Wsteczny ciąg płomieni

Wsteczny ciąg płomieni (ognisty podmuch, ang. backdraft) – zjawisko eksplozywnego zapłonu gazów mogące wystąpić podczas pożaru w przestrzeni zamkniętej. Płomień wtedy przemieszcza się w stronę przeciwną do ruchu powietrza, które trafia z zewnątrz (czyli w miejsce skąd dociera tlen).

Mechanizm powstawania

Wsteczny ciąg płomieni wywołany w celach ćwiczebnych.

Pierwszym etapem pożaru w przestrzeni zamkniętej, nie będącego wynikiem podpalenia, może być faza inkubacji, w czasie której jakiś palny obiekt tli się, bez występowania płomienia. Po jego pojawieniu się pożar wchodzi w fazę wzrostu, gdy bardzo szybko rośnie temperatura w pomieszczeniu, a inne elementy wyposażenia w jej wyniku zaczynają ulegać pirolizie i zapalać się. Gdy atmosfera osiągnie odpowiednie proporcje składników palnych (produktów niepełnego spalania i pirolizy) i tlenu, a temperatura gazów pożarowych pod stropem oraz gęstość strumienia promieniowania cieplnego przy posadzce przekroczą krytyczne wartości (odpowiednio około 500-600 °C oraz 15-20 kW/m²), może nastąpić rozgorzenie − niemal jednoczesne zapalenie się wszystkich palnych powierzchni. Pożar osiąga w ten sposób stan rozwinięty. Rozgorzenie jest możliwe, gdy występuje albo pojawi się wystarczający dopływ powietrza, zapewniającego niezbędny do spalania tlen.

Jeśli wentylacja jest słaba, mimo wypełnienia pomieszczenia palnymi produktami pirolizy i wzrostu temperatury, pożar nie może przejść w stan rozwinięty. Powstają wówczas warunki do wystąpienia wstecznego ciągu płomieni.

Gdy w takim momencie nagle napłynie powietrze, na przykład przez otwarcie drzwi albo wybicie okna w trakcie akcji gaśniczej, strumień powietrza z tlenem dostaje się do wnętrza. Tworzy on wówczas strugę dążącą do środka, w której mieszają się świeże powietrze z palnymi gazami pożarowymi. Przy odpowiednich rozmiarach otworu, dołem zimne powietrze napływa do pomieszczenia, górą wypływają gazy pożarowe, a na granicy tych przepływów występuje intensywne mieszanie.

Gdy struga powietrza osiągnie żarzące się powierzchnie, następuje zapłon powstałej mieszanki. Ogień rozszerza się wtedy w kierunku przeciwnym do strugi powietrza, i to tym szybciej im większy jest udział w niej tlenu, czyli przyspieszając w kierunku wlotu. Osiąga przy tym poziom deflagracji lub eksplozji i wydaje charakterystyczny dźwięk przypominający pociąg w tunelu. Płomień, czasami w postaci kuli ognia obejmującej gazy pożarowe wypchnięte wzrostem ciśnienia, wydostaje się przez otwór i urywa się, jeśli na zewnątrz nie ma już więcej palnych gazów. Zazwyczaj między otwarciem dostępu powietrza a wystąpieniem wyrzutu płomieni na zewnątrz upływa kilka do kilkunastu sekund, ale czas ten może być także znacznie dłuższy.

Oznaki zagrożenia

Wsteczny ciąg płomieni jest bardzo niebezpieczny dla strażaków. Wśród objawów wskazujących na możliwość wystąpienia tego zjawiska wymienia się:

• dym wydostający się z otworów jest czarny i niejako „tłusty”, bądź jest zasysany z powrotem
• płomienie pojawiają się w otworach lub kolor płomieni jest niebieski
• wibrujące i dźwięczące, bardzo gorące szyby okienne
• po otwarciu wlotu gwałtowny ruch powietrza ku źródłu ognia, wywołujący świst w uszach i zawirowania wypełniającego pomieszczenie dymu.

Odniesienia w kulturze

Zjawisko to było tłem amerykańskiego filmu sensacyjnego z 1991 roku „Ognisty podmuch” w reżyserii Rona Howarda, opowiadającego o strażakach z Chicago, którzy tropią seryjnego podpalacza.

Linki zewnętrzne

• Wsteczny ciąg płomieni wywołany w celach ćwiczebnych w serwisie YouTube
• Wsteczny ciąg płomieni w czasie akcji gaszenia pożaru fabryki tworzyw sztucznych w Limie, Peru w serwisie YouTube
• Numeryczna symulacja wstecznego ciągu płomieni metodami obliczeniowej mechaniki płynów w serwisie YouTube (poszczególne panele obrazują gęstość, temperaturę, prędkość i ciśnienie gazów w pomieszczeniu)