Sesjon 4 Tekniske utfordringer FENOMENET EKSPLOSJON OG BRANN VARSLING AV EKSPLOSJONER OG BRANNER BRANNSLOKKING I FJELLANLEGG OG ANLEGG I DAGEN Brannforum 02-02-10 1
Brannutvikling og eksplosjon Guttorm Liebe Brannforum 02-02-10
3 Guttorm Liebe Brannsjef Skien brann- og feievesen 1974 Sivilingeniør bygg NTH 1992-07 Leder Norsk brannbefals landsforbund 1978 - Varabrannsjef og brannsjef Skien brannvesen Underviser ved skoler Produsert en rekke brannvernfilmer Sakkyndig i rettssaker Skrevet boka Brannfysikk fra teori til praksis Brannforum 02-02-10
BRANNFORUM Brannutvikling og eksplosjon 2. Januar 2010 kl. 15:35 16:15 Innhold: brannutvikling overmetting overtenning backdraft eksplosjon Brannsjef Guttorm Liebe, Skien
ANTENNELSE Antennelse Starten på en forbrenning Uten antennelseskilde Med antennelseskilde Selvantennelse Flammepunkt Spontanantennelse Antennelsestemperatur Antennelse av et stoff uten tilførsel av varme utenfra (selvoppvarming). Antennelse av et stoff med tilførsel av varme utenfra, men uten tennkilde. Laveste temperatur der et material eller produkt avgir tilstrekkelig brennbar gass til å antennes momentant ved eksponering for flamme ved angitte prøvingsbetingelser. Laveste temperatur der et materiale antennes og oppnår vedvarende forbrenning under angitte prøvingsbetingel ser.
BRANN - FORUTSETNINGENE NATURLOV: Alle kjemiske reaksjoner går raskere ved høyere temperatur Forutsetning for at brann skal skje: Brennbart materiale som kan reagere med grunnstoffet oksygen (O 2 ) Nok oksygen / (luft) i forhold til det det aktuelle brennbare materialet har behov for Høy nok temperatur slik at den kjemiske reaksjonen mellom det brennbare materialet og (O 2 ) kan skje
OKSYGENBEHOV Forutsetning for at brann skal skje En balanse mellom det brennbare materialet antennelsestemperatur og oksygenindeks, og den aktuelle temperatur og tilgang på oksygen Oksygenbehovet reduseres ved økning av temperaturen
EKSPLOSJONSGRENSER- og OMRÅDER 100 % luft 0 % luft 0 % gass Eksplosjonsområde 100 % gass Nedre eksplosjonsgrense: Den laveste konsentrasjon av brennbar gass/ damp i luft som er tilstrekkelig for antennelse.. Øvre eksplosjonsgrense: Den høyeste konsentrasjon av brennbar gass/ damp i luft som er mulig for antennelse..
FLAMMEPUNKT Ved flammepunktet nås nedre eksplosjonsgrense Den laveste temperaturen der et stoff under angitte prøvebetingelser avgir tilstrekkelig flambar gass til momentan antennelse ved bruk av tennkilde.
BRANN - RØYK RØYKENS INNHOLD - ved ufullstendig forbrenning BRANNGASSER CO, + CO 2, snadder som SO 2, HCN, HCl, NOx 2 FASTE STOFFER sot, kull, rester etter ufullstendig forbrenning LUFT rester etter forbrenningen + innblandet i røyken VANN branngass + fordampet Foto: N. Oppstadmoe
BRANN - RØYK RØYKENS EGENSKAPER - på grunn av sitt innhold GIFTIG: CO, snadder som SO 2, HCN, HCl, NOx 2 BRENNBAR: CO, uforbrente rester, sot, kull UGJENNOMSIKTIG: de faste stoffene (kan være inert, dvs. fungere som slokkegass dersom nær fullstendig forbrenning) Foto: N. Oppstadmoe
RØYKEN ER BRENNBAR BRANN - RØYK Antennelsestemperatur: 550 o C - 650 o C Eksplosjonsgrenser: 40 % - 90 % NB! Disse vil variere svært mye, på grunn av at røykens innhold er svært varierende. Video: Fire Growth and Flashover: 9:30
FLAMMEBRANNUTVIKLING Fullstendig forbrenning Ufullstendig forbrenning Brenselsstyrt Ventilasjonsstyrt SELV- SLOKKET FULLT UTVIKLET ROMBRANN
FLAMMEBRANNUTVIKLING OVERMETTING Overgang under brann til en tilstand der brannen har sloknet på grunn av mangel på luft og brannrommet er fylt med røyk.
BRANNUTVIKLING faser OVERTENNING
FLAMMEBRANNUTVIKLING OVERTENNING: Overgangen fra begrenset flammebrann til fullt utviklet rombrann Foto: E. Taalesen
OVERTENNINGSFORMER FLAMMEBRANNUTVIKLING OVERFLATEANTENNELSE overflatespredning spontan-antennelse ved strålevarme BRANNRØYKANTENNELSE => antennelse ved strålevarme BACKDRAFT overmetting + luft => tilluftsantennelse eksplosjonsartet tilluftsantennelse = backdraft BRANNGASSEKSPLOSJON innenfor eksplosjonsområde+ tennkilde => eksplosjon
BRANNUTVIKLING I ROM FULLSKALA FORSØK - 1 min. 15 sek. Røyksjikt Temperatur -fordeling + p Strålevarme Trykk - fordeling Strålevarme - p Til-luft Forsøk: Fire Research Station
BRANNUTVIKLING I ROM FULLSKALA FORSØK - 2 min. 15 sek. Forsøk: Fire Research Station
BRANNUTVIKLING I ROM FULLSKALA FORSØK - 2 min. 15 sek. Røyksjikt Temperatur -fordeling Trykk - fordeling + p Strålevarme Strålevarme - p Forsøk: Fire Research Station
BRANNUTVIKLING I ROM FULLSKALA FORSØK - 3 min. Forsøk: Fire Research Station
BRANNUTVIKLING I ROM FULLSKALA FORSØK - 3 min. Brannrøyken antenner og strålevarmen i rommet øker dramatisk Strålevarme Overflatene antenner Strålevarme OVERTENNING Forsøk: Fire Research Station
BRANNUTVIKLING I ROM FULLSKALA FORSØK - 3 min. 20 sek. FULLT UTVIKLET ROMBRANN Forsøk: Fire Research Station Video: Star Dust 48:10, - kortversjon 53:20
PULSERING Normal brannutvikling i et rom Overtenning og fullt utviklet rombrann Pulsering Video: (Pulsering_1) NFPA, Countdown to disaster
Definisjon: EKSPLOSJON En brå forbrennings- eller nedbrytingsprosess som fører til økning i temperatur eller trykk. Ved brann kan eksplosjon skje ved forbrenning som skjer på 2 måter: Forhåndsblandet - Diffusjonsforbrenning - deflagrasjon Deflagrasjon: Eksplosjon der forbrenningsbølgen sprer seg med underlydshastighet i forhold til ubrent gass forut for flammen.
Gassbrann og gasseksplosjon Luft Brensel + luft Brensel Gassky Diffusjonsflamme Gassbrann Gasseksplosjon Prof. Dag Bjerketvedt, HiT
TILLUFTSANTENNELSE Ventilasjonsstyrtu tvikling Flammebrann Startbrann Overmetting ( Glødebrann, teoretisk mulig ) Lufttilførsel Røyk ut / luft inn Antennelse trykkstigning Brannen vokser - med eller uten pulsering fram til overtenning
TILLUFTSANTENNELSE varierende intensitet Tilluftsantennelse vil ha varierende forbrenningshastighet: Høyere røyktemperatur gir raskere forbrenningshastighet Større tilluftsåpning gir raskere forbrenningshastighet Forbrenningshastigheten varierer mellom: myk pulsering (svært langsom) eksplosjon (svært rask) = backdraft NB: Du skal alltid ta høyde for backdraft, dvs. en eksplosjon.
BACK-DRAFT Trondheim 6. des. 2002 Trondheim_02 Video-opptak: TV-Trøndelag
Hendelsesforløp ved ukontrollerte utslipp (prof. Dag Bjerketvedt) Utslipp av brennbare væsker eller gasser Gassky Ingen tenning Umiddelbar tenning Forsinket tenning Brann Gasseksplosjon Skader? Brann?
BENSINGASS EKSPLOSJON
BRANNGASSEKSPLOSJON Branngasseksplosjon i stue, - startbrannrommet i etasjen under Foto: Kristin Svines
BRANNGASSEKSPLOSJON Branngasseksplosjon er over Resultat: FULLT UTVIKLET ROMBRANN Foto: Kristin Svines
BLEVE Kollegiet for brannfaglig terminologi (KBT): www.kbt.no BLEVE: Forkortelse for Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion. Merknad Eksplosjon som har oppstått når en beholder med brennbar væske under trykk blir Video: ødelagt som BLEVE_animasjon en følge av oppvarming.
Video: BLEVE_Korea BLEVE
TAKK FOR OPPMERKSOMHETEN