Reklama

Vyšetřování požáru v uzavřeném prostoru s významným vlivem ventilace

kpt., Ing. Stanislav Kopecký, kpt.,Ing. Jaroslav Řepík, pplk., Mgr. Jakub Škoda

Recenzovaný

Požáry v uzavřeném prostoru patří k nejčastějším a také k nejnebezpečnějším, je jim proto z hlediska požární taktiky věnována mimořádná pozornost. V České republice vzniklo dokonce několik zařízení, které podmínky požáru v uzavřených prostorách simulují („flashover kontejnery“) a hasiči tak mají možnost se na případné nebezpečí prakticky připravit. Položili jsme si však otázku, zda může být tento typ požárů specifický i z hlediska vyšetřování příčin vzniku požárů.

Reklama

Specifika požárů v uzavřeném prostoru z pohledu požární dynamiky

Problematika dynamiky požáru v uzavřeném prostoru je v současné době známa a informace o jevech vznikající při těchto typech požárů jsou dostupné. Výměna plynů při požáru tvoří specifickou oblast problémů a má pro účely vyšetřování příčin požáru velký význam. Zejména je v tomto smyslu důležitý přechod požáru z fáze rozhořívání do jeho plně rozvinuté fáze, který je doprovázený zpravidla změnou jeho režimu, a to z požáru řízeného palivem na požár řízený ventilací. Výjimku tvoří případy, kdy hoří ve velkých dostatečně větraných prostorách nebo jde o místně soustředěné požární zatížení – kdy je požár stále řízen palivem. [2]

Rozvoj požáru v uzavřeném prostoru

Požáry v uzavřených prostorech jsou specifické mimo jiné z pohledu sdílení tepla. Vznikající teplo neuniká zcela do okolní atmosféry, ale jeho významná část snížená o ztráty (např. teplo spotřebované na ohřev stavebních konstrukcí, či teplo odvedené ve formě kouřových plynů) se postupně kumuluje v místnosti a dále působí na okolní hořlavé látky, které postupně zahřívá a připravuje je tak k hoření. [2] Proces rozvoje požáru je možné rozdělit do tří charakteristických fází:

Fáze rozvoje – po iniciaci se požár rozrůstá a produkuje stále větší množství energie. Ohraničení daného prostoru stavebními konstrukcemi nemá zpočátku znatelný vliv na vlastní požár – požár je řízen pouze palivem a má lokální charakter. Postupně dochází ke zvyšování teploty produktů hoření a snižování jejich hustoty, což má za následek nárůst teplotní diference a vzniku vztlaku. Nad hořícím materiálem se formuje sloupec horkých plynů (tzv. Fire Plume). Sloupec zplodin postupně stoupá až na úroveň stropu, kde se začne rozprostírat až k ohraničujícím stavebním konstrukcím (tzv. podstropní proudění). Díky takto vzniklému proudění je do horkého kouře přisáván chladnější vzduch, což způsobuje další zvětšování objemu. Dochází k ochlazování kouře v důsledku odvodu tepla do ohraničujících konstrukcí, k tepelné radiaci z kouře a také k jeho ředění přiváděným vzduchem. Poté, co kouřové plyny dosáhnou stavebních konstrukcí, tak vytvářejí vrstvu kouře, která postupně klesá k podlaze a vytváří tzv. neutrální rovinu. Překročí-li vrstva kouře teplotu 500–600 °C nebo dojde-li na úrovni podlahy k hustotě tepelného toku větší než 20 kW.m⁻², dochází zpravidla k celkovému vzplanutí (tzv. Flashover).
V tomto okamžiku se chování požáru výrazně mění. Proudění vzduchu a plynných spalin se stává velmi neuspořádaným. Velmi vysoká teplota a hustota tepelného toku v celé místnosti působí na všechny hořlavé materiály v daném prostoru, které pyrolýzují. Tento proces je doprovázen vývinem velkého množství hořlavých plynů. Protože dochází k ustálení hmotnostního úbytku na jednotku hořlavého materiálu, požár začíná být limitován pouze dostupností kyslíku a postupně přechází do režimu řízeného ventilací. [2]
Plně rozvinutá fáze – je za daných podmínek dosaženo maximální rychlosti odhořívání pevných a kapalných hořlavých látek, hustota tepelného toku může dosahovat hodnot až 200 kW.m⁻², teplota v místnosti až 1100 °C. [3] V této fázi se jedná o požár řízený ventilací, tj. intenzita požáru je plně závislá na přísunu kyslíku do místnosti.
Fáze dohořívání – rychlost odhořívání a intenzita požáru postupně klesá, dochází k dohořívání tlejících a žhnoucích částí hořlavých materiálů.

Obrázek 1 – schéma rozvoje a průběhu požáru

Pokud rozšiřující se požár nemá v první fázi dostatek okysličovadla (např. požár v místnostech s uzavřenými dobře těsnícími okny a dveřmi) či dostatek paliva, dochází k postupnému samovolnému zpomalení hoření, požár nepřechází do jeho II. fáze, ale postupně uhasne. Tyto požáry jsou v praxi poměrně časté, z hlediska určení kriminalistického ohniska pak patří k těm jednodušším, protože je pro ně typický již zmíněný lokální charakter [2], tj. v místnosti dochází k termické degradaci pouze na malém prostoru a ohnisko požáru bývá jasně ohraničené. Totéž platí také pro požáry uhašené v I. fázi před vznikem celkového vzplanutí.

Výměna plynů při požáru

Obrázek 2 – výměna plynů při požáru

Výměna plynů v uzavřených prostorech (dále jen ventilace) je ovlivněna několika faktory, tím nejdůležitějším je stavební řešení daného objektu, zejména výška místnosti, rozmístění otvorů, počet otvorů, rozměr otvorů apod. Nachází-li se v objektu více otvorů v různých úrovních výšky, pak se poloha neutrální roviny ustálí takovým způsobem, že spodními otvory je nasáván čistý vzduch a horními otvory se dostává z prostoru kouř. V případě, že se v místnosti nachází pouze jediný otvor, pak výměna plynů probíhá skrze tento otvor a to tak, že spodní částí otvoru je nasáván čistý vzduch do prostoru hoření a horní částí otvoru se dostává kouř z místnosti ven. Další faktor ovlivňující proudění plynů je rychlost a směr větru, který má přímý vliv na polohu neutrální roviny. Ta se na straně závětrné nachází níže než na straně návětrné. Z pohledu dynamiky požáru je také důležité proudění plynů v prostoru zasaženém požárem, tj. v pásmu hoření. Zde se část přiváděného vzduchu dostává do vrstvy kouře díky turbulencím vznikajícím na principu Kelvin-Helmholtzovy nestability. Část je stržena vzestupným proudem horkých plynů (Fire Plume) a zbytek se účastní hoření. Výše uvedené má zásadní vliv na řadu věcí, zejména na teplotu ve vrstvě kouře, na délku plamene a rychlost šíření požáru. [2]

Určování kriminalistického ohniska – metodika v České republice

Stanovení polohy kriminalistického ohniska je v České republice nedílnou součástí procesu zjišťování příčin vzniku požárů. Tato činnost je vykonávána v rámci státního požárního dozoru, kdy Hasičský záchranný sbor kraje je jediným věcně příslušným orgánem k tomuto úkonu. Informace o vzniku požáru předává místně příslušné operační a informační středisko HZS kraje určenému příslušníkovi – vyšetřovateli požárů, který vyjíždí na místo události. [4]

Místo vzniku požáru se v České republice zpravidla zjišťuje na základě příznaků ohniska požáru a příznaků směru šíření. Materiály a konstrukce se zpravidla víc nahřejí a poškodí blíže k místu vzniku požáru, což je způsobeno dobou hoření, které z principu probíhá nejdelší dobu v kriminalistickém ohnisku požáru. Naopak na vzdálenějších úsecích od ohniska požáru – na periferii požářiště začíná hořet později, a proto by v těchto vzdálenějších úsecích měly být i menší destrukce a méně znatelné stopy. Destrukce a stupeň poškození však nemusí být závislé jen na době hoření, ale na řadě jiných faktorů. Mezi ty nejdůležitější (vyjma zmiňované doby trvání požáru) patří množství paliva v prostoru. Rozmístění paliva v prostoru může vytvářet tzv. druhotná ohniska, což jsou místa s charakteristickými ohniskovými příznaky (např. tzv. „čistá plocha“ – jasně ohraničená plocha stěny bez kondenzátu zplodin hoření), která jsou ale způsobena zvýšeným tepelným výkonem požáru v daném místě (ne tedy dobou trvání požáru). Tyto ohniskové příznaky pak mohou být nesprávně interpretovány při určování kriminalistického ohniska. [5]

Tento „konvenční přístup“ při určování kriminalistického ohniska na základě intenzity termické degradace (popř. vzetí v úvahu rozmístění paliva v prostoru) však nelze uplatňovat obecně na všechny požáry v uzavřeném prostoru. Na přechodu požáru z jeho I. do II. fáze pak nastupuje další významný faktor, se kterým by měl každý vyšetřovatel požárů počítat, při svém šetření ho systematicky vyhodnocovat, a to ventilace. Metodika České republiky [5] pak ventilaci jako faktor ovlivňující destrukci a stupeň poškození zmiňuje, nijak ji však dále neupřesňuje.

Vývoj vyšetřování požáru v uzavřeném prostoru

Obecně přijímaný fakt, že místo s nejvyšším stupněm termické degradace je místo, kde požár působil nejdelší dobu (až do uhašení) a jedná se tedy o ohnisko požáru, byl v USA děděn z jedné generace vyšetřovatelů požárů na druhou. [3] Na počátku devadesátých let pak byly požáry v uzavřeném prostoru detailněji zkoumány a bylo zjištěno, že u těchto požárů mohou nastat zpravidla dva režimy, a to požár řízený palivem nebo požár řízený ventilací. Bylo vypozorováno, že poté, co požár probíhá v režimu řízení ventilací, se objevují plamenné hoření zejména v okolí ventilačních otvorů (oken, dveří). Taktéž oheň může vypalovat ohniskové příznaky na podlaze zasažené místnosti, ve které zpravidla dochází k velmi vysoké teplotě hoření (určené např. na základě teploty tavení kovů nalezených na požářišti). Zmiňované ohniskové příznaky (vypálené vzory na podlaze, vysoká teplota požáru) pak uváděla až do roku 1992 všeobecně uznávaná příručka pro vyšetřovatele požárů v USA NFPA 921 Guide for Fire and Explosion Investigation (dále jen NFPA 921) jako příznaky použití akcelerantu hoření, což byl fakt podporující hypotézu, že požár byl založen úmyslně.

Na základě nově získaných informací z požární dynamiky bylo NFPA 921 od roku 1992 postupně aktualizováno a byly také provedeny revize vyšetřování některých závažných požárů, u kterých byla jako jejich příčina určena úmyslná iniciace pomocí akcelerantu hoření. U vybraných případů bylo zjištěno, že pozorované ohniskové příznaky, které vedly tehdejší vyšetřovatele požárů k uvedenému závěru žhářství, mohly být způsobeny ventilací požáru, tj. požár nemusel být iniciován úmyslně. [6] [7]

Experimentální měření

Obrázek 3 – náčrt půdorysu zkušebních místností [3]

V rámci lepšího pochopení požární dynamiky v uzavřeném prostoru byly v roce 2008 provedeny simulované požáry. Zapáleny byly dvě identické zařízené místnosti o půdorysu 4,3 m × 3,7 m, výška 2,4 m, které měly jeden stavební otvor – dveře. Tyto dveře pak v průběhu požáru byly ponechané otevřené tak, aby požár měl dostatečný přísun kyslíku po celou dobu jeho rozvoje až do uhašení. Místnost byla vybavena manželskou postelí, křeslem, dvěma komodami a nočním stolkem. Požár byl pak iniciován zapáleným novinovým papírem umístěným v odpadkovém koši mezi křeslem a postelí (viz obr. 3). První požár byl uhašen krátce po celkovém vzplanutí v místnosti, druhý požár byl pak ponechán po určitou dobu ve II. fázi. Hlavní myšlenka těchto testů byla porovnat ohniskové příznaky vzniklé při různých dobách trvání požáru v jeho II. fázi, tedy v době plně rozvinutého požáru v celém prostoru místnosti.

1. místnost byla zapálena v uvedeném místě, po cca 139 sekundách vrstva kouře dosáhla teploty 600 °C (tedy počátek přechodu mezi I. a II. fází požáru – celkové vzplanutí). Stabilní plameny vystupující z otevřených dveří byly pozorované ve 205. sekundě. Hašení požáru započalo v 212. sekundě tedy cca 10 sekund po začátku II. fáze požáru. Maximální teplota v průběhu testu dosáhla 1000 °C.

2. místnost byla opět iniciována uvedeným způsobem, po cca 155 sekundách dosáhla vrstva kouře teploty 600 °C, stabilní plamen z otevřených dveří byl pozorovaný ve 246. sekundě. Hašení bylo započato ve 357. sekundě, tedy 111 sekund po začátku II. fáze požáru. Maximální teplota v průběhu testu dosáhla 1100 °C.

Obrázek 4a – ohniskové příznaky zaznamenané v 1. místnosti [3]

Obrázek 4b – ohniskové příznaky zaznamenané v 1. místnosti [3]

Obrázek 4c – ohniskové příznaky zaznamenané v 1. místnosti [3]

Obrázek 4d – ohniskové příznaky zaznamenané v 1. místnosti [3]

Obrázek 4 – ohniskové příznaky zaznamenané v 1. místnosti [3]

Výsledek pozorování 1. místnosti – některé spodní části nábytku nebyly zasažené termickou degradací, tj. bylo usouzeno, že v místnosti nedošlo k celkovému vzplanutí – tedy požár v místnosti zcela nepřešel do II. fáze požáru. Místo vzniku požáru (kriminalistické ohnisko) bylo jasně určeno do prostoru mezi postelí a křeslem, kde na západní stěně byla pozorovatelná charakteristická čistá plocha. Taktéž intenzita termické degradace postele a křesla jasně naznačovala směr šíření požáru z určeného místa původu (viz obr. 4).

Obrázek 5a – ohniskové příznaky zaznamenané v 2. místnosti [3]

Obrázek 5b – ohniskové příznaky zaznamenané v 2. místnosti [3]

Obrázek 5c – ohniskové příznaky zaznamenané v 2. místnosti [3]

Obrázek 5d – ohniskové příznaky zaznamenané v 2. místnosti [3]

Obrázek 5 – ohniskové příznaky zaznamenané v 2. místnosti [3]

Výsledek pozorování 2. místnosti – na první pohled bylo zřejmé, že v místnosti požár přešel zcela do II. fáze – všechny části nábytku byly termicky degradované, hustý kondenzát kouře pokrýval všechny stěny, a to až k podlaze. Dva výrazné ohniskové příznaky byly zřejmé okamžitě po vstupu do místnosti. První ohniskový příznak v podobě čisté plochy“ ve tvaru písmene „V“ byl pozorován na severní stěně (stěna naproti vstupním dveřím – obr. 5), druhý pak opět v podobě čisté plochy“ na východní stěně mezi otevřenými dveřmi a komodou. Termická degradace konstrukce postele pak byla výraznější na východní straně pelesti postele, matrace pak vykazovala nejsilnější termickou degradaci na její jižní straně. V okolí místa vzniku požáru pak již nebyly pozorovatelné charakteristické ohniskové příznaky na západní stěně jako u 1. požáru (viz obr. 4). [8]

Interpretace zjištěných výsledků

Postupně v průběhu dalších let bylo provedeno ještě několik experimentálních měření. Na základě naměřených hodnot a získaných informací při ohledání experimentálních požářišť bylo zjištěno, že „klasická filozofie“ používaná při určování místa původu požáru založená na myšlence, že největší termická degradace musí být v místech, kde nejdéle hořelo, nemusí nutně platit za všech okolností.

Obrázek 6 – znázornění přitékajícího vzduchu do místnosti v době celkového vzplanutí pomocí matematického modelu [6]

Na počátku II. fáze požáru (v době celkového vzplanutí) začíná být požár silně limitován přísunem kyslíku (požár je řízen ventilací). Koncentrace kyslíku pak v prostorách místnosti, které nejsou v dostatečné blízkosti stavebních otvorů, klesá k nule, což má za následek pokles intenzity hoření navzdory vysoké koncentraci hořlavých plynů (zplodin hoření a produktů pyrolýzy). Naopak nejaktivnější hoření probíhá v prostorách vstupu čerstvého kyslíku do místnosti, tedy v průřezech stavebních otvorů a jejich blízkého okolí. Vzduch těmito otvory proudí dovnitř místnosti. Pokud uvažujeme místnost s jedním stavebním otvorem – dveřmi, tak vzduch jimi proudí ve spodní části jejich průřezu (viz obr. 2 – ventilace při požáru), kdy zpravidla horní 2/3–3/4 průřezu vyplňuje unikající kouř. Díky tomuto nepoměru je pak rychlost proudění přitékajícího vzduchu vyšší než rychlost úniku kouře, což způsobí jeho vysokou hybnost. Ta pak zapříčiní charakteristickou dynamiku pohybu, kterou lze připodobnit toku tekutin – nepohybuje se v ostrých úhlech, má určitou setrvačnost a nepohybuje se ve zpětném směru (viz obr. 6). Vzduch se pak v prostoru zasažené místnosti přesouvá tak, aby se vyrovnaly tlakové rozdíly způsobené vzestupným proudem horkých plynů. [3] [6]

Důležitým aspektem požáru řízeného ventilací je hustota tepelného toku. Ten je definovaný jako množství tepelné energie procházející danou oblastí v určitém čase. Tato hodnota pak u požáru řízeného palivem – tedy u požáru do počátku celkového vzplanutí zpravidla nepřesahuje hodnotu 20 kW.m⁻². Po celkovém vzplanutí pak může být tato hodnota až desetinásobná (viz obr. 1). Z toho lze vyvozovat, že parametry požáru v jeho II. fázi dokážou za určitých podmínek generovat poškození (např. zuhelnatění dřeva či kalcinace sádrokartonových desek) až desetkrát rychleji než v jeho I. fázi. Podstatné je ale, že tato vysoká hustota tepelného toku není konzistentní v celém zasaženém prostoru, ale jak již bylo uvedeno výše, nachází se zpravidla v oblastech tzv. ventilačních cest, tedy v oblastech, kudy do místnosti může stavebními otvory proudit čerstvý vzduch. Vlivem tohoto tak lze v těchto oblastech předpokládat zvýšený výskyt ohniskových příznaků, které mohou být, podobně jako druhotná ohniska, matoucí při určování místa vzniku požáru. [3]

Aplikace faktoru ventilace při určování polohy místa vzniku požáru – teorie

Identifikace polohy místa vzniku požáru v uzavřených prostorách pouze na základě intenzity vzniklého poškození může být zavádějící a nepřesné. Jak již bylo výše uvedeno, u požáru řízeného ventilací dochází v prostoru zasažené místnosti k výraznému nerovnoměrnému rozložení hustoty tepelného toku, jenž má velký vliv na intenzitu poškození hořlavých či nehořlavých materiálů a způsob vytváření ohniskových příznaků. V prostorách zasažené místnosti, kde není zajištěn přísun čerstvého vzduchu – tedy místa vzdálenější od stavebních otvorů – intenzita požáru klesá (z důvodu koncentrace kyslíku klesající až k 0), naopak ve směru vstupu vzduchu okny či dveřmi do místnosti, tedy ve směru ventilačních cest, je intenzita požáru se všemi spojenými projevy nejvyšší.

Obrázek 7 – příklad uplatnění faktoru ventilace [3]

Uvažujme případ požáru místnosti s jedním stavebním otvorem – dveře. Vyšetřovatel požárů má informaci, že v průběhu požáru byly dveře otevřené, zasahující hasiči na místě zaznamenali šlehající plameny v průřezu dveří – můžeme předpokládat, že místnost se v době započetí hasebního zásahu nacházela ve II. fázi požáru – tj. byla řízena ventilací. V místnosti pak můžeme pozorovat jasné ohniskové příznaky (např. ve formě čistých ploch na stěnách) znázorněné tučnými plochami X a Y, viz obr. 7. Vyšetřovatel v případě konvenčního přístupu na základě intenzity vzniklého poškození by zvažoval tři hypotézy:

požár vznikl v lokaci X a rozšířil se do lokace Y,
požár vznikl v lokaci Y a rozšířil se do lokace X,
jsou zde dvě místa vzniku požáru X a Y.

Tento „konvenční“ přístup by byl možný uplatnit u požáru řízeného palivem, tedy u požáru v I. fázi rozvoje. Vyšetřovatel požárů ale na základě výše uvedených indicií předpokládá, že požár v době započetí hasebního zásahu již nějakou dobu probíhal v jeho II. fázi – tedy při vyhodnocování ohniskových příznaků je třeba brát v potaz faktor ventilace.

V našem případě je zřejmé, že ohniskový příznak Y jasně leží ve ventilační cestě (obr. 7 – modrá plocha), tedy v oblasti, do které proudil čerstvý vzduch otevřenými dveřmi a po přechodu požáru do II. fáze zde probíhalo nejintenzivnější hoření. Pokud bychom uvažovali ohniskový příznak Y jako příznak místa původu požáru, je jasné, že bychom nedokázali vysvětlit ohniskový příznak X, který by nemohl vzniknout následně (neuvažujeme možnost, že se v tomto prostoru mohlo nacházet zvýšené množství paliva doprovázené druhotným ohniskem), protože při naší variantě by nejintenzivnější hoření probíhalo jak v I., tak i ve II. fázi pouze v lokalitě Y.

Z uvedeného je zřejmé, že správná interpretace našeho případu je, že požár vznikl v lokaci X a po přechodu požáru do jeho II. fáze (řízen ventilací) pak ohniskový příznak Y vznikl jako druhotný a byl způsobený faktorem ventilace – tedy zvýšenou intenzitou hoření ve ventilační cestě otevřených dveří. [3]

Aplikace faktoru ventilace při určování polohy místa vzniku požáru – praxe

Zjištěné informace byly zpětně uplatněny na konkrétní případ šetřený v České republice [9]. U uvedeného případu bylo kriminalistické ohnisko jasně určeno, některé ohniskové příznaky však nebylo možné jednoznačně vysvětlit bez uplatnění znalostí požární dynamiky, a to zejména faktoru ventilace.

Obrázek 8a – náčrt půdorysu domu – vyznačení ohniskových příznaků a kriminalistického ohniska [9]

Obrázek 8b – náčrt půdorysu domu – vyznačení ohniskových příznaků a kriminalistického ohniska [9]

Obrázek 8c – náčrt půdorysu domu – vyznačení ohniskových příznaků a kriminalistického ohniska [9]

Obrázek 8d – náčrt půdorysu domu – vyznačení ohniskových příznaků a kriminalistického ohniska [9]

Obrázek 8 – náčrt půdorysu domu – vyznačení ohniskových příznaků a kriminalistického ohniska [9]

Předmětný požár vznikl v 0:50 v obývacím pokoji rodinného domu. Z důvodu delší dojezdové vzdálenosti a delší doby oznámení byl hasební zásah započatý až v 1:35, tj. 45 minut po vzniku požáru. Podle svědectví uživatelů domu a hasičů měl dům v době vzniku a rozvoje požáru uzavřená všechna plastová okna, dveře do obývacího pokoje a vstupní dveře do verandy byly po celou dobu otevřené. Až v době příjezdu jednotky pak došlo k prasknutí okenních výplní okna v obývacím pokoji (tedy jeho vliv na ventilaci byl minimální), byly také pozorované plameny šlehající ze vstupních dveří domu. Při ohledání pak bylo zjištěno, že intenzivní termickou degradací byl zasažen veškerý nábytek v obývacím pokoji, stěny byly hustě pokryté kondenzátem zplodin, a to až k podlaze. V obývacím pokoji byly pozorované jasné ohniskové příznaky na stěně (čisté plochy), a to menší plocha vpravo u podlahy vedle vstupních dveří, velká plocha ve tvaru „V“ na stěně naproti vstupním dveřím a menší plocha na stěně komína vlevo od vstupních dveří. Kriminalistické ohnisko bylo na základě ohniskových příznaků směru termické degradace dřevěných konstrukcí určeno do prostupu kouřovodu mezi obývacím pokojem a kotelnou (viz obr. 8). Odtud se požár rozšířil skrz dřevěnou stěnu do obývacího pokoje. Tato poloha kriminalistického ohniska vysvětlovala přítomnost menší čisté plochy na stěně komína vlevo od dveří, zbývající dvě pozorované čisté plochy, a to vpravo vedle dveří a na stěně naproti dveřím, nebylo možné vysvětlit.

Při uplatnění znalostí požární dynamiky bylo možné uvažovat, že požár v době započetí hasebního zásahu již po nějakou dobu probíhal ve II. fázi a byl řízen ventilací, která probíhala pouze otevřenými dveřmi do obývacího pokoje. V jejich směru pak byla vytvářena ventilační cesta, ve které intenzita hoření byla nejvyšší. Tento faktor ventilace pak zapříčinil vznik velké čisté plochy na protější stěně a také vznik menší čisté plochy hned vpravo od dveří (tyto menší čisté plochy v blízkém okolí stavebních otvorů byly také pozorovány při simulovaných požárech – viz obr. 5). Při uplatnění způsobu vyšetřování, který uvažuje vliv faktoru ventilace, je jasné, že menší čistá plocha na stěně komína vlevo od dveří musela být způsobena již v I. fázi požáru (nebyla v cestě ventilační cesty), což podporuje již stanovenou hypotézu určení kriminalistického ohniska do místa prostupu kouřovodu mezi obývacím pokojem a kotelnou.

Závěr

Znalosti a zkušenosti získané studiem dynamiky požáru jsou využívané v různých odvětvích požární ochrany. Přechod požáru z I. do II. fáze spojený s celkovým vzplanutím představuje pro hasiče kritický moment v průběhu požáru, který jej při zásahu může vážně ohrozit na zdraví či životě. V oblasti požární bezpečnosti staveb pak tento moment představuje začátek fáze požáru, který svými parametry nejvážněji ohrožuje stavební konstrukce. Pro vyšetřovatele ve Spojených státech amerických to pak představuje důležitý moment, který dramaticky mění způsob vytváření ohniskových příznaků v zasaženém prostoru.

Tato změna je způsobena zejména ventilací a její vliv na vytváření ohniskových příznaků je ve Spojených státech amerických dlouhodobě zkoumán, o čemž svědčí i velké množství zpracovaných studií a provedených testů během posledních dvaceti let, a to zejména agenturou ATF (Bureau of Alcohol, Tobacco, Firearms and Explosives – Úřad pro alkohol, tabák, palné zbraně a výbušniny – americká federální agentura zabývající se mimo jiné nejzávažnějšími požáry v zemi). Od počátku devadesátých let minulého století je snaha do amerického systému vzdělávání vyšetřovatelů implementovat znalosti požární dynamiky. V rámci této snahy byl v roce 2005 proveden výzkum na 53 osobách, které se účastnily výcviku pro vyšetřovatele (tyto osoby neměly žádné zkušenosti s ohledáním požářiště). Tyto osoby postupně vstupovaly do dvou připravených požářišť, které byly uhašeny po určité době plně rozvinutého požáru. Jejich úkolem byla identifikace kvadrantu místa vzniku požáru. Pouze 3 účastníci (tj. 5,7 %) správně určili toto místo. Posléze při prováděném rozboru studenti uvedli, že se při určování místa vzniku požáru řídili zejména intenzitou způsobeného poškození a tento fakt způsobil špatnou interpretaci ohniskových příznaků při určování místa vzniku požáru. Od roku 2006 byly oficiálně výše uvedené znalosti požární dynamiky zařazeny do systému vzdělávání vyšetřovatelů ve Spojených státech amerických a Kanadě. Zpětná vazba cca 1000 absolventů byla více než pozitivní, kdy shodně uváděli, že získané informace jednoznačně ulehčily testování hypotéz při určování místa vzniku požáru v uzavřeném prostoru. [6]

O významu faktoru ventilace také svědčí fakt, že posledních deset let je tento vliv na vytváření ohniskových příznaků popsán v příručce pro vyšetřovatele požárů ve Spojených státech amerických NFPA 921. Tedy pokud vyšetřovatel uplatní faktor ventilace při určování polohy místa vzniku požáru, jedná se o vědeckou metodu, která obstojí při případném soudním procesu.

Je třeba si také uvědomit, že faktor ventilace nastupuje až při přechodu požáru z I. do II. fáze a jeho vliv je tím větší, čím delší dobu se požár ve II. fázi nacházel před jeho uhašením. Vyšetřovatel tedy musí vyhodnotit, zda daný požár byl řízen ventilací (popř. jak dlouho). Indicie, které tomuto nasvědčují, jsou zejména: doba volného rozvoje požáru do jeho uhašení (čas od iniciace požáru k celkovému vzplanutí není zpravidla delší než 30 minut [2]), možnost intenzivní ventilace – tedy otevřené okno či dveře při rozvoji požáru, přítomnost stabilních plamenů šlehajících ze stavebních otvorů (dveří, oken) potvrzená hasiči či svědky a silná termická degradace či vrstva kondenzátu kouře pozorovatelná i v nižších úrovních, a to jak na vybavení, tak i na stavebních konstrukcích.

Uvedená metodika aplikace faktoru ventilace při určování místa vzniku požáru byla testována a odvozena od jednoduchého případu požáru místnosti s jedním ventilačním otvorem (dveřmi). V praxi je třeba proto brát v potaz také samotnou konfiguraci ventilace daného prostoru, určenou zejména počtem ventilačních otvorů a časování jejich případných otevření či zavření (např. prasknutí skleněné výplně v průběhu rozvoje požáru, zavření/otevření dveří v průběhu prvotních hasebních prací apod.).

Správné určení místa původu požáru je jednou z nejdůležitějších částí procesu zjišťování příčin vzniku požáru. U požárů v uzavřeném prostoru uhašených až po jejich plném rozvinutí (tedy v jejich II. či III. fázi) pak toto určování bývá obtížné i pro zkušené vyšetřovatele, a to zejména z důvodu, že termická degradace a vůbec celkové poškození vybavení či stěn místnosti bývá značné a pozorované ohniskové příznaky mohou být matoucí. Vyšetřovatel, který může uplatnit svoje znalosti požární dynamiky, pak lépe rozklíčuje pozorované „anomálie“, což může vést k přesnějšímu určení místa vzniku požáru.

Citovaná literatura

J. Hora, Výcvik v zařízení simulující reálné podmínky požáru, 112 Odborný časopis požární ochrany, integrovaného záchraného systému a ochrany obyvatelstva, MV-generální ředitelství HZS ČR, Kloknerova 26, 148 01 Praha, 2013, (8).
KUČERA, Petr. Požární inženýrství: dynamika požáru. V Ostravě: Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství, 2009. Spektrum (Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství). ISBN 978-80-7385-074-6.
S. W. Carman, The Impact of Ventilation in Fire Investigation, Carman & Associates Fire Investigation, Inc, 2013.
Sbírka interních aktů řízení generálního ředitele Hasičského záchranného sboru České republiky, ročník 2013, částka 46, část I – Pokyn generálního ředitele Hasičského záchranného sboru ČR ze dne 7. 10. 2013, kterým se stanoví postup Hasičského záchranného sboru ČR
K. autorů, Zjišťování příčin požárů I., Praha: Ministerstvo vnitra, Ředitelství Hasičského Záchranného sboru, 2000.
S. W. Carman, Improving the Understanding of Post-Flashover Fire Behavior, Carman & Associates Fire Investigation, Inc, 2008.
P. Bieber, Fire Pattern Analysis and Case Study Review in Post-Flashover Fires, The Arson Research Project, USA 2012.
S. W. Carman, Progresive Burn Pattern Development in Post-Flashover Fires, Carman & Associates Fire Investigation, Inc, 2009.
S. Kopecký, Odborné vyjádření k události požáru rodinného domu, ECUD 3215000599, 2015.

112 Odborný časopis požární ochrany, integrovaného záchranného systému a ochrany obyvatelstva. MV-generální ředitelství HZS ČR, Kloknerova 26, 148 01 Praha, 2017, (11).

Foto autoři

English Synopsis

Fire Investigation of Compartment Fires with a Significant Influence of Ventilation

Compartment fires are among the most frequent and also the most dangerous ones. Accordingly, we pay special attention to these fires in terms of fire tactics. In the Czech Republic, several facilities have been created to simulate fire conditions in enclosed spaces (“flashover containers”) and the firefighters have the opportunity to prepare for potential hazards. However, can this type of fires be special in terms of fire investigations?