Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Podstawy teorii pożaru

Rozwój pożaru w budynku jest uzależniony od źródła inicjacji pożaru, składu i ilości materiałów, powierzchni, orientacji i geometrii pomieszczenia oraz lokalizacji i wielkości otworów wentylacyjnych
Rozwój pożaru w budynku jest uzależniony od źródła inicjacji pożaru, składu i ilości materiałów, powierzchni, orientacji i geometrii pomieszczenia oraz lokalizacji i wielkości otworów wentylacyjnych

Do powstania pożaru potrzebne są trzy czynniki: materiał palny, utleniacz oraz źródło ciepła o dostatecznie dużej energii umożliwiającej zapłon materiału palnego. Materiały palne są to substancje, które ogrzane ciepłem dostarczonym z zewnątrz zaczynają wydzielać gazy w ilości wystarczającej do ich trwałego zapalenia się. Tlen z kolei jest jednym z najaktywniejszych pierwiastków chemicznych. Wchodzi w reakcję z wieloma pierwiastkami i związkami.

W artykule:

• Fazy rozwoju pożaru
• Krzywe symulujące przebieg pożaru
• Właściwości palne materiałów
• Szybkość wydzielania ciepła

Jeżeli proces ten odbywa się gwałtownie, wówczas towarzyszą mu efekty świetlne oraz wysoka temperatura. Zjawisko to nazywamy paleniem. Rozróżniamy dwa rodzaje palenia się: palenie się z powstaniem płomieni i żarzenie się (bez płomieni).

Na rysunku 1. został przedstawiony tzw. trójkąt pożarowy, obrazujący zależność czynników decydujących o powstaniu pożaru.

Warunki niezbędne do powstania pożaru
Rys. 1. Warunki niezbędne do powstania pożaru, tzw. trójkąt pożarowy

W opisie pożarów należy wyróżnić dwa podstawowe określenia:

  • spalanie – proces fizykochemiczny, w którym w wyniku zachodzącej z dużą szybkością reakcji chemicznej między paliwem a utleniaczem (reakcji utleniania), wydziela się duża ilość energii; spalanie zapoczątkowuje zapłon; charakteryzuje je możliwość samopodtrzymywania i rozprzestrzeniania się w postaci płomienia [12],
  • pożar – niekontrolowany w czasie i przestrzeni proces spalania materiałów zachodzący poza miejscem do tego celu przeznaczonym [8].

Rozwój pożaru w budynku jest uzależniony od źródła inicjacji pożaru, składu i ilości materiałów, powierzchni, orientacji i geometrii pomieszczenia oraz lokalizacji i wielkości otworów wentylacyjnych [8].

Pożar w pomieszczeniu obejmuje ogół zjawisk związanych z tworzeniem się i rozprzestrzenianiem strefy spalania, czyli płomieni, powstawaniem gazowych produk­tów rozkładu termicznego – dymu oraz wymianą ciepła w pomieszczeniu i w jego bezpośrednim sąsiedztwie. Pożary w przestrzeniach ograniczonych znacznie różnią się od pożarów przebiegających w przestrzeni otwartej. Podobieństwa z reguły występują jedynie w początkowym stadium zjawiska, gdy strefa spalania jest jeszcze mała. W trakcie pożaru następuje stopniowa redukcja stęże­nia tlenu i wzrostem strefy spalania. W tym stadium znaczący wpływ na przebieg pożaru wywierają przegrody budowlane, które stają się źródłem energii zwróconej oraz otwory wentylacyjne. Stan taki powoduje zwiększenie szybkości wydzielania lotnych produktów rozkładu termicznego, które ulegają następnie spalaniu z wydzieleniem coraz większej ilości ciepła i produktów spalania [7] [8].

Czytaj też: Norma 12101-10 a zasilanie urządzeń pożarowych >>

Wieloletnie badania pożarów w pełnej skali oraz obserwacje pożarów rzeczywistych w budynkach pozwoliły na uogólnienie ich opisu poprzez podanie zależności zmian średniej temperatury gazów spalinowych w czasie, wyróżniając trzy główne fazy przebiegu tego zjawiska (rys. 2.) [7] [8].

Krzywa rozwoju pożaru w pomieszczeniu
Rys. 2. Krzywa rozwoju pożaru w pomieszczeniu – średnia temperatura pożaru w funkcji czasu [8]


Fazy rozwoju pożaru

Na rysunku 2. zilustrowane zostały fazy pożaru w odniesieniu do przebiegu temperatury pożaru w pomieszczeniu w funkcji czasu. Poszczególne fazy można opisać w następujący sposób:

  • faza I – zwana inaczej wzrostem lub rozwojem pożaru albo też fazą przed rozgorzeniem. Charakteryzuje się stosunkowo niską średnią temperaturą gazu, a szybkość rozkładu termicznego i spalania zależy od eksponowanej na energię powierzchni materiałów palnych. Powstające podczas tego stadium strumienie energii cieplnej nie przekraczają zazwyczaj 50 kW/m2. Pożar jest „kontrolowany przez paliwo” [8],
  • faza II – pożar w pełni rozwinięty, zwany również fazą po rozgorzeniu, podczas której temperatura osiąga swą maksymalną wartość (800 - 1000)°C, a wszystkie materiały palne ulegają spalaniu. W trakcie trwania tej fazy płomienie wypełniają całe pomieszczenie, pożar staje się „kontrolowany przez wentylację” z uwagi na zmniejszenie stężenia O2 [8],
  • faza III – jest to okres wygasania (stygnięcia). Przejście w III fazę najczęściej następuje po wyczerpaniu się materiału palnego i co się z tym wiąże, zmniejszeniem temperatury i pozostałych parametrów pożaru [8]. Przyjmuje się, iż początek tego stadium określa spadek temperatury do 80% wartości maksymalnej [7].

Oprócz opisanych faz pożaru, na rysunku 2. widoczne jest zdarzenie nazwane rozgorzeniem (ang. flashover). Jest to moment przejścia pożaru z I fazy do pożaru w pełni rozwiniętego, polegający na bardzo szybkim rozprzestrzenieniu się płomienia ze spalania powierzchniowego do spalania w całej objętości materiałów palnych w pomieszczeniu. Czas trwania rozgorzenia jest stosunkowo krótki w porównaniu z czasem trwania poszczególnych faz pożaru, dlatego też jest ono uznawane za „zdarzenie”, a nie odrębną fazę [7].

Obraz rozwoju pożaru w pomieszczeniu spowodowany źródłem o niewielkiej mocy, rzędu 5 W (niedopałek papierosa rzucony na fotel) przedstawia rysunek 3. Na rysunku tym symbolicznie oznaczono wzrost wydzielanego ciepła podczas spalania w I i II fazie.

Ogólny obraz I i II fazy pożaru w pomieszczeniu
Rys. 3. Ogólny obraz I i II fazy pożaru w pomieszczeniu: a) faza początkowa, b) ubogie rozgorzenie, c) pożar w pełni rozwinięty [20]

W bezpośrednim jej sąsiedztwie temperatura jest znacznie podwyższona, co ma niewielki wpływ na temperaturę w pozostałej części pokoju, dlatego temperatura po­żaru, określana jako średnia temperatura gazów spalinowych w pomieszczeniu, jest jeszcze niska. Płomień zwiększa swoją wysokość, oddziałując na otoczenie.

Zwiększenie dynamiki mechanizmów spalania następuje wskutek zintensyfiko­wania wymiany ciepła w rezultacie powiększania się strefy spalania. Decydujące stają się tutaj mechanizmy transportu ciepła na drodze konwekcji i poprzez promie­niowanie. Konwekcja decyduje bezpośrednio o wysokości płomienia. Promieniowanie powoduje głównie rozprzestrzenianie się pożaru w kierunku poziomym. Otocze­nie nagrzewa się, choć nie musi być objęte bezpośrednio płomieniem. Przedmioty sąsiadujące z fotelem, ogrzewane przez źródło pożaru, emitują gazy powsta­jące w wyniku rozkładu termicznego i powoli ulegają zapaleniu.

Ogień zwiększa swoją objętość, ale wciąż jest zlokalizowany w niewielkiej części pokoju. Gorące gazy pod wpływem sił wyporu unoszą się, tworząc kolumnę konwekcyjną (kolumna konwekcyjna stanowi rodzaj pompy zasysającej powietrze z otoczenia wskutek powstającego w jej wnętrzu podciśnienia.), która po zderzeniu z sufitem tworzy górną warstwę produktów spalania. 70% ciepła wydziela­nego w strefie spalania jest przenoszone konwekcyjnie w górne partie pomieszcze­nia, a 30% ciepła jest wypromieniowywane we wszystkich kierunkach. Warstwa górna, będąca mieszaniną gorących gazowych produktów rozkładu termicz­nego i spalania oraz cząstek dymu obniża się, osiągając otwór wentylacyjny, przez który wypływa na zewnątrz. Rosną strumienie tzw. ciepła zwróconego od górnej warstwy dymu i ogrzanych ścian pomieszczenia, które intensyfikują spalanie. Gdy szybkość wy­dzielania ciepła osiągnie wartość Q = 600 kW, płomień sięga do sufitu (ma wysokość ok. 2,5 m). Stężenie tlenku węgla rośnie do wartości około 3% obj. (rys. 3a) [20].

Opisane zjawiska obserwuje się w pierwszej fazie pożaru obejmującej początek i wzrost pożaru (czyli przed rozgorzeniem). W pożarach o dużej dynamice, I faza trwa zwykle od kilku do kilkunastu minut. Wraz ze wzrostem wielkości pomieszczeń z ogniskiem pożaru (na przykład typu atrium, gdzie występuje duża pojemność cieplna wynikającą z geometrii przegród budowlanych) czas ten może ulec wydłużeniu.

W przypadku klatek schodowych lub innych ciągów pionowych budowli pojawia się efekt kominowy zwiększający znacznie dynamikę pożaru wskutek formowania się pionowych ciągów gorących gazów i dymu (kolumny konwekcyjne), poruszających się ze średnią pręd­kością (1 – 5) m/s. W I fazie pożaru szybkość spalania materiałów jest zależna od eksponowanej na ciepło powierzchni paliwa, przy dostatecznej ilości tlenu w pomieszczeniu. Mówimy w tym przypadku, że w tej fazie pożar jest kontrolowany przez paliwo. Jeżeli ciepło wydzielane w strefie spalania jest większe od ciepła idącego na gazy­fikację paliwa oraz traconego do otoczenia, następuje akumulacja ciepła w pomiesz­czeniu, co prowadzi do tego, że dotychczasowy powolny wzrost szybkości wydziela­nia ciepła osiąga charakter wykładniczy. Wszystkie materiały palne znajdujące się w pomieszczeniu jednocześnie zaczynają się palić, co powoduje gwałtowny wzrost temperatury. Wartość wydzielanego ciepła osiąga ok. 1000 kW (rys. 3b). Ma wówczas miejsce rozgorzenie, które można określić jako moment [23, 24]:

  1. przejścia I fazy rozwoju pożaru w II fazę gdzie pożar jest w pełni rozwinięty,
  2. utratę kontroli spalania przez paliwo i przejecie kontroli spalania przez wentylację,
  3. przejście spalania powierzchniowego w spalanie powierzchniowo-przestrzenne,
  4. zapalenie się mieszaniny gazowej znajdującej się pod sufitem,
  5. gwałtownego ubytku tlenu i szybkiego wzrostu stężenia CO oraz CO2 oraz innych produktów rozkładu termicznego i spalania,
  6. wyrzutu płomieni na zewnątrz pomieszczenia objętego pożarem.
Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[pożar, ochrona przeciwpożarowa, odporność ogniowa, właściwości palne materiałów]

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Gdzie szukać pomocy przy doborze właściwego źródła zasilania »

Dobór źródła zasilania

Optymalne rozwiązania na każdym etapie, zarówno dystrybucji, jak i tworzenia dedykowanych pakietów zasilania. Wszystko po to, aby zapewnić jak najwyższą jakość ... czytam dalej »

 


Jak zmniejszyć swój rachunek za prąd »

koszt prądu

Oszczędzanie na rachunkach za prąd w domu lub firmie jest możliwe. Wystarczy dokładnie sprawdzić (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Zobacz co nowego poznamy na targach Energetab 2019 »

Licznik energii jaki wybrać Energetab 2019 logo
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » ENERGETAB – największe w Polsce targi nowoczesnych urządzeń, aparatury i technologii dla przemysłu energetycznego, to miejsce jednych z najważniejszych spotkań czołowych przedstawicieli branży elektrotechnicznej w Polsce.(...) czytam dalej »

 


Łączniki i gniazda instalacyjne - jakie wybrać?

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Przewodnik po złączach - znajdż idealne rozwiązanie dla siebie »

automatyka przemysłowa Przewodnik po złączach
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Oznaczniki mobilne na przewody i osprzęt - które wybrać »

Kamery termowizyjne Technika laminowania taśm, zapewnia trwałe nadruki poprzez całkowitą ochronę tekstu przed czynnikami niszczącymi, takimi jak: zdrapywanie, ścieranie, zmywanie, promieniowanie UV a nawet substancj (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

ograniczniki bezpanelowa energia słoneczna
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Bramka IoT chmury do integracji nowych i istniejących systemów bez konieczności programowania.»

Zobacz jak robot testuje bankomaty?

bramka iot Robot testuje bankomaty
Dzięki prostemu połączeniu z procesem za pomocą protokołów, np. Modbus/TCP, dane czujników i dane procesowe są zbierane, przetwarzane i monitorowane ... czytam więcej » Około 30 sekund zajmuje średnio wypłacenie pieniędzy z wielofunkcyjnego bankomatu ATM. Urządzenia, które są dostępne „za rogiem” w większości miast, zmieniły nasze podejście ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Przewdonik "Eliminuj błędy
i usprawnij instalacje przewodów" »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
9/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Metody badania funkcji zabezpieczeń nadprądowych przekaźników elektroenergetycznych
  • - Fotowoltaika szansą rozwoju dla komunikacji miejskiej
Zobacz szczegóły

Działalność TGE w sierpniu 2019 r.

Towarowa Giełda Energii podsumowała działalność w sierpniu 2019 r. Wynika z niej, że wolumen obrotu energią elektryczną na TGE wyniósł 21 214 456 MWh i był o 18,4 proc. wyższy niż w...

Przekaźnik instalacyjny o wysokiej odporności na prąd udarowy

RPI-1ZI-U24A firmy Relpol, to nowy przekaźnik instalacyjny, który wytrzymuje prąd załączania 120 A w czasie 20 ms. Przekaźnik ten przeznaczony jest do załączania obwodów o wysokim...
.steute Polska .steute Polska
steute jest międzynarodowym przedsiębiorstwem specjalizującym się w projektowaniu oraz produkcji bezpiecznej, niezawodnej aparatury...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl