EXAMENSARBETE - pure.ltu.se - Luleå tekniska universitet
EXAMENSARBETE Små och storskaliga släckförsök med CAF och A-skum mot vätskebrand av bensin Elin Lindsjö 2015 Brandingenjörsexamen Brandingenjör Luleå tekniska universitet Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser Små och storskaliga släckförsök med CAF och A-skum mot vätskebrand av bensin Elin Lindsjö Brandingenjörsprogrammet Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser Luleå tekniska universitet I samarbete med Luleå räddningstjänst och SP Sveriges tekniska forskningsinstitut Förord Denna rapport är resultatet av ett examensarbete på 15 högskolepoäng som genomförts under våren och sommaren 2015. Examensarbetet är det avslutande momentet på brandingenjörsutbildningen vid Luleå tekniska universitet. Examinator för arbetet är Michael Försth, tack för dina goda råd i samband med rapportskrivandet. Jag vill tacka räddningstjänsten i Luleå, framförallt Daniel Olsson och Patrik Juhlin, som gjorde det möjligt att genomföra denna mycket intressanta och lärorika studie om CAFS och A-skum. Jag vill även rikta ett stort tack till Henry Persson på SP Sveriges tekniska forskningsinstitut i Borås för den handledning jag fått under hela arbetets gång och till Johan Lindström som handlett mig vid släckförsöken. Mitt examensarbete är en del av ett stort projekt där många varit inblandade, så slutligen vill jag tacka alla som varit med och villigt delat med sig av sina kunskaper och erfarenheter. Luleå, augusti 2015 Elin Lindsjö I Sammanfattning Luleå räddningstjänst tog 2014 ett initiativ och genomförde ett släckförsök med CAF-system och A-skum mot en vätskebrand av flygfotogen. Intresset för att undersöka användningen av CAF-system mot vätskebränder beror delvis på att en ökad användning av CAF-system tillsammans med A-skum kan innebära att behovet av filmbildande skumvätskor minskar och därmed reduceras spridningen av miljöfarliga fluorerade ämnen i miljön. Släckförsöket 2014 visade på ett bra släckresultat och Luleå räddningstjänst påbörjade planering av fler storskaliga släckförsök mot bensinbränder. Denna studie är en del av det projektet och syftet har varit att genom litteratursökning och ytterligare släckförsök få en uppfattning om vilken släckkapacitet en släckbil utrustad med ett CAF-system och A-skum har. Litterstursökningen visade att inga försök, liknande de som avsågs inom detta projekt, fanns dokumenterade. Studiens empiriska undersökning bestod av tolv småskaliga och två storskaliga släckförsök. De småskaliga släckförsöken följde i stort SP-Metod 2580 och de storskaliga släckförsöken genomfördes mot ett 60 m2 stort bensinbål. En viktig iakttagelse vid de småskaliga släckförsöken var att ingen kontroll över branden erhölls då skummet applicerades med direkt påföringsteknik. Skummets nedslag i bränslet var för hårt vilket medförde att skumtäcket bröts ned snabbare än tillförseln av nytt skum kunde ske. Det krävdes en mjuk påföringsteknik, applicering av skummet via en backboardskiva, för att släcka branden vid de småskaliga släckförsöken. Vid ett av de storskaliga släckförsöken lyckades man inte erhålla rätt skumkvalitet och försöket gick inte att utvärdera ur släcksynpunkt. Vid det andra storskaliga släckförsöket lyckades man inte kontrollera branden med vått tungskum och traditionellt CAF-munstycke utan skumutrustningen fick ersättas med ett mellanskumrör, som alstrar mellanskum, innan branden kunde kontrolleras. Med mellanskumröret kunde branden släckas på cirka 5 minuter. Det krävdes alltså ett mer expanderat skum för att kontrollera branden vid det storskaliga släckförsöket, ett mer expanderat skum medför mjukare påföring. Tillsammans visar alla släckförsöken att påföringstekniken är mycket betydelsefull för släckinsatsens utgång. I samband med både de småskaliga släckförsöken samt de storskaliga släckförsöken genomfördes återantändningsförsök. Dessa återantändningsförsök indikerade att A-skum har ett dåligt brandmotstånd, skumtäcket bröts snabbt ner och branden utvecklades till full effekt igen redan en kort tid efter att den skumtäckta bränsleytan utsattes för en öppen flamma. Slutsatsen i studien är att ett CAF-system med A-skum klarar släcka en bensinbrand på cirka 60 m2 med ett mellanskumrör och en påföringshastighet av cirka 2,8 l/(m2∙min). II Abstract The rescue service in Luleå took an initiative in 2014 and completed a try-out with CAFsystem and A-foam against a liquid fire of kerosene. The use of the CAF system against liquid fires is in great interest because increased use of A-foam could lower the use of film-forming foams that contain harmful fluorinated substances. This would lead to positive effects on the environment. The try-out in 2014 was successful and indicated that CAF-system with A-foam was a good extinguisher. Luleå rescue service began planning more large-scale try-outs, this time against gasoline fires and this study is part of that project. The aim of this study has been to get an idea of the extinguishing capacity of CAF-system and A-Foam. A literature search showed that no tests similar to those envisaged in this project were documented. The empirical study consisted of 12 small- and 2 large-scale experiments. The liquid that were used in the experiment were gasoline. The small-scale experiment followed the SP-Method 2580 and the large-scale experiment where conducted in a 60 m2 large pit. A summary of the small-scale experiment shows that no control over the fire was obtained when the foam was applied by a direct deposition technique. The foam strikes in to the fuel too hard and the blanket of foam broke down faster than new foam was applied. It required a soft deposition technique to control the fire at the small-scale experiment. The first large-scale experiment failed when no correct foam quality was obtained during the try-out. The second try-out started with the use of a traditionally CAF nozzle, which produces wet heavy foam, and no control of the fire was obtained. The foam equipment had to be changed to a medium expansion nozzle before the fire could be controlled. With the medium expansion nozzle the fire was extinguished in about 5 minutes. More expanded foam, which results in smoother application, was needed to control the fire at the large-scale experiment. The application technique is important when extinguishing fires with CAF-system and A-foam. During both the small-scale experiment as well as the large-scale experiment re-ignition attempts were conducted. These re-ignition attempts indicated that A-foam has poor fire resistance. The foam blanket quickly broke down and the fire developed to full power again shortly after being exposed to an open flame. The conclusion of the study is that a CAF system and A-foam is capable of extinguish a petrol fire of about 60 m2 with a medium expansion nozzle and an application rate of about 2.8 l / (m2 ∙ min). III Innehåll 1 INLEDNING ......................................................................................................................... 1 1.1 Syfte ............................................................................................................................ 2 1.2 Avgränsningar ............................................................................................................. 2 2 BAKGRUND ........................................................................................................................ 3 2.1 Brandsläckningsskummets utveckling ........................................................................ 3 3 BEGREPPSFÖRKLARING ................................................................................................. 5 3.1 Skum som släckmedel ................................................................................................. 5 3.1.1 Skumtal, skumkvalitet och uttryck för CAF ........................................................... 5 3.1.2 Olika skumvätskor................................................................................................... 6 3.2 Påföringsteknik ........................................................................................................... 7 4 METOD ................................................................................................................................. 8 5 TEORI ................................................................................................................................... 9 5.1 Rekommendationer ..................................................................................................... 9 5.2 Standarder för brandsläckningsskum ........................................................................ 10 5.3 Provningsmetod för tungskum .................................................................................. 11 5.4 Miljöpåverkan ........................................................................................................... 11 5.5 Erfarenheter från tidigare släckförsök ....................................................................... 11 6 FÖRSÖKSUTRUSTNING OCH TILLVÄGAGÅNGSÄTT ............................................. 16 6.1 Flödesmätning av CAF-system på släckbil ............................................................... 17 6.1.1 Försöksuppställning .............................................................................................. 17 6.1.2 Tillvägagångssätt ................................................................................................... 18 6.2 Småskaliga släckförsök ............................................................................................ 18 6.2.1 Försöksuppställning .............................................................................................. 19 6.2.2 Tillvägagångssätt ................................................................................................... 20 6.3 Storskaliga släckförsök ............................................................................................. 22 6.3.1 Försöksuppställning .............................................................................................. 22 6.3.2 Tillvägagångssätt ................................................................................................... 24 7 RESULTAT ........................................................................................................................ 26 7.1 Resultat från flödesmätning av CAF-system på släckbil .......................................... 26 7.2 Resultat från de småskaliga släckförsöken ............................................................... 27 7.3 Resultat från de storskaliga släckförsöken ................................................................ 30 8 ANALYS ............................................................................................................................. 35 IV 8.1 Analys flödesmätning................................................................................................ 35 8.2 Analys småskaliga släckförsök ................................................................................. 35 8.3 Analys storskaliga släckförsök .................................................................................. 37 8.4 Analys av Luleå räddningstjänst släckförsök 2014. .................................................. 38 9 DISKUSSION OCH SLUTSATS ....................................................................................... 40 9.1 Slutsats ...................................................................................................................... 41 9.2 Förslag till framtida forskning .................................................................................. 41 10 REFERENSER .................................................................................................................. 43 V 1 INLEDNING Kapitlet inleds med att ge en bakgrund till uppsatsen ämnesområde, därefter redovisas studiens syfte och avgränsningar. Olyckor är ett omfattande samhällsproblem. Skadorna av olyckor omfattar allt från personskador till dödsfall samt miljö- och egendomsskador. Skador från olyckor medför inte bara lidande utan även stora samhällskostnader. Räddningstjänsten ansvarar för kommunal räddningstjänst enligt Lag (2003:778) om skydd mot olyckor. I samhället sker en ständig utveckling vilket hela tiden medför nya risker som på ett eller annat sätt påverkar den kommunala räddningstjänsten som arbetar med förebyggande och skadebegränsande åtgärder för att skapa ett tryggt och säkert samhälle. En typ av olycka som räddningstjänsten måste kunna hantera är brand. I Sverige utfördes 24 251 räddningsinsatser mot bränder under året 2014 (IDA, 2015). Vatten är det absolut vanligaste släckmedlet men alla bränder går inte att släcka med vatten. Vätskebränder måste hanteras med en alternativ metod eftersom vattnets egenskaper medför att det är olämpligt att använda som släckmedel. Vätskebränder kan uppkomma vid trafikolyckor där läckage har uppstått från bränsletanken eller vid tankbilsolyckor där lasten kan innehålla brandfarlig vätska. Vätskebränder kan även uppkomma på industrier eller oljedepåområden, där vätskor används i olika processer och förvaras i tankar eller särskilda cisterner. För att hantera dessa olyckor används brandsläckningsskum. Allt fler räddningstjänster ser CAFS, Compressed Air Foam System, som ett alternativ till den traditionella skumutrustningen. Idag finns ingen rekommendation kring användning av CAF-system mot vätskebränder i Sverige, men intresset för att undersöka användningsområdet är stort från räddningstjänstens sida. Intresset beror framförallt på att en ökad användning av CAF-system tillsammans med A-skum skulle kunna innebära att behovet av filmbildande skumvätskor minskar och därmed reduceras spridningen av miljöfarliga fluorerade ämnen till miljön. Luleå räddningstjänst tog 2014 ett initiativ och genomförde ett släckförsök mot flygfotogen med CAF-system och A-skum. Släckförsöket visade på ett bra släckresultat och Luleå räddningstjänst påbörjade planering av fler storskaliga släckförsök. En förhoppning med försöken har varit att de ska kunna ligga till grund för en alternativ rekommendation kring lämplig basutrustning för hantering av vätskebränder, motsvarande den rekommendation som Myndigheten för samhällsskydd och beredskap, MSB, har kring dimensionering och teknik för släckning av spillbrand efter tankbils- eller järnvägsolycka (Hansson, 2003). En ny rekommendation skulle i sin tur kunna leda till snabbare släckinsatser och eventuellt minskade kostnader för räddningstjänsterna då behovet av dubbel uppsättning skumutrustning minskar. Detta examensarbete har omfattat en litteratursökning och erfarenhetssammanställning kring användning av CAF-system och A-skum. Examensarbetet har även omfattat dokumentation av småskaliga släckförsök som utgjorde underlag vid planering av två storskaliga släckförsök. Målet med de småskaliga släckförsöken var att bedöma en lämplig påföringshastighet till de storskaliga släckförsöken. 1 INLEDNING Arbetet har även bestått av medverkan i planering och förberedelse för de storskaliga släckförsöken, samt dokumentation av försöken. Målet har varit att utifrån resultatet från de storskaliga släckförsöken bedöma kapaciteten hos CAF-system med A-skum med avseende på brandbekämpning av en bensinbrand. 1.1 Syfte Syftet med studien har varit att få en uppfattning av släckförmågan hos A-skum i förhållande till B-skum i CAF-system. Arbetet syftade även till att få en uppfattning om eventuella skillnader mellan de två olika A-skumvätskorna som idag är mest förkommande i CAFsystem i Sverige samt undersöka vilken inverkan inblandningsförhållandet har på släckförmågan. Primärt avser studien bidra med kunskap kring följande frågeställningar: - - Finns det försöksdata eller rekommendationer för hur CAF-system i kombination med A-skumvätskor ska användas mot B-bränder, speciellt bensinbränder eller andra lättflyktiga produkter? Skiljer sig släckförmågan hos A-skum i förhållande till ett B-skum vid användning i CAF-system? Är det någon skillnad i släckförmåga på de A-skumvätskor som används i Sverige? Vilken inverkan har inblandningsförhållandet och skumkvaliten på släckförmågan? Visar försöken indikationer på att ett CAF-system med A-skum kan vara ett alternativ till MSBs rekommendation från 2003 kring basutrustning för skumsläckning av vissa typer och storlekar av bränder? 1.2 Avgränsningar Studien är avgränsad till att undersöka skumvätskorna One Seven ® Foam Concentrate Class A, Forest A-skum och Fomtec Enviro Class A Super vid användning i respektive CAF-system mot bensinbrand. Rapporten avser inte att beskriva de valda skumvätskornas miljöpåverkan. De storskaliga släckförsöken omfattar en yta på 60 m2 och studien avser inte att bedöma släckkapaciteten på större bål eller för andra typer av bränsle än bensin. 2 2 BAKGRUND I kapitlet presenteras kortfattat brandsläckningsskummets historia tillsammans med en beskrivning av olika skumsystem. 2.1 Brandsläckningsskummets utveckling Det första brandsläckningsskummet uppfanns 1877 i England, vatten blandades med skumbildande kemikalier och genom en kemisk reaktion alstrades skum (Persson, 2005). Senare utvecklades det traditionella skumsystem som än idag används. Det fungerar genom att skumvätska tillsätts i vattnet och sedan matas premixblandningen ut i slangen till ett skumrör där luft sugs in och ett skum bildas (Särdqvist, 2006). Figur 1 visar en principskiss över ett traditionellt skumsystem. Figur 1. Principskiss över traditionellt skumsystem. Källa: Egen. År 1929 uppfanns ett system i Danmark där tryckluft tillsätts premixblandningen och skum alstras redan innan det matas ut i slangen, se Figur 2. Det tryckluftgenererade skummet kallas CAF (Compressed Air Foam). Med samma luftinblandning som i ett traditionellt system fås i ett CAF-system ett skum med mycket mindre och storleksmässigt jämnare luftbubblor. Detta gör att skummet blir stabilare och konsistensen påminner om raklödder. Till detta skumsystem används speciella skumvätskor (A-skum) med lägre inblandningsförhållande som sänker ytspänningen och ökar vattnets vätningsförmåga. (Persson, 2015) Figur 2. Principskiss över ett CAF-system. Källa: Egen. 3 BAKGRUND CAF-system användes i Sverige fram till 1960-talet då den mycket effektiva filmbildande skumvätskan kom ut på marknaden. Filmbilande skumvätska används vid vätskebränder och beskrivs närmare i underavsnitt 3.1.2. Den filmbildande skumvätskan togs fram för användning i traditionella skumsystem vilket bidrog till att alla CAF-system i Sverige blev lagda åt sidan och i stort sett bortglömda. Användningen av CAF återupptogs under 1980-talet i USA och Kanada, framförallt för vegetations- och skogsbrandsbekämpning då den goda penetreringsförmågan är fördelaktig vid djupa glödbränder. I samband med detta började utvecklingen av skumvätskor för CAF-systemen ta fart. Inriktningen var framförallt mot Abrand, bränder i fibröst material till exempel trä och de flesta inredningsmaterial, dessa skumvätskor började därför benämnas A-skum. Skum för släckning av vätskebränder fick då benämningen B-skum för att kunna särskilja de två grundtyperna. (Persson, 2005) I början på 1990-talet genomfördes släckförsök och intresset för CAF ökade då det visade sig att en släckinsats med ett CAF-system i vissa avseenden var effektivare än en konventionell släckinsats med vatten (Persson, 2005). Användningen av CAF-system för att bekämpa brand i byggnad tog fart och under de senaste tio åren har CAF-system återigen etablerats bland de svenska räddningstjänsterna (Lindström, 2012). 4 3 BEGREPPSFÖRKLARING I detta kapitel ges förklaringar till grundläggande begrepp inom ämnesområdet. 3.1 Skum som släckmedel Skum består av vatten, skumvätska och luft. Skumvätskan gör att vattnets ytspänning minskar, vilket är nödvändigt för att premixblandningen ska gå att expandera till skum. Skumvätskan kan också ge ett kemiskt skydd som gör skummet resistent mot bränslet (filmbildande). Genom att lägga ett skumtäcke över bränsleytan så minskar bränslets avdunstning till luften i omgivningen. Branden slocknar om skumtäcket lyckas släcka alla flammor samtidigt som luften ovanför skumtäcket innehåller en bränslehalt lägre än bränslets brännbarhetsområde. För att minska bränslets ångtryck är det nödvändigt att kyla ytan. Kylningen fås av att skumtäcket avger en lagom mängd vatten som tar värme från vätskan för att sedan förångas. Om dräneringen sker för snabbt kommer skumtäcket brytas ned och återantändningsskyddet försvinna. (Rosander, 1996) Skum används framförallt på vätskebränder där enbart vatten inte kan nyttjas därför att vattnets höga densitet får det att sjunka till botten av vätskebranden och på så sätt bli verkningslöst. Skummets förmåga att skapa ett sammanhängande skumtäcke gör det även effektivt att använda för att skydda objekt mot strålningsvärme. En annan fördel med skum är att när ytspänningen minskar ökar vattnets vätningsförmåga och det tränger lättare in i fibrösa material. (Särdqvist, 2006) 3.1.1 Skumtal och skumkvalitet Skumtal är ett uttryck för förhållandet mellan skumflöde och premixflöde alternativt mellan skumvolym och premixmängd. Brandsläckningsskum delas in i grupper beroende på luftinblandningen och benämns tung-, mellan- och lättskum. Vanliga skumtal för dessa är 7, 70 och 700. (Särdqvist, 2006) Skumkvalitet avser skummets avskiljande förmåga, en hög skumkvalitet innebär att skummet har en hög avskiljande förmåga. Skumkvaliten påverkas av skummets konsistens, storleken på bubblorna och regelbundenheten i bubblornas storlek. (Rosander, 1996). Våt- respektive torrskum är uttryck för skum alstrat i CAF-system. Våtskum varierar från helt oexpanderat skum till ett skum med varierande storlek på bubblorna och har ett skumtal på mindre än fem. Dräneringstiden, tiden det tar för vätskan i skumprovet att rinna från skummet, är snabb. Snabb dräneringstid innebär att 25 % av vattnet har dränerat på mindre än 30 sekunder. Våtskum används ofta vid glödbränder eftersom det har en väldigt god penetrering- och vätningsförmåga (Persson, 2005). Skumkvaliten på våtskum är lägre då de stora bubblorna lätt kan brista och skapa en öppning som släpper igenom avdunstat bränsle. Uppvärmt bränsle avger mer brännbara gaser och öppningen i skumtäcket hålls öppet av bränslets ångtryck och på så vis kan branden få fäste. (Rosander, 1996) Torrskum består av små lika stora bubblor och har skumtal högre än 10. Torrskum kan liknas vid raklödder och har en hög mekanisk hållfasthet samt lång dräneringstid. Torrskum passar 5 BEGREPPSFÖRKLARING utmärk för att skydda vertikala och inverterade ytor mot värmestrålning. (Persson, 2005) En inverterad yta kan exempelvis utgöras av ett innertak eller en takfot. Torrskum har högre skumkvalitet då skum med lika stora och storleksmässigt jämna bubblor har högre mekaniskt hållfasthet. (Rosander, 1996). 3.1.2 Olika skumvätskor Detergentskum är en syntetisk skumvätska som är baserad på tensider som reducerar ytspänning hos vattnet. Detergentskummet har lätt för att skumma upp och ger ett lättflytande skum. Detergentskum kan expanderas till tung-, mellan- och lättskum och används i traditionella skumsystem med en inblandning på 3-6 %. Detergentskum används vanligen mot A-brand. Med tillsatsmedel kan de även användas mot B-brand, bränder i vätskeformiga bränslen som exempelvis bensin, plast och lösningsmedel. Tillsattsmedlena gör att skummet blir filmbildande eller film- och gelbildande. (Särdqvist, 2006) Proteinskum framställs av biprodukter från olika industrier och består av hydrolyserande animaliska eller vegetabiliska proteinråvaror. Hydrolyserat innebär att proteinet är uppdelat i kortare kedjor. Proteinskum bildar ett styvt skum med god vidhäftningsförmåga. När vattnet dränerar ut bildar proteinet en rödbrun rest som skyddar mot värmestrålning. Det kan expanderas till tung- eller mellanskum. Skummet har samma användningsområde och inblandning som detergentskum och kan på liknande sätt, med tillsatsmedel, användas mot Bbrand. (Särdqvist, 2006) Med tillsatserna fås nya skumvätskor, dessa har speciella egenskaper och är framtagna för olika ändamål. Ett exempel är filmbildande skumvätska, Aqueous Film Forming Foam, vilket benämns AFFF om basen är detergentskum samt FFFP om basen är proteinskum. Skummet används vid brand i ej vattenblandbara (opolära) bränslen som till exempel bensin. Tillsatsen har en bas av fluortensid och silikon som ger unika egenskaper, den vätska som utdräneras från skummet bildar en självläkande film ovanpå bränslet. Självläkande då den till viss grad flyter ihop om filmen skadas. En annan viktigare egenskap är att filmbildande skum har en kraftigt oljeavstötande förmåga, vilket gör att skummet kan påföras ”hårdare” på en brinnande yta utan att brytas ner. Normal inblandning för filmbildande skumvätskor är 1-6 %. (Särdqvist, 2006) Ett annat exempel är film- och gelbildande skumvätska, det används vid brand i vattenblandbara (polära) bränslen som till exempel metanol och etanol. I vattenblandbara bränslen är skummet och filmen lösliga i bränslet vilket innebär att skumtäcket snabbare bryts ner. Tillsatsen reagerar kemiskt med den polära vätskan och bildar en tät gel som skyddar ovanliggande skumtäcke och vattenfilm från att komma i kontakt med bränslet. Film- och gelbildande skumvätska, Aqueous Film Forming Foam Alcohol Resistant, benämns AFFFAR om basen är detergentskum samt FFFP-AR om basen är proteinskum. Normal inblandning för film- och gelbildande skumvätskor är 1-6 %. (Särdqvist, 2006) I CAF-system används A-skumvätska, det är en högkoncentrerad skumvätska baserad på detergentskum. A-skumvätskan är således varken filmbildande eller film- och gelbildande och primärt framtagen mot A-brand. Skumvätskan har lägre inblandningsförhållande jämfört med 6 BEGREPPSFÖRKLARING de övriga och normal inblandning är 0,1-1,0 %. Fördelen med A-skum är dess mycket goda penetrering- och vätningsförmåga. 3.2 Påföringsteknik Med påföringsteknik avses på vilket sätt skummet appliceras på den brinnande ytan. Det finns flera påföringstekniker, det viktigaste är att utbredningen blir snabbare än nedbrytningen. Exempel på påföringstekniker är direkt påföring då skummet appliceras direkt på den brinnande ytan eller mjuk påföring då skummet appliceras på en intilliggande yta och tillåts rinna ner över den brinnande ytan. Påföringstekniken beror delvis på om det är tung-, mellaneller lättskum som används samt om det är i början eller slutet av insatsen då strålföraren kan behöva ändra påföringstekniken allteftersom hen avanserar närmare branden. (Särdqvist, 2006) 7 4 METOD Kapitlet redogör för det tillvägagångsätt som ligger till grund för genomförandet av studien. Inledningsvis genomfördes en litteratursökning inom området. Det huvudsakliga målet med litteratursökningen var att få vetskap om släckförsök tidigare har genomförts med CAFsystem och A-skum mot vätskebränder. Denna information användes för att dra slutsatser inför och efter de små- och storskaliga släckförsöken. Litteratursökningen avsåg även att samla andra erfarenheteter och eventuella rekommendationer inom ämnesområdet. Det visade sig svårt att hitta information om inom det område som studien fokuserar på. Sökordet ”Compressed Air Foam” i databasen Google gav cirka 69 100 träffar (sökningen genomfördes 2015-04-13). I andra databaser som till exempel Scopus, Google Scholar, Web of Science och Primo var antalet träffar mycket färre, ibland inga alls. Litterstursökningen visade att inga försök, liknande de som avsågs inom detta projekt, fanns dokumenterade. Detta stärkte motiveringen till att genomföra släckförsök och undersöka släckkapacitetet hos CAF-system med A-skum mot bensinbrand. Den litteratur som erhölls var ofta relaterat till användning av CAF i fasta system, till exempel sprinkler eller brandsläckningssystem för cisterner. Dessa system benämns ICAF, Integrated Compressed Air Foam. I de rapporter som påträffades var tillvägagångssättet för släckförsöken, försöksuppställningarna samt resultaten bristfälligt redovisade. Inför de släckförsök, som avsågs i detta projekt, genomfördes mätningar av premixflöde och skumkvalitet från en släckbil med ett CAF-system från leverantören Rosenbauer. Flödesmätningarna avsåg bland annat ge underlag till beräkning av lämplig påföringshastighet och därmed storlek på det bål som användes vid det storskaliga släckförsöket. Studiens empiriska undersökning bestod av tolv småskaliga och två storskaliga släckförsök. Släckförsöken inleddes med de småskaliga släckförsöken, dessa följde i stort SP-Metod 2580. I de småskaliga släckförsöken undersöktes bland annat hur släckkapaciteten påverkades av inblandningsförhållandet och påföringstekniken. Syftet var att få en indikation på effektiviteten hos A-skum i jämförelse med B-skum och för att ytterligare kontrollera lämplig påföringshastighet till de storskaliga släckförsöken. Avsikten var också att få en uppfattning om det är någon markant skillnad mellan de två A-skumvätskorna som finns på den svenska marknaden. Slutligen genomfördes två storskaliga släckförsök. Målsättningen var att få en första indikation kring vilken släckkapacitet en släckbil utrustad med ett CAF-system och A-skum skulle kunna uppnå mot en vätskebrand av bensin. 8 5 TEORI Kapitlet redovisar bland annat de rekommendationer och standarder, kring användning av CAF-system och A-skum mot vätskebrand, som erhölls vid litteratursökningen. Några släckförsök som genomförts utanför Sverige resumeras. 5.1 Rekommendationer Räddningsverket presenterade 1992 rekommendationer kring dimensionering och teknik för släckning av spillbränder vid tankbils- och järnvägsolyckor. Rekommendationen uppdaterades 2003 av MSB och det grundläggande kvarstår, en kommunal räddningstjänst ska ha utrustning för att hantera en spillbrand på 300-500 m2 beroende på typ av bränsle. Rekommendationen bygger på användning av traditionell skumutrustningen för alstring av tung- och mellanskum. Den rekommenderade utrustningen redovisas i sin helhet i Tabell 1. (Hansson, 2003) Tabell 1. Rekommenderad basutrustning. Ur Hansson, 2003. Vattenflöde 2000-2500 liter/min Skumvätskeförråd 1000 liter alkoholbeständig, filmbildande skumvätska Totalt vattenbehov 15 m3 (1000 liter skumvätska motsvarar ett vattenbehov av cirka 15 m3 vid 6 % inblandning) Skumutrustning En skumkanon för tungskum, kapacitet 1000-2000 liter/min. Två manuella skumrör för tungskum eller mellanskum, kapacitet 200-400 liter/min Inblandningsutrustning Ska vara dimensionerad för aktuella flöden och kunna användas med alkoholbeständig, filmbildande skumvätska, samt vara omställningsbar mellan 3 % och 6 % inblandning Kompletterandeutrustning Två dimstrålrör (flöde cirka 300 liter/min) som nyttjas för kylning, personskydd eller släckning av gummibränder, etc En standardrutin från Phoenix räddningstjänst föreskriver att torrt A-skum i vissa fall kan användas mot mindre vätskebränder. I första hand anger rutinen att B-skum bör användas men CAF med 1 % inblandning kan användas för att släcka vätskebränder i storlek med läckage från bränsletank på en bil. En varning utfärdas angående A-skummets oförmåga att hindra ångor att tränga igenom skumlagret. Detta innebär att risken för återantändning är stor. Om CAF med A-skum används under en räddningsinsats krävs en kontinuerlig applicering av skum under den tid räddningspersonal befinner sig i riskzonen. (Phoenix Regional, 2014) 9 TEORI 5.2 Standarder för brandsläckningsskum Amerikanska organisationen National Fire Protection Association (NFPA) har utvecklat en rad standarder inom området brand. Nedan följer en sammanfattning från tre av dessa. Standarden NFPA®11 Standard for Low-, Medium-, and High-Expansion Foam syftar till att vara en handbok för användare av olika skumsläckningssystem. I kapitel 7 i standarden finns rekommendationer för användning av CAF-system. I avsnitt 7.15 står den idag enda skriftliga rekommendationen för hur ett CAF-system bör användas på vätskebränder. Enligt NFPA®11 bör inte påföringshastigheten understiga 1,63 l/(min∙m2) för brand i opolära bränslen (exempelvis bensin) och 2,3 l/(min∙m2) för brand i polära bränslen (exempelvis alkoholer). Notera att dessa påföringshastigheter inte tar någon hänsyn till fabrikat på skumvätskan och avser skum baserat på den från distributören rekommenderade inblandningen. (NFPA 11, 2010) Standarden NFPA®1150 Standard on Foam Chemicals for Fires in Class A Fuels syftar till att definiera dels kraven för godkännande och dels provningsmetoder för brandskumkemikalier som används för att kontrollera, undertrycka eller förebygga A-bränder. Standarden ställer bland annat krav på toxicitetsgränser för A-skumkoncentrat och skumlösningar. Den fastställer provningsmetoder som avser exponeringsskyddeffektivitet (värmestrålningsskydd) och fysikaliska egenskaper som korrosion. Målet med de krav som ställs i NFPA®1150 är bland annat att förbättra släckegenskaperna och på så vis minska riskerna för personal som arbetar med brandskumskemikalier. Nytt i 2010 års upplaga är avsnittet beträffande Askummets effektivitet som exponeringsskydd, standarden innehåller nu en provningsmetod för hur flamspridning sker på ytor som behandlats med skumlösningar. (NFPA 1150, 2010) En sammanfattning av försöksuppställning och tillvägagångssätt för denna provningsmetod följer: Tre plywood skivor med måtten 14,6 x 14,6 x 1,3 centimeter placeras horisontellt ovanpå varandra i en hållare varpå skummet töms över skivorna. Skumtäcket får eventuellt vila några minuter beroende på vilket inblandning som använts. Därefter vinklas hållaren med skivorna upp vertikalt under 10 sekunder för att låta överflödigt skum rinna av. Skivorna roteras moturs ett kvartsvarv och placeras sedan vertikalt under en värmekälla och utsätts för strålningsvärme på 40 kW/m2. Om antändning av skivorna inte sker inom 600 sekunder avslutas testet. (NFPA 1150, 2010) Standarden NFPA®1145 Guide for the Use of Class A Foams in Manual Structural Fire Fighting syftar till att fungera som en handbok för räddningstjänster vid användning av Askum vid brand i byggnad. Standarden redogör bland annat A-skummets egenskaper, vilken typ av utrustning som alstrar skummet och vilka påföringstekniker som rekommenderas samt säkerhetsaspekter kring användandet. Standarden är avgränsad från användning av A-skum mot vätskebrand. (NFPA 1145, 2011) 10 TEORI 5.3 Provningsmetod för tungskum Föreskrifter kan hänvisa till standarder för att uppfylla de krav som ställts. The European Committee for Standardization (CEN) arbetar fram och publicerar gemensamma europeiska standarder så kallade EN standarder. Dessa gäller i Sverige och för skum gäller EN 1568 Fire extinguishing media-Foam concentrates, vilken består av fyra olika delar (Part 1-Part 4). Standarden klargör krav och provningsmetoder för tungskumvätskor för ytpåföring på polära respektive opolära vätskor. Den provningsmetod som beskrivs i standarden är ett storskaligt test. Sveriges Tekniska Forskningsinstitut (SP) arbetade 1996 med FAIRFIRE-projektet där målet var att ta fram en småskalig metod som speglar de resultat som erhålls vid provning enligt EN 1568-3 respektive EN 1568-4. SPs argument för projektet var dels minskade kostnader samt mindre miljöbelastning vid testning av skumvätskor. Resultatet blev den småskaliga testmetoden SP-Metod 2580. SP-Metod 2580 går kortfattat ut på att fylla upp ett 0,66 m2 stort bål med 21 liter heptan. Skummunstycket leverarar 1,25 liter skum per minut och åtgången skumkoncentrat är cirka 0,3-1,0 % av totalt använt släckvatten. Bålet antänds och tillåts brinna 3 minuter innan släckning påbörjas, sedan dokumenteras tiden då 90 och 99 % kontroll erhållits samt när bålet är helt släckt. Eventuellt, om relevant, görs återantändningstest om full kontroll erhölls, d.v.s. bålet släcktes vid försöket. 5.4 Miljöpåverkan Släckvatten och skumvätskors miljöpåverkan har de senaste åren varit mycket omdiskuterat. Släckvatten för med sig biprodukter från branden ut i naturen eller ner i dagvattensystem. På så vis kan det till slut hamna föroreningar i dricksvattnet. Tillsätts en skumvätska kan skadligheten öka, skumvätskan (primärt filmbildande skum) kan innehålla ämnen som är svårnedbrytbara (Lindström, 2012). Dessutom antas andelen biprodukter som följer med släckvattnet ut öka om en skumvätska tillsätts släckvattnet, vilket leder till att miljöpåverkan blir högre. Inblandningsförhållandet för A-skum ligger mellan 0,1-1,0 % jämfört med 3,0-6,0 % för Bskum. Minskad inblandning och att man undviker användning av filmbildande skum innebär i längden minskad miljöpåverkan. Detta stärker intresset för att undersöka användningsområdet för CAF-system och motiverar genomförandet av de tänkta släckförsöken. 5.5 Erfarenheter från tidigare släckförsök Ett lyckat släckförsök genomfördes 2014 av Luleå räddningstjänst på deras utbildningscentrum på Hertsön i Luleå. Detta släckförsök är troligen det enda dokumenterade testet som utförts med A-skum i CAF-system mot vätskebränder i Sverige. Erfarenheterna från försöket indikerade att metoden var relativt effektiv då släcktiden vid försöket var kort. Försöket filmades men finns inte dokumenterat på annat sätt och beskrivs därför närmare 11 TEORI nedan. Informationen bygger på muntliga uppgifter från (Persson, 2015) och (Olsson, 2015) samt analys av filmen från släckförsöket. En försöksplatta utomhus fylldes med 800-900 liter flygfotogen på en vattenbädd. Utomhustempereraturen vid försöket var cirka 0o C. Bränslearean var uppskattad till 120 m2, vilket gav ett bränsledjup på cirka 7 mm. I mitten av försöksplattan hade en obstruktion placerats. Obstruktionen, i form av ett flygplansskrov, var placerad på tre stödben cirka en meter ovanför vätskeytan. Strategin för släckinsatsen var att angripa den fullt utvecklade branden med två separata strålrör. Strålrören matades av varsitt CAF-system av märket Rosenbauer. CAF-systemen hade vardera ett premix-flöde på cirka 165 l/min. De två strålförarna cirklade runt branden åt varsitt håll och till att börja med applicerades skummet direkt på bränsleytan. Strålförarna möttes och vände samma väg tillbaka. På återvägen säkrades bränsleytan genom att ytterligare ett skumlager påfördes och slutligen kyldes obstruktionen genom att skumbegjutas. I Figur 3 visas bilder från försöket hämtade från videodokumentationen. Figur 3. 00:13 01:37 01:54 03:05 Släckförsök med CAF-system och A-skum mot flygfotogen. Foto: Luleå räddningstjänst 2014. 12 TEORI Resultatet av släckförsöket redovisas i Tabell 2, där angivna tider bygger på en analys av videodokumentation av försöket. Slutsatsen var att branden snabbt kunde kontrolleras av de två strålförarna. Flygfotogen har en flampunkt överstigande 38o C, vilket innebär att vätskeytan antänds långsamt (St1 Refinery AB, 2012). Från antändning till dess att hela ytan brinner tar det 1 minut och 20 sekunder. Släckinsatsen påbörjas 20 sekunder efter att hela ytan brinner. Ytans förbrinntid blir, på grund av antändningsfördröjning, ett intervall mellan tiden för antändning och tiden då släckinsatsen påbörjas, d.v.s. 20-100 sekunder. Inom 30 sekunder från att släckningen påbörjades har 90 % av ytan släckts och en minut efter påbörjad släckinsats har branden helt slocknat. Flygplansskrovets inverkan på släckningen var framförallt att den påskyndade nedbrytningen av skumtäcket genom att det uppvärmda flygplansskrovet utsatte skumtäcket för strålningsvärme. Det ska nämnas att risken för återantändning ökar om bränsleytan utsätts för strålningsvärme. För att minska risken för återantändning fortsätter påföringen av skum ytterligare 40 sekunder från att branden anses vara släckt, dels för att påföra ytterligare skum och dels för att kyla obstruktionen. Tabell 2. Släckförsök Luleå räddningstjänst 2014. Skumvätska Forest A Inblandning % 0,6 % Påföringsmetod Mjuk påföring Påföringshastighet 2,8 l/(m2∙min) Skumtal "vått skum" Antal strålrör 2 CAF-system Rosenbauer Bränsle (på vattenbädd) Flygfotogen Bränslearea 120 m2 Bränsledjup mm 7 millimeter Släcktider Antändning* 00:00 min:sek Start skumpåföring 01:40 min:sek 90 % släckt 02:10 min:sek Släckt 02:40 min:sek Skumpåföring avslutas 03:30 min:sek * Tar 80 sekunder från tändning till hela ytan brinner. Förbrinntiden, med hela ytan i brand, var cirka 20 sekunder. 13 TEORI En rapport från Sun Yat-Sun Universitet i Kina redovisar experimentella försök med ICAF, fasta CAF-system, mot vätskebränder. I rapporten nämns att användning av ICAF mot vattenlösliga flytande bränslen saknar vägledning i Kina. Syftet med rapporten var att genom experimentella försök undersöka hur lufttryck, munstyckets utformning och blandningsförhållandet påverkar dräneringstiden och därmed släckförmågan. Resultatet var att det som påverkade dräneringstiden mest var inblandningsförhållandet, därefter vilket lufttryck som användes. Minst påverkan hade munstyckets utformning. I projektet genomfördes även ett släckförsök mot 2 liter bensin på vattenbädd i ett 0,19 m2 stort bål. Slutsatsen i rapporten var att torrskum var att föredra. (Chenga & Xu, 2014) I en annan rapport från samma universitet redogörs kortfattat resultatet från ett småskaligt försök med CAF-system mot en oljetank. Bränslet bestod av 3,2 m3 bensin i ett bål med arean 2,27 m2 och djupet 1,7 meter. Det utfördes flertalet försök med skumvätskorna Class A foam, protein foam, fluoroprotein foam, AFFF foam och AR-AFFF foam. Tyvärr redovisas inget resultat utan endast en slutsats. Slutsatsen var att CAF-system kan användas vid släckning av bränder i oljetankar. (Xuecheng, o.a., 2012) En artikel i tidskriften National Research Council of Canada sammanfattar testresultatet från släckförsök med fasta CAF-system mot vätskebränder med effektutveckling på cirka 2 MW. Resultaten jämförs med försök där vanliga sprinklersystem samt system med vattendimma använts. Skumvätskorna som användes var 0,3 % Class A foam och 2 % Class B foam. Resultatet redovisas mycket kortfattat och det framgår att CAF-systemet släckte branden på 1:50 minuter vilket var effektivare än de båda andra alternativen. (Kim A. , 2014) Om det var någon skillnad i släckkapacitet mellan Class A foam och Class B foam framgår inte av artikeln. I samma artikel sammanfattades även släckförsök från flygplanshangarer. Syftet var att jämföra CAF-systemet med de traditionella skum-vatten släcksystem som finns för flygplanshangarer. Skumvätskan som användes var Class B foam, med 2 % inblandning i CAF-systemet och 3 % inblandning i det traditionella systemet. Försöken visade att CAFsystemet endast använde 40 % av vattenmängden jämfört med det traditionella systemet och släckte branden på halva tiden. En återantändningskontroll utfördes och tiden det tog branden att nå full effekt igen var 20 minuter då CAF-systemet använts och 10 minuter då det traditionella släcksystemet använts. (Kim A. , 2014) Artikeln lyfter fram fördelen med att CAF-skummet reflekterar ljus mer än vatten vid en manuell invändig släckinsats och skapar på så vis en bättre miljö för räddningstjänstpersonalen (Kim A. , 2014). Värt att nämnas är att i Sverige används enbart vatten vid invändig släckinsats, inget annat är godkänt enligt svensk lagstiftning (AFS 2007:7, 2014). I artikeln nämns att ett fast system med tryckluftsskum, så kallat ICAF har mottagit Factory Mutuals godkännande för spillbränder, där bränslet består av bensin och diesel. (Kim A. , 2014) National Research Council of Canada har genomfört ytterligare ett släckförsök med ICAFsystem där syftet var att utvärdera släckkapaciteten. Bålet var 0,64 m2 stort med en kant på 10 centimeter. Ett strålrör var placerat 2,3 meter ovanför bålet och bränslena bestod av diesel och 14 TEORI bensin. Skumvätskorna som användes i försöken var A-skummet Silvex med 0,3 % inblandning (rekommenderad inblandning 1 %) samt ett AFFF skum med inblandningen 1 och 3 % (rekommenderad inblandning 6 %). Resultatet var att bensinbranden kunde släckas på 0:40 minuter med A-skum och på 1:35 minuter med klass B-skum. Orsaken till att A-skum hade bättre effekt anges vara att A-skummet användes med 30 % av den rekommenderade inblandningen medan B-skummet användes med mindre än 20 % av den rekommenderade inblandningen. Slutsatsen var att båda skummen fungerade bra med tanke på det låga inblandningsförhållandet. (Kim & Crampton, 2000) Vidare i experimentet undersöktes skumtalets inverkan på släckeffekten. Det gjordes flertalet försök, både med A-skum och B-skum, där skumtalet varierades. Resultatet var att ett skum med skumtal 1:4 släckte branden något snabbare än ett med skumtal 1:10. Skum med skumtal 1:4 använde 2,5 gånger mer vatten, så med hänsyn till vattenförbrukningen blev resultatet att skummet med det högre skumtalet hade bättre effekt. Om skumtalet var högre än 1:10 blev skummet för lätt och klarade inte att tränga genom flamman och nå ner till vätskeytan och släcka branden. Om skumtalet var för lågt dränerades vattnet ut för snabbt och inget skumtäcke kunde upprätthållas på vätskeytan. (Kim & Crampton, 2000) Slutsatserna är att om skumtäcket påförs snabbt är den avskiljande förmågan med tanke på bränsleånga mindre viktigt, d.v.s. om påföringen är snabb erhålls ett tjockare lager skum snabbare vilket i sin tur kompenserar för brister i den avskiljande förmågan. Vidare står det att det tar längre tid att släcka bränder med bränslen som har låg flampunkt samt att CAF-system är ett bra alternativ när vattentillgången är begränsad. (Kim & Crampton, 2000) Ännu en rapport från National Research Council of Canada med resultat från genomförda försök, nämner att CAF-systemen ökar i popularitet bland räddningstjänsterna och att det inte finns någon studie som utvärderar brandsläckningseffektiviteten av mobila CAF-system för att slå ned rumsbränder. Rapporten syftar till att belysa området genom tio fullskaliga släckförsök. Brandbelastningen i rummet bestod av två träplankor, en mindre träsoffa och flera spånskivor. I försöken används CAF, vanlig slang med enbart vatten samt vanlig slang med premixblandning (oexpanderat). Skumvätskan som användes var Hi-Combat Class A foam med 0,1-0,5 % inblandning. (Kim & Crampton, 2009) Resultatet från försöken visar att CAF-systemet släckte branden och kylde rummet mycket snabbare än de andra alternativen. Släcktiden med CAF var 35 sekunder, med enbart vatten 60 sekunder och med premixblandning 45 sekunder. Mängden vatten för att släcka branden var 118 liter då enbart vatten användes, 55 liter med oexpanderad premixblandning och endast 23 liter då CAF-systemet användes. Rapporten lyfter fram att det är viktigt att utbilda personalen när ny utrustning ska tas i bruk för att på bästa sätt kunna nyttja utrustningen maximalt. (Kim & Crampton, 2009) 15 6 FÖRSÖKSUTRUSTNING OCH TILLVÄGAGÅNGSÄTT I kapitlet presenteras de valda skumvätskorna samt den skumutrustning som användes i studiens släckförsök. Vidare beskrivs arbetsgången för flödesmätningarna, de småskaliga släckförsöken samt de storskaliga släckförsöken. Skumvätskorna som användes vid flödesmätning samt vid de små- och storskaliga släckförsöken redovisas i Tabell 3, tillsammans med den benämning de har i följande delar av rapporten. Tabell 3. Skumvätskor vid flödesmätning och släckförsök. Typ Distributör Produktbeteckning Rekommenderad Benämns i inblandning rapporten B-skum - AFFF-ARC 3x3 3,0 % B-1 A-skum Nordic Fire & One Seven ® Foam 0,3 % Rescue Service AS Concentrate Class A A-1 A-skum Dafo Brand AB Forest A-skum 0,6 % A-2 A-skum Dafo Brand AB Fomtec Enviro Class A Super 0,3 % A-3 Skumvätskorna One Seven ® Foam Concentrate Class A och Forest A-skum valdes för att de idag är de mest vanligt använda i CAF-system i Sverige. Distributören för Forest A-skum genomförde en ändring i sortimentet under projektiden, vilket medförde att Forest A-skum byttes ut mot Fomtec Enviro Class A Super i det storskaliga släckförsöket. B-skumvätskan är en vanligt förekommande skumvätska som traditionellt används mot vätskebränder och ses som en referensvätska. Uppgifter i Tabell 3 om skumvätskorna är hämtade från respektive leverantörssäkerhetsdatablad (NFRS, 2014) (Dafo Brand AB, 2014) (Dafo Fomtec AB, 2014). På den svenska marknaden finns idag två olika CAF-system, Rosenbauer och One-Seven. Principen är den samma för de båda men själva uppbyggnaden skiljer sig åt något, det är framförallt inblandningskamrarna som är olika konstruerade. Det genomfördes två storskaliga släckförsök, vilket syftade till att kunna utvärdera de båda systemen under liknande omständigheter. Vid de småskaliga släckförsöken användes påföringsteknikerna, typ II och typ III. Metoden för teknikerna redovisas i Tabell 4. Tabell 4. Påföringstekniker som användes under de småskaliga släckförsöken. Påföringsteknik Förklaring Metod Typ II Backboard påföring Indirekt påföring Skummet appliceras på en backboardplåt och rinner ner i bålet varvid skummet flyter ut över vätskeytan. Typ III Direkt påföring Skummet appliceras direkt på den brinnande vätskeytan. 16 FÖRSÖKSUTRUSTNING OCH TILLVÄGAGÅNGSÄTT 6.1 Flödesmätning av CAF-system på släckbil En flödesmätning genomfördes av SP Fire Research i samarbete med Räddningstjänsten Storgöteborg. Släckbilen som användes vid försöken var försedd med Rosenbauer CAFsystemet CONTI CAFS 15C och skumvätskan som användes var A-2 (Forest A). Flödesmätningarna gjordes för att kontrollera om flödet på släckbilens display överensstämmer med SPs kalibrerade flödesmätare. 6.1.1 Försöksuppställning En släckbil ställdes upp inne i SPs stora brandhall. CAF-systemet kopplades via en smalslang till SPs flödesmätare. Ordinarie CAFS-munstycke kopplades på slangen för att få ett representativt tryck- och flödesförhållande. CAF-systemet kördes i ”mellanskum-läge” med skuminblandningen satt till 0 % för att få ut enbart vatten i slangen till flödesmätaren. Två flödesmätningar med enbart vatten utfördes. SPs flödesmätare kopplades bort inför kontroll av skumkvalitet och en plåtskärm ställdes fram. Plåtskärmen användes som ”backboard-yta” för att fånga upp skumstrålen och leda ner denna i uppställningskärl som ställts under plåtskärmen. För uppsamling av skum inför kontroll av skumkvalitet riktades CAFS-munstycket mot backboardplåten. Figur 4 visar CAFS-munstycket kopplat på SPs flödesmätare riktat mot backboardplåten som användes för uppsamling av det genererade skummet. SPs flödesmätare kopplades bort därför att den inte fungerar när slangen innehåller expanderat skum. Försöksutrustningen redovisas i bilaga A. Figur 4. Försöksuppställning vid flödesmätning. Foto: Elin Lindsjö 17 FÖRSÖKSUTRUSTNING OCH TILLVÄGAGÅNGSÄTT 6.1.2 Tillvägagångssätt Den första flödesmätning med enbart vatten avsåg att kontrollera om flödet som släckbilen registrerade överensstämde med SPs kalibrerade flödesmätare. Körningarna gjordes först med utgående kran helt öppen sedan nedstrypt. Flödet enligt släckbilens flödesmätare och flödet på SPs flödesmätare antecknades och differensen beräknades. I nästa steg gjordes en körning med skuminblandning. CAF-systemet kördes i normalläge för våtskum vilket innebär 0,6 % skuminblandning. Ett större kärl med en volym på 35,5 liter vägdes tom och fylldes sedan med skum. Premixflödet enligt släckbilens flödesmätare antecknades och en ny vikt togs när behållaren var fylld med skum och skumtalet beräknades, se Figur 5. Som komplement användes även tre mindre mätglas i plast vardera med volymen 2 200 milliliter, se Figur 5. Mätglasen vägdes och fylldes sedan med skum, därefter vägdes dem på nytt och ett skumtal kunde beräknas. Dräneringshastigheten kontrollerades genom att mäta det utdränerade vattnet som samlades i botten på mätglasen vid tiderna 10, 20 och 25 minuter. Figur 5. T.v. uppsamlingskärl för bestämning av skumtal. T.h mätglas för bestämning av skumtal och dräneringshastighet. Foto: Elin Lindsjö 6.2 Småskaliga släckförsök De småskaliga släckförsöken genomfördes under två dagar på SP Fire Research i Borås. Försöksuppställningen och tillvägagångssättet följer i stort SP-Metod 2580. Försöksprotokollet redovisas i bilaga D. Den CAF-generator som användes vid försöken var en småskalig utrustning byggd på SP Fire Research med ett flöde på cirka 1,25 l/min. Med ett bål på cirka 0,66 m2 innebär det en påföringshastighet på cirka 1,9 l/m2∙min. Initialt gjordes försök med våtskum. Två försök med den konventionella AFFF-AR skumvätskan (B-1) gjordes som referens till de båda A-skummen A-1 (One Seven ® Foam Concentrate Class A) och A-2 (Forest A-skum). Därefter testades ett av A-skummen med typ III påföring (direkt). Utifrån dessa tre första försök bedömdes typ II (backboard) som den mest lämpliga påföringstekniken för resterande försök. 18 FÖRSÖKSUTRUSTNING OCH TILLVÄGAGÅNGSÄTT Rekommenderad inblandning för A-1 (One Seven ® Foam Concentrate Class A) är 0,3 % och för A-2 (Forest A-skum) 0,6 %. För att kunna utvärdera hur släckkapaciteten påverkas av inblandningsförhållandet testades A-skumvätskorna med olika inblandningar. De båda A-skummen prövades med typ II påföring och med inblandningarna 0,3, 0,6 och 1,0 %. För vardera A-skum med 1,0 % inblandning gjordes ytterligare två släckförsök med torrt skum, d.v.s. skum med högre skumtal. Den A-skumvätska som med vått skum gav bäst släckkapacitet, vilket var A-1, användes till ett sista försök. I det sista försöket ändrades endast påföringstekniken från typ II till typ III. Försöksprogrammet för de småskaliga släckförsöken redovisas i Tabell 5. Tabell 5. Försöksprogram småskaliga släckförsök. Försök nr. Skumvätska Inblandning Skumkvalitet Påföring Återantändning 1. B-1 3,0 Vått Typ II Nej (Backboard) 2. B-1 3,0 Vått Typ III (Direkt) Ja 3. A-1 0,3 Vått Typ III Ja 4. A-1 0,3 Vått Typ II Ja 5. A-1 0,6 Vått Typ II Nej 6. A-1 1,0 Vått Typ II Nej 7. A-2 0,3 Vått Typ II Ja 8. A-2 0,6 Vått Typ II Nej 9. A-2 1,0 Vått Typ II Nej 10. A-2 1,0 Torrt Typ II Ja 11. A-1 1,0 Torrt Typ II Ja 12. A-1 1,0 Vått Typ III Nej 6.2.1 Försöksuppställning Inne i SPs stora brandhall placerades ett 0,66 m2 stort bål. Bålet hade en kanthöjd 150 mm. En videokamera placerades så att bål och CAFS-generatorn filmades. Dessutom togs stillbilder av experimentet. CAFS-generatorn placerads på lämpligt avstånd beroende på påföringsteknik. I de fall typ II påföring användes fästes en backboardplåt med måtten 600 x 600 millimeter på bålet, se Figur 6. I vissa fall när försöken resulterade i släckning genomfördes en kontroll av skumtäckets återantändningsskydd. Detta gjordes genom att antända ett kärl som hängts på sidan av bålet, kärlet var fyllt med tre deciliter heptan och två deciliter vatten. Försöksutrustningen redovisas i bilaga B. 19 FÖRSÖKSUTRUSTNING OCH TILLVÄGAGÅNGSÄTT Figur 6. Försöksbål 0,66 m2. T.v. med backboardplåt. T.h. återantändningskärlet monterat på bålets vänstra kant. Foto: Elin Lindsjö 6.2.2 Tillvägagångssätt En trycktank för premixblandningen fylldes upp med vatten och skumvätska till önskat inblandningsförhållande. Trycktanken anslöts sedan med en slang via flödesmätare och kopplades samman med luft till CAF-generatorn. För en första kontroll av flöde samt skumtal samlades skum upp i en 5 liters bägare av plast under 15 sekunder. Anteckningar gjordes över skummets volym, vikt och skumgeneratorns arbetstryck. Sedan beräknades ett skumtal för att kontrollera att skumkvaliten var den önskade. Ett vått skum med skumtal på cirka 7-9 önskades till försöknummer 1-9 och 12. För försök 10 och 11 eftersträvades ett torrt skum med skumtal på cirka 15. Luftflödet på CAF-generatorn justerades mellan de olika försöken för att skumkvaliten skulle bli det önskade. När skumkvaliten ansågs tillräckligt bra utfördes respektive släckförsök. Försöken med högre skumtal, försök 10 och 11, hade väldigt långa dräneringstider så dräneringskontroll utfördes inte. Försök 12 var ett omprov av försök nummer 6 där endast påföringstekniken ändrades varför skumtal och dräneringskontroll inte genomfördes på nytt. Kontroll av dräneringshastighet och beräkning av skumtal gjordes innan släckförsöken påbörjades i princip enligt EN 1568-3. En tom behållare försedd med dräneringsrör i botten vägdes tillsammans med ett stativ. Volymen på behållaren var 1 623 milliliter. Behållaren placerades sedan i skumstrålen och när den var till hälften fylld med skum startades ett tidtagarur. Plastbehållaren fylldes till brädden och skumöverskottet ströks bort med en skrapa. Behållaren placerades sedan på stativet på vågen, se Figur 7. Skumvikten antecknades och ett nytt skumtal beräknades. Dräneringsröret öppnades så att endast dränerat premix tappades ut medan allt skum behölls. Tiderna när skummet minskat sin vikt med 25 och 50 % noterades. 20 FÖRSÖKSUTRUSTNING OCH TILLVÄGAGÅNGSÄTT Figur 7. Dräneringskärl fyllt med skum placerat på vågutrustningen. Foto: Elin Lindsjö Strax före släckförsöken fylldes bålet upp med 21 liter blyfri 95- oktanig bensin. En skylt med respektive försöksnummer placerades på bålet. Dokumentation med hjälp av videokamera påbörjades strax innan antändning av bränslet. Bålet antändes med en gasolbrännare och hade en förbrinntid på 1 minut. CAF-generatorn startades och släckningen påbörjades samtidigt som tidtagningen startades. Tiden för vilket 90, 99 och 100 % av ytan var släckt dokumenterades. Vid misslyckat släckförsök släcktes bålet med en handbrandsläckare. För de försök där återantändningsskydd skulle kontrolleras påfördes skum ytterligare en stund efter att branden slocknat. Om släcktiden var mindre än 3 minuter påfördes skum tills tiden var 3 minuter (3 minuter efter start av skumpåföring). Om släcktiden var mer än 3 och mindre än 5 minuter påfördes skum tills tiden var 5 minuter. Detta är en del av den standardiserade metoden. Därefter fick bålet med skumtäcke vila i 5 minuter samtidigt som återantändningskärlet iordningställdes med 3 deciliter heptan och 2 deciliter vatten. Kärlet placerades på sidan av bålet, se Figur 6. När 5 minuter, vilotiden, hade förflutit antändes heptanblandningen och återantändningsförsöket påbörjades. Tiderna för fast låga i bålet samt när 25 % av ytan hade återantänts dokumenterades. När 25 % av bränsleytan var återantänd släcktes bålet med en handbrandsläckare och det använda materialet rengjordes inför nästa släckförsök. 21 FÖRSÖKSUTRUSTNING OCH TILLVÄGAGÅNGSÄTT 6.3 Storskaliga släckförsök De storskaliga släckförsöken genomfördes under två dagar vid Luleå räddningstjänst utbildningscenter på Hertsön i Luleå. För att en jämförelse med det tidigare genomförda släckförsöket från 2014 ska vara möjligt användes samma nominella påföringshastighet 2,8 l/(m2∙min), se avsnitt 5.5. Från flödesmätningarna erhölls släckbilens flöde. Flödet var cirka 165 l/min, se avsnitt 7.1. För att påföringshastigheten ska vara 2,8 l/(m2∙min) krävs ett bål med brandytan 60 m2. Detta innebär en något högre påföringshastighet än de 1,9 l/(m2∙min) som användes i småskaleförsöken. De småskaliga släckförsöken gav indikationer på att mjuk påföring var att föredra. Mjuk påföring är när skummet inte appliceras direkt på bränsleytan utan istället appliceras på backboardplåten och rinner ner över bränsleytan. Detta resultat togs i beaktning vid planeringen av släckinsatsen för det storskaliga släckförsöket. Det första försöket genomfördes 2015-06-01 med ett Rosenbauer-system med 0,3 % inblandning av skumvätska A-3. Det rådande vädret den dagen var en måttlig nordvästlig vind, mulet, ingen nederbörd och en temperatur på cirka 12o C. Det andra försöket genomfördes 2015-06-02 med ett One-Seven system med 0,3 % inblandning av skumvätska A-1. Vädret var måttlig nordvästlig vind med en del inslag av friska vindar, mulet, något regn och en temperatur på cirka 12o C. 6.3.1 Försöksuppställning Försöken genomfördes utomhus på ett betongplatta med murad tegelstenskant. För att utjämna den fördjupning som var i mitten av bålet placerades mindre betongplattor ut som utfyllnad av detta utrymme. På så vis kunde bränslemängden reduceras utan att minsta specificerade bränsledjup påverkades. Mitt i bålet placerades en obstruktion med måtten 0,68 x 1,85 meter som skulle fungera som backboardplåt och på ena kanten av bålet placerades en plåtramp för att skummet skulle kunna skjuvas över kanten när mjuk påföringsteknik användes, se Figur 8. Bålet uppmättes till 8,75 meter rakt över och arean innanför tegelkanten var cirka 60,3 m2. Figur 8. Bål med backboardplåt och påföringsramp. Foto: Elin Lindsjö 22 FÖRSÖKSUTRUSTNING OCH TILLVÄGAGÅNGSÄTT Två CAF-system av vardera fabrikat förbereddes inför varje släckförsök, där det ena utgjorde reserv ifall problem skulle uppstå. Utrustningen placerades på lämplig plats med avseende på avstånd och vindriktning. Inför provningen provkördes systemet en kort stund så att slangarna var fyllda samt för att kontrollera att skumkvaliten såg normal ut. Strålrören som användes vid försöken visas i Figur 9. Dels ett traditionellt CAF-munstycke och dels ett mellanskumrör 400 liter (400 liter avser vattenförbrukningen per minut). Figur 9. T.v. traditionellt CAF-munstycke. T.h. mellanskumrör 400 liter. Foto: Elin Lindsjö Det traditionella munstycket alstrar konventionellt CAF med lägre skumtal (tungskum) i en sluten stråle och med bra kastlängd. Mellanskumröret alstrar ett skum med betydligt högre skumtal (mellanskum) vilket har en begränsad kastlängd. Skillnaden i skumkvaliten går att se i Figur 10. Figur 10. T.v. skum alstrat i traditionellt CAF-munstycke. T.h. skum alstrat i mellanskumrör. Foto: Elin Lindsjö 23 FÖRSÖKSUTRUSTNING OCH TILLVÄGAGÅNGSÄTT På plats fanns en tankbil med 4,5 m3 blyfri 95-oktanig bensin samt från flygflottiljen F21 en släckbil och skumresurser som extra skydd. En videokamera placerades i ett höjdfordon så bålet filmades snett ovanifrån. Släckvattnet säkrades från en basbil samt från en markbrandpost. Fotografering av de storskaliga släckförsöken gjordes från olika vinklar. Försöksutrustningen som användes redovisas i bilaga C. En principskiss av försöksområdet redovisas i Figur 11. Figur 11. Principskiss av försöksområdet, illusterat uppifrån. 6.3.2 Tillvägagångssätt Först kontrollerades vindriktningen så att personal och utrustning kunde placeras ut på lämplig plats och ett riskområde markerades med avspärrningsband. Sedan jordades påfyllningsröret och 4,5 m3 bensin lossades av personalstyrka iförd branddräkt, antistatiska skor, skyddsglasögon och skyddshandskar. När lossningen var klar övervakades området med explosimeter, som mäter halten brännbara ångor i luften, under några minuter innan jordningen vid tankbilen togs bort och slangen kopplades loss. Tankbilen lämnade platsen, videokameror placerades ut och all försökspersonal intog sina platser. Bålet tändes av 2 personer iförda branddräkt, antistatiska skor, tryckluftsapparat, skyddshandskar och explosimeter. Tändningen utfördes med hjälp av en trasa indränkt i bensin fäst på en 4 meter lång metallstång. Tändningen gjordes med vinden i ryggen och när bålet tänts tilläts åskådare komma in på området och gå fram till avspärrningsbandet. Bålet hade en förbrinntid på 3 minuter innan släckinsatsen påbörjades. Figur 12 visar spillbranden innan släckinsatsen påbörjas, d.v.s. när branden har full effekt. Minsta bränsledjup var cirka 40 millimeter efter fyllning och med en antagen avbrinningstid på cirka 5 mm/min (Räddningsverket, 2001) så innebar detta att cirka 15 millimeter bränsle hade förbrukats under förbrinntiden och att 25 millimeter kvarstod när släckinsatsen inleddes. 24 FÖRSÖKSUTRUSTNING OCH TILLVÄGAGÅNGSÄTT Figur 12. 60 m2 bensinbrand fullt utvecklad. Foto: Elin Lindsjö Följande instruktioner gavs till släckpersonalen innan försöket inleddes. Inled skumpåföringen med det traditionella CAF-munstycket genom markpåföring via påföringsrampen. Allt eftersom bränsleytan släcks av avancera framåt, det är då också möjligt att använda backboardplåten. Om det är svårt att uppnå tillräckligt mjuk påföring så att en effektiv kontroll/ släckning kan uppnås byt till mellanskumrör. När branden är helt släckt, stoppa skumpåföringen. Låt skumtäcket vila i 5 minuter innan bålet tänds igen för att ge möjlighet till ett ”extraförsök”. Andra tändningen görs på samma sätt som första. När branden nått full intensitet igen, påbörja nytt släckförsök med mellanskumrör (om inte detta redan använts i huvudförsöket). När försöket bedöms avslutat låt kvarvarande bränsle brinna slut. Kyl den omgivande betongen runt bålet. 25 7 RESULTAT I detta kapitel redovisas de viktigaste resultaten från de experimentella försöken. Det kompletterande materialet från flödeskontrollen, de småskaliga släckförsöken och de storskaliga släckförsöken redovisas i rapportens bilagor. 7.1 Resultat från flödesmätning av CAF-system på släckbil På en släckbil utrustad med ett Rosenbauer CAF-system genomfördes en flödesmätning. Flödesmätningarna gjordes för att kontrollera om flödet på släckbilens display överensstämmer med SPs kalibrerade flödesmätare. Två flödesmätningar med enbart vatten genomfördes, en med utgående kran helt öppen och en med utgående kran nedstrypt. Det avlästa flödet på släckbilens inbyggda flödesmätare och SPs kalibrerade flödesmätare redovisas i Tabell 6. Flödesmätningarna med enbart vatten påvisade en viss skillnad i uppmätt flöde, släckbilens inbyggda flödesmätare visade cirka 25 l/min lägre än SPs flödesmätare. Tabell 6. Flödesmätning med vatten. Inställning utgående kran Flöde-släckbil Flöde-SP Kommentar Helt öppen cirka 494 l/min cirka 518 l/min Differens cirka 24 l/min Nedstrypt för lägre flöde cirka 143 l/min cirka 170 l/min Differens cirka 27 l/min Sedan genomfördes en körning med 0,6 % inblandning av skumvätska A-2, vått skum. Släckbilens inbyggda flödesmätare registrerade ett flöde från CAF-systemet på cirka 152 l/min. Med tanke på den tidigare uppmätta variationen, 25 l/min, kan flödet för vått skum i verkligheten legat på cirka 177 l/min. Detta kunde inte verifieras (SPs flödesmätare fungerar inte då slangen innehåller expanderat skum) och det finns en osäkerhetsfaktor där man grovt kan säga att flödet av vått skum uppgår till cirka 150-175 l/min. Med tanke på att skuminblandningen styrs av signalen från släckbilens inbyggda flödesmätare så kan detta innebära en något lägre inblandning än avsett. Om önskad inblandningen (0,6 %) baseras på flödet 150 l/min (släckbilensflödesmätare) så motsvarar detta ett skumflöde på 0,9 l/min. Om verkligt vattenflöde är 175 liter/min (25 l/min mer) blir den verkliga inblandningen strax över 0,5 %, vilket är 0,1 % mindre än önskat. Vid flödesmätningarna genomfördes en kontroll av skumtal och dräneringstid. Skumtalet uppmättes till cirka 4,3 och dräneringsmätningarna indikerar en dränering till 50 % strax under 20 minuter. Tabell över beräkning av skumtal, erhållna dräneringstider samt använd försöksutrustning redovisas i bilaga A. 26 RESULTAT 7.2 Resultat från de småskaliga släckförsöken Totalt tolv småskaliga släckförsök genomfördes på ett 0,66 m2 stort bensinbål såsom beskrivits i avsnitt 6.2. I Tabell 5 redovisas försöksprogrammet. Inför varje släckförsök justerades CAF-generatorn och luftflödet tills dess att önskad skumkvalitet erhållits. När rätt skumkvalitet erhållits beräknades skumtalet och en dräneringskontroll genomfördes. Försöksdata från kalibreringen redovisas i bilaga B. Med typ III påföring testades referens skumvätskan B-1 (AFFF-AR) med 3,0 % inblandning och skumvätska A-1 (One Seven ® Foam Concentrate Class A) med 0,3 och 1,0 % inblandning. Inget av skummen klarade släcka bålet, dock dämpande B-1 branden så att 90 % kontroll erhölls efter cirka 3 minuter. Släckproblematiken i försöket med B-1 syns tydligt i Figur 13. När skummet fylldes på växte skumtäcket upp längs kanten vilket resulterade i att skumkanterna började vikas inåt. De invikta kanterna förde med sig bränsle upp och branden fortsatte på den uppvikta kanten och försöket fick avbrytas utan att släckning uppnåddes. Figur 13. B-skum med typ III påföring där kantbranden inte kunde släckas. Foto: Elin Lindsjö Med typ III påföring upptäcktes följande problem. Skumstrålen träffade med ett hårt nerslag i mitten av bålet och skummet doppades i bensinet. För A-skummen som inte har något kemiskt skydd mot bensin innebar detta att en del av skummet bröts ner direkt. Endast det skum som inte hade brutits ner medverkade sedan i släckningen genom att breda ut sig ovanpå bensinen och verka avskiljande. Skummet som doppats i bensin blev kontaminerat av 27 RESULTAT bränsle, vilket medförde att den bensinbelagda ytan på skummet fortsatte att brinna. Detta påskyndar nedbrytningen av skummet då skummet utsätts för extra mycket värmstrålning. Ett annat problem med typ III påföring var att skumstrålens hårda nedslag skapar otätheter i skumtäcket där bensinånga släpps igenom, detta gör att branden underhålls med bensinånga och inte slocknar, se Figur 14. Figur 14. B-skum med typ III påföring där flammor syns vid skummets nedslagspunkt. Foto: Elin Lindsjö Resultaten från de småskaliga släckförsöken kan sammanfattas med att släckkapaciteten förbättrades när inblandningen ökade och/eller skumtalet höjdes. En komplett tabell med alla erhållna släcktider och all övrig information som erhölls vid släckförsöken i Borås redovisas i bilaga B. Nedan följer en sammanfattning av resultaten. Tabell 7 redovisar resultaten av försök 1-6. Tabell 8 redovisar resultaten av försök 7-12. De erhållna släcktiderna utvärderas och jämförs i kapitel 8. 28 RESULTAT Tabell 7. Resultat småskaliga släckförsök nummer 1-6. Försök 1 2 3 4 5 6 Skumvätska B-1 B-1 A-1 A-1 A-1 A-1 Inblandning % 3,0 3,0 0,3 0,3 0,6 1,0 Påföringsteknik Typ II Typ III Typ III Typ II Typ II Typ II Skumtal 8,9 8,9 7,4 7,4 7,7 7,6 50 % dränering * 15:44 15:44 05:06 04:14 05:29 05:52 90 % släckt * 01:00 03:10 - 05:10 02:45 02:33 99 % släckt * 01:13 - - 05:47 04:48 04:10 Släckt * 01:38 - - 05:49 05:31 04:40 Stopp skum * 02:00 Avbryter vid 7:00 Avbryter vid 7:00 06:30 05:39 05:00 Återantändning Ej utfört Ej utfört Ej utfört Utfört Ej utfört Utfört Start * - - - 11:30 - 10:00 Fast eld i bålet * - - - 12:45 - 11:45 25 % återantänt * - - - 12:45 - 13:42 Släcktider * min:sek 29 RESULTAT Tabell 8. Resultat småskaliga släckförsök nummer 7-12. Försök 7 8 9 10 11 12 Skumvätska A-2 A-2 A-2 A-2 A-1 A-1 Inblandning % 0,3 0,6 1,0 1,0 1,0 1,0 Påföringsteknik Typ II Typ II Typ II Typ II Typ II Typ III Skumtal 7,8 7,4 7,6 15,3 15,3 8,3 Dränerat 50 % * 06:23 09:01 10:43 - - - 90 % släckt * - 08:33 03:19 02:39 01:53 - 99 % släckt * - 09:00 05:00 03:16 02:58 - Släckt * - 09:11 05:16 03:21 02:59 - Stopp skum * Avbryter vid 6:00 09:15 05:20 05:00 05:00 Avbryter vid 7:40 Återantändning Ej utfört Ej utfört Utfört Utfört Utfört Ej utfört Start * - - 10:20 10:00 10:00 - Fast eld i bålet * - - 10:59 10:10 11:45 - 25 % återantänt * - - 10:59 11:53 16:57 - Släcktider * min:sek 7.3 Resultat från de storskaliga släckförsöken Två släckförsök genomfördes på ett 60,3 m2 stort bensinbål med ett bränsledjup på 40 mm. Släckförsöken genomfördes med skumvätskorna A-1 (One Seven) och A-3 (Foamtec Enviro), med de av leverantörerna rekommenderade inblandningarna på 0,3 %. Försök 1 med skum A-3 och 0,3 % inblandning går inte att utvärdera med avseende på skummets släckkapacitet. Omständigheter som inte är helt klarlagda resulterade i att skumkvaliten växlade väldigt och ingen möjlighet att kontrollera branden gavs. Den mest troliga orsaken var att det uppstod stora variationer i skuminblandningen under försökets gång. Släckinsatsen påbörjades efter 3 minuters förbrinntid med ett traditionellt strålrör som alstrar vått tungskum, vattenflödet enligt bilens display var 130-150 l/min. Initialt erhölls ett skum som såg bra ut men ganska tidigt övergick det till att bli nästan helt oexpanderat skum, det växlande sedan fram och tillbaka och efter tre minuter beslutades att byta till reservsläckbilen, samtidigt byttes strålröret ut mot ett mellanskumrör på 400 liter. Ingen förbättring av skumkvaliten sågs efter bytet och branden kunde inte kontrolleras. Det gjordes 30 RESULTAT ytterligare ett byte till ett mellanskumrör på 200 liter efter ytterligare någon minut och kort därefter avbröts försöket utan att branden släckts. Figur ur 15 visar hur skumkvaliten skiftade. Figur 15. Illustration av hur skumkvaliten varierade i försök 1. T.v. skum med bra kvalitet. T.h. skum med sämre kvalitet. Foto: Elin Lindsjö Vid försök 2 användes skumvätskan A-1 med 0,3 % inblandning. Nedan redovisas det viktigaste resultatet och i Tabell 9 görs en summering av gjorda observationer. Komplett resultat redovisas i bilaga C. Bålet antändes och tilläts brinna i 3 minuter innan en mjuk påföring via markplåten startade med ett traditionellt CAF-munstycke som alstrar vått tungskum. Figur 16 visar hur skummet träffar markplåten och börjar rinna in i bålet. En halv minut in i släckinsatsen har det bildats ett tunt skumtäcke på bränsleytan och bålet har släckts mellan markplåten och backboardplåten. Den avsläckta ytan breder ut sig, delar av bålets bakre kant nås av skumtäcket. Flammorna slår tillbaka då vinden tilltar och cirka två minuter efter påbörjad släckning har branden tilltagit och inget skumtäcke går att se, endast ett litet område framför markplåten är avsläckt. Ett försök att rikta strålen så den träffar backboardplåten görs under en halv minut, men ingen förbättrad effekt sågs så strålen riktades återigen mot markplåten. Figur 16. Skumstrålen träffar markplåten och skummet börjar nå in i bålet. Foto: Elin Lindsjö 31 RESULTAT Cirka 4 minuter efter att släckinsatsen inleddes beslutas att byta CAF-munstycket mot ett mellanskumrör på 400 liter. Det blir ett stopp på cirka en halv minut varvid branden erhåller full effekt igen. Mellanskumröret alstrar ett mellanskum och på samma sätt som tidigare genomförs påföringen via markplåten. Den mjuka påföringen med mellanskum gav snabbt resultat. Det syntes tydligt hur skummet nästan direkt började flyta in på bränsleytan framför markplåten och en halv minut efter påbörjad skumpåföring av mellanskum var halva bålet släckt. För att komma åt branden började strålföraren röra sig runt bålet, se Figur 17. Större delen av skummet träffar det utbredda skumtäcket vilket leder till att det dels blev tjockare och dels fortsatte breda ut sig över bränsleytan. En minut efter påbörjad skumpåföring av mellanskum var 90 % av bålet släckt efter ytterligare 30 sekunder bedömdes 99 % vara släckt. Det blåser emellanåt friskt, en del skum blåser bort. Små sticklågor syntes framförallt längs den bakre kanten och runt backboardplåten. Den sista sticklågan sågs cirka 5 minuter efter påbörjad skumpåföring av mellanskum och därefter stoppas skumpåföringen. Figur 17. Mer än 50 % av bränsleytan släckt. Strålföraren börjar röra sig längs kanten och använder direkt skumpåföringsteknik. Foto: Elin Lindsjö Hela släckinsatsen pågick i cirka 9:50 min, från att skumpåföringen startade tills branden var släckt. Av dessa nästan 10 minuterna gick de 4 första åt till att försöka släcka med våtskum utan att lyckas. En halv minut gick förlorad då strålröret byttes mot ett mellanskumrör. Branden kontrolleras och släcktes med mellanskum på cirka 5 minuter. Total uppmätt vattenförbrukning vid försök 2 enligt släckbilens display var 1426 liter vilket motsvarar en skumförbrukning på cirka 4,2 liter. När bålet ansågs vara släckt och skumpåföringen stoppats fick skumtäcket vila i 5 minuter innan återantändningsförsöket startade. Återantändningen gjordes på samma sätt som den första antändningen, med en bensindränkt brinnande trasa fäst på en lång metallstång. När trasan fördes över skumtäcket antändes inte bålet, men vinden blåste ett par kvadratmeter stort hål i skumtäcket just som återantändningsförsöket påbörjades och när den brinnande trasan fördes över den öppna ytan antändes bålet. Skumtäcket bröts snabbt ner av lågorna, på 7 32 RESULTAT sekunder var hela bålets yta i brand och efter cirka 45 sekunder bedömdes branden brinna med full effekt. I Tabell 9 beskrivs de observationer som gjordes under försök 2. Observationerna är gjorda från sidan av bålet, kompletterade med observationer gjorda vid analys av videoinspelningen från höjdfordonet. Tabell 9. Sammanställda observationer av storskaligt släckförsök nummer 2. Tid [min:sek] Observation -28:00 Lossning av bensin påbörjas. -12:00 Lossning av bensin avslutas. -3:00 Tändning i främre bålkant. -2:53 Hela bränsleytan brinner. 00:00 Skumproduktionen startar. 00:08 Första skummet når in i bålet. Traditionellt CAF-strålrör används. 00:13 Skumpåföringen in i bålet igång med full effekt via markplåten som ligger upplagd mot invallningskanten, d.v.s. en ”markpåföring”. 00:20 Liten yta avsläckt mitt framför markplåten där skummet rinner in. 00:25 Avsläckt yta ökar, skymtar backboardplåten i mitten av bålet genom flammorna. 00:40 Avsläckt yta oförändrad. 01:08 Branden markant dämpad, även en del av bålets bakre delar avsläckta. Kraftiga vindbyar gör det dock svårt att hålla nere branden och flammorna slår frekvent tillbaks. 01:30 Skumtäcket börjar växa till sig igen, tunt skumtäcke ses på större delar av bålet. Skumpåföringen sker fortfarande via plåten på invallningskanten. 01:40 Frisk vind slår tillbaka flammorna, det går inte att se något skumtäcke längre. 02:00 Endast ett mindre område framför markplåten är avsläckt. 02:15 Det avsläckta området är i stort sett oförändrat. Stundvis ser det ut som hela bålytan är involverad i flammor igen. 03:10 Skumstrålen riktas om för att träffa backboardplåten. Ingen förbättrad släckeffekt noteras. 03:45 Skumpåföringen riktas återigen mot markplåten. 04:00 Skummet släcker av ett litet område framför markplåten, går att skymta backboardplåten. 04:10 Stoppar skumpåföringen för byte till ett mellanskumrör på 400 liter. 04:30 Skumgivningen med mellanskumröret startar. 33 RESULTAT Tid [min:sek] Observation 04:40 Skumgivningen via markplåten mot bränsleytan börjar, skummet når in i bålet. 04:50 Ytan framför backboardplåten avsläckt. 05:00 En markant skumuppbyggnad noteras och cirka halva bränsleytan är släckt. 05:10 Strålföraren börjar röra sig till vänster om markplåten. Skummet förs på genom att läggas ovanpå befintligt skumtäcke. 05:22 Strålföraren har gått tillbaka och börjar röra sig till höger om markplåten. Skummet förs på genom att läggas ovanpå befintligt skumtäcke. 05:30 Branden bedöms vara dämpad så att 90 % kontroll har uppnåtts. 05:50 Större del av bålet släckt. Flammar upp kring backbordplåten. Brinner fortfarande vid bakre tegelstenskant, cirka 3/8 av omkretsen. 06:00 Branden till stor del släckt och det bedöms att 99 % kontroll har uppnåtts. Lite kvarvarande brand längs två av de bakre bålkanterna (2/8 av omkretsen) 06:20 Strålföraren jobbar runt kanten. Små sticklågor slår upp kring backboardplåt, bakre kant och där skumstrålen träffar skumtäcket. 06:40 En del små lågor som i vinden vandrar över skumytan. 07:25 Alla kantbränder släckta men fortfarande en del små lågor som i vinden vandrar över skumytan. Skumpåföringen fortgår från olika riktningar runt bålet för att försöka dämpa och släcka kvarvarande flammor. 08:45 Branden är nu nästan helt släckt, bara några fåtal flammorna som fortfarande vandrar över skumtäcket. 09:38 Sista sticklågan sågs d.v.s. 100 % släckt. 09:50 Skumpåföring avslutas för att låta skumytan ”självläka”. 10:00 Konstateras att branden med säkerhet är släckt och det beslutas att utföra ett återantändningstest om 5 minuter (15:00). 12:00 Blåser stundvis friskt och en del av skummet blåser bort. 15:05 Facklan är tänd och man går med denna mot bålet. 15:18 Framme med facklan över skumytan, ingen antändning. 15:29 Bålet antänds och hela bålytan är involverad i flammor på cirka 7 sekunder. Antändningen skedde över en öppen yta på några m2 i bålets högra kant. 16:15 Branden bedöms nu brinna med full effekt igen. Branden tillåts fortgå utan släckning för att bränna av bränslet. 17:30 Viss skumbegjutning sker av markytan utanför bålet för att minska spjälkningen av omgivande betongytor. Branden börjar avta i effekt. 26:00 Branden helt utbrunnen. 34 8 ANALYS I detta kapitel utvärderas de småskaliga släckförsöken med avseende på påföringstyp, inblandning, skumtal samt återantändningskydd. De storskaliga släckförsöken analyseras och jämförs med erfarenheten från Luleå räddningstjänst försök 2014. Släckkapacitet analyseras med utgångspunkt från 90 och 99 % kontroll samt slutlig släckning. 8.1 Analys flödesmätning Den uppmätta variationen mellan släckbilens och SPs flödesmätare måste beaktas då den verkliga inblandningen kan avvika från det önskade. Som följd av flödesmätningarna dras slutsatsen att för att få verklig inblandningsprocent måste både vattenflödet och den inblandade skumvätskemängden mätas. Alternativt kan koncentrationen bestämmas med hjälp av en refraktometer, som bestämmer vattenhalten i provet genom att mäta vätskans brytningsindex. 8.2 Analys småskaliga släckförsök Skumvätska B-1 (AFFF-AR) som primärt är framtaget för vätskebränder undersöktes med syfte att fungera som referens till A-skumvätskorna och testades med den av leverantören rekommenderade inblandningen på 3 %. Försök nr 1 med typ II påföring (backboard) av vått B-1 gav den snabbaste släckningen på 1:38 minuter. Snabbaste släcktiden för A-skummet var med skumvätskan A-1 (One Seven). Med rekommenderad inblandning och mjukpåföring var släcktiden 05:49 minuter, en skillnad på cirka 4 minuter. När inblandning på A-1 höjdes till 1 % och skummet expanderades mer blev släcktiden 02:49. Fortfarande 1 minuts skillnad. Släckförmågan skiljer sig och försöken indikerar att B-skum har bättre släckkapacitet, se Tabell 7 och Tabell 8 försök 3-9 samt 12. Av de tolv småskaliga släckförsöken uppnåddes släckning i åtta av fallen. Släckning uppnåddes inte i något av de tre försöken med typ III påföring (direkt), vilket är en viktig iakttagelse. I försök nummer 2 med B-1 och typ III påföring dämpades dock branden men försöket avbröts efter 7:00 minuter utan att full kontroll uppnåtts. Släckning erhölls inte heller i försöket med 0,3 % inblandning av A-2 (Forest A-skum) vått tungskum med typ II. Här skall dock noteras att rekommenderad inblandning är 0,6 %, d.v.s. skuminblandningen var bara hälften mot rekommenderat. Vid de småskaliga släckförsöken ska det uppmärksammas att bålets kant är av stål och snabbt värms upp av lågorna. När skummet når den uppvärmda stålkanten påskyndas nedbrytningen av skummet på grund av värmen från stålkanten. Det leder till att det uppkommer en glipa mellan stålkanten och skumtäcket. Glipan ger branden möjlighet att fortgå då bensinångan tillåts passera och glipan hålls till viss del öppen av ångtrycket. Branden fortsätter i vissa fall en längre tid runt kanten fast skumtäcket i övrigt håller sin avskiljande funktion. Det är därför av stor vikt att kyla eventuella obstruktioner som är placerade i branden. 35 ANALYS Inblandningsförhållandets påverkan på släckkapaciteten De båda A-skummen undersöktes med inblandningarna 0,3, 0,6 och 1 %. Släckkapaciteten förbättrades då inblandningen ökade. A-1 (One Seven ® Foam Concentrate Class A) har rekommenderad inblandning på 0,3 % och A-2 (Forest A-skum) 0,6 %. När inblandningen höjdes förbättrades släckkapaciteten. A-1 gick från att släcka bålet på 5:49 minuter med 0,3 % inblandning till att släcka bålet på 4:40 minuter med 1,0 % inblandning. Det är en förbättring med 1:09 minuter vilket motsvarar en förbättring med cirka 20 %. För A-2 ses en liknande trend. Med 0,6 % inblandning släcker det på 9:11 minuter jämfört med 1,0 % inblandning då det släcker bålet på 5:16 minuter. En förbättring med 3:55 minuter vilket motsvarar en förbättring 43 %. Jämförelse av A-1 och A-2 med rekommenderad inblandning A-1 rekommenderas av tillverkaren att användas med inblandning 0,3 % och vid släckförsöket resulterade det i 90 % kontroll 5 minuter efter påbörjad släckning och strax före 6 minuter var branden helt släckt. A-2 rekommenderas av tillverkaren att användas med 0,6 % inblandning, det gav 90 % kontroll av branden efter 8:50 minuter och branden var helt släckt strax efter 9 minuter. Jämför man de båda är det en tidskillnad på 3:40 minuter till släckning vilket innebär att A-1 släckte branden på 63 % av tiden det tog för A-2. Som nämnts ovan kan denna skillnad vara betydligt mindre i en verklig situation där branden kan bekämpas taktiskt. Skumkvalitens påverkan på släckkapaciteten Två försök gjordes där skumtalet nästan fördubblades. Med skumtal på cirka 15 blev släckkapaciteten bättre både för A-1 och A-2. A-1 med 1 % inblandning och ett skumtal på 15 hade näst snabbast släcktid det släckte branden på 3 minuter. Jämfört med referenstiden, försök nummer 1 med B-1, är det ungefär det dubbla. A-2 med samma förutsättningar släckte på 3:21 minuter. Det innebär att släcktiden var cirka 20 sekunder längre. Med tanke på att A-2 har högre rekommenderad inblandning bör tidskillnaden ses som marginell. Återantändningskontroll I vissa fall där släckförsöken var lyckade gjordes återantändningskontroll. Jämförs återantändningsskyddet med 1 % inblandning av A-1 och A-2 och det lägre skumtalet så tog det för A-1 1:45 minuter innan det var fast eld i bålet och för A-2 var motsvarande tid 39 sekunder, d.v.s. cirka 1 minuts skillnad. För A-2 antändes 25 % av ytan direkt det blev fast eld i bålet medan det för A-1 nästan tog 2 minuter innan den fasta elden i bålet spridit sig till 25 % av ytan. Återigen skall det noteras att rekommenderad inblandning skiljer. 1 % inblandning är cirka 3,3 ggr högre än rekommenderad inblandning för A-1 men för A-2 är 1 % inblandning endast cirka 1,7 ggr högre än rekommenderad. Med högre skumtal och 1 % inblandning så höll A-1 skydd mot fast eld i bålet lika länge som med det lägre skumtalet det vill säga 1:45 minuter. Däremot var spridningen långsammare för det högre skumtalet det tog 5:12 minuter innan 25 % av ytan var antänt. Detta innebär alltså en förlängning av återantändningsskyddet med cirka 3 minuter för A-1 med det högre skumtalet jämfört med det lägre. 36 ANALYS För A-2 flammar det upp ovanför skumtäcket efter några sekunder och denna flamma antänder den motsatta sidan sett från återantändningskärlet 0:10 minuter efter antändning. Från fast eld i bålet tills 25 % av ytan var antänd tog det 1:43 minuter. 8.3 Analys storskaliga släckförsök Försök 1 Första dagens släckförsök kan inte utvärderas med avseende på släckkapacitet då skumkvaliten var ojämn. Skummet varierande från att vara ett vått, nästan oexpanderat skum till att vara det önskvärda med mera torr kvalitet. A-2 (Forest A-skum) som användes vid flödesmätning och de småskaliga släckförsöken byttes av leverantören ut mot en ny produkt A-3 (Fomtec Enviro Class A Super). En skillnad är att A-3 har en lägre rekommenderad inblandning, 0,3 %, jämfört med 0,6 %. Den nya skumvätskan har ännu inte tagits i bruk bland de svenska räddningstjänsterna och problemet med doseringen som uppmärksammades vid försöken kan åtgärdas genom att ändra inställningen på skumpumpen. Försöket är sett från räddningstjänstens perspektiv väldigt värdefullt då detta problem kunde uppmärksammas under ett försök och inte under en skarp insats. Försök 2 Andra dagens släckförsök var mer lyckat för en utvärdering av släckkapaciteten. Med ett A-1 (One Seven ® Foam Concentrate Class A) kunde branden kontrolleras och släckas på mindre än 10 minuter. Under de 4 första minuterna användes ett traditionellt CAF-strålrör som alstrade ett tungskum, men under denna tid kunde inte branden kontrolleras. Med hjälp av ett mellanskum erhölls snabbt kontroll och totalt tog det 5 minuter att släcka branden från det att mellanskumpåföringen inleddes. När skummet var mindre expanderat (tungskum) var släckkapaciteten sämre jämfört med när skummet var mer expanderat (mellanskum). Detta beror till viss del av det fenomen som visas i Figu, avsnitt 7.2. Tungskummets nedslag på vätskeytan blev för hårt och skummet doppades i bensinen, blev kontaminerat och bröts ned snabbare. Backboardplåten av stål skapar glipor i skumtäcket på grund av den höga temperatur den fått av branden. På samma sätt som beskrevs för stålkanten i de småskaliga släckförsöken, avsnitt 7.2, skapar detta problem. Det är därför viktigt att kyla eventuella obstruktioner som finns i bränslet för att eliminera sticklågor och minska risken för återantändning. Skillnad mellan försök och verklig insats I provningssammanhang riktas skumstrålen mot samma träffpunkt under hela brandförloppet. I verkligheten kan man göra taktiska och riktade släckinsatser mot kvarvarande flammor, och därmed snabbare släcka branden. Detta är alltså inte tillåtet i provningssammanhang då man ska undvika operatörsinverkan. I det storskaliga släckförsöket gjordes riktade släckinsatser och det tog 5:40 minuter från att mellanskumspåföringen påbörjades tills dess att bålet var släckt. Av dessa 5:40 minuter gick de första 1:50 minuterna åt att släcka 99 % av ytan. De 37 ANALYS sista 3:50 minuterna gick åt att släcka den sista procenten, det vill säga sticklågorna runt bålets bakre kant samt sticklågor runt backboardplåten. Att det tog lång tid att släcka de sista sticklågorna uppmärksammades även vid de småskaliga släckförsöken. Vädrets påverkan Till skillnad från de småskaliga släckförsöken som gjordes i en försökshall liknade detta mer ett verkligt scenario där vädret påverkar släckinsatsen. Trots att vinden under dagen var måttlig med enbart några få inslag av frisk vind uppmärksammades vissa svårigheter. Då återantändningsförsöket genomfördes blåste vinden hål i skumtäcket och skapade en stor glipa. När bränsleytan är exponerad ökar avdunstningen av bränsle och risken för en bränslehalt inom brännbarhetsområdet ökar, det vill säga att risken för återantändning ökar. Andra problem som vinden orsakade var att det blev svårt att applicera skummet i annat än vindriktning samt att skum helt enkelt blåste bort från bränsleytan utan att medverka i släckningen. Återantändningskontroll En viktig erfarenhet som bör lyftas fram är att återantändningskontrollen visade att när bålet tändes stod inte skumtäcket emot lågorna längre än några sekunder. Hela bålet var involverat i brand efter 7 sekunder. Även om skumtäcket höll tillräckligt tätt för att inte en brännbar koncentration med bensinånga fanns direkt ovanför skumtäcket är det en viktig erfarenhet att skumtäcket måste underhållas därför att det kontinuerligt bryts ned. Skumpåföringen bör fortgå för att säkerställa skydd mot återantändning. Övriga synpunkter Något som tidigt i projektet diskuterades var bränsledjupet. Vilket djup skulle krävas för att branden inte skulle vara bränslekontrollerad utan att man med säkerhet skulle kunna säga att skummet släckt branden. Försöket dimensionerades med 40 millimeter bränsledjup och efter det lyckade släckförsöket genomfördes ett återantändningsförsök. När bålet antändes på nytt utvecklades branden återigen till full effekt vilket indikerade att branden inte var bränslekontrollerad. 8.4 Analys av Luleå räddningstjänst släckförsök 2014 Släckförsöket som redovisas i avsnitt 5.5 där Luleå räddningstjänst släcker ett 120 m2 stort flygfotogen bål med två strålrör kan bara bedömas utifrån den videoinspelning som finns. Det släckförsöket visade på goda möjligheter att släcka en brand i flygfotogen med tungskum alstrat med ett CAF-system. Skillnaden mellan det försöket och det storskaliga släckförsök som studien baseras på är bland annat bränslet men också förbrinntid och bränsledjup. Flygfotogen har en flampunkt på cirka 38° C jämfört med bensin som har en flampunkt på cirka - 40° C. Flygfotogen kräver mycket mer värme för att kunna antända. Ångtrycket för flygfotogen är lägre jämfört med bensin vilket medför att branden är lättare att bekämpa. (St1 Refinery AB, 2012) (St1 Refinery AB, 2014) 38 ANALYS Från filmen kan man se att påföringstekniken inledningsvis var markstuds. Markstuds innebär att skummet appliceras på marken intill och sedan rinner ut över bränsleytan, detta görs för att få mjukare påföring. Sedan fortsatte appliceringen genom att bygga på och låta skummet breda ut sig. Då bränsledjupet enligt uppgift var 7 millimeter och träffpunkten ganska hård kan skummet ha skjutit bränslet åt sidan och istället träffat underliggande vattenbädd. Skummet kan inte heller doppas i bränslet lika mycket när bränsledjupet är så pass litet vilket minskar kontamineringen och påfrestningen på skummet blir lägre. Den begränsade förbrinntiden innebär också en mindre värmeuppbyggnad i bränslet och förekommande obstruktioner. 39 9 DISKUSSION OCH SLUTSATS I kapitlet diskuteras hur resultatet från släckförsöken hänger ihop med resultatet från litteratursökningen. Studiens slutsatser redovisas och förslag på framtida forskning ges. Under de småskaliga släckförsöken släckte varken A-skumvätskan eller B-skumvätskan branden med typ III påföring (direkt påföring). Skummets nedslag i bränslet var för hårt vilket medförde att skumtäcket bröts ned snabbare än nytt skum applicerades. Försök nummer 2 vid de storskaliga släckförsöken visade på liknande resultat, där man med vått tungskum inte lyckades kontrollera branden. Vid de småskaliga släckförsöken krävdes en mjuk påföring och vid det storskaliga släckförsöket krävdes ett mer expanderat skum för att kontrollera branden. Vid det storskaliga släckförsöket släcktes ett bensinbål på cirka 60 m2 med skum från ett mellanskumrör. Släcktiden var cirka 5 minuter. Nackdelen med mellanskum är att det har kort kastlängd och är svårt att applicera under blåsiga förhållanden. Detta innebär att räddningstjänstpersonalen måste arbeta nära branden och utsätts för höga temperaturer. Någon mätning av hur CAF-skummets kvalitet, skumtal och dränering påverkas när det körs genom ett mellanskumrör har inte gjorts. Försök med återantändning visade på att A-skum har ett dåligt brandmotstånd. Vid det storskaliga släckförsöket verkade skummet upprätthålla en avskiljande förmåga men direkt vid fast flamma i bålet antändes hela ytan snabbt. Risken för återantändning är stor och vikten av att underhålla skumtäcket under hela insatsen måste understrykas. De småskaliga släckförsöken visade att ett högre skumtal gav förbättrat skydd mot återantändning. Bortsett från Luleå räddningstjänsts tidigare försök med flygfotogen hittades inga liknande försök vid litteratursökningen. Bristen på information visar på vikten av att undersöka CAFsystemets användningsområden. Från det erhållna materialet har två liknande antydningar påträffats, se avsnitt 5.5 (Chenga & Xu, 2014) och (Kim & Crampton, 2009), dessa ger indikation på att användningsområdet är dåligt utforskat överlag. Litteratursökningen gav uppfattningen av att fasta CAF-system, sprinklersystem, har kommit längre fram i utvecklingen jämfört med mobila släcksystem. Försök nummer 1 vid de storskaliga släckförsöken, där skumkvaliten skiftade och ingen kontroll över branden erhölls, visar på hur viktigt det är att öva och använda utrustningen. Detta för att upptäcka brister och bli bättre på att nyttja utrustningens fulla kapacitet. Kantbränder och bränder nära obstruktioner är svårsläckta, detta sågs vid alla släckförsök. Vikten av att kyla obstruktioner för att lyckas med släckinsatsen och minimera risken för återantändning måste understrykas. Denna studie visar på att ett CAF-system med A-skum klarar släcka en bensinbrand på cirka 60 m2 med ett mellanskumrör och en påföringshastighet av cirka 2,8 l/(m2∙min). Total uppmätt vattenförbrukning vid försök 2 enligt släckbilens display var 1426 liter vilket vid 0,3 % inblandning motsvarar en skumvätskeförbrukning på lite drygt 4 liter. CAF-munstycket 40 DISKUSSION OCH SLUTSATS användes under de 4 första minuterna och ett mellanskumrör under de sista 5 minuterna. Inblandningen var 0,3 % av A-1 (One Seven ® Foam Concentrate Class A). Enligt flödesmätningarna fanns en viss osäkerhet då den kalibrerade mätaren visade cirka 25 l/min mer än släckbilen. Den styrda inblandningen kan då dosera för lågt relativt det verkliga flödet, vilket i sin tur kan påverkar släckkapaciteten. Hypotetiskt kan man titta på maximal tid för släckinsats. Genom att välja verkligt flöde blir beräkningen konservativ. Verkligt flöde enligt SPs kalibrerade flödesmätare indikerade ett maximalt flöde på 173 l/min. De skumvätskor som kommer finnas på marknaden framöver är A-1 och A-3, båda med rekommenderad inblandning på 0,3 %. En BAS I bil har en vattentankvolym på 3000 liter, det möjliggör en släckinsats på cirka 18 minuter om flödet är 173 l/min. Till detta krävs 9 liter skumvätska om inblandningen är 0,3 %. En BAS I bil innehåller 150 liter skumvätska, vilket innebär att det är vattentanken med 18 minuters släckinsats som är dimensionerande för hela insatsen. I försök 2 kunde branden släckas på cirka 5 minuter vilket innebar att vattentanken hade räckt för en skumpåföring under ytterligare 15 minuter. Om man tänker sig att vattentillgången är obegränsad, till exempel om släckbilen är kopplad till markbrandpost, möjliggörs en släckinsats i nästan 5 timmar med 0,3 % inblandning när skumtanken är på 150 liter. 9.1 Slutsats En samlad bedömning av alla resultat som framkommit i denna studie leder till slutsatsen att det framförallt är påföringstekniken tillsammans med påföringshastigheten som är dimensionerande och inte tankvolym och skumförråd på släckbilen. A-skummets brandmotstånd är begränsat och risken för ett snabbt återantändningsförlopp finns. Med ett mellanskumrör och påföringshastigheten 2,8 l/(m2∙min) har ett CAF-system och Askum goda möjligheter att släcka ett bensinbål på cirka 60 m2. 9.2 Förslag till framtida forskning Tydliga indikationer på att CAF-system är effektiva släckredskap finns, men fortfarande återstår frågor kring kapaciteten mot vätskebränder. Målsättningen är att kunna komplettera de rekommendationer kring skumsläckning som ges av MSB med ett väl verifierat underlag som grund (Hansson, 2003). Därför ges förslag på vidare forskning för att ytterligare utveckla området: Litteratursökning kring användning av B-skum i CAF-system. Undersöka om mellanskumröret påverkar CAFS bubblorna och därmed skumkvaliten. Släckförsök med mellanskum, studera inverkan av inblandning och skumkvalitet. Släckförsök med höga skumtal, utvärdera inverkan av mjuk påföring. Undersöka A-skummets avskiljande förmåga. Undersöka vad som påverkar brandmotstånd hos A-skum. Utveckla flourfria B-skum. 41 DISKUSSION OCH SLUTSATS Genomföra släckförsök mot större vätskebränder. Genomföra släckförsök mot andra typer av vätskor. 42 10 REFERENSER AFS 2007:7. (2014). Arbetsmiljöverket föreskrifter och allmänna råd. 2007:7 Rök- och kemdykning. Sverige. Arbetsmiljöverket. Chenga, J.-y., & Xu, M. (2014). Experimental Research of Integr ated Compressed Air Foam System. Kina. Elsevier Ltd. Dafo Brand AB. (2014). Säkerhetsdatablad:Forest A-skum. Tyresö. Dafo Brand AB. Dafo Fomtec AB. (2014). Säkerhetsdatablad:Fomtec Enviro Class A Super . Tyresö. Dafo Fomtec AB. Hansson, I. (2003). Basutrustning för släckning av spillbrand . Sverige. Aktuellt från Räddningsverket. IDA. (2014). Hämtat från MSB:s statistik och analysverktyg IDA: http://ida.msb.se. 2015-05-01 Kim, A. (2014). Compressed-Air Foam (CAF) in Fixed-Pipe Systems for Fire Suppression. NRC Construction Technology Update, Nr. 83 Oktober 2014, s. 4. Kim, A. K., & Crampton, G. (2009). Evaluation of the Fire Suppression Effectivness of Manually Applied Compressed -Air-Foam (CAF) System. United States. Springer Science+Business Media, L LC. Kim, A., & Crampton, G. (2000). A new compressed air foam technology. Halon Options Technical Working Conferenc (den 2 -4 Maj 2000). Lindström, J. (2012). Förmåga och begränsningar av förekommande släcksystem vid brand i byggnad-fokus på miljöarbete. Sverige. Myndigheten för samhällsskydd och beredskap. NFPA 11. (2010). Standard for low-, medium-, and high-expansion foam. Massachusetts. National Fire Protection Association. NFPA 1145. (2011). Guide for the Use of Class A Foams in Manual Structural Fire Fighting Massachusetts. National Fire Protection Association. NFPA 1150. (2010). Standard on foam chemicals for fires in class A fuels. Massachusetts. National Fire Protection Association. NFRS. (2014). Säkerhetsdatablad: One Seven ® Foam Concentrate Clas s A. Tyskland. Nordic Fire & Rescue Service. Olsson, D. (2015). Muntlig källa. Luleå 43 Persson, H. (2005). En sammanställning av kunskaper och erfarenheter kring Klass A-skum och CAFS. Borås. SP Sveriges Provnings - och Forskningsinstitut. Persson, H. (2015). Muntlig källa. Luleå Phoenix Regional. (2014) Standard operating procedures: Flammable liquid incidents. Phoenix Regional. Rosander, M. (1996). Skumboken. Sverige. Schaumeinzätse. Räddningsverket. (2001). Storskalig oljebrandsläckning-Grundkurs. Karlstad. Räddningsverket. St1 Refinery AB. (2012). Säkerhetsdatablad: Flygfotogen. Jet A1. Göteborg. St1 Refinery AB. St1 Refinery AB. (2014). Säkerhetsdatablad: Bensin (CAS 86290 -81-5). Göteborg. St1 Refinery AB. Särdqvist, S. (2006). Vatten och andra släckmedel (2:a uppl.). Kalmar. Räddningsverket. Xuecheng, o.a. (2012). Application of compressed air foam system in extinguishing oil tank fire. Kina. Elsevier. 44 Bilaga A. Kompletterande material från flödesmätning Tabell A-1. Material flödesmätning. Material flödesmätning Kommentar Brandbil med CAF-system Reg. nr NYY 277 Smalslang Flödesmätare SPs CAF-munstycke Ordinarie Backboardplåt Uppsamlingskärl 35,5 liter Mätglas i plast 3 stycken a 2200 milliliter Skrapa Våg Tidtagarur Kamera Tabell A-2. Skumtal i större kärl. Inställning Inblandning Premixflöde (bilens mätare) Skumvikt Skumvolym Beräknat skumtal Vått 0,6 % cirka 152 1) 7557 gr 35,5 l 4,7 1) Avläst flöde varierade mellan 150 till 158 l/min, men låg mestadels runt 152 l/min under skumuppsamlingen. Tabell A-3. Dränering och skumtal i mindre mätglas. Mätglas Skumvikt Dränering Beräknat 10 minuter skumtal (milliliter / %) Dränering 20 minuter (milliliter / %) Dränering 25 minuter (milliliter / %) 1 512 4,3 150 / 29 280 / 55 330 / 64 2 508 4,3 150 / 29 270 / 53 320 / 63 3 1) 534 4,1 150 / 28 300 / 56 350 / 66 1) Skumtalet är något lägre jämfört med mätkärl 1-2 vilket sannlikt beror på att skummen inte samlades upp på samma position under plåtskärmen. Bilaga B. Kompletterande material från småskaliga släckförsök Tabell B-1. Material småskaliga släckförsök. Material småskaliga släckförsök Kommentar Ställning till bål 1 meter högt Bål 0,66 m2 med plan botten och tappkran (enligt SP-Metod 2580) Backboardplåt till bål 0,6 x 0,6 meter (enligt SP-Metod 2580) Återantändningsbehållare 130 x 130 millimeter CAFS-generator Byggd av SP Fire Research Skylt med siffror För märkning av försöksnummer Portabel gasolbrännare Kamera För dokumentation Filmkamera med stativ För dokumentation Släckprotokoll småskaligt 12 st. Temperaturmätare För kontroll av luft och vätsketemperatur Bensin Blyfri, 95-oktanig Skumvätskor (beteckning) AFFF-AR (B-1), One Seven (A-1) och Forest A (A-2) Heptan För återantändningstest Vatten För återantändningstest Fem liters plastbägare För kontroll av premixflöde samt skumtal Tidtagarur Personlig skyddsutrustning Skumsläckare För att snabbt kunna släcka ner bålet Våg Plastbehållare med dräneringsrör i botten + stativ 1623 ml (enligt EN1568-3) Skrapa Flertalet prov för att få rätt skumkvalitet gjordes inför varje släckförsök. En fältmässig metod för beräkning av premixflöde och skumtal användes vid försöken. Metoden gick ut på att samla upp skum i en behållare under 15 sekunder. Sedan vägdes det uppsamlade skummet och vikten multipliceras med 4 för att få premixflöde i liter per minut. För att beräkna ett ungefärligt skumtal dividerades den uppsamlade skumvolymen med den uppsamlade skumvikten. Det sista provet från varje kalibreringen redovisas i Tabell B-2. Tabell B-2. Resultat från kalibrering av CAF-generator. Försök Skum Arbetstryck Vikt Volym Insamling Skumflöde Premixflöde Skumtal [bar] [gram] [liter] [sekund] [l/min] [l/min] (beräknat) 1 och 2 B-1 3,68 314,6 2,8 15 11,2 1,26 8,9 3 och 4 A-1 2,76 324,6 2,4 15 9,6 1,30 7,4 5 A-1 2,59 326,1 2,5 15 10,0 1,30 7,7 6 A-1 - 318,5 2,4 15 9,6 1,27 7,6 7 A-2 - 321,0 2,5 15 10,0 1,28 7,8 8 A-2 2,61 329,1 2,4 15 9,6 1,32 7,4 9 A-2 2,62 317,0 2,4 15 9,6 1,27 7,6 10 A-2 3,26 215,9 3,3 10 19,8 1,29 15,3 11 A-1 3,26 209,7 3,2 10 19,2 1,26 15,3 12 A-1 2,57 313,0 2,6 15 10,4 1,25 8,3 Vid dräneringskontroll samt beräkning av skumtal användes protokollet Skumtal och dränering se bilaga D. Skumtalet räknades fram genom att dividera skumvolymen med skumvikten resultat redovisas i Tabell B-3. Tabell B-3. Dränering och skumtal. Försök Skum Skumvolym [milliliter] Skumvikt Skumtal 25 % dränering 50 % dränering [gram] (beräknat) [min:sek] [min:sek] 1 och 2 B-1 1623 199,6 8,1 09:52 15:44 3 A-1 1623 206,7 7,9 03:01 05:06 4 A-1 1623 217,6 7,5 02:22 04:14 5 A-1 1623 175,1 9,3 03:23 05:29 6 A-2 1623 188,6 8,6 03:47 05:52 7 A-2 1623 194,8 8,3 02:52 06:23 8 A-2 1623 216,6 7,5 04:20 09:01 9 A-2 1623 209,3 7,8 05:29 10:43 10 A-1 1623 98,5 16,5 Ej utfört Ej utfört 11 A-1 1623 Ej utfört Ej utfört Ej utfört Ej utfört 1623 Se nr 6 Se nr 6 Se nr 6 Se nr 6 12 Resultatet från de småskaliga släckförsöken redovisas i sin helhet i Tabell B-4 och B-5. Tabell B-4. Komplett resultat småskaliga släckförsök 1-6 Försök 1 2 3 4 5 6 Skumvätska B-1 B-1 A-1 A-1 A-1 A-1 Inblandning i % 3,0 3,0 0,3 0,3 0,6 1,0 Påföringsteknik Typ II Typ III Typ III Typ II Typ II Typ II Skumtal 8,9 8,9 7,4 7,4 7,7 7,6 25 % dränering * 09:52 09:52 03:01 02:22 03:23 03:47 50 % dränering * 15:44 15:44 05:06 04:14 05:29 05:52 Förbrinntid, minuter 1 1 1 1 1 1 Start skumpåföring* 00:00 00:00 00:00 00:00 00:00 00:00 90 % släckt * 01:00 03:10 - 05:10 02:45 02:33 99 % släckt * 01:13 - - 05:47 04:48 04:10 Släckt * 01:38 - - 05:49 05:31 04:40 Stopp skum * 02:00 Avbryter Avbryter vid 7:00 vid 7:00 06:30 05:39 05:00 Återantändning Ej utfört Ej utfört Ej utfört Utfört Ej utfört Utfört Start * - - - 11:30 - 10:00 Fast eld i bålet * - - - 12:45 - 11:45 25 % återantänt * - - - 12:45 - 13:42 Ev. kommentar - - - Vid fast eld i bålet antänds 25 % av ytan direkt. Släcktider * minut:sekund - Tabell B-5. Komplett resultat från småskaliga släckförsök 7-12. Försök 7 8 9 10 11 12 Skumvätska A-2 A-2 A-2 A-2 A-1 A-1 Inblandning i % 0,3 0,6 1,0 1,0 1,0 1,0 Påföringsteknik Typ II Typ II Typ II Typ II Typ II Typ III Skumtal 7,8 7,4 7,6 15,3 15,3 8,3 25 % dränering 02:52 04:20 05:29 - - - 50 % dränering 06:23 09:01 10:43 - - - 1 1 1 1 1 1 Start skumpåföring* 00:00 00:00 00:00 00:00 00:00 00:00 90 % släckt * - 08:33 03:19 02:39 01:53 - 99 % släckt * - 09:00 05:00 03:16 02:58 - Släckt * - 09:11 05:16 03:21 02:59 - Stopp skum * Avbryter vid 6:00 09:15 05:20 05:00 05:00 Avbryter vid 7:40 Återantändning Ej utfört Ej utfört Utfört Utfört Utfört Ej utfört Start * - - 10:20 10:00 10:00 - Fast eld i bålet * - - 10:59 10:10 11:45 - 25 % återantänt * - - 10:59 11:53 16:57 - Ev. kommentar Bensinet kokar 5:27 - Vid fast eld i bålet antänds 25 % av ytan direkt. Flammar upp kort ovanpå skumtäcket och det blir fast eld motsatt sida kärlet. Släcktider Förbrinntid [minut] * minut:sekund - Bilaga C. Kompletterande material från storskaliga släckförsök Tabell C-1. Material storskaliga släckförsök. Material storskaliga släckförsök Kommentar Bål 60,3 m2 med 80 millimeter invallningskant Backboardplåt till bål 3 x 1 meter Skiva till mjuk påföring överkanten 3 x 1 meter 2 x brandbil med CAF-system och A-3 skumvätska Reg. nr. DPT 357 och DPT 439 med Rosenbauer-system Brandbil med skumvätska CAF-system och A-1 Reg. nr. THN 004 med One-Seven-system Mobilt CAF-system med A-1 skumvätska One-Seven-system Släckbil och skumresurs Från flygflottiljen F21 Höjdfordon Kamera För dokumentation Filmkamera med stativ För dokumentation Hjälmkamera För dokumentation Släckprotokoll storskaligt 2 st. Temperaturmätare och vindmätare Bensin 2 x 4,5m3 Tidtagarur Personlig skyddsutrustning Pulverkärra Blyfri, 95-oktanig Bilaga D. Protokoll Skumtal och dränering Signatur: ………………….. Skumrör: Hemmabyggt CAFS. Datum: 2015-03-…….. Uppdragsnummer: 4P06348 Uppdragsgivare: Luleå RTJ Försök nr: Inställningar på CAFS-aggregat och trycktankar: Tryck premixttank:………….Bar Rotameter:……………………… Flöde rotameter luft utan skum i slangen:………Skd Flöde rotameter luft med skum i slangen:………Skd Kontroll av flöde: Tarera vågen med 5 L plastmått. Samla upp expanderat skum i 10 alternativt 15 sek. Väg och räkna ut flöde i liter/minut (antag densitet 1). Läs av skumvolymen och gör en grov beräkning av skumtalet så allt ser OK ut. (Skumtal = skumvolym (milliliter)/skumvikt (gram) Tarera vågen på nytt med dräneringskärlet och samla upp skum via slidern. Starta klockan och ställ kärlet på vågen och mät skumvikten. Räkna ut vikten för 25 resp 50% dränering och ha därefter koll på dräneringen och notera tiden när 25% resp 50% runnit ut. Sida 1 av 2 Skumtal och dränering Skumvätska Inblandning % Vattentyp Söt Premixtid Vikt, gram Skumtal 25% dränering (min:s) Beräknad vikt vid 25% 50% dränering (min:s) Beräknad vikt vid 50% Lufttemperatur (C) Premix-temperatur (C) Kommentarer. Sida 2 av 2 SLÄCKPROTOKOLL Brandteknik, BRd Provning av skumvätskor Småskala-Heptan Signatur: .............................................. M-nr/ankom: .......................................................... Datum: ................................................. Uppdragsnummer: ............................................... Försök nr / Skumvätska Referenssläcktid Blanda 15-20 L Inblandning (%) Vattentyp Skumrör (typ) CAFS generator tip. UNI-86R N45, 6,5/6,5 millimeter twin Direkt påföring: 0,5 meter över bränsleyta, lutad 20 grader nedåt. Mjuk påföring: 0,6 meter över bränsleyta Lufttemperatur (°C) Bränsletemperatur (°C) Premix-temperatur (°C) Bränsletyp Heptan 21 liter + 12 vatten Obs ingen vattenbädd! Förbrinntid (s) 60 Påföringsmetod Direkt i mitten / Mjuk, Backboard 600x600 millimeter Bål 0,66 m2 (D=0,92 meter, höjd=150 millimeter) Återantändningskärl 13x13 centimeter (3 dl heptan och 2 dl vatten) Löpande tid Tändning (min:sek) -01:00 Start skumpåföring (min:sek) 00:00 90 % släckt (min:sek) 99 % släckt (min:sek) Släckt (min:sek) Stopp skum (min) <03:00 I, <05:00 II 03:00 om direkt / 05:00 om mjuk (fortsätt ev. längre om ej släckt) Väntetid 5 min Start återantändning (min:sek) 8:00 / 10:00 (alternativt 5 min efter släckt om släckt efter maxtid) Brandteknik, BRd SLÄCKPROTOKOLL Provning av skumvätskor Småskala-Heptan Signatur: .............................................. M-nr/ankom: .......................................................... Datum: ................................................. Uppdragsnummer: ............................................... Fast eld i bålet (min:sek) Tid till 25 % återant. (sek) >14:00 A, >8:00 B, >1:00 C Observationer/kommentarer (skriv gärna mer på separat blad om så behövs): SLÄCKPROTOKOLL Storskaligt släckförsök Datum………………………….. Försök nr Lufttemperatur (°C) Vind. Styrka och riktning Nederbörd Regnr släckbil Vattenvolym (m3) Volym skumförråd (liter) Släcksystem Skumrör Skuminblandning (%) Flöde (avläst på bil) (l/min) Premix-temperatur (°C) Skumtyp Vattentyp Bränsletyp Bränsletemperatur (°C) Tankning påbörjas Tankning avslutas Bränslemängd Rosenbauer / One seven Vått / Torrt Ev. annan beteckning enligt släckbilen Söt Bensin Obs ingen vattenbädd! Klockslag: Klockslag: Förbrinntid (minut) Påföringsmetod (se även observationer) Bål 60,3 m2 (D=8,75 meter, höjd=100 millimeter) Bålet antänds Klockslag: SLÄCKPROTOKOLL Storskaligt släckförsök Datum………………………….. Löpande tid 00:00 Tändning (min:sek) Observationer/kommentarer (skriv gärna mer på separat blad om så behövs): Påföringsmetod: Start skumpåföring (min:sek) Observationer/kommentarer (skriv gärna mer på separat blad om så behövs): Påföringsmetod: 90 % släckt (min:sek) Observationer/kommentarer (skriv gärna mer på separat blad om så behövs): Påföringsmetod: 99 % släckt (min:sek) Observationer/kommentarer (skriv gärna mer på separat blad om så behövs): Påföringsmetod: Släckt (min:sek) Observationer/kommentarer (skriv gärna mer på separat blad om så behövs): Påföringsmetod: Stopp skum (min:sek) Observationer/kommentarer (skriv gärna mer på separat blad om så behövs):
© Copyright 2024