Temperatura wpływa na rozmiary strefy oddziaływania cieplnego, im jest wyższa tym oddziałuje w większej przestrzeni, zwiększając ilość substancji gotowej do zapalenia się. Przyjmuje się, że:
- temperatura pożaru zewnętrznego to temperatura płomieni (strefy spalania),
- temperatura pożaru wewnętrznego to średnia z temperatur w objętości pomieszczenia.
Temperatura pożaru wewnętrznego ( w pomieszczeniu) jest zmienna i zależy od wielu czynników. Zmienia się również w czasie pożaru.
Intensywność wymiany gazowej może być opisana ilością dopływającego świeżego powietrza w jednostce czasu do strefy spalania w odniesieniu do powierzchni pożaru. Zarówno wymiana gazowa, jak i jej intensywność jest dla pożarów zewnętrznych zdecydowanie większa, niż dla pożarów wewnętrznych. Fakt ten wyjaśnia mniejszą szybkość spalania się materiałów wewnątrz pomieszczeń.
Materiały, które jeszcze nie palą się, pochłaniają ciepło przekazywane przez konwekcję i promieniowanie do strefy oddziaływania cieplnego, ogrzewają się i ulegają rozkładowi cieplnemu lub odparowaniu. Powstające gazy i pary zapalają się, płomień przesuwa się po powierzchni dotychczas nie palącego się materiału i tak dochodzi do rozprzestrzeniania się pożaru.
Rozprzestrzenianie się pożaru to wzrost jego parametrów geometrycznych, takich jak powierzchnia, obwód lub objętość. O szybkości zmiany tych parametrów decyduje liniowa prędkość rozprzestrzeniania się pożaru v), tj. stosunek drogi jaką przebył płomień po powierzchni, do czasu. Wartości v) zależą od wielu czynników. W tabeli podano wartości średnie dla wybranych substancji przy przemieszczaniu się płomieni po powierzchniach poziomych.
Materiał palny l Vi [m/s]
|
V1[m/s]
| Pożary zewnętrzne |
Deski w sztaplach o grubości 2-4 cm i wilgotności 16-18%
|
0,026
| |
0.018
| Palne pokrycia hal produkcyjnych o dużej powierzchni |
0,05
| Pożary wewnętrzne |
Materiały włókiennicze w magazynach
|
0,0055
|
Papier w belach
|
0,0045
|
Kauczuk syntetyczny w magazynie
|
0,016
|
Pożary zewnętrzne rozlanych cieczy
|
Aceton tc = l0oC
|
0,31
|
Toulen tc=10°C i 20 oC
|
0,17-0.84
|
Alkohol etylowy te - 10 oC i 20 oC
|
0,13-0,38
|
tc - temperatura początkowa cieczy
|
Pożar, w początkowym okresie rozprzestrzenia się wolno. Prędkość rozprzestrzeniania się wzrasta w miarę zwiększania wydzielanego ciepła i wymiany gazowej, aż osiągnie właściwą dla danego materiału wartość. Ale jeśli w pobliżu nie ma innych materiałów palnych, a oddziaływanie cieplne nie jest na tyle duże, aby spowodować zapalenie materiałów znajdujących się w znacznej odległości, pożar może nie rozprzestrzenić się. Następuje wypalanie masy palnej przy niezmiennej powierzchni pożaru.
Pożary materiałów stałych, w zależności od ich ułożenia, mogą rozprzestrzeniać się wzdłuż powierzchni pionowych i poziomych. Najszybciej płomień przesuwa się po powierzchniach pionowych z dołu do góry, a najwolniej z dołu do góry.
Podczas palenia się cieczy ogień prawie natychmiast rozszerza się na całą powierzchnię. W przypadku zbiorników jest to powierzchnia ograniczona ich ścianami. Dalsze rozprzestrzenianie pożaru może mieć miejsce w przypadku rozlania się cieczy poza ściany zbiornika na skutek wrzenia i rozpryskiwania lub wybuchu.
Gazy spalają się momentalnie w całej objętości mieszaniny z powietrzem. W przypadku zbiorników i rurociągów gazowych rozmiary pożaru ograniczone są do fontanny płomieniowej przy powstałej szczelinie wylotowej (zjawisko wykorzystywane do konstruowania palników gazowych).
Rozprzestrzenianie się pożaru zewnętrznego jest uwarunkowane rodzajem materiałów palnych znajdujących się w strefie oddziaływania cieplnego i ich liniowej prędkości rozprzestrzeniania się. Istotnym czynnikiem mogą być warunki atmosferyczne, głównie wiatr i wilgotność. Wiatr dostarczając do strefy spalania świeże powietrze intensyfikuje szybkość spalania, ale jednocześnie przemieszcza poziomo gorące powietrze i produkty spalania, w kierunku w którym wieje (czoło pożaru). Zwiększa to efekty oddziaływania promieniowania cieplnego, materiały palne szybciej nagrzewają się i zapalają. Ponadto wiatr i powstające podczas pożaru prądy konwekcyjne mogą przenosić na duże odległości iskry i palące się głownie (tzw. ognie lotne), wywołujące nowe ogniska pożaru.
Wzrost wilgotności stałych materiałów palnych, uzależniony od wilgotności powietrza i opadów atmosferycznych, zmniejsza szybkość procesu spalania, ponieważ większa ilość ciepła zostaje zużyta na wyparowanie wody. Duża wilgotność rzędu 70 - 80% uniemożliwia spalanie. Na przykład drewno o takiej wilgotności nie zapali się w ogóle. Opady deszczu tłumią płomienie, przerywając niekiedy w ten sposób proces spalania.
Rozprzestrzenianie się pożaru wewnątrz obiektów budowlanych przebiega w odmienny sposób niż pożaru zewnętrznego i w znacznym stopniu jest uzależnione od ilości oraz ognioodpomości przegród budowlanych. W dużych halach pożar wewnętrzny rozprzestrzenia się podobnie jak pożar zewnętrzny, z tym, że wyeliminowany jest wpływ warunków atmosferycznych, utrudniony dopływ świeżego powietrza, a intensywność spalania materiałów zależy od warunków wymiany gazowej. Strefę oddziaływania cieplnego, a tym samym możliwości rozprzestrzeniania pożaru ograniczają ściany i stropy obiektu. Pożar może rozprzestrzenić tylko przez otwory w tych przegrodach, lub po ich uszkodzeniu na skutek przepalenia lub zawalenia.
W obiektach podzielonych na pomieszczenia (np. budynek mieszkalny) pożar rozwija się w pomieszczeniu, w którym powstał, a następnie może ale nie musi rozprzestrzeniać się na inne pomieszczenia. Uwzględniając zmieniające się warunki jak temperatura, dopływ powietrza, pożar wewnętrzny w pomieszczeniu można podzielić na trzy fazy.
FAZA l - od chwili zainicjowania pożaru, spalający się materiał ogrzewa otoczenie, powodując rozprzestrzenianie się ognia. Kiedy intensywność wydzielania gazów palnych, a także temperatura osiągnie pewne graniczne wartości (w uproszczeniu materiały palne zostaną ogrzane powyżej temperatury samozapalenia) - następuje zjawisko rozgorzenia. Jest to przejście z lokalnego pożaru (o określonej powierzchni) do sytuacji, w której palą się wszystkie materiały w pomieszczeniu. Wydzielanie ciepła gwałtownie rośnie, rośnie również temperatura. W typowych pomieszczeniach mieszkalnych zjawisko rozgorzenia następuje w zależności od ich kubatury i obciążenia masą palną w czasie od 10 do 20 minut.
FAZA 2 - materiał palny spala się z niemal jednakową intensywnością - temperatura prawie się nie zmienia. Czas trwania tej fazy zależy od dopływu powietrza do strefy spalania i ilości materiału palnego. Kiedy zostanie ograniczony dopływ powietrza lub wyczerpie się materiał palny, intensywność palenia ulega zmniejszeniu. Pożar przechodzi w następną fazę.
FAZA 3 - dopalają się resztki materiału, następuje stały spadek temperatury.
Rozprzestrzenianie się pożaru do następnych pomieszczeń zależy podobnie jak w dużych halach od odporności ogniowej elementów konstrukcyjnych oraz od stanu i położenia otworów wewnętrznych. Oprócz bezpośredniego oddziaływania promieniowania, ciepło jest przenoszone przez gorące produkty spalania. Ich ilość zależy od poziomu na jakiej znajduje się strefa neutralna. Im położona jest niżej, w stosunku do wolnego otworu drzwiowego (przepalone lub otwarte drzwi) tym więcej gazów dymowych o temperaturze ok. 700 C wypływa do sąsiednich pomieszczeń i na cały budynek. Nagrzewając materiały palne gazy te mogą spowodować ich samozapalenie nawet bez bezpośredniego oddziaływania płomieni. Rozprzestrzenianie się gazów wzmagają pionowe szyby klatek schodowych, wind i wentylacji. W praktyce pożarniczej znane są przypadki rozprzestrzeniania się pożaru bezpośrednio na drewnianą konstrukcję dachową kilkukondygnacyjnego budynku podczas palenia się pomieszczenia na najniższej kondygnacji.
Powierzchnia pożaru może przyjąć różny kształt w zależności od miejsca powstania, rozmieszczenia materiałów palnych, stopnia wymiany gazowej i warunków meteorologicznych. Wyróżnia się trzy podstawowe typy rozprzestrzeniania się pożaru:
kołowe - V1 we wszystkich kierunkach równe,
kątowe – V1 ma maksymalną wartość w jednym kierunku,
prostokątne - pożar rozprzestrzenia się w dwóch kierunkach (dotyczy pożarów wewnętrznych).
Rozwój i rozprzestrzenianie się pożaru do czasu rozpoczęcia akcji gaśniczej nazywa się swobodnym rozwojem pożaru. Czas swobodnego rozwoju pożaru zależy od sposobu dozoru obiektów, szybkości zaalarmowania straży pożarnej oraz czasu dojazdu jednostek ratowniczych do zdarzenia.
-
KLASYFIKACJA POŻARÓW W ZALEŻNOŚCI OD ICH WIELKOŚCI.
Wielkość pożarów
|
Pożary, w wyniku których zostały spalone lub zniszczone:
|
Liczba podanych prądów gaśniczych
|
Obiekty lub ich części, ruchomości, składowiska materiałów, maszyny, urządzenia, surowce, paliwa itp.
|
Lasy, uprawy, trawy, torfowiska o pow.
|
o powierzchni w m2
|
lub objętości w m3
|
Małe
|
do 70
|
do 350
|
Do 1 ha
|
do 4
|
Średnie
|
71-300
|
351- l 500
|
1- 10 ha
|
5-12
|
Duże
|
301 - l 000
|
1501-5000
|
10- 100 ha
|
13- 16
| |
|