رفتار حریق‌های افراطی
- شناسه خبر: 20575
- تاریخ و زمان ارسال: 17 دی 1396 ساعت 10:00
مهندس حسینعلی رجبی طالخونچه، کارشناس آتش‌نشانی
مدیرعامل شرکت امداد اطفاء اصفهان
Extreme Fire Behavior
رفتار حریق‌های افراطی
آتش‌نشانی شغل خطرناکی است و در عکس‌العمل به یک حریق آپارتمانی ما با شرایط تغییر سریع و متحرک روبه‌رو می‌شویم که اطلاعاتمان محدود است و اغلب یک تهدید قابل توجه برای زندگی و سرمایه انسان محسوب می‌گردد. آتش‌نشانان مرتباً بر پایه آن توقعاتی که دارند که چطور تجاربشان را در رفتار با یک حریق به کار ببندند. قضاوت با تجربه آتش‌نشانان در مورد حریق‌های وحشی جنگل‌ها می‌تواند تفسیر شود، برای به کار بردن آتش‌نشانان ساختمان‌های درون شهری، اگر شما مبارزه با حریق‌ها داشته‌اید در هر نوع ساختمانی با هر موقعیت و بار سوخت متفاوتی، تحت همه انواع شرایط و اگر شما دقیقاً به خاطر داشته‌اید که چه اتفاقی در هر یک از این شرایط افتاده و همه این امور را با هم ترکیب کنید قضاوت با تجربه شما خیلی خوب است.
در بیشترین جوامع اکثریت حریق‌ها در ساختارهای مسکونی رخ می‌دهند. برای مثال یک واحدی، دو واحدی، مجتمع‌های آپارتمانی و تعداد کمتری از حریق‌ها در مراکز صنعتی و ساختمان‌های تجاری رخ می‌دهند. بیشتر بر خلاف مشاغلی همچون نجاران، متخصصین برق، وکلا و پزشکان آتش‌نشانان زمان کمتری را معمولاً در حال انجام کار می‌باشند. در حالی که یک رقم کمتری از حریق‌ها یک موقعیت مطلوب و خوشایند برای جوامع می‌باشد فرصت محدودی برای آتش‌نشانان برای به دست آوردن تجربه لازم برای توسعه یک درک درست از رفتار آتش از طریق تجربه به تنهایی وجود دارد، مطالعه تئوری رفتار آتش و تجربه دیگران یک منبع با ارزش را برای تجارب شخصی شما فراهم می‌کند اما نمی‌تواند بطور کامل جایگزین این علم و تجربه باشد. اگر شما کتب حریق عمومی را بررسی کنید، تعاریف مشترکی از احتراق دارند اما همه این توصیف‌ها پدیده‌های مشابهی هستند. تولید حرارت (واکنش گرماده)، واکنش‌های شیمیایی (اکسیداسیون) در اثر مخلوط شدن سوخت با اکسیژن، در ساده‌ترین شکل هیدروژن و اکسیژن ترکیب می‌شوند که پیامد آن تولید حرارت و بخار آب می‌باشد، اگرچه بیشتر این اوقات از پیچیدگی قابل ملاحظه‌ای برخوردار می‌باشند. در ساختارهای عمومی حریق‌های پیچیده مواد سمی و مخلوط‌های قابل اشتعالی از جامدات، گازها و بخار تولید شده از مواد قابل احتراق آن‌چنان فرآیند سوختن را پیچیده می‌کند که ناشی از تهویه محدود می‌باشد. مدل‌های احتراق بر اساس واکنشی که در آن رخ می‌دهد متفاوت هستند، در اشتعال، احتراق و اکسیداسیون سوخت در فاز گازی درگیر می‌شود و این نیاز دارد که سوخت‌های جامد یا مایع برای تبدیل آنها به فاز گازی حرارت داده شوند. مثلث و چهار وجهی حریق، مدل‌های ساده‌ای هستند که به کار گرفته می‌شوند برای شرح اصول فرآیندهای اساسی احتراق شعله‌دار و بدون شعله. مثلث حریق احتراق سطحی و چهاروجهی حریق احتراق در حال افروزش را نشان می‌دهد، در حالی که به‌طور ساده این مدل‌ها فراهم می‌کنند یک چهارچوبی برای درک احتراق و مفید هستند.
در فهمیدن متغیرها در توسعه حریق‌های آپارتمانی و علل پدیده‌های رفتارهای حریق‌های افراطی. وقتی یک حریق از حالت محصور خارج می‌شود بیشتر حرارت تولید شده به وسیله سوختن مواد سوختنی از طریق روش‌های تشعشعی و انتقالی فرار می‌کند. وقتی یک حریق در یک مجتمع مسکونی اتفاق می‌افتد مصالح دیگری در آپارتمان نظیر دیوارها، سقف و کف مقداری از انرژی حرارتی تشعشعی به وسیله حریق را جذب می‌کنند. انرژی حرارتی تشعشعی که جذب نشده بازتابش پیدا می‌کند و ادامه می‌دهد تا دمای سوخت و میزان احتراق را افزایش دهد. دود و هوای حرارت داده شده به وسیله حریق بیشتر شناور می‌شود و بالا می‌آید و در برخورد با مواد سردتر از قبیل سقف و دیوارهای مجتمع انتقال حرارت به مواد سردتر انجام می‌شود و دمای آنها را افزایش می‌دهد. این فرآیند انتقال حرارت دمای کلیه مصالح آپارتمان را بالا می‌برد و تا حدی سوخت حرارت داده می‌شود که فرآیند پیرولیز شروع می‌شود. سرانجام نرخ واکنش پیرولیز می‌تواند به دست بیاورد یک نقطه‌ای که افروزش احتراق بتواند حمایت کننده و گسترش‌دهنده حریق باشد. مضافاً با انرژی حرارتی حریق‌هایی به وسیله برش‌های تهویه متأثر می‌شوند، سایز آپارتمان و تعداد و اندازه دریچه هاست که می‌تواند تامین کند یک منبعی از هوا برای تداوم احتراق و همچنین تأثیر پذیری روی گسترش حریق. در حالی که مراحل حریق به صورت مختلفی در کتب حریق شرح داده شده‌اند، پدیده توسعه حریق‌ها یکسان هستند. مراحل توسعه حریق در یک آپارتمان در چهار مرحله بدوی، رشد، توسعه کامل و افول توضیح داده می‌شود، برخلاف تقسیم‌بندی توسعه حریق به چهار مرحله، فرآیند واقعی مستمر و ادامه‌دار است با مراحلی که از یکی شروع و به بعدی می‌رسد در حالی که این احتمال وجود دارد که این انتقالات در آزمایشگاه به وضوح مشخص شود، در صورتی که در صحنه واقعی حریق این کار بسیار سخت است که از یک مرحله به مرحله بعد معلوم شود، اگر گرفتن یک مرحله نیست اما به آسانی یک گذر سریع از مرحله رشد به مرحله توسعه یافته حریق است.
به لحاظ ادای دین و احساس نیاز آتش‌نشانان عزیز و انتقال علم و تجربیات به بیان اصطلاحات و پدیده های حریق می‌پردازیم.
نقطه شعله‌زنی Flash Point
درجه حرارتی است که در آن درجه حرارت، یک ماده سوختی مایع (یا در حال تبدیل به مایع) به اندازه کافی بخار می‌گردد و به محض نزدیک شدن شعله یا جرقه به آن باعث شعله‌ور شدن و شروع حریق می‌گردد. اگر برخی جامدات بتوانند مستقیماً یا با واسطه تبدیل به بخار شوند نیز این اصطلاح در مورد آنها صادق است.
درجه آتش‌گیری Ignition Temperature (IT)
درجه آتش‌گیری کمترین درجه حرارتی است که جهت ادامه احتراق ماده سوختی مورد نیاز می‌باشد. درجه آتش‌گیری برای هر سوخت درجه حرارتی است که انرژی محرکه آن اجزاء متشکله ملکول‌های ماده را از هم جدا می‌سازد.
Flashing: تبخیر سریع مایعات فرار وقتی که ناگهانی رها می‌شوند از ظروف یا مخازن تحت فشار
Forced ventilation: تهویه‌ای که توسط ابزارآلات مکانیکی انجام شود مانند فن
Ventilation: فرآیندی است که توسط آن یک محفظه بسته توسط هوای تازه تامین می‌شود میزان تهویه اغلب برای یک محفظه در واحدهایی از حجم تغییرات هوا بر اساس ساعت مشخص می‌باشند.
تفاوت انفجار و احتراق:
انفجار عبارت از آزاد شدن انرژی با سرعت زیاد است که نتیجه اکسیداسیون سریع است. تفاوت احتراق و انفجار بخاطر میزان انرژی حاصله نیست، بلکه مربوط به سرعت تولید انرژی است. مثلاً احتراق بنزین ۱۱۵۰۰ کالری به ازای هر گرم و ماده منفجره TNT فقط ۲۶۷۴ کالری بازای هر گرم انرژی تولید می‌کند، ولی این انرژی در یک پنج هزارم ثانیه آزاد می‌شود و یک سانتیمتر مکعب از TNT معادل ۹۰۰۰ سانتیمتر مکعب گاز تولید می‌کند. بین میزان مصرف اکسیژن برای تولید انرژی حرارتی در سوخت‌ها تفاوت قابل ملاحظه‌ای وجود ندارد و معمولاً به ازای هر لیتر اکسیژن مصرفی برای سوختن ۷۴/۴ کیلوکالری انرژی تولید می‌گردد.
شکل flashover 01
فلش‌اورFLASH OVER : این پدیده، خطرناک‌ترین لحظه حریق است. زمانی که اتاق سریعاً و با حالت انفجاری شعله‌ور می‌شود، فلش‌اور اتفاق افتاده است. از نقطه نظر علمی، این پدیده به علت بازخورد تابشی حرارت اتفاق می‌افتد. گرمای برخاسته از حریق توسط دیوار فوقانی (سقف) و محتویات اتاق، جذب شده و دمای گازهای قابل‌اشتعال و اثاثیه منزل را تا دمای خود به خود سوزی‌شان بالا می‌برد. این بالارفتن دما، باعث بروز فلش‌اُور می‌شود. فلش‌اور همیشه رخ نمی‌دهد و حریق ممکن است در حالت افول برود، قبل از اینکه فلش‌اور را به دست بیاورد یا این انتقال به آرامی جایگزین شود و سوخت باید انرژی به اندازه کافی داشته باشد تا فلش‌اور رخ دهد. دومین عامل تهویه است، یک حریق در حال توسعه باید دارای اکسیژن کافی باشد تا فلش‌اور ایجاد شود این پدیده درگیر می‌کند یک انتقال سریع را از یک وضعیتی به کل سطوحی که در آن مجتمع وجود دارند اگر یک فلش‌اور اتفاق بیفتد نرخ آزاد شدن حرارت در آن مجتمع همچنین دمای آن سازه به سرعت افزایش می‌یابد.
شکل flashover 02
فلش‌اور، چندین تغییر اساسی در حریق را نشان می‌دهد:
۱-این پدیده پایانی بر عملیات مفید جستجو و نجات است. به عبارت دیگر باعث مرگ هر فرد محبوسی در اتاق شعله‌ور، خواه آتش‌نشان و خواه افراد دیگر می‌شود.
۲- پایان استفاده از خاموش‌کننده دستی برای اطفاء حریق را نشان می‌دهد. بعد از وقوع فلش‌اور نیاز به اطفاء با شلنگ آب است.
هنگام عملیات در حریق، فرماندهان و آتش نشانان ممکن است به کند کردن فلش‌اور در اتاق در حال سوختن، نیاز داشته باشند. در حقیقت، با به تاخیر انداختن این پدیده، چندین دقیقه زمان را خریده می‌شود که می‌تواند بسیار حیاتی و حساس باشد. برای مثال ممکن است برای عملیات جستجو و نجات در اتاق در حال سوختن و یا رفتن به طبقه بالایی حریق برای نجات یک فرد مصدوم یا محبوس در حریق، نیازمند کندکردن فلش‌اور باشد و یا برای قرار دادن و عملیات با شیلنگ برای ضربه اولیه به حریق نیاز به چند دقیقه زمان باشد که می‌تواند با به تاخیر انداختن فلش‌اور آن را به دست آورد.
سه روش جلوگیری از فلش‌اور
– انجام تهویه: با بازکردن درها و پنجره‌های اتاق در حال سوختن، شما می‌توانید گرمای انباشته در اتاق را آزاد کنید. این روش زمانی که حریق در ابتدای مرحله رشد قراردارد و اتاق پر از دود شده و هنوز خیلی داغ نشده موثرترین روش است. این روش با آزاد سازی گرمای اتاق و کند کردن اثر بازخورد تابش، فلش‌اور را کند کرده و خطر وقوع آن را کاهش می‌دهد. این روش همچنین قدرت دید در اتاق پر از دود را برای عملیات جستجو، بهبود می‌بخشد.
– تهویه نکردن: در برخی حریق‌ها، انجام عملی، عکس عمل بالا می تواند سبب به تأخیر انداختن فلش‌اور شود. با تهویه نکردن و در عوض، بستن درها و پنجره‌های اتاق در حال سوختن، می‌توان فلش‌اور را به تأخیر انداخت. این روش زمانی که اتاق پر از دود شده و حرارت بسیار بالاست و با توجه به منحنی حریق که فلش‌اور، درست در پایان مرحله اول و قبل از شروع مرحله دوم حریق رخ می‌دهد، بیشترین کارایی را دارد. استدلال منطقی تاکتیک عدم تهویه این است که بدلیل کمبود اکسیژن، آهنگ حریق کند شده که آن نیز به نوبه خود انباشته شدن گرما در اتاق را کند می‌کند و باعث به تأخیر افتادن فلش‌اور در اتاق بسیار داغ می‌شود.
این عمل خود سبب کند شدن اثر بازخورد تابشی می‌شود. آهنگ سوختن در حریق به عوامل زیادی بستگی دارد ولی بیشترین اثر را مقدار اکسیژن به کارگرفته شده برای شعله‌وری دارد. یک مثال برای زمانی که شما ممکن است در را ببندید و حریق را تهویه نکنید تا فلش‌اور را به تأخیر بیاندازید، زمانی است که در پهن کردن شیلنگ تأخیر ایجاد شده و همه افراد بیرون اتاق درحال سوختن هستند و اتاق برای ورود و انجام عملیات جستجوی نجات، بسیار داغ است.
– تخلیه خاموش‌کننده دستی: تخلیه خاموش‌کننده دستی می‌تواند موقتاً حرارت پایین اتاق در حال سوختن را پایین آورد و فلش اور را به تاخیر بیاندازد.
Joachim Posanz, amtierender Toughest Firefighter Alive, Gewinner des Wettbewerbs 2010 in Sued Korea, Weltmeisterschaften der Feuerwehr, Trainingscontainer fuer Flash Over Simulation, auch genannt Durchzuendung, bei der Landesfeuerwehrschule in Celle
شکل flashover 03
فلش اور دو علامت پیش از وقوع دارد:
۱- گرمای مخلوط با دود: هنگامی که گرما با دود مخلوط می‌شود، آتش‌نشانان را مجبور می‌کند که برای ورود به اتاق و انجام عملیات جستجو و نجات دولا شده و روی زانوها و دستها حرکت کنند. (به صورت چهار دست و پا) در این حالت باید توجه شود که این، از علائم وقوع خطر فلش‌اور است و ممکن است اتفاق بیافتد. تجمع حرارت در یک اتاق پر از دود زنگ خطری برای آزادشدن این گرما و وقوع فلش‌اور است. اگرگرمای یک اتاق پر از دود سبب می شود که ما چهار دست و پا نزدیک کف اتاق حرکت کنیم، باید خطر وقوع فلش‌اور را مد نظر قرار دهیم . اگر گرمای مخلوط با دود کم است یا اصلا وجود ندارد، پس خطر وقوع فلش اور خیلی کمتر است.
۲- “رول‌اور”: رول‌اور یک اصطلاح فنی در آتش‌نشانی برای ظهور روشنایی‌های مختصر و گاه و بی‌گاه در شعله مخلوط با دود در سقف است. این پدیده معمولا از بیرون اتاق در حال سوختن و زمانی که آتش‌نشانان منتظرند تا آب در شلنگ جریان پیدا کنند، قابل مشاهده است. هنگامی که درب اتاق در حال سوختن اندکی باز می‌شود و دود به سمت راهرو حرکت می‌کند، دود ممکن است درون شعله‌های نا‌منظم و گاه و بی‌گاه، مشتعل شود. رول‌اور توسط گازهای قابل اشتعال داغ در دود که درون شعله یا روشنایی کوچکی که با اکسیژن هوا مخلوط شده است، مشتعل شده، ایجاد شود. رول‌اور از دیگر علائم هشداردهنده وقوع فلش‌اور است که از دود خارج شده از درگاه، یا هنگامی که یکی از این علائم مشاهده گردید و خطر وقوع فلش‌اور وجود داشت، روش‌های جستجوی دفاعی باید توسط آتش‌نشانان مورد استفاده قرار میگیرد. هر گاه خطر وقوع فلش‌اور وجود داشته باشد، روش‌ها و تاکتیک‌های استاندارد باید کوتاه و مختصر شده و روش‌های جستجو ونجات دفاعی جایگزین آن گردد.
روش‌های جستجوی دفاعی
دو روش جستجوی دفاعی برای کاهش خطر آسیب‌دیدگی و مرگ ناشی از فلش‌اور وجود دارد:
– کنار راهرو( درگاه): آتش‌نشان باید پشت درب را از احتمال وجود مصدوم، کنترل کند و آنگاه وارد راهرو یا اتاق شود البته نه بیشتر از یک و نیم متر (۵ فوت)، کف اتاق را با حالت جارویی جستجو کند، مراقب افراد بیهوش باشد، اعلام خطر کرده و آنها راصدا کند و منتظر پاسخ باشد. اگر پاسخی نیامد درب را ببندد و منتظر شیلنگ باشد. هنگامی که شیلنگ رسید، جستجو ونجات را از پشت شیلنگ انجام دهد، اتاق و فضاهای اطراف شیلنگ را جستجو کند.
– کنار پنجره: هنگامی که پنجره بر اثر گرمای حریق می‌شکند یا توسط آتش‌نشانان باز می‌شود و دود فوق العاده داغ و “رول‌اور” در دود مشاهده می‌شود، آتش‌نشانان باید از ورود به اتاق خودداری کرده و به صورت چهار دست و پا، توسط ابزاری ناحیه زیر پنجره را به شکل جارویی جستجو کنند. در بسیاری موارد بر اثر ریزش در کنار پنجره، فردی درست زیر طاقچه پنجره سقوط کرده است. اگر مصدومی پیدا شد، آتش‌نشان باید قادر باشد از زیر دودهای بسیار داغ و شعله‌های خارج شده از پنجره، چهار دست و پا حرکت کرده و مصدوم را با ایمنی کامل به بیرون از پنجره بفرستد.
نقطه بی‌بازگشت: بعد از وقوع فلش اور، نقطه بی‌بازگشت فرا می‌رسد. نقطه‌ای که یک آتش‌نشان محبوس‌شده نجات نخواهد یافت و به در یا پنجره‌ای که از آن وارد شده، نخواهد رسید. چقدر یک آتش‌نشان می‌تواند در درون یک اتاق در حال سوختن باشد و هنوز بتواند زنده از درب اتاق خارج شود و بعد از وقوع فلش‌اور متحمل آسیب‌های جدی نگردد؟ سوال میلیون دلاری (بسیار ارزشمند) این است که: یک آتش‌نشان در یک اتاق بسیار داغ در حال سوختن که احتمال وقوع فلش‌اور در آن زیاد است تا چه فاصله‌ای باید وارد شود؟
اکنون سوال اینجاست؟
– لباس‌های محافظتی آتش‌نشان چقدر می تواند دمای بینc °۵۳۸ تا c°۸۵۲ را قبل از اینکه آتش‌نشان دچار سوختگی‌های شدید شود، تحمل کند؟
اگر شعله‌ای با دمای c°۵۳۸ در اتاق در حال سوختن وجود داشته باشد که در همان لحظه دچار فلش‌اور شده است و آتش‌نشانی ۵/۱ متر (۵ فوت) درون اتاق باشد، و با سرعت ۷۶ سانتیمتر (۵/۲ فوت) در ثانیه به سمت راهرو برگردد، بینc °۵۳۸ تا c°۸۵۲ حرارت را در قسمت‌های در معرض حریق پوست یا از البسه اطفاء به مدت ۲ ثانیه احساس خواهد کرد. در این حالت آتش‌نشان دچار هیچگونه سوختگی نخواهد شد. اگر می گویید که ۳ متر (۱۰ فوت) داخل اتاقی که احتمال فلش اور دارد شوید و فلش اور اتفاق بیافتد و شما سعی کنید که فرار کنید، حرارتی بینc °۵۳۸ تا c°۸۵۲ را برای چهار ثانیه تجربه خواهید کرد. ۵/۴ متر (۱۵ فوت) رفتن به داخل اتاقی که فلش‌اور اتفاق خواهد افتاد و شما باید سینه‌خیز فرار کنید، این‌کار شش ثانیه زمان می‌برد.
شکل Back Draft 01
