Achtergronden
De term “brandweerauto” wordt algemeen gebruikt als algemene aanduiding voor een brandweervoertuig. Technisch gezien is een “brandweerwagen” een voertuig dat is uitgerust met ladders en voornamelijk wordt gebruikt om toegang te krijgen tot hoger gelegen delen van een constructie of om een middel te verschaffen om een verhoogde waterstraal toe te passen. Een “brandweerwagen” is een voertuig met een pomp en wordt hoofdzakelijk gebruikt om water te pompen. Een “brandweerwagen” vervoert grote hoeveelheden slang en wordt hoofdzakelijk gebruikt voor het leggen van slangen als aanvulling op een pompwagen. “Brandweertoestellen” is de juiste algemene term voor al deze voertuigen. Dit artikel zal zich richten op de fabricage van een brandweerwagen. Van ons eerste speelgoed en onze eerste boeken als peuters tot de dagelijkse nieuwsuitzendingen met brandweerlieden in actie, blijft het brandweervoertuig een van de meest vertrouwde en indrukwekkende voorbeelden van technologie in ons leven. Ongecontroleerde brand was tot voor kort een van de grootste angsten. De eerste pogingen om een brand te blussen waren niet meer dan emmerbrigades, d.w.z. rijen burgers die wateremmers naar het vuur gooiden, wat vaak niet doeltreffend was tegen een volledig betrokken gebouw. Sommige pogingen om meer water toe te dienen waren met de hand bediende zuigerpompen waarvan de slangen water uit een opslagtank of een vijver pompten. (Deze vroege slangen waren gemaakt van leer met koperen klinknagels; katoenen slangen kwamen in gebruik in de jaren 1800). Uiteindelijk werden wielen aan het apparaat toegevoegd, maar het werd nog steeds getrokken en bediend door de brandweerlieden. Er werden vrijwillige brandweerkorpsen opgericht om de uitrusting te bemannen en het vuur te bestrijden.
Met de opkomst van de eigendomsverzekering richtten verzekeringsmaatschappijen brandweerkorpsen op en besteedden zij veel tijd aan de verbetering van de brandweeruitrusting. Tegen de jaren 1860 werd de stoommachine gebruikt om de zuigerpomp te bedienen, die door paarden naar het vuur werd getrokken. Andere pogingen om de hoseline onder druk te zetten waren chemische tanks, die zuur in combinatie met in water opgeloste soda gebruikten om een chemische reactie op gang te brengen die kooldioxide zou produceren. In dit proces expandeerde het kooldioxide, waardoor de tank onder druk kwam te staan en het hele mengsel uit de slang op het vuur werd gestuwd. Al deze ontwerpen waren praktisch verouderd na de invoering van de centrifugaalpomp begin 1900. Na de opmars van de auto werd de verbrandingsmotor de belangrijkste krachtbron voor de brandweerauto. Aanpassing van het frame van de brandweerauto om plaats te bieden aan de pomp en de tank voltooide de overgang naar de hedendaagse brandweerauto.
Ontwerp
Het basisontwerp van de brandweerauto begint met een grondige beoordeling van de vuurbelasting en het geografische terrein van het gebied waar de brandweer haar werk zal doen. Het bedieningsgemak van het voertuig, de reactiesnelheid, de opslag en het gebruik van de uitrusting zijn belangrijke factoren om te overwegen. De National Fire Protection Association (NFPA) heeft op basis van deze en andere variabelen richtlijnen opgesteld voor het ontwerp van de apparatuur. Bovendien dragen de brandweerlieden die verantwoordelijk zijn voor de apparatuur ook bij aan het ontwerp van het voertuig.
De meeste brandweertoestellen worden aangeschaft door met belastinggeld gefinancierde overheden, steden, gemeenten en provincies. Bij kleine afdelingen kan het ontwerp- en goedkeuringsproces wel een jaar duren, voornamelijk vanwege financieringskwesties. Wanneer middelgrote en grote brandweerkorpsen voor een nieuw apparaat kiezen, is de financiering meestal al rond, en kunnen ontwerpen in minder tijd worden goedgekeurd en aangekocht. Een brandweerwagen kan kosten van $ 50.000 tot meer dan $ 750.000.
De basis brandweer apparatuur heeft zich ontwikkeld tot gespecialiseerde eenheden voor bepaalde soorten van branden en de respons. In de jaren 1950, pompers, ladderwagens, en andere diverse ontwerpen zoals kleine tankers en slang vrachtwagens waren gebruikelijk, hoewel luchthaven crash trucks en grote landelijke tanker vrachtwagens waren ook in gebruik. Tegenwoordig is het brandweermaterieel afgestemd op vele soorten specifieke gevaren. Vanwege deze grote verscheidenheid zal de rest van dit artikel de fabricage van de basiscombinatie pumperstoestellen voor kleine en middelgrote gemeenschappen bespreken.
Het fabricageproces
De fabricage van een brandweerauto blijft een aangepaste, bijna eenmalige operatie. Typisch, wordt een groep arbeiders toegewezen aan de vervaardiging van de carrosserie en de assemblage van het vrachtwagenchassis. Een andere groep werkt de carrosserie af, waarna een derde groep, de “uitrustingsgroep”, het apparaat bedraad, uitgerust en getest uitvoert. Afgezien van de carrosserie, is de fabricage van het brandweermaterieel typisch een assemblageproces.
Brand was een plaag in veel vroege Amerikaanse steden. Amerikanen reageerden met een verscheidenheid van wapens: vrijwilliger brandweerkorpsen; uitvindingen die voorkomen,, vertraagd., of bestreden brand; en verzekeringscoöperaties ond plannen die beschermd tegen verliezen veroorzaakt door brand. In het begin en het midden van de 1°fde eeuw was een grote brand een ramp, maar ook een sociale aangelegenheid.
De vrijwillige brandweerkorpsen van een stad illustreerden vaak de sociale, etnische, en demografische samenstelling van de stad. Brandweerkorpsen vertegenwoordigden de loyaliteit en de kringen van speciale groepen. Buurttrots, politieke rivaliteit, etnische vijandigheid en klasse animositeit waren allemaal duidelijk in de vrijwillige brandweer bedrijven. Bedrijven ontvingen publieke lof voor hun inspanningen en wedijverden met elkaar om die publieke lofbetuigingen. Bij het eerste signaal van een brand raceten de compagnieën naar de plaats van de brand met hun slangenwagens en handpompwagens – niet noodzakelijk om de brand in een vroeg stadium te bestrijden. De commandant van de eerste compagnie die aankwam, had de leiding over de hele operatie en had de absolute controle over concurrerende compagnieën. De leden vochten met elkaar op de weg en ter plaatse, soms vergaten ze zelfs het vuur te bestrijden! Eenmaal ter plaatse kon er nog meer worden gevochten en werden de vrijwilligers evenzeer bedreigd door andere brandweerlieden als door de brand zelf.
De leden waren zeer trots op hun uniformen en uitrusting, omdat deze evenzeer de sociale status van de groep vertegenwoordigden als de brandbestrijdingscompetentie. Uitrusting en uniformen werden vertoond tijdens openbare ceremonies en parades, waar de concurrentie voor sociale status bijzonder duidelijk was in het Amerika van voor de Burgeroorlog. Slangenwagens en motoren waren zowel pronkstukken als functionele uitrustingen.
William S. Pretzer
Chassis
- 1 De keuze en aanschaf van het vrachtwagenchassis is gebaseerd op de tactische toepassing van het apparaat. Het vrachtwagenchassis kan “kaal” zijn, met alleen de motor, assen, veren, framedelen, stuur- en remsystemen geïnstalleerd. De fabrikant kan echter ook kiezen voor een “cabine met chassis”, waarbij het frame reeds is uitgerust met de motor, de cabine, de stoelen, het plaatwerk aan de voorzijde en de bedrading. In beide gevallen wordt het vrachtwagenchassis gewoonlijk besteld bij een gerenommeerde vrachtwagenbouwer, zoals General Motors, Ford, International, Freightliner of Peterbilt. De apparatenbouwer adviseert de vrachtwagenfabrikant over het beoogde ontwerp, zodat speciale opties met betrekking tot de prestaties van het frame kunnen worden gemaakt. Het is van cruciaal belang dat de juiste ophangingskeuze wordt gemaakt om de gemiddelde 15.890 kg wegende brandweerauto te kunnen dragen. In ons voorbeeld hebben we gekozen voor het frameontwerp met cabine en chassis.
Body
- 2 Nadat het frame van de truck is ontvangen en geïnspecteerd, begint de fabricage van de carrosserie (of “koets”, zoals hij soms wordt genoemd). Voor de carrosseriepanelen en -steunen wordt hoofdzakelijk plaatstaal gebruikt, hoewel ook aluminium en wat roestvrij staal worden gebruikt. Plaatstaal is ongeveer 1,5 mm dik en wordt geleverd in platen van 1,2 m en 2,4 m lang. Het kan ook worden geleverd op rollen met dezelfde breedte en een gewicht van 908 kg (2.000 pounds) of meer. Elk deurpaneel, elke steun, elk carrosseriepaneel en elke uitrustingbak wordt gesneden en gebogen met behulp van schaarmachines en kantpersen. Gaten voor elektrische apparatuur en leidingen worden in deze periode ook geponst. De carrosserie wordt meestal met metaal inert gas (Mig) aan elkaar gelast, waarbij de deuren en toegangspanelen met bouten worden vastgezet om ze gemakkelijk te kunnen vervangen. Veel fabrikanten beschermen de carrosserie tegen corrosie door elk paneel onder te dompelen in een roestwerende verzegeling. Het interieur en andere verborgen delen van de deuren en kasten worden vóór de assemblage voorgelakt. Terwijl de carrosserie in aanbouw is, worden de pomp en de tank op het frame gemonteerd.
Pomp
- 3 De pomp is zo gekozen dat hij specifiek voor de praktijk van de brandweer presteert. In wezen is de pomp de enige reden voor de brandweerauto. Alle andere functies zijn praktisch nutteloos als de pomp niet naar behoren presteert. De meeste brandbluspompen zijn tegenwoordig centrifugaalpompen, en worden door afzonderlijke bedrijven vervaardigd en door de apparatenbouwer gekocht. Een typische brandbluspomp kan 1.000 gallons (3.785 1) water per minuut verpompen. Dit debiet kan veilig genoeg water leveren om een brand in een woonhuis of een klein commercieel gebouw te bestrijden. De pompgrootte kan worden beperkt door de beschikbare watertoevoer, vooral in landelijke gebieden waar geen brandkranen zijn. Pompen zijn meestal van gietijzer, met brons voor de draaiende waaier en stalen tandwielen in de aandrijfeenheid. Op onze truck is de pomp van 1000 gallon per minuut in het midden aan het frame vastgebout en wordt hij aangedreven door een hulpas (of “power take off”) van de transmissie van de truck. Dit type opstelling wordt een “midscheeps” pomptoestel genoemd. De pomp zit dwars op het frame van de vrachtwagen, en is via de steungietstukken vastgeschroefd aan de bovenste frameflens. Uitlijning met de transmissie is belangrijk om trillingen te beperken.
Tank
- 4 De watertank voor dit voorbeeldtoestel is gewoonlijk een polypropyleen tank met een inhoud van 500-1.000 gallons (1.892-3.785 1) water. Deze wordt met bouten vastgezet op speciale steunen alvorens te worden bevestigd aan het frame direct achter de pomp. Er worden ook verbindingspijpen naar de pomp en de vulopeningen geïnstalleerd, meestal van gegalvaniseerde staalconstructie. Tanks kunnen vierkant, rond of ovaal zijn, en vele zijn “warmgelast” uit plaatmateriaal. Het warmlasproces maakt gebruik van een luchtstroom op hoge temperatuur om de kunststofdelen bij hun verbinding te smelten, waar het materiaal zich mengt en samensmelt. De meeste tanks bevatten geperforeerde platen of “schotten” om het klotsen van het water tijdens het rijden te verminderen.
Occasioneel wordt een “quick dump” geïnstalleerd in de tank van een apparaat dat is ontworpen voor gebruik in landelijke locaties. Deze grote klep “dumpt” het water uit de hoofdtank in een opvouwbare draagbare tank, die op een aparte tankwagen naar de brand wordt vervoerd. Hierdoor kunnen de tankwagens water over lange afstanden vervoeren en in de draagbare tank legen, waar grote aanzuigslangen die rechtstreeks naar de pomp gaan, het debiet tot de maximale capaciteit kunnen opvoeren. Deze snelkleppen legen de 1.500 gallons (5.677 1) water in 45 seconden.
Assemblage
- 5 Wanneer de carrosserie klaar is, wordt deze over de pomp en de tank heen op het frame gemonteerd en met neopreen of rubberen trillingstrips vastgeschroefd. Langs beide zijden en boven de tank bevinden zich de compartimenten voor apparatuur en slangen. Deze zijn in de carrosserie gevormd en voorzien van deuren en afdekkingen ter bescherming. Aanverwante uitrusting, zoals slangpistolen, en tactische uitrusting, zoals forceerbaar gereedschap en onafhankelijke ademhalingsapparatuur, zijn opgeborgen in de zijuitrustingscompartimenten. Ze hebben een zodanige afmeting en uitrusting dat de uitrusting het snelst en het gemakkelijkst kan worden ingezet.
De slangbedden dragen de brandslang. Het bovenste bed bevat gewoonlijk 15 meter lange stukken brandslang met een doorsnede van 76 cm (2,5 inch), die met elkaar verbonden zijn tot slangen van 305 meter (1.000 feet). Deze slang is zo gevouwen dat hij gemakkelijk en snel uit zijn bedding kan worden getrokken. Kortere stukken zuigslang worden ook op het toestel vervoerd. Deze zuigslangen zijn gemaakt van stevig materiaal zodat zij niet bezwijken onder de verminderde druk wanneer zij aan de zuig van de pomp worden gekoppeld. Zij kunnen niet worden opgevouwen, zodat zij gewoonlijk in speciaal voor zuigslangen ontworpen slanggoten worden geplaatst. Alle andere soorten brandslangen zijn inklapbaar en alleen voor gebruik aan de drukzijde van de pomp.
Voor de tank, en boven de pomp, bevinden zich de aanvalsbedden. Deze bedden bevatten 1,5 inch (3,8 cm) diameter vuurslangen vooraf aangesloten op de uitgang van de pomp met de sproeiers klaar voor actie. Twee of vier bedden met “preconnects” zijn gebruikelijk. Dit zullen de eerste slangen zijn die bij het incident worden gebruikt en daarom zijn zij het belangrijkst. Achter de tank bevindt zich de haspelbooster. Hier wordt een slang met een diameter van 2,5 cm (one inch) op een elektrische oprolhaspel bewaard. Deze opvoerslang wordt gebruikt voor het reinigen van de apparatuur en uitrusting, en voor het koelen van de buitenkant van de apparatuur wanneer deze zich in de buurt van een grote brand bevindt. Hij wordt af en toe ook gebruikt voor het blussen van kleine afval- of grasbranden. Deze haspel is handig omdat de slang snel kan worden teruggespoeld door eenvoudig op een knop te drukken. Alle andere slangen op de brandweerwagen moeten na het brandincident met de hand worden gewassen en weer in hun bed worden verpakt.
Ladders voor de brandweer zijn extra zwaar uitgevoerd. Hoewel gemaakt van aluminium, zijn ze fysiek zwaar, zodat ze meestal worden vervoerd in rekken boven de curb-side (rechterzijde) apparatuur compartimenten. Er zijn krachtige rekken ontwikkeld om de ladder tot taillehoogte te laten zakken, maar meestal tillen de brandweerlieden de ladder gewoon uit het rek en gaan naar de brand. Ladders worden, net als pompen, ook bij andere leveranciers gekocht en door de apparatenbouwer geïnstalleerd.
Schilderen
- 6 Zodra de carrosserie aan het frame van de truck is bevestigd, worden de bevestigingsgaten voor de uitrusting bepaald en geboord, en worden eventuele extra gaten of doorgangen in de panelen gesneden. Hierdoor kan het schilderwerk de blootgestelde randen van gaten en andere openingen afdichten. De buitenkant van de apparatuur wordt gewassen en geschuurd als voorbereiding op het schilderen. De binnenkant van de deuren en de compartimenten is reeds geschilderd. De buitenzijde kan in bijpassende kleuren worden geschilderd. Het verfproces omvat een primer om kleine schuursporen en oppervlaktedefecten op te vullen en een sealer om de verf beter te doen hechten. Brandweerwagens waren vroeger geheel rood, maar er is geëxperimenteerd met geel, blauw en wit om de visuele herkenbaarheid te vergroten. Tegenwoordig beveelt de NFPA geel of de standaard brandweerauto rood aan. Het type verf is gewoonlijk een taai email of synthetisch om brandende sintels en slijtage door brand te weerstaan. Aan de verf worden verhardingsmiddelen toegevoegd om de glans en de duurzaamheid te verbeteren. Na het verven kunnen de ladders en toebehoren worden geïnstalleerd met roestvrijstalen bevestigingsmiddelen.
Bekabeling installeren
- 7 De moderne brandweeruitrusting kan ingewikkeld zijn. Radiosystemen, mobiele telefoons, computers en faxapparaten vinden allemaal hun weg naar de brandweer. Zelfs ons voorbeeldtoestel heeft honderden meters bedrading nodig om de waarschuwingslichten, sirene, radio’s, bay lights, generator, flood lights, pompelektriciteit en andere systemen te bedienen. De meeste apparaten hebben twee onafhankelijke batterijsystemen, die na het schilderen in het apparaat moeten worden aangesloten. Het bedieningspaneel van de pompbediener, met de manometers en kleppen die worden gebruikt om de pomp te bedienen, wordt ook geïnstalleerd.
Kwaliteitscontrole
Nadat de laatste accessoires zijn geïnstalleerd en afzonderlijk zijn getest, levert de apparatenbouwer de voltooide truck in bij een onafhankelijk keuringsbureau. Het bureau neemt de truck in ontvangst, net zoals hij in gebruik zou worden genomen. Het bureau bedient en inspecteert alle systemen van het apparaat. De pomp wordt twee uur lang op maximumcapaciteit gedraaid om te controleren of dit vitale onderdeel goed werkt. Na succesvolle voltooiing krijgen het apparaat en de bouwer een certificaat van prestatie. In veel gebieden kan het apparaat niet wettelijk worden afgeleverd zonder dit certificaat.
De toekomst
Vele nieuwe technologieën worden toegepast op het moderne brandblusapparaat. Nieuwe tankmaterialen worden sterker en lichter, waardoor de watercapaciteit toeneemt. Sommige grote brandweerkorpsen maken gebruik van computers en cellulaire communicatie om informatie over gevaarlijke stoffen, het ontwerp van structuren en de geografie van het brandweerdistrict te verwerken. Perhaups de meest opwindende van de nieuwe technologieën in de brandweeruitrusting is het toegenomen gebruik van klasse A schuimoplossingen om structuur- en vegetatiebranden aan te pakken. Hiervoor is een aparte schuimconcentraattank aan boord en een mengproportioneerder om het schuimconcentraat in de juiste hoeveelheid met het water te mengen. Schuim van klasse A bedekt brandende oppervlakken en absorbeert de hitte aanzienlijk beter dan water. Wanneer deze technologie wordt gebruikt met perslucht van een aparte luchtcompressor op het voertuig, staat ze bekend als een Compressed Air Foam System, of CAFS. De perslucht duwt de water/schuimstraal over een veel grotere afstand, en het resulterende schuim blijft kleven als scheerschuim. Naast deze vooruitgang worden brandweerlieden steeds beter opgeleid en passen ze hun uitrusting aan aan de soorten branden die ze tegenkomen.
Waar vindt u meer informatie
Books
Buff, Sheila. Fire Engines: Motorized Apparatus Since 1900. Longmeadow Press, 1994.
Fire Protection Handbook, 17th Ed., 1991. National Fire Protection Association, Quincy, Mass.
Periodicals
Cottet, Jack L. “Enclosed Cabs for Fire Apparatus.” Fire Engineering, oktober 1990, p. 50-52.
“Agile Fire Engine Borrows from Racing Car Design.” Engineering, September 1990.
-Douglas E. Betts