1 SZKOLENIE PODSTAWOWE STRAŻAKÓW RATOWNIKÓW OSP Temat 12: Pożar i jego rozwój Piotr Wójcik 2T

2 P OŻAR - DEFINICJA niekontrolowany, samoistny proces spalania materiałów organicznych jak i nieorganicznych. Warunkiem zapoczątkowania pożaru (podobnie jak w procesie spalania) jest istnienie tzw. trójkąta spalania, jak i odpowiednich warunków do jego podtrzymania: materiał palny utleniacz źródło energii cieplnejźródło energii cieplnej koniecznej do zapłonu materiału palnego

3 P OŻAR ZABYTKOWEGO BUDYNKU DAWNEGO MŁYNA S ZANCERA W T ARNOWIE F OTO : PAP/P AWEŁ T OPOLSKI

4 Pożar jest niekontrolowanym procesem palenia się, występującym w miejscu do tego nie przeznaczonym, rozprzestrzeniającym się w sposób niekontrolowany, powodującym zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi i zwierząt oraz straty materialne. Charakteryzuje się on emisją energii cieplnej, której towarzyszy wydzielanie dymu i zazwyczaj płomieni.

5 Grupy pożarów Grupa Materiał palny Przykład ACiała stałe organiczne drewno, papier, węgiel, tkaniny, słoma, itd.. B Ciecze palne i substancje stałe topiące się benzyna, nafta i jej pochodne, alkohol, aceton, itd.. CGazy metan, acetylen, propan, wodór, gaz miejski DMetalesód potas, fosfor, glin i ich stopy F Pożary produktów żywnościowych pożary tłuszczy i olejów w urządzeniach kulinarnych

6 Parametry pożarowe materiałów niepalność stopień palności, szybkość wydzielania ciepła, skłonność do tworzenia płonących kropli, generowanie dymu oraz toksycznych gazów podczas rozkładu termicznego.

7 Podział pożarów PRZESTRZENNY POŻAR WEWNĘTRZNY ZEWNĘTRZNY UKRYTY OTWARTY BLOKOWY

8 Rozmiar pożaru mały średni duży bardzo duży 301÷1000 m 2 1501÷5000 m 3 10÷100 ha 13÷36 prądów gaśniczych 71÷300 m 2 351÷1500 m 3 1÷10 ha 5÷12 prądów gaśniczych do 70 m 2 do 350 m 3 do 1 ha do 4 prądów gaśniczych ponad 1000 m 2 ponad 5000 m 3 ponad 100 ha POŻAR

9 Klasyfikacja materiałów z uwagi na parametry pożarowe MATERIAŁY NIEPALNE PALNE NIEDYMIĄCE NIETOKSYCZNE NIE KAPIĄCE pod wpływem ognia NIE ODPADAJĄCE pod wpływem ognia NIEZAPALNE TRUDNO ZAPALNE ŁATWO ZAPALNE

10 Pożar  zagrożenie dla ratowników podwyższona temperatura i gęstość strumienia promieniowania cieplnego, toksyczne produkty rozkładu termicznego, zadymienie, niedobór tlenu, uszkodzenie konstrukcji obiektu.

11 Wpływ gęstości promieniowania cieplnego na organizm człowieka Gęstość promieniowania strumienia cieplnego Skutki promieniowania cieplnego 0,8÷1,2 kW/m 2 Promieniowanie słoneczne nie stwarza dyskomfortu w sytuacji długich ekspozycji 1,6 kW/m 2 warunki mało komfortowe 2,1 kW/m 2 dawka minimalna, która powoduje ból po 60 s 4,0 kW/m 2 0% ofiar śmiertelnych 4,7 kW/m 2 dawka powodująca ból po 15÷20 s, a oparzenia po 30 s 9,5 kW/m 2 ból po 8 s, oparzenie II stopnia po 20 s 12,5 kW/m 2 najmniejsza dawka promieniowania cieplnego powodująca zapalenie się drewna; duże prawdopodobieństwo uszkodzenia ciała, 1% w ciągu 60 s 37,5 kW/m 2 uszkodzenie sprzętu technicznego, 1% w ciągu 10 s

12 Zjawiska towarzyszące rozwojowi pożaru wewnętrznego i zewnętrznego TRANSPORT CIEPŁA PRZEWODZENIE (KONDUKCJA) UNOSZENIE (KONWEKCJA) PROMIENIOWANIE (RADIACJA) wymiana ciepła wewnątrz materiału lub na styku materiałów fale elektromagnetyczne, podczerwień gorące gazy są lżejsze od otoczenia, później ochładzają się nagrzewając otoczenie

13 Produkty spalania cd W warunkach pożarowych produkty spalania o różnych stanach skupienia współistnieją ze sobą w kolumnie konwekcyjnej ognia tzw. KKO.

14 K OLUMNA K ONWEKCYJNA O GNIA pomieszczenie spalający się materiał palny Kolumna Konwekcyjna Ognia tzw. KKO

15 K OLUMNA K ONWEKCYJNA O GNIA

16 T EMPERATURA POŻARU WEWNĘTRZNEGO www.pspwieliczka.pl

17 Pożar pomieszczenia Pożar występujący w zamkniętej objętości (pomieszczeniu) lub podobnej przestrzeni ograniczonej przegrodami budowlanymi. Ograniczenie przestrzeni powoduje gromadzenie się w górnej części pomieszczenia gorących produktów rozkładu termicznego powodując powiększanie się gorącej podsufitowej warstwy gazów. Prowadzi to do zwiększenia strumienia energii zwróconej do materiałów palnych. Następnie dochodzi do wzrostu szybkości wydzielania lotnych produktów rozkładu, które ulegając spalaniu tworzą coraz większe ilości gorących produktów spalania, w postaci dymu i związków toksycznych.

18 Przebieg zmian temperatury w czasie trwania pożaru pomieszczenia

19 Fazy pożaru pomieszczenia faza wzrostu pożaru, faza w pełni rozwiniętego pożaru, faza gaśnięcia pożaru.

20 Fazy pożaru pomieszczenia c.d. Faza wzrostu pożaru: charakteryzuje się wzrostem temperatury i wielkości pożaru w funkcji czasu. Wzrost ten zależy przede wszystkim od: typu paliwa znajdującego się w pomieszczeniu, typu konstrukcji budynku (pomieszczenia), sposobu spalania się materiałów, dostępu tlenu.

21 Fazy pożaru pomieszczenia c.d. Palne gazy i pary, wydzielające się ze wszystkich elementów wyeksponowanych na działanie promieniowania cieplnego, mieszają się z powietrzem tworząc palną mieszaninę. Gdy temperatura gazów w strefie podsufitowej osiągnie temperaturę ich samozapłonu, wymieszane z powietrzem gazy zapalają się. Efekt ten ma początkowo miejsce tylko w małych objętościach, co objawia się obecnością języków ognia nazywanych „ognistymi aniołami”. Pojawienie się ich stanowi ostatnie ostrzeżenie przed nadchodzącym rozgorzeniem.

22 Fazy pożaru pomieszczenia c.d. Płonąca strefa podsufitowa wypromieniowuje dużą porcję energii. Skutkiem tego promieniowania jest dalszy wzrost temperatury w pobliżu palnych elementów. Wzrost temperatury do wartości temperatury zapłonu i zapalenie się wszystkich palnych materiałów w pomieszczeniu powoduje, że przedmioty te zaczynają płonąć. Zjawisko takie nazywamy rozgorzeniem.

23 Fazy pożaru pomieszczenia c.d. Rozgorzenie (flashover) określa się jako moment przejścia z etapu wzrostu pożaru do etapu pożaru w pełni rozwiniętego.

24 Fazy pożaru pomieszczenia c.d. zapalenia wszystkich palnych materiałów narażenie na działanie wysokiej temperatury W momencie wystąpienia rozgorzenia dochodzi do zapalenia wszystkich palnych materiałów w pomieszczeniu, co z kolei prowadzi do wzrostu temperatury nawet do 1100 °C. Z faktem tym związane jest podstawowe niebezpieczeństwo dla strażaka: narażenie na działanie wysokiej temperatury. W takiej sytuacji ucieczka z pomieszczenia, w którym doszło do rozgorzenia, jest praktycznie niemożliwa.

25 Rozgorzenie (film)

26 Wsteczny ciąg płomieni (Backdraft)

27 Fazy pożaru pomieszczenia c.d. Etap w pełni rozwiniętego pożaru jest to okres czasu, w którym szybkość wydzielania ciepła osiąga wartość maksymalną. W etapie tym następuje szybkie zmniejszanie stężenia tlenu, co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia szybkości spalania.

28 Fazy pożaru pomieszczenia c.d. Etap wygasania pożaru (gaśnięcia) – w wyniku intensywnego spalania zmniejsza się ilość materiałów palnych, co prowadzi do zmniejszenia szybkości wydzielania ciepła i temperatury pożaru. Jeśli stężenie gazów palnych w przestrzeni objętej pożarem obniży się poniżej dolnej granicy wybuchowości składnika mieszaniny lotnej o najniższej dolnej granicy wybuchowości, spalanie przestrzenne pożaru przerywa się i pożar przechodzi w stan określany jako gaśnięcie.

29 Fazy pożaru pomieszczenia c.d. Szybkość przechodzenia pożaru z jednej fazy w drugą, zależy od bardzo wielu czynników, takich m.in. jak: rodzaj i ilość materiałów palnych, stopień rozdrobnienia materiałów palnych, zdolność materiałów do wytwarzania palnych par i gazów, prędkość przepływu powietrza, warunków atmosferycznych, warunków budowlanych, czasu trwania pożaru i podjęcia działań gaśniczych.

30 STREFOWY MODEL POŻARU Każdy pożar, niezależnie od tego w jaki sposób został zainicjowany proces spalania, posiada swój początek tak w czasie jaki i w konkretnej przestrzeni. Stąd tez miejsce, w którym powstał pożar określa się mianem ogniska pożaru. Miejsce tym jest zawsze ściśle określony punkt w pomieszczeniu, urządzeniu, aparaturze, instalacji itd. Przestrzeń w której powstał pożar oraz zjawiska mu towarzyszące, mające wpływ na sytuację pożarową, można umownie podzielić na cztery strefy: strefę spalania, strefę konwekcyjną strefę zadymienia strefę oddziaływania cieplnego, Ośrodek Szkolenia KW PSP w Łodzi z/s w Sieradzu

31 Strefa spalania to przestrzeń, w której następuje przygotowanie materiałów palnych do spalania (tworzenie fazy gazowej) oraz ich spalania. Parametrami charakteryzującymi strefę spalania są: Strefa spalania temperatura płomieni, szybkość spalania materiału palnego, wielkość strefy spalania t.j. objętość i wysokość Ośrodek Szkolenia KW PSP w Łodzi z/s w Sieradzu

32 Strefa konwekcyjna występuje w początkowej fazie pożaru wewnętrznego (do czasu zaistnienia rozgorzenia) oraz w całym okresie pożaru zewnętrznego. Strefę konwekcyjną tworzą unoszące się ku górze gorące produkty spalania, tworząc kształt słupa konwekcyjnego. Strefa konwekcyjna Ośrodek Szkolenia KW PSP w Łodzi z/s w Sieradzu

33 Strefa oddziaływania cieplnego to część przestrzeni wokół strefy spalania, w której wydzielające się ciepło stwarza niebezpieczeństwo zmian w sytuacji pożarowej i zagrożenie dla ludzi. Za graniczą temperaturę strefy przyjmuje się 60 o C. Rozmiary strefy zależą w szczególności od: rodzaju pożaru (zewnętrzny lub wewnętrzny), wielkości strefy spalania, temperatury spalania, sposobów rozchodzenia się ciepła. Strefa oddziaływania cieplnego

34 Strefa zadymienia to przestrzeń wypełniona dymem (gazowe produkty spalania materiałów organicznych, w których rozproszone są cząsteczki stałe i ciekłe procesu spalania). Prowadzenie działań w strefie zadymionej jest utrudnione ponieważ występuje zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi. Strefa zadymienia (strefa podsufitowa)

35 W YKORZYSTANO : Bielicki P., Podstawy taktyki gaszenia pożarów, Kraków 1996. Bińkowski R., Analiza literaturowa teoretycznych i praktycznych aspektów zjawisk rozgorzenia (flashover) i backdraft, Warszawa 2000. Drysdale D., An introdaction to fire dynamics, New York, Wiley 1990. Pofit – Szczepańska M., Wybrane zagadnienia z chemii ogólnej, fizykochemii spalania i rozwoju pożarów, SA PSP, Kraków 1994. Praca zbiorowa, Fizykochemia spalania i wybuchów, SGSP, Warszawa 1996. Roure J.F., Baily J.L., Le Gouguec C., Bacdraft et Flashover, Journal Des Sapeurs – Pompier Suisses, 4/1997. www.apclima.pl www.nist.gov www.azom.com Prezentacja „Rozwój pożaru” Ariadna Koniuch, Daniel Małozięć Wikipedia – pożar Foto 1 slajd www.straz.tarnow.pl Prezentacja rozgorzenie OS KW PSP w Łodzi „O pożarach wewnętrznych po nowemu” v. 1.11 – st. kpt. mgr. inż. Szymon Kokot-Góra Rozgorzenie – największy koszmar strażaka! - Paul GRIMWOOD - Tłumaczenie: Witold Nocoń Rozgorzenie i techniki operowania prądami wodnymi - Paul GRIMWOOD - Tłumaczenie: Witold Nocoń