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.