הגנה נשימתית בשריפות מבנים

הגנה נשימתית בשריפות מבנים

שאיפת עשן היא האיום העיקרי לבני אדם בשריפות מבנים. הזמן הוא קריטי - דקות ספורות מבדילות בין חיים ומוות. הצלת חיים מחייבת פינוי/מילוט מהיר של אנשים מהמבנה. השגת מטרה זו דורשת הפעלה מהירה של צוות חירום מיומן וגם הצטיידות במערכות הגנה נשימתיות

בני נור, מהנדס תעשייה וניהול ומנהל חברת "דורם מסיכ


על פי דוח של נציבות כבאות והצלה המסכם את פעילות הרשות לשנת 2013 (פורסם ב-6 באפריל 2014 וניתן למצוא אותו באתר נציבות כבאות והצלה), אירעו בשנה זו 5,147 דליקות במבנים, כלומר כ-14 דליקות בממוצע ליום. באירועים אלה נספו 18 איש ורבים אחרים סובלים מפגיעות. ההערכה המקובלת היא שלמעלה מ-80 אחוז מהפגיעות בשריפות נגרמות כתוצאה משאיפת עשן. הסכנות הנובעות משאיפת עשן החריפו דווקא בעידן המודרני בו נעשה שימוש נרחב בחומרים סינטטיים הפולטים גזים רעילים בעת שריפתם.


עשן = אוויר רעיל 
עשן הוא תוצר הבעירה של חומרים אורגניים והוא למעשה תערובת של חלקיקי פיח, אדי מים וגזים. שריפה גורמת להתפרקות מואצת של פולימרים סינטטיים-חומרים פלסטיים. תהליך הייצור של החומרים הפלסטיים וכן המרכיבים שמהם הם בנויים, מסבירים מדוע חומרים אלה מועדים להתפרקות מואצת באירועי שריפה. אבני הבניין של החומרים הפלסטיים מקורם בגז טבעי, פחם ועץ, אך בעיקר נפט. 
הפולימרים הטבעיים עוברים זיקוק ושבירה של מולקולות הענק, “פולימרים”, למולקולות קטנות יותר - “מונומרים”. תוצרים אלה בנויים כשרשראות של אטומי פחמן ואלמנטים נוספים כמו אטומי מימן, חמצן, חנקן, כלור, זרחן ועוד. השלב הבא בתהליך נקרא “פולימריזציה”-חיבור המונומרים אחד לשני ויצירת שרשראות ענק חדשות. תהליך הסינתזה של בניית קשרים כימיים מחייב השקעת אנרגיה רבה על ידי חימום. החום הרב גורם להתחלת פירוק השרשראות ויצירת נקודות כשל בקשרים הכימיים בהם מרוכזת האנרגיה שהושקעה בתהליך. כיוון שחוקי הטבע מעדיפים קשרים כימיים בעלי אנרגיה נמוכה, החומרים הפלסטיים אינם יציבים מטבעם ונוטים להתפרק.
חומרים פלסטיים מתפרקים, אם כן, בתהליך איטי בתנאי שימוש רגילים. במהלך שריפה, כאשר טמפרטורת הסביבה עולה, תהליך הפירוק מואץ. שברים של שרשראות הפולימר, ותוספים שונים של מעכבי בעירה וחומרים מייצבים משתחררים לאוויר ויוצרים ריכוזים קטלניים של גזים רעילים -גזים חומציים (NOX, HF, HCl, HBr) וגזים אורגניים Acrolein) .(Formaldehyde תופעה זאת מתחילה כבר בשלבים הראשונים של השריפה, במקומות בהם טמפרטורת הסביבה מגיעה ל-100°C. בשלב מתקדם יותר של השריפה, כאשר הטמפרטורה עולה ומתרחשת בעירה ופירוק של חומרים, אנשים הנמצאים בסביבה שואפים כמויות נוספות של גזים חומציים, פחמן חד חמצני (CO ופיח).


חשיפה לעשן
חשיפה לעשן היא הסיבה העיקרית לפגיעות חמורות הגורמות לאיבוד הכרה ומוות של הלכודים. רמת הרעילות של העשן תלויה בסוג וכמות החומרים הנשרפים, טמפרטורת הבעירה וריכוז החמצן. חומרת הפגיעה תלויה בריכוז הגזים וזמן החשיפה.
נתונים אלה מלמדים שהסיכון הנשימתי המשמעותי הוא דווקא מחשיפה לגזים רעילים חומציים כמו HCN, המשתחררים במהירות כבר בשלבים המוקדמים של השריפה, בטמפרטורת סביבה נמוכה יחסית לפני שלב ההצתה. בנוסף, גזים אלה רעילים מאד ושאיפת ריכוזים נמוכים יחסית (250ippm) גורמת לאיבוד הכרה ואף למוות. לעומת זאת הסיכון הנובע משאיפת גז CO קטן יותר, כיוון שגז זה משתחרר רק בשלב מתקדם יותר של השריפה (שלב ההצתה), והוא מהווה סיכון ממשי רק בריכוזים גבוהים 1,400- (12,000ippm) כיוון שגז CO הוא תוצר של בעירה לא מושלמת בסביבה דלת חמצן, ריכוזים גבוהים של CO מאפיינים שריפות בממדים גדולים ובמקומות סגורים.
בנוסף לפגיעות הנובעות משאיפת האוויר הרעיל, מצמצם העשן את הנפח האפקטיבי של הנשימה, גורם לגירוי העיניים וכתוצאה מכך מאט את מהירות ההליכה של הפרט ומגדיל את זמן החשיפה לחום וגזים רעילים.
הדינמיקה של התפשטות עשן
לאחר ההצתה הראשונית, השריפה נשארת בהיקף קטן למשך מספר דקות וגדלה בקצב איטי. שלב זה נקרא “שלב ההשהיה” (lag phase) בשלב זה חומרי הבעירה מתחממים ונוצרים אדים דליקים. הלהבות מתפתחות בעיקר עם היווצרות האדים. לאחר שלב ההשהיה הראשוני, השריפה גדלה בקצב אקספוננציאלי (אחוז גידול קבוע בפרק זמן מוגדר) ובמידה והיא מתרחשת בחלל סגור, תהיה התלקחות רבת עצמה - הבזקה - (flashover) תוך מספר דקות. העשן והגזים החמים נעים מהר יותר מהאש עצמה ומתפשטים בעיקר כלפי מעלה דרך חדרי מדרגות, פירים, תעלות אינסטלציה ותעלות מיזוג ואוורור. בשריפות, קורה שאנשים נפגעים משאיפת עשן במרחק רב (150-100 מטר) מהאש עצמה.


התמודדות עם אירועי שריפה במבנים
ההתמודדות עם אירועי שריפה במבנים כוללת אמצעים רבים חלקם פסיביים, חלקם אקטיביים, אשר מוזכרים בחוקים והתקנות. לדוגמה, בתקנות התכנון והבנייה ("בקשה להיתר תנאיו ואגרות- תיקון מספר 3"), בתיקון שפורסם ברשומות ב22- בספטמבר 2008, יש התייחסות להגנה אקטיבית (ציוד ומיתקנים המשמשים לכיבוי דליקות ומניעתן, מתזים ועוד) והגנה פסיבית שעיקרה תכנון המבנה בהוראות של נציבות כבאות והצלה. כמו כן  פורסמו מספר רב של הנחיות (הוראות מפכ”ר - הוראות מפקח כבאות ראשי) שעניינן דרכים למניעה של שריפות במגוון רחב של מבנים. לדוגמה: הוראה - 510 דרישות בטיחות אש ומניעת דליקות בבתי מלון. הוראה - 505 סידורי בטיחות אש בבתי חולים ומוסדות בריאות. הוראה - 539 סידורי בטיחות אש בתחנות כוח. הוראה - 519  דרישות נוספות לסידורי כבאות בבניינים ועוד. כמו כן יש התייחסות לנושא בפקודת הבטיחות בעבודה סימן
ט”ו: הסדרי בטיחות לשעת דליקה וגם סימן ט”ז: ממלטים מדליקה. בחוק ארגון הפיקוח על העבודה) תוכנית לניהול הבטיחות (התשע”ג 2013 - כמו גם בתקן הישראלי) בחיפוש באינטרנט אחרי המושג “מניעת אש” קיימות כ300- תוצאות של תקנים).
מערכות פינוי/שחרור עשן מיועדות למנוע הצטברות של עשן במבנה, ובכך לצמצם את הפגיעה באנשים ולהגדיל את סיכויי המילוט שלהם.
- שחרור עשן פסיבי מתבצע על ידי פתחים קבועים, או על ידי פתיחה אוטומטית של חלונות ו/או כיפות במבנה.
­- פינוי אקטיבי של עשן מתבצע באמצעות מפוחי יניקה.
“מטרת העל” היא הקטנת הנזקים לנפש ולרכוש באירועי שריפה. הפתרון הטוב ביותר הוא כמובן, הקפדה על תקנות הבנייה, תקנות מערכות גילוי וכיבוי אוטומטיות ונקיטת אמצעים יומיומיים למניעת שריפות. מרגע שפרצה האש, נדרשות פעולות כיבוי מידיות תוך כדי פינוי מהיר של אוכלוסיית המבנה. הדקות הראשונות הן קריטיות בכל הקשור למילוט כי האש היא בשלביה הראשונים ודרכי המילוט עדיין אינן חסומות. פעולות הכיבוי הראשוניות מתבצעות ע”י צוות החירום של הבניין האחראי גם לארגון הפינוי. צוות זה, המורכב בדרך כלל מאנשי הביטחון של הבניין ,מצויד במערכות נשימה עצמאיות .הצוות נעזר בפעילות הפינוי גם בנאמני בטיחות קומתיים. פינוי בסביבת עשן מחייב אמצעי הגנה נשימתיים, למילוט עצמי של כלל אוכלוסיית הבניין.


מערכות הגנה נשימתית למילוט
קיימות מספר קטגוריות של מערכות הגנה נשימתית למילוט:
- מערכת נשימה עצמאית במעגל סגור (מנ”ס) - בקטגוריה זאת מבחינים בין מערכת עם אספקת חמצן ממיכל לבין מקור חמצן הנוצר כתגובה כימית (“חמצן כימי”). 
L - מערכת נשימה עצמאית במעגל פתוח (מנ”פ) - המערכת מוזנת באוויר דחוס ממיכל. פליטת האוויר מתבצעת דרך שסתום נשיפה אל הסביבה. 
- מסיכת מילוט - מוכרת בעולם גם בשם “מסכת עשן” (Smoke Hood) המסיכה בנויה כברדס וכוללת יחידות מסנן לסינון חלקיקים וגזים רעילים.
יתרונן של המערכות העצמאיות הוא בכך שאינן תלויות באווירת הסביבה והן נותנות הגנה נשימתית מושלמת ללא תלות בהרכב ובריכוז גזים וכן בסביבה דלת חמצן. חסרונן הוא בכך שהן יקרות מאוד, בעלות נפח גדול ומסובכות לשימוש, ומכאן שלא ניתן לרכוש אותן בכמויות גדולות לשימוש רחב כאמצעי מילוט אישי.


מסיכות מילוט אישיות
מסיכות המילוט האישיות הן למעשה קו ההגנה האחרון לאנשים באירוע שריפה, לאחר שכל פעולות המניעה והכיבוי המהיר כשלו. מסיכת המילוט בנויה מברדס להגנה על כל הראש, שפת אטימה גמישה לאזור הצוואר, משקף, יחידת מסנן ושסתום פליטה חד כיווני. מבנה זה מאפשר אטימה טובה לכל גודל ראש ומבנה פנים כמו גם לבעלי שיער ארוך וזקן. 


מסיכות המילוט התקניות מסננות חלקיקים, גזי שריפה אורגניים ואנ-אורגניים וכן פחמן חד-חמצני (CO)  עפ”י דרישות התקן האירופאי EN403:2004 (ת”י 4013 חלק 23) פחמן חד חמצני אינו ניתן לספיחה פיזיקלית (Absorption) באמצעות פחם פעיל או ספיחה כימית (Adsorption) ע”י חומרים מוספגים על מצע הפחם הפעיל. נטרול גז זה מחייב חימצונו לCO2-  בנוכחות קטליסט מיוחד הנקרא Hopcalite. 
יתרונן של מסיכות המילוט הוא בהיותן קומפקטיות, קלות משקל ופשוטות לחבישה. נפחן אינו עולה על 2,000 סמ”ק ומשקלן הוא בתחום של 800-200 גרם. עלותן הנמוכה (כמה מאות ש”ח) מאפשרת רכישת כמויות גדולות לשימוש רחב .
נכון להיום, אין בישראל הנחיות או תקנות המחייבות הצטיידות במסיכות מילוט. לכל מסיכה תאריך תפוגה וחובה לבדוק את תוקפן ולהחליף במידת הצורך. כדאי לאחסן אותן בארוניות חירום או בנרתיקי נשיאה אישיים. 
תוקפן פג בדרך כלל לאחר חמש שנים. השימוש הוא לצורך הימלטות, לטווח זמן קצר של כ15- דקות. המסיכות מיועדות לשימוש חד פעמי ולכן לא ניתן לחזור ולהשתמש בהן לאחר חשיפה לעשן. השימוש במסיכות אלה מומלץ למיגוון גופים כמו תעשיות, חברות הנמצאות בבנייני משרדים, צוותי חירום בבתי מלון וגם בתי מלון, בתי חולים, בתי אבות מוסדות חינוך ומרכזי קניות.


פינוי/מילוט מהיר 
לסיכום, שאיפת עשן היא האיום העיקרי לבני אדם בשריפות מבנים. הסיכון נובע מהכמויות הגדולות של החומרים האורגניים, רובם חומרים פלסטיים מצויים בכל מבנה ומהווים למעשה את הדלק שמזין את האש .חומרים אלה מתפרקים כבר בשלבים הראשונים של השריפה ופולטים גזים רעילים ביותר המתפשטים במהירות רבה וגורמים לנפגעים גם במרחק רב ממקור האש.
הזמן הוא קריטי - דקות ספורות מבדילות בין חיים ומוות. הצלת חיים מחייבת פינוי/מילוט מהיר של אנשים מהמבנה. השגת מטרה זו דורשת הפעלה מהירה של צוות חירום מיומן אך גם הצטיידות במערכות הגנה נשימתיות - מערכות נשימה עצמאיות להגנת צוות החירום ומסכות מילוט אישיות לשימוש רחב של אוכלוסיית דיירי המבנה ונאמני הפינוי הקומתיים.


* באדיבות “בטיחות”, עלון המוסד לבטיחות ולגיהות.










פי.סי.חץ