Transcript več

ZGRADBE IN
POŽAR
1. DEL
GORENJE
RAZVOJ POŽARA
POŽARI V ZGRADBAH
VPLIV POŽAROV NA RAZVOJ STAVB
ANALIZA POŽAROV
OPREDELITEV POJMOV IN IZRAZOV
MATERIALI IN POŽAR
KONSTRUKCIJA IN POŽAR
doc. dr. Domen Kušar
oktober 2012
SISTEM ANALIZE POŽARNE NEVARNOSTI IN UKREPOV
TOPLOTA
POGOJI ZA GORENJE
-Gorljiv material
-Oksidacijsko sredstvo
-Vir toplote oz. vžiga
Gorenje spada (kemijsko) med oksidacijo.
GORIVO
ZRAK
GORENJE TRDNE SNOVI:
-Neposredno (takojšnja oksidacija brez razpada, npr.: C, Mg, Al)
-S spremembo agregatnega stanja (iz trdnega v tekoče in nato plinasto, npr.: parafin,
sintetične smole
-S pirolizo - termičnim razpadom snovi, pri katerem izhajajo gorljivi plini (večina trdnih
snovi npr. les)
Kot oksidacijsko sredstvo v večini primerov nastopa kisik iz zraka ( v zraku ga je 21 %)
Oksidacija pri nizkih koncentracijah kisika (>3%) se imenuje tlenje. Plamen se pojavi
pri koncentraciji kisika večji od 5%.
SISTEM ANALIZE POŽARNE NEVARNOSTI IN UKREPOV
TOPLOTA
POGOJI ZA GORENJE
-Gorljiv material
-Oksidacijsko sredstvo
-Vir toplote oz. vžiga
Gorenje spada (kemijsko) med oksidacijo.
GORIVO
ZRAK
GORENJE TEKOČIH SNOVI:
Poteka v dveh fazah:
- uparjanjem tekočine
- gorenje hlapov s plamenom v plinski fazi
Mešanica hlapov in zraka (kisika) gori, če je ta mejah vnetljivosti (med spodnjo in zgornjo)
Kot oksidacijsko sredstvo v večini primerov nastopa kisik iz zraka ( v zraku ga je 21 %)
Oksidacija pri nizkih koncentracijah kisika (>3%) se imenuje tlenje. Plamen se pojavi
pri koncentraciji kisika večji od 5%.
SISTEM ANALIZE POŽARNE NEVARNOSTI IN UKREPOV
TOPLOTA
POGOJI ZA GORENJE
-Gorljiv material
-Oksidacijsko sredstvo
-Vir toplote oz. vžiga
Gorenje spada (kemijsko) med oksidacijo.
GORIVO
ZRAK
GORENJE PLINOV:
Je enostavnejše in običajno bolj burno od gorenja trdnih in tekočih snovi.
Pri številnih plinih lahko ob vžigu (in pravi koncentraciji) pride do eksplozije
Kot oksidacijsko sredstvo v večini primerov nastopa kisik iz zraka ( v zraku ga je 21 %)
Oksidacija pri nizkih koncentracijah kisika (>3%) se imenuje tlenje. Plamen se pojavi
pri koncentraciji kisika večji od 5%.
SISTEM ANALIZE POŽARNE NEVARNOSTI IN UKREPOV
GORENJE
RAZVOJ POŽARA
POŽARNI
PRESKOK
SISTEM ANALIZE POŽARNE NEVARNOSTI IN UKREPOV
TOPLOTA
POŽARNI PRESKOK
Požarni preskok (Flash over) nastane,
ko se v zaprtem prostoru temperatura
zraka oziroma dimnih plinov pod
stropom dvigne na 500-600°C se zaradi
povečanega toplotnega sevanja v zelo
kratkem času vžgejo še vsi negoreči
gorljivi materiali v prostoru.
Toplotno sevanje iz stropa na tla znaša
okoli 15 do 20 kW/m2. Plameni zajamejo
celoten prostor.
GORIVO
ZRAK
SISTEM ANALIZE POŽARNE NEVARNOSTI IN UKREPOV
TOPLOTA
DEJAVNIKI KI VPLIVAJO NA
INTENZIVNOST POŽARA
-Požarna obremenitev (količina gorljivih
snovi v prostoru).
-Požarne lastnosti (vnetljivost, hitrost
sproščanje toplote, temperatura vžiga…)
materiala v prostoru.
-Dovod kisika.
-Površina gorljivih materialov.
-Odvajanje toplote iz prostora.
GORIVO
ZRAK
SISTEM ANALIZE POŽARNE NEVARNOSTI IN UKREPOV
TOPLOTA
PRODUKTI GORENJA
POPOLNO GORENJE (VELIKO KISIKA):
-Toplota.
-CO2
-H2O
-Oksidi.
GORIVO
NEPOPOLNO GORENJE (PREMALO KISIKA):
-Toplota.
-CO2.
-CO.
-H2O.
-Oksidi.
-Plini.
-Dim.
-Saje.
ZRAK
SISTEM ANALIZE POŽARNE NEVARNOSTI IN UKREPOV
TOPLOTA
ŠIRJENJE OGNJA
- S plameni.
- S prevajanjem (kondukcijo) toplote skozi
material.
- Z gibanjem vročega plina (konvekcijo).
GORIVO
- S prenosom energije z elektromagnetnim
valovanjem (sevanje).
ZRAK
SISTEM ANALIZE POŽARNE NEVARNOSTI IN UKREPOV
EKSPLOZIJA
“Hitro sproščanje plina, ki ima visok tlak, v okolico”
učinek na človeka
človeka podre
raztrga ušesni bobnič
nadtlak (kPa)
7
34
poškodba pljuč
100
mejna vrednost za smrtne poškodbe
240
50% smrtnost
345
99% smrtnost
450
SISTEM ANALIZE POŽARNE NEVARNOSTI IN UKREPOV
EKSPLOZIJA
“Hitro sproščanje plina, ki ima visok tlak, v okolico”
konstrukcijski element
steklena okna
valovite vlakno-cementne plošče
valoviti jekleni ali aluminijevi paneli
leseni stenski paneli
nearmirani betonski paneli (40-60 cm)
lesen drog
neojačana stena iz opeke debeline 40-60 cm
poškodba
običajno se razbijejo, lahko se zlomi okvir
se razbijejo
pse ukrivijo, spoji popustijo
spoji popustijo, panel odnese
se zdrobijo
se zlomi
popusti na strig in upogib
nadtlak (kPa)
3,5-7
7.-14
7.-14
7.-14
14-21
34
48-55
SISTEM ANALIZE POŽARNE NEVARNOSTI IN UKREPOV
1
Makro-lokacija
A
Preventiva
B
Omejitev
C
Evakuacija
D
Intervencija
2
Mikro-lokacija
3
Funkcija
4
Struktura
OPREDELITEV POJMOV
POŽARNA ODPORNOST je čas v katerem gradbeni elementi ali
celotna zgradba v požaru obdržijo svoje osnovne funkcije.
Požarno odpornost se določi na osnovi preizkusov (ZRMK, Požarni
laboratorij…, preizkusi so standardizirani) oziroma računskih metod.
Zaradi kompleksnosti požara je težko določiti točen čas, zato se
predpisi gibajo na varni strani.
POŽARNA ODPORNOST je torej definirana kot čas od začetka segrevanja
do trenutka, ko gradbeni element ne more več izpolnjevati svojih osnovnih
nalog:
R - NOSILNOSTI (steber, nosilec, stene stropi) - sposobnost gradbenega
elementa, da med izpostavljenostjo požaru opravlja svojo nalogo – nosi
predvideno obrementitev.
I - IZOLATIVNOSTI (stene, stropi, tla, vrata, okna..) - sposobnost
ločevalnega elementa gradbene konstrukcije, da preprečuje prekomeren
prehod toplote.
E - CELOVITOSTI - sposobnost ločevalnega elementa gradbene
konstrukcije, da v primeru izpostavljenosti ognju z ene strani prepreči
prehod plamenov in vročih plinov ali plamenov na drugi strani.
OPREDELITEV POJMOV
Osnovno klasifikacijo proizvodov lahko razširimo z uporabo naslednjih
simbolov:
W - toplotna izolativnost kontrolirana na osnovi oddajanja toplotnega
sevanja
M - upoštevanje posebnega mehanskega delovanja
C - vrata s samozapiralom
S - elementi, ki preprečujejo ali omejujejo uhajanje dima (tesnost)
P ali PH - funkcionalnost energetskega in/ali signalnega voda
G – odpornost na požar saj
K – sposobnost na požarno zaščito
HOMOGEN PROIZVOD – gradbeni element, sestavljen iz
enakega materiala z enakomerno sestavo in gostoto po vsem
proizvodu
NEHOMOGEN PROIZVOD – gradbeni element, ki se sestoji iz
enega ali več sestavnih delov, bistvenih ali nebistvenih
ODZIV GRADBENIH PROIZVODOV NA OGENJ:
EVROPSKA KLASIFIKACIJA (Ne zamenjavati z Nemško klasifikacijo!)
Evrorazred A (Afl)
A
Evrorazred B (Bfl)
B
Evrorazred C (Cfl)
C
Evrorazred D (Dfl)
D
Evrorazred E (Efl)
Negorljivi materiali – materiali ne prispevajo k razvoju požara:
-Zelo nizka kalorična vrednost in sproščanje toplote
-Ni gorenja s plamenom
Beton, opeka, jeklo, baker,
kamena in steklena vlakna,
mavec
Težko gorljivi materiali – materiali zelo malo prispevajo k razvoju požara:
- Zelo nizka kalorična vrednost in sproščanje toplote
-Praktično ne širi plamena
-Zelo majhno sproščanje dima
-Ni plamtečih kapelj/delcev
Barvane mavčno-kartoonske
plošče, lesnocementne
plošče, nekatere lesene
plošče
Težko gorljivi materiali – materiali malo prispevajo k razvoju požara:
-Zelo majhno širjenje plamena
-Majhno sproščanje dima
-Omejena vnetljivost
-Omejen pojav plamtečih kapelj/delcev
Večina lesenih plošč,
sendvič plošče, fenolna
pena
Težko gorljivi materiali – materiali imajo še sprejemljiv prispevek k požaru:
-Omejeno širjenje plamena
-Omejeno sproščanje toplote
-Omejeno sproščanje dima
-Sprejemljiva stopnja vnetljivosti
-Omejen pojav plamtečih kapelj/delcev
Ekstrudiran polistiren,
Les in lesni proizvodi
Normalno gorljivi materiali – materiali imajo še sprejemljiv odziv na ogenj
Mehka lesno vlaknena
plošča, poliuretanska pena z
laminatom
Ni zahtev – se ne smejo uporabljati kot izpostavljen gradbeni proizvod
Ekspandiran polistiren,
material, ki ni bil preizkušan
E
Evrorazred F (Ffl)
F
ODZIV GRADBENIH PROIZVODOV NA OGENJ:
Elementi preizkusa gradbenih proizvodov glede odziva na ogenj
Oznake:
ΔT
Povišanje temperature
Δm
Izguba mase
Tf
Trajanje gorenja s plamenom
PCS
Bruto kalorična vrednost
FIGRA
Hitrost gorenja
THR600S
Celotna količina sproščene toplote v času 600 sekund
LFS
Prečno širjenje plamenov
SMOGRA
Hitrost sproščanja dima
TSP600S
Celotna količina sproščenega dima v času 600 sekund
Fs
Širjenje plamenov
ZAHTEVE GLEDE POŽARNE ODPORNOSTI
KONSTRUKCIJ
Okvirne vrednosti odpornosti nekaterih konstrukcij proti ognju:
konstrukcija
Debelina (v cm)
Odpornost
(v minutah)
Poln opečni zid
12 (neometan)
12 (ometan)
60
120
Opečni zid iz votlakov
10 (ometan)
22 (ometan)
60
120
armiranobetonski zid
10 (neometan)
18 (neometan)
60
240
Armiranobetonski steber (zaščitna plast
betona min 2.5 cm)
20/20
25/25
30/30
30
60
120
Armiranobetonska plošča (zaščita
armature min 2 cm)
10
12
60
120
Lesena medetažna konstrukcija
30
Armiranobetonski nosilec 20x40cm
Debelina zaščitnega sloja 2.5 cm
Debelina zaščitnega sloja 4 cm
Debelina zaščitnega sloja 5 cm
30
60
120
Predelna mavčnokartonska stena
Obojestranska enojna plošča
Obojestranska trojna plošča
30
90
Obešeni mavčnokartonski stropovi
Od 30 do 90
ZAHTEVE GLEDE POŽARNE ODPORNOSTI ARMIRANOBETONSKIH
KONSTRUKCIJ
ZAŠČITA ARMIRANEGA BETONA
- Zaščita armature z dovolj debelim slojem betona.
Nenosilne stene
standardna požarna
odpornost
Nosilne stene
minimalna debelina
betonske stene (mm)
standardna požarna
odpornost
minimalna debelina
betonske stene (mm)
EI 30
60
REI 30
120
EI 60
80
REI 60
130
EI 90
100
REI 90
140
EI 120
120
REI 120
160
EI 180
150
REI 180
210
EI 240
175
REI 240
270
ZAHTEVE GLEDE POŽARNE ODPORNOSTI LESENIH KONSTRUKCIJ
LESENE KONSTRUKCIJE
- Hitrost pooglenevanja
- mehak les (smreka, jelka, bor) – 0,7-0,8 mm/min,
- trd les (hrast, kostanj, javor) – 0,5 mm/min.
- Požarna odpornost med 20 in 70 minutami.
- Med gorenjem nastaja zaščitna plast, ki ščiti notranjost.
- Pri 100°C se natezna trdnost v smeri vlaken zniža za 10%, upogibna trdnost za 30 %,
tlačna trdnost v smeri vlaken za 50% in modul elastičnosti od 30-50%.
ZAŠČITA LESENIH KONSTRUKCIJ
- Obloge (mavčno-kartonske).
- Premazi (površinski, globinska zaščita).
- Predimenzioniranje.
- Gašenje.