Égés és tűz fogalma Égés a levegő oxigénjével történő egyesülés (oxidáció), amely a szerves anyagokat visszafordíthatatlan folyamattal elbomlasztja. Tűz: - általában az égési folyamat kísérőjelensége - fizikai jelenség, éghető anyag fény- és hőhatással járó önfenntartó folyamata - addig tart amíg az égés feltételei fennállnak - folyamat végén égésgázok és éghetetlen
Az égés feltételei Az égés csak akkor indulhat meg és maradhat fenn, ha az éghető anyag és a levegő megfelelő mennyiségű oxigénje (oxidáló anyag), valamint ha az égés megindulásához szükséges gyulladási hőmérséklet azonos térben és időben rendelkezésre áll.
Az égés alapfeltételei: • Éghető anyag: gázzá tudjon alakulni • Oxigén (levegő): levegő 21 %-a oxigén 14-18 % között van - tökéletlen égés 10 % alatt van - megszűnik az égés • Gyulladási hőmérséklet Az égéshez vagy gyulladáshoz adott aktiválási energia szükséges
Különböző anyagú és méretű elemek tűzzel szembeni ellenállása
a) alumínium szerkezet; b) acélszerkezet; c) faszerkezet deszkaméretű elemekkel (26…52 mm); d) faszerkezet pallóméretű elemekkel (52…100 mm); e) hőmérsékletemelkedési görbe
Fa és fémszerkezetek viselkedése a tűzben
• Az el nem égett rész tejes • Extrém behajlások, torzulások értékű, nem torzul szerkezet • Előre nem látható hirtelen • A fa égési mechanizmusa ismert, az égési folyamat láncreakciószerű előre kiszámítható, tönkremenetel tervezhető
Fa- fém- és betonszerkezetek tűzzel szembeni tulajdonságai Faszerkezet • Pl. a lucfenyő hővezetési tényezője: 0,11-0,14 W/mK • csak a felületi réteg melegszik át • csak károsodott réteg szilárdsága csökken (a mag szilárdsága változatlan marad)
Vasbeton szerkezet • a vas hőtágulása kb. 2%-kal nagyobb a betonnál • a magas hőmérsékleten a vas szétnyomja a betont”kidagad”, szerkezet megrepedezik, szétporlik szárdságát elveszti • vasalás jól vezeti a hőt
Acélszerkezet • acél hővezetési tényezője: 45-55 W/mK (alumínium 237 W/mK) • A tejes keresztmetszet átmelegszik • Teljes keresztmeszet szilárdsága folyamatosan csökken
Fa-fém kapcsolatok
Tűzvédő festékkel védeni kell a faszerkezetek fémkapcsolatait
A fémszerelvény bevezeti a hőt szerkezetbe
A fa égéstermékei • Gázok
Elsőlegesen: széndioxid, szénmonoxid, víz (Egyéb el nem égett bomlástermékek: metanol, metán, hidrogén, formaldehid stb.) • Füst szilárd anyagai: korom, hamu
• Hamu: fa által feszívott ásványi sók oxidjai (kálium,kalcium, nátrium, foszfor stb.)
Szénmonoxid igen veszélyes(tökéleten égéskor keletezik):
0,02% konc. 2-3 óra alatt fejfájást,
0,16 % konc. 20 perc után ájulás, 2 óra után halál,
1,2% konc. 1-3 percen belül halál okoz(!) Ha bekerül a tüdőbe (vérbe) a szén-monoxid, akkor az sokkal jobban (240-szer erősebben) kötődik a hemoglobinhoz, mint az oxigénhez.
Égési folyamat részfolyamatai 1. anyag fokozatos felmelegedése 2. éghető anyag termikus bomlása (pirolízis) 3. meggyulladás (anyag tulajdonságaitól függ) 4. az égés maga 5. égés szétterjedése (sebessége az éghető anyag minőségétől függ)
A faanyag égése Faanyag égési zónái
Faanyag égési jellemzői: • egyletes sebességgel be • égési zónák párhuzamosan követeik egymást • a pirolízis zóna csak 1-1,5cm • faszén csak gyulladásig gátolja az égést • a nem károsodott farész teljes értékű • leégett részekkel csökken a faszerkezet önsúlya • meggyulladásáig endoterm, utána exoterm a folyamat • felmelegedésével a nem károsodott farész szilárdsága nő • többrétegű szerkezetek tűzállósági határértéke mindig nagyobb, mint az egyes rétegek tűzállósági határértékének algebrai összege
A faanyag égési szakaszai • Vízvesztés (100-110°C): elveszíti először a szabad, majd a kötött vizét. Alig észrevehető kémiai változások is végbe mennek. • Elszíneződés (110-150°C): a kémiai változások felgyorsulnak, először barnás, majd egyre sötétebb elszíneződést tapasztalható. Távoznak az illóolajok. • Szenesedés (150-200°C): a hosszú cellulózmolekulák feldarabolódnak és ennek eredményeképpen a felületre kilépő éghető gázok képződése felgyorsul. Határozott faszénképződés tapasztalható. • Lobbanáspont (200-260°C): a felszabaduló gázok összetétele megváltozik, mennyiségük is megnő. Az éghető bomlástermékek (szénmonoxid, hidrogén, metán stb.) mennyisége rohamosan növekszik. A felszabaduló égéstermékek gyújtóláng, szikra hatására belobbannak. • Gyulladás (260-290°C): a gáznemű bomlástermékek keletkezése olyan intenzív, hogy az égés folyamatos, a folyamat önfenntartóvá válik. • Öngyulladás (330-370°C): ha elegendő oxigén van a környezetben, a faanyag minden külső hatás (gyújtóláng) nélkül is belobban és folyamatosan ég. • Égés (400-500°C): egyre fokozódó hőmérséklet emelkedés tapasztalható, gázképződés eléri a maximumát. A faszénréteg kockásan, keresztirányban repedezik.
a
• Faszén égése (500°C felett): a gázképződés csökken és a korábban képződött szenek begyulladnak és elégnek. A hőmérséklet elérheti a 1000-1200°C-ot is. • Utóégés: a hőmérséklet meredeken csökken és utóégés, utóizzás után megszűnik az égés.
Fajok tűzzel szembeni ellenálló képessége jól ellenállóak:
akác, bükk, kőris, tölgy; közepesen ellenállóak:
erdei- és fekete fenyő, nyír, vörös fenyő; mérsékelten ellenállóak:
dió, cseresznye, lucfenyő; nem ellenállóak:
éger, hárs, jegenyefenyő, nyár.
A fa égését befolyásoló tényezők Sűrűség, szöveti felépítés:
elsősorban a gáz áteresztőképességtől függ
szálirányban gyorsabban terjed a tűz
Nedvességtartalom:
égés során a fában lévő nedvességtartalmat először fel kell melegíteni, majd gőzzé kell alakítani. Ez a folyamat jelentős mennyiségű hőt von el a fától. Extraakt anyagok:
pl.: gyanta - gyújtó hatású Méretek, tagoltság:
vékony faanyagokból készült mérnöki faszerkezetek kevésbé állnak ellen a tűznek A faanyag egészségi állapota:
korhadt, rovar rágta faanya beégési sebessége megnő
Tűzvédelmi célok Megelőzés: éghető anyagokat helyettesítsük más, nem éghető anyagokkal, szigeteljük el az égést lehetővé tevő anyagoktól (pl. nem éghető bevonatokkal), csökkentsük lángra lobbanásuk valószínűségét gyulladási hőmérsékletük növelésével (égéskésleltetés). Ha már a tűz fellépett: olyan kémiai tulajdonságú anyagok használata, amelyek lehetővé teszik az éghető anyag és az égést tápláló közeg egymástól való elválasztását, hűtik az égő anyagot, hogy annak hőmérséklete az anyag gyulladási hőmérséklete alá csökkenjék.
Tűzvédelmi előírások Az építményt úgy kell megtervezni és kivitelezni, hogy tűz esetén: • az építmény egy bizonyos ideig megőrizze teherbíró képességét, • korlátozva legyen a tűz és füst keletkezése és terjedése az építményben, • korlátozva legyen a tűz szomszédos épületekre való átterjedése, • az ott tartózkodók az épületet sértetlenül elhagyhassák, vagy ki lehessen őket menteni, • biztosítva legyen a tűzoltók biztonsága.
Tűzállósági fokozat „A” és „B” tűzveszélyességi osztály esetén I-II. • „C” tűzveszélyességi osztály esetén I-III. • „D” tűzveszélyességi osztály esetén I-IV. • „E” tűzveszélyességi osztály esetén I-V. •
I.: legnagyobb biztonságot adja magas épület, amelyben a tömegtartózkodásra szolgáló helyiség padlószint-magassága a 13,65m-t meghaladja II.: óvodák, szociális otthonok, valamint a középmagas épületek III.: társasházak, ha az épület legfelső használati szintje nem haladja meg a 13,65m-t IV.: pinceszinttel, földszinttel és egy emeleti szinttel rendelkező lakó- és üdülőépületek (családi házak) V.: egyszintes üdülő- és közösségi épületek, amelynek befogadóképessége legfeljebb 25 fő
„Nem azt kell megelőzni, hogy tűz legyen, hanem azt, hogy valaki meggondolatlanul kezdjen el építkezni. Ez az igazi megelőzés.” Horváth Lajos Országos Katasztrófavédelmi Főfelügyelőség
A faszereztek tűzvédelmének lehetőségei • Keresztmetszeti méretezés
teherhordó képességnövelése, kisebb beégési sebességű fafajok alkalmazása tölgy, akác stb.
• Építészeti megoldások
nem éghető szakaszok és egyéb a tűzterjedést csökkentő építészeti megoldások alkalmazása)
• Nem éghető anyaggal történő borítás
eléfalazás, tűálló anyaggal történő borítás, faváza könnyűszerkezetek esetén tűzálló gipszkarton, gipszkötésű rostlap, CK lap stb. alkalmazása
• Égéskésleltetővel történő felületi kezelés • Égéskésleltetővel történő telítés • Aktív tűz-, füstérzékelő és tűzoltó rendszerek beépítése
Tennivalók tűz esetén 1. Tűzriadó •Hívjunk segítséget! •Értesítsük a tűzoltóságot (105, 112), •A tűzjelzésnek tartalmaznia kell: – a tűzeset pontos helyét (cím, épület), – mi ég, mi van veszélyeztetve, emberélet van-e veszélyben, – a jelző nevét, a jelzésre használt készülék számát, Aki tüzet észleli, köteles azt elsősorban a tűzoltóságnak, a rendőrségnek, a mentőszolgálatnak vagy pedig a Polgármesteri Hivatalnak késedelem nélkül jelezni. A tűzoltóság közreműködése nélkül eloltott, vagy az emberi beavatkozás nélkül megszűnt vagy eloltott tüzeket kötelesek késedelem nélkül bejelenteni.
2. Menekülés, mentés • • • • • • • •
fegyelmezetten, pánikmentesen távozni az épületből, a legközelebbi kijáraton keresztül rászorulóknak segítséget kell nyújtani emeletről minden esetben a lépcsőházon keresztül (liftet ne használjuk) ha a lépcsőn a lejutás akadályozott felfelé is lehet menekülni (tetőre, szomszédos lépcsőházon keresztül a szabadba) füst ellen az orr, illetve a száj elé szorítsunk átnedvesített kendőt, törölközőt a forró füstgázok felülről rétegeződve telítik a helyiséget, így lehajolva biztonságosabban elhagyhatjuk a füsttel telített helyiséget a lakás elhagyása esetén lehetőleg gondoskodni kell a gáz és az elektromos áram főkapcsolójának elzárásáról informáljuk a kiérkező tűzoltókat a körülményekről, a bent tartózkodók hollétéről, közmű elzáró berendezések helyeiről
3. Tűzoltás - lehetőségekhez mérten
Alapja a három feltétel (az éghető anyag, az oxigén és a gyulladási hőmérséklet) valamelyikének kivonása az eseménysorból. Tűz észlelése esetén - a testi épség veszélyeztetése nélkül- kezdjék meg a tűz oltását. A tűz oltásában, az emberi élet és az anyagi javak mentésében mindenki köteles lehetőségeihez képest részt venni.
Gyúlékonyság vizsgálat Az anyagok gyúlékonyságát határozza meg, egy közvetlen gyújtóláng hatására. Megállapítható: • bekövetkezik-e gyulladás, • a láng tovaterjed-e a felületen, • a lehulló égő olvadékcseppek meggyújtják-e a próbatest alatt elhelyezett szűrőpapírt.
Nem-éghetőség vizsgálat A vizsgálat célja az építési anyagok „nem éghető” voltának meghatározása. A vizsgálat során egy függőleges elrendezésű izzítókemence segítségével megállapító, hogy a termék egyáltalán nem, vagy jelentős mértékben nem járul hozzá a tűz kifejlődéséhez.
Bombakaloriméter Az égéshő meghatározása szolgál. Biztosítja a termék szervesanyag-tartalmának tökéletes elégését, és az ebből felszabaduló hőmennyiség detektálását.
Hőkamera Az infra vörös sugarakat elektromos jelekké alakítja át, ezáltal azok láthatóvá válnak. Gyorsan és roncsolásmentesen feltérképezhetők az épületek gyenge pontjai és az energiaveszteségek.
SBI (Single Burning Item) Egy modellezett szobasarok, amelynek falait a vizsgálandó építési termék adja, amelyet „egy égő tárgy” hatásának teszik ki. A legtöbb mérési adatot a füstgáz-elvezető csőben mérik (hőmérséklet, O2-N2 koncentráció, relatív fényerősség, stb.).
