Overtenning

Overtenning er den fasen hvor en brann i et rom utvikler seg fra en lokal til en total brann hvor alle brennbare stoffer (både faste stoffer og branngasser) i rommet står i flammer. Dette skjer gjerne hvis temperaturen nær taket i rommet stiger til ca. 600 °C. Da blir varmestrålingen nedover fra dette hete skiktet så sterk at også brennbare materialer nær gulvet – og et ev. brennbart gulvbelegg – antennes. På kort tid – ofte 15–20 sekunder – står hele rommet i full fyr. Temperaturen stiger ofte til 1000 °C.. Selv for brannfolk med beskyttelsesdrakter kan opphold i et overtent rom medfører døden innen to sekunder. En kan ofte redde seg gjennom et brennende rom ved å krype langs gulvet, hvor temperaturen kan holde seg på 100–150 °C selv om temperaturen i taket kommer opp i 400–500 °C – men ikke hvis rommet blir overtent. Brannfolkene lærer seg derfor å se tegn på at overtenning kan skje. Ved å pøse på vann kan de noen ganger forhindre overtenning selv om de ikke greier å slukke brannen.

Overtenning forekommer ofte bare 3-4 minutter etter at en brann har brutt ut. Også «vanlige» rom uten eksplosiver eller ildsfarlige væsker kan være utsatt for overtenning. En brann kan likevel forløpe uten å føre til overtenning.

I mindre målestokk utnyttes noe lignende i moderne vedovner: Disse er konstruert slik at branngassene ikke slipper rett ut gjennom pipa, men holdes igjen og antennes, jf. etterbrenner.

I friluft forekommer en sjelden gang et lignende fenomen i større målestokk når en skogbrann eller en bybrann – av og til i forbindelse med en inversjon – utvikler seg til en ildstorm. Under slike forhold har trær og hus – i ekstreme tilfeller hele bydeler eller dalsider – stått i full fyr nærmest øyeblikkelig, til dels i betydelig avstand fra de synlige flammene. I biltunneler, hvor mange tonn med svært ildsfarlige og til dels flyktige væsker (bensin, diesel) kan være samlet, kan overtenning føre til at en tunnelbrann utvikler seg til en ildstorm.

Overtenningens mekanisme

Når en brann oppstår i et normalt innredet rom (uten lagring av f.eks. ildsfarlige væsker), vil den først spre seg med moderat hastighet og noenlunde forutsigbart: Den spres raskere oppover mot taket enn til sidene, og enda langsommere nedover – og noen materialer brenner hurtigere enn andre: Tunge og harde materialer brenner langsomt; lette og luftige stoffer betydelig raskere. I tillegg er noen stoffer mer lettantennelige enn andre.

I denne fasen skyldes spredningen hovedsakelig konveksjon, og brannen utvikler seg omtrent som et vanlig bål i stille vær – ved at brennbare materialer tar fyr når de kommer i kontakt med flammene. Ved gulvet er temperaturen mye lavere enn oppunder taket. Ved forsøk har en i et rom med normal takhøyde funnet ut at da temperaturen nær taket og i ansiktshøyde kom opp i henholdsvis 400–500 og 250–300 °C, holdt luften nær gulvet bare 100–150 °C. Under slike forhold har brannen fått et betydelig omfang, men en kan fortsatt redde seg ut ved å krype langs gulvet, og brannvesenet kan antagelig få kontroll over ilden uten at huset totalskades.

Men etter hvert som brannen utvikler seg, stiger temperaturen i rommet. Det dannes stadig mer partikler og branngasser (CO og andre gasser som dannes ved ufullstendig forbrenning), samtidig som brennbare gjenstander i økende grad avgir gasser ved pyrolyse. Med tilstrekkelig oksygentilførsel begynner denne prosessen gjerne ved 200–300 °C.

Gassene og partiklene samler seg oppunder taket i form av stadig tettere røyk. Temperaturen stiger raskt i dette skiktet, i tillegg til at det blir tykkere og dermed vokser nedover mot gulvet og de lavere deler av rommet hvor mesteparten av møblene og løsøret pleier å befinne seg. Etter hvert kan temperaturene i en stor del av rommet nærme seg tennpunktet, også fordi gulvet og rommets lavere deler mottar stadig mer strålevarme fra de varme områdene. Utstrålingen øker tilnærmet med 4. potens av den absolutte temperatur, dvs. at den er ca. 30 ganger så sterk ved 600 °C som ved 100 °C. Nå begynner også brennbare materialer langt fra flammefronten å ta fyr, og på den måten kan hele rommet nesten plutselig stå i flammer. Forsøk i rom på under 16 m² viser at dette gjerne skjer når brannens varmeutvikling nærmer seg 2 MW (tilsvarer 2000 varmeovner a 1000 W), temperaturen nær taket har nådd ca. 600 °C, og når gulvet mottar en varmestråling på ca. 20 kW/m² – riktignok med betydelige variasjoner.

Ved overtenning mangedobles varmeutviklingen, og temperaturen stiger ytterligere. Oppunder taket når den 900 °C eller mer, og selv ved gulvet minst 500 °C. Slike temperaturer er ikke bare dødelige; de gjør at brannen sprer seg raskere gjennom huset, med mindre dette er innredet for å forebygge slik spredning. Byggteknisk forskrift krever at byggverk inndeles i brannceller, som «forhindrer spredning av brann og branngasser til andre brannceller i den tid som er nødvendig for rømning og redning.»

Overtenning kan skje innen 1–3 minutter. Dette avhenger av inventarets og løsørets sammensetning, materialvalg i vegger, gulv og tak, oksygentilgang, varmeledning til omgivelsene, takhøyde, hvor brannen har oppstått osv.

Ikke alle branner fører til overtenning

En brann i et rom fører ikke alltid til overtenning:

• Brannen kan dø ut – eller ikke utvikle tilstrekkelig varme – av mangel på oksygen. I slike fall dannes branngasser med mye uforbrente stoffer. Hvis en så åpner en dør og dermed slipper til oksygen, kan branngassene antennes (branngassantennelse, «backdraft»), og brannen kan utvikle seg kraftig. Dette kan i sin tur medføre overtenning.
• Brannen får nok oksygen, men kan fortære alt brennbart materiale – eller alt brennbart materiale innen rekkevidde – for så å dø ut uten at temperaturen blir høy nok til å skape overtenning. Dette er sannsynlig i et rom med lite brennbart materiale og ubrennbare gulv, vegger og tak – men kan også skyldes at varmen og mye av branngassene ledes ut.

Forvarsler

Sett utenfra er det eneste sikre tegn på overtenning at brannen utvikler seg raskt og at hele rommet tar fyr. Omtrent samtidig springer som regel vindusrutene (forsøk viser at dette skyldes de store temperaturforskjellene, ikke at brannen skaper høyere trykk), og flammene slikker ut. Men heller ikke dette skyldes nødvendigvis overtenning.

Overtenning kan oppstå nesten plutselig, og ingen kan overleve mer enn et par sekunder i et overtent rom. Derfor ser brannfolk etter mulige faresignaler før de går inn i et brennende rom – eller hvis de befinner seg der. Eksempler:

• Flammene i rommet slikker opp i taket og sprer seg langs taket. Dette fører til en kraftig økning av strålevarmen fra taket ned mot gulvet og lave gjenstander.
• Små flammer i røyklaget oppunder taket.
• Brannen i rommet begynner å spre seg raskere.
• Omfattende pyrolyse fra brennbare gjenstander – viser seg som røyk.

Vanlig i normalt møblerte rom

En vanlig utbredt oppfatning er at overtenning må skyldes ildpåsettelse med bensin eller andre ildsfarlige væsker, men dette er en stygg misforståelse, som har ført til at mange uten grunn er beskyldt for brannstiftelse. En mengde forsøk – og erfaringer med branner som påviselig ikke skyldes ildspåsettelse – viser at overtenning er vanlig i normalt møblerte rom. Derimot kan det være grunn til mistanke hvis øyenvitnebeskrivelser tyder på at overtenning har skjedd betydelig raskere enn teoretiske beregninger tyder på.