בטיחות אש במנהרות - דן ארבל הנדסת סיכונים ושמאות בע"מ

Transcription

בטיחות אש במנהרות - דן ארבל הנדסת סיכונים ושמאות בע"מ
‫דן ארבל הנדסת סיכונים ושמאות בע"מ‪.‬‬
‫רח' א‪ .‬שוייצר ‪ ,27‬חיפה ‪34995‬‬
‫‪  Email: [email protected]‬טל‪ ,04-8243337 :‬פקס‪04-8243278 :.‬‬
‫תאריך‪:‬‬
‫סימוכין‪:‬‬
‫‪01.04.10‬‬
‫‪Tunnel Fire Safety 010410‬‬
‫בטיחות אש במנהרות‬
‫הקדמה‬
‫התמודדות עם מצבי חירום במנהרות לכלי רכבת ולרכבות מהוות אתגר כבד‪.‬‬
‫במאמר זה נתייחס למצב חירום אשר בו מעורבת שריפה‪.‬‬
‫לצורך הדיון הזה‪ ,‬נניח שהמנהרות היא חד כיווניות ומשופעות‪.‬‬
‫רוחב מנהרה כ‪ 10 -‬מ'‪ ,‬גובה כ‪ 6.5 -‬מ'‪ ,‬שטח חתך כ‪ 60 -‬מ"ר‪.‬‬
‫האתגר הוא כבד מכיוון במנהרה נוצרים תנאי בעירה קשים במיוחד יחד עם גישה מסובכת של שירותי הצלה‪.‬‬
‫התמונות הבאות מדגימות את האתגר‪:‬‬
‫המאמר הזה הוא בהיקף של תקציר בלבד‪.‬‬
‫בטיחות אש במנהרות‬
‫עמ' ‪ 1‬מ‪7 -‬‬
‫ס‪Tunnel Fire Safety 010410 :‬‬
‫ת ‪01/04/10:‬‬
‫דן ארבל הנדסת סיכונים ושמאות בע"מ‪.‬‬
‫רח' א‪ .‬שוייצר ‪ ,27‬חיפה ‪34995‬‬
‫‪  Email: [email protected]‬טל‪ ,04-8243337 :‬פקס‪04-8243278 :.‬‬
‫בטיחות אש במנהרות‬
‫עמ' ‪ 2‬מ‪7 -‬‬
‫ס‪Tunnel Fire Safety 010410 :‬‬
‫ת ‪01/04/10:‬‬
‫דן ארבל הנדסת סיכונים ושמאות בע"מ‪.‬‬
‫רח' א‪ .‬שוייצר ‪ ,27‬חיפה ‪34995‬‬
‫‪  Email: [email protected]‬טל‪ ,04-8243337 :‬פקס‪04-8243278 :.‬‬
‫עוצמת שריפה‬
‫עוצמת בעירה או קצב שחרור חום )באנגלית ‪ (HRR-Heat Release Rate-‬אשר מוערכת מאירועי שריפה‬
‫ממשיים הם‪:‬‬
‫מכוניות‪.3-10 MW :‬‬
‫אוטובוס יחיד‪.36 MW -‬‬
‫משאית כבדה ‪) 150-400 MW -‬מוצרי פלסטיק ונייר(‪.‬‬
‫עקומות טמפרטורה הכוללות את העקומה הסטנדרטית שלפיה בודקים עמידות אש לזמן קצוב‪ ,‬עקומה המייצגת‬
‫שריפה של דלק ועקומות שאופיינו במבחני אש במנהרות‪:‬‬
‫מבחני אש במנהרות‬
‫דלק לפי אירוקוד ‪1‬‬
‫עקומת אש סטנדרטית‬
‫‪ISO-834‬‬
‫עוצמת האש והטמפרטורות המושגות הן מאוד גבוהות כפי שניתן לראות‪ .‬העוצמות האלה יוצרות בעייה‬
‫קונסטרוטיבית מכיוון שמה שמוגדר שעומד באש סטנדרטית‪ ,‬אשר אחרי ‪ 60‬דקות בעירה מגיעה לסדר גודל של‬
‫‪ ,9000C‬לא יעמוד באש במנהרה שבה הטמפרטורה עלולה להגיע ל‪.1,3000C -‬‬
‫מבחינת הכבאים‪ :‬מדובר בעמידה ברמת קרינה‪ .‬אפשר לעמוד בקרינה של ‪ 5 MW/m2‬למשך זמן סביר בהנחה‬
‫של ביגוד כבאים מתאים‪ .‬אולם במנהרות נמדדו בטווח של ‪ 10‬מ' מבעירה של רכב רמות קרינה של יותר מ‪-‬‬
‫‪ .15 MW/m2‬בסביבה הקרובה של משאית בוערת מגיעה הקרינה ל‪ .60 MW/m2 -‬צריך לקחת בחשבון‬
‫שבקרינות כאלה גם האספלט בוער‪.‬‬
‫בטיחות אש במנהרות‬
‫עמ' ‪ 3‬מ‪7 -‬‬
‫ס‪Tunnel Fire Safety 010410 :‬‬
‫ת ‪01/04/10:‬‬
‫דן ארבל הנדסת סיכונים ושמאות בע"מ‪.‬‬
‫רח' א‪ .‬שוייצר ‪ ,27‬חיפה ‪34995‬‬
‫‪  Email: [email protected]‬טל‪ ,04-8243337 :‬פקס‪04-8243278 :.‬‬
‫אוורור‬
‫האוורור חיוני על מנת לקרר את האוירה ולסלק את הגזים‪.‬‬
‫גורמי האוורור הם‪:‬‬
‫‪‬‬
‫תנועה של כלי רכב )‪ .(Piston Effect‬האוורור הנוצר תלוי בכמות כלי הרכב‪ ,‬גודלם ומהירותם‪.‬‬
‫במקרה של תאונה‪ ,‬נעצרת התנועה עד למקום התאונה‪ .‬כלי הרכב מעבר למקום התאונה ממשיכים‬
‫בדרכם ומפנים את המנהרה‪ .‬אחרי דקות ספורות‪ ,‬האפקט הזה נגמר‪.‬‬
‫‪‬‬
‫הפרשי לחצים בין הכניסה והיציאה‪ ,‬נובעים מרוחות‪.‬‬
‫‪‬‬
‫הפרשי טמפרטורות בין אוירת המנהרה לבין החוץ‪.‬‬
‫‪‬‬
‫אפקט הארובה הנוצר במנהרה משופעת כתוצאה משריפה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מערכות מיכניות להנעת האוויר‪.‬‬
‫‪‬‬
‫התנגדות החיכוך בין האוויר הנע ובין קירות המנהרה‪.‬‬
‫המקרה הקשה הוא המקרה שבה התנועה במנהרה משופעת הוא מלמעלה למטה‪.‬‬
‫אם במקום התאונה מתפתחת שריפה‪ ,‬כלי הרכב שנוסעים במורד המנהרה בואך למקום התאונה "נתקעים"‪.‬‬
‫כדי למנוע מהעשן להגיע אליהם‪ ,‬יש להפעיל את המערכות המיכניות לפינוי העשן כלפי מטה‪ .‬המערכת הזו‬
‫אמורה להתגבר על‪:‬‬
‫‪‬‬
‫אפקט הארובה ההפוך בכיוונו‪.‬‬
‫‪‬‬
‫התנגדות החיכוך‪.‬‬
‫‪‬‬
‫הפרשי לחץ נגדיים שנוצרים ע" רוחות‪.‬‬
‫על מנת למנוע תנועה של גזי שריפה במעלה הארובה‪ ,‬נדרש שהמערכת המיכנית תתגבר על הכוחות הנגדיים‪,‬‬
‫כאשר מהירות הנטו היא לפחות ‪ 3‬מטר לשנייה‪.‬‬
‫מפוחי האיווור חייבים להיות דו‪-‬כיווניים‪ ,‬על מנת לאפשר הפעלה בכיוון ההפוך ככל הנדרש‪.‬‬
‫השימוש במערכ אוורור חייב להיות מושכל‪.‬‬
‫נדרשת יכולת דו‪-‬כיוונית ויכולת לכוון את העוצמה‪ .‬בבעירה של רכב פרטי‪ ,‬הפעלה בעוצמה מלאה היא מועילה‪.‬‬
‫אולם לגבי משאית בוערת )‪ (HGV‬ובעירה של שלולית דלק גדולה‪ ,‬האוורור מגדיל את עוצמת הבעירה‪.‬‬
‫התנהגות בני אדם‬
‫התנהגות של בני אדם במהלך שריפה במנהרה לא נחקרה מספיק‪ .‬קיימת נטייה להשאר ברכב עד לקבלת‬
‫הוראות‪ .‬במנהרת ‪ Mont Blanc‬נמצאו אנשים מתים חגורים במכוניותיהם‪.‬‬
‫קיימת גם נטייה של אנשים לחזור על עקבותיהם בדרך שממנה הגיעו‪.‬‬
‫לכן‪ ,‬יש חשיבות לאפשרות לכריזה ולהגעה מהירה של צוותי חירום‪.‬‬
‫בטיחות אש במנהרות‬
‫עמ' ‪ 4‬מ‪7 -‬‬
‫ס‪Tunnel Fire Safety 010410 :‬‬
‫ת ‪01/04/10:‬‬
‫דן ארבל הנדסת סיכונים ושמאות בע"מ‪.‬‬
‫רח' א‪ .‬שוייצר ‪ ,27‬חיפה ‪34995‬‬
‫‪  Email: [email protected]‬טל‪ ,04-8243337 :‬פקס‪04-8243278 :.‬‬
‫אמצעי הגנה מפני אש‬
‫אמצעי הגנה פסיביים כוללים‪:‬‬
‫‪‬‬
‫סידורי מילוט למנהרה השנייה‪ .‬במרווחים נתונים‪ ,‬יש מעברים למנהרה השכנה עם דלתות אש‬
‫ומערכות על לחץ למניעת חדירת עשן למנהרה השכנה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫סידורי תאורה נמוכים‪ ,‬קרוב ככל האפשר לקרקע‪ ,‬כדי לאפשר לנמלטים לזהות את נתיב המילוט‪.‬‬
‫‪‬‬
‫שיפועים אשר גורמים לנוזלים דליקים להתנקז לרוחב ולצנרת המפנה אותם לבטח‪.‬‬
‫‪‬‬
‫אמצעי כריזה המאפשרים להדריך את הנהגים‪.‬‬
‫‪‬‬
‫עמדות חירום‪.‬‬
‫‪‬‬
‫תקשורת‪.‬‬
‫‪‬‬
‫עמידות טובה של הציפויים על הקירות והתקרה מפני חום‪.‬‬
‫אמצעי הגנה אקטיביים‪:‬‬
‫‪‬‬
‫מערכת גילוי אש המאפשרת לזהות במהירות היכן קרה אירוע‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מצלמות וידאו‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מערכת מתזים‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מערכת ערפל מים‪.‬‬
‫‪‬‬
‫ברזי כיבוי המאפשרים לכבאים לתפקד בלחימה באש‪.‬‬
‫‪‬‬
‫ציוד קצף‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מטפים‪,‬‬
‫‪‬‬
‫סילוק עשן‪.‬‬
‫יש לציין שפעולת מפוחי האוורור משבשת את פעולת מערכות מתזים וערפל מים בכך שהיא מסיטה את‬
‫טיפות‪/‬ערפל המים‪.‬‬
‫יחד עם זה קיימת נטייה גוברת להתקין מערכות דיכוי אש קבועות במנהרות‪.‬‬
‫בטיחות אש במנהרות‬
‫עמ' ‪ 5‬מ‪7 -‬‬
‫ס‪Tunnel Fire Safety 010410 :‬‬
‫ת ‪01/04/10:‬‬
‫דן ארבל הנדסת סיכונים ושמאות בע"מ‪.‬‬
‫רח' א‪ .‬שוייצר ‪ ,27‬חיפה ‪34995‬‬
‫‪  Email: [email protected]‬טל‪ ,04-8243337 :‬פקס‪04-8243278 :.‬‬
‫טקטיקה של לחימה באש‬
‫פעילות כבאים ושירותי חירום אחרים חייבים להיות מתואמים ומתורגלים היטב‪.‬‬
‫אימון צוותי כבאים ללחימה באש בתנאי מנהרות חיוני לתפקוד יעיל של הצוותים‪.‬‬
‫המאמר נכתב בעקבות השתתפות באימון קבוצה מכבאי חיפה בפיקוד אריה רגב‪ .‬האימון בוצע בשוויץ באתר‬
‫מנהרות ‪.HAGARBACH‬‬
‫האימון הזה כמו אלה שקדמו לו אורגנו ע"י עופר כיבוי והצלה מבניימינה‪.‬‬
‫שלבי הפעילות‪:‬‬
‫‪.1‬‬
‫פעולה של המשטרה לחסימת הכניסה לשתי המנהרות‪.‬‬
‫‪.2‬‬
‫התארגנות של כבאים לצוותי לחימה באש וצוותי חילוץ‪.‬‬
‫‪.3‬‬
‫זמן תגובה רצוי לא יעלה על ‪ 10‬דקות‪.‬‬
‫‪.4‬‬
‫תקשורת עם חדר הבקרה מאפשרת בדיקת סטטוס באמצעות מצלמות הוידאו שבחדר הבקרה‪.‬‬
‫‪.5‬‬
‫כבאים נכנסים לקטע המנהרה שבה מתרחשת השריפה דרך מעברים שבין המנהרות‪.‬‬
‫‪.6‬‬
‫הפעולה הראשונה היא סיור בשטח דרך מעבר באיזור שאינו חשוף ליותר מדי עשן על מנת לעשות‬
‫הערכת מצב‪.‬‬
‫‪.7‬‬
‫מתחברים אל עמדות הכיבוי באמצעות זרנוקים ומזנקי סילון‪/‬ערפל‪.‬‬
‫‪.8‬‬
‫מבודדים את איזור האש ע"י טווסים‪ ,‬אשר מצמידים אותם לקירות בלחץ המים‪ ,‬זה מול זה בשני‬
‫חתכים של המנהרה התוחמים את איזור הבעירה‪ .‬תפקיד מסך המים הוא כפול‪ :‬להקטין את הקרינה‬
‫ולשטוף את חלקיקי העשן מתוך גזי השריפה‪.‬‬
‫‪.9‬‬
‫מתקדמים לאיזור הבעירה ע"י הפעולות הבאות‪:‬‬
‫א‪.‬‬
‫ע"י פריסה של המזנקים למצב ערפל מקררים את הגזים מעל הרכבים הבוערים‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫בודקים את יציבות ציפוי התקרות והקירות ע"י צמצום לסילוני מים‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫מקררים את האובייקט הבוער עם ערפל מים‪ ,‬כאשר שליש מהערפל הוא ממפלס האש ומטה‬
‫ושני שליש הוא ממפלס האש למעלה‪ .‬המטרה היא קרור אשר מאפשר התקדמות וחילוץ‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫צריך לקחת בחשבון שללהבות יש תועלת של הארת הסביבה‪.‬‬
‫ה‪.‬‬
‫בעזרת מאווררי ‪) PPV‬מפוחים ציריים( עם תוספת של התזת מים‪ ,‬מרחיקים להבות מאובייקט‬
‫בוער מכלי רכב מאוייש‪ ,‬או אוטובוס‪ .‬בשיטה זו מקטינים את הרינה המסכנת את הרכב‬
‫המאוייש‪.‬‬
‫ו‪.‬‬
‫מצמצמים את התחום התחום ע"י הטווסים היוצרים מסכי מים‪.‬‬
‫ז‪.‬‬
‫במהלך כל התהליך מחלצים לכודים‪.‬‬
‫ח‪.‬‬
‫נשמרים מפני חשיפה של זרנוקים לבעירה על הרצפה‪.‬‬
‫בטיחות אש במנהרות‬
‫עמ' ‪ 6‬מ‪7 -‬‬
‫ס‪Tunnel Fire Safety 010410 :‬‬
‫ת ‪01/04/10:‬‬
34995 ‫ חיפה‬,27 ‫ שוייצר‬.‫רח' א‬
.‫דן ארבל הנדסת סיכונים ושמאות בע"מ‬
04-8243278 :.‫ פקס‬,04-8243337 :‫ טל‬ Email: [email protected]
:‫קישורים והפניות‬
http://www.youtube.com/watch?v=i-mQlc3H1UQ
:‫ראה גם את הקישורים הבאים‬
http://www.youtube.com/watch?v=xDxT4TxHAZs&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=gBCq_lzqE3E&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=0euJ39zaTAc&feature=related
Tunnel FIRE CASES
Mont Blanc Tunnel, Italy/France (24 Mar 1999)
http://www.mace.manchester.ac.uk/project/research/structures/strucfire/CaseStudy/HistoricFire
s/InfrastructuralFires/mont.htm
Daegu Subway Station Fire, South Korea (18 Feb 2003)
http://www.mace.manchester.ac.uk/project/research/structures/strucfire/CaseStudy/HistoricFire
s/InfrastructuralFires/default.htm
Channel Tunnel Fire, France/UK (18 Nov 1996)
http://www.mace.manchester.ac.uk/project/research/structures/strucfire/CaseStudy/HistoricFire
s/InfrastructuralFires/channelTunnel.htm
Caldecott Tunnel fire
http://en.wikipedia.org/wiki/Caldecott_Tunnel_fire
International Fire Safety Design Practice
http://www.ashrae.org/doclib/20070727_miclea.pdf
Combating Tunnel Fires
http://dsc.discovery.com/videos/mega-engineering-combatting-tunnel-fires.html
Contiki Fighting Road Tunnel Fires
http://www.sics.se/contiki/projects/contiki-in-road-tunnel-fire-inferno.html
SP- Catastrophic Tunnel Fires What have we learned?
http://www.ni2cie.org/Restricted/Presentations/Ingason-Hakur.pdf
01/04/10: ‫ת‬
Tunnel Fire Safety 010410 :‫ס‬
7 -‫ מ‬7 '‫עמ‬
‫בטיחות אש במנהרות‬