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

Vragen en Discussie

Contactgegevens:

Robin Zevotek, PE

Robin.Zevotek@ul.com

847-664-1807