2.1 Wat is een flashover?

Een brand in een ruimte (bijvoorbeeld een gemeubileerde kamer) begint meestal klein, bijvoorbeeld in een prullenbak. Het brandje brengt warmte over naar ander voorwerpen in de kamer waardoor deze voorwerpen heet worden, maar niet direct in brand vliegen. Doordat de temperatuur stijgt komen er gassen en dampen vrij uit allerlei voorwerpen in de kamer:

  • uit een houten tafeltje
  • uit een kunststoffen vensterbank
  • uit een wollen kleed
  • enzovoort.

De gassen en dampen die vrijkomen zijn lichter dan lucht en vaak brandbaar. Hierdoor ontstaat een zeer hete gaswolk bij het plafond. Deze gaswolk straalt ook weer warmte uit naar andere voorwerpen in de kamer, waardoor er nog meer gassen ontstaan. Deze stijgen weer op, waardoor de gaswolk steeds heter wordt. Bij een temperatuur van 200-300 °C ontstaat er al zoveel gas (uit hout) dat er een brandbaar gas-/luchtmengsel ontstaat. Het brandbare gasmengsel zal na een tijdje door het brandje ontstoken worden. Er ontstaat een steekvlam en er komt veel warmte vrij. Hierdoor ontbranden plotseling andere brandbare voorwerpen in de ruimte. Bliksemsnel verspreidt het vuur zich door de hele ruimte. Dit verschijnsel noemen we flashover. Flashover treedt dus op bij de ontwikkeling van een brand. Het is het verschijnsel dat, door ontbranding van gassen en dampen, de ruimte plotseling geheel in brand staat.

In de afbeelding 2.1 ziet u het verband tussen de temperatuur en de tijd voor een standaardbrand
in een vertrek, de zogenoemde standaardbrandkromme. In het begin stijgt de temperatuur nauwelijks, omdat de brand nog klein is. Daarna stijgt de temperatuur langzaam. De brandbare gassen hopen zich op aan het plafond en de temperatuur stijgt langzaam verder. Tussen 200 °C en 300 °C ontstaat er een brandbaar luchtmengsel. Omdat de meeste rookgassen een ontbrandingstemperatuur rond 600 °C hebben, zal de flashover (de plotselinge ontsteking van het gasmengsel) ergens tussen 600 °C en 650 °C optreden.

Afbeelding 2.1

Bij brandontwikkeling in een besloten ruimte is de flashover een belangrijk stadium in de brand omdat:

  • de brand na een flashover niet meer met kleine blusmiddelen geblust kan worden
  • na de flashover de temperatuur in de ruimte zeer snel stijgt Dit is een kwestie van seconden. Het gevaar voor uitbreiding en branddoorslag is daardoor ook veel groter.
  • na de flashover er vaak niet voldoende zuurstof meer aanwezig is. Hierdoor wordt het giftige gas koolmonoxide gevormd.

Een flashover hoeft niet noodzakelijk in een afgesloten ruimte plaats te vinden. In elke ruimte waar zich gassen kunnen ophopen, behoort een flashover tot de mogelijkheden.

2.2 Hoe herkent u de signalen van een beginnende flashover?

Een beginnende flashover kan aan de volgende signalen herkend worden.

  • Materialen die nog niet bij de brand betrokken zijn, beginnen te roken.
  • Er zijn grote hoeveelheden rook aanwezig.
    Minimaal de bovenste helft van de ruimte staat vol met rook.
  • Er ontstaat een gaswolk bovenin de ruimte. Tegelijkertijd stijgt de temperatuur zeer snel.
    De gaswolk is zo heet dat een brandweerman op de knieën wordt gedwongen.
  • De deur(kruk) van een ruimte wordt heet. Zonder bescherming is aanraking niet meer mogelijk.
  • Er zijn vlammentongen te zien in de rooklaag.

In de volgende paragrafen worden verschillende scenario’s besproken waarbij een flashover kan optreden. De meest voorkomende vorm van een flashover is de flashover in een brandende ruimte, maar er zijn ook andere en afwijkende situaties waarin u bedacht moet zijn op het gevaar van een flashover.

2.3 Scenario 1: flashover in een brandende ruimte (standaardbrand)

In de afbeeldingen 2.2 tot en met 2.5 is de ontwikkeling van een brand tot een flashover weergegeven

De volgende fasen zijn te onderscheiden

  • De brand begint klein bij de bank. Er treden brandbare gassen en rook uit de bank (zie
    afbeelding 2.2).

Afbeelding 2.2

Door warmtestraling van het brandje en van de hete gaswolk bovenin de ruimte wordt het
tafeltje verhit. Er komen brandbare gassen uit het tafeltje (zie afbeelding 2.3).

Afbeelding 2.3

Door verhitting komen er ook brandbare gassen uit de stoel en het kleed. De ruimte vult zich
met brandbare gassen, die door het vuur en de hete gaswolk verhit worden (zie afbeelding
2.4).

Afbeelding 2.4

De brandbare gassen zijn zover verhit dat ze kunnen ontbranden. Daardoor ontbranden de
brandbare gassen plotseling: flashover (zie afbeelding 2.5).

Afbeelding 2.5 Flashover

2.4 Scenario 2: flashover in een hoge ruimte

Als u zich in een hoge ruimte bevindt, bestaat het gevaar dat u niet in de gaten heeft dat er
grote hoeveelheden rook en hitte ontstaan. Een flashover kan vervolgens langs het plafond
plaatsvinden en uw vluchtweg zo afsnijden. Wees speciaal bedacht op verlaagde plafonds;
deze vormen een extra risico.

Afbeelding 2.6

2.5 Scenario 3: flashover in een aangrenzende ruimte

Een flashover hoeft niet altijd in een brandende ruimte plaats te vinden. De flashover kan ook optreden in een ruimte waar tot dan toe nog helemaal geen brand was. Een dergelijke ruimte kan bestaan uit een kamer, een kast, een gang, een trappenhuis maar ook uit een boven- of ondergelegen ruimte, zoals de loze ruimte onder het dak. Deze ruimte wordt gevuld met brandbare gassen doordat er ergens anders in het pand brand is. Deze gassen komen via normale openingen, kieren of de doorgebrande scheidingsconstructie komen deze gassen in de aangrenzende ruimte. Als de concentratie aan gassen voldoende hoog is, kunnen deze gassen worden ontstoken. Bijvoorbeeld door een kleine steekvlam of door een vonk, die uit de brandende ruimte komt. De ontstekingsbron kan ook een elektrische vonk zijn (bijvoorbeeld door kortsluiting).

De signalen voor een flashover in een aangrenzende ruimte zijn vergelijkbaar met die voor een
brandende ruimte.

  • De ruimte grenst vaak aan een ruimte met een brandhaard.
  • Er zijn grote hoeveelheden rook aanwezig.
  • De hitte van de verbrandingsproducten is duidelijk voelbaar. De intensiteit ervan is zo hoog
    dat men gedwongen wordt om zo laag mogelijk bij de grond te blijven

2.6 Scenario 4: flashover door herontsteking

Bij een flashover na herontsteking is de brand net geblust, maar is de ruimte nog gevuld met
hitte, brandbare gassen en smeulende materialen. Door de herontsteking van de brandbare gassen kan de brand zich zo snel uitbreiden dat de vluchtweg voor de aanwezige brandweermensen wordt afgesneden.

De signalen voor flashover door herontsteking zijn:

  • de aanwezigheid van veel hitte en brandbare dampen na het blussen
  • de betrokkenheid van schuimmatrassen bij de brand (smeulen).

2.7 Scenario 5: nauwelijks hitte, nauwelijks rook en toch een flashover?

Zowel in Duitsland als in Engeland zijn er branden bekend waarbij een onverwachte, snelle
branduitbreiding plaatsvond. Het vreemde hierbij was dat ruimten, die enigszins met rook
gevuld waren, maar waarin zich geen brandhaard bevond, ineens volledig in brand raakten.

Hoe kan er nu toch een flashover ontstaan terwijl de signalen er helemaal niet op wijzen? We
zoeken de oorzaak in de aard van de materialen die gebruikt zijn voor isolatie.

Een kippenslachterij bestaat uit een gebouw van ongeveer 130 bij 140 m. Het gebouw is voorzien van
sandwichpanelen voor de compartimentering in het verlaagde plafond. De ruimte boven het plafond is
niet gecompartimenteerd en 4 – 5 m hoog. Een uur nadat er brand is ontstaan in dit gebouw gaan twee brandweerlieden met adembescherming een rookvrije ruimte in om de rookverspreiding te controleren. Deze ruimte ligt 90 m verwijderd van de brandhaard. Na het binnengaan verslechteren de omstandigheden zeer snel. De inpandige wanden en het plafond storten in en er doen zich explosies voor. Beide brandweerlieden raken opgesloten in het instortende gebouw en komen om het leven.

In de bovengenoemde situatie waren er zogenaamde sandwichpanelen toegepast in de constructie. Deze panelen bestaan uit twee metalen lagen met daartussen een isolatielaag. Het isolatiemateriaal bestaat uit polystyreen of polyurethaanschuim. De buitenkant van de panelen kunnen zijn afgedekt met bijvoorbeeld pvc. Het blijkt dat door de goede isolatie van de binnenkant, er binnen korte tijd zeer hoge temperaturen ontstaan aan het oppervlakte. Door die hoge temperatuur komen er uit het isolatie-materiaal grote hoeveelheden gassen. De gassen verzamelen zich in de panelen waardoor ze in de ruimte zelf niet zichtbaar zijn. De gevormde gassen hebben een relatief lage ontstekingstemperatuur. Alle polyurethaan- (PUR) en poly-isocyanaatschuimen (PIR) zijn brandbaar. Toch wordt er veel dakisolatie toegepast op basis van polyurethaanschuim, waarbij het risico van flashover aanwezig is.

Een brand kan al ontstaan door een kleine ontstekingsbron of een kleine warmtebron. Als het
materiaal eenmaal brandt, kan er een zeer heftige flashover ontstaan. Door de verhitting van de metalen buitenkant van de panelen en het wegbranden van de vulling is het gevolg vaak de totale vernietiging van het object. Hierbij is meer sprake van ‘een gebouw in brand’ dan ‘een brand in een gebouw’.
Bij de hierna beschreven brand in Duitsland bestond de dakconstructie eveneens uit sandwichpanelen met isolatie.

2.8 Wat is een backdraft?

Bij backdraft treedt er een explosieve verbranding op van brandbare gassen. Die gassen zijn
nog niet verbrand omdat er geen zuurstof meer in de ruimte is. De temperatuur is wel hoog
genoeg. Backdraft treedt op als er plotseling zuurstof de ruimte binnenkomt, bijvoorbeeld door
het openen van een deur.

Een backdraft kan zich op de volgende manier ontwikkelen.

  • In een ruimte zijn brandbare gassen, die door gebrek aan zuurstof niet meer branden. De
    temperatuur van die gassen is nog wel hoog. Er is geen brand meer in de ruimte. (afbeelding 2.7).
  • De deur wordt geopend. Daardoor komen de hete, brandbare gassen in aanraking met de
    zuurstof en ontbranden ze plotseling: backdraft (afbeelding 2.8).

Afbeelding 2.7

Afbeelding 2.8

Koolmonoxide is één van de brandbare gassen die bij een backdraft explosief kan verbranden.
Bij het plotseling toetreden van zuurstof kan koolmonoxide explosief verbranden tot kooldioxide.

Een normale kamer (ongeveer 50 m3) bevat voldoende zuurstof voor de verbranding van 3 – 4 kg hout. In een afgesloten kamer is de zuurstoftoevoer door naden en kieren klein. Zeker tijdens een brand zal er door naden en kieren niet veel zuurstof de ruimte binnenkomen.

Als we naar de brandkromme in een afgesloten ruimte kijken, zien we dat een backdraft pas kan ontstaan na wat langere tijd. Meestal heeft er eerst een flashover plaatsgevonden. Hierdoor is de brand snel uitgebreid, maar is tegelijkertijd de zuurstof opgeraakt. (zie afbeelding 2.9)

Afbeelding 2.9

2.9 Wanneer kan een Backdraft ontstaan?

Een backdraft kan optreden als aan de volgende voorwaarden is voldaan.

  • Er moeten brandbare (rook)gassen aanwezig zijn.
  • Er moet lucht worden toegevoerd. De lucht moet zich mengen met de brandbare gassen. Zo ontstaat er een explosief mengsel.
  • Er moet voldoende ontstekingsenergie aanwezig zijn:
    • uit de hete gassen zelf
    • uit de smeulende brandhaard
    • uit een andere ontstekingsbron (vonk).

2.10 Hoe kunt u het risico op een backdraft herkennen?

In de volgende situaties is er kans op het ontstaan van een backdraft.

  • Bij kleine ruimten is er altijd gevaar. Bij een brand in een kleine afgesloten ruimte zoals de ruimte tussen de spanten, een verlaagd plafond of een kelder is er een grote kans op het ontwikkelen van een backdraft. Een backdraft in grotere en open gebouwen is minder waarschijnlijk. In de regel ontstaat dan een intensieve brand met veel rook. De brandstof en niet de zuurstof is dan de beperkende factor.
  • Een langdurige brand in een afgesloten ruimte. Een backdraft kan ook in grotere ruimten plaatsvinden als daar gedurende langere tijd een brand heeft gewoed.
  • De brandende ruimte wordt minimaal geventileerd. Hierdoor ontstaat er zuurstoftekort.
  • Het ontstaan van overdruk in de ruimte door de brandontwikkeling.

Verder is de rookvorming van groot belang.

  • De rookvorming is zeer sterk.
  • De rook wordt door alle mogelijke kieren naar buiten geperst.
  • Er is een grote zichtbare roetvorming. Dit blijkt bijvoorbeeld uit volledig beroette ramen. Er kan een teer- of olieachtige substantie aan de binnenkant naar beneden lopen. De rook gaat kolken.
  • De rook is zwart of geel, of verandert van zwart naar grijs/geel.

Ook de stroming van rook en lucht kunnen wijzen op een backdraft.

  • Er is een pulserende of golvende rookstroming in en uit het vertrek. De rook stroomt terug
    door een deur- of raamopening. Tijdens de ontwikkeling van een backdraft kan er een wisselwerking ontstaan tussen het oplaaien en doven van de brandhaard. Bij het oplaaien stijgen de temperatuur en de hoeveelheid gassen waardoor er rook vrijkomt. Door het verbruiken van de aanwezige zuurstof dooft de brand enigszins en koelt de ruimte af. Er ontstaat een kleine onderdruk waardoor
    verse lucht en rook wordt aangezogen. Hierdoor ademt de brand met pulserende luchtbewegingen.
  • Er zijn fluitende geluiden van aangezogen lucht.
  • Men ervaart een tocht langs de oren naar de vuurhaard.
  • De ramen rinkelen en schudden

Afbeelding 2.10

Ook de soort vlammen en het ontstaan van hitte zijn signalen die duiden op een mogelijke backdraft.

  • Er zijn kleine of geen zichtbare vlammen.
  • Er zijn blauwe vlammen (vermoedelijk van koolmonoxide of voorgemengde gassen).
  • Er is een snelle temperatuurstijging.
  • Er is buitengewoon veel hitte. De hitte kan zo ondraaglijk zijn dat de brandhaard zeer moeilijk of niet te benaderen is.
  • De deur(kruk) wordt zo heet dat aanraking ervan zonder bescherming pijn doet.
  • De ramen zijn te heet om aan te raken en door de hitte verkleurd.

Daarnaast zijn er nog een aantal verschijnselen die op een backdraft kunnen wijzen.

  • Behalve het zacht ‘kraken’ van de helm en de kleding is er een geluidsvacuüm.
  • In de betreffende ruimte lijken de verbrandingsgassen stil te staan. Daarna verschijnen er vlammen. Eerst in de vorm van een rood gouden, gewatteerde deken en dan als een vaag rode schemering die gevolgd wordt door de explosie.

Let op! Bovengenoemde verschijnselen worden ook wel waargenomen zonder dat er een backdraft ontstaat. Het is echter ook mogelijk dat – door verschillende omstandigheden – deze verschijnselen niet zichtbaar zijn.

In de praktijk zijn er verschillende scenario’s mogelijk waarbij backdraft kan optreden. De overeenkomst tussen de verschillende scenario’s is dat er in alle gevallen brandbare gassen aanwezig zijn.

2.11 Scenario 1: hete backdraft

De ontsteking bij een hete backdraft wordt veroorzaakt door de hete gassen zelf. Dat kan alleen als de temperatuur van de gassen boven de zelfontbrandingstemperatuur ligt (600 -650°C). De ruimte is gevuld met hete gassen, maar er is geen zuurstof meer aanwezig (zie afbeelding 2.11). Er hoeft geen andere ontstekingsbron aanwezig te zijn.

Afbeelding 2.11

Als de deur van zo’n ruimte geopend wordt, dan slaan er steekvlammen naar buiten (zie afbeelding 2.12). De steekvlammen groeien door (naar binnen). Al snel volgen er een explosie en een volledig ontwikkelde brand. Dit kan razendsnel gaan. Het maken van de opening is dus de inleiding van de backdraft. Soms kunt u de deur nog op tijd dicht doen. De steekvlammen doven dan vanzelf.

Afbeelding 2.12

2.12 Scenario 2: smeulbrand in een afgesloten ruimte (vertraagde backdraft)

Als de verbrandingsgassen niet heet genoeg zijn om zelf te ontsteken, kan de brandhaard de ontstekingsbron zijn. Hiervoor is het nodig dat er voldoende zuurstof bij de smeulende brandhaard komt.

Het komt regelmatig voor dat een brand in een goed afgesloten ruimte door gebrek aan zuurstof gaat smeulen (zie afbeelding 2.13). De temperatuur blijft dan nog wel hoog en er zijn brandbare gassen aanwezig. Als u een deur van deze ruimte opent, stroomt er lucht (en dus zuurstof) in de ruimte. (zie afbeelding 2.14). De zuurstof vermengt zich met de brandbare gassen en er ontstaat een explosief mengsel. Het explosieve mengsel ontsteekt door de smeulbrand (zie afbeelding 2.15).

Afbeelding 2.13

Afbeelding 2.14

Dit gaat met een enorme snelheid en kan gepaard gaan met het geluid van een sneltrein in een
tunnel of het geluid van rollende donder. De tijd tussen het maken van de opening en de backdraft is normaal enkele seconden, maar kan ook iets langer zijn. De opening kan ontstaan door het doorbranden van de scheidingswanden (branddoorslag), het openen van een deur en door het breken van een ruit. Het is dan ook duidelijk dat backdraft één van de gevaren is van het ventileren van een ruimte. Als de brandhaard zich dicht bij de opening bevindt, volgt er een snelle ontsteking. Als de brandhaard zich verder van de opening af bevindt, zal de ontsteking langer op zich laten wachten. Het effect is dan veel ernstiger omdat er een grotere hoeveelheid gas verdund is. De backdraft treedt dus vertraagd op.
Een ploeg die zich in een dergelijke ruimte heeft gewaagd, is omgeven door het mengsel van brandbare gassen en zuurstof. Als er dan zuurstof bij de brandhaard komt, bevindt de ploeg zich opeens middenin de explosieve verbranding.

Afbeelding 2.15

Backdraftgevaar in oefengebouwen van de brandweer.

Voor het ontstaan van een backdraft is het niet nodig dat een ruimte is ‘aangekleed’ met brandbare stoffen die door de hitte brandbare gassen gaan vormen. Bij een flashover is dat wel het
geval. Dit betekent bijvoorbeeld dat er ook in oefengebouwen van de brandweer een backdraft
kan ontstaan, terwijl de brandhaard bestaat uit alleen een vuurkorf.
Als er erg weinig ventilatie is, kan zelfs een aantal van de in paragraaf 2.8 genoemde
indicatoren worden waargenomen zonder dat er sprake is van veel hitte-opbouw!

2.13 Scenario 3: backdraft in een andere ruimte

Backdraft kan ook optreden als brandbare rookgassen zich op enige afstand mengen met zuurstof. Doordat hete verbrandingsgassen zich verspreiden, kunnen ze zich in een kleine min of meer afgesloten ruimte ophopen. Als er geen ontstekingsbron is, gebeurt er niets. Maar als er dan een ontstekingsbron (bijvoorbeeld een vonk van een elektrische schakelaar) bij het rook/zuurstofmengsel wordt gebracht, ontstaat er een heftige reactie (= backdraft). U moet hierbij ook denken aan tussenruimten van de constructie of in de ruimte boven een (verlaagd) plafond.

2.14 Scenario 4: koude backdraft

Tot nu toe hebben we geleerd dat er bij een mogelijke backdraft veel hitte aanwezig is. Ook zijn er andere duidelijke herkenningspunten. Een backdraft kan zich echter ook voordoen, terwijl deze herkenningspunten (zoals hitte) ontbreken. Het betreft hier een zeer specifieke situatie die gelukkig weinig voorkomt. De effecten van een dergelijke situatie zijn enorm. Hierdoor en door het schijnbaar ontbreken van indicatoren (herkenningspunten) is het noodzakelijk dat de zogenaamde koude backdraft apart vermeld wordt.

Hoe herkent u een koude backdraft?

Het grootste gevaar van een koude backdraft is het ontbreken van de vele herkenningspunten voor een ‘gewone’ backdraft. Een koude backdraft kan zich in de volgende gevallen voordoen:

  • in een afgesloten ruimte
  • bij het smeulen van rubber, latex matrassen
  • als er erg veel rook of witte, koude rook in het vertrek hangt (dit is een pyrolyse-product van
    smeulend latex schuim)
  • als er grijze rook, die bestaat uit een olieachtige mist, hangt
  • wanneer er geen noemenswaardige hitte aanwezig is.