De smokestopper: een eenvoudige en geniale innovatie
Hij geldt als de uitvinder van de smokestopper: Michael Reick (49), regionaal brandweercommandant en wetenschapper uit Stuttgart. Brandweernet en IFV Brandweeracademie bezochten de gedreven innovator op de brandweerkazerne in Eislingen, onder de rook van Stuttgart. Op zoek naar het succesverhaal achter het rookgordijn, waarvan er in Duitsland al 20.000 door de brandweer worden gebruikt en een slordige 10.000 in andere landen. Met financiering van de verzekeraars, want het schadebeperkende effect van de smokestopper kan zomaar oplopen tot €10.000 per gebouwbrand. Maar daar is het Reick niet primair om te doen. Zijn grootste drijfveer is een veilige en gezonde ontvluchting van gebouwen bij brand. Daarom werkt hij zijn hele carrière al aan oplossingen om vluchtroutes zoals trappenhuizen rookvrij te houden. Met de introductie van de smokestopper in 2005 als grote doorbraak.
Dit verhaal vertelt hoe een brandweerman én wetenschapper de brug tussen theorie en praktijk slaat. De visie van Reick op innovatie is minstens zo interessant en leerzaam als zijn gevecht tegen rookverspreiding.
Door Edward Huizer (Brandweernet) en Rijk Hofman (IFV Brandweeracademie)
Flitscarrière met wetenschappelijke brandstof
Zijn broer zwaait er de scepter als postcommandant: Eislingen, een stad dichtbij Stuttgart waar we op een zonnige vrijdag in september met Michael Reick in gesprek gaan over het verhaal achter de smokestopper. Dat is in de eerste plaats het verhaal van Reick zelf. Hij ging bij de brandweer zodra dit kon. Reick begon op zijn veertiende aan de basisbrandweeropleiding en zat op zijn 18e als manschap op de auto. Op zijn 23e is hij al bevelvoerder om, nog uitzonderlijker, op zijn 29e te promoveren tot regionaal brandweercommandant.
Maar wie is Michael Reick eigenlijk, als persoon? Hij oogt als een bescheiden, hoffelijke en erudiete wetenschapper waar je niet direct een brandweerman in herkent. Reick typeert zichzelf als iemand die een wetenschappelijke interesse combineert met een praktische instelling. Dat laatste zegt hij te danken aan zijn boerenkomaf. Reick: “als agrariër ben je gedwongen om zelf oplossingen te bedenken en grenzen te verkennen, te midden van de elementen”. Maar juist omdat hij steeds weer nieuwe grenzen zocht, bleef hij niet op de boerderij van zijn ouders.
Studies
Reick studeerde aan de universiteiten van Stuttgart en Galgary bouwkunde en Fire Safety Engineering, met een bijzondere belangstelling voor het brandgedrag van constructies en materialen. En Reick zou Reick niet zijn wanneer hij die kennis niet combineerde met zijn ‘hobby’, zoals hij zijn werk bij de brandweer betitelt. Door zijn studie begint bij Reick steeds meer het inzicht te rijpen dat de vakgebieden bouwkunde, branddynamica en brandfysica onmisbare bouwstenen leveren voor de onderbouwing en professionalisering van het brandweeroptreden bij gebouwbranden.
“Je moet gebouwen begrijpen, maar ook thermodynamica, om de brug te slaan tussen wetenschap en brandweer. Je moet ook een psycholoog zijn. Als brandweercommandant heb je met veel disciplines te maken. Voorkom dat je als brandweer het probleem voor de mensen in het brandende gebouw niet onbedoeld groter maakt”, zo vat Reick het belang van de integratie tussen theorie en praktijk samen. Met die formulering maakt hij tevens duidelijk hoe belangrijk een multidisciplinaire benadering van gebouwbrandbestrijding is.
De brandweer is er om de situatie te stabiliseren én verbeteren
Het probleem groter maken als brandweer? Met die op het eerste gezicht tegenstrijdige uitspraak prikkelt hij onze nieuwsgierigheid. Bij Reick is doorvragen niet nodig om die nieuwsgierigheid te bevredigen. De concrete voorbeelden van wat hij hiermee bedoelt, rollen in vloeiend Engels uit zijn mond. “Hoe kan het dat we er met 60 brandweermensen bij een hoogbouwbrand niet in slagen om bewoners tijdens de ontruiming te beschermen tegen rookinhalatie? Hoe kunnen we met al die mensen en spullen niet voorkomen dat de rook zich verspreidt naar het trappenhuis?”, zo vraagt Reick zich af. Aan zijn stemverheffing en intonatie merken we dat hij hier tot de kern van zijn werk als wetenschapper én brandweerman komt.
Het trappenhuis is het belangrijkste deel van een gebouw en de sleutel voor een veilig en effectief brandweeroptreden
Michael Reick
Reick: “het trappenhuis is het belangrijkste onderdeel van het gebouw. Dat moet rookvrij zijn om mensen zonder ademhalingsproblemen te kunnen redden. Die mogen geen rook binnen krijgen”. Hier zit voor hem de sleutel tot een veiliger en effectiever brandweeroptreden: “willen we als brandweer na aankomst de situatie stabiliseren en daarna verbeteren, dan moeten we er eerst voor zorgen dat er geen rook vanuit het brandcompartiment in het trappenhuis kan komen”.
We horen Reick niet beweren dat de brandweer af moet stappen van de binneninzet. Maar dat brandweermensen op weg naar de brand deuren openen zonder na te denken over de gevolgen daarvan, is hem een doorn in het oog. “Een groot dilemma bij een binneninzet is het doorvoeren van de slang. Hiermee doorbreken we de compartimentering van het gebouw. Wanneer de brand snel en succesvol wordt geblust, hoor je daar na afloop niemand meer over. Maar er hoeft maar iets te gebeuren waardoor dit niet lukt en we de problemen als gevolg van rookverspreiding alleen maar groter maken”, zo illustreert Reick opnieuw zijn stelling dat de brandweer de situatie aanvankelijk soms eerder slechter maakt, in plaats van de situatie eerst te stabiliseren en uiteindelijk beter te maken.
Kom bij Reick niet aan met statistieken van de aantallen mensen die de brandweer levend uit brandende gebouwen haalt. “Het is denkbaar dat veel van hen korte tijd later als gevolg van rookinhalatie alsnog overlijden of hun verdere leven gezondheidsklachten hebben”. De brandweer moet er volgens Reick niet alleen voor zorgen dat mensen op tijd uit een brandend gebouw kunnen komen, maar ook dat zij dit rookvrij kunnen doen.
Thermodynamische experimenten
Omdat brand- en rookontwikkeling als natuurkundig fenomeen overal hetzelfde is, zit het probleem van rookverspreiding volgens Reick vooral bij de brandweer zelf: als lerende organisatie moeten we nadenken over wat we beter kunnen doen om rookverspreiding tegen te gaan en het trappenhuis rookvrij te houden. Durven we onze traditie kritisch te bevragen? Het risico op rookverspreiding wordt door ondergeventileerde branden en moderne brandstoffen – zoals kunststoffen die grotere hoeveelheden giftige rook produceren – alleen maar groter.
Terug naar de essentie van het dillemma waar Reick al zo lang mee worstelt: hoe kan de brandweer branden blijven blussen en tegelijk rookverspreiding voorkomen? Met dank aan zijn werk als onderzoeker en docent aan de universiteit van Stuttgart, waar hij ingenieurs inleidt in de geheimen van fire safety engineering, heeft hij altijd de gelegenheid gehad om het vraagstuk van rookgedrag in gebouwen diepgaand te bestuderen. Met de vrijheid om zelf thermodynamische experimenten op te zetten. Die experimenten spitsen zich toe op het effect van ventilatie (als gevolg van drukverschillen) en smokestoppers op de stroming van lucht en rook in gebouwen.
Onderzoek naar overdrukventilatie
Reick mag dan sinds 2004 vooral worden geassocieerd met de smokestopper, hij is ook een expert op het gebied van overdrukventilatie. “Positive Pressure Ventilation (PPV) wordt wereldwijd verschillend toegepast, het ontbreekt aan een wetenschappelijk onderbouwde methode. Ik vroeg me af waarom PPV zo vaak mislukt en wat de belangrijkste parameters zijn die bepalen of je met overdrukventilatie het trappenhuis wel of niet rookvrij houdt. De winddruk op het gebouw is een belangrijke factor, maar dat geldt ook voor de capaciteit en snelheid van de luchstroming die je met de ventilator kunt creëren. En die factoren moet je weer relateren aan de omvang van de in- en uitstroomopening, openingen die wrijvingsverlies op het ventilatietraject veroorzaken, het volume van de te ventileren ruimte, de lengte van het ventilatietraject en de installaties voor rook- en warmteafvoer in het gebouw. In 2004 heb ik tijdens een postdoctoraal studietraject van enkele maanden in Nieuw-Zeeland al deze factoren cijfermatig onderzocht. Mijn conclusie is dat er veel parameters zijn die we niet kunnen controleren en dat wind een zeer beslissende parameter is. Ook de toegangsdeur van het brandcompartiment is een belangrijke factor. Dat is de plek die we als brandweer onder controle moeten zien te krijgen en houden.”
Al eind vorige eeuw had Reick het idee dat het probleem van rookverspreiding zo dicht mogelijk bij de bron (lees: in de brandruimte zelf) moet worden aangepakt. Het beϊnvloeden van rookstroming over grotere afstanden met behulp van PPV is immers al op voorhand een omslachtige en kwetsbare methode. Zijn onderbuik vertelde hem dat er eenvoudigere oplossingen denkbaar zijn. Maar het is nog niet zo gemakkelijk om voor een ingewikkeld probleem een eenvoudige oplossing te bedenken. Zelfs niet voor een wetenschapper met boerenslimheid, zoals Reick. Hij bedacht de meest ingenieuze constructies om de rook in de brandruimte te houden, zoals kussens die zich bij een brand in de deuropening automatisch opblazen en zijn uitgerust met koppelingen voor de straalpijp.
De geboorte van de smokestopper
Hoe hij op het idee van de smokestopper kwam? Daar zit een leuke anekdote aan vast. “Ik zat thuis aan de keukentafel allerlei schetsen en calculaties te maken om het effect van mijn zoveelste oplossing in te schatten. Mijn vrouw wilde dat we gingen eten en vroeg mij daarom al mijn spullen van tafel te halen. Ik protesteerde omdat ik dacht dat mensen die kunnen sterven als gevolg van rookinhalatie belangrijker zijn dan een lunch. “Waarom houd je niet gewoon het bovenste deel van de deur dicht?”, zo opperde ze. Ik heb dat idee direct opgepakt en begon met mijn computermodellen het effect van deze maatregel in te schatten. Toen ik realiseerde hoe effectief deze maatregel was, ben ik gaan experimenteren met talloze rookgordijnen van diverse constructies, afmetingen en materialen. Die maakte ik thuis allemaal in mijn schuur om ze vervolgens door de brandweer te laten testen”. En zo was, met dank aan zijn vrouw, de smokestopper geboren.
De Duitse brandweer stond niet direct open voor het idee van de familie Reick. Het paste niet bepaald bij het imago van de brandweer om bij een brand een soort douchegordijn mee naar binnen te zeulen. Dat idee riep ronduit weerstand op en werkte hier en daar zelfs op de lachspieren. Goede vrienden maanden hem zelfs om zich niet langer belachelijk te maken en het idee te laten varen.
Innovatieles één: innovatie werkt niet via de hiërarchische lijn
Reick deed tijdens die eerste moeizame introductie van de smokestopper een belangrijke innovatieles op. “Eerst dacht ik als commandant mijn mensen gewoon te kunnen uitleggen waarom ze de smokestopper moesten gebruiken. Maar dan kom je met het ding niet verder dan het leslokaal en misschien de auto. Mensen gebruiken pas iets nieuws in hun werk wanneer ze het nut ervan eerst in alle vrijheid zelf hebben kunnen ervaren. Innovatie op het slagveld werkt niet via de hiërarchische lijn, via opdrachten van bovenaf. Vanaf het moment dat ik mij daarvan bewust werd, ben ik de posten in mijn regio langs gegaan en heb ik daar vriendelijk gevraagd of men de smokestopper eens wilde proberen. Ik zei er ook bij dat men het ding direct mocht weggooien wanneer het niet werkte”. Vanaf toen kwam de Duitse brandweer in beweging om te gaan experimenteren met de smokestopper.
Innovatieles twee: het nieuwe combineert gemakkelijk met het oude
De smokestopper ligt inmiddels standaard op tienduizenden brandweerauto’s en wordt tijdens de inzet net zo gemakkelijk mee naar binnen genomen als de koffer met O-bundels. De draaghoes rond de smokestopper is bewust even groot gemaakt als de bundelkoffer. Een lid van de aanvalsploeg kan hierdoor de smokestopper én slangenbundel in één hand meenemen, zonder dat er iets over de grond sleept. Zie hier een tweede belangrijke innovatieles: maak het mensen gemakkelijk om nieuwe hulpmiddelen te combineren met hun bestaande manier van werken en de andere middelen die ze daar al bij gebruiken.
Innovatieles drie: de innovatie is gebruiksvriendelijk en merkbaar effectief
De derde innovatieles van Reick is dat een innovatie vanzelf een succes wordt wanneer de toepassing gebruiksvriendelijk is en het beoogde effect in de praktijk direct merkbaar is. De smokestopper kan door één lid van de aanvalsploeg met handschoenen aan en in dichte rook (zonder zicht) binnen 15 seconden in de deuropening van de brandruimte worden bevestigd. Met dank aan de wetten van de thermodynamica is het geen enkel probleem dat er een brede kier aan de onderkant open blijft. Daar kan de slang doorheen en de aanvalsploeg kan zelf door het rookgordijn naar binnen lopen, dat daarna vanzelf weer achter hen sluit. De smokestopper blokkeert het bovenste deel van de deur en voorkomt daarmee dat er rook op de vluchtroute en in het trappenhuis komt. Ook beperkt de smokestopper de toevoer van zuurstof naar de brandhaard. De smokestopper hindert niet de terugtocht van de aanvalsploeg uit de brandruimte; even het gordijn wegduwen en je loopt zo de ruimte weer uit. De smokestopper geeft hiermee een minder opgesloten gevoel dan een dichte deur, ook al door de kier die onderaan open blijft. En dat is voor de brandweer wel zo prettig.
Innovatieles vier: het werkingsprincipe is begrijpelijk en zonder nadelen
Volgens Reick begrijpt iedereen dat de smokestopper eenvoudig werkt. Het rookgordijn blokkeert het bovenste deel van de opening van de brandruimte en gaat hiermee rookverspreiding tegen. Zonder dat er nadelige bij-effecten optreden, want de smokestopper maakt geen enkel probleem groter. Hier hebben we de vierde innovatieles van Reick beet: het werkingsprincipe van een innovatie moet voor iedereen gemakkelijk te begrijpen zijn en mag geen nadelige bij-effecten hebben.
De toepassing van de smokestopper mag dan geen nadelige bij-effecten hebben, maar betekent dit ook dat het gebruik ervan volledig risicovrij is? Hoe zit dat bij ondergeventileerde branden en hoge temperaturen? Het monteren van een smokestopper is vergelijkbaar met het dicht houden van een deur: je houdt de brand hiermee ondergeventileerd. Met als mogelijk gevolg een rookexplosie of backdraft door de toevoer van zuurstof. Volgens Reick is dit risico verwaarloosbaar wanneer de brand van begin af aan ondergeventileerd is geweest, omdat de deur steeds dicht is gebleven. De temperatuur in de brandruimte is dan niet zo hoog als in de situatie direct na een flashover. “Maar wanneer de brand zich door toedoen van een open deur of andere openingen flink heeft kunnen ontwikkelen, kunnen we met een smokestopper het brandregime onbedoeld veranderen van brandstofgecontroleerd naar ventilatiegecontroleerd. Zolang de smokestopper op zijn plaats blijft hangen en je water op het vuur blijft brengen zonder zuurstof toe te voeren is dat geen probleem. Maar wanneer de ventilatie in de ruimte toeneemt, dan kan er alsnog een snelle ontsteking van de rookgassen ontstaan”, aldus Reick. Dit is één van de redenen waarom hij een transparante smokestopper bepleit. Zodat de brandweer het volume en de dichtheid van de rook in de brandruimte door de smokestopper heen kan zien.
Innovatieles vijf: blijf open staan voor nieuwe ontwikkelingen
Reick rondt als volleerd innovator het interview af met zijn vijfde innovatieles: blijf altijd open staan voor nieuwe ontwikkelingen en onderzoek wat het beste bij je eigen situatie past. Als toegift geeft hij nog enkele tips die we met het oog op onderzoek naar optional awareness en handelingsperspectieven bij gebouwbrandbestrijding in onze zak kunnen steken: “houd het aantal tactische opties klein en maak die eenvoudig, zodat je ze ook kunt trainen. Train zoals je vecht. Pas op voor opties die in de ene situatie werken en in de andere situatie gevaarlijk zijn. Houd je tactiek altijd aan de veilige kant zodat je jouw brandweermensen gezond kunt houden.” Tips van onze oosterburen die we in Nederland gerust mogen inlijsten.