Possibilities of Using Mobile Fans and the Parameters Conditioning the Effectiveness of Tactical Mechanical Ventilation

• Autorzy: Kaczmarzyk Piotr , Janik Paweł , Klapsa Wojciech , Bugaj Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.12845/sft.59.1.2022.3

Warianty tytułu

PL

Możliwości wykorzystania mobilnych wentylatorów i parametry warunkujące skuteczność taktycznej wentylacji mechanicznej

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Aim: The aim of the article is to indicate the possible scope of application of mobile fans during the execution of rescue actions and identification of the parameters conditioning the effectiveness of using this type of units. Method Design: Mobile overpressure fans are a tool used during rescue operations mainly to remove hot gases and smoke, which accumulate in confined spaces covered by fire – primarily within the evacuation routes, but also in the rooms. In literature there are examples of other uses of the considered fans, e.g. to support the liquidation of fire hazards of free-standing objects (i.e. fires of cars or containers) and the rescue of trapped people in inaccessible spaces by supplying fresh air. This paper, which is based on literature review, is devoted to providing an approximation of the above applications. The effective use of mobile fans requires specialized theoretical and practical preparation. Therefore, the study also identified factors that may determine the successful implementation of the adopted tactical intent, which include in particular: the selection of appropriate openings (outlet and inlet), the selection of the gas exchange path and the proper positioning of a mobile fan. Conclusions: Literature analysis of the problem presented in this paper will be a fundamental point of reference for the research work carried out in subsequent stages related to the evaluation of the efficiency of mobile fans. As part of this work, large-scale tests will be carried out using appropriately designed and constructed test benches to evaluate the effectiveness of mobile units in real conditions. The knowledge gained in this way is intended to serve as material for further considerations on the creation of concepts of both subsequent methodologies and test stands required for their implementation, enabling the verification of parameters characterizing the efficiency and reliability of mobile fans.

PL

Cel: Celem artykułu jest wskazanie możliwego zakresu zastosowania mobilnych wentylatorów w trakcie realizacji działań ratowniczych oraz identyfikacja parametrów warunkujących efektywność stosowania tego typu jednostek. Projekt metody: Mobilne wentylatory nadciśnieniowe są narzędziem wykorzystywanym podczas działań ratowniczych głównie do usuwania gorących gazów i dymu, które gromadzą się w przestrzeniach zamkniętych objętych pożarem – przede wszystkim w obrębie dróg ewakuacyjnych, ale także w pomieszczeniach. W literaturze przedmiotu można spotkać przykłady innych sposobów wykorzystania rozpatrywanych wentylatorów, np. do wspomagania likwidacji zagrożeń pożarowych obiektów wolnostojących (tj. pożarów samochodów lub kontenerów) oraz działań związanych z ratowaniem osób uwięzionych w trudno dostępnych przestrzeniach poprzez dostarczanie świeżego powietrza. Niniejszy artykuł, który został oparty na przeglądzie literatury przedmiotu, poświęcono przybliżeniu powyższych zastosowań. Efektywne wykorzystanie mobilnych wentylatorów wymaga specjalistycznego przygotowania teoretycznego i praktycznego. W związku z powyższym w opracowaniu zidentyfikowano również czynniki mogące warunkować pomyślną realizację przyjętego zamiaru taktycznego, do których zaliczyć należy w szczególności: wytypowanie odpowiednich otworów (wylotowego i wlotowego), obranie toru wymiany gazowej oraz właściwe ustawienie mobilnego wentylatora. Wnioski: Przedstawiona w niniejszej publikacji literaturowa analiza problemu będzie stanowiła zasadniczy punkt odniesienia dla realizowanych w kolejnych etapach prac badawczych związanych z oceną efektywności działania mobilnych wentylatorów. W ramach wspomnianych prac przeprowadzone zostaną testy w dużej skali, z wykorzystaniem odpowiednio zaprojektowanych i wykonanych stanowisk badawczych, pozwalające ocenić efektywność działania mobilnych jednostek w warunkach rzeczywistych. W zamierzeniach pozyskana w ten sposób wiedza posłuży jako materiał do dalszych rozważań nad stworzeniem koncepcji zarówno kolejnych metodyk, jak i wymaganych do ich zrealizowania stanowisk badawczych, umożliwiających sprawdzenie parametrów charakteryzujących skuteczność i niezawodność działania mobilnych wentylatorów.

Słowa kluczowe

EN

mobile positive pressure fans; tactical mechanical ventilation; rescue operations

PL

mobilne wentylatory nadciśnieniowe; taktyczna wentylacja mechaniczna; działania ratownicze

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Safety & Fire Technology
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 59, iss. 1
• Strony: 58--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Kaczmarzyk Piotr

• Scientific and Research Centre for Fire Protection – National Research Institute / Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej – Państwowy Instytut Badawczy
• Poznan University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Machine Design / Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Mechanicznej, Instytut Konstrukcji Maszyn

• https://orcid.org/0000-0003-4310-6086

autor

Janik Paweł

• Scientific and Research Centre for Fire Protection – National Research Institute / Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej – Państwowy Instytut Badawczy

• https://orcid.org/0000-0003-4498-7575

autor

Klapsa Wojciech

• Scientific and Research Centre for Fire Protection – National Research Institute / Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej – Państwowy Instytut Badawczy

• https://orcid.org/0000-0002-6481-587X

autor

Bugaj Grzegorz

• The Main School of Fire Service / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

• https://orcid.org/0000-0003-1650-023X

Bibliografia

• [1] Grimwood P., Euro firefighter. Global Firefighting Strategy and Tactics, Command and Control and Firefighter Safety, Jeremy Mills Publishing 2008.
• [2] Kokot-Góra Sz., Materiały dydaktyczne przeznaczone do realizacji „Szkolenia z zakresu gaszenia pożarów wewnętrznych”, 2020.
• [3] Ziesler P. S., Gunnerson F. S., Williams S. K., Advances in positive pressure ventilation: Live fire tests and laboratory simulation, ”Fire Technology” 1994, 30(2), 269–277, https://doi.org/10.1007/BF01040006.
• [4] Svensson S., Experimental study of fire ventilation during fire fighting operations, “Fire Technology” 2021, 37(1), 69–85, https://doi.org/10.1023/A:1011653603104.
• [5] Bugaj G., Wentylacja nadciśnieniowa (cz. 1), „Przegląd Pożarniczy” 2013, 12, 27–31, https://www.ppoz.pl/images/dokumenty/pp/pppw/122013pw.pdf.
• [6] Łapicz M., Makowski R., Jędrzejas J., Increased effectiveness of firefighting during internal fires with the use of positive pressure attack, MATEC Web of Conferences, vol. 247:00036, 2018, DOI:10.1051/matecconf/201824700036.
• [7] Garcia K., Kauffmann R., Schelble R., Positive pressure attack for ventilation & firefighting, PennWell Books 2006.
• [8] Bugaj G., Wentylacja nadciśnieniowa (cz. 2.), „Przegląd Pożarniczy”, https://www.ppoz.pl/czytelnia/warsztat-ratownika/Wentylacja-nadcisnieniowa-cz.2/idn:927.
• [9] Cimolino U., Emrich C., Svensson S., Taktische Ventilation: Be-und Entlüftungssysteme im Einsatz, Ecomed-Storck GmbH 2012.
• [10] ANSI/AMCA Standard 240-15 Laboratory Methods of Testing Positive Pressure Ventilators for Aerodynamic Performance Rating.
• [11] Panindre P., Mousavi N. S., Kumar S., Positive pressure ventilation for fighting wind-driven high-rise fires: simulation-based analysis and optimization, “Fire Safety Journal” 2017, 87, 57–64, https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2016.11.005.
• [12] Kerber S., Walton W.D., Effect of positive pressure ventilation on a room fire. Gaithersburg, US Department of Commerce, National Institute of Standards and Technology 2005, https://www.govinfo.gov/content/pkg/GOVPUB-C-13-c343e6873147b69465bad279479bb4de/pdf/GOVP--C13-c343e6873147b69465bad279479bb4de.pdf.
• [13] Lambert K., Merci B., Experimental study on the use of positive pressure ventilation for fire service interventions in buildings with staircases, “Fire Technology” 2014, 50(6), 1517–1534, https://doi.org/10.1007/s10694-013-0359-0.
• [14] Kerber S., Madrzykowski D., Evaluating Positive Pressure Ventilation In Large Structures: School Pressure and Fire Experiments, National Institute of Standards and Technology, Building and Fire Research Laboratory 2008.
• [15] Lambert K., Welch S., Merci B., The use of positive pressure ventilation fans during firefighting operations in underground stations: an experimental study, “Fire Technology” 2018, 54(3), 625–647, https://doi.org/10.1007/s10694-018-0700-8.
• [16] Mahalingam A., Patel M. K., Galea E. R., Simulation of the flow induced by positive pressure ventilation fan under wind driven conditions, Proceedings of Interflam 2010, 1, 913–924.
• [17] https://fire.engineering.nyu.edu/home/windDrivenFires-3a.html [dostęp: 12.03.2022].
• [18] Kerber, S. Kerber S., Madrzykowski D., Evaluating positive pressure ventilation in large structures: High-rise fire experiments, US Department of Commerce, National Institute of Standards and Technology 2007.
• [19] Li M., Gao Z., Ji J., Li K., Modeling of positive pressure ventilation to prevent smoke spreading in sprinklered high-rise buildings, “Fire Safety Journal” 2018, 95, 87–100, https://doi.org/10.1016/J.FIRESAF.2017.11.004.
• [20] Lougheed G.D., McBride P.J., Carpenter D.W., Positive pressure ventilation for high-rise buildings, National Research Council Canada, Institute for Research in Construction 2002, https://doi.org/10.4224/20378500.
• [21] Panindre P., Mousavi N.S., Kumar S., Improvement of Positive Pressure Ventilation by optimizing stairwell door opening area, „Fire Safety Journal” 2017, 92, 195–198, https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2017.06.007.
• [22] Kokot-Góra S., Poznaj swoje narzędzia pracy (cz. 1), „Przegląd Pożarniczy” 2014, 8, 16.
• [23] Panindre P., Mousavi N. S., Kumar S., Improvement of Positive Pressure Ventilation by optimizing stairwell door opening area, “Fire Safety Journal” 2017, 92, 195–198, https://doi.org/10.1016/J.FIRESAF.2017.06.007.

Uwagi

The research presented in the article was carried out as part of the Ministry of Education and Science programme "Implementation Doctorate" executed in 2020–2024 (agreement no. DWD/4/22/2022) / Badania przedstawione w artykule zostały przeprowadzone w ramach programu „Doktorat Wdrożeniowy” Ministerstwa Edukacji i Nauki realizowanego w latach 2020–2024 (umowa nr DWD/4/22/2020).