Vatten för brandsläckning, del 1

Vatten är ett släckmedel. Det är till och med ett tämligen bra släckmedel, inte minst på grund av dess fantastiska egenskaper. Värmeupptagningsförmågan är 4,18 kJ/kgC°, förångningsvärmen är på 2 260 kJ/kg och värmeupptagningsförmågan för vattenånga är 2 kJ/kgC°, så redan här är vatten mer eller mindre oslagbart som släckmedel.

För varje liter vatten som påförs per sekund, går det således att (i teorin) släcka i runda slängar 3 megawatt brand. Och i vår del av världen förekommer det dessutom rikligt. Inte minst i skrivande stund, då delar av övningsfältet vid MSB Revinge står under vatten.

Diskussioner om brandsläckning med vatten landar ofta kring vilken utrustning som är bäst. Jag tänkte återkomma till detta i del 2, men kan väl redan nu avslöja att någon generellt bästa utrustning för brandsläckning med vatten finns inte. Däremot finns det mer generella aspekter på vatten för brandsläckning som vi måste vara medvetna om i vårt val av påföringsutrustning och i hur vi hanterar denna utrustning.

Utgångspunkten i det följande resonemanget är främst att det brinner i ett, eller flera, rum. Brand utomhus är något annorlunda, där punkten 3 (nedan) troligtvis är den främsta släckmekanismen. Vatten i samband med brandsläckning kan sägas vara knutet till fem typer av släckmekanismer:

1. Gasfaskylning (inklusive såväl flammor som varma brandgaser)
2. Sänkning av syrgashalten och utspädning av brandfarliga gaser (främst på molekylär nivå)
3. Vätning och kylning av bränsleytor
4. Strålningsdämpning (främst på molekylär nivå), samt
5. Kinetiska effecter

Vattnets förmåga att kyla varma gaser (och flammor), hänger bland annat samman med dropparnas storlek. Små droppar har en större yta i förhållande till dess volym än stora droppar. Små droppar värms därför upp fortare och förångas fortare än stora droppar. Men små droppar har sämre kastlängd än stora, bland annat på grund av att de har mindre massa. Förmågan att nå bränsleytor är därför sämre, dessutom förångas dem helt eller delvis på vägen.

När vattnet förångas kommer vattenångan ta upp en viss del av utrymmet. Syrgashalten kommer då att sjunka samt att brandgaserna späds ut och blir mindre brännbara. Effekten är generellt liten, men kan inte uteslutas.

Vatten som träffar en bränsleyta, kommer att kyla yta och stoppa eller förhindra den pyrolys som krävs för att branden ska fortgå. Här är ju då stora droppar bättre än små, dels eftersom stora droppar har bättre kastlängd, dels väter en stor droppe mer yta än en liten droppe. Droppens storlek, och hastighet, kommer även påverka vad som händer då den träffar en varm yta.

Vattenånga har också egenskapen att förhindra eller åtminstone dämpa strålning. Och strålning är en viktig mekanism för brands spridning.

Slutligen har vattnet även en så kallad kinetisk effekt. Dropparna rör helt enkelt runt i brandgaserna, vilket dels drar med kall (kallare) luft som kyler den varma gasen och flammorna. Dels kan dropparna föra med sig luft utifrån, vilket kan medföra att branden ökar i intensitet. Men eftersom vi tillför vatten, kommer dropparnas kylande effekt att ta överhand, under förutsättning flödet är tillräckligt stort.

För enkelhetens skull, kan man säga att små droppar är mindre än cirka 0,5 millimeter. Stora droppar är således större än så, men den utrustning vi har till förfogande levererar ett helt spektrum, en fördelning, av droppstorlekar.

I praktiken kan vi inte leverera endast en droppstorlek. Förutom en sluten vattenstråle, som kan betraktas som en enda lång kontinuerlig droppe. Men även denna kommer brytas upp till mindre droppar på vägen till målet. Eller om de träffar något föremål eller en yta. Det går inte heller att producera hur små droppar som helst, eftersom små droppar krockar med andra små droppar och blir då till större droppar.

Vi glömmer också ofta bort att det normalt krävs en viss minsta mängd vatten för att släcka en brand av en viss storlek. Lite förenklat: stor brand kräver mer vatten än en liten brand. Men för att släcka en brand, krävs normalt att vi når bränslet med vatten så att pyrolysen stoppas.

Att endast arbeta med brandgaskylning kommer således normalt inte att släcka en brand. Oavsett vilken utrustning som används och hur vi påför vattnet. Observera också att såväl flödet som munstyckstryck kommer påverka utrustningens hanterbarhet.

Beroende på hur vattnet påförs, kommer dessa släckmekanismer ha en större eller mindre effekt på släckningen. Det är således inget antingen eller och vi kan inte heller välja bort någon av dessa mekanismer. Samtliga kommer att påverka slutresultatet. Men detta ska jag återkomma till i del 2.