Prewencja po norwesku

Z zaawansowanymi badaniami w obszarze ochrony przeciwpożarowej kojarzony jest przede wszystkim uniwersytet w szwedzkim Lund. Okazuje się jednak, że i Norwegowie nie pozostają w tyle.

Analizy przyczyn pożarów są ważnym elementem procesu gromadzenia doświadczeń i wiedzy o tym, jak i dlaczego powstają pożary oraz w jaki sposób się rozprzestrzeniają.  Badania, które umożliwiają prześledzenie przebiegu pożaru od chwili jego powstania do fazy pełnego rozwoju i późniejszego wygaszania, stanowią cenne źródło wiedzy nie tylko dla przedstawicieli nauk pożarniczych.

Pożary, wskutek których zginęli ludzie, brano pod lupę od lat 70. XX w. W ciągu czterech dekad gromadzono wiedzę o przyczynach powstawania pożarów w domach oraz charakterystyce ich ofiar. Dzięki uwzględnieniu wniosków z postępowań popożarowych zarówno w przepisach, jak i działaniach prewencyjnych wskaźnik śmiertelności w pożarach w Norwegii w latach 1970-2014 spadł o połowę.

Dochodzenia powypadkowe (nie tylko związane z pożarami) są uznawane za ważne źródło wiedzy w różnych obszarach bezpieczeństwa, prowadzi się je systematycznie w dziedzinach wysokiego ryzyka, takich jak przemysł chemiczny i petrochemiczny, energetyka jądrowa czy transport lotniczy. Co ciekawe, mimo istniejących od kilkudziesięciu lat dowodów na przydatność wniosków z dochodzeń popożarowych czy powypadkowych oraz prowadzonych na ten temat dyskusji nie powstała w Norwegii instytucja badająca szeroko pojęte pożary, bez odwoływania się do podziału na sektory przemysłu.

Prace związane z zapobieganiem pożarom w wielu krajach koncentrują się bardziej na podejmowaniu decyzji popartych dowodami, tj. opracowywaniu przepisów i wytycznych opartych na najnowszej wiedzy na temat różnych wyzwań związanych z bezpieczeństwem pożarowym i środków zmniejszających ryzyko powstania pożaru.

Norwescy uczeni za jeden ze wskaźników bezpieczeństwa pożarowego uznali liczbę ofiar śmiertelnych pożarów. Dane dotyczące takich zdarzeń są z reguły najpełniejsze i najdokładniejsze, ponieważ dochodzenia prowadzone przez policyjnych śledczych mają wykazać, czy do pożaru nie doszło przy udziale osób trzecich, w wyniku przestępstwa. Ponadto badania nad pożarami ze skutkami śmiertelnymi prowadzi się na całym świecie, a ich wyniki stanowią dobrą bazę do pogłębionych analiz ze względu na wysoką jakość materiału badawczego oraz dużą liczbę zbadanych przypadków.

Dochodzenia popożarowe

Duży wpływ na zmianę podejścia do problematyki bezpieczeństwa pożarowego na świecie w przypadku budynków wysokościowych miały wnioski z dochodzeń popożarowych prowadzonych po ataku na WTC w Nowym Jorku w 2001 r. oraz po pożarze wieżowca Grenfell Tower w Londynie w 2016 r. W przypadku transportu w tunelach, zarówno drogowych, jak i kolejowych, podstawą do zmian okazały się wnioski wyciągnięte po pożarach: na stacji metra King's Cross w Londynie w 1989 r. oraz w tunelach drogowych - na przełęczy św. Gottharda w Szwajcarii w 2001 r. oraz tunelu Gudvanga w Norwegii w 2013 r. Te i inne badania zweryfikowały wiedzę o rozwoju pożaru, jego konsekwencjach i stosowaniu technicznych środków zabezpieczeń w infrastrukturze podziemnej.

Podobny wpływ na transport morski miały dochodzenia po pożarze na pokładzie promów pasażerskich: Scandinavian Star w 1990 r. i Nordlys LHCW w 2011 r. Doświadczenia płynące z pierwszego z nich miały poważny wpływ na opracowanie Kodeksu procedur testów ogniowych IMO dla materiałów wykończeniowych, a drugi doprowadził do wydania zaleceń dotyczących poprawy bezpieczeństwa, w tym propozycji zakazu stosowania na statkach pasażerskich systemów gaśniczych na CO₂.

Informacje z dochodzenia w sprawie katastrofalnego pożaru w Grenfell Tower dały początek intensywnym pracom organów regulacyjnych w wielu krajach, również w Norwegii - miały one doprowadzić do ustalenia, czy krajowe przepisy przeciwpożarowe, dotyczące np. materiałów stosowanych na elewacjach, są odpowiednie.

W opinii norweskich naukowców istnieje jednak duży niewykorzystany potencjał, który można by spożytkować, gdyby zbadano więcej przypadków pożarów, zebrano dane, a wiedzę rozpowszechniano w sposób systematyczny. Warto byłoby zatem stworzyć globalną bazę raportów dotyczących dochodzeń popożarowych, dzięki której transfer doświadczeń i rozwój wiedzy byłby znacząco ułatwiony. Podstawą takiego systemu mogłaby być istniejąca już dokumentacja z takich krajów, jak np. Stany Zjednoczone, Japonia, Wielka Brytania i Szwecja.

Chociaż nie ma dwóch identycznych pożarów, może je łączyć wiele podobieństw, a wyciąganie wniosków z dochodzenia popożarowego w jednym przypadku może ułatwić podjęcie działań, które zapobiegną kolejnym albo przynajmniej ograniczą ich skutki. W związku z tym rozpowszechnianie wyników badań popożarowych wśród szerokiego grona odbiorców jest bardzo ważne - będzie to podstawa do nauki z doświadczenia innych. Przy tworzeniu ujednoliconej karty raportu przydatne będą informacje dotyczące tego, co się stało, gdzie i kiedy, jakie elementy systemu zawiodły, jaka była przyczyna zdarzenia, a także w jaki sposób najskuteczniej zapobiegać nowym wypadkom. Można zastosować również model przyczynowy wynikający z systemowego podejścia do badania incydentów.

W przypadku niektórych dochodzeń łatwo zaproponować i wdrożyć działania, podczas gdy w innych nie jest oczywiste, jakie środki bezpieczeństwa byłyby odpowiednie. Jeśli badamy pożary w celach edukacyjnych, warto mieć na uwadze, że wdrożenie zaleceń i zmian nie stanowiłoby części prac ani nie mieściłoby się w zakresie odpowiedzialności czy kompetencji śledczych.

Badanie pożarów jest działaniem w dużym stopniu multidyscyplinarnym i oprócz wiedzy z zakresu teorii pożarów może wymagać także wiedzy specjalistycznej, z dziedziny zależnej od danego przypadku - np. zachowań ludzkich podczas pożarów, taktyki gaśniczej, instalacji elektrycznych, procesów przemysłowych, konstrukcji i różnego rodzaju infrastruktury, transportu itp. Warto również zauważyć, że analiza ryzyka i bezpieczeństwa jest jednym z obszarów eksperckich, które należy uwzględnić.

Uczeni z Trondheim preferują dwa algorytmy służące do badania przyczyn wypadków, uznając je za bardzo użyteczne w dochodzeniach popożarowych. Stosując je, można ustrukturyzować pracę i uzyskać szczegółowy obraz przebiegu zdarzeń. Są to modele: MTO (ang. Man - Technology - Organization) i STEP (ang. Sequential Timed Events Plotting). Pierwszy z nich opracowano na potrzeby energetyki jądrowej, ale wykorzystywany jest również w norweskim przemyśle naftowym.

Stosowanie modelu MTO wymaga specjalistycznego szkolenia i doświadczenia, natomiast STEP nie nakłada takich wymogów. Inne metody również mogą być przydatne w badaniach przeciwpożarowych, np. procedura obejmująca analizę drzewa zdarzeń lub drzewa błędów. Są one od wielu lat z powodzeniem stosowane w zarządzaniu bezpieczeństwem procesowym, m.in. przez prof. Adama Markowskiego i dr Dorotę Siutę z Wydziału Inżynierii Bezpieczeństwa Procesowego i Ochrony Środowiska Politechniki Łódzkiej.

Innym jeszcze modelem jest STAMP (Systems-Theoretic Accident Model and Processes), wdrożony do badań analitycznych na początku XXI w. Służy on do analizy przyczynowości wypadków. Opiera się na teorii systemów. Bezpieczeństwo jest traktowane jako problem kontroli dynamicznej, a nie „zapobiegania awariom”. Model STAMP obejmuje tradycyjne awarie komponentów, ale uwzględnia również wady projektowe, niekompletne lub nieodpowiednie wymagania, dysfunkcyjne interakcje między podsystemami lub komponentami, interakcje międzyludzkie, a także inne przyczyny wypadków i incydentów.

Historia norweskich przepisów

Bezpieczeństwo pożarowe stanowi ważną część norweskich przepisów budowlanych od setek lat. Prawo krajowe króla Magnusa VI z 1274 r. zawierało paragraf, który regulował szerokość ulicy, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się płomieni między drewnianymi domami i był oczywiście reakcją na negatywne doświadczenia z pożarami. Ogień w miastach często wymykał się spod kontroli, co prowadziło do dużych strat materialnych, a zdarzało się, że pochłaniał całe dzielnice, głównie biedne. W kolejnych wiekach aż do naszych czasów duże pożary i katastrofy doprowadziły do wielu zmian w norweskich przepisach przeciwpożarowych.

Ustawa, która wymagała wznoszenia w miastach budynków z cegły, została wprowadzona w życie w 1904 r., po dużym pożarze w Ålesund, gdy spłonęło 850 domów. W 1959 r. hotel Stalheim, duży drewniany budynek, został zniszczony w pożarze, w którym zginęły co najmniej 23 osoby - to spowodowało wdrożenie w 1963 r. nowych przepisów przeciwpożarowych dla hoteli i zakładów opieki zdrowotnej, z wymaganiami instalacji SSP, dozoru w godzinach nocnych, regularnie przeprowadzanych ćwiczeń ewakuacyjnych itp. Najbardziej restrykcyjne wymagania dotyczyły budynków z ponad 50 łóżkami. Drewno jako materiał budowlany mogło być stosowane tylko w jednokondygnacyjnych obiektach opieki zdrowotnej.

Pomimo zaostrzenia wymagań doszło jednak do trzech poważnych pożarów w domach opieki, w których zginęły łącznie 23 osoby - miały one miejsce w latach 70. i na początku lat 80. XX w. Ponadto pożar hotelu Caledonien w Kristiansand w 1986 r. spowodował utratę życia 14 osób. Wnioski i rekomendacje zamieszczone w raporcie posłużyły jako baza do wprowadzenia zmian w przepisach dotyczących działań aktywnych (np. funkcjonowania systemów gaśniczych i oddymiających), pasywnych (np. stosowania oddzieleń przeciwpożarowych) i organizacyjnych (np. edukacji w zakresie bezpieczeństwa pożarowego, kontroli straży pożarnej).

Wypadki te doprowadziły do zintensyfikowania badań w celu znalezienia skutecznych środków bezpieczeństwa pożarowego, aby zapobiec przyszłym katastrofom. Tematyka projektów obejmowała badania czujek dymu, palności materacy i mebli tapicerowanych oraz analizy innych pożarów w zakładach opieki zdrowotnej. Przyjrzano się m.in. 33 pożarom budynków w latach 1978-1982, z których cztery miały miejsce w placówkach ochrony zdrowia.

W połączeniu z analizą pożarów w placówkach ochrony zdrowia przeprowadzono serię eksperymentów pożarowych z wykorzystaniem materiałów pościelowych i materacy szpitalnych, których celem było zbadanie rozwoju pożaru i detekcji przez czujki dymu.

Kolejnym problemem były duże pożary przemysłowe - stanowiły one jedno z głównych zagadnień wspomnianego wyżej projektu dochodzeniowego. Pożar w fabryce farb Jotun w 1976 r. to jeden z największych pożarów przemysłowych w Norwegii, z sześcioma ofiarami śmiertelnymi i jedenastoma rannymi. Stanowił on przyczynek do poważnej analizy przepisów dotyczących postępowania z niebezpiecznymi substancjami chemicznymi, ze szczególnym uwzględnieniem zapobiegania pożarom, a także audytów przeprowadzanych przez organy straży pożarnej. Fabryka farb Jotun została przebudowana zgodnie z nowymi, surowszymi przepisami przeciwpożarowymi i jest dziś (co potwierdzają wyniki kontroli) firmą o wysokich standardach bezpieczeństwa.

Systematyczne prace nad zwiększeniem bezpieczeństwa pożarowego w latach 80. zaowocowały regulacją dotyczącą systemów przeciwpożarowych i organizacji inspekcji przeciwpożarowych, która weszła w życie w 1990 r. Zgodnie z rozporządzeniem we wszystkich obiektach mieszkalnych wprowadzono obowiązek instalacji systemów detekcji pożaru opartych na czujkach dymu i wyposażenia ich w podręczny sprzęt gaśniczy. Norwegia była jednym z pierwszych krajów na świecie, który wdrożył takie wymagania.

Szkolenia i ćwiczenia przeciwpożarowe stały się podstawowymi środkami zwiększenia bezpieczeństwa pożarowego, np. w obiektach przemysłowych, ochrony zdrowia i hotelach, ale nowe przepisy określały również wymagania dotyczące sprzętu przeciwpożarowego w domach prywatnych. Przepisy bezpieczeństwa pożarowego dla budynków zostały podzielone na dwie części: dla budynków nowo powstających i dla już istniejących. Odpowiedzialność za ich egzekwowanie również scedowano na dwie różne instytucje rządowe: Norweski Urząd Nadzoru Budowlanego i Dyrekcję Ochrony Ludności. Zarówno przepisy budowlane, jak i przepisy przeciwpożarowe zostały zmienione i obecnie opierają się w dużym stopniu na ocenie efektywności. Perspektywa analiz ryzyka, a w konsekwencji również regulacji prawnych, obejmuje nie tylko aspekty czysto techniczne, ale i zachowania ludzkie. Współczesne przepisy przeciwpożarowe uwzględniają również zapobieganie mniejszym incydentom, nie tylko dużym katastrofom.

Norweskie badania nad bezpieczeństwem pożarowym

Badania obiektów, w których dochodziło zgonów w wyniku pożarów, wykazały, że ryzyko pożaru w budynkach mieszkalnych było znaczne, a wczesne ostrzeganie może być środkiem zapobiegania rozwojowi tragicznych zdarzeń i ratowania życia, głównie dla osób sprawnych fizycznie i umysłowo. W 1989 r. przeprowadzono serię eksperymentów w pełnej skali, podczas których przetestowano różne czujki dymu w scenariuszach pożarów płomieniowych i bezpłomieniowych. Pomieszczenie testowe zostało wyposażone jak sala chorych z typowymi łóżkami i materacami, bez żadnych dodatkowych środków zmniejszających ich palność. Zarejestrowane czasy alarmu zostały ocenione pod kątem warunków bezpiecznej ewakuacji związanych z poziomem stężenia CO, zasięgiem widzialności i temperaturą.

Dzięki bardziej energooszczędnym instalacjom możliwe stało się rozproszone przetwarzanie sygnału z autonomicznych czujek dymu, a międzynarodowe badania obejmowały wykorzystanie detektorów wielosensorowych i coraz bardziej zaawansowanych algorytmów do rozróżniania między rzeczywistymi pożarami a fałszywymi alarmami. Sesseng i in. przeprowadzili w 2015 r. badanie porównawcze poświęcone analizie wpływu czujek wielodetektorowych (detektor CO, optyczny i temperatury) na czas wykrywania pożaru bezpłomieniowego w porównaniu z konwencjonalnymi optycznymi czujkami dymu.

Przeprowadzono dziesięć eksperymentów z pożarem bezpłomieniowym w małym pokoju z łóżkiem. Paliwo składało się z pianki poliuretanowej (materac) z pokrowcem z tkaniny bawełnianej, odwzorowującym typowe wyposażenie - takie jak meble tapicerowane, materace itp. Dziewięć fotoelektrycznych czujek dymu trzech różnych marek wykorzystano jako detektory referencyjne w odniesieniu do pomiaru czasu wywołania alarmu. Do badania rozprzestrzeniania się dymu i CO w pomieszczeniu testowym zastosowano ponadto 21 detektorów wielosensorowych. Wykonane zostały także pomiary stężenia tego gazu na ramie łóżka.

Eksperymenty wykazały, że wartości krytyczne stężenia CO mogą zostać przekroczone przed aktywacją detektora fotoelektrycznego, co oznacza potencjalnie śmiertelne skutki. Czujki wielodetektorowe z czujnikiem CO są aktywowane znacznie wcześniej niż fotoelektryczne czujki dymu. Zainstalowanie detektorów CO może zwiększyć szanse na przeżycie w pożarze bezpłomieniowym i znacząco zmniejszyć liczbę fałszywych alarmów.

Ocenę wpływu stosowania detekcji dymu i podręcznego sprzętu gaśniczego na poziom bezpieczeństwa pożarowego w norweskich domach przeprowadzono w 1990 r., po około 10 latach od wejścia w życie obowiązku zapewnienia tych środków bezpieczeństwa. Oszacowano, że co roku uratowano co najmniej dziesięć istnień ludzkich dzięki zainstalowanym czujkom dymu, a około 15% wszystkich pożarów w mieszkaniach zostało ugaszonych podręcznym sprzętem gaśniczym w fazie początkowej.

Kilka badań nad rozwojem ognia w elementach pościeli i materacach przeprowadzono w Norwegii w latach 80. Były one podobne do tych, które zrealizowano, aby zapobiegać najpoważniejszym skutkom pożarów w szpitalach czy innych obiektach ochrony zdrowia. W 1989 r. wydano rozporządzenie regulujące wymogi atestów odporności na zapłon od tlącego się papierosa dla wszystkich mebli tapicerowanych, a od 1992 r. również materacy. Nie określono jednak żadnych wymagań w kwestii odporności na otwarte źródła ognia.

Prowadzono również badania nad wpływem statusu materialnego i społecznego oraz poziomu sprawności fizycznej i intelektualnej na ryzyko zgonu w wyniku pożaru. Grupy dotknięte czynnikami ryzyka opisuje się często jako szczególnie wrażliwe. W ostatnich latach ponad 80% ofiar pożarów w Norwegii można zidentyfikować jako „podatne na pożary”.

Wnioski na przyszłość

Rozszerzenie materiału badawczego zaproponowane przez Norwegów miało dotyczyć również obszaru, nad którym się do tej pory nie pochylano. Oprócz dochodzeń popożarowych analizy mogłyby dotyczyć pożarów ugaszonych w zarodku - warto w takich przypadkach zadać pytanie, jakie elementy systemu ochrony przeciwpożarowej zadziałały dobrze. Idea takich badań wydaje się zatem słuszna, natomiast pozostaje problem, skąd i w jaki sposób pozyskać odpowiednie dane.

Mamy na przykład przypadkowe zapłony, które nie przeistoczyły się w pełnoskalowe pożary lub takie, które zostały wykryte i ugaszone przed wystąpieniem jakichkolwiek poważnych szkód. Takie studia przypadków byłyby bardzo przydatne do zbadania wpływu środków bezpieczeństwa pożarowego, takich jak np. domowe systemy detekcji pożaru, czujniki CO czy domowe gaśnice, na statystyki pożarowe. Jednak te „szczęśliwe zdarzenia” rzadko są zgłaszane i rejestrowane w jakiejkolwiek bazie danych, a zatem nie są policzalne. To jedno z wyzwań w nauce o bezpieczeństwie: jak mierzyć rzeczy, które nie występują w statystykach.

Opracowano na podstawie: Anne Steen-Hansen, Karolina Storesund, Christian Sesseng, Learning from fire investigations and research - A Norwegian perspective on moving from a reactive to a proactive fire safety management, Fire Safety Journal 2021, nr 120

dr inż. PaweŁ Wolny jest adiunktem badawczo-dydaktycznym
na Wydziale Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska Politechniki Łódzkiej