NCSU-designade skydd kan hjälpa brandmän att bekämpa skogsbränder, säger forskare

Publiceringsdatum: 14 juni 2022

RALEIGH – Forskare från North Carolina State University fann att fyra nya konstruktioner för skyddsrum för att skydda brandmän som är fångade i skogsbränder kan öka överlevnadstiden inuti skyddsrummet jämfört med den nuvarande industristandarden. I labbsimuleringar av burn-overs i skogsbränder – där en löpeld sveper över en grupp instängda brandmän eller utrustning – höll sig temperaturen inne i skyddsrummen inom överlevnadsgränserna längre, och skyddsrummen tog längre tid att bryta upp.

Forskare hoppas deras fynd från labbet, såväl som från fälttester utförda i Nordamerika, skulle kunna stimulera utvecklingen av nya, bättre skyddsrum. Dessutom hoppas de att resultaten kommer att informera om nya standarder för skyddsrumsdesign och testning.

"För vildmarksbrandmannen är att utplacera ett skydd det sista de vill göra - det är den sista utvägen, den sista försvarslinjen", säger studiens medförfattare Roger Barker, Burlington Distinguished Professor of Textile Technology vid NC State och chefen för Textile Protection and Comfort Center (TPACC). "Även om det inte finns något sådant som "brandsäkert", är det vi försöker göra att köpa mer tid. Vi kunde visa att våra härbärgen kunde öka tiden till misslyckande – tid som kan vara avgörande för överlevnad.”

Ett problem med industristandardskyddet är att det yttre aluminiumskiktet kommer att smälta i kontakt med direkt låga.

"I ljuset av felmekanismerna för skyddsrum som vi observerade under vildmarksbränder, trodde vi att vi kunde utveckla bättre skydd som ger förbättrat skydd genom att införliva en inre värmeblockerande barriär och ytterligare värmeisolering i konstruktionen", säger studiens huvudförfattare. Joseph Roise, professor i skogsbruk och miljöresurser vid NC State. "Vi vet att vi kan skapa ett bättre skydd."

Med det målet i åtanke designade forskarna två ledande prototyper och två lättare versioner som väger mindre än 5 pund. De lade till isoleringsmaterial och experimenterade med olika sömdesigner för att hålla dem från att falla isär.

I TPACC-labbet testade forskare designen mot industristandarden i en testkammare som kallas PyroDome Turbulent Flame Fire Shelter Test System. De sprängde skydden med direkt låga från propanbrännare i 60 sekunder och mätte hur lång tid det tog temperaturen vid skyddsrummens golv att nå 302 grader Fahrenheit, temperaturtröskeln för överlevnad. De satte också upp kameror inuti PyroDome för att se när det inre lagret av skydden skulle bryta upp.

Alla prototyper hade förbättrade överlevnadsmått jämfört med standarden, som nådde överlevnadsgränsen på mindre än 40 sekunder. Samtidigt var temperaturen i en av deras design inte i närheten av överlevnadsgränstemperaturen vid 60 sekunder.

Forskarna testade också skyddsrummens prestanda under olika förhållanden vid kontrollerade brännskador i Kanada, Kalifornien, North Carolina och South Dakota. Men de fann att fälttesterna inte var tillräckligt tillförlitliga för att dra statistiskt signifikanta slutsatser på grund av vind-, bränsle- och brandförhållanden.

"Vi åkte över hela Nordamerika för att hitta olika brandförhållanden som skulle ge olika typer av brandexponering," sa Barker. "Vad vi fann är att det finns så mycket variation i fälttestet, vilket bekräftar hur användbart det var för oss att ha PyroDome."

De två testerna i södra Kalifornien hade de bästa brännförhållandena, och forskare såg en av deras prototyper fungerade bra i en burn-over. I en test i South Dakota, forskare bevittnade skyddsrumsfel när gräsrötter fattade eld för att sprida sig under väggarna inuti skyddsrummet. Det underströk vikten av att helt rensa området runt skyddet och till och med skrapa ner under dem för att ta bort allt organiskt material.

"Om du har ett urval av två, kan du inte göra några statistiska jämförelser," sade Roise. "Men vi såg att efter testet i Kalifornien fick en av våra bäst presterande prototyper den fulla bördan av branden. Den var helt bränd på utsidan, men insidan var oskadad.”

De nya rönen kan ge tillverkare och personer som utvecklar dessa skyddsrum ett nytt mål att skjuta efter när det gäller både hur man testar dem och minimala prestandakrav, enligt Barker.

Studien, "Fält- och laboratorietester i full skala av prototyper av skyddsrum för vildmarksbrand", publicerades online i International Journal of Wildland Fire. Förutom Barker och Roise inkluderar andra författare John Williams, en tidigare forskningsassistent inom skogsbruk och miljöresurser vid NC State, och John Morton-Aslanis, en forskningsassistent i TPACC. Studien finansierades av DHS FEMA Assistance to Firefighters Grant Program.

(C) NCSU

Ursprunglig artikelkälla: WRAL