Api & Asap Kebakaran

Api & Asap Kebakaran

Sifat Teknis Api & Kebakaran

Prosedur penanggulangan kebakaran bangunan dilandasi oleh fenomena teknis api, disamping aspek-aspek psikologis yang dialami manusia pada saat terjadinya kebakaran (shock, timbulnya kepanikan, dll).

Hal-hal teknis yang menjadi landasan upaya penanggulangan tersebut antara lain : unsur pembentuk api, tahap perkembangan api, serta hal yang membahayakan keselamatan jiwa.

Pada proses terjadinya kebakaran, api tumbuh secara bertahap, dari mulai menyala, membesar, menghasilkan gas dan asap dari bahan yang terbakar, dan bila tidak terkontrol, ia akan mencapai tahap maksimal yang menghanguskan serta membahayakan.

Secara teknis, perkembangan api terdiri dari 5 (lima) tahap , yaitu :

tahap penyalaan, tahap pertumbuhan, tahap puncak (flashover), pembakaran penuh dan tahap surut

Pada kenyataannya. dalam suatu proses pembakaran, tidak semua tahap perkem-bangan api ini akan terlalui.

Hal ini sangat tergantung dari kualitas dan kapasitas tiga unsur pembentuk api

How Fires StartHow Fires Start

Fires need four elements in order to Fires need four elements in order to occur:occur: Fuel Fuel (Bahan Bakar)(Bahan Bakar) Oxygen Oxygen (O2)(O2) Heat Heat (Panas)(Panas) Chemical Reaction Chemical Reaction (Reaksi Kimia)(Reaksi Kimia)

How Fires StartHow Fires Start FuelFuel (Bahan Bakar) (Bahan Bakar) : Sema bahan : Sema bahan

combustiblecombustible (mudah terbakar) - solid, (mudah terbakar) - solid, liquid ata gas. liquid ata gas. Umumnya, zat pada dan cair akan Umumnya, zat pada dan cair akan menjadi gas atau uap sebelum terbakarmenjadi gas atau uap sebelum terbakar

OxygenOxygen (O2) (O2) : Udara yang kita hirup : Udara yang kita hirup adalah 21% oxygen. Api/Kebakaran adalah 21% oxygen. Api/Kebakaran hanya membutuhkan 16% oksigen hanya membutuhkan 16% oksigen untuk terbakar.untuk terbakar.

How Fires StartHow Fires Start Heat Heat (Panas/Energi)(Panas/Energi) : :

Energi yang menyebabkan bahan bakar Energi yang menyebabkan bahan bakar (meterial terbakar) utk memproduksi uap (meterial terbakar) utk memproduksi uap yang menjadi pemicu terjadinya yang menjadi pemicu terjadinya kebakarankebakaran

Chemical Reaction : Chemical Reaction :

Bila bahan bakar, oksigen dan panas Bila bahan bakar, oksigen dan panas berada bersama-sama dalamtakaran yang berada bersama-sama dalamtakaran yang tepat dan kondisi yang memadai, rantai tepat dan kondisi yang memadai, rantai reaksi kimia akan mempercepat oksidasi reaksi kimia akan mempercepat oksidasi (yang menyebabkan kebakaran) (yang menyebabkan kebakaran)

Oxygen (O2) Bahan bakar (Fuel) Energi Panas (Heat)

CombustionCombustion (proses pembakaran) adalah reaksi kimia dimana bahan bakar secara cepat teroksidasi. Ada tiga hal yang menyebabkan terjadinya proses pembakaran :

Untuk menghentikan proses pembakaran ini, langkah-langkah yang dapat dilakukan adalah :

Mengurangi udara (oksigen) dari lingkungan kebakaran. Menyingkirkan bahan bakar (bahan yang terbakar). Mengurangi temperature ruangan.

Ketiga unsur di atas harus bekerja bersama untuk dapat membentuk api dan pembakaran Tanpa adanya salah satu dr ketiga unsur tsb, proses pembakaran tidak akan pernah terjadi (Komposisi dari ketiga unsur inilah yang menentukan tahap proses pembakaran berlangsung).

Energi/panas dimaksudkan sebagai tingkatan energi bahan untuk terbakar pada temperatur bakarnya (yaitu temperatur terendah agar bahan bakar mulai bisa terbakar). bahan material akan lebih mudah terbakar bila suhu bakar material tersebut relatif rendah.

Oksigen

Fuel Heat

kondisi geometris ruangan, kondisi bukaan yang ada, sumber api, jarak antara sumber api dengan material yang terbakar, karakteristik dari material interior, tipe dan volume material yang terbakar, serta kondisi dan penataan ruangan

Combustion

Karakteristik pertumbuhan dan penyebaran api pada kasus bangunan yang terbakar, sama seperti terjadinya proses penyalaan api, kecepatan penyebaran, pemancaran panas, serta timbulnya asap & gas berbahaya, ditentukan oleh banyak faktor yaitu :

Pada proses terjadinya kebakaran, api dengan cepat berkembang besar melalui proses konveksi, dan kemudian menyebar secara lateral dalam ruangan, dan bila ruangannya terbatas terus merambat secara vertikal ke langit-langit.

Sesuatu yang terbakar, disamping menghasilkan gas, asap dan panas. Panas gas yang timbul pada peristiwa kebakaran, bisa mencapai 650 0C – 950 0C.

Salah satu fenomena yang khas terjadi pada peristiwa kebakaran adalah terjadinya “flashover”, dimana api tiba2 membesar dengan nyala yang besar pula.

Ada dua jenis bahaya yang ditimbulkan sebagai akibat dari terjadinya kebakaran yaitu kerugian material dan keselamatan jiwa manusia.

Beberapa aspek penyelamatan sebenarnya lebih diarahkan dan diproritaskan pada penyelamatan jiwa manusia terlebih dahulu, untuk kemudian meminimalkan kerugian pada tahap berikutnya.

Pada prinsipnya, konsep penanggulangan kebakaran yang utama adalah menyelamatkan jiwa manusia.

Bahaya keselamatan jiwa manusia pada peristiwa kebakaran dapat diklasifikasikan dalam dua bagian :

bahaya langsung tersengat temperatur yang tinggi keracunan asap

bahaya tidak langsung terluka / terjatuh terserang sakit mengalami shock

Hal di atas digambarkan melalui skematik grafik yang pernah dipublikasikan oleh Biro Statistik Amerika (National Bereau of Standard USA) mengenai akibat yang ditimbulkan setelah peristiwa kebakaran terjadi.

Bahaya Kebakaran

(10 – 35) 0C - kondisi nyaman termal 65 0C - suhu dapat ditoleransi tubuh (tergantung kelembaban & aktifitas) 105 0C - suhu panas tidak dapat ditolerir dalam waktu 25 menit 120 0C - suhu panas tidak dapat ditolerir dalam waktu 15 menit 140 0C - suhu panas tidak dapat ditolerir dalam waktu 5 menit 180 0C - kerusakan fatal dan kekeringan dala m waktu 30 detik

Bahaya Tersengat Panas

Manusia mempunyai toleransi yang terbatas terhadap panas yang menerpa tubuhnya. Tingkat pengkondisian termal yang dapat ditolerir oleh manusia hanya mencapai temperatur + 65 0C , itupun dengan persyaratan kelembaban tertentu serta aktifitas yang dilakukan.

Selanjutnya , kemampuan manusia terhadap tingkat perkembangan termal dapat ditunjukkan dalam garfik di bawah ini :

Skema Penyebab Korban Jiwa Akibat Kebakaran (Sumber : National Bereau of Standard USA)

Penyebab korban jiwa terbesar pd kebakaran adalah asap yang meracuni pernafasan, yaitu sebesar 74 %, sementara yang diakibatkan tersengat panas sebesar 18 % serta penyebab lain sebesar 8 % dari total korban.

Asap yang timbul sebagai hasil reaksi pembakaran, mengakibatkan bahaya meracuni pernafasan juga menghalangi pandangan dan orientasi orang untuk menyelamatkan diri.

Penelitian mengungkapkan bahwa serangan shock akibat kebakaran dapat membuat panik, menghilangkan pikiran logis pola pernafasan dapat berlebihan akan semakin mempercepat proses keracunan

Asap Kebakaran

Hasil pembakaran terdiri dari : partikel mikro, bahan yang tidak habis terbakar, karbon dioksida, karbon monooksida, uap air, dan gas-gas toksik maupun korosif.

Asap dari kebakaran bangunan adalah gas-gas hasil pembakaran material dan barang dalam bangunan, dan membawa partikel mikro yang timbul akibat pirolisa atau reaksi pembakaran.

Bahaya asap yang perlu diperhatikan adalah toksisitas, visibilitas dan temperatur.

Bila orang terperangkap di dalam ruangan dengan asap yang tebal, akan menyebabkan disorientasi mengganggu proses evakuasi.

Bila berlangsung lama, asap beracun dapat terhirup ke dalam paru-paru yang dapat menyebabkan kematian.

Defenisi NFPA 92A tahun 1996 : “Asap adalah gas-gas serta partikel padat dan cair yang beterbangan yang timbul pada waktu sesuatu bahan mengalami proses pirolisa atau pembakaran, bersama dengan sejumlah udara yang terperangkap atau tercampur di dalamnya”.

Pada kasus kebakaran, umumnya kematian terjadi akibat keracunan asap terlebih dahulu sebelum kecelakaan akibat lain terjadi. Statistik mengungkapkan bahwa 80% kematian terjadi akibat keracunan asap ataupun gas racun lain.

Kebakaran menghasilkan banyak gas yang sangat beracun, meliputi carbon monoxide, sulfur dioxide, hydrogen cyanide dan hydrogen sulfide. Gas-gas ini memindahkan oksigen di dalam ruang, yang dapat menyebabkan mati lemas.

Api mengkonsumsi oksigen mengurangi jumlah oksigen (untuk bernafas). Ketika seseorang keracunan asap, kendali otot hilang, pertimbangan lemah dan

kemampuan untuk membuat kepurusan berkurang. Pada saat keadaan darurat, penting untuk mampu membuat keputusan cepat. Pada saat yang sama, gas beracun, udara panas, asap dan jarak penglihatan

yang terbatas menyebabkan seseorang untuk bertindak dengan cara tidak logis

Jumlah asap yang di produksi pada suatu kebakaran tergantung pada jenis dan jumlah material terbakar dan kondisi kebakaran berlangsung.

(Memilih material yang menghasilkan asap yang relatif sedikit dapat menghindari potensi resiko berkurangnya visibilitas pd evakuasi)

Asap Kebakaran

Produksi Asap Kebakaran

Kualitas dan Kuantitas Asap

Produksi asap bergantung pada dua hal yaitu ukuran api dan tinggi plafon ruangan. Produksi asap juga akan meningkat sejalan dengan perkembangan dan penyebaran api.

Semakin kecil ketinggian ruang di atas api menyebabkan tumpukan lapisan asap yang membubung semakin cepat menebal.

Ruang terbuka di atas api akan semakin berkurang dan ruangan akan dengan cepat terpenuhi oleh asap.

Jenis asap yang dihasilkan berbeda pada tiap kebakaran, maupun oleh bertambahnya waktu pada kebakaran yang sama.

Tampilan jenis asap bervariasi, asap berwama terang atau asap hitam dan tebal yang merupakan akibat dekomposisi tidak terbakar dan produk kondensasi yang dihasilkan dari pembakaran material mudah terbakar.

Gas-gas panas kebakaran memiliki unsur pokok yang dapat dibedakan : Asap dan gas yang dihasilkan oleh material yang terbakar Penguraian material tidak terbakar dari zat-zat yang terkondensasi Udara yang dipanaskan oleh api dan masuk ke dalam aliran gas panas.

Asap merupakan kombinasi yang merata dari tiga kelompok di atas, dan berisi gas-gas, uap air, dan partikel-partikel solid yang tidak dapat terbakar secara sempuma.

Asap & Visibilitas

Kepadatan partikel asap merupakan hal yang penting dalam kualitas asap karena dapat mengurangi visibilitas sehingga menghambat evakuasi.

Visibilitas yang diperlukan pada evakuasi kebakaran, bergantung pada kondisi:

Kondisi asap, meliputi warna, besar ukuran partikel, kepadatan, efek fisiologis asap terhadap tubuh manusia (misalnya iritasi pada mata, sesak nafas, dan sebagainya)

Kondisi lingkungan, meliputi ukuran dan warna objek yang diamati, pencahayaan objek (intensitas cahaya & jenis cahaya berdasarkan arah datangnya,

Kondisi penghuni, meliputi kondisi fisik dan mental

Asap & Racun

Asap hasil pembakaran mengandung gas-gas beracun yang memiliki sifat toxiditas / racun yang berbeda-beda dan bersifat mematikan

Semua material yang mudah terbakar (combustable) bila terbakar akan melepaskan carbon monoxida (CO) dan carbon dioksida (CO2). Oleh karena itu di dalam kandungan asap kebakaran, akan selalu mengandung unsur gas CO dan CO2 dalam jumlah yang besar.

Selain CO dan CO2 terdapat pula gas-gas beracun sebagai hasil dari proses pembakaran.

Asap dan gas racun adalah produk yang paling berbahaya.

Kedua produk ini akan lebih dahulu menyebar daripada nyala api dan panas kebakaran.

Jenis gas beracun yang biasa diternui dalam asap adalah CO (karbon monoksida) yang mencapai prosentasi hingga 40%.

Berdasarkan penelitian, terdapat berbagai macam gas beracun yang dihasilkan dengan tingkat racun yang berbeda.

Asap hasil terbakarnya busa/plastik lebih tinggi kadar racunnya daripada asap dari kayu. Sehingga biasanya asap dari kebakaran di kantor biasanya sifatnya lebih tidak beracun bila dibandingkan asap hasil kebakaran pertokoan.

- semua bahan combustable yang mengandung kabon CO dan CO2

- celluloid, polyurethene nitrogen oksida (NO)- wool, sutra, kulit, plastik mengandung nitrogen, hidrogen cyanida

plastik sellulose dan rayon- kayu, kertas acrolein (C3H4O)- karet, thiokol sulphur dioksida (SO2)- polyvinyl chloride, plastik retardant, plastik yang asam halogen (HCl, HBr, HF dan

mengandung fluor phosgene)- melamine, nylon, resin, urea formaldehyde ammonia (NH3)- polystyrene benzena (C6H6)- phenol formaldehyde, kayu, nylon, polyester resin aldehyde- plastik retardant, senyawa antimony (Sb)- busa polyurethene isocyanat

Bahan Gas racun yang dihasilkan

Jalan masuknya materi berbahaya (hazardous materials) ke dalam tubuh : Terhisap (Inhalation) ; melalui pernafasan (umumnya jalur yg paling

cepat) Penyerapan (Absorption) ; melalui kulit atau mata Pencernaan (Ingestion) ; tertelan Injeksi (Injection) ; menembus kulit (penetrating skin)

HAZARDOUS MATERIALS

Klasifikasi Material BerbahayaAda empat klasifikasi utama dari material beresiko

Material Corrosive Korosif berarti menghancurkan atau melemah secara berangsur-angsur, terutama oleh penyebab reaksi kimia. Kebanyakan materi korosif berpotensi berbahaya kepada kulit manusia.

Ignitable (Mudah terbakar)Kata umum yang digunakan untuk menguraikan materi dalam penggolongan ini adalah mudah terbakar (flammable) dan bahan peledak (explosive)Salah satu bahaya yang riil, di luar api dan asap, adalah bahaya menyebarnya partikel unsur berbahaya di dalam ruangan.

ReactiveMaterial reaktif adalah cenderung untuk bereaksi secara spontan dengan udara atau air, untuk;menjadi tidak stabil, memanaskan, menghasilkan gas beracun, atau meledak. Reaktif tidak sama dengan dengan radioaktif yang berarti pemancaran radiasi hasil suatu reaksi nuklir.

ToxicMaterial beracun melepaskan bahan toxicants atau meracuni dengan jumlah cukup untuk mencapai resiko substansiil pada kesehatan manusia.

Kempat kategori di atas dapat berubah secara fisilogis terhadap manusia, tergantung bagaimana proses bersinggungannya dengan tubuh manusia

PRODUKSI KEBAKARAN

Uap dan Gas beracun yang diproduksi api adalah yang paling bertanggung jawab pada sejumlah besar kematian pada kebakaran.

Asap (smoke) dan uap (vapours) dan gas beracun (toxic gases) pada umumnya terjadi bersama-sama pada kebakaran dan sukar untuk menciri dengan jelas produk pembakaran yang mana yang bertanggung jawab untuk efek yang berbahaya tersebut.

Asap (smoke) adalah partikel-partikel yang terdiri dari partikel solid unsur/butir padat dan memadatkan uap. Asap ini umumnya terdiri dari bahan solid yang terurai hasil pembakaran.

Gas adalah suatu produk pembakaran yang tinggal suatu gas bahkan ketika temperatur udara telah menjadi normal.

Uap (vapours) adalah suatu produk pembakaran yang berupa gas ketika diproduksi tetapi berbalik menjadi padat atau cairan pada suhu normal. Uap akan secara berangsur menjadi padat pada temperatur dingin sebagaimana pada saat berpindah pada saat panas.

Gas Hasil Material Terbakar

Gas yang dilepaskan dari bahan-bahan yang terbakar diantaranya mengandung racun (toxic gases) dan menyebabkan fatal bagi jiwa manusia. Karena menimbulkan kesulitan bernafas, radioaktif dan hambatan penglihatan.

Gas tersebut mengandung unsur CO, CO2, HCN dan kekurangan O2.

Sementara diantara gas yang lainnya seperti HCL, HF, SO2, NO2, CH2CHCHO sering menimbulkan iritasi hebat bagi korbannya. Besarnya kadar masing-masing gas dalam kebakaran sangat tergantung pada jenis bahan yang terbakar.

Gas CO2 dihasilkan oleh segala jenis bahan yang terbakar dan menyebabkan menurunnya kesadaran dan menghasilkan HYPOXIA yaitu penurunan O2 yang berakibat susah bernafas.

Demikian pula gas CH2CHCHO2 yang dihasilkan dari terbakarnya bahan-bahan seperti kayu kapas dan hydrocarbon seperti karosene menjadi penyebab kuat iritasi hebat pada mata dan iritasi disaluran pernafasan bagian atas.

Lebih lanjut barang-barang rumah tangga dan unsur-unsur konstruksi bangunan yang banyak mengunakan bahan PVC akan banyak menghasilkan gas HCN dan gas SO2 banyak ditimbulkan dari kebakaran karet dan bahan-bahan yang menggunakan komponen sulphur.

Gas-gas tersebut selain menimbulkan iritasi seperti gangguan hebat pada mata, tenggorokan dan saluran pernafasan, dalam kadar yang tinggi (diatas 800 ppm) dapat mengakibatkan kematian.

Produksi ASAP - Contents of Smoke Pada kebakaran, ada dua zat hasil oksidasi sempurna – Carbon Dioxide (CO2) dan uap air–

(90% produk yang dihasilkan). Sisanya yang 10% mengandung kebanyakan unsur yang membahayakan.

Terdiri dari : Carbon Monoxide, Particulate Matter, Hydrocarbons dan bahan organic. Api yang semakin besar akan menyempurnakan proses pembakaran dan selanjutnya akan

memperbesar pula persentase Carbon Dioxide (CO2) dan uap air pada asap’

Carbon Dioxide (CO2) Gas yang tidak berbau dan berwarna, terbentuk secara alami melalui pembusukan material

organik (termasuk kayu). CO2 dihembuskan manusia dan diserap tumbuhan dari udara (pada proses fotosintesis). Gas ini digunakan untuk pengemasan minuman segar (carbonated drinks).

Uap Air (H2O) Kandungan air sangat penting untuk interaksi dengan produk terbakar lain sehingga mengurangi

efisiensi proses pembakaran. Uap air juga mengurangi visibilitas untuk jarak yang pendek.

Carbon Monoxide (CO) Gas ini tidak berbau dan berwarna, tetapi memiliki daya racun yang besar (highly toxic). Pada

kebakaran, konsentrasi yang diproduksi sangat besar, tetapi sangat ringan dan secara cepat dapat tercampur (diluted) di udara terbuka.

Parts of CP per million parts of air

Ambang batas 50 Terhisap selama 1 jam tanpa efek yang berarti 400 to 500 Terhisap selama 1 jam dengan efek yang tidak mengenakkan

1000 to 2000

Konsentrasi yang membahayakan 1500 to 2000 Konsentrasi yang mematikan dibawah satu jam > 4000

Table Respon Fisik pada Bermacam Konsentrasi Gas CO

Produksi ASAP - Contents of Smoke

Hydrokarbon (HC) Hidrokarbon dan campuran organik lain tidak mengakibatkan bahaya yang signifikan

Partikel Mikro Partikel mikro prodek pembakaran adalah campuran kompleks dari partikel-partikel padat

atau partikel cair (tar) Ukuran, Bentuk, Kepadatan dan sifat fisis lain sangat variatif tetapi terlalu kecil untuk dilihat

dengan mata telanjang. Partikel-partikel kayu yang biasanya dihasilkan dengan cepat pada pembakaran, tidak termasuk didalamnya membahayakan visibilitas.

Partikel kecil ini dapat lama terapung di udara (bisa sampai seminggu), yang dapat secara drastis mengurangi visibilitas merupakan problem utama masalah visibilitas pada asap.

Ukurannya yang kecil dapat penetrasi ke dalam paru-paru, sama seperti merokok yang dapat menyebabkan gangguan pernafasan seperti emphysema.

Visibility Effects Tingkatan yang kecil – Maximum reduction of light. Konsentrasi yang besar – pengurangan drastis visibilitas Major Problem – Interstates and major highways Can act as nuclei for formation of fog.

Class A, kebakaran material yangt menimbulkan residu bila terbakar, misalnya kertas, kayu, kain, karet dan beberapa jenis plastik.

Class B, kebakaran yang melibatkan material cairan dan gas yang mudah terbakar, seperti bensin, paint thinner, kitchen grease, propane, dan acetylene.

Class C, kebakaran yang melibatkan elektrikal ataupun peralatan (motor, computer, panel box).

Class D, kebakaran yang melibatkan material metal khusus, seperti magnesium, sodium, titanium, dan certain organometallic compounds seperti alkyllithium dan Grignard reagents.

Types of Fires

Ada 4 klasifikasi kebakaran, yang dikategorikan berdasarkan jenis material yang terbakar.

Pada kategori A, B & C, ada dua ikon yang biasa dipakai (biasanya digunakan pada jenis extinguisher yang digunakan utk memadamkan api)

Hanya ada satu ikon yang dipakai sebagai simbol kebakaran class D, dimana kebakaran tsb melibatkan material khusus yang dapat mengakibatkan situasi kebakaran khusus

Note : ada kebakaran yang melibatkan lebih dari satu klasifikasi di atas, misalnya kebakaran yang melibatkan kebakaran kertas dan lemak dapur, akan dikategorikan kebakaran class AB

Sekian &

Terima Kasih