PROCES SPALANIA I POŻAR
Proces spalania Spalanie jest procesem gwałtownego utleniania materiałów palnych, tzn. łączenia materiałów palnych z tlenem lub innymi utleniaczami, w wyniku którego wytwarzane jest ciepło, światło oraz produkty spalania: dymy i gazy. Aby proces spalania mógł zaistnieć, potrzebne są trzy składniki:* materiał palny, który może ulegać utlenianiu,* powietrze, które zawiera tlen,* źródło energii inicjujące zapalenie (np.: płomień zapałki, iskra elektryczna lub mechaniczna).
Spalaniu najczęściej towarzyszy płomień. Zjawisko to jest charakterystyczne głównie dla materiałów organicznych, które na skutek wzrostu temperatury rozkładają się i wytwarzają pary i gazy palne. Spalające się gazy i pary nad powierzchnią palnego materiału tworzą płomień. Spalanie może być oczywiście także bezpłomieniowe. Nazywamy je wówczas żarzeniem.
Materiały palne Wszystkie materiały możemy podzielić na: palne i niepalne. Materiał niepalny poddany badaniom w określonych warunkach i czasie nie zapala się. Nie wydziela też par i gazów, które mogą się zapalić, a także nie wydziela ciepła, które umożliwia podniesienie temperatury do określonej wartości.Materiał palny nie spełnia przynajmniej jednego z warunków określonych dla materiału niepalnego. Materiały palne dzielimy na: trudno zapalne i łatwo zapalne. Próbka materiału trudno zapalnego umieszczona w odpowiednich warunkach i poddana działaniu płomienia pali się w płomieniu, zaś po odsunięciu płomienia gaśnie. Próbka łatwo palna pali się także po odjęciu płomienia. Aby mogło dojść do rozpoczęcia procesu spalania, materiał musi osiągnąć temperaturę zapłonu lub zapalenia. Temperaturą zapłonu jest najniższa temperatura, przy której zgromadzone nad powierzchnią materiału palnego pary mogą palić się przez krótką chwilę w wyniku zetknięcia ze źródłem energii (płomykiem inicjującym). Temperaturą zapalenia jest najniższa temperatura, do której musi być ogrzany materiał palny, aby mógł się zapalić bez udziału otwartego ognia. Temperatura zapalenia zależy od stopnia rozdrobnienia materiału, rodzaju źródła ciepła i czasu jego oddziaływania.Podział pożarów na grupy W zależności od rodzaju materiału i sposobu jego spalania pożary możemy podzielić na cztery grupy: A, B, C i D.* Do grupy A zaliczamy pożary ciał stałych pochodzenia organicznego (np.: drewno, skóra, papier, węgiel, tkaniny naturalne), przy spalaniu których powstaje zjawisko żarzenia.* Do grupy B zalicza się pożary cieczy palnych oraz substancji stałych, które pod wpływem temperatury topią się. Substancje te to np.: benzen, etylina, alkohole, oleje, tłuszcze, smoła, parafina.* Do grupy C należą pożary gazów (np.: gaz ziemny, propan-butan, acetylen, wodór).* Grupę D tworzą pożary metali lekkich (sód, potas, magnez).
Zjawiska towarzyszące spalaniu W trakcie spalania wydzielają się substancje niekorzystne z punktu widzenia działań gaśniczych. Są to:* gazy palne, * gazy toksyczne, * dymy. Najczęściej wydzielającymi się gazami palnymi są: tlenek węgla i wodór. Tlenek węgla jest efektem spalania materiałów palnych przy niedostatecznej ilości powietrza. Gromadzące się w atmosferze pożaru w pomieszczeniu zamkniętym gazy pożarowe nagrzewają się do temperatury wyższej od temperatury zapalenia. Mogą jednak nie ulec zapaleniu z uwagi na niedobór tlenu. W przypadku otwarcia drzwi lub okna dochodzi do zapalenia się tych gazów. Do wydzielających się w środowisku pożaru gazów toksycznych najczęściej należą: związki chloru, które powstają w wyniku rozkładu powszechnie stosowanego tworzywa sztucznego - polichlorku winylu. Również niebezpieczny dla życia ludzkiego jest powstający przy niedoborze tlenu tlenek węgla (tzw. czad). Niepełne spalanie materiałów powoduje powstawanie dymów. Są to drobniuteńkie cząsteczki ciał unoszące się wraz z gazami pożarowymi w powietrzu. Dymy w bardzo dużym stopniu utrudniają działania ratowniczo-gaśnicze. Akcja w dymie wymaga nierzadko stosowania sprzętu ochrony dróg oddechowych. Ponadto tym ogranicza widoczność. Przy dużym zadymieniu jest ona wręcz zerowa.
Strefy pożarowe Strefy pożarowe są przestrzenią, w której powstał pożar i występują zjawiska mające wpływ na sytuację pożarową. Dzieli się je na:* strefę spalania,* strefę oddziaływania cieplnego, * strefę zadymienia. W strefie spalania następuje przygotowanie materiału do spalania oraz spalenie. W strefie oddziaływania cieplnego temperatura powoduje zagrożenie rozszerzenia się pożaru oraz zagrożenia dla życia i zdrowia ludzi. Wielkość tej strefy zależy głównie od rodzaju pożaru, temperatury spalania, wielkości strefy spalania i sposobów rozchodzenia się ciepła. Strefę zadymienia stanowi przestrzeń wypełniona dymem. W pożarach zewnętrznych strefa ta przekracza znacznie strefę oddziaływania cieplnego i zależy od ilości wydzielającego się dymu i warunków meteorologicznych.
Parametry rozwoju pożarów Rozwój każdego pożaru zależy od szybkości spalania, temperatury oraz intensywności wymiany gazowej. Szybkość spalania, która jest ilością spalonej substancji w jednostce czasu na określonej powierzchni, zależy od właściwości fizykochemicznych substancji, jej temperatury, wymiany ciepła, wymiany gazowej i warunków meteorologicznych. Drugim parametrem rozwoju pożaru jest jego temperatura. Temperatura pożaru wewnętrznego jest średnią temperatur w płonącym pomieszczeniu. Temperatura pożaru zewnętrznego, to temperatura płomienia, inaczej - strefy spalania. Kolejnym parametrem rozwoju pożaru jest intensywność wymiany gazowej. Wymiana gazowa to ruch ogrzanych produktów spalania przemieszczających się od sfery spalania na zewnątrz i dopływającego powietrza z zewnątrz do strefy spalania. Intensywność opisuje się ilością dopływającego powietrza w jednostce czasu w stosunku do powierzchni pożaru. Intensywność wymiany gazów jest oczywiście znacznie większa w przypadku pożarów zewnętrznych niż w przypadku pożarów wewnętrznych.
Omawiając pożar warto przytoczyć pojęcie rozprzestrzeniania się pożaru. Jest to przyrost parametrów geometrycznych takich jak: powierzchnia, objętość, obwód. Na rozprzestrzenianie się pożarów wpływa liniowa prędkość. Liniowa prędkość rozprzestrzeniania się pożaru jest stosunkiem drogi, jaką przebył płomień po płonącej powierzchni do jednostki czasu. Prędkość liniowa przy pożarach cieczy palnych jest nieporównywalnie większa, niż przy pożarach ciał stałych. W przypadku pożarów ciał stałych o kształtach przestrzennych największa jest prędkość liniowa przy ruchu z dołu do góry.
PRZYCZYNY POŻARÓW
W mnogości pożarów dostrzegamy różne przyczyny ich powstawania. Są wśród nich: wady i niewłaściwa eksploatacja urządzeń elektrycznych i ogrzewczo-kominowych, wady urządzeń technicznych, źle rozwiązane procesy technologiczne, wreszcie działanie sił przyrody, ale najwięcej pożarów wybucha na skutek ludzkiej lekkomyślności, a mianowicie: nieostrożności osób dorosłych.
Wśród tych przyczyn wyodrębniamy trzy zasadnicze grupy:
• nieostrożność przy posługiwaniu się ogniem otwartym,
• nieostrożność przy posługiwaniu się substancjami łatwopalnymi,
• nieostrożność przy prowadzeniu prac pożarowe niebezpiecznych.
Posługiwanie się otwartym ogniem
Otwartym ogniem w rękach człowieka są najczęściej zapalone zapałki, zapalniczki, tlące się papierosy i fajki. Pojawia się on w wyniku bezmyślności w różnych miejscach. Papierosy np. przypalane są i palone przez nieodpowiedzialnych ludzi w przeróżnych miejscach: w lasach podczas spacerów i grzybobrania, przy wysuszonym zbożu i na ścierniskach podczas prac żniwnych, w stodołach, oborach i budynkach gospodarczych podczas karmienia zwierząt itp. Nietrudno sobie wyobrazić, że rzucona nieopatrznie, nie dogaszona zapałka, strząśnięty, rozżarzony tytoń i porzucony niedopałek mogą zapalić suchą ściółkę leśną, słomę na polu, w stodole, czy oborze. Znacznie większe ryzyko spowodowania pożaru występuje, gdy nieostrożny człowiek jest pod wpływem alkoholu, a to, niestety, zdarza się nierzadko. Szczególnie niebezpieczne jest używanie otwartego ognia w miejscach podatnych na zapalenie i wybuch. Do miejsc tych można zaliczyć np. pomieszczenia magazynowe, gdzie przechowywane są substancje łatwopalne (kleje, farby, lakiery, rozpuszczalniki, palne materiały strzępiaste i inne), pomieszczenia produkcyjne i usługowe, w których do wytwarzania lub naprawiania różnych wyrobów i przedmiotów używa się substancji łatwopalnych. W tego typu pomieszczeniach obowiązuje bezwzględny zakaz używania otwartego ognia, a więc także palenia tytoniu, bowiem najmniejszy płomyk, rozżarzony popiół z papierosa, a nawet iskra może spowodować nie tylko zapalenie się wymienionych wyżej materiałów, ale również wybuch oparów wydzielających się z lakierów, farb, czy różnego rodzaju cieczy, par wymieszanych z powietrzem. Nierzadką przyczyną pożarów jest palenie ogniska bez zachowania wymaganych zasad bezpieczeństwa pożarowego. Wybuchają one przede wszystkim w lasach. Nie zważając na wymaganą, stumetrową odległość ognisk od lasu ludzie rozpalają ogień na skrajach lasów i na polanach. Palenie ognisk w lesie możliwe jest jedynie w miejscach wyznaczonych przez nadleśnictwo i odpowiednio przygotowanych (m.in. przez wybetonowane paleniska).
Podobnym zjawiskiem jest nagminne wypalanie zeschłych, ubiegłorocznych traw i pozostałości po uprawach rolnych. Osoby wypalające trawy chcą jak najmniejszym wysiłkiem oczyścić ziemię, a nie biorą pod uwagę, że ogień osłabia wartości gleby oraz niszczy niektóre gatunki roślin i drobne zwierzęta. Wypalanie zeschłych roślin kończy się niekiedy groźnym pożarem lasów i zabudowań znajdujących się w pobliżu. Ma to miejsce wówczas, gdy człowiek wypalający rośliny nie może poradzić sobie z opanowaniem rozszerzającego się ognia lub pozostawi wypalany teren bez opieki. Najsmutniejsze w tym zjawisku jest, że niektóre osoby, zwłaszcza dzieci, czynią sobie z wypalania zabawę. Używanie otwartego ognia, to także posługiwanie się świecami oraz lampami naftowymi i olejowymi. Nieumiejętne przyświecanie sobie w miejscach, gdzie znajdują się materiały łatwopalne czasami kończy się pożarem. Pożarem może skończyć się także wysypywanie nie wygaszonego popiołu z pieca. Zdarza się to zazwyczaj w gospodarstwach wiejskich. Wysypany na podwórze gorący popiół może być przemieszczony przez wiatr na znajdujące się przy budynkach inwentarskich pozostałości słomy, siana lub drobnego chrustu.
Nieostrożność osób przy posługiwaniu się substancjami łatwopalnymi
Pożarem może zakończyć się nieumiejętne posługiwanie się cieczami łatwopalnymi. Najczęściej do zagrożenia dochodzi podczas:
• rozpalania pieców przy użyciu cieczy łatwo zapalnej,
• prania odzieży w benzynie lub innym rozpuszczalniku,
• używania cieczy łatwopalnej do zmywania z podłóg różnego rodzaju nieczystości,
• przelewania płynów łatwopalnych w pobliżu źródła ognia lub w miejscu promieniowania cieplnego.
Podczas rozpalania ognia w piecu przy użyciu płynu łatwopalnego zdarza się nieostrożne przedawkowanie ilości cieczy, co powoduje gwałtowny rozwój ognia, zapalenie się palnej wykładziny na podłodze, a nawet odzieży na osobie rozpalającej ogień. Bywały przypadki, w których nieumiejętne rozpalanie ognia kończyło się nie tylko pożarem budynku, ale silnym poparzeniem lub śmiercią sprawcy pożaru. Podobne zagrożenie stwarza mycie w rozpuszczalnikach różnych przedmiotów i zmywanie brudnych plam z podłóg. W tych przypadkach także pojawia się elektryczność statyczna i możliwy jest przeskok iskry elektrostatycznej. Należy pamiętać także, że parująca z powierzchni podłogi ciecz palna może zetknąć się także z innym źródłem energii, np. zapalonym papierosem. Innym rodzajem zagrożenia wynikającego z nieostrożnego obchodzenia się z substancjami łatwopalnymi jest niewłaściwe posługiwanie się materiałami pirotechnicznymi. W ostatnich latach pojawiły się w handlu duże ilości sztucznych ogni, rac i petard. Nierzadko te niebezpieczne wyroby znajdują się w rękach osób nieodpowiedzialnych i dzieci. Odpalenie racy, której nie dogaszone fragmenty spadają na palne podłoże, niekiedy kończy się pożarem.
Nieostrożność osób dorosłych przy prowadzeniu prac pożarowe niebezpiecznych
Najwięcej pożarów w tej grupie wybucha na skutek:
- niewłaściwego prowadzenia prac spawalniczych (bez odpowiedniego przygotowania stanowiska pracy i bez przestrzegania określonych instrukcją przepisów),
- braku właściwego nadzoru nad pracami spawalniczymi,
- prowadzenia prac budowlanych z użyciem ognia w pobliżu materiałów palnych.
Podczas spawania przy użyciu elektrod dochodzi do rozpryskiwania się rozszerzonych drobin metalu, które w zetknięciu z palnym podłożem wywołują zarzewia ognia. Największe zagrożenie występuje w warsztatach, w których nierzadko podłogi zabrudzone są palnymi olejami, gdzie w różnych zakamarkach znajdują się brudne, nasycone rozpuszczalnikami i olejami szmaty. Dużo do życzenia pozostawiają także miejsca budowy, gdzie zalegają porozrzucane materiały i substancje palne, a obok nich prowadzone są wbrew przepisom prace spawalnicze, rozgrzewane za pomocą ognia smoły, lepiki itp. Scharakteryzowane skrótowo przyczyny powstawania pożarów na skutek nieostrożności ludzi wskazują, że groźba pożaru powodowana lekkomyślnością jest bardzo duża.
Przyczyny powstawania pożarów.Przyczyny powstawania pożarów mogą być różne, do najczęściej spotykanych zalicza się: 1. Nieostrożność osób dorosłych jak i dzieci przy posługiwaniu się ogniem otwartym np. płomieniem, zapałkami, papierosami itp.Przejawy nieostrożności to:- porzucanie nie wygaszonych papierosów i zapałek w otoczeniu materiałów palnych, - palenie tytoniu w miejscach podatnych na zapalenie i wybuch, - stosowanie ognia w otoczeniu par cieczy i gazów palnych, - palenie ogniska bez zachowania wymaganych zasad bezpieczeństwa przeciwpożarowego, - wypalanie traw i pozostałości po uprawach rolnych, - nieostrożne obchodzenie się ze świecami, lampami naftowymi itp. 2. Nieostrożność osób dorosłych jak i dzieci przy posługiwaniu się substancjami łatwopalnymi np.:- stosowanie płynów łatwo zapalnych do zmywania różnego rodzaju nieczystości (zmywanie podłóg), - pranie odzieży w benzynie lub innym rozpuszczalniku, - rozpalanie pieców przy użyciu cieczy łatwo zapalnej, - nieostrożne przelewanie cieczy łatwo zapalnej np. w pob1iżu źródła ognia i promieniowania cieplnego, - niewłaściwe posługiwanie się substancjami pirotechnicznymi (sztuczne ognie). 3. Nieostrożność osób dorosłych przy prowadzeniu prac pożarowo niebezpiecznych np.:- niewłaściwe przygotowanie stanowiska pracy do prowadzenia prac spawalniczych, a w tym nieprzestrzeganie reżimu przewidzianego w instrukcji, - brak właściwego nadzoru nad procesem spawalniczym, - prowadzenie prac remontowo - budowlanych z użyciem ognia w pobliżu materiałów palnych. 4. Wady urządzeń i instalacji elektrycznych oraz ich nieprawidłowa eksploatacja. Przykłady:- nieprawidłowo dobrana lub wykonana instalacja elektryczna, - przeciążenie instalacji elektrycznej, - wady i uszkodzenia instalacji jak i urządzeń, - nie usuwanie wad mających wpływ na awarie w instalacji elektrycznej, - eksploatacja prowizorycznych urządzeń elektrycznych np. tzw. "kablówek" z drutu aluminiowego podatnego na złamania, - eksploatacja punktów świet1nych (żarówek) w bliskiej odległości od materiału palnego, - samowolna, niefachowa naprawa instalacji i urządzeń, - naprawa bezpieczników drutem, - stosowanie palnych osłon na punkty świet1ne, - zewnętrzne mechaniczne uszkodzenia instalacji. 5. Wady elektrycznych urządzeń ogrzewczych oraz ich nieprawidłowa eksploatacja np.:- eksploatacja elektrycznych urządzeń grzewczych niesprawnych technicznie lub wykonanych prowizorycznie (samodzielnie), - pozostawienie bez dozoru przenośnych urządzeń grzejnych takich jak grzałki, czajniki, grzejniki, że1azka itp., - eksploatacja urządzenia grzejnego bez odpowiedniego zabezpieczenia na palnym podłożu lub w pobliżu materiału palnego. 6. Wady oraz nieprawidłowa eksploatacja urządzeń ogrzewczych na paliwo stałe, ciekłe i gazowe. Przykłady:- niewłaściwy dobór oraz stan techniczny urządzenia ogrzewczego (pęknięcia, nieszcze1ności, niewłaściwe podłączenia rur dymowych), - nie zachowanie wymaganej odległości urządzenia ogrzewczego od materiału palnego, - wysypywanie żaru piecowego (szlaki) w miejscu narażonym na zapalenie, - uszkodzenia kominów, palenisk, przewodów dymowych i spalinowych, - występowanie (wbudowanie) palnych elementów konstrukcyjnych (drewnianych) w kominie, - niewłaściwa obsługa urządzeń i instalacji na gaz propan - butan w butlach, (od1egłość od źródeł ciepła, nieszczelności itp.), - suszenie lub przechowywanie materiałów palnych jak odzież, surowce, paliwo w bliskim sąsiedztwie źródeł ognia i ciepła, - zbyt intensywne palenie w palenisku powodujące wydobywanie się iskier z komina lub zapalenie sadzy, - brak nadzoru nad piecami w czasie palenia w nich. 7. ...
tkjc