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

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Szybkość rozwoju pożaru i spodziewana moc pożaru

Parametr szybkości rozwoju pożaru jest powszechnie stosowanym prawie we wszystkich krajach wysoko rozwiniętych
Parametr szybkości rozwoju pożaru jest powszechnie stosowanym prawie we wszystkich krajach wysoko rozwiniętych
Fot. pixabay.com

Parametrem pozwalającym opisać zagrożenie pożarowe jest szybkość rozprzestrzeniania się pożaru wyrażona przez szybkość wydzielania się ciepła i dymu w czasie. Dla pożarów rzeczywistych szybkość ich rozwoju może w istotny sposób odbiegać od warunków przyjmowanych za wzorcowe. Parametr szybkości rozwoju pożaru jest powszechnie stosowanym prawie we wszystkich krajach wysoko rozwiniętych [16]. 

W artykule:

• Klasyfikacja pożarów
• Szybkość rozwoju pożaru
• Metodyka szacowania temperatury pożaru

Standardy wprowadzone w Stanach Zjednoczonych przez Narodowy Związek Ochrony Przeciwpożarowej (ang. National Fire Protection Association, w skrócie NFPA) m.in. w części 204 [32] oraz 92B [33] przy ocenie zagrożenia pożarowego zakładają dwa podstawowe modele rozwoju pożarów:

  • pożary o stałej mocy – szybkość wydzielania ciepła w jednostce czasu nie ulega zmianie,
  • pożary rozwijające się, podczas których szybkość wydzielania ciepła rośnie proporcjonalnie do kwadratu czasu od momentu zapłonu.

Założenie stałej mocy pożaru przy projektowaniu systemów np. wentylacji pożarowej jest uwzględnieniem wariantu najbardziej niekorzystnego. Stan taki gwarantuje, iż system zapewni bezpieczeństwo również we wstępnej fazie pożaru rozwijającego się, gdy jego moc będzie mniejsza od przyjętej do obliczeń. Przyjęcie takiego założenia daje duży margines bezpieczeństwa, jednakże niejednokrotnie powoduje znaczny wzrost nakładów inwestycyjnych i eksploatacyjnych projektowanej instalacji. Zastosowanie drugiego modelu wzrostu pożaru jest zasadne przede wszystkim do obiektów, w których istnieje wyraźna zależność pomiędzy szybkością rozwoju pożaru a czasem niezbędnym do zapewnienia ewakuacji ludzi. Przy zakładanej szybkości rozwoju pożaru, uwzględniając techniczne i organizacyjne środki wspomagania ewakuacji, należy zapewnić jej zakończenie przed powstaniem warunków krytycznych na drogach ewakuacyjnych dotyczących widzialności, toksyczności środowiska i oddziaływania termicznego [16]. Zgodnie ze standardami amerykańskimi NFPA 92B oraz 204 jako wartość charakterystyczną szybkości rozwoju pożaru, przyjmuje się czas od jego powstania do osiągnięcia mocy 1055 kW. Zależność ta jest wyrażona wzorem:

 (1)


gdzie:
Q – moc pożaru po czasie t (szybkość wydzielania ciepła), w [kW],
t – czas od momentu efektywnego zapłonu (po upływie okresu inkubacji), w [s],
tg – czas od rozpoczęcia pożaru do osiągnięcia mocy 1055 kW, w [s].

Na rysunku 1. został przedstawiony przyrost mocy rozwijającego się pożaru.

Przyrost mocy rozwijającego się pożaru
Rys. 1. Przyrost mocy rozwijającego się pożaru

Wzór (1) można przedstawić również w formie [32]:

(2)


gdzie:

Q – moc pożaru po czasie t (szybkość wydzielania ciepła), w [kW],
αg – stała opisująca szybkość rozwoju pożaru, w [kW/s2],
t – czas od rozpoczęcia pożaru, w [s].

Jeżeli rozwijający się pożar jest limitowany dostępnością paliwa, to czas trwania tego pożaru może zostać obliczony ze wzoru [33]:

 (3)

gdzie:

Δt – czas trwania pożaru, w [s],
m – ilość materiału, w [kg],
Hc – ciepło spalania materiału, w [kJ/kg],
tg – czas wzrostu pożaru, w [s].

Czytaj też: Zasady wprowadzania do obrotu i stosowania urządzeń przeciwpożarowych >>

Biorąc pod uwagę szybkość wydzielania ciepła standardy NFPA klasyfikują pożary według czasu, po którym osiągną one moc 1055 kW. Wyodrębnione zostały cztery zasadnicze przebiegi HRR w czasie dla pożarów: wolnych, średnich, szybkich oraz bardzo szybkich. Zależność mocy pożaru od czasu dla różnych szybkości jego rozwoju przedstawia rysunek 2.

Zależność mocy pożaru od czasu dla różnych szybkości rozwoju pożaru
Rys. 2. Zależność mocy pożaru od czasu dla różnych szybkości rozwoju pożaru [32, 33, 16]

Czasy osiągnięcia założonej mocy dla poszczególnych przebiegów oraz współczynniki opisujący szybkość rozwoju tych pożarów przedstawia tabela 2.

Klasyfikacja pożarów z uwagi na szybkość rozwoju
Tabela 2. Klasyfikacja pożarów z uwagi na szybkość rozwoju [16]

Szybkość rozwoju pożaru w wybranych pomieszczeniach została przedstawiona w tabeli 3.

Szybkość rozwoju pożaru w zależności od funkcji pomieszczenia
Tabela 3. Szybkość rozwoju pożaru w zależności od funkcji pomieszczenia [16]

Podczas rzeczywistych pożarów ich przebieg może odbiegać od krzywych przedstawionych na rysunku 2. Dla określenia ich rzeczywistego przebiegu przydatne się dane dotyczące czasu osiągnięcia założonej mocy pożaru dla różnych układów materiałów palnych, wyznaczone na drodze doświadczalnej. Wartości takie, dla typowego wyposażenia pomieszczeń zawarte są w standardzie NFPA 92B [28]. Przykładowe wartości dla wybranych materiałów zostały przedstawione w tabeli 4.

Gęstość mocy pożaru oraz czas do osiągnięcia HRR 1055 kW dla wybranych materiałów
Tabela 4. Gęstość mocy pożaru oraz czas do osiągnięcia HRR 1055 kW dla wybranych materiałów [32]

Metodyka szacowania temperatury pożaru

Szacowanie temperatury pożaru można odnieść do obliczania temperatury warstwy gorącej, czyli podsufitowej [7]. Na parametr ten wpływ ma bardzo dużo czynników, począwszy od rodzaju materiałów palnych, sposobu ich składowania, kształtu i wymiarów pomieszczenia, rodzaju materiałów budowlanych z których wykonane są przegrody budowlane oraz rodzaju wentylacji. Analiza pożaru w pomieszczeniu przeprowadzona przez McCaffreya i innych [7] pozwoliła na określenie warunków cieplnych, w których dojdzie do rozgorzenia. Stan pomieszczenia w I fazie pożaru tuż przed rozgorzeniem przedstawia rysunek 3.

Model McCaffreya i innych rozwoju pożaru w pomieszczeniu
Rys. 3. Model McCaffreya i innych rozwoju pożaru w pomieszczeniu w fazie I przed rozgorzeniem [7]

Dla warstwy gorących gazów zalegających pod sufitem można zapisać następujący bilans cieplny:

 (4)


gdzie:

Q·  – szybkość wydzielania ciepła emitowanego w czasie pożaru,
L – strumień ciepła przenoszonego od warstwy do ścian pomieszczenia na drodze promieniowania i konwekcji,
T – temperatura gorącej warstwy gazu,
To – temperatura otoczenia,
cp – ciepło właściwe,
g – strumień gazów opuszczających pomieszczenie.

Uwzględniając bilans cieplny modelu McCaffreya i innych, temperaturę górnej warstwy gazów pożarowych, w sytuacji gdy materiał palny spala się w środku pomieszczenia można opisać zależnością [7]:

 (5)


gdzie:

ΔT = T – T0 – różnica pomiędzy temperaturą górnej warstwy produktów spalania a temperaturą otoczenia, w [ºC],
Q·  – szybkość wydzielania ciepła emitowanego w czasie pożaru, w [kW],
hk – efektywny współczynnik wymiany ciepła, w [kW/m2K],
AT – suma wszystkich powierzchni otaczających pomieszczenie bez powierzchni otworu wentylacyjnego, w [m2],
A0 – powierzchnia otworu wentylacyjnego, w [m2],
H – wysokość otworu wentylacyjnego, w [m].

W przypa­dku ogniska pożaru przy ścianie lub w narożniku pomieszczenia górna warstwa osiąga wyższe temperatury. Spowodowane jest to ograniczonym wciąganiem powietrza do kolumny konwekcyjnej. W takim przypadku, według Mowrera i Williamssona, zależność będzie wyglądała następująco [7]:

 (6)


gdzie:

α – stała pożarowa dla pożarów rozwijających się przy ścianie:

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[szybkość rozwoju pożaru, pożary, pożar, rozwój pożaru, moc pożaru, miejsce rozwoju pożaru, ochrona przeciwpożarowa, klasyfikacja pożaru]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 4/2019

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