Backdraf – část 2

Jak vyplývá z definic backdraftu, může k backdraftu dojít při explozivním hoření hořlavých plynů a par v prostoru, který má určité charakteristiky ovlivňující intenzitu sdílení tepla a ventilaci.

Přítomnost hořlavých plynů a par je možné v dnešní době předpokládat u všech bytových požárů a u většiny požárů v jiných objektech, zejména pokud mají malou půdorysnou plochu, malý objem a dostatečné množství hořlavých hmot. Nakumulování hořlavých hmot je způsobeno masivním používáním plastických hmot ve všech oblastech lidské činnosti. Mimo své výjimečné mechanické vlastnosti, chemickou odolnost a jiné charakteristiky je bohužel většina plastických hmot hořlavých nebo schopných pyrolýzy. Produkty těchto procesů jsou zpravidla toxické a hořlavé. Podle svého chemického složení a podmínek při hoření obsahují oxidy uhlíku, dusíku, síry, fosforu, kyanidové sloučeniny, aminy apod. a při zahřívání uvolňují hořlavé uhlovodíkové produkty. Přítomnost oxidovadla – 21 % objemových kyslíku – v přivedeném čerstvém vzduchu je samozřejmá a předpokládám, že jí není nutné rozvádět.

To, že backdraft nenastává u většiny požárů, je způsobeno dalšími limitujícími podmínkami, které spolu úzce souvisí.

První limitující podmínkou je intenzita sdílení tepla. Pro vznik backdraftu je nezbytně nutné, aby se zplodiny hoření a pyrolýzy udržely po uhasnutí plamenů nad teplotou vznícení. Tuto teplotu předpokládám v hodnotách cca 500o C až 600o C. To znamená, že odvod tepla stavebními konstrukcemi a ventilací bude stejný nebo nižší, než teplo dodávané požárem. Bezplamenné hoření má podstatně nižší množství uvolněného tepla než plamenné z důvodu nedostatku kyslíku pro exotermní reakce. Proto je nezbytnou podmínkou pro vznik backdraftu tepelně izolovaný a uzavřený prostor. Při pokusech s backdraftovými kontejnery je to provedeno použitím tepelné izolace s nízkým součinitelem prostupu tepla. Běžně používané stavební konstrukce (cihly, beton, železobeton, plech) tak dobré tepelně izolační vlastnosti postrádají a akumulují popř. odvádějí teplo v takové míře, že teplota v požárem zasaženém prostoru klesne po určitém čase pod teplotu vznícení.
Druhou limitující podmínkou je dostatečné utěsnění prostoru proti přívodu vzduchu, který by udržel plamenné hoření. Tato podmínka vyžaduje, aby byly ohraničující stavební konstrukce celistvé a neměly žádné otevřené stavební otvory (např. okna, ventilační průduchy apod.). Tuto podmínku splňují např. sklepy, místnosti nesousedící s obvodovými zdmi, místnosti bez oken, popř. místnosti, jejichž stavební otvory jsou vybaveny výplněmi s požární odolností a podhledové prostory. I tato podmínka způsobuje výjimečnost backdraftu. Běžně používané výplně oken a dveří udrží v podmínkách požáru celistvost řádově po několik desítek sekund. Poté jsou narušené tak, že jimi do prostoru hoření proniká čerstvý vzduch a ven zplodiny hoření. Pokračuje tak plamenné hoření a backdraft nemůže nastat.

Faktory ovlivňující zásahovou situaci

Při hašení požárů ovlivňuje situaci při zásahu mnoho faktorů. Ty pak předurčují zvolenou taktiku. Konkrétní zvolená taktika pak znamená různá nebezpečí pro zasahující hasiče. K hlavním určujícím faktorům patří:

• čas,
• informace o situaci,
• místo a doba zásahu,
• síly a prostředky zasahujících jednotek,
• zkušenosti velitele zásahu,
• zkušenosti zasahujících hasičů.

Nedostatek času je nejkritičtějším faktorem. Rychlost, s jakou je někdy třeba provést nezbytné úkoly při zásahu, nutí hasiče k zanedbávání bezpečnostních opatření. Nejvíce jsou ohroženy průzkumné skupiny, které při získávání informací o situaci vstupují do objektů zasažených požárem. Dále jsou ohroženi hasiči, kteří bez jištění vodním proudem otevírají dveře a okna do místností, v nichž probíhal požár.
Další okolností, která má velký vliv na ohrožení hasičů, jsou informace o situaci na místě zásahu – zejména o ohrožených lidech. Pokud jsou požárem ohroženy osoby, je jejich záchrana prvořadým cílem. Ve snaze o co nejrychlejší splnění tohoto úkolu není často možné zabezpečit zasahující hasiče proti různým nebezpečím, včetně nebezpečí ohrožení backdraftem. Není čas na provedení odvětrání, zjišťování příznaků potenciálního backdraftu, jištění vodními proudy při vnikání do místností a jiných opatření.
Místo, kde došlo k požáru a doba, kdy probíhá, jsou neméně významné. Je velký rozdíl v taktice zásahu v průmyslovém podniku a v obytné budově. Záleží zejména na množství potenciálně ohrožených osob. Pokud dojde k požáru v noci, je třeba předpokládat zhoršenou orientaci ohrožených osob i hasičů. Zvládnutí takové situace v spojení se zhoršenými optickými podmínkami (zakouření) může způsobit přehlédnutí příznaků možného vzniku backdraftu.
Dostupné síly a prostředky předem určují volbu taktiky. Pokud nepostačují síly pro záchranu osob i pro odvětrávání nebo není-li jednotka vybavena výškovou technikou a ventilátory pro provedení odvětrání, zvyšuje se nebezpečí vzniku backdraftu a tím i ohrožení zasahujících hasičů.
Nebezpečí ohrožení hasičů backdraftem se snižuje zkušenostmi hasičů a zejména jejich velitele. Pokud o nebezpečí backdraftu vědí a znají jeho příznaky, mohou mu předcházet. Pokud má velitel zkušenosti s používáním nových taktických postupů, může nařídit předchozí odvětrání zasaženého prostoru, provést je správným způsobem a tím míru ohrožení snížit.

Příznaky možnosti vzniku backdraftu

Požáry se obecně vyznačují čtyřmi příznaky. Někdy jsou pozorovatelné všechny, jindy jen některé. Jsou to vývoj kouře, proudění vzduchu, vývin tepla a plameny. Tyto příznaky mají různé charakteristiky.

Kouř:
• barva,
• hustota,
• množství (objem),
• místo vzniku nebo zpozorování,
• poloha neutrální roviny,
• pulsování kouře okolo dveří a oken.

Proudění vzduchu:
• rychlost,
• směr,
• druh proudění (turbulentní, laminární),
• zvuky.

Vývin tepla:
• zčernání okenních výplní,
• vytváření puchýřů na nátěrech stavebních konstrukcí a uzávěrů otvorů,
• velká intenzita sálavého tepla.

Plameny:
• barva,
• velikost,
• místo vzniku nebo zpozorování.

Mezi těmito příznaky je možno najít i takové, které signalizují možnost vzniku backdraftu. Mezi ně patří příznaky patrné zvenčí na stavebních konstrukcích a příznaky, které jsou vidět při pohledu zvenčí do místnosti, kde probíhá hoření. Jsou to:

• Stavební charakteristiky vlastní budovy nebo místnosti, kde hoří. Podle článku 6.1 jsou to budovy s malou možností přirozené ventilace, uzavřenými otvory, stavebními konstrukcemi s dobrými tepelně izolačními vlastnostmi a s přítomností dostatečného množství hmot, jejichž pyrolýzní produkty jsou hořlavé.
• Olejovitá vrstva pokrývající okna. Tato vrstva je způsobena kondenzací pyrolýzních produktů a zplodin hoření na chladném povrchu skla.
• Zahřáté dveře a kliky.
• Kouř pulsující kolem dveří a v jiných ventilačních otvorech. Pulsování kouře u požárů řízených ventilací je způsobeno výměnou plynů a procesy směšování plynů. Může způsobovat i drnčení okenních výplní.

Výše uvedené příznaky patří do skupiny signálů pozorovatelných na stavebních konstrukcích. Další příznaky jsou pozorovatelné při náhledu dovnitř místnosti. Patří sem:

• Modré a temně červené plameny. Ty provázejí hoření oxidu uhelnatého a nedokonalé hoření. Dalšími jevy, které se vyskytují, jsou tzv. „tančící plameny“ nebo „přízračné plameny“. Přítomnost těchto plamenů je příznakem nedokonalého hoření a tedy požáru řízeného ventilací, který může způsobit vznik backdraftu.
• Kouř „nasávaný“ zpět do místnosti. K tomuto jevu dochází při vnikání čerstvého vzduchu do místnosti. Při požáru proudí horké zplodiny hoření vlivem přetlaku v místnosti horní částí otvorů nebo celými otvory v závislosti na poloze neutrální roviny a ploše a umístění ventilačních otvorů. Po ochlazení pod 50o C kouř klesne k podlaze. Nastane-li vzájemná výměna plynů mezi prostorem požáru a okolím, může být zchlazený kouř stržen proudem čerstvého vzduchu a proudit zpět k místu hoření.
• Hvízdavé a ječivé zvuky, které mohou vznikat při proudění velkého množství stlačených plynů malými a úzkými otvory.
• Dalším možným příznakem je barva kouře. Nespálené uhlovodíky zbarvují kouř do černé barvy a kouř je hustý.

Možnosti detekování backdraftové situace

Všechny příznaky jsou za určitých podmínek zjistitelné, ať už lidskými smysly nebo přístroji. Je samozřejmě nutné, aby hasiči tyto příznaky znali a byli je schopni správně vyhodnotit. Možnosti detekce mohou být různými okolnostmi omezeny nebo vyloučeny. Některé příznaky mohou být i nepřesné. Je však vždy lepší připravit se na nebezpečí, které nenastane, než být zaskočen vzniklou nebezpečnou situací.
Detekce backdraftové situace lidskými smysly má výhodu v tom, že je proveditelné vždy. Nevýhoda je v nepřesnosti. Ta je způsobena situací, která panuje na místě zásahu po příjezdu jednotky a která zasahující hasiče ovlivňuje.
Vizuální zjišťování situace závisí zejména na světelných podmínkách. Jiná bude situace ve dne, jiná v noci nebo za soumraku. Pak nemusí být povlak na okenních sklech viditelný. Pokud už viditelný je, pak samozřejmě nejsou vidět příznaky hrozícího backdraftu uvnitř místnosti – např. tančící plameny. Ještě horší zpravidla bývají podmínky uvnitř budov. Nefungující osvětlení a zakouření omezují výhled hasičů na několik metrů či decimetrů a způsobují ztrátu orientace v prostoru. Sluch je při hluku doprovázejícím zásah při požáru prakticky nepoužitelný a zvuky signalizující možnost vzniku backdraftu lze snadno přeslechnout. Jediným smyslem, podle něhož se hasiči mohou orientovat zůstává hmat a konkrétně schopnost vnímat holou rukou zvýšenou teplotu klik a dveří místnosti, kde se nachází horká vrstva spalin a pyrolýzních produktů.
V současnosti je jediným přístrojem, který může pomoci hasičům v reálném čase detekovat backdraftovou situaci, termokamera. Termokamery mají v požární represi možnost širokého využití. Je jimi možno v zakouřeném prostředí (ať už v budovách nebo na volném prostranství) nalézt ohniska požáru, vyhledat osoby, zjistit výšku hladiny kapaliny v zásobníku, látku ve vodním toku apod. V prevenci proti vzniku backdraftu může kamera sloužit pro detekci zahřátých ploch dveří, oken a jiných stavebních konstrukcí. Hasiči se potom mohou připravit na to, že ve zjištěném prostoru se nachází horké hořlavé plyny a přizpůsobit tomu taktiku zásahu. Výhodou termokamer při použití uvnitř zakouřených objektů je i to, že je s jejich pomocí vidět např. proudění horkých a jinak neviditelných zplodin hoření okolo dveří a jejich pohyb pod stropem.
Nevýhodou termokamer je jejich cena. Ovládání není složité, ale je jasné, že hasič ovládající termokameru je nepoužitelný pro jinou práci. To je v podmínkách ČR, kde hasiči vyjíždějí k zásahům v minimálních početních stavech, závažným nedostatkem.

Zdroj:
Diplomová práce
Student: Pavel Vítek
Vedoucí diplomové práce: Doc. Dr. Ing. Miloš Kvarčák
Studijní obor: Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu

Redakčně upraveno