Identification and Evaluation of Technical and Operational Parameters of Mobile Positive Pressure Ventilation Fans Used during Rescue Operations

• Autorzy: Kaczmarzyk Piotr , Klapsa Wojciech , Janik Paweł , Krawiec Piotr

Identyfikatory

DOI

10.12845/sft.58.2.2021.5

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja i ocena parametrów techniczno-użytkowych mobilnych wentylatorów nadciśnieniowych stosowanych podczas działań ratowniczych

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Aim: The aim of the article is to indicate the essential technical and operational parameters of mobile fans and to present the proposed testing methodologies (as well as dedicated infrastructure) allowing to confirm the indicated features. Project and methods: In many places around the world, scientists conduct tests related to the use of mechanical tactical ventilation with the use of mobile positive pressure ventilation fans. These devices are used by fire protection units, among others, for the removal of thermal decomposition products resulting from fires, posing a threat to people staying in construction facilities during events and hindering rescue operations. Achieving the expected effects through the use of mechanical tactical ventilation depends on many factors, among others, on the appropriate technical parameters and the ability to use the fan. Describing the essential features that should be characterized by the devices in question, attention in particular should be paid to: mobility, durability, reliability and effectiveness. To confirm these features, mobile fans should be tested using properly validated test methodologies. This publication presents a draft of the test program that allows to confirm the effectiveness of mobile fans, i.e. aerodynamic efficiency (flow rate), stream shape (area of the effective speed distribution), operating time, noise, weight and dimensions. Conclusions: Mobile fans used by fire protection units are an important tool supporting the effectiveness of rescue operations. However, in order for them to be used in an optimal way, it is necessary to comprehensively examine the technical parameters, and then – adequately to these parameters – to develop appropriate procedures for their use. In the context of the aforementioned testing, despite the large scientific achievements in this field, there are still areas that require improvement, with particular emphasis on standardized testing methodologies and the measurement infrastructure dedicated to them. For this reason, the authors indicated important technical and functional features that determine the effectiveness of mobile fans and recommended selected methods on the basis of which these features can be verified. The intention of the project is to provide rescuers with greater comfort when choosing and using the devices in question. The basis for this comfort is to be aware of the availability of equipment with confirmed functional characteristics and the possibility of referring to the developed guidelines for the proper use of fans in accordance with their parameters.

PL

Cel: Celem artykułu jest wskazanie istotnych parametrów techniczno-użytkowych mobilnych wentylatorów oraz przedstawienie propozycji metodyk badawczych (a także dedykowanej infrastruktury) pozwalających potwierdzić wskazane cechy. Projekt i metody: W wielu miejscach na świecie naukowcy prowadzą badania związane ze stosowaniem mechanicznej wentylacji taktycznej z wykorzystaniem mobilnych wentylatorów nadciśnieniowych. Urządzenia te są wykorzystywane przez jednostki ochrony przeciwpożarowej m.in. do usuwania powstałych w wyniku pożarów produktów rozkładu termicznego, stanowiących zagrożenie dla osób przebywających w trakcie zdarzeń w obiektach budowlanych oraz utrudniających działania ratownicze. Osiągnięcie oczekiwanych efektów poprzez zastosowanie mechanicznej wentylacji taktycznej zależy od wielu czynników, m.in. od odpowiednich parametrów technicznych oraz umiejętności zastosowania wentylatora. Opisując istotne cechy, jakimi powinny charakteryzować się przedmiotowe urządzenia, w szczególności należy zwrócić uwagę na: mobilność, trwałość, niezawodność oraz skuteczność działania. Aby potwierdzić te cechy, mobilne wentylatory powinny zostać poddane badaniom z wykorzystaniem odpowiednio zwalidowanych metodyk badawczych. W niniejszej publikacji przedstawiono projekt programu badań, pozwalający uwierzytelnić efektywność działania mobilnych wentylatorów, tj.: wydajność aerodynamiczną (wielkość przepływu), kształt strugi (powierzchnię efektywnego rozkładu prędkości), czas pracy, hałas, masę oraz wymiary. Wnioski: Mobilne wentylatory, stosowane przez jednostki ochrony przeciwpożarowej, stanowią ważne narzędzie wspomagające efektywność prowadzonych działań ratowniczych. Jednak, aby mogły być one wykorzystywane w sposób optymalny, konieczne jest wszechstronne zbadanie parametrów technicznych, a następnie – adekwatne do tych parametrów – opracowanie odpowiednich procedur ich użycia. W kontekście wspomnianych badań, pomimo dużego dorobku naukowego w tej dziedzinie, nadal można dostrzec obszary wymagające doskonalenia, ze szczególnym uwzględnieniem znormalizowanych metodyk badawczych oraz dedykowanej im infrastruktury pomiarowej. Z tego względu zespół autorski wskazał istotne cechy techniczno-użytkowe warunkujące efektywność działania mobilnych wentylatorów oraz zarekomendował wybrane metody, na podstawie których cechy te mogą zostać zweryfikowane. Intencją przedsięwzięcia jest zapewnienie ratownikom większego komfortu przy wyborze oraz korzystaniu z omawianych urządzeń. Podstawą tego komfortu ma być świadomości dysponowania sprzętem o potwierdzonych cechach użytkowych oraz możliwość odwołania się do opracowanych wytycznych w zakresie prawidłowego użytkowania wentylatorów zgodnie z posiadanymi przez nie parametrami.

Słowa kluczowe

EN

mobile positive pressure ventilation fans; tests; functional properties

PL

mobilne wentylatory nadciśnieniowe; badania; właściwości użytkowe

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Safety & Fire Technology
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 58, iss. 2
• Strony: 74--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 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

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

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

Krawiec Piotr

• Poznan University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Machine Design / Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Mechanicznej, Instytut Konstrukcji Maszyn

• https://orcid.org/0000-0003-3076-0337

Bibliografia

• [1] Krawiec P., Warguła Ł., Małozięć D., Kaczmarzyk P., Dziechciarz A., Czarnecka-Komorowska D., The Toxicological Testing and Thermal Decomposition of Drive and Transport Belts Made of Thermoplastic Multilayer Polymer Materials, „Polymers” 2020, 12, 2232, https://doi.org/10.3390/polym12102232.
• [2] Krawiec P., Warguła Ł., Czarnecka-Komorowska D., Janik P., Dziechciarz A., Kaczmarzyk P., Chemical compounds released by combustion of polymer composites flat belts, „Scientific Reports” 2021, 11(1), 1–10, https://doi.org/10.1038/s41598-021-87634-9.
• [3] Krawiec P., Warguła Ł., Dziechciarz A., Małozięć D., Ondrušová D., Evaluation of chemical compound emissions during thermal decomposition and combustion of V-belts, „Przemysł Chemiczny” 2020, 99(1), 92–98, https://doi.org/10.15199/62.2020.1.12.
• [4] Rabajczyk A., Zielecka M., Małozięć D., Hazards Resulting from the Burning Wood Impregnated with Selected Chemical Compounds, „Applied Sciences” 2020, 10, 6093, https://doi.org/10.3390/app10176093.
• [5] Bugaj G., Wentylacja nadciśnieniowa (cz. 1), „Przegląd Pożarniczy” 2013, 12, 27–31, https://www.ppoz.pl/images/dokumenty/pp/pppw/122013pw.pdf.
• [6] 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.
• [7] Kerber S., Walton W.D., Characterizing positive pressure ventilation using computational fluid dynamics, US Department of Commerce, National Institute of Standards and Technology, 2003, https://doi.org/10.6028/NIST.IR.7065.
• [8] Ezekoye O.A., Svensson S., Nicks R., Investigating positive pressure ventilation, In Proceedings of 11th international fire science and engineering conference (Interflam’07), 3rd–5th September 2007, London.
• [9] 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.
• [10] Fritsche M., Epple, P., Delgado, A Development of a Measurement Method for the Classification and Performance Evaluation of Positive Pressure Ventilation (PPV) Fans, Conference: ASME 2018 5th Joint US-European Fluids Engineering Division Summer Meetin, American Society of Mechanical Engineers, https://doi.org/10.1115/FEDSM2018-83278.
• [11] Kokot-Góra S., Poznaj swoje narzędzia pracy (cz. 1), „Przegląd Pożarniczy” 2014, 8, 16.
• [12] https://strazakom.pl/turbowentylatory/turbowentylator-gx-350.html [dostęp: 20.09.2021].
• [13] https://klimasklep.pl/dmuchawa-strazacka-fogo-mw-22-wentylator-oddymiajacy-p-1671.html [dostęp: 20.09.2021].
• [14] Cimolino U., Emrich C., Svensson, S., Taktische Ventilation: Be-und Entlüftungssysteme im Einsatz, Ecomed-Storck GmbH 2012.
• [15] 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-C13-c343e6873147b69465bad279479bb4de/pdf/GOVPUB-C13-c343e6873147b69465bad279479bb4de.pdf
• [16] PN-ISO 5221 Rozprowadzanie i rozdział powietrza – Metody pomiaru przepływu strumienia powietrza w przewodzie.
• [17] ISO 3966:2008 Measurement of fluid flow in closed conduits — Velocity area method using Pitot static tubes.
• [18] PN-EN 5801:2017-12 Wentylatory – Badanie właściwości użytkowych z zastosowaniem stanowisk znormalizowanych.
• [19] ANSI/AMCA Standard 240-15 Laboratory Methods of Testing Positive Pressure Ventilators for Aerodynamic Performance Rating.