenten op kamerschaal
• 2 experimenten op werkelijke schaal
Heat Release Rate brand experimenten
• 3 experimenten opkamerschaal
Experimenten werkelijke schaal
• 7x één verdieping gebouw
• 8x tweeverdieping gebouw
Brandstadiums
Ventilatie gecontroleerde brandkromme
Het forceren van de
toegangsdeur moet
beschouwd worden als
ventileren
11
Controle over toegangsdeur
12
Controle over toegangsdeur
13
Waar te ventileren en
waarom?
Ventileren dicht bij de vuurhaard
NEAR
FAR
NEAR
FAR
Laag ventileren vs. hoog ventileren
Ventileren raam verdieping (High)
• 600°F to 1700 °F in 120 sec
Ventileren raam begane grond (Low)
• 600°F to 1500°C in 250 sec
(Ventileren)
(Betreden)
(Isoleren)
(Zoeken)
Vent
Enter
Isolate
Search
VES or VEIS (Vent Enter Isolate Search)
VRAGEN
19
DHS – 2012 “Studie naar de effectiviteit van
overdrukventilatie bij brandbestrijding in
eengezinswoningen rekening houdend met moderne
constructietoepassingen”
www.ulfirefightersafety.com/training
• 400 pagina’s wetenschappelijk rapport
• 50 pagina’s tellende samenvatting voor brandweer
2010 - Studie naar de effectiviteit van verticaal
ventileren en brandbestrijdingstactieken door de
brandweer in eengezinswoningen.
DHS – 2010 Verticaal Ventileren
21
Heat Release Rate brand experimenten
• 3 experimenten op kamerschaal
Experimenten op werkelijke schaal
• 9x één verdieping gebouw
• 7x tweeverdieping
gebouw
22
4 ft bij 4 ft (±1,5m2) –temperaturen woonkamer
23
24
4 ft bij 8 ft (±3m2) –temperaturen woonkamer
Bij verticale ventilatie gaat het om het de route van de stroming
(stromingsrichting) en om timing
25
Figure Error! No text of specified style in document..1:
Experiment 5 Scenario
Figure Error! No text of specified style in document..2:
Experiment 9 Scenario
1
2
1
2
26
Figure Error! No text of specified style in document..1:
Experiment 6 Scenario
Figure Error! No text of specified style in document..2:
Experiment 10 Scenario
1
2
1
2
Verticaal ventileren – Ver weg en dichtbij
2012 - Studie naar de effectiviteit van
overdrukventilatie bij brandbestrijding in
eengezinswoningen rekening houdend met
moderne constructietoepassingen
Doel van overdrukventilatie als
aanvalstechniek• Gebruik van overdrukventilatoren om de
uitstroomrichting van gassen te veranderen.
• PPV – Gebruik van ventilatoren nadat de
vuurhaard onder controle is gebracht om
binnen normale (lucht)condities te krijgen
• PPA – Gebruik van ventilatoren voordat de
vuurhaard onder controle is gebracht in een
poging om stroomrichtingen te beïnvloeden
die het gevolg zijn van toetreding door de
brandweer.
DHS – 2012 Positive Pressure Attack
• 30 ‘koude’ stromingsexperimenten
Één- en tweeverdiepingen
• 25 Brand experimenten
- 15x één verdieping
- 10x tweeverdiepingen
• Meer dan 500 bezoekers gedurende de experimenten
29
Opbrengsten:
• 72 uur aan beeldmateriaal (Na montage)
• Meer dan 2 miljoen datapunten
• 750 grafieken
Experimentele Procedure – Koude Stroming
30
Blinde Selectie door Panelleden Gebaseerd op Stromingsresultaten
Iedere producent was uitgenodigd om ventilatoren te leveren
voor de blinde selectie
• Vijf producenten maakten hier gebruik van
• 12 Ventilatoren (1 Gas en 1 Elektrisch)
31
0
5
10
15
A B C D E *FTh
ou
san
ds C
FM
Single Story Fan Testing
Bedroom 2 (13.5 sq ft) Bedroom 3 (13.5 sq ft)
0
20
40
60
A B C D E *F
Pre
ss
ure
(P
a)
Single Story Fan Testing
Front Door Only Front Door & Bedroom 2 Window
* Selected fan
Koude Stroming Analyse – één verdieping
32
Selecteren Ventilator – Tweeverdiepingen
* Selected fan
0
5
10
15
20
25
A B C D E F
Thousa
ds C
FM
Two Story Fan Testing
Family Room 1 Window (27.8 sq ft)
Bedroom 3 Window (27.8 sq ft)
Positionering Ventilator en Stroming
33
Het plaatsen van de ventilator op grotere afstand van de deur,
levert niet noodzakelijkerwijs minder stroming op
Begrijpen instroom- en uitstroom ratio
34
VS.
Begrijpen instroom- en uitstroom ratio
35
VS.
Vent Limited
Lezen van de Toegangsdeur
36
Stroming in maar één richting kan bij de toegangsdeur niet worden bereikt. Stroming
aan de bovenzijde van de instroomopening betekend niet een ineffectieve PPA, maar
verandering van rookcondities in het gebouw duiden op de effectiviteit van PPA
Door
Voortdurende beoordeling van in- en uitstroom is essentieel:
37
Uitstroomopening kan u net zoveel vertellen als de
instroomopening.
Tactische Overweging # 7 –
38
PPA hoeft niet effectief te zijn in ‘open concept
woningen’ met vrij geschakelde ruimtes, waar
het vuur zich in de open ruimte bevindt.
17
Wat weten we tot nu toe?
Wat hebben we geleerd?
• Stromingen binnen gebouwen zijn complex
• Ventilatoren zorgen voor extra stromingen welke mogelijk nadelige effecten hebben op de condities binnen het gebouw.
• Stroming in maar één richting bestaat niet bij toepassing van PPA
• Het begrijpen van de gecreëerde stroming is essentieel voor een positief resultaat.
Hoeveel hebben we besproken?
• 3 van 25 Experimenten
• 5 van 750 Grafieken
• 2.5 min van 72 uur aan video
Alles overziend –
Tactische keuzes bij ventileren
Branddynamica bij ventileren
41
Overdruk, horizontaal en verticaal ventileren zijn tactische keuzes.
Niet één techniek werkt voor elk scenario.
Woonkamer
Branddynamica bij ventileren
42
Overdruk, horizontaal en verticaal ventileren zijn tactische keuzes.
Niet één techniek werkt voor elk scenario.
Eetkamer Keuken
Branddynamica bij ventileren
43
Overdruk, horizontaal en verticaal ventileren zijn tactische keuzes.
Niet één techniek werkt voor elk scenario.
Slaapkamer 1 Slaapkamer 3
Gratis online brandweertrainingen
www.ULfirefightersafety.com
44
Lightweight Collapse Horizontaal ventileren Kelderbranden Zonne-energie en veilig
optreden
Verticaal ventileren &
Blussing
(40,000+)
Effectieve tactieken
met FDNY en NIST
(36,000+)
Zolder & Buiten
branden
(27,000+)
Raak betrokken:
45
@UL_FSRI
facebook/ulfirefightersafety
ULfirefightersafety.com Modernfirebehavior.com