Überleben auf dem Flow-Pfad
Survive in the Flow-path
Autor: Dr. Paul Grimwood
Übersetzung: mit freundlicher Genehmigung vom CTIF
Der Strömungsweg ist der Weg, den die Luft nimmt, wenn sie in das Gebäude strömt, um das Feuer zu speisen, und der Weg, den Feuer, Rauch oder Hitze nehmen, um das Gebäude zu verlassen.
Was ist ein "Fließweg" bei einem Gebäudebrand?
Abgesehen von unmittelbaren Rettungsmaßnahmen an der Außenseite eines Gebäudes kann es für Bewohner und Feuerwehrleute lebenswichtig sein, bei einem Gebäudebrand die Kontrolle über das Lüftungsprofil zu übernehmen und aufrechtzuerhalten und von der sichersten und effektivsten Eintrittsstelle aus vorzugehen.
Ein Einsatz von der Eingangstür oder von der "unverbrannten" Seite des Feuers aus ist nicht immer die beste Option.
- Wie ist die Windstärke und -richtung?
- Gibt es Windböen, die sich auf das Feuer auswirken könnten?
- Gibt es mehrere Öffnungen oder nur eine?
- Handelt es sich wahrscheinlich um ein Feuer in einem einzigen Raum oder hat sich das Feuer auf andere Stockwerke ausgebreitet?
- Betreten wir den höchsten Punkt in einem Gebäude mit mehreren Stockwerken, mit möglichen Öffnungen unter uns?
Wir müssen alle drei Faktoren in den Griff bekommen. Wir müssen uns jederzeit darüber im Klaren sein, wohin sich das Feuer bewegt und wie sich dies ändern könnte (oder wie wir es ändern können) und wie sich die Dichte der Brandlast auf die Hitzebelastung der Feuerwehrleute auswirken könnte, wenn ein zunehmendes Lüftungsprofil das Feuer verstärkt.
Externe Indikatoren für die Richtung des Brandverlaufs
Am Anfang steht die 360-Grad-Analyse, bei der alle anderen Informationen berücksichtigt werden, die der Einsatzleiter erhält, einschließlich visueller, verbaler, gefühlter und akustischer Informationen. Dies kann eine sehr stressige Zeit sein, in der es gilt, eine Situation zu stabilisieren und die Kontrolle über den Brandherd zu erlangen.
- Wo sind die Öffnungen? Was bewirken sie?
- Entwickelt sich der Rauch oder die Flamme langsam und träge, vielleicht durch den Wind, oder befindet sich das Feuer im Anfangsstadium? Ist der Rauch hell oder dunkel?
Wenn der Rauch sich schnell bewegt und schwarz ist, ist das Feuer höchstwahrscheinlich stark unterbelüftet und steuert auf seinen Höhepunkt zu.
Schauen sie sich die Lüftungsöffnungen genau an. Wo befindet sich die neutrale Druckebene (NPP)?
Sind sie von oben bis unten vollständig mit Rauch oder Flammen gefüllt oder gibt es im unteren Teil eine Lücke, durch die Luft einströmt?
Wenn sie vollständig gefüllt sind, kann an einer anderen Stelle im Gebäude Luft eindringen und die Tür zu diesem Raum ist mit Sicherheit offen.
Erfolgt der Einsatz von der Vorderseite, der Rückseite oder der Seite des Gebäudes?
Denken sie daran, dass wir im schlimmsten Fall gegen ein windgetriebenes Feuer vorgehen müssen. Wenn wir den Wind im Rücken haben, brauchen wir dann einen Lüftungsschacht auf der anderen Seite, falls das Feuer auf uns zurückschlägt?
In vielen Fällen haben wir nicht die Möglichkeit, solche Optionen zu nutzen.
Idealerweise sollten die Abluftöffnungen größer sein als die Zuluftöffnungen, es sei denn, sie befinden sich auf der windzugewandten Seite des Gebäudes.
Je kleiner die Entlüftung auf der windzugewandten Seite ist, desto weniger kann der Wind den Strömungsweg beeinflussen. Wind, der durch bodennahe Öffnungen wie z. B. große Schiebefenster auf der Terrasse eindringt, erzeugt wahrscheinlich die stärksten Strömungswege.
Ist das Gebäude zweistöckig und liegt eine Seite tiefer als die andere?
Werden wir in einem solchen Fall von oben in den Brandherd eindringen oder wäre es besser, von einer niedrigeren Ebene aus einzudringen?
Wenn wir die höhere Ebene wählen, um in das Gebäude einzudringen, kann der Ausfall von Fenstern in der unteren Ebene dazu führen, dass eine Strömung mit hoher Geschwindigkeit direkt auf uns zukommt!
Wie unsere eigenen Handlungen den Strömungsweg beeinflussen können
Berücksichtigen sie PPV; taktische Belüftung; Isolierung und Eingrenzung; Türeingang; 360 und Windrichtung; (Einsatzpunkt)
Die Feuerwehrleute sollten immer versuchen, wie folgt vorzugehen:
- Stellen sie sicher, dass vor dem Einsatz eine effektive 360-Grad-Messung durchgeführt wird, sofern dies möglich ist.
Beginnen sie mit einer Standardposition, in der sie das Gebäude abriegeln und die Zugänge schließen, bis sie bereit für den Einsatz sind. Fühlen sie die Tür auf Hitze und beobachten sie die Rauchindikatoren, um eine Vorstellung davon zu bekommen, ob das Feuer stark unterbelüftet ist und nach Luft sucht.
- Erwägen sie, die Tür gewaltsam zu öffnen und ein sicheres Türöffnungsverfahren mit einer geladenen Schlauchleitung anzuwenden.
Jede Tür ist eine Belüftungsstelle! Überlegen sie, ob durch das Schließen der Eingangstür das Wachstum und die Intensivierung des Feuers gestoppt oder drastisch reduziert werden kann. Einsatz von der Luvseite des Gebäudes aus, wenn möglich. Die Feuerwehrleute müssen stets auf der kühlen Seite des Strömungsweges arbeiten. Die Feuerwehrleute dürfen sich nicht auf die heiße Seite des Strömungsweges begeben, ohne das Feuer von ihrer Position aus zu isolieren (VEIS). Die Feuerwehrleute müssen jede Umkehrung des Fließweges vorhersehen und sich darauf vorbereiten - berücksichtigen sie Fluchtwege und -methoden!
- Techniken zur Umkehrung des Strömungsweges anwenden, um den Wärmestrom an der Position der Feuerwehrleute zu reduzieren oder einen bidirektionalen Strömungsweg in einen unidirektionalen umzuwandeln
Berücksichtigen sie bei der Entlüftung zunächst, wie sich dies auf den Strömungsweg und die Brandentwicklung auswirken könnte.
Schaffen sie niemals eine Öffnung, durch die sich Feuerwehrleute zwischen dem Feuer und der Entlüftungsöffnung befinden oder durch die der Strömungsweg in ihre Richtung umgekehrt wird.
Entlüften sie fast nie auf der Luvseite des Gebäudes, wo sich Feuerwehrleute oder Bewohner auf der Leeseite aufhalten könnten. Eine koordinierte und kommunizierte VEIS-Aktion kann der einzige Fall sein, in dem sie dies tun sollten! Der Entlüftungsauslass sollte im Allgemeinen gleich groß oder größer sein als der Entlüftungseinlass. Bei der Entlüftung eines Gebäudes mit dichter Brandlast müssen sie sich darüber im Klaren sein, dass die Temperaturen für die Feuerwehrleute unerträglich werden können, da sie nicht in der Lage sein werden, einen Innenangriff über einen angemessenen Zeitraum aufrechtzuerhalten.
Nutzen sie jede Gelegenheit für einen Übergangsangriff von außen, wenn dies den Feuerwehrleuten einen sichereren Zugang zu einem möglichen windgetriebenen Szenario verschaffen kann.
Umkehrung der Fließrichtung
Eine Umkehr der Fließrichtung kann sehr gefährlich sein, aber auch sehr vorteilhaft, wenn sie bei der Brandbekämpfung eingeplant wird. Stellen sie sich vor, sie fahren mit hoher Geschwindigkeit auf einer dreispurigen Autobahn im dichten Verkehr und plötzlich haben alle Autos gewendet und fahren mit der gleichen Geschwindigkeit wieder auf sie zu! Das klingt ziemlich beängstigend, oder?!
Diese Analogie veranschaulicht, wie die Umkehrung der Fließrichtung plötzlich auftreten kann! Das Phänomen, das als Strömungsumkehr bezeichnet wird, ist für mehrere Todesfälle unter Feuerwehrleuten verantwortlich und muss vorhergesehen und kontrolliert (oder besser vermieden) werden.
Wenn man sich Brandvideos von simulierten oder geübten Flurbränden anschaut, könnte man sich fragen: Wie kommt es, dass ein Feuer beim Verlassen einer Brandwohnung nach rechts und nicht nach links abbiegt (oder andersherum)? Denken sie darüber nach!
Die Gefahren, die mit der Umkehrung der Fließrichtung bei Außenwind verbunden sind, sind nicht nur für Hochhausbrände reserviert. Ein windgetriebener Brand kann jederzeit und in jedem Gebäude entstehen.
Kennen sie die Windgeschwindigkeit und -richtung, wenn sie sich zum Dienst anmelden und berücksichtigen sie diese beiden kritischen Merkmale bei der taktischen Einschätzung und dem Einsatz bei jedem Brand, wenn sie aus dem Feuerwehrfahrzeug aussteigen.
Wenn das Feuer aus einer Öffnung, z. B. einem Fenster in einem unteren Stockwerk, nach außen dringt, aber eine Öffnung in einem höheren Stockwerk oder auf dem Dach geschaffen wird. Die ursprüngliche Fensteröffnung kann dann zu einem Lufteinlass werden, und der Strom heißer Gase und Rauch kehrt seine Richtung um und bewegt sich auf die höher gelegene Öffnung zu.
Eine Umkehr der Strömungsrichtung kann auch auf andere Weise eintreten, z. B. wenn ein Fenster ausfällt oder entlüftet wird und Wind in die Öffnung eindringt, so dass sich das Feuer in Bereiche mit niedrigerem Druck im Gebäude bewegt.
Auch wenn automatische Rauchabzugssysteme falsch konfiguriert sind, so dass sie heißen Rauch und Gase in Richtung der Zugangstreppe ziehen, anstatt von ihr weg, kann dies den Strömungsweg in Richtung der vorrückenden Feuerwehrleute in einem Korridor umkehren.
Es gibt weitere Fälle, in denen der Strömungsweg umgekehrt werden kann, wenn die Luft tatsächlich einen Treppenschacht hinunterströmt, weil durch die Brandausbreitung Öffnungen entstehen oder geschaffen werden. Einige Rauchschutzsysteme sind sogar so konzipiert, dass sie die Verbrennungsprodukte in einen Rauchschacht im Gebäude leiten.
Die Gefahren einer Umkehrung des Strömungsweges liegen auf der Hand, wenn sich die Feuerwehrleute auf der kühlen Seite des Strömungsweges aufhalten und dieser sich dann umkehrt. Einige Entlüftungsmaßnahmen können jedoch sogar Rauch und Hitze von den Feuerwehrleuten wegziehen und sie in den kühlen Bereich bringen.
Lüftungsprofil und Wärmeprofil
Das Lüftungsprofil hängt von der Größe der Öffnungen, der Windstärke und der Luftmenge ab, die in das Gebäude eindringen und die Brandentwicklung beeinflussen kann, sowie von der Menge an Wärme und Verbrennungsprodukten, die das Gebäude verlassen können.
Der Fließweg ist der Weg zwischen den beiden (oder mehreren) Punkten. Das Wärmeprofil bezieht sich auf die Brandintensität (gemessen in MW) und die Geschwindigkeit der Brandentwicklung bzw. der Brandausbreitung (gemessen auf einer Zeit-Temperatur-Kurve oder als Brandausbreitungsrate in Quadratmetern/Minute).
Kontrolle des Fließweges zum taktischen Vorteil
Schornsteineffekt, Temperaturunterschiede zwischen Innen- und Außenseite; Entwurf und Konfiguration von Rauchkontrollsystemen;
Drei Hauptmethoden zur Steuerung des Strömungsweges:
- Isolierung des Strömungsweges (Schließen von Türen; Verwendung von Rauchschutzvorrichtungen und Windschutzvorrichtungen)
- Belüftung des Strömungsweges (Umkehrung des Strömungsweges mit Absicht)
- Kühlung der in Deckennähe vorhandenen Brandgasschicht (3D-Wassernebel)
Bei diesen drei taktischen Ansätzen hat der Einsatz eines Überdruckbelüftungsangriffs (PPA) (oder Hydrovent) höchstwahrscheinlich die größte Auswirkung auf die Kontrolle des Strömungsweges zum Vorteil der mit wenig Personal ausgestatteten Einsatzkräfte.
Brände in Korridoren: In Situationen, in denen sich Feuer und Rauch in den Fluren des Gebäudes ausbreiten, gibt es mehrere Faktoren, die dazu führen können, dass sich ein Strömungspfad bildet:
- offenes oder feuergeöffnetes Fenster in einer Wohnung
- offenes Treppenhaus
- Vorhandensein und Größe einer Öffnung am Kopfende der Treppe
- Öffnung in einem Rauchschacht
- erzwungene Luftströmung durch Rauchabzugsanlage
Die Richtung und Geschwindigkeit der Strömung wird bestimmt durch:
- die Höhe des Brandgeschosses in einem hohen Gebäude (Kamineffekt)
- externe Windbedingungen und -richtung
- die Auslegung und Aktivierung eines Rauchschutzsystems
- die Konfiguration des Rauchschutzsystems
Der Feuerwehrkommandant muss die wahrscheinlichen Auswirkungen auf die Strömungsrichtung und -geschwindigkeit ermitteln und überlegen, wie diese bei Bedarf umgekehrt werden können, um die Brandbekämpfung zu unterstützen, insbesondere in langen Fluren.
So können beispielsweise die Türsteuerung an einer Treppe, die Lüftungssteuerung an einem Treppenkopf und die Deaktivierung des Rauchkontrollsystems eingesetzt werden, um einen Strömungsweg umzukehren oder umzuleiten, was einen taktischen Vorteil darstellt.
In diesen langen Korridoren ist fast immer ein Lüftungsstrom vorhanden. Dieser Strömungsweg bestimmt die Flammengeschwindigkeit in den darüber liegenden Gasschichten, und bei Luftgeschwindigkeiten am Boden von etwa 6 m/s (13,4 mph), die auf das Feuer zustreben, gibt es einen erheblichen Kühleffekt an den Einsatzorten der Feuerwehr.
Dieser Kühleffekt im Strömungsweg kann von den Feuerwehrleuten genutzt werden und verhindert zunächst, dass hohe Wärmeströme von brennenden Gasen in der Luftschicht auf den Boden treffen. Je schneller sich die Gasschicht bewegt, desto stärker wird die kühle Luftmasse von unten angesaugt.
Bei einem Zimmerbrand wäre dies für die Feuerwehrleute gefährlich, aber in einem langen Korridor bleibt die brennende Gasschicht eine Zeit lang hoch, bis ein Außenwind den Strömungsweg umkehrt oder sich Oberflächenverkleidungen entzünden, wodurch die Wärmeschicht nach unten sinkt und schließlich den Raum ausfüllt.
Daher kann bei kurzen Korridorabschnitten von der Treppe aus das Licht des Feuers genutzt werden, um die Düse effektiv in der Nähe der Stelle zu positionieren, an der das Feuer in den Korridor eintritt, bevor die Düse geöffnet wird und die Rauchschicht sofort auf den Boden fällt. Mit ein paar Wasserstößen in die Decke, wo es nötig ist, kann die Sicht aufrechterhalten werden, bis ein direkter Aufsatz mit hohem Durchfluss auf das Feuer gerichtet wird.
Brände im Treppenhaus:
Wenn Rauch und Hitze oder sogar Feuer in einen Treppenschacht eindringen, kann dies erhebliche Auswirkungen auf die Bewohner in den darüber liegenden Stockwerken haben. Die Ausbreitung des Rauchs in den oberen Stockwerken wird die Bewohner wahrscheinlich zu den Fenstern zwingen, sofern sie diese erreichen können. Wenn sie die Fenster öffnen, kann dies dazu führen, dass sich die Hitze oder das Feuer im Treppenhaus verschlimmert. Diejenigen, die die Fenster nicht erreichen können, werden möglicherweise überwältigt und an der Flucht gehindert. Daher ist es wichtig, dass die Treppen jederzeit vor Rauch geschützt sind, damit die Feuerwehrleute aufsteigen und die Bewohner fliehen können.
Wenn das Feuer tatsächlich im Treppenschacht ausgebrochen ist, können die Bedingungen in den oberen Stockwerken schwerwiegend sein. Das Aufbringen von Wasser am Fuß der Treppe kann in Verbindung mit einer Belüftung am Kopf der Treppe verwendet werden, um einen Aufwärtsstrom von Wasserdampf zu erzeugen, der ein Feuer im Treppenhaus sehr schnell unter Kontrolle bringt.
Die Verwendung von PPV zur Zwangsentlüftung einer Treppe sollte vermieden werden, bis sichergestellt ist, dass sich das Feuer nicht auf die Stockwerke ausgebreitet hat. Das Schaffen oder Zulassen von Öffnungen am Kopf der Treppe kann sich in zweierlei Hinsicht auf das Feuer auswirken. Bevor das Feuer unter Kontrolle ist, kann eine Öffnung das Feuer oder den Rauch in die Treppe "ziehen" und eine Umkehrung des Strömungsweges verursachen.
Wenn das Feuer unterdrückt wurde und unter Kontrolle ist, wird eine offene Dachentlüftung im Treppenhaus die Rauchgrenze erhöhen und die Hitze und den Rauch aus den oberen Stockwerken schnell freisetzen. Es gibt viele wissenschaftliche Untersuchungen, die Dachentlüftungen in Treppenhäusern unterstützen, aber der Zeitpunkt ihrer Öffnung kann kritisch sein, abhängig von eventuellen Öffnungen in den unteren Stockwerken des Treppenhauses in Bezug auf den Brandort.
Autor:
- Dr. Paul Grimwood
Originalartikel: Survive in the Flow-path
Übersetzung mit freundlicher Genehmigung vom CTIF
