elektro.info

Zasilanie budynków w energię elektryczną w warunkach normalnych a zasilanie w warunkach pożaru (część 2.)

Zasilanie budynków w energię elektryczną w warunkach normalnych a zasilanie w warunkach pożaru (część 2.)

W tej części artykułu prezentujemy metodykę projektowania ochrony przeciwporażeniowej oraz zagorożenia stwarzane przez gazy wydzielane przez baterie akumulatorów wraz ze sposobami ich neutralizacji.

W tej części artykułu prezentujemy metodykę projektowania ochrony przeciwporażeniowej oraz zagorożenia stwarzane przez gazy wydzielane przez baterie akumulatorów wraz ze sposobami ich neutralizacji.

news 100 dni programu „Mój Prąd”. Kiedy rusza drugi nabór?

100 dni programu „Mój Prąd”. Kiedy rusza drugi nabór?

Jakie są efekty z pierwszego naboru „Mój Prąd”? Redukcja szkodliwego dla zdrowia dwutlenku węgla o 58,8 tys. ton rocznie, 65 mln zł wypłaconych i zatwierdzonych do przekazania dotacji, 13,5 tys. dofinansowanych...

Jakie są efekty z pierwszego naboru „Mój Prąd”? Redukcja szkodliwego dla zdrowia dwutlenku węgla o 58,8 tys. ton rocznie, 65 mln zł wypłaconych i zatwierdzonych do przekazania dotacji, 13,5 tys. dofinansowanych instalacji PV przez 100 dni. Wychodząc naprzeciw ogromnemu zainteresowaniu fotowoltaiką prosumencką Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej zapowiada drugi konkurs. Do wykorzystania jest jeszcze ponad 90% z miliardowego budżetu programu.

BradyPrinter A8500: Pełna automatyzacja identyfikowalności płytek drukowanych w liniach SMT

BradyPrinter A8500: Pełna automatyzacja identyfikowalności płytek drukowanych w liniach SMT

Drukarka i aplikator etykiet BradyPrinter A8500 niezawodnie automatyzuje oznaczanie płytek z obwodami drukowanymi, co pozwala uzyskać pełną identyfikowalność. Urządzenie w sposób spójny drukuje i nakłada...

Drukarka i aplikator etykiet BradyPrinter A8500 niezawodnie automatyzuje oznaczanie płytek z obwodami drukowanymi, co pozwala uzyskać pełną identyfikowalność. Urządzenie w sposób spójny drukuje i nakłada nawet najmniejsze etykiety z naszej gamy automatycznie nakładanych etykiet poliimidowych, które są odporne na cały proces produkcji płytek drukowanych.

Szybkość rozwoju pożaru i spodziewana moc pożaru

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].

Zobacz także

Ochrona przeciporażeniowa w urządzeniach przytorowych niskiego napięcia zelektryfikowanych linii kolejowych

Ochrona przeciporażeniowa w urządzeniach przytorowych niskiego napięcia zelektryfikowanych linii kolejowych

W artykule przedstawiono zasady ochrony przeciwporażeniowej w instalacjach urządzeń pomocniczych niskiego napięcia, obsługujących zelektryfikowany szlak kolejowy.

W artykule przedstawiono zasady ochrony przeciwporażeniowej w instalacjach urządzeń pomocniczych niskiego napięcia, obsługujących zelektryfikowany szlak kolejowy.

Zasady projektowania sterowań instalacji do odprowadzania dymu i ciepła

Zasady projektowania sterowań instalacji do odprowadzania dymu i ciepła

Głównym zagrożeniem w czasie pożaru, przyczyniającym się do większości wypadków śmiertelnych, jest zadymienie. W skład dymu wchodzą produkty spalania, gazy pożarowe i tlenek węgla. Bardzo niebezpieczna...

Głównym zagrożeniem w czasie pożaru, przyczyniającym się do większości wypadków śmiertelnych, jest zadymienie. W skład dymu wchodzą produkty spalania, gazy pożarowe i tlenek węgla. Bardzo niebezpieczna jest też ich wysoka temperatura, która stwarza dodatkowe zagrożenie, np. poprzez rozgorzenie. Silne zadymienie utrudnia sprawne przeprowadzenie ewakuacji oraz walkę z pożarem, dlatego przepisy z zakresu ochrony przeciwpożarowej w niektórych przypadkach nakładają obowiązek stosowania specjalnych instalacji...

Zagrożenie pożarem i eksplozją beziskiernikowych ograniczników przepięć (część 1.)

Zagrożenie pożarem i eksplozją beziskiernikowych ograniczników przepięć (część 1.)

Ograniczniki przepięć podczas ich normalnego działania w sieciach elektroenergetycznych średnich i wysokich napięć nie stwarzają zagrożeń dla sąsiadujących z nimi obiektów czy personelu. Ich stosowanie...

Ograniczniki przepięć podczas ich normalnego działania w sieciach elektroenergetycznych średnich i wysokich napięć nie stwarzają zagrożeń dla sąsiadujących z nimi obiektów czy personelu. Ich stosowanie przyczynia się wręcz do eliminacji awarii innych aparatów w wyniku uszkodzeń ich izolacji i związanych z tym zagrożeń. Poprawnie skonstruowane ograniczniki przepięć, dobrane do lokalnych warunków sieciowych i zainstalowane, wykonane z zastosowaniem właściwej technologii, są przez kilkadziesiąt...

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:

Wzór 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.

pozar rys01 4
Rys. 1. Przyrost mocy rozwijającego się pożaru

Wzór 1 można przedstawić również w formie [32]:

Wzór 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]:

Wzór 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].

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.

pozar rys02 1 1
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.

pozar tab02 1
Tabela 2. Klasyfikacja pożarów z uwagi na szybkość rozwoju [16]

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

pozar tab03
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.

pozar tab04
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.

pozar rys03 1 1
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:

Wzór 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]:

Wzór 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]:

Wzór 6

gdzie:

α – stała pożarowa dla pożarów rozwijających się przy ścianie:

Odmienne podejście do tematyki obliczania temperatury górnej warstwy dymu w pomieszczeniu prezentują amerykańskie standardy NFPA. Zgodnie z NFPA 204 oraz 92B [32, 33] temperaturę górnej warstwy produktów spalania podczas trwania pożaru można obliczyć korzystając z zależności:

Wzór 7

gdzie:

T – temperatura górnej warstwy produktów spalania, w [ºC],

T0 – temperatura otoczenia, w [ºC],

K – współczynnik określający ilość ciepła konwekcyjnego zawartego w warstwie podsufitowej,

Qc – konwekcyjna część ilości wydzielanego ciepła, w [kW],

cp – ciepło właściwe gazów w warstwie produktów spalania, w [kJ/kgºC],

p – masowy strumień gorących gazów w kolumnie konwekcyjnej, w [kg/s].

Wartość współczynnika K standardy NFPA określają na K = 0,5 [32]. Dla określenia objętościowej szybkości przepływu przy projektowaniu systemów usuwania dymu i ciepła współczynnik ten przybiera wartość K = 1. W przypadku konwekcyjnej części ilości wydzielanego ciepła Qc również normy amerykańskie określają jej wartość na 70% całkowitej szybkości wydzielania ciepła w warunkach pożaru wewnętrznego, czyli Qc = 0,7·Q [kW] [204,92b]. Ciepło właściwe gazów w warstwie produktów spalania zostało ustalone jako stała cp = 1,0 [kJ/kg·K] [33].

Aby wyznaczyć parametr m·p, czyli masowy strumień gorących gazów w kolumnie konwekcyjnej, po pierwsze, należy wyznaczyć wysokość płomienia [32]:

Wzór 8

gdzie:

L – wysokość płomienia ponad podstawę pożaru, w [m],

D – podstawowa średnica pożaru, w [m],

Q – całkowita ilość wydzielonego ciepła (THR) [kW].

Kolejnym z parametrów definiowanych przez NFPA jest tzw. wysokość wirtualnego źródła ognia powyżej podstawy pożaru z0, będąca miejscem wyznaczającym punkt tworzący początek kolumny konwekcyjnej. Wyznaczamy ją, korzystając ze wzoru [32]:

Wzór 9

Dalszy tok postępowania norma uzależnia od dwóch parametrów, tj. wysokości płomienia L oraz wysokości położenia granicy warstwy gazów pożarowych w pomieszczeniu zs. W przypadku gdy wysokość płomienia L jest mniejsza niż wysokość położenia granicy warstwy dymu zs (L < zs), masowy strumień gorących gazów w kolumnie konwekcyjnej można obliczyć korzystając z zależności [32]:

Wzór 10

gdzie:

p – masowy strumień gorących gazów w kolumnie konwekcyjnej, w [kg/s],

Qc – konwekcyjna część ilości wydzielanego ciepła = 0,7Q, w [kW],

z0 – wysokość wirtualnego źródło ognia powyżej podstawy pożaru, w [m],

zs – wysokość położenia granicy warstwy gorących gazów pożarowych (dymu) powyżej podstawy pożaru, w [m].

pozar rys04 2
Rys. 4. Przykładowy rozkład temperatur w pomieszczeniu objętym pożarem

Jeżeli wysokość płomienia jest równa bądź większa niż wysokość położenia granicy warstwy dymu zs (L ≥ zs), masowy strumień gorących gazów w kolumnie konwekcyjnej oblicza się korzystając z zależności [32]:

Wzór 11

gdzie:

L – wysokość płomienia ponad podstawę pożaru, w [m],

W tabeli 5. zostały podane kolory płomienia oraz zakres temperatur. Natomiast w tabeli 6. zostały określone grupy pożarów oraz środki gaśnicze przeznaczone do ich gaszenia.

pozar tab05
Tabela 5. Kolory płomienia i zakres temperatur
pozar tab06
Tabela 6. Grupy pożarów i środków gaśniczych możliwych do ich gaszenia

Na rysunku 5. zostały przedstawione strefy temperatur towarzyszących spalaniu gazów, cieczy oraz ciał stałych.

pozar rys05 1
Rys. 5. Strefy temperatur towarzyszących spalaniu: a) gazów, b) cieczy, c) ciał stałych

Względny czas trwania pożaru

Czas, w którym ulegają spaleniu materiały palne znajdujące się w pomieszczeniu lub składowisku materiałów stałych w strefie pożarowej, nazywany jest względnym czasem trwania pożaru. Jest on uzależniony od gęstości obciążenia ogniowego. Przy spodziewanej gęstości obciążenia ogniowego większej lub równej 5900 MJ/m2 przyjmuje się czas trwania pożaru równy 8 godzin. Graficznie zależność t = f(Qd) przedstawia rysunek 6. Zależność ta ma znaczenie teoretyczne, ale jest pomocna przy ustalaniu zagrożenia oraz wymaganej ilości wody do celów gaśniczych.

pozar rys06 1
Rys. 6. Względna zależność czasu trwania pożaru funkcji obciążenia ogniowego t = f(Q d ) [39]

Galeria zdjęć

Tytuł
przejdź do galerii

Powiązane

Instalacje elektryczne do zasilania urządzeń elektrycznych, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru. Podstawy planowania i projektowania

Instalacje elektryczne do zasilania urządzeń elektrycznych, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru. Podstawy planowania i projektowania

"Instalacje elektryczne do zasilania urządzeń elektrycznych, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru. Podstawy planowania i projektowania" - to tytuł najnowszego „Vademecum elektro.info”,...

"Instalacje elektryczne do zasilania urządzeń elektrycznych, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru. Podstawy planowania i projektowania" - to tytuł najnowszego „Vademecum elektro.info”, przygotowanego przez mgr. inż. Juliana Wiatra - redaktora naczelnego naszego tytułu, i mgr inż. Marcina Orzechowskiego. Jego premiera odbyła się na tegorocznych targach ENERGETAB w Bielsku Białej - zapraszamy do zapoznania się z dwiema recenzjami wydawnictwa, stworzonymi przez wybitnych ekspertów branży...

Statystyki pożarów budynków, których przyczyną była niesprawna instalacja elektryczna lub przyłączone do niej urządzenia elektryczne

Statystyki pożarów budynków, których przyczyną była niesprawna instalacja elektryczna lub przyłączone do niej urządzenia elektryczne

Co roku w naszym kraju wybucha kilkaset tysięcy pożarów obiektów budowlanych, lasów, łąk, upraw rolnych oraz samochodów. Ich wielkość jest zróżnicowana i uzależniona od obciążenia ogniowego spalanych materiałów,...

Co roku w naszym kraju wybucha kilkaset tysięcy pożarów obiektów budowlanych, lasów, łąk, upraw rolnych oraz samochodów. Ich wielkość jest zróżnicowana i uzależniona od obciążenia ogniowego spalanych materiałów, występowania urządzeń przeciwpożarowych, czasu przybycia i sprawności działania jednostek ochrony przeciwpożarowej.

Zasady wprowadzania do obrotu i stosowania urządzeń przeciwpożarowych

Zasady wprowadzania do obrotu i stosowania urządzeń przeciwpożarowych

Elementy instalacji oraz innych urządzeń przeciwpożarowych muszą spełniać wymagania wysokiej niezawodności i gwarantować wspomaganie akcji ratowniczo gaśniczej w płonącym budynku. Zatem wymagania stawiane...

Elementy instalacji oraz innych urządzeń przeciwpożarowych muszą spełniać wymagania wysokiej niezawodności i gwarantować wspomaganie akcji ratowniczo gaśniczej w płonącym budynku. Zatem wymagania stawiane tym wyrobom budowlanym są bardzo wysokie i niejednokrotnie przewyższają wymagania stawiane wyrobom powszechnego użytku.

Komentarze

Copyright © 2004-2019 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.
Portal Budowlany - Elektro.info.pl

Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień przeglądarki dotyczących cookies. Nim Państwo zaczną korzystać z naszego serwisu prosimy o zapoznanie się z naszą polityką prywatności oraz Informacją o Cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności oraz Informacji o Cookies.

Administratorem Państwa danych osobowych jest Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp.K., nr KRS: 0000537655, z siedzibą w 04-112 Warszawa, ul. Karczewska 18, tel. +48 22 810-21-24, właściciel strony www.elektro.info.pl. Twoje Dane Osobowe będą chronione zgodnie z wytycznymi polityki prywatności www.elektro.info.pl oraz zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016r i z Ustawą o ochronie danych osobowych Dz.U. 2018 poz. 1000 z dnia 10 maja 2018r.