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


Zapisz się do Ligi Specjalistów i zdobywaj nagrody!

Liga Specjalistów 2.0

Jesteś profesjonalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Jesteś uczniem lub studentem kierunku technicznego?
czytam dalej »

 


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... 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?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... 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 »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

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