Požární ochrana 2010

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství a Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství Hasičský záchranný sbor Moravskoslezského kraje

Požární ochrana 2010 Sborník přednášek XIX. ročníku mezinárodní konference

Ostrava, VŠB - TU 8. - 9. září 2010

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství a Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství Hasičský záchranný sbor Moravskoslezského kraje Recenzované periodikum

Požární ochrana 2010 Sborník přednášek XIX. ročníku mezinárodní konference pod záštitou rektora Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava Prof. Ing. Ivo Vondráka, CSc. a generálního ředitele HZS ČR genmjr. Ing. Miroslava Štěpána

R A VA

OST

Ostrava, VŠB - TU 8. - 9. září 2010

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13 700 30 Ostrava - Výškovice Česká republika

Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství se sídlem VŠB - TU Ostrava Lumírova 13 700 30 Ostrava - Výškovice Česká republika

Hasičský záchranný sbor Moravskoslezského kraje Výškovická 40 700 30 Ostrava - Zábřeh Česká republika

Recenzované periodikum POŽÁRNÍ OCHRANA 2010 Sborník přednášek XIX. ročníku mezinárodní konference

Editor: doc. Dr. Ing. Michail Šenovský Pro SPBI vytiskl: Tiskárna Kleinwächter, Frýdek - Místek www.tiskarnaklein.cz

© Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství Nebyla provedena jazyková korektura Za věcnou správnost jednotlivých příspěvků odpovídají autoři ISBN: 978-80-7385-087-6 ISSN: 1803-1803

Odborný garant konference Chairman doc. Dr. Ing. Michail Šenovský - VŠB - TU Ostrava

Vědecký výbor konference Scientific Programe Committee doc. Dr. Ing. Miloš Kvarčák - děkan FBI, VŠB - TU Ostrava genmjr. Ing. Miroslav Štěpán - generální ředitel HZS ČR brig. gen. v z. prof. Ing. Rudolf Urban, CSc. - rektor Univerzity obrany st. bryg. prof. dr hab. inż. Zoja Bednarek - SGSP Warszawa prof. Dr. Ing. Aleš Dudáček - VŠB - TU Ostrava prof. Ing. Karol Balog, PhD. - STU Bratislava prof. Ing. Pavel Poledňák, PhD. - Žilinská univerzita Assoc. Prof. Dr. Ritoldas Šukys - TU Vilnius prof. Ing. Anton Osvald, CSc. - TU Zvolen Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hausladen - TU München Prof. Dr.-Ing. Gert Beilicke - Ingenieurbüro für Brand- und Explosionsschutz Leipzig prof. RNDr. Pavel Danihelka, CSc. - VŠB - TU Ostrava Prof. Dr. rer. nat. Tammo Redeker - Institut für Sicherheitstechnik Freiberg Prof. Dr. rer. nat. habil. Reinhard Grabski - Institut der Feuerwehr Heyrothsberge

Organizační výbor konference Organising Conference Committee doc. Ing. Vilém Adamec, Ph.D. - VŠB - TU Ostrava doc. Ing. Ivana Bartlová, CSc. - VŠB - TU Ostrava Ing. Petr Bebčák, Ph.D. - VŠB - TU Ostrava Ing. Isabela Bradáčová, CSc. - VŠB - TU Ostrava Ing. Lenka Černá - SPBI Ostrava doc. Ing. Jaroslav Damec, CSc. - VŠB - TU Ostrava doc. Ing. Miroslava Netopilová, CSc. - VŠB - TU Ostrava plk. Ing. Vasil Silvestr Pekar - TÚPO Praha Ing. Pavel Vaniš, CSc. - CSI, a.s. Praha plk. Ing. Vladimír Vlček, Ph.D. - HZS Moravskoslezského kraje

Studies on thermokinetic fire properties of thermoplastic bonded particle boards (WPC) 119 Studie termokinetických požárních vlastností termoplastových lepených dřevotřískových desek (WPC) Jaskółowski Waldemar, Borysiuk Piotr Organizácia velenia a riadenia zásahu pri zdolávaní požiarov a iných mimoriadnych udalostí 122 Organization of command and guiding of intervention at the process of tide fire over and different emergency situations Jaroslav Kapusniak, Milan Lanďák Ambivalence nanomateriálů z pohledu požární bezpečnosti 126 Ambivalency of nanomaterials from the view of fire safety Karel Klouda, Hana Kubátová, Jana Večerková Požární riziko u vybraných typů podzemních staveb Fire risk of selected underground structures types Karel Klouda, Petr Šarboch, Vlastimil Modroch, Kamil Podzemský

129

Příklady zdrojů antropogenních nanočástic - požár, chod dieselagregátů, doprava, apod. 131 Examples of the origin of anthropological nano particles in fires, diesel aggregates, transportation etc. Karel Klouda, Petr Otáhal, Josef Vošahlík, Ivo Burian The influence of the addition of methane on explosion parameters of coal dust 135 Vliv příměsi metanu na výbuchové parametry uhelného prahu Ivo Konderla, Aleš Bebčák, Roman Dubový, Damec Jaroslav Plány kontinuity činností a jejich použití při průmyslových haváriích 139 Business continuity plans and their apply to industrial accident Hana Kotulová Zavádění systému řízení kontinuity činností organizace 142 Implementation system of business continuity management Hana Kotulová Parkování vozidel s pohonem na plynná paliva v garážích 146 Parking of gas-fuelled vehicles in garages Václav Kratochvíl, Šárka Navarová, Michal Kratochvíl

Požáry ve výškových budovách Fire in tall buildings Václav Kupilík

178

Možnosti analýzy rizík v požiarnej ochrane Risk analysis possibilities in the fire protection Richard Kuracina

182

Potenciál ICT pro HZS a požární ochranu ICT potential for FRS and fire protection Luděk Lukáš

186

Reakcia na oheň vybraných retardačných úprav Reaction to fire selected retardants adjustments Linda Makovická Osvaldová, Stanislava Gašpercová, Marek Jančúch

189

Odezva konstrukce místnosti při výbuchu soustředěné nálože 192 Response of room structure under explosion of concentrated charge Daniel Makovička, Daniel Makovička Problematika povodní ve skotském městě Perth The flood problems in the scottish city of Perth Lenka Maléřová, Vilém Adamec

196

Stanovenie hasiacej účinnosti FE 36 CUP BURNER testom princíp hasenia plynnej halónovej hasiacej látky 199 Determination of extinguishing effect of FE 36 by CUP BURNER test - the principle of fire extinquishing of halon Iveta Marková Měření elektrostatického náboje pro potřebu požárně technických expertíz Measurement of electrostatic charge on the need for fire technical expertise Petr Michut, Otto Dvořák

203

Durability assessment of reinforced concrete building structures after fire 205 Stanovení trvanlivosti železobetonových stavebních konstrukcí po požáru Lidija Milosevic

Traumatologické plány - prvek havarijního plánování Traumatological planning - the element of the emergency planning Danuše Kratochvílová, Danuše Kratochvílová

150

Zvýšení požární bezpečnosti zastavěných území Increase in fire safety of built-up area Šárka Kročová

153

Stanovenie dolnej medze výbušnosti 1 - butanolu vo výbuchovej komore VK 100 na TU vo Zvolene, DF, KPO 208 Determination of lower exlosive limit 1 - butanol in the explosive chamber VK 100 at the Technical university in Zvolen, Faculty of wood sciences and technology, department of fire protection Eva Mračková

Bioterorismus III. Modelové šíření substituentu antraxu Bioterrorism III. Model spread of anthrax substituent Hana Kubátová, Karel Klouda, Hana Placáková, Tomáš Dropa, Martin Urban, Karel Bílek, Jitka Kalíková,

158

Evaluation of life and healt threats of fire brigade workers 212 Hodnocení ohrožení života a zdraví pracovníků jednotek PO Iwona Mulicka, Maksymilian Gajek Způsoby stanovení parametrů výbuchového zatížení Methods of assessment of explosion load parameters Miroslav Mynarz, Zdeněk Šimoník

Stanislav Lichorobiec Měření průběhu požáru v požárně technické komoře Measurement of Fire Process in the Fire-Technical Room Petr Kučera, Edita Bohuslavová

162

Perspektiva projektování residenčních sprinklerů v ČR 166 Perspective on design of residential sprinkles in Czech republic Petr Kučera, Petra Ščotková Požární inženýrství v České republice Fire engineering in Czech republic Petr Kučera, Tomáš Pavlík, Jiří Pokorný, Rudolf Kaiser

171

Rozšíření požadavků na zpracování dokumentace zdolávání požáru 175 Broadening of demands on the preparation of documentation on fighting a fire Petr Kučera, Radek Bohanes 8

215

Odber vzoriek elektrických zariadení pri zisťovaní príčin vzniku požiarov 218 Taking of samples of electrical equipment in the case of determination of fire causes Jozef Nemec Respirabilní vlákna ve stavebních materiálech a možné zdravotní riziko hasičů 223 Respirable fibres in construction materials and potential health risk of firefighters Miroslava Netopilová, Tereza Česelská Rýchlosť odhorievania alkoholov pre malé priemery požiarov 229 Burning rate of alcohol for small pool fires Miroslav Novotný, Ivana Tureková

Ostrava 8. - 9. září 2010

POŽÁRNÍ OCHRANA 2010

Studies on thermokinetic fire properties of thermoplastic bonded particle boards (WPC) Studie termokinetických požárních vlastností termoplastových lepených dřevotřískových desek (WPC) Jaskółowski Waldemar, Ph.D1 Borysiuk Piotr, Ph.D.

2

The Main School of Fire Service Słowackiego 52/54 Street, 01-629 Warsaw, Poland 2 Warsaw University of Life Sciences Nowoursynowska 166 Street, 02-787 Warsaw, Poland [email protected], [email protected] 1

Abstract Studies on thermokinetic properties of wood derived boards with plastic additives was carried out for three types of materials: control board (a traditional particleboard), polyethylene bonded particleboard and polypropylene bonded particleboard. Method “Cone calorimeter” was used as a tool. The examined material placed horizontally with reference to radiator was subject to thermal radiation flux with intensity of 30, 50 and 70 kW/m2. The combustion reaction was initiated by ignition. During tests, the following parameters were determined: time to ignition (TTI), heat release rate (HRR), total heat release (THR), average specific mass loss rate (MLR), average heat release rate to 180 s (from initiation), heat of combustion (HOC) Key words Fire properties, WPC, thermoplastic bonded particle board, cone calorimeter. Abstrakt Byly provedeny studie termokinetických vlastností desek materiálů na bázi dřeva s plastickými aditivy pro tři typy materiálů kontrolní vzorků (tradiční dřevotřísková deska), dřevotřísková deska lepená polyethylenem a dřevotřísková deska lepená polypropylenem. Jako nástroj byla použita metoda “Kónický kalorimetr”. Zkoumaný materiál umístěný horizontálně vzhledem k zářiči byl vystaven toku tepelného záření s intenzitami 30, 50 a 70 kW/m2. Spalovací reakce byla iniciována zapálením. Během testů byly stanoveny následující parametry: doba do zapálení (TTI), rychlost uvolňování tepla (HRR), celkové uvolněné teplo (THR), průměrná specifická rychlost ztráty hmoty (MLR), průměrná rychlost uvolňování tepla až 180 s (od iniciace), spalné teplo (HOC) Klíčová slova Požární vlastnosti, WPC, termoplastová lepená dřevotřísková deska, kónický kalorimetr. Introduction Production of wood derived boards makes a significant branch of woodworking industry. The boards are made for building purposes and used for furniture production mainly. The boards used as interior decorations, insulation, construction and lining elements must comply not only with high strength but with high fire resistance requirements also. Today, buildings and building materials must comply with high fire safety requirements. The new buildings and the existing ones must comply with the conditions as provided by fire protection regulations.

derived building elements do their utmost to ensure full safety by realization of the goals as mentioned above. To cope with various requirements and expectations, more and more new wood derived materials production technologies are come into being. Wood derived composites, joining wood with non wood materials, are one of the directions aimed at by woodworking industry. WPC (Wood Plastic Composites) are most widely used [1-9]. These are materials made on the basis of joining wood particles with thermoplastics. The WPC production market becomes more and more developing. The plastics used for this technology come from post production waste frequently. The production of WPC composites is thus quite substantial for protection of natural environment. In general it can be stated that WPC are characterized by low production costs, adequate strength and rigidity, biodegradation capacity, renewability and flexibility used during processing. WPC production process proceeds at two stages: (1) joining wood particles, thermoplastics and additional substances into uniform mixture, (2) forming a ready products from prepared mixture. The raw materials needed for WPC production are primary or recycled thermoplastics (polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride) [1-2]. Selection of thermoplastics depends on specific application of the product. Typical WPC is made during processes, applied in production of plastics, i.e extrusion or injection. Thermoplastics bonded particleboards can be made basing on the idea of WPC composites also. These are characterized by properties similar to WPC composites on one hand and to production of typical wood materials as far as technological process is concerned on the other. Composite materials, joining wood particles and thermoplastics (WPC or their derivatives) have not been widely used in Poland for building yet. To make it happen so, various scope of research is needed to confirm the properties adequate to start commercial production. Experimental Data Traditional particleboards (glued with urea-formaldehyde resin) and single layer thermoplastic bonded particleboards, i.e. polyethylene (PE) and polypropylene (PP) have been used for experiments. The boards have been made at Department of Wood Based Panels, Faculty of Wood Technology, Warsaw University of Life Sciences - SGGW. The PE and PP bonded particleboards were made with weight ratio of 30 % thermoplastics and 70 % pine chips, generated in industrial conditions of particleboard factory. Mixing of the components ( thermoplastic + wood chips) and formation of the boards was made manually with the use of a special mould. Compression was carried out by one shelf press, maintaining the following parameters: 1. pressing time: 10 min. 2. pressing unit pressure: 2.5 MPa 3. pressing temperature: 190 degrees C 4. cooling time (in a cold mould with assumed unit pressure): 10 min.

As far as fire safety is concerned, the materials used for building industry should be characterized by low combustion heat, low smoking intensity in fire conditions and toxicity of combustion products should be leas possible. Producers of wood Ostrava 8. - 9. září 2010

119


The boards were conditioned after manufacturing, in laboratory conditions, for 7 days and then samples for further examinations were taken. Experimental test were conducted accordance with ISO 5660-1 [10] (Fig. 1 and 2) in the Institute of Combustion and Fire Theory of the Main School of Fire Service in Warsaw. During tests, the following parameters were determined: time to ignition (TTI), heat release rate (HRR), total heat release (THR), average specific mass loss rate (MLR), average heat release rate to 180 s (from initiation), heat of combustion (HOC).

Fig. 5. Heat Release Rate of WPC; external heat flux 50 kW/m2

Fig.1. Cone calorimeter

Fig.2. The frame with burning of sample

The tests were conducted in accordance ISO 5660-1 on samples with dimensions of 100 mm x 100 mm x 10 mm (100 mm x 100 mm x 18 mm The tested material was mounted on a metal frame. The samples were affected by the external heat flux (infrared radiator) of 30, 50 i 70 kW/m with spark igniter. Results

Fig. 6. Total Heat Release Rate of WPC; external heat flux 50 kW/m2

The results are presented in fig. 3 - 8 and tab. 1.

Fig. 7. Heat Release Rate for WPC; external heat flux 70 kW/m2

Fig. 3. Heat Release Rate of WPC; external heat flux 30 kW/m2

Fig. 8. Total Heat Release Rate for WPC; external heat flux 70 kW/m2

Fig. 4. Total Heat Release Rate of WPC; external heat flux 30 kW/m2

120



Table 1. Average values of thermokinetic parameters for research materials according to cone calorimeter tests Parameter

Unit

Material

External Heat of Flux 30 kW/m2 Control particleboard

PE/wood

PP/wood

s

85

62

52

Average mass loss rate (MLR)

g/sm2

9,76

4,99

5,40

Average HRR T 180

kW/m2

104,50

157,11

147,46

Average Heat of Combustion (HOC)

MJ/kg

10,75

18,55

16,02

External Heat of Flux 50 kW/m2 Time to ignition (TTI)

s

27

22

18

Average mass loss rate (MLR)

g/sm2

8,77

6,01

7,65

Average HRR T 180

kW/m2

130,75

173,47

191,30


MJ/kg

11,63

18,88

18,99

External Heat of Flux 70 kW/m2 s

10

10

10

Average specific mass loss rate (MLR)

g/sm

12,26

8,57

10,08

Average HRR T 180

kW/m2

168,03

230,83

239,84


MJ/kg

11,04

19,95

17,88

2

6. The highest amount of the total heat released was observed for samples with addition of PE regardless of the radiative heat flux applied. References

Time to ignition (TTI)

Time to ignition (TTI)

5. The average heat of combustion in case of WPC samples was higher by 60 - 100 % when compared to the traditional particle board.

Conclusions From the above plots and table, the following conclusions could be drawn: 1. During tests it has been observed that the traditional particle boards are ignited and sustain flames after a longer period in comparison with the WPC materials. It is especially noticeable for exposures to the radiative heat flux of 30 kW/m2. 2. The analysis of HRR history (fig. 3-8) indicates that independently from the sample tested, there are two maximum peaks on the plot. The time to reach first peak is generally similar for all tested materials. 3. Materials with synthetic additions are showing higher HRR values when compared to traditional particle boards regardless to the level of the radiative heat flux applied.

[1] Borysiuk P., Mamiński M., Niecewicz D., Boruszewski P., Zado A.: Waste thermoplastics as binders for green and recycled wood bonding in particleboard manufacturing, International Panel Products Symposium, 2008. [2] Borysiuk P, Pawlicki J, Nicewicz D 2006: New types of raw materials in technologies of wood-based materials, Proceedings of COST Action E44-49 Wood Resources and Panel Properties, Valencia, pp. 277-281. [3] Clemons C.: Wood-plastic composites in the United States: the interfacing of two industries, Forest Product Journal, 2002; 52 (6): pp.10-18. [4] White R.H., Dietenberger M.A., Stark N.M.: Cone calorimeter tests of wood-based decking materials, In: Proceedings eighteenth annual BCC conference on flame retardancy. Stamford. CT; May 21-23, 2007, pp. 326-337. [5] Borysiak S., Paukszta D., Helwig M.: Flammability of wood polypropylene composites, Polymer Degradation and Stability, 91 (2006) pp. 3339 - 3343. [6] Wang Y.C., Wong P.M.H., Kodur V.: An experimental study of the mechanical properties of fibre reinforced polymer (FRP) and steel reinforcing bars at elevated temperatures, Composites Structures, 80 (1), pp. 131-140. [7] Pritchard G.: Two technologies merge: wood plastic composites, Reinforced Plastics 6 (2004), pp. 26-29. [8] Tangram Technology, Wood-plastic composites a technical review of materials, processes and applications, Tangram technology Ltd. Forest Products Laboratory, Wood–Plastic Composites, Tech line; 2002, COM-1 01/04. [9] Youngquist J.A, Myers G.E, Muehl J.H, Krzysik A.M: Composites from recycled wood and plastic, Report prepared for US Environmental Protection Agency, Cincinnati, Clemons CM (1994). [10] ISO 5660-1: 2002: Fire Tests - reaction to fire. Part 1: rate of heat release from building products (cone calorimeter).

4. Analysing the duration of the flaming combustion it can be stated that the combustion was sustained for longer periods in case of WPC materials.


121


Organizácia velenia a riadenia zásahu pri zdolávaní požiarov a iných mimoriadnych udalostí Organization of command and guiding of intervention at the process of tide fire over and different emergency situations Ing. Jaroslav Kapusniak1

Velenie a riadenie zásahu v HaZZ SR

Ing. Milan Lanďák

HaZZ SR je jednotne organizovaný zbor, ktorý je podriadený ministrovi vnútra Slovenskej republiky a v jednotlivých štruktúrach je tvorený [1]:

2

Krajské riaditeľstvo HaZZ v Žiline Námestie požiarnikov 1, 010 01 Žilina, Slovensko 2 Žilinská univerzita v Žiline, Fakulta špeciálneho inžinierstva Ul. 1. mája 32, 010 26 Žilina, Slovensko [email protected], [email protected]

1

Abstrakt Uvedený príspevok rieši problematiku riadenia zásahovej činnosti na rôznych stupňoch velenia. Hlavná priorita bola položená na porovnanie riadenia zásahov Hasičského a záchranného zboru Slovenskej republiky a systému velenia a riadenia hasičských jednotiek Poľskej republiky. Význam velenia a riadenia hasičských jednotiek je rozhodujúcim faktorom pri hasení požiarov a riešení iných mimoriadnych udalostí. Pri zdolávaní požiarov a iných mimoriadnych udalostí je dôležité určenie veliteľa zásahu, ktorý riadi celý jeho priebeh. V závere článku na základe podkladov z Poľskej republiky uvádzame návrh prevzatia velenia zásahu, ktorý závisí podľa veľkosti požiaru (plochy, objemu, počtu použitých prúdov) a podľa veľkosti technického zásahu. Podľa závažnosti zásahovej činnosti je nevyhnutné zdokonaľovať systém prevzatia velenia pri veľkých požiaroch a mimoriadnych udalostiach. Kľúčové slová Velenie a riadenie zásahu, veliteľ zásahu, požiare, mimoriadne udalosti. Abstract The article is focused on issue of intervention guiding on the different stages of command. The main priority was put on comparison intervention guiding of Fire and rescue brigade of Slovak republic and system of command and guiding fire units of Republic of Poland. The importance of command and guiding of fire units is the determining factor at the fire and emergency situation solving. At the solving stage of these situations it is important to assign commander of intervention who is guiding the whole process. In fine articles is proposal for take command over depends on scale of fire (surface, volume, number of streams used) and dimensions of technical intervention.

• prezídiom HaZZ, • krajskými riaditeľstvami HaZZ, • okresnými riaditeľstvami HaZZ, • pracoviskami HaZZ. Druhy hasičských jednotiek, ktoré sa v SR vyskytujú delíme do týchto základných skupín: • Hasičský a záchranný zbor (HaZZ) - je zložený z príslušníkov zboru a je zriadený osobitným predpisom, • Závodný hasičský útvar (ďalej len ZHÚ) - je zložený zo zamestnancov právnickej osoby alebo podnikajúcej fyzickej osoby, • Závodný hasičský zbor (ďalej len ZHZ) - je zložený zo zamestnancov právnickej osoby alebo podnikajúcej fyzickej osoby, • Hasičský a záchranný útvar (ďalej len HaZÚ) - je zložený zo zamestnancov mesta, • Obecný (Mestský) hasičský zbor (ďalej len OHZ) - je zložený z fyzických osôb. Základnou organizačnou zložkou hasičskej jednotky je družstvo. Družstvo tvorí veliteľ a ďalší traja až ôsmi členovia. Veliteľ zásahu (ďalej len VZ) je oprávnený rozdeliť jednotku, určiť vedúcich skupín a začleniť fyzické osoby do poskytovania pomoci. Družstvo sa pomocou hasičskej techniky a technických prostriedkov zúčastňuje zásahu [1]. Veliteľ zásahu (VZ) Veliteľom zásahu sa môže stať [2, 3]: Veliteľ družstva, veliteľ zmeny, veliteľ čaty alebo veliteľ hasičskej jednotky. Ak sa na zásahu nezúčastní ani jeden z nich, potom veliteľom zásahu je príslušník, zamestnanec alebo člen hasičskej jednotky určený ako veliteľ vozidla vyslaného na zásah. Svoje oprávnenia preukazuje nápisom Veliteľ zásahu umiestneným na viditeľnej časti výstroja. Povinnosti VZ [2, 4]:

According to importance of fire fighting activities it is inevitable develop system of command takeover at the large scale fore and emergency situations.

• zodpovedá za organizáciu činnosti hasičských jednotiek, za využitie ich vecných prostriedkov na mieste zásahu a kontrolu dodržiavania zásad bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci,

Key words

• dodržiava zásady prednostného velenia,

Command and guiding of intervention, intervention commander, fire, emergency situations.

• môže nariadiť v súvislosti so zdolávaním požiaru a pri cvičení hasičskej jednotky, aby sa z miesta zásahu vzdialili osoby, ktorých prítomnosť nie je potrebná,

Úvod Význam velenia a riadenia hasičských jednotiek je rozhodujúcim faktorom pri hasení požiarov a riešení mimoriadnych udalostí. Prvá časť príspevku analyzuje činnosti pri velení a riadení zásahovej činnosti Hasičského a záchranného zboru (ďalej len HaZZ) v Slovenskej republike. V druhej časti príspevku oboznamujeme so systémom velenia a riadenia hasičských jednotiek Poľskej republiky. Tretiu časť tvorí návrh spôsobu prevzatia velenia pri zdolávaní požiarov a mimoriadnych udalostí. 122

• zriaďuje riadiaci štáb pri zásahoch s nasadením veľkého počtu síl a prostriedkov hasičských jednotiek, • môže vyzvať fyzickú osobu, ktorá porušila predpisy o ochrane pred požiarmi, aby preukázala svoju totožnosť; ak ju hodnoverne nepreukáže, je oprávnený predviesť túto fyzickú osobu na útvar Policajného zboru, pričom táto fyzická osoba je povinná predvedenie strpieť.



Možnosti prevzatia velenia v SR Určenie VZ s prednostným velením, spôsob odovzdávania právomoci velenia a riadenia zásahu medzi hasičskými jednotkami v podmienkach Slovenskej republiky [2, 4]: • VZ HaZZ má prednosť pred VZ zo ZHÚ, okrem prípadu uvedeného v ďalšom bode, pred veliteľmi zásahu z OHÚ a z OHZ, • VZ zo ZHÚ má prednosť pred VZ z OHZ; ak je požiar v objektoch zriaďovateľa ZHÚ, má prednosť VZ z tohto útvaru pred všetkými veliteľmi zásahu z hasičských jednotiek, • VZ zo ZHZ má prednosť pred VZ z OHZ, ak je požiar v objektoch zriaďovateľa ZHZ, v ostatných prípadoch VZ OHZ má prednosť pred VZ ZHZ, • VZ z HaZÚ má prednosť pred VZ zo ZHZ a z OHZ. Pri zásahu dvoch alebo viacerých hasičských jednotiek rovnakého druhu je povinný prevziať velenie VZ z miestne príslušnej hasičskej jednotky. Prezident HaZZ, riaditeľ územne príslušného krajského riaditeľstva a riaditeľ územne príslušného okresného riaditeľstva sú oprávnení prevziať velenie zásahu alebo určiť VZ.

Organizácia hasičského zboru v Poľskej republike je delená na nasledovné úrovne [5]: • hlavné veliteľstvo na úrovni štátu, • vojvodské na úrovni vojvodstva (kraja), • okresné (mestské) na úrovni okresu. Pre potreby záchranných prác jednotky PSP tvoria nasledujúcu štruktúru [5]: 1) rota - dvojčlenná jednotka záchranárov, ktorí chodia na výjazdy alebo špeciálna záchranná skupina, ktorá vykonáva záchranné úlohy a zabezpečuje príslušenstvo osobnej ochrany, 2) zastep (družstvo) - jednotka s počtom od 3 do 6 záchranárov, 3) sekcia (oddiel) - 2 družstvá s počtom do 12 záchranárov, 4) pluton (čata) - oddiel v sile od 3 do 4 družstiev alebo dvoch sekcií s počtom od 15 do 21 záchranárov + VZ, 5) kompania (rota) - jednotka o sile 3 plutonov alebo 4 sekcií, 6) batalion (pluk) - jednotka v sile 3 a 5 kompanií + VZ, 7) brigáda - spojenie jednotiek a oddielov na území vojvodstva pre rozsiahle záchranné práce,

Preberajúci VZ oznámi prevzatie riadenia doterajšiemu VZ a podľa podmienok tiež príslušníkom, zamestnancom a členom zúčastneným na zásahu. Preberajúci VZ je súčasne povinný prevziať príslušné označenie Veliteľ zásahu.

8) špeciálna záchranná skupina - oddiel záchranárov, ktorí majú špeciálne školenie, vybavenie a zariadenia na vykonanie špeciálnych úloh. Záleží na type udalostí.

Ak preberajúci VZ neprevzal velenie zásahu takýmto spôsobom, nemôže vydávať rozkazy [3].

1) intervenčné - vykonáva sa v zóne ohrozenia, resp. bezprostredných záchranných prác, v ktorej je možnosť ohrozenia zdravia a života osôb, majetku, životného prostredia počas celej likvidácie alebo odsunu zariadenia, ako aj zabezpečenie bezpečnosti záchranárom. Intervenčnému veleniu podliehajú sily nie väčšie ako jedna kompania.

Pri hasení veľkých a zložitých požiarov a pri iných mimoriadnych udalostiach sa zriaďuje riadiaci štáb. Riadiaci štáb je súčasný sformovaný neštátny orgán. Zriaďovateľom riadiaceho štábu je VZ. Štáb je jeho pomocný orgán pri riadení hasičských jednotiek. Riadiaci štáb organizuje a zabezpečuje bojovú prácu hasičských jednotiek v súlade s rozhodnutiami, ktoré prijíma VZ [2, 4]. Veliteľ zásahu v rámci riadiaceho štábu [2, 4]: • VZ riadi náčelníka riadiaceho štábu a veliteľov zásahových úsekov. Ostatných členov riadiaceho štábu riadi náčelník riadiaceho štábu. • VZ prideľuje členom riadiaceho štábu potrebný počet príslušníkov, zamestnancov a členov hasičských jednotiek na zabezpečenie plnenia úloh riadiaceho štábu. • VZ má právo ústne odvolať náčelníka riadiaceho štábu a ktoréhokoľvek pomocníka náčelníka riadiaceho štábu alebo člena riadiaceho štábu a veliteľa zásahového úseku; vykonané zmeny uvedie v zázname o zriadení riadiaceho štábu a o týchto zmenách informuje náčelníka riadiaceho štábu a veliteľov zásahových úsekov. V pokynoch prezidenta HaZZ MV SR [6, 7] sú podrobne rozpracované jednotlivé stupne požiarnych poplachov a metodika vypracovania požiarneho poplachového plánu, ale velenie a riadenie zásahu nie je jednoznačne určené v uvedených dokumentoch. V Slovenskej republike je tento systém organizácie velenia a riadenia zásahu zaužívaný už dlhé roky (po II. sv. vojne). V spôsobe prevzatia velenia pri veľkých mimoriadnych udalostiach nie je tento systém jednoznačne daný. Velenie a riadenie zásahovej činnosti jednotiek protipožiarnej ochrany v Poľskej republike. V Poľskej republike jednotky protipožiarnej ochrany Państwowa Straż Pożarna (ďalej len PSP) majú obdobný systém prevzatia velenia, až na rozdiel, že u nás je VZ podľa príslušnosti oprávnený prevziať velenie, pričom v Poľsku je povinný prevziať velenie.


Typy velenia počas záchranných prác sa delia nasledovne [5]:

2) taktické - vykonáva sa na hranici zóny ohrozenia alebo za ňou počas celej taktiky vymedzenej stratégie a taktiež kontrolou nad intervenčným velením. Taktickému veleniu podliehajú sily o veľkosti nie väčšej ako jeden batalion. 3) strategické - realizované počas vymedzenia a prijatia potrebnej stratégie pri likvidácií ohrozenia, ako aj kontroly nad taktickým velením. Strategickému veleniu podliehajú sily o veľkosti prekračujúcej jeden batalion. Intervenčné velenie môžu vykonávať podľa poradia [5]: 1) veliteľ družstva, 2) veliteľ sekcie, 3) veliteľ zmeny, 4) hasič (príslušník) určený riaditeľom, veliteľom jednotky. V situácii, ak na mieste zásahu sú iba sily záchranných zložiek, ktoré nie sú jednotkami PSP, veliteľa záchranných prác určí riadiaci dôstojník okresného (mestského) operačného strediska, ak to nevyžaduje plán záchranných prác daného okresu [5]. Prevzatie velenia Intervenčné velenie sú povinní prevziať v poradí [5]: 1) oprávnený veliteľ z jednotky protipožiarnej ochrany, ktorá patrí do zboru, keď je miesto zásahu na jeho území, 2) hasič určený veliteľom jednotky, ktorá patrí do zboru, 3) hasič určený okresným (mestským) riaditeľom. Intervenčné velenie môže rovnako prevziať: 1) veliteľ OHZ podľa miesta zásahu, ak na zásahu sa zúčastňujú iba jednotky OHZ, 2) riaditeľ, veliteľ alebo iný vedúci, ak na záchranných prácach sa zúčastňujú iba Sily a prostriedky jednotky protipožiarnej ochrany patriacej do zboru.

123


Taktické velenie sú povinní prevziať v poradí [5]:

Udalosti, pri ktorých zasahujú hasičské jednotky sa delia na [2, 3, 5]:

1) veliteľ jednotky PSP, ktorému miesto zásahu patrí,

a. požiare: sú to nekontrolované procesy pálenia v mieste, kde sa nemá spaľovať (nemá uskutočňovať),

2) riaditeľ, veliteľ alebo veliteľ jednotky protipožiarnej ochrany patriacej do zboru, ak je miesto udalosti na jej území, 3) dôstojník určený okresným (mestským) riaditeľom, aby konal v jeho mene,

b. technické a ekologické zásahy: sú to iné udalosti než požiar, ktoré vznikajú z rozvoja civilizácie a prírodných ukazovateľov, ktoré ohrozujú život, zdravie a životné prostredie,

4) okresný (mestský) riaditeľ.

c. falošné poplachy.

Strategické velenie sú povinní prevziať v poradí [5]:

Rozdelenie požiarov podľa ich veľkosti:

1) dôstojník určený vojvodským (krajským) riaditeľom, aby velil v jeho mene,

• malý požiar - je vtedy, ak ostali spálené alebo zničené:

2) krajský riaditeľ, 3) dôstojník určený hlavným veliteľom PSP, aby velil v jeho mene, 4) hlavný veliteľ PSP. Strategické velenie je realizované zo stáleho miesta velenia, na ktorom je možnosť zasadnutia štábu, ako aj je umožnená spolupráca so špecialistami. Je postavené mimo zóny taktického velenia, alebo sa môže vykonávať z operačných stredísk PSP. Strategické velenie s využitím bataliónov centrálneho operačného odvodu je vedené prostredníctvom krajského riaditeľa, alebo veliteľa vojvodskej obvodovej brigády. Spustenie (začatie) strategického a taktického velenia nespôsobí ohraničenie povinností aké spočívajú na osobách (príslušníkoch), ktoré vedú intervenčné velenie. Prevzatie strategického, taktického a intervenčného velenia podlieha jednotke PSP, pod ktorú územie patrí alebo je to dané v určenej dokumentácií. Intervenčné a taktické velenie pri ktorom zasahuje viac okresov, patrí hasičskej jednotke pod ktorú patrí miesto udalosti. Ak typ a veľkosť udalosti prekračuje možnosti daného okresu VZ prostredníctvom okresného (mestského) riadiaceho dôstojníka, zvoláva jednotky z vojvodstva. Ak typ a veľkosť udalosti prekračuje možnosti vojvodstva VZ prostredníctvom vojvodského riadiaceho dôstojníka, zvoláva jednotky z územia republiky prostredníctvom štátneho centra koordinácie záchrany. V prípade mimoriadnych udalostí, kde je nasadené veľké množstvo síl a prostriedkov, zo zboru vojvodský (krajský) riaditeľ a hlavný riaditeľ PSP môže prijať rozhodnutie zvolania síl na úrovni vojvodstva a štátu bez zachovania určitých postupov. Jednotky zboru, ktoré sa zúčastňujú na záchranných prácach v morskej a leteckej doprave sa riadia podľa zvláštnych medzinárodných predpisov. Hlavným prvkom zboru, ktorý prijíma informácie o udalostiach sú operačné strediská na jednotkách PSP nazývané ďalej operačnými strediskami [1, 2, 5]. V Poľskej republike je tento systém organizácie velenia a riadenia zásahu taktiež zaužívaný už dlhé roky. Určenie spôsobu prevzatia velenia pri zdolávaní požiarov a iných mimoriadnych udalostí majú jednoznačne daný. Návrh spôsobu prevzatia velenia zásahu Význam velenia a riadenia hasičských jednotiek je rozhodujúcim faktorom pri hasení požiarov a riešení iných mimoriadnych udalostí. Preto je pri zdolávaní týchto mimoriadnych udalostí dôležité určenie veliteľa zásahu, ktorý riadi celý jeho priebeh. Pri rozdelení požiarov a technických a ekologických zásahov podľa ich veľkosti sme vychádzali z Poľského vzoru. Toto rozdelenie sme využili na návrh implementovania spôsobu prevzatia velenia v podmienkach HaZZ. Postup činnosti pre hasičské a záchranné zložky, ktorým velí VZ je takýto: Je dôležité porozumieť prijatiu prvotnej informácie o udalosti, zpohotovenie jednotky, výjazd, dojazd k udalosti so silami a prostriedkami, vykonanie nevyhnutných záchranných úloh a taktiež návrat síl a prostriedkov na hasičskú stanicu.

124

Pre potreby spracovania dokumentácie udalosti sa požiare delia [5]: a) objekty alebo ich časti, skladiská materiálov, stroje a zariadenia, suroviny, palivá o povrchu do 70 m2 alebo objemu do 350 m3 b) lesy, trávy, lesné a trávnaté porasty o povrchu do 1 ha • stredný požiar - je vtedy, ak ostali spálené alebo zničené: a) objekty alebo ich časti, skladiská materiálov, stroje a zariadenia, suroviny, palivá o povrchu od 71 m2 do 300 m2 alebo objemu od 351 do 1500 m3 b) lesy, trávy, lesné a trávnaté porasty o povrchu od 1 ha až 10 ha • veľký požiar - je vtedy, ak ostali spálené alebo zničené: a) objekty alebo ich časti, skladiská materiálov, stroje a zariadenia, suroviny, palivá o povrchu od 301 m2 do 1000 m2 alebo objemu od 1501 do 5000 m3 b) lesy, trávy, lesné a trávnaté porasty o povrchu od 10 ha až 100 ha • veľmi veľký požiar - je vtedy, ak ostali spálené alebo zničené s parametrami prevyšujúcimi predchádzajúci bod. Pri určovaní veľkosti požiaru skladu horľavých kvapalín alebo technologického zariadenia nastupujú iné kritériá pri veľkosti požiaru [5]: • požiar malý - ak zasahuje do 4 prúdov C, • stredný - 5 až 12 prúdov C, • veľký - 13 až 36 prúdov C, • veľmi veľký - viac ako 36 prúdov bez rozdielu na ich veľkosť. Rozdelenie technických a ekologických zásahov podľa ich veľkosti [5]: a) malé - akonáhle sú poškodené elementy zariadení, strojov, objektov, ktoré môžu zapríčiniť ohrozenie života, zdravia a majetku, b) lokálne - akonáhle sú poškodené časti objektov, budov alebo technických zariadení, ktoré spôsobia zastavenie prevádzky alebo stratu jeho funkčných vlastností, ktoré vytvoria ohrozenie života alebo majetku, c) stredné - akonáhle sa stane udalosť, ktorou je jednoznačné ohrozenie života, zdravia, majetku alebo poškodenie životného prostredia, ktoré je ohraničené v jednom objekte, alebo na malom území. d) veľké - akonáhle sa stanú nepredvídané udalosti, počas ktorej vystúpilo nejaké hromadné ohrozenie pre život, zdravie, majetok, ktoré je väčšej hodnoty alebo sa vyskytuje na väčšom území v prírodnom prostredí, e) gigantické alebo živelné pohromy - udalosti, ktoré sa stanú prírodnými katastrofami alebo vychádzajúce zo skutkov človeka, ktorých nástupom je univerzálne ohrozenie pre život, zdravie alebo majetok. Môže vystupovať v spolupráci v účasti uragánov (silný vietor), povodní, intenzívnom snežení, daždi, zemetrasení, výbuchu alebo veľkých chemických ekologických a radiačných udalostí, ktoré môžu ohroziť väčšie územie krajiny (napr. obce, mestá, ...). Ostrava 8. - 9. září 2010


Konkrétny návrh povinnosti prevzatia velenia pri zdolávaní požiarov Podľa tohto vzoru, by sme navrhovali povinnosť prevzatia velenia zásahu podľa veľkosti požiaru (plochy, objemu, počtu použitých prúdov) nasledovne: malý požiar: 1) oprávnený veliteľ hasičskej jednotky, keď je miesto zásahu na jeho území, 2) hasič určený veliteľom hasičskej jednotky, ktorá patrí do zboru, 3) hasič určený okresným riaditeľom; stredný požiar: 1) hasič určený veliteľom hasičskej jednotky, ktorá patrí do zboru alebo okresným riaditeľom, 2) dôstojník určený okresným riaditeľom, aby konal v jeho mene,

Záver V príspevku sa zameriavame na analýzu systému organizácie velenia pri zdolávaní požiarov a iných mimoriadnych udalostí v Slovenskej a Poľskej republike. Z dôvodu chýbajúceho systému povinností prevzatia velenia v podmienkach Slovenskej republiky, navrhujeme model prevzatia velenia pre veliteľa zásahu pri zdolávaní požiarov a mimoriadnych udalostí. Hlavný prínos vidíme v tom, že slovenský model nevyužíva nedeliteľnú právomoc VZ, tzn. neukladá povinnosť prevzatia velenia pri určitých stupňoch riadenia. Týmto sme sa snažili upriamiť pozornosť na to, že je to dôležitá súčasť efektívneho zdolávania požiarov a iných mimoriadnych udalostí. Zoznam literatúry [1] Zákon Národnej rady SR č. 315/2001 Z. z. o Hasičskom záchrannom zbore v znení neskorších predpisov. [2] Zákon NR SR č.314/2001Z. z. o ochrane pred požiarmi v znení neskorších predpisov.

3) okresný riaditeľ po jeho príchode na miesto zásahu; veľký požiar: 1) veliteľ hasičskej jednotky určený okresným riaditeľom, 2) dôstojník určený okresným riaditeľom, aby konal v jeho mene, 3) okresný riaditeľ po jeho príchode na miesto zásahu, 4) krajský riaditeľ; veľmi veľký požiar: 1) krajský riaditeľ, 2) dôstojník určený prezidentom HaZZ, aby velil v jeho mene, 3) prezident HaZZ. Návrh povinnosti prevzatia velenia pri zdolávaní technických a ekologických zásahov Uvedený návrh povinnosti prevzatia velenia pri zdolávaní požiarov by sme aplikovali i v skupine technických a ekologických zásahov, pričom navrhujeme zlúčiť kategórie malých a lokálnych technických a ekologických zásahov do jednej skupiny.

[3] Svetlík, J. - Gärtner, T: Vplyv disponibilných zdrojov na požiarisku na rozhodovanie veliteľa zásahu. In: Požární ochrana 2005 zborník prednášok: medzinárodná konference VŠB-TU 14.-15.9.2005, SPBI Ostrava, Ostrava, 2005. ISBN 80-86634-66-3-. [4] MV SR, Prezídium HaZZ, Metodické listy, pokyn Prezídia HaZZ č. 47/2009 zo dňa 18.09.2009, ktorým sa mení pokyn P HaZZ č.20/2007 o vydaní Takticko–metodických postupov vykonávania zásahov. [5] Poľská republika, Dziennik Ustaw, Nr 111, čiastka 1311, Rozporzadzenie Ministra Spraw Wewnetrznych i Administracji, z dnia 29. grudnia 1999 r. [6] Pokyn prezidenta Hasičského a záchranného zboru MV SR č. 20/2003 o obsahu a o postupe pri vypracúvaní požiarneho poplachového plánu. [7] Pokyn prezidenta Hasičského a záchranného zboru MV SR č. 39/2003 o obsahu a o postupe pri spracúvaní dokumentácie o zdolávaní požiarov.

Publikace z edice SPBI SPEKTRUM EDICE SPBI SPEKTRUM

24.

SDRUŽENÍ POŽÁRNÍHO A BEZPEýNOSTNÍHO INŽENÝRSTVÍ

IVANA BARTLOVÁ

NEBEZPEýNÉ LÁTKY I.

Nebezpečné látky I. Ivana Bartlová V průmyslu, v obchodě, při přepravě i v každodenní činnosti se setkáváme s nebezpečnými chemickými látkami a chemickými přípravky (toxickými, hořlavými, výbušnými apod.), které mohou mít negativní dopad na zdraví člověka i životní prostředí. Je důležité znát a v praxi dodržovat nová zákonná opatření, v souladu s požadavky Evropské unie, při nakládání s nebezpečnými chemickými látkami a chemickými přípravky. Jedná se především o požadavky vedení evidence, označování a balení, hodnocení nebezpečnosti a způsob klasifikace nebezpečných látek. Neméně důležitá je i znalost požadavků jejich bezpečné přepravy (ADR, RID), třídění a značení nebezpečného zboží i označení dopravních prostředků, přepravní doklady.Totéž platí i pro přepravu nebezpečných odpadů. Postupně prováděné úpravy, event. změny legislativy budou vhodně zapracovány. Využití uvedených možností získaní potřebných informací o nebezpečných látkách vytváří předpoklady pro snížení nebezpečí vzniku havárií a jejich dopadu na zdraví člověka, životní prostředí i ekonomiku.

2. vydání


cena 150 Kč Knihu lze objednat na www.spbi.cz nebo na tel.: 597322970 125


Ambivalence nanomateriálů z pohledu požární bezpečnosti Ambivalency of nanomaterials from the view of fire safety Doc. Ing. Karel Klouda, CSc., MBA, Ph.D.1 RNDr. Hana Kubátová

1

Ing. Jana Večerková, Ph.D.2 Státní úřad pro jadernou bezpečnost Senovážné nám. 9, Praha 1 2 VŠB - TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, Ostrava - Výškovice [email protected], [email protected], [email protected] 1

Abstrakt Příspěvek je zaměřen na další možné riziko nanomateriálů. Jedná se o fyzikálně-chemické riziko, tj. možnost vzniku požárů, exploze či neřízené reakce. Jako protiklad k tomuto riziku je možné využití nanomateriálů jako retardéru hoření u organických polymerů (nanoplnidlo, nanokompozit). Příspěvek uvádí i zkušenosti z možností využití fullerenu jako retardéru hoření. Klíčová slova Nanomateriál, požár, exploze, nanokompozit, retardér hoření. Abstract The article is focused on another possible risk of nanomaterials. The matter is physico-chemical risk, in the concrete possibilities of setting on fire, explosion or uncontrolled reactions. Contrary to these possibilities there is option to use nanomaterials as flame retardant of organic polymers (nanocomposite). Experience with application of fullerenes as fire retardant are cited in the end of the article. Key words Nanomaterial, fire, explosion, nanocomposite, flame retardant. Úvod O nanotechnologiích se hovoří jako o fenoménu konce 20. a počátku 21. století. Tomu odpovídá i obrovský nárůst podpory výzkumu v dotčených oblastech. Nejméně třicet pět států vyhlásilo národní program výzkumu a inovací nanomateriálů a nanotechnologií. Dle výzkumu Evropské komise k ekonomickému rozvoji nanotechnologií je již nyní zřejmá jejich vysoká komercializace. Do budoucna se očekává, že nanotechnologie budou mít podstatný dopad na světovou ekonomiku. Rozvoj nanotechnologií nelze zastavit. Již dnes v podstatě nenajdeme odvětví, kde by nenašly své uplatnění. Nanočástice, jako podskupina nanomateriálů mající všechny tři rozměry menší než 100 nm, se v přírodě nacházejí odnepaměti. Vznikaly nejprve erozí, při erupcích sopek, požárech, rozkladem organických látek, vytvářela je mořská sůl či biologické produkty. Následně vznikaly také antropogenní činností (tepelné elektrárny, automobilismus, spalovny, apod.) a v poslední době jsou vytvářeny cíleně v laboratořích či ve výrobě [1]. Při výrobě nanomateriálů se využívají dva základní procesy. Postup „TOP-DOWN“ představuje rozrušování „velkých“ kusů materiálů, zatímco při postupu „BOTTOM-UP“ jsou jednotlivé atomy a molekuly spojovány do větších nanostruktur. Lze při nich využít tři cesty, a to chemickou (např. redukce), fyzikální (např. výroba s využitím laseru) a mechanickou (např. vysoce energetické řezání). Po záporných zkušenostech s některými látkami (např. DDT, PCB, dioxiny apod.) se světová veřejnost snaží apelovat na výzkumná centra i výrobce, aby v případě nanomateriálů a 126

nanotechnologií zachovávali tzv. princip předběžné opatrnosti, např. Evropský parlament 15. 10. 2009. Pokud si položíme otázku, jaká potenciální nebezpečí nanomateriály představují, zjistíme, že je lze rozdělit na - nebezpečí pro zdraví (toxicita), - nebezpečí pro životní prostředí (ekotoxicita), - fyzikálně-chemické nebezpečí, tj. vznik požárů, exploze, neřízená a nežádoucí reakce. První dva potenciální zdroje nebezpečí spolu velmi úzce souvisí, protože právě výskyt nanočástic ve složkách životního prostředí umožní jejich kontakt s živými organismy. Přítomnost nanočástic v živém organismu navozuje řadu interakcí mezi jejich povrchem a biologickými systémy. Tyto interakce mohou vést ke vzniku proteinových koron, obalování částic, vnitrobuněčné absorpci a biokatalytickým procesům, které následně mohou mít kladný či záporný efekt z pohledu toxicity [2]. Fyzikálně-chemické nebezpečí nanomateriálů (nanočástic) Fyzikálně-chemické nebezpečí představuje především výroba nanočástic systémem „TOP-DOWN“, kdy nanočástice vznikají mechanickou cestou tj. např. broušením, řezáním, supermletím apod. Zde je nutné si připomenout a uvědomit, že nanočástice jsou přítomny v podstatě ve všech prašných provozech, kde dochází např. k obrábění kovů, opracování dřeva, mletí, broušení, svařování, apod. Jejich počet a reaktivita jsou ovlivněny stupněm vzájemné agregace nebo aglomerace. Obecně je pro prachovzdušné směsi typické, že nejsou v čase ani místě stálé, homogenní. Na výbušnost hořlavého prachu má podstatný vliv velikost částic. Obecné nebezpečí výbuchu se zvýší snížením velikosti částic [3]. Toto tvrzení je experimentálně prověřeno u mikročástic a lze předpokládat, že tento trend bude pokračovat i u částic rozměru nanometrů. Hodnoty pro cmin a MIE (minimální iniciační energie) se proto budou nacházet mezi hodnotami mikročástic a plynem. Aproximaci hodnot cmin a MIE pro nanopolyetylen z hodnot pro mikropolyetylen a etylen-plyn provedl Dobashi [4] a předpokládá limitování k hodnotám hořlavého plynu. Jsou-li nanočástice v prostoru rozptýleny, může po iniciaci dojít k explozi, nebo nejprve dojde k jejich aglomeraci (agregaci) s mikročásticemi, k následnému usazení na površích a po iniciaci může rovněž dojít k požáru. Řada nanočástic např. Fe, Ni, Al, Mn, Co, Cu, Zr podléhá samovznícení a díky svému velikému povrchu jsou katalyticky aktivní a tím mohou iniciovat nekontrolovanou reakci s exotermním průběhem. Nanočástice samy o sobě jsou reaktivnější než jejich makroverze stejného chemického složení. Jako příklad lze uvést oxidaci nCu, která probíhá při teplotě o 100 °C nižší než u vlastní mědi, nNi např. bouřlivě reaguje s kyselinami, NH4NO3, ClO4¯, P, Se, či s CO za vzniku vysoce toxického plynu. Domníváme se, že u řady požárů vzniklých v prachových provozech sehrály nanomateriály (nanočástice) svoji zápornou roli. Problémem souvisejícím s nanočásticemi, a to jak ve vztahu k nebezpečí vůči zdraví, životnímu prostředí, tak našemu diskutovanému nebezpečí, je dostupnost údajů o jejich množství, velikosti povrchu, složení povrchu apod. Měřící technika je finančně náročná, rovněž není standardizován způsob měření a přípustné toxické koncentrace, cmin, MIE apod. Jak bylo uvedeno výše, prozatím se pro práci s nanočásticemi všeobecně doporučuje dodržovat „princip předběžné opatrnosti“. Ostrava 8. - 9. září 2010


V dřívějších publikacích [2, 5] jsme podrobně uvedli oblasti, vlastnosti a činnosti, které by měly být analyzovány jako minimum při vyhledávání a hodnocení rizik požáru a výbuchu v provozech, kde se mohou vyskytnout nanočástice buď jako hlavní produkt výroby (nFe, Nanoiron s.r.o.) či jako součást „prachu“ při jiných výrobách či pracovních operacích.

Příklady naměřených grafů rychlosti uvolňovaného tepla v závislosti na obsahu kompositu (SWNT a MWNT) v polymeru polymethylmetakrylátu (PMMA) a polypropylenu (PP), jsou na obr. 2 a 3. 1400 PMMA

Jedná se minimálně o tyto oblasti, vlastnosti a činnosti:

1200

PMMA/SWNT (0,1 %)

2

- výrobní proces

Heat Release rate [kW/m ]

- charakteristika nanosloučeniny - pracovní metody - prostředí - možné iniciační zdroje - ventilace provozu. Využití nanočástic jako retardérů hoření Zcela v protikladu s předcházející částí příspěvku se může jevit možnost použití nanomateriálů jako retardérů hoření. Nanokompozity jsou nové materiály, které v současné době podléhají intenzivnímu výzkumu a slibují rozsáhlé aplikace [6]. Jedná se o materiály, které jsou tvořeny polymerní matricí a nepolymerní složkou - plnivem, přičemž toto plnivo má alespoň jeden z rozměrů nano. Může se jednat o izometrické nanočástice, nanotrubičky či nanovrstevnaté nanočástice. V současné době se největší pozornost výzkumu a průmyslu soustředí na nanokompozity tvořené plastem a vrstevnatým silikátem. Mezi nejvýznamnější vrstevnaté silikáty patří montmorillonit, saponit, muskovit apod.

- interkalované nanokompozity - zvločkovatělé nanokompozity - exfoliované nanokompozity. Nanokompozity mají lepší mechanické a materiálové vlastností než samotné polymery. To se vztahuje i na tepelnou odolnost. Zvýšení tepelné stability je dosaženo tím, že jíl působí jako izolátor a bariéra pro transport hmoty. Nízkou hořlavost způsobuje vysoce uspořádaný C-silikát. Ten vzniká na povrchu během hoření a působí jako bariéra pro transport hmoty a energie [6]. Další studované retardéry hoření na bázi nanočástic byly šupiny křemene [7], oxidy kovů TiO2, Fe2O3 [8] a nanočástice na bázi uhlíku. Jedná se o oxidovaný grafit, uhlíkaté nanotrubky jednostěnné SWNT a vícestěnné MWNT a uhlíkatá vlákna.Ve většině případů byla prokázána zlepšená tepelná stabilita polymerů a výrazné snížení rychlosti uvolňovaného tepla [9, 10]. Důležitý je stupeň disperse nanočástic u polymeru [9].

PMMA/SWNT (0,2 %)

800 PMMA/SWNT (1 %)

600 PMMA/SWNT (0,5 %)

400

200 0 50

0

100

150

200

250

300

Time [s] Obr. 2 Efekt koncentrace SWNT v polymeru PMMA [9] 3500

3000 2

Heat Release rate [kW/m ]

Vrstevnaté silikáty jsou krystalické struktury složené z vrstev, které tvoří čtyřstěnné křemíkové atomy složené do osmistěnných vrstev hliníkového nebo hořečnatého hydroxidu. Jsou to v podstatě látky z kategorie jílů. V závislosti na mezifázové interakci mezi polymerní matricí a vrstevnatým silikátem existují tři typy nanokompozitů (obr. 1):

1000

2500 2000

1500 PP/MWNT (4 %)

1000

PP/MWNT (2 %)

PP/MWNT (0,5 %)

500

PP/MWNT (1 %)

0 0

100

200

300

400

500

600

700

Time [s] Obr. 3 Efekt koncentrace MWNT v polymeru PP [10] Dílčí výsledky našich experimentů s využitím nanočástice uhlíku-fullerenu v oblasti požární ochrany

vrstevnatý silikát

ově separovaný kompozit

polymer

interkalovaný kompozit

Prokázali jsme zvýšené hasící schopnosti aerosolu, který byl vyvinut z pyrotechnické složky obsahující řádově jednotky procent fullerenu [11]. Impregnací papíru roztokem fullerenu se snížila rychlost šíření plamene [11]. V současné době se fulleren a jeho hydroxyderivát připravený naší metodikou tj. působením peroctové kyseliny [12] zavádí do nanovláken různých polymerů a to na pracovišti Technické univerzity Liberec.

exfoliovaný kompozit

Obr. 1 Typy kompozitů na bázi polymer/vrstevnatý silikát


Pro ilustraci je na obr. 3 uveden snímek z elektronového mikroskopu nanovlákna polyvinylalkoholu (PVA) s obsahem C60. V současné době probíhají testy na tepelnou odolnost a biologickou aktivitu takto připravených nanokompozitů [13].

127


Závěr V tomto příspěvku je upozorněno na fyzikálně - chemické nebezpečí nanočástic. Musíme připustit, že zatím nelze potvrdit naší hypotézu, že řada požárů či explozí prachů či pracho-vzdušných směsí byly aktivovány přítomnými nanočásticemi. Přesto nebo právě proto práce s nanomateriály vyžaduje zvýšenou pozornost. Jako ambivalence je uveden jeden ze směrů aplikací nanočástic jako retardérů hoření plastů a prezentovány naše směry výzkumu v této oblasti.

[3] Kořínek, K.: Požárně technické charakteristiky prachů a jejich význam v technické praxi, CHE Magazín 6, ročník XVI, str. 8-10, 2006. [4] Dobashi, R.: Risk of dust explosions of combustible nanomaterials, Journal of Physis, Conf. Ser. 170, 2009. [5] Klouda, K., Kubátová, H.: Vyráběné nanomateriály: Analýza rizik jejich přípravy, dopadu na zdraví a životní prostředí, časopis JOSRA 3/2009, ISSN 1801-03434. [6] Dráňová, R.: Interakce molekulární látky a polymeru v nanokompozitním materiálu, Bakalářská práce 2006, Univerzita T. bati ve Zlíně, Fakulta technologická. [7] Kashiwagi, T.; Morgan, A: B.; Antonucci, J: M.; Vanlandingham, M: R.; Harris, R. H.; Awad, W.H.; Shields, J. R.: Thermal and flammabolity properties of a silicapoly(methylmethacrylata) nanocomposite. J. Appl. Sci. 2003, 89, 2072-2078. [8] Laachachi, A.; Leroy, E.; Cochez, M.; Ferriol, M.; Lopez Cuesta, J. M.: Use of oxide nanoparcicles and organoclays to improve thrmal stability and fire retardancy of poly(methyl methacrylate). Polym. Degrad. Stab. 2005, 89, 344 - 352. [9] Kashiwagi, T.; Du, F.; Winey, K. I.; Groth, K. M.; Shields, J. R.; Bellayer, S. P.; Kim, H.; Douglas, J. F.: Flammability properties of polymer nanocomposites with single-walled karbon nanotubes: effects of nanotube dispersion and concentration. Polymer 2005, 46, 471 - 481. [10] Kashiwagi, T.; Grulke, E.; Hilding, J.; Groth, K.; Harris, R. H.; Butler, K.; Shields, J.; Kharchenko, S.; Douglas, J.: Thermal and flammability properties of polypropylene/karbon nanotube nanocomposites. Polymer 2004, 45, 4227 - 4239.

Obr. 3 Elektronový snímek nanokompozit PVA s C60 Literatura [1] Klouda, K.: Fullerenové nanočástice jako možné produkty hoření, a to i ve vazbě na environmentální problémy obecných nanosloučenin, Spektrum 2/2009, str. 50 - 55, ISSN 1211-6920. [2] Klouda, K., Kubátová, H., Večerková, J.: Záměrně vyráběné nanomateriály. Návrh metodiky řízení rizik při produkci a manipulaci s nimi. Ochrana obyvatel 2010, Ostrava, sborník str. 138-151, ISBN: 978-80-7385-080-7, ISSN 1803-7372.

[11] Klouda, K. et al.: Role fullerenu C60 při aerosolovém způsobu hašení, Požární ochrana 2009, Ostrava, sborník str. 260 - 264, ISBN: 978-80-7385-067-8, ISSN 1803-1803. [12] Beranová, E.; Klouda, K.: C60 Fullerene derivate Preparation of water-soluble fullerene derivate in reaction with peracetic acid, Nanocon 2009, sborník str. 139 - 148, Rožnov pod Radhoštěm 2009, ISBN: 978-80-87294-12-3. [13] Beranová, E.; Klouda, K.: Nepublikované výsledky 2010.


25.


kolektiv autorĤ

LIKVIDACE ROPNÝCH HAVÁRIÍ

Likvidace ropných havárií kolektiv autorů Publikace je zaměřena na problematiku úniku nebezpečných kapalin ze zařízení, jejich čerpání, zachycování a likvidaci. Publikace předkládá základní příčiny úniku nebezpečných kapalin, charakterizuje jejich negativní vliv na okolí a za-bývá se právními aspekty havárií s úniky nebezpečných kapalin. Dále předkládá postupy čerpání kapalin z nádrží a uvádí opatření ke snížení rizik vznikají-cích při těchto činnostech. Následně se zabývá problematikou utěsňování míst úniku nebezpečných kapalin ze zařízení a zachycováním kapalin. Uvádí nejčastěji používané sorbenty a prostředky určené k zachycování kapalin, jejich vlast-nosti a příklady použití.

cena 130 Kč Knihu lze objednat na www.spbi.cz nebo na tel.: 597322970

128



Požární riziko u vybraných typů podzemních staveb Fire risk of selected underground structures types Doc. Ing. Karel Klouda, CSc., MBA, Ph.D.1 Ing. Petr Šarboch2 Ing. Vlastimil Modroch2 Ing. Kamil Podzemský, CSc.3 Státní úřad pro jadernou bezpečnost Senovážné náměstí č.9, Praha 1 2 Hlavní báňská záchranná stanice Praha a.s. 3 Energie - Stavební a báňská a.s. Praha [email protected] 1

Abstrakt Příspěvek analyzuje získané výsledky z prověrek konkrétních staveb rozdělených podle typů v souladu s platnou legislativou. Jsou vyhledána, identifikována a stanovena požární rizika spojená s existencí těchto staveb, technologií, jejich provozem a lidským selháním. Klíčová slova Podzemní stavby, požární riziko, provoz a technologie. Abstract The contribution analyzes results gained through inspections of certain buildings. These buildings were sorted out in compliance with effective legislation. There were found and identified fire risk following from being of these underground structures, emerging from used technology, operation of these structures and finally connected with human error. Key words Underground structures, fire risk, operation and technology. Úvod V předcházející publikaci [1] a na 4. Mezinárodní konferenci o báňském záchranářství v Hradci nad Moravicí (IMRB) v září 2009 jsme prezentovali návrh systému hodnocení stupně bezpečnosti podzemních staveb. Podzemní stavby jsou velmi citlivým místem pro selhání provozu, technologii, vůči sabotáži, kriminálnímu činu či teroristickému útoku s dopadem na narušení infrastruktury např. u velkých měst (metro, kolektor, apod.).

Význam a následně zvýšení bezpečnosti podzemních staveb se odrazilo v přijaté legislativě a to v zákoně č. 376/2007 Sb., který mění zákon č. 61/1988 Sb., o hornické činnosti, výbušninách a o státní báňské správě, ve znění pozdějších předpisů. Podzemním stavbám se věnuje § 37, který má následující znění: Za podzemní objekty se pro účely tohoto zákona považují tyto podzemní prostory vytvořené ražením: a) tunely a štoly, pokud jejich délka přesáhne 50 m, a tunely a štoly metra, b) kolektory, včetně jejich hloubených částí a spojovacích šachet, c) jiné prostory o objemu větším než 1000 m3 zpřístupněné veřejnosti nebo využívané k podnikatelské činnosti, d) stavby pro účely ochrany obyvatelstva, e) kanalizační stoky o světlém průřezu větším než 2 m2, pokud jejich délka přesahuje 50 m, f) odvodňovací a vodovodní štoly o světlém průřezu větším než 2 m2, pokud jejich délka přesahuje 50 m, g) stará nebo opuštěná důlní díla zpřístupněná veřejnosti. Zákon rovněž ukládá provozovateli či vlastníku podzemních objektů udržovat tyto objekty v bezpečném stavu, ustanovit odpovědnou osobu, provádět prohlídky k ověření bezpečného stavu podzemního objektu prostřednictvím organizace, která má oprávnění vykonávat báňskou záchrannou službu. V zákoně je zmocnění pro Český báňský úřad ke stanovení prostřednictvím vyhlášky lhůty pro provádění prohlídky podzemních objektů uvedených v § 37 zákona a způsob ověřování jejich bezpečného stavu. Na základě zmocnění v zákoně vydal Český báňský úřad vyhlášku č. 49/2008 Sb., o požadavcích k zajištění bezpečného stavu podzemních objektů, která stanoví lhůty prohlídek podzemních staveb a způsob ověřování jejich bezpečného stavu. Bezpečný stav je ověřován prohlídkami. Při prohlídce se ověřují, doplňují či upravují identifikační údaje o podzemním objektu (příloha č. 1 vyhlášky) a hodnocení míry rizika podzemního objektu (příloha č. 2 vyhlášky), kde jsou uvedeny příklady možných rizik a hodnotí se jejich stupeň. Ověření bezpečného stavu podzemního objektu se provádí prostřednictvím Báňské záchranné služby.

- liniové stavby vodohospodářské

V tomto příspěvku (Tabulka č. 1) jsou uvedena vybraná konkrétní podzemní díla dělená dle § 37 citovaného zákona se zařazením dle naší metodiky, která prošla naší prohlídkou a samozřejmě byla zaměřena i na riziko požáru. Dospěli jsme k názoru, že podzemní stavbu může ohrozit požár způsobený provozem, instalovanou technologií, lidským selháním a požárem na povrchu.

- halové podzemní stavby

Diskuse k zjištěným poznatkům z prověrek podzemních staveb

- šachty

V tabulce č. 1 jsou uvedeny příklady námi prověřených konkrétních staveb zařazených jak dle zákona č. 376/2007 Sb., tak dle naší metodiky.

Podzemní stavby jsme rozdělili podle dispozičního uspořádání na: - liniové stavby dopravní - liniové stavby energetické

a vyhledali jsme u nich rizika spojená s - výstavbou podzemní stavby - existencí podzemní stavby - provozem podzemní stavby - lidským selháním. Dále jsme vybrali vnější hrozby, které ohrožují podzemní stavby jako celek a na ty, které naopak nemají vliv na jejich bezpečnost, a které jen na určitý specifický typ stavby. Popsali jsme způsob vyhledávání a identifikaci iniciačních událostí, jejichž dopadem je tzv. TOP událost, včetně stupně zranitelnosti podzemní stavby a následného dopadu na zdraví, život a ekonomiku apod.


U podzemní stavby zařazené v kategorii liniová stavba energetická převládá riziko vzniku požáru u technologie, t. j. např. silové kabely, plynovod apod. U podzemních staveb dopravních je to hlavně riziko způsobené provozem. Ovšem na příkladu silničního tunelu Klimkovice je i zde riziko požáru technologie (kabeláž, zásobníky nafty, dieselagregáty), totéž např. tunely metra, viz porušená kabeláž v tunelu metra mezi stanicemi Radlická – Smíchovské náměstí (obr. č. 1).

129


Tabulka č. 1 Prověřované konkrétní typy podzemních staveb Příklad konkrétní podzemní stavby

Dělení dle § 37 zákona č. 376/2007 Sb.

Zařazení dle námi používané metodiky

Silniční tunel Klimkovice

Písm. a) Tunely a štoly

Liniová stavba dopravní a)

Železniční tunel Březno



Tunel metra Radlická - Smíchovské nádraží



Kolektor C1 aPraha

Písm. b) Kolektory

Liniová stavba energetická a)

Kolektor Ostrava

Písm. b) Kolektory

Liniová stavba vodohospodářská a)

Kolektor Brno (Kobližná)

Písm. b) Kolektory

Liniová stavba vodohospodářská a)

Stanice metra Hradčanská

Písm. c) prostory nad 1000 m3

Halová stavba a)

Stanice metra Kobylisy


Halová stavba a)

Středověký odvodňovací systém Slavonice


Liniová stavba vodohospodářská

Technické centrum pro trasu A

Písm. d) Stavby pro účely ochrany obyvatelstva

Halová stavba

Ochranný systém Strahovského tunelu

Písm. d) Stavby pro účely ochrany obyvatelstva

Halová stavba

Kanalizační sběrač Ostrava

Písm. e) Kanalizační stoky


Vodovodní přivaděč Želivka

Písm. f) Odvodňovací a vodovodní štoly


Podzemní výukové středisko Josef

Písm. g) Důlní dílo přístupné veřejnosti

Liniová stavba energetická

a) převažující zařazení Stanice metra, což je dle naší metodiky stavba halová, ale zároveň je součástí liniové stavby dopravní a částečně i energetické. Požár může být způsoben provozem, tak technologií a navíc může být ohrožena požárem ve vestibulu (obchody viz obr. č. 2) nebo požárem na povrchu. Z logiky využití vodohospodářských podzemních staveb vyplývá, že u těchto staveb vznik požáru nelze předpokládat. Určité riziko je však u kanalizačních stok, kam může dojít k úniku hořlavé látky nebo k nahromadění hořlavých plynů (methan, sulfan, merkaptány) a je to pak pouze otázka iniciace, kdy dojde k požáru či explozi.

V případě porovnání kolektorů ve třech městech, Praha, Ostrava, Brno, jsme pražský kolektor zařadili do liniové stavby energetické na rozdíl od Ostravy a Brna, kde převládá role vodohospodářská. Riziko vzniku požáru je největší v Praze, min. v Brně. U Ostravy oproti Brnu hraje roli pravděpodobnější výskyt methanu. Většina podzemních staveb jsou ohroženy záměrně založeným požárem či selháním lidského faktoru. Některé z podzemních staveb jsou ohroženy požárem velkého rozsahu na povrchu, např. historické podzemí pod budovami ve Slavonicích, stanice metra, lesním požárem výukové středisko ČVUT štola Josef a kolektory. Závěr V množině rizik [1, 2] u sledovaných podzemních staveb se požár vyskytuje na předních místech a u většiny staveb je tzv. TOP událostí. Požár může být zapříčiněn technologickým vybavením, provozem v podzemní stavbě či lidským faktorem. Řada významných podzemních staveb je ohrožena přímo požárem na povrchu nebo jeho zplodinami, viz větrací systém metra nebo kolektorů. Literatura

Obr. č. 1 Přerušená kabeláž v tunelu metra trasy B

Obr. č. 2 Vestibul s obchody jako součást stanice Kobylisy

[1] Klouda, K., Šarboch, P., Suldovský, J., Brádka, S.,: Rizika podzemních staveb a úloha báňské záchranné služby, Bezpečnost a ochrana zdraví při práci 2009, Ostrava, sborník str. 91-99, ISBN: 978-80-248-2010-1. [2] Vyhláška ČBÚ č. 49/2008 Sb., o požadavcích k zajištění bezpečného stavu podzemních objektů, příloha č. 2.

130



Příklady zdrojů antropogenních nanočástic - požár, chod dieselagregátů, doprava, apod. Examples of the origin of anthropological nano particles in fires, diesel aggregates, transportation etc. Doc. Ing. Karel Klouda, CSc. MBA, Ph.D.1 Mgr. Petr Otáhal2 Ing. Ivo Burian, CSc.

3 4 5

2

Státní úřad pro jadernou bezpečnost Senovážné náměstí č. 9, Praha 1 2 Státní ústav jaderné, chemické a biologické ochrany, v.v.i Kamenná 71, 262 31 Milín [email protected] 1

6 7 9

Typ nanočástic (zdroj)

Ing. Josef Vošahlík

1 2

2

8 10

11 12 13 14 15

18

Příspěvek přináší výsledky měření nanočástic ve formě aerosolu vznikajícího při požárech a jejich hašení, chodu různých typů dieselmotorů, dopravě, apod. Zjištěné výsledky jsou analyzovány a to hlavně z pohledu rizika vůči zdraví a životního prostředí. V závěru příspěvku jsou diskutovány možné důsledky zvyšujícího se trendu produkce aerosolu nanočástic. Klíčová slova Nanočástice, dělení nanočástic, toxicita, životní prostředí. Abstract Contribution brings results reasured in nono measures. in the form of aerosol which ensues during fires and while they are being extinguished ; the mechanics of various diesel motors transportation, etc. The resulting findings are analyzed mainly from the viewpoint of risk to human health and the environment. Finally, the possible harmfull after effects of the mounting trend of the production of aerosol nanos. Key words Nano particles, division of nano particles, toxicity, environment. Úvod Nanočásticemi se nazývají nanomateriály, kde všechny tři rozměry jsou pod 100 nm (dva rozměry nanovlákno, jeden rozměr nanovrstva). Zjednodušený princip odlišného chování nanomateriálů spočívá v tom, že fyzikálně chemické vlastnosti pevných látek nejsou stejné uvnitř materiálu a na jeho povrchu. Při zmenšení částic daného materiálu pod 100 nm začínají fyzikálně chemické vlastnosti povrchu převládat nad vlastnostmi daného materiálu a částice se začne chovat, jako by celá byla tvořená jen povrchem. Jeden z nejvýraznějších jevů tohoto procesu je silné zvýšení chemické reaktivity, jejímž důsledkem může být i změna toxicity. Nanočástice našly uplatnění již v době, kdy uživatelé neznali jejich podstatu (skláři, keramika-glazury, chemická katalýza, metalurgie, výroba sazí, apod). Zároveň je realitou, že se nanočástice nacházejí v přírodě od nepaměti. Vznikají při požárech, erupcích sopek, erozí, chemickým rozkladem organických látek, spalování fosilních paliv (tepelné elektrárny, spalovací motory, apod) a v poslední době vznikají také cíleně v laboratořích či ve výrobě. Přehled o různých zdrojích nanočástic, a to jak přírodních, tak antropogenních, podává v grafické podobě obr. č. 1.


16

17

Abstrakt 0,001

0,01

0,1

1

10

100

Rozměr částice [mikrometr]

1

Kouř ze svařování

10 Ze sušení (vysávání)

2

Výfukový plyn z dieslového motoru

11 Uhelné saze

3

Vítr nad prašnou krajinou

12 Stavební činnost

4

Létající popel

13 Saze

5

Sopečná emise

14 Důlní prach

6

Nátěrové pigmenty

15 Tabakový kouř

7

Dým z požáru ropy

16 Bakterie

8

Pyl

17 Virus

9

Mořská sůl

18 Nukleace v atmosféře

Obr. č. 1 Zdroje nanočástic a jejich rozměrový rozsah Vzhledem ke skutečnosti, že se rozměry nanočástic nacházejí pod hranicí optického rozlišení, stala se důležitým faktorem, který přispěl k rozvoji nanotechnologií, zejména nová technika. Zcela zásadní význam měl vynález elektronového mikroskopu, který umožnil spatřit a identifikovat trojrozměrnou strukturu nanočástic. Následné konstrukční změny elektronového mikroskopu v 80. a 90. letech 20. stol. umožnily spolu s dalšími technikami instrumentální analýzy identifikovat a prokázat řadu originálních struktur nanomateriálů a výskyty nanočástic v prostoru. Přítomnost nanočástic v živém organismu navodí řadu interakcí mezi jejich povrchem a biologickými systémy [1]. Tyto interakce mohou vést ke vzniku proteinových koron, obalování částic, vnitrobuněční absorpci a biokatalityckým procesům, které mohou mít kladné či záporné výsledky z pohledu toxicity [2]. Zvláštní riziko představují nanočástice ve formě aerosolu, tedy ty, které jsou suspendovány ve vzduchu. Vdechováním aerosolu nanočástic vede k jejich depozici v dýchacím ústrojí člověka, ale lze předpokládat, že v závislosti na průměru, ploše, povrchu apod. nanočástic dojde k jejich transportu do dalších koncových orgánů. Existuje řada epidemiologických studií, jež zjistily jejich negativní vliv na respirační a kardiovaskulární systémy u náchylné části populace [3]. Jako mimořádně závažný se ukazuje kardiovaskulární vliv inhalovaných ultrajemných (nano) částic. V poslední době v podmínkách městských aglomerací byl těžký průmysl potlačen, ale co se bouřlivým způsobem v těchto aglomeracích rozšířilo, to byl automobilismus. Ten se stal hlavním zdrojem znečištění vzduchu mikro a nanočásticemi, zejména 131


při spalování v dieselových motorech a sekundárně v důsledku chemických reakcí v atmosféře s plynnými produkty spalování. Tento příspěvek navazuje na publikované výsledky měření [4] množství nanočástic v dopravních prostředcích v Praze a v administrativní budově v centru města. Byly změřeny vysoké hodnoty nanočástic v okolí zvýšeného dopravního provozu (osobní a nákladní vozy, autobusy MHD) v lokalitě nájezdu na pražský okruh a D1. To nás vedlo k otestování role diesel motorů na množství produkovaných do ovzduší a k prověření vedené diskuze o vhodnosti nových typů diesel motorů [5]. Samozřejmě jsme chtěli prověřit stupeň ohrožení hasičů nanočásticemi při jejich zásazích u požárů [6].

Obr. č. 4 Testovaný diesel motor typ ZETOR ve zkušebně

Obr. č. 5 Umístění měřicí techniky u výduchu před zkušebnou

Experimentální část

Přístrojová technika

Typový experiment I a, b - simulované požáry

Aerosolový spektrometr SMPS 3071 a kondenzační čítač částic CPC 3025 od firmy TSI (obr. č. 7). Vzorkovací interval byl u experimentu u Ia), b) 5 minut, u IIa), b) 10minut. Nastavení sestavy umožnilo měřit velikostní rozdělení aerosolových částic od 15 nm do 750 nm.

Měření nanočástic proběhlo u simulovaných požárů s různým složením hořících složek na volné ploše. Složení hořící hranice: a) 3x slamník, péřová peřina, prostěradlo, el. kabel cca 2 m, polystyrén cca 1 m2 , suché dřevo z průřezu náletů, obr. č. 2. b) 2x pneumatika, polystyrén cca 1 m2, gumové hadice cca 2 m, vyjetý olej 10 l, motorová nafta 5 l, penetrační nátěr 5 l, dřevěné odřezky, obr. č. 3.

Obr. č. 6 Měření u výfuku FORD TRANSIT

Obr. č. 7 Přístrojová technika umístěná v kufru vozidla

Výsledky měření a diskuse Obr. č. 2 Požár hranice exp. Ia)

Experiment Ia), b)

Obr. č. 3 Požár hranice exp. Ib)

Před zapálením hranice se změřilo pozadí, tj. koncentrace aerosolových částic a následně při požáru, hašení a dohašení. Koncentrace částic pro výše uvedené fáze experimentu jsou uvedena v tabulce č. 1 a v grafu na obr. č. 8.

Typový experiment II a,b - dieselovy motory Měření nanočástic proběhlo u klasického diesel motoru a u moderního ekologického typu. a) Měřený motor typ Z 7701 Zetor Brno, 1600 otáček, zdvihový objem 3922 cm3. Motor byl uveden do činnosti ve zkušebně spalovacích motorů DIMO Kamenná (obr. č. 4) a měření probíhalo u výduchu před budovou, (obr. č. 5). Vzdálenost měřicí aparatury umístěné v kufru vozidla byla 3 m od výduchu. Testovaný motor se používá u traktorové techniky, důlních lokomotiv apod. b) Měřený motor byl součást vozidla FORD -TRANSIT typ FDG6 s motorem typu PGFA, zdvihový objem 2198 cm3, rok výroby 2009. Měření probíhalo při volnoběhu motoru. Měřicí přístroj byl umístěn 3 m a následně 7 m od výfuku vozidla (obr. č. 6). Meteorologická situace při jednotlivých experimentech: Ia) rychlost větru 0,6 m/s, teplota 10 - 12 °C

Celková koncentrace þástic /cm3

Měřicí technika při experimentu Ia) i Ib) byla umístěna 5 m od hranice požáru. Odběr aerosolu byl prováděn 0,5 m nad zemí.

pozaćové koncentrace

3,50E+05 3,00E+05

poåár

hašení

dohašování

2,50E+05 2,00E+05 1,50E+05 1,00E+05 5,00E+04 0,00E+00 9:25

9:35

9:45

9:55 10:05 10:15 10:25 10:35 10:45 10:55 11:05 11:15 11:25

Obr. č. 8 Koncentrace aerosolových částic v čase a ve fázích exp. Ia) Tabulka č. 1. Koncentrace aerosolových částic při požáru, hašení a dohašování exp. Ia) Situace

Koncentrace aerosolových částic [cm-3]

Ib) rychlost větru 0,2 m/s, teplota 11 - 13 °C

Pozaďové koncentrace

4,72.103 ± 0,17.103

Požár

4,7.103 → > 2.105

IIa) rychlost větru 0,1 m/s, teplota 10 - 11 °C

Hašení *)

IIb) rychlost větru 0,5 m/s, teplota 11 - 12°C

Dohašování *)

8,02.103 → > 3,3.105 4,75.103 ± 0,42.103

*) - hasící látka voda Distribuční rozložení velikosti změřených aerosolových částic u experimentu Ia) v dělení na jednotlivé situace je patrno z obr. č. 9.

132



vzdálenosti 3 metry od zdroje nestihly ještě zkoagulovat - tudíž jsou dvě maxima koncentrace částic posunuty blíže k menším částicím a jejich více.

Pozaďové spektrum

Tabulka č. 3 Koncentrace aerosolových částic měřených u výfuku FORD TRANSIT exp. IIb)

Spektrum při požáru

označení spektra

Spektrum při hašení

Spektrum při dohašování

Obr. č. 9 Distribuční rozložení částic dle fází exp. Ia)

[particle/ cm3]

celková hmotnost částic [μg/m3]

koncentrace

celkový objem částic [nm3/cm3]

celková plocha částic [nm2/cm3]

pozadí 1

1

3,63.103

10,9

9,05.109

2,03.108

pozadí 2

2

3,77.103

12,1

1,01.1010

2,16.108

7 metrů od zdroje

4

2,77.104

19,4

1,62.1010

5,7.108

3 metry od zdroje

6

7,55.104

60,7

5,06.1010

1,76.109

Porovnáním jednotlivých fází experimentu Ia) (pozadí, požár, hašení a dohašení) je patrný při požáru a i při hašení nárůst aerosolových částic o dva řády z 103 na 105. Nebezpečné z pohledu inhalace a následné distribuce v organismu je distribuční rozložení částic, tj. jejich posun k nižším rozměrovým hodnotám, viz. obr. č. 9. Experiment Ib) za stejných podmínek způsobil při hodnotách aerosolových částic vyšších než 106 přehlcení v čítači částic CPC a výsledky jsou nepoužitelné. Experiment IIa), b) Měření nanočástic proběhlo u dvou typů dieselových motorů u „klasiky“ firmy ZETOR a u nového typu značky FORD Tabulka č. 2 Koncentrace aerosolových částic měřených u diesel motoru značky ZETOR, exp. IIa) označení spektra

koncentrace [particle/ cm3]

celková hmotnost částic [μg/m3]

celkový objem částic [nm3/cm3]

celková plocha částic [nm2/cm3]

pozadí

1

3.31.103

3.58

2.99.109

7.81.107

zážeh

2

9.55.10

4.16.10

4.46.10

12

8.18.1010

normální běh motoru

3

8.53.105

2.75.103

2.29.1012

5.71.1010

5

3

35000 Zážeh

Normální bČh motoru

koncentrace þástic/cm

3

30000

Obr. č. 11 Distribuční rozložení aerosolových částic změřených u výfuku FORD TRANSIT exp. IIb) Pro porovnání se změřenými hodnotami distribučního rozdělení částic u exp. Ia) - požár obr. č. 9 a IIa) disel motor Zetor obr. č. 10 uvádíme na obr. č. 12 jako příklad distribuční rozložení částic pozadí - tj. stav před provedeným experimentem.

Obr. č. 12 - Distribuční rozložení částic u pozadí exp. Ia) - požár, exp. IIa) - diesel motor typ ZETOR

25000 20000

Ze zjištěných výsledků si dovolíme vytvořit určité dílčí závěry:

15000 10000 5000 0 10

PrĤmČr þástic [nm]

100

1000

Obr. č. 10 Distribuční rozložení částic změřených u diesel motoru firmy ZETOR, exp. IIa) Nárůstu aerosolových částic oproti pozadí je u motoru Zetor o dva řády, u motoru Ford o jeden řád (viz. tabulka 2 a 3). Porovnáním křivek distribučního rozložení (viz. obr 10 a 11) aerosolových částic mezi oběma motory je patrná určitá podobnost, ale u motoru Ford je patrný posun k nižším hodnotám rozměrů částic - rizikovější varianta. Vznik rizikové oblasti rozměru nanočástic se projevila i u klasického motoru, tj. před jeho zahřátím na provozní teploty (viz obr. č. 10). Z grafu obr. č. 11 je patrný vliv vzdálenosti měření od zdroje na množství a velikostním rozložení aerosolových částic. Částice ve Ostrava 8. - 9. září 2010

- Při požárech a rovněž i při jejich hašení dojde k vysokému nárůstu aerosolových částic v nanorozměrech, a to v závislosti na složení hořících složek (viz zahlcení měřícího přístroje při požáru produktů převážně ropného původu). O chemickém složení nanočástic vzniklých jako produkt hoření lze zatím jen vést úvahy [6]. - Zasahující hasiči jsou ohroženi vedle částic z požáru a jeho hašení i nanočásticemi, které produkuje jejich zasahující technika (automobily, dieselagregáty, apod.). - Nárůst součtového množství aerosolových nanočástic u diesel motorů klasického typu je vyšší než u moderního, ale u moderního dieselového motoru byl zaznamenán nárůst počtu nanočástic v rozměrech, které mají zvýšené riziko pro zdraví a životní prostředí. - Byla prokázána změna koncentrace a velikosti nanočástic v závislosti na vzdálenosti od jejich zdroje. Toto způsobuje rozptyl a hlavně koagulace částic (agregace, aglomerace, adsorpce nanočástic na mikročásticích, apod). 133


- Riziková oblast rozměru nanočástic se projevila i u klasického motoru, a to před jeho zahřátím na provozní teplotu (viz obr. č. 10). Závěr Publikované výsledky dříve provedených experimentů [4] tak i v tomto příspěvku uvedené výsledky mají charakter pouze základního měření. Měření počtu nanočástic je velmi obtížné a výsledky jsou ovlivněny mnoha faktory. Získat reprodukovatelné výsledky měření je téměř nemožné a to je i jeden z hlavních problémů standardizace nanočástic ve vazbě na jejich vliv na zdraví (toxicitu) a životní prostředí. Z těchto důvodu naše publikované závěry lze spojit jen s konkrétní situací. V předcházejících experimentech [4] tj. měření koncentrace aerosolových nanočástic na trati metra C, v autobuse MHD, v autě za jízdy a v administrativní budově v centru Prahy, jsme naměřili nejvyšší hodnoty koncentrace nanočástic při silném dopravním provozu v lokalitě nájezdu na pražský okruh a D1. Tyto hodnoty koncentrací jsou nižší než změřené hodnoty při požáru a jeho hašení a u výduchu z klasického dieselového motoru. Alarmující je zjištění, že částice s rozměrem pod 50 nm byly v podstatě nejčetněji zastoupeny při požáru, hašení, u výduchu z moderního diesel motoru a u nezahřátého klasického diesel motoru. To koresponduje s diskuzí a tvrzením [5], že zlepšením spalování u moderních dieselových motorů se extrémně sníží podíl velkých částic, toto je však vykoupeno zvýšenou emisí extrémně malých částic. Citace [7] „To, že se z výfuku již nekouří, je sice uklidňující pro oko, ovšem zrada je právě v tom, co není vidět.“ Troufneme si říct, že toto platí i u požárů (viz obr. č. 2 - dým minimální).

Literatura [1] Klouda, K., Kubátová, H.: Vyráběné nanomateriály: Analýza rizik jejich přípravy, dopadu na zdraví a životní prostředí, časopis JOSRA 3/2009, ISSN 1801-03434. [2] Klouda, K., Kubátová, H., Večerková, J.: Záměrně vyráběné nanomateriály. Návrh metodiky řízení rizik při produkci a manipulaci s nimi. Ochrana obyvatel 2010, Ostrava, sborník str. 138-151, ISBN: 978-80-7385-080-7, ISSN 1803-7372. [3] Nohavica, D.: Respirační a kardiovaskulární problémy související s nanočásticemi. NANOCON 2009, Rožnov pod Radhoštěm 20.-22-10-2009, sborník abstraktů str. 76, ISBN: 978-80-87294-12-3. [4] Klouda, K., Večerková, J., Jílek, K., Froňka, A., Bednářová, L.: Výskyt nanočástic v běžném pracovním (životním) prostředí, BOZP 2010, Ostrava, sborník str. 108-124; ISBN: 978-80-2482207-5. [5] Glatz, A.: Efektivita filtrů emisních částic i ekologie moderních motorů jsou silně diskutabilní [cit. 2010-03-16], dostupné z http://biom.cz/odborne-clanky/efektivita-filtru... [6] Klouda, K.: Fullerenové nanočástice jako možné produkty hoření a to i ve vazbě na enviromentální problémy obecných nanosloučenin, SPEKTRUM 2, 2009, str. 50 -55, ISSN 12116920.


26.


ALEŠ DUDÁýEK

AUTOMATICKÁ DETEKCE POŽÁRU

Automatická detekce požáru Aleš Dudáček Kniha se zabývá problematikou detekce vzniku požáru v uzavřených prostorech. Uvádí inženýrské nástroje založené na fyzikálně chemických, technických a prostorových parametrech, které představují další krok pro široké a efektivní využívání systémů pro detekci vzniku požáru. První část knihy je věnována místu Elektrické požární signalizace (EPS) v ochraně osob a majetku a popisu systémů EPS. V druhé a třetí části knihy jsou předloženy postupy umožňující výpočet reakční doby různých druhů hlásičů požáru na základě matematického modelování rozvoje požáru v uzavřeném prostoru. Nedílnou součástí problematiky včasné detekce vzniku požáru je i otázka funkční spolehlivosti systémů detekce požáru. Jsou uvedeny perspektivní možnosti využití vícekriteriálních a vícesenzorových hlásičů požáru. Nový pohled na využití systémů detekce požáru, např. pro zjišťování příčin vzniku požárů, představuje část zabývající se řešením inverzního problému detekce a lokalizace požáru v uzavřeném prostoru.

cena 120 Kč Knihu lze objednat na www.spbi.cz nebo na tel.: 597322970 2. vydání

134



The influence of the addition of methane on explosion parameters of coal dust Vliv příměsi metanu na výbuchové parametry uhelného prahu Ing. et Ing. Ivo Konderla

Maximal explosion parameters

Ing. Aleš Bebčák

After ignition of explosive mixture, larger amount of heat is produced, than is drained to surrounding environment. This effect leads in closed space to significant rise of pressure. Continuance of pressure rise in dependence on time is represented by explosion chart (figure 1).

Ing. Roman Dubový doc. Ing. Damec Jaroslav, CSc. VŠB – TU of Ostrava, Faculty of Safety Engineering Lumírova 13, 70030 Ostrava – Výškovice [email protected]; [email protected], [email protected], [email protected]

p [MPa] Δt

2

Koncentrace CH4 v O2: 66 % Iniciační energie: 10 J Počáteční přetlak: 0,1 MPa

1,8

Abstract The article focuses on the matters of explosion parameters of coal dusts and the effect of the addition of small amount of combustible gas methane on them. This work presents laboratory tests of the influence of the addition of various amount of methane to the mixture of coal dust with air and its effect on maximal pressure and maximal rate of pressure rise. Key words Explosion parameters, maximal explosion pressure, maximal rate of explosion pressure rise, hybrid mixture, coal dust, methane

1,6 1,2 1 C Δp 0,8

pEXP 0,6

0,4 0,2

Klíčová slova Výbuchové parametry, maximální výbuchový tlak, maximální rychlost nárůstu výbuchového tlaku, hybridní směs, uhelný prach, metan Introduction In fire safety praxis explosion is an unwanted event, at which in very short period of time large amount of energy is released in form of heat. Heat effects mass of gasses. It results in quick rise of volume, therefore rise of pressure, which can lead to strong destructions, losses in technologies, property and even mortality. To make an explosion possible, three conditions have to be fulfilled: space, strong enough ignition source and explosive atmosphere, created by mixture of combustible material with air in necessary concentration. Explosive mixtures with air can create either combustible gasses, fumes of combustible liquids, as well as solid materials in form of dust or various combinations of these. These combinations of combustible materials in various states of matter, called hybrid mixtures, are most dangerous. Any small addition of combustible gas or vapor of combustible liquid into the mixture of combustible dust and air cause rapid decrease of lower explosion limit and expansion of explosive range. At the same time the minimal ignition energy and the optimal concentration are decreasing rapidly, therefore the mixture is easily set on fire. The maximal explosive parameters, especially maximal explosion pressure and maximal rate of explosion pressure rise, are markedly increasing. This increase and its dependence is the major point of this paper.

B

A 0

Abstrakt Tento článek se zabývá problematikou ovlivnění výbuchových parametrů uhelných prachů přidáním malého množství hořlavého plynu metanu. Práce prezentuje laboratorní měření vlivu přídavku různého množství metanu na maximální výbuchový tlak a maximální rychlost nárůstu výbuchového tlaku uhelného prachu.

D

60

120

180

240

300

360

420

480

540 t [ms]

tj,EXP tr,EXP tmax

Figure 1: Explosion chart, [2] After ignition in A, time ti, exp passes before pressure rise manifests (co called ignition period). This is the time of preparation for the mixture to burn. From point B pressure rises. Due to the temperature increase, rate of reaction rises until point C is reached, where the rate of a pressure rise is fastest. Value of this rate of pressure rise is expressed by the slope of the tangent line in inflection point C: dp p (1) tg ´ ( )exp  dt t Term (

dp )exp express rate of pressure rise of mixture at dt

concentration cx in closed volume V. Due to decrease of reactant substances the rate of pressure rise from C to D is slowing down until in point D is zero. Point D is the maximum of the carve, pressure at this point is maximal, it is called explosion pressure and it is denoted by pexp. From this point, pressure is decreasing. This is caused by temperature decrease and hot gases condensation. Shape of the curve, therefore also values pexp dp and ( )exp , as well as ti, exp, tr, exp and tmax significantly changes dt

with concentration of explosive mixture. Highest values of pexp and (

dp )exp is reached at optimal concentration copt. These values are dt

called maximal explosion pressure and maximal rate of pressure rise dp and they are denoted by pmax and ( ) max. Optimal concentration dt

is by gasses and fumes similar to stoichiometric concentration. By dusts it is: copt  (2 to 3)  cstoich

(2)

Going higher or lower from copt both explosion pressure and rate of explosion pressure rise are lowering until the explosion limits are reached, lower explosion limit (LEL) and upper explosion limit (UEL). Outside explosion range (between LEL and UEL) explosion is not possible. Ostrava 8. - 9. září 2010

135


Hybrid mixtures Hybrid mixture is a mixture of air and combustible materials of different states of matter. When a little amount of combustible gas or fumes of combustible liquid are added to the mixture of air and dust, LEL, optimal concentration and minimal ignition energy (MIE) are lowering rapidly. MIE of the mixture is reaching MIE of pure gas-air mixture. With growing amount of methane are maximal explosion parameters rising, especially maximal rate of pressure rise. Maximal pressure is less influenced, as visible on figure 2. Rate of pressure rise is converted to normalized rate of pressure rise according to cube root law (V = volume of vessel): 1  dp  3 (3)    V  K st  dt  max On figure 2 is by both maximal pressure and Kst the rise apparent and is linear. 1,0

+

+

0,5

LEL methane

explosion pressure PEXP [MPa]

+ +

+

0 50,0

normalized rate of pressure rise Kst [Kg.m/s]

+

25,0

C PV+ 0

0

1

t dus

2

ane

+

4

5

eth + m+

3

6

Explosive range of methane

7

amount of methane [%]

Figure 2: Explosion parameters of PVC/methane/air mixture [8] Hybrid mixtures are really dangerous, because explosion is possible when both combustible dust and gas are present in really small amounts (both below their LEL). Hybrid mixture is possible to be ignited with significantly lower energy than original dust/air mixture. Measurement equipment All measurements were done on autoclave VA – 20 (also known as „20 litre-sphere“ or „20-l-Apparatus“). This is standard laboratory equipment used worldwide. The apparatus consists of explosion chamber, dispersion and ignition system, pressure measurement system and automatic control system. In this set-up the system of methane infusion was added. Scheme of the set-up is on figure 3. The explosion chamber is a double-layered spherical stainless steel vessel of 20 l volume. Working pressure is up to 2 MPa. Measurement methodology First, the researchers placed the dust sample into dust sample vessel. The researchers used 5 grams of coal dust for 20 l volume (optimal concentration is 250 g.m-3). Second step was addiction of gas. The researchers used gradually from 1 – 6 % by volume of methane. The chamber is vacuumed and required amount of methane is added that way (1 % for 20 l vessel is 200 ml of gas) that the pressure in the chamber before dust injection is 0.7 Mpa. Then the dust sample in the dust vessel is dispersed into the test chamber by compressed air and the pressure is compensated to standard pressure (101,325 kPa). After a pre-defined ignition delay (normally 60 ms), pyrotechnical igniter (with energy 10kJ) was used to try to ignite the hybrid mixture cloud. The pressure history in the chamber is recorded by the pressure sensor and data acquisition system. Explosion pressure pmax and rate of explosion pressure rise (therefore normalized rate of pressure rise K) can be obtained by analysis of the pressure history curve. 136

14 17

18

13

21 12

3 1

4

10

9

PC 19

5

7

2

20 8

16

Figure 3: Measuring equipment set-up scheme

PVC dust +methane +

15 6

1. explosion chamber; 2. KSEP 310 control unit; 3. pressure sensors; 4. KSEP 332 measurement and control unit; 5. PC, software KSEP 6.0; 6. fouling exhaust; 7. methane tank; 8. system for adding methane; 9. air pump; 10. dispersion nozzle; 11. dust sample vessel; 12. ignition, pyrochemical ignitor; 13. ignition, electrodes; 14. power supply; 15. pressure air cylinder; 16. manual switch; 17. water layer; 18. water inlet; 19. water outlet; 20. vacuum cleaner; 21. fouling exhaust

The matters examined To create hybrid mixture the researchers used gas methane, because it is used by VVUÚ a.s. laboratories as a calibration gas, so its characteristics and explosion parameters are well known. As the coal dust, the researchers used black coal from Ukraine, which explosion parameters were also known. Black coal dust – Coal is dried and grinded to very fine dust of particle size < 40 μm (0,040 mm). Water:

Wex = 5,0%

Analytic water:

Wa = 3,2%

Ash:

Aa = 3,0%

Subtle parts (evaporate at less

Va = 34,8%

then 105°C): Fixed carbon:

Ca = 59%

LEL (Ei = 9000 J):

LEL9000 = 51 g.m-3

LEL (Ei = 100 J):

LEL100 = 113 g.m-3

Maximal explosion pressure:

Pmax = 7,3 bar dp Maximal rate of pressure rise (V = 20 l): ( ) max = 611 bar.s-1 dt dp

For better possibility of mutual comparison, values of ( ) max measured on 20 liter apparatus (0,02 m3) are converted to dt normalized rate of pressure rise according to cubical law (equation (3)). These values are not dependent on the volume of the vessel on which they were measured. Normalized maximal rate of pressure rise: Kst, max = 166 m bar.s-1. Methane – Methane is the simplest hydrocarbon and has the molecular formula CH4. At standard room temperature it is nontoxic gas without colour and smell. It is lighter than air (relative density is 0,55 at 20°C). In nature it is present in atmosphere but mostly underground as the main component of natural gas, dissolved in oil or as a part of mining gas. Although its autoignition point is very high (595°), when even a small ignition source is present, e. g. spark or flame, a mixture of methane with air is easily brought to explosion (MIE is 0,28 mJ). Explosion range is quite wide, from 4,4 to 15 percentage by volume.



Minimal ignition energy: MIE 0,28 mJ. LEL (Ei = 10 J):

Figure 6 presents the effect of addiction of small amount of methane on normalized maximal rate of explosion pressure rise of mixture of black coal dust with air according to cubic law.

LEL10 = 4,6 vol. %

UEL (Ei = 10 J):

UEL10 = 14,2 vol. %

LEL (Ei = 10 kJ):

LEL10000 = 3,6 vol. %

UEL (Ei = 10 kJ):

UEL10000 = 17,5 vol. %

350

Maximal explosion pressure:

Pmax = 7,4 bar

300

400

Kst [bar.m/s]

Maximal rate of pressure rise (V = 20 l): (

450

dp ) max = 203 bar.s-1 dt

250 200 150

Normalized maximal rate of pressure rise: Kst, max = 55 m bar.s-1

100 50

Measurement results

0

The researchers measured coal dust at optimal concentration of 250 g.m-3. For the 20 liter apparatus the sample was 5 grams. First, the researchers measured maximal explosion parameters of pure dust/air mixture. Then the researchers added gradually from 1 to 6 percentage by volume of methane (1 % by vol. for 20 l vessel is 200 ml of methane). Every test was repeated trice and the arithmetic mean was calculated. The results are summarized in following table 1.

0

1

2

3 4 Amount of methane [% by volume]

5

6

7

Figure 6: The effect of addiction of small amount of methane on normalized maximal rate of explosion pressure rise of mixture of black coal dust with air Conclusion

Amount of methane

Pmax

Rise by percentage Pmax

(dp/dt)max

Kst

Rise by percentage

% by vol.

[bar]

[%]

[bar.s-1]

[bar.m.s-1]

[%]

0

7,6

-

572

155

-

1

9,2

21 %

722

196

26 %

2

9,6

26 %

799

217

40 %

3

9,7

28 %

897

243

56 %

4

10

32 %

1084

294

90 %

The measurements confirmed theoretical assumptions, that the addition of small amount of combustible gas methane to the mixture of coal dust with air will cause linear increase of explosion parameters, especially the maximal rate of explosion pressure rise. The value of maximal explosion pressure is influenced less. Compared to pure dust/air mixture, the rise was 46 % at the addition of 6 % of methane. This rise of 46 % is significant (usually the rise is c. 10-15%). The researchers presume that this is caused by the characteristics of measured coal dust itself. The researchers used very fine dust of particle size < 40 μm (0,040 mm) with high percentage of subtle parts. The maximal rate of pressure rise at the addition of 6 % of methane did increase by 143 %, compared to pure dust/air mixture. This increase meets theoretical assumptions.

5

10,8

42 %

1183

321

107 %

Acknowledgement

6

11,1

46 %

1392

378

143 %

This work was financed by the VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Safety Engineering as the part of SGS grant project.

Table 1: The amount of methane and its effect on explosive parameters of black coal dust

The results are also presented in graphic form. In figure 4 is presented the effect of addition of methane on maximal explosion pressure of mixture of black coal dust with air.

10 8

Pmax[bar]

References [1] KONDERLA, I.: Stanovení vlivu příměsi malého množství hořlavého plynu na výbuchové parametry uhelných prachů. Diplomová práce. Ostrava. Vysoká škola báňská. 2010. 50 s.

12

[2] DAMEC, J.: Protivýbuchová prevence. 1. vydání. SPBI. Ostrava. c1998. 188 s. ISBN: 80-86111-21-0.

6

[3] MAKOVIČKA, D.; JANOVSKÝ, B.; a kol.: Příručka protivýbuchové ochrany staveb. Česká technika – nakladatelství ČVUT. Praha, 2008, ISBN: 978-80-01-04090-4.

4 2 0

Figure 4: The effect of addition of methane on maximal explosion pressure of mixture of black coal dust with air

[4] MANNAN, S. [editor]. Lee's [i.e. Lees'] loss prevention in the process industries: hazard identification, assessment and control. Volume 2. 3 ed. USA, Burlington: Elsevier Butterworth-Heinemann. c2005. ISBN: 0-7506-7858-5.

Figure 5 presents the effect of addiction of small amount of methane on maximal rate of explosion pressure rise of mixture of black coal dust with air on 20 litre apparatus.

[5] MARSHALL, V.; RUHEMANN, S. Fundamentals of process safety. Publ. Institut of Chemical Engineers (IChemE), Rugby UK. c2001. s 298. ISBN: 978-0-85295-431-7.

0


2

1

5

7

6

[6] ECKHOFF, R. K. Dust explosion in the process industies. 3. vydání. Gulf Professional Publishing. Amsterdam. c2003. s. 719. ISBN: 0-7506-7602-7.

1600 1400

(dp/dt)max [bar/s]

1200

[7] BARTON, J. Dust explosion prevention and protection. Gulf Professional Publishing. Woburn. c2002. s. 352. ISBN: 0-7506-7519-5.

1000 800 600

[8] DAMEC, J.: Protivýbuchová prevence. Edice SPBI Ostrava. 1. vyd. 1993. 123 s. ISBN: 80-7078-190-4.

400 200 0 0

1

2


5

6

Figure 5: The effect of addition of methane on maximal rate of explosion pressure rise of mixture of black coal dust with air Ostrava 8. - 9. září 2010

7

[9] MOKOŠ, L. Základní požárně technické charakteristiky a jejich význam v technické praxi. Výzkumný ústav bezpečnosti práce. Knihovna BOZP, čítárna [online].c2007. [cit. 15.

137


4. 2010]. Dostupný z WWW: [10] KOŘÍNEK, K.: Požárně technické charakteristiky prachů a jejich význam v technické praxi. CHEMagazín [online]. Pardubice: CHEMagazín, 2006 [cit. 15. 4. 2010]. Dostupný z WWW: [11] ČSN EN 14034-1 (389604). Stanovení výbuchových charakteristik rozvířeného prachu - Část 1: Stanovení maximálního výbuchového tlaku pmax rozvířeného prachu. Praha: Český normalizační institut. c2005. 24 s. [12] DAMEC, J.; ŠIMANDL, L. Laboratorní praktikum protivýbuchové prevence technologických procesů. 1. vydání. Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství. Ostrava. c2005. 35 s. ISBN: 80-86634-57-4. [13] JANOVSKÝ, B. [editor]; MAKOVIČKA, D.; et al. Vlastnosti výbušin a analýza charakteru výbuchového zatížení a jeho modifikací. [sborník přednášek: vzdělávací seminář - pilotní kurs projektu Protivýbuchová ochrana staveb: Praha, 14. 2. 2006]. České vysoké učení technické. Praha. c2007. ISBN: 978-80-01-03640-2. [14] KALEJAIYE, O.; AMYOTTE, P. R.; PEGG, M. J.; CASHDOLLAR, K. L. Effectiveness of Dust Dispersion in the 20-L Siwek Chamber. [Sborník: Sixth International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions (Halifax, NS, Canada, 27. srpna – 1. září 2006), Halifax, Canada: Dalhousie University, Srpen 2006; 1:253-278] The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).

[15] HONG-CHUN, Wu; HSIN-JUNG, Ou; HSIAO-CHI, Hsiao; TUNG-SHENG, Shih. Explosion Characteristics of Aluminum Nanopowders. Taiwan. C2010. Taiwan Association for Aerosol Research ISSN: 1680-8584 [16] CESANA, Ch.; SIWEK, R.: 20-l-Apparatus Manual. Kühner AG, Dinkelbergstrasse 1, CH-4127 Birsfelden, Switzerland. 56 s. [17] JUN, Deng; FANGMING, Cheng.; ZHENMIN, Luo.; HUA, Wang. Experimental Study on Explosion Property of Methane in Turbulent Flow. Sciencepaper Online [online časopis] China. c2008. University of Science and Technology; 2. China University of Mining and Technology. Dostupný z WWW: [18] FONIOK, R et. al.: Katalog vznětlivých vlastností uhelného prachu. c1985. Vědeckovýzkumný uhelný ústav Ostrava – Radvanice. [19] DAMEC, J.; FONIOK, R.: Zünd – und Explosionseigenschaften hybrider Gemische. Berlin. c1984. Brandschutz Explosionschutz aus Forschung und Praxis. [20] SHENGJUN, Z. : 20 Liter Spherical Explosion Test Apparatus. [online]. Industrial Explosion Protection Institute, Northeastern University, China. 3. January 2010. dostupný z WWW: .


27.


JANA WICHTERLOVÁ

Chemie nebezpečných anorganických látek Jana Wichterlová Kniha má sloužit jako doplněk k běžným učebnicím obecné a anorganické chemie. Nelze ji tedy považovat za jediný a samostatný zdroj informací o popisovaných látkách a skutečnostech. Byla psána se záměrem upozornit na:

CHEMIE NEBEZPEýNÝCH ANORGANICKÝCH LÁTEK

b) chemické reakce provázející hlavně hoření a hašení látek, porozumění těmto reakcím by mělo pomoci při řešení nestandardních nebezpečných situací i k pochopení smysluplnosti bezpečnostních nařízení týkajících se příslušné látky.

PALIVO

VOLNÉ RADIKÁLY

TEPLO

a) ty vlastnosti představitelů základních druhů nebezpečných látek, jejichž znalost je pro prevenci a likvidaci nehod nutná,


OXIDAýNÍ ýINIDLO

138



Plány kontinuity činností a jejich použití při průmyslových haváriích Business continuity plans and their apply to industrial accident Ing. Hana Kotulová

Zavedení systému řízení kontinuity činností

ČEZ, a.s., Teplárna Vítkovice Výstavní 103, 703 00 Ostrava - Vítkovice [email protected]

Doporučení a požadavky pro oblast řízení kontinuity činností organizace dnes skrývá dvojice norem BS 25999-1 a BS 25999-2.

Abstrakt Zajištění kontinuity technologií za normálních, abnormálních i kritických podmínek, vyvolaných pohromami všeho druhu (požár, výbuch, povodeň, apod.) je základní strategie každé organizace. Organizace všech typů a velikostí staví připravenost na případné krize do čela dlouhodobého strategického plánování. Plánování kontinuity činností je proces, který pomáhá společnostem identifikovat kritické procesy a zavést pravidla, procesy a plány k zabezpečení a obnově klíčových firemních procesů v případě nepředvídatelných událostí s negativním dopadem na organizaci. Příspěvek poukáže na to, jak by mohla dokumentace plánování kontinuity činností organizace vypadat. Klíčová slova Kontinuita výroby, kritické činnosti, klíčové produkty/služby, incident. Abstract The essential strategy of each organisation is to ensure the continuity of technologies in normal, abnormal and critical conditions caused by any kind of disasters (fire, explosion, flood, etc.). A preparation to possible crises is a priority in the long term strategic planning of all types and sizes of organizations. Operations continuity planning is a process, which helps organisations to identify the critical processes and set up rules, processes and plans for security and recovery of the key processes in the company, in the case of unpredictable events, that have negative impact on the organisation. This report refers to a proper content of the organisation’s operations continuity planning documentation. Key words Production continuity, critical operations, key products/utilities, incident. Úvod V dnešním světě dramaticky roste potřeba ochrany kontinuity činnosti. Tedy zajištění toho, aby organizace mohla poskytovat své služby nejen dnes, ale i zítra či pozítří, a to bez jakýchkoliv kompromisů v otázkách kvality. Dříve bylo hlavním a potažmo jediným cílem plánování kontinuity činnosti zajistit pokračování po nějakém velkém výpadku nebo události. Prostě zajistit, aby jedna mimořádná událost velkého rozsahu nemohla „srazit vaz“ organizaci, ta aby se z ní v relativně krátké době dokázala „otřepat“ a pokračovat dále ve své činnosti. Dnešní svět je z tohoto úhlu pohledu výrazně tvrdší, protože na nějaké „otřepání se“ už nedává v podstatě žádný čas - buď fungujete, nebo ne. Pokud nefungujete, zpravidla jsou k dispozici jiné alternativy, které pracují bez omezení. Zákazník či klient nepočká. Takže dnešní úkol není „zajistit fungování organizace po katastrofě“, ale i při katastrofě. Dnešní požadavky na zajištění kontinuity jsou jasné: nejen nedopustit, aby ke katastrofě vůbec došlo, a pokud k ní už dojde, nedopustit, aby byla navenek patrná na provozu organizace.

BS 25999-1, Řízení kontinuity činností organizace - Část 1: Soubor postupů. Tento dokument je sestaven formou návodu a doporučení správné praxe a ukazuje, jaké praktiky by organizace měla nebo mohla převzít, aby zavedla účinné řízení kontinuity činností. Organizace si mohou vybrat, budou-li dodržovat celý soubor postupů nebo jen část. Standard lze použít pro vlastní hodnocení mezi organizacemi. Soubor postupů není specifikací (neobsahuje povinné požadavky) pro řízení kontinuity činností. BS 25999-2, Řízení kontinuity činností organizace - Část 2: Specifikace. Tento dokument stanoví konkrétně, co musí organizace udělat, aby zavedla systém řízení kontinuity činností. Standard mohou použít interní i externí strany, včetně certifikačních orgánů, aby zhodnotily schopnost organizace splňovat regulační požadavky, požadavky zákazníků i vlastní požadavky v rámci organizace. Standard BS 25999-2 obsahuje pouze ty požadavky, které mohou být objektivně auditovaný (kontrolovány), a organizace potom může využít prokázání úspěšného zavedení k ujištění zúčastněných stran , že má příslušný systém řízení kontinuity činností organizace vytvořen.[2] Vytvoření řízení kontinuity činností organizace Analýza dopadů organizace patří mezi nejdůležitější etapy v procesu řízení kontinuity činností organizace. Jejím cílem je identifikovat kritické procesy a podprocesy v organizaci a určit dopady nedostupnosti těchto procesů v případě ztráty, narušení nebo přerušení těchto procesů. Taktéž má za úkol najít a ohodnotit závislosti kritických procesů od ostatních procesů a podprocesů organizace, které nebyly kritické. V případě závislosti jsou potom i tyto procesy a podprocesy považované za kritické. V případě vzniku incidentu nebo kritické situace, organizace nejdříve obnoví ty procesy, které BIA analýza vyhodnotila jako kritické. Dále je nutné provést analýzu rizik ve vztahu k identifikovaným zdrojům. Lze použít tradiční techniky hodnocení rizik, nebo je možné použít odlišných metod jako jsou CARVER, APM [4] a identifikovat, které procesy a tudíž které činnosti budou ovlivněny slabými místy a body selhání, např. klíčový pracovník, budova nebo dodavatel. Výsledkem analýzy rizik by měl být soubor opatření pro zvládání rizik, jež jsou navržena ke snížení pravděpodobnosti narušení, zkrácení doby narušen, když by k němu mělo dojít, a omezení dopadu jakéhokoliv narušení na klíčové produkty a služby organizace. Výsledky analýzy dopadů a analýzy rizik jsou použity k vytvoření matice rizik. Z matice rizik je patrné, že existuje celá řada možností (viz. tabulka č.1) [3], které lze použít: akceptuj, zvládni nebo potlač, zmírni nebo předcházej a plánuj. V rámci vhodného zvládání rizik je možné implementovat jednu z nich nebo jejich kombinaci. Dokumentace plánování kontinuity činností Pokud hodnocení z matice rizik bylo přiřazeno k možnosti Plánuj kontinuitu, je nutné přistoupit k vlastnímu zpracování BCP.

V příspěvku jsou rozebrány jednotlivé body plánu kontinuity činností a jejich náplň. Ostrava 8. - 9. září 2010

139


Tabulka č. 1 Matice rizik Akceptuj

V případě, že dopad není velký a pravděpodobnost selhání je nízká, lze riziko akceptovat, a neudělat nic. Je to dokonale přijatelný postup a je podněcován ochotou postoupit riziko.

Zmírni

V případě, že je úroveň rizika vysoká, ale jeho dopad na kritické činnosti nízký, je nejlepší volbou riziko zmírnit, což znamená zvládnout nebo potlačit.

Zastav, přestaň nebo přeruš

V případě, že je úroveň rizika velmi vysoká a dopad na organizaci by byl značný, bude nutné přikročit k naléhavému opatření. Není-li možné riziko redukovat, pak může být přijato rozhodnutí činnost zastavit.

Plánuj kontinuitu

V případě, že je riziko selhání nízké, ale dopad by byl vysoký, je nezbytné uvažovat o kontinuitě a plánech pro zvládáni rizik, jež by takovou situaci řešily, kdyby k ní došlo. Plánování kontinuity činností je prvkem procesu BCM, který je navržen k zajištění toho, aby mohla organizace i nadále dodávat svoje produkty a služby klientům a zákazníkům.

Alternativní lokality Plán by měl obsahovat i podrobné informace o náhradních lokalitách, spolu s mapami, bezpečnostními opatřeními pro získání přístupu, smluvními podmínkami a všemi ostatními příslušnými informacemi. Plány obnovy kritických činností Základní plány na obnovu systému (často označované jako havarijní plány) mohou sestávat např. z pokynů, jak obnovit data nebo převést telekomunikační služby do alternativních lokalit. Ve větších organizacích budou plány obnovy složité a bude se jednat o více samostatných dokumentů. [5] Míra způsobené újmy a doba potřebná pro obnovu plné funkce systému může být vyjádřena numerickou kvantifikaci impaktu metodou známkování. [6] Kontaktní údaje Plán by měl zahrnovat úplné údaje o interních a externích kontaktních osobách. Mohou to být: - klíčoví pracovníci managementu organizace, - klíčoví pracovníci provozu,

Plány kontinuity by měly poskytovat odpovědi na základní otázky:

- pohotovostní služby,

-

- dodavatelé,

Co se má udělat? Kdy? Kde jsou umístěny alternativní zdroje? Kdo je zapojen? Jak se má dosáhnout kontinuity činností?

Plány budou podrobně uvádět, jak bude organizace zvládat incidenty (plány reakce na incidenty) a jak bude dosaženo kontinuity činností (plány kontinuity činností), které jsou založeny na předem dohodnutých časových horizontech a úrovních výroby nebo služby. V rámci velké organizace lze použít společný vzor pro sestavení plánů reakcí na incidenty a plánů kontinuity činností. Protože se plány používají za náročných a stresujících okolností, měly by být stručné, jednoduché a snadné pro plnění. Kromě toho by plány měly zajistit, aby během jejich implementace organizace dodržovala platné zákony a předpisy. Obsah plánu Doporučené elementy plánů reakcí na incidenty a plánů kontinuity činnosti jsou: Účel a rozsah V plánech je nutné definovat jejich účel a rozsah s ohledem na charakter, zvyklosti a praktiky organizace. [1]

- úředníci místních úřadů, - klíčoví zákazníci, - pojišťovny, - média. Je také vhodné uvést informace o: - smlouvách, - pojistných podmínkách, - regulačních požadavcích atd. Tyto doplňující dokumenty lze uchovávat odděleně od samotného plánu, ale měly by být dostupné v případě potřeby. Důležité dokumenty a zdroje Musí být uveden seznam všech důležitých dokumentů a zdrojů potřebných pro kontinuitu a obnovu každé kritické činnosti. Plán musí také obsahovat podrobnosti o tom, kde jsou tyto dokumenty a zdroje umístěny. Kontrolní seznamy a auditní logy Plán může obsahovat i jednoduchý kontrolní seznam nebo schéma postupu k zajištění toho, aby tým splnil povinné úkoly a zajistil proces sledování plnění úkolu.

Plán by měl identifikovat role a odpovědnosti pracovníků, kteří budou zapojeni do tvorby plánů. Musí být identifikován:

U jakéhokoliv významnějšího incidentu bude po události vznesen požadavek na šetření a audit. Je proto velice důležité uchovat záznam o tom:

- vedoucí týmu,

- jaké kroky byly učiněny,

Role a odpovědnosti

- klíčoví členové týmu a jejich zástupci, kteří budou svoláni v případě aktivace plánu. Plán stanoví jejich úrovně pravomocí a komu musí podávat hlášení o svých krocích. Týmy odpovědné za plány zvládání incidentů a plány kontinuity činností mohou být společné i oddělené. Aktivace plánu Plán musí uvádět okolnosti, za kterých má být aktivován, a kdo může aktivaci plánu nařídit. Aktivace plánu organizační jednotky může vyžadovat nižší úroveň pravomocí k řešení lokálního incidentu. Je důležité, aby aktivace plánu byla sdělena vyššímu managementu organizace, aby vedoucí pracovníci věděli o tom, že incident existuje, a mohli zvážit širší následky pro organizaci. Plán by měl obsahovat seznamy telefonních čísel. [1]

140

- proč byly učiněny, - kdy byly učiněny, - kým byly učiněny. Jedná se o protokol o průběhu incidentu. Veřejný profil Pověst a image značky jsou hodnotná aktiva pro kteroukoliv organizaci. Významnější narušení podnítí zájem médií, která budou hodnotit, jak dobře organizace zvládá situaci a zneužijí jakoukoliv slabou stránku nebo chybu a velmi rychle a ochotně ji odhalí veřejnosti. Návrat k normálu Jakmile pominulo narušení, je nutné mít k dispozici proces pro ukončení incidentu, stažení týmů zajišťujících kontinuitu a návrat k normálu. Ostrava 8. - 9. září 2010


Závěr Plány kontinuity činností jsou schopny minimalizovat následky mimořádných událostí a zároveň umožňují a urychlují uvedení provozu do normálního stavu. Jedním z hlavních přínosů zvládnutého řízení kontinuity činností je to, že v okamžiku havárie budou všichni zodpovědní pracovníci vědět co dělat. Přesné návody jak postupovat, koho kontaktovat, jaké služby a v jakém pořadí zachovat, mají v tento okamžik nedocenitelnou hodnotu. Plán kontinuity zpracovaný na základě důkladných analýz umožní v momentě havárie rychle a přesně identifikovat nejkritičtější procesy a aktiva organizace, a soustředit tak hlavní energii právě na jejich obnovu či zachování. Seznam použité literatury

[2] BS 25999-2 Business kontinuity management - Part 2: Specification, London: British Standards Institution, 2007. [3] Sharp, John: The Route Map to Business Continuity Management, Meeting the Requirements of BS 25999, British Standards Institution, 2008, ISBN: 978-80-254-3992-0. [4] Šenovský, P.: Metody analýzy rizika kritické infrastruktury. In: Spektrum. SPBI Ostrava 2008, 1/2008, ISSN: 1211-6920. [5] Procházková, D., Šesták, B., Polívka, L.: Odezva a obnova. Praha 2008, ISBN: 978-80-7251-279-9. [6] Říha, J.: Zranitelnost infrastruktury a systémů životního prostředí. In: Spektrum. SPBI Ostrava 2008, 1/2008, ISSN: 1211-6920.

[1] BS 25999-1 Business kontinuity management - Part 1: Code of practice, London: British Standards Institution, 2006.


28.


MICHAIL ŠENOVSKÝ VILÉM ADAMEC

ZÁKLADY KRIZOVÉHO MANAGEMENTU

Michail Šenovský, Vilém Adamec Publikace se zabývá základy krizového řízení, plánování a organizací činností, komunikací, výběrem a přípravou pracovníků zejména v oblasti záchranných služeb. Předvídání a včasné řešení krizových stavů, mimořádných událostí a mimořádných situací je aktuálním problémem ekonomické rovnováhy a existenčních možností lidstva. Proto je zapotřebí zahájit přípravu lidí, kteří se budou zabývat problematikou řešení mimořádných a krizových situací, a to jak v podmínkách státní správy a samosprávy, tak i v průmyslové sféře.


Realizace opatĜení

PĜijetí rozhodnutí

Základy krizového managementu

ZjištČní Krizový štáb

Návrh opatĜení

situace

Analýza situace

Hledání Ĝešení

2. vydání


141


Zavádění systému řízení kontinuity činností organizace Implementation system of business continuity management Ing. Hana Kotulová ČEZ, a.s., Teplárna Vítkovice Výstavní 103, Ostrava - Vítkovice [email protected]

1. Vyjasnit si, proč organizace BCM zavádí a jak rychle to musí být provedene

P

2. Stanovení cílů a plánů kontinuity činností

Abstrakt Řízení kontinuity činností organizace (Business Continuity Management) je o předvídání toho, že věci mohou nabrat špatný směr, a o přijetí plánovaných a nacvičených kroků k ochraně činností organizace a tudíž zájmu zúčastněných stran. Řízení kontinuity činností organizace jde dál než je jen obnova po havárii, směřuje k ustavení takového prostředí a kultury v organizaci, které se snaží selhání a krizi předejít. Pro plánování, zavádění a zlepšování účinnosti systému řízení kontinuity činností se využívá cyklus PDCA (Plánuj-DělejKontroluj-Jednej, Plan-Do-Check-Act). Výsledkem modelu PDCA jsou výstupy, které splňují požadavky a očekávání zúčastněných stran. Jednotlivé kroky cyklu PDCA a jejich vztah k řízení kontinuity činností organizace uvede tento příspěvek.

L 3. Rozsah BCM

Á 4. Stanovení politiky kontinuity činností organizace

N

5. Finanční zdroje pro řízení kontinuity činností

U J

6. Školení a způsobilost

Klíčová slova Kontinuita výroby, kritické činnosti, klíčové produkty/služby, incident.

7. Začlenění BCM do kultury organizace

Abstract Business Continuity Management is about predicting the wrong directions and about adopting planned and practised steps for the safety of organization’s activities and therefore acts on behalf of participating parties. Business Continuity Management goes further than just the restoration after an accident, it leads to such organization’s environment and culture setup that prevents failures and crisis. For planning, implementation and improvement of the Continuity Management System effectiveness the PDCA model is used. The PDCA outputs fulfill requests and expectations of the participating parties. Individual steps of the PDCA cycle and their relation to Business Continuity Management will be introduced in this report. Key words Production continuity, critical operations, key products/utilities, incident. Úvod Zatímco nikdo nepochybuje o potřebě podnikat kroky k prevenci a zvládnutí krizových situací v organizaci, málokdo ví, co by pro to mělo být uděláno, jak a kdy. Tato nejistota má mnoho příčin. Jednou z nich je, že často tyto možné pohromy nejsou rozpoznány. Bez toho je pak možné pouze odhadovat protiopatření. Příprava a plánování jsou jedinou cestou, jak spolehlivě zajistit obnovu podnikání po pohromě.

8. Dokumentace a záznamy

Obrázek 1 Cyklus PDCA - části kroku Plánuj ad 1. Vyjasnit si, proč organizace BCM (řízení kontinuity činností organizace) zavádí a jak rychle to musí být provedeno Protože pávě toto ovlivní rozsah a hloubku prvního průběhu životního cyklu BCM. Vrcholové vedení organizace musí schválit důvody pro zavedení BCM (Business continuity management). ad 2. Stanovení cílů a plánů kontinuity činností Cíle budou vycházet z klíčových služeb organizace [3]. ad 3. Rozsah BCM Nejdůležitější je určit, co bude systém řízení kontinuity činnosti pokrývat a v jakém rozsahu. Rozsah BCMS (systém řízení kontinuity činností organizace) musí být definován a doložen od samého počátku. ad 4. Stanovení politiky kontinuity činnosti organizace Klíčovým prvkem BCMS a jasným důkazem o splnění závazku organizace je vytvoření a zveřejnění dokumentu politiky BCM. ad 5. Finanční zdroje pro řízení kontinuity činností

V článku se podíváme na cyklus, který je možné využít pro jakékoliv řešení problému nebo zavedení nových změn. Čtyři základní kroky PDCA se mohou neustále opakovat. Jejich opakováním se roztáčí spirála postupného zlepšování.

Má-li být zavedení a stálé udržování BCM úspěšné, pak musí být k programu přiřazeny dostatečné zdroje. Vrcholové vedení organizace se na BCM často dívá jako na „nákup proti jejich mysli“ a vyžaduje, aby byla prokázána návratnost investic. To může být obtížné, protože řízení kontinuity činností je navrženo tak, aby udržovalo kontinuitu činností při nepravděpodobné události výskytu ničivého incidentu.

Plánování systému řízení kontinuity

ad 6. Školení a způsobilost

Prvotním krokem cyklu PDCA je krok Plánuj. Zahrnuje stanovení politiky, cílů, úkolů, opatření, procesů a postupů kontinuity činností týkající se zvládání rizik a zlepšování kontinuity tak, aby jejich výsledky byly v souladu s celkovými politikami a cíli organizace. [2]

Organizace musí zajistit, aby všichni pracovníci, kterým jsou přiděleny role a odpovědnosti v oblasti kontinuity činnosti, byli způsobilí tyto požadované úkoly plnit. Lidé potřebují vědět, co se od nich očekává, a musí mít schopnosti požadované úkoly plnit, často pod stresem [3].

142



ad 7. Začlenění BCM do kultury organizace Aby bylo vytvoření a upevňování kultury BCM účinné, nesmí být řízení kontinuity činností organizace chápáno jako „něco naroubovaného“ nebo jako „povrchní iniciativa“ ze strany vrcholového managementu organizace. Zvyšování povědomí se provádí ve dvou stádiích. V prvním stádiu je nutno zajistit, aby všichni v organizaci věděli o tom, že se řízení kontinuity činností organizace zavádí a proč. Druhé stádium zvyšování povědomí nastupuje, jakmile jsou sestaveny plány řízení kontinuity činností organizace. ad 8. Dokumentace a záznamy

6.2.6 Zainteresované strany

7. Komunikační strategie

Ě

8. Vytvoření a zavedení reakce na BCM 8.1 Reakce na incidenty

Klíčovým prvkem systému řízení je vedení a řízení dokumentace. U BCM je dokumentace kritická, protože v době jakéhokoliv narušení je nejdůležitější, aby všichni, kdo hrají v procesu nějakou roli, měli přístup k relevantní dokumentaci. Prokázat, že je systém BCM účinný, je jedním z klíčových problémů, před kterým organizace stojí. Měly by být uchovávány záznamy o řízení systému řízení kontinuity činností i o cvičeních, incidentech, výsledcích a získaných ponaučeních. [3]

6.2.5 Zásoby

D

8.2.1 Obsah plánu

8.2.1.1 Účel a rozsah

L

8.2.1.2 Role a odpovědnosti

Vytvoření řízení kontinuity činností organizace Řízení kontinuity činností organizace je nyní založeno na zajištění kontinuity kritických činností a procesů, s pomocí kterých organizace dodávají svým zákazníkům a klientům klíčové produkty/služby. Tato kapitola pojednává o kroku Dělej cyklu PDCA.

D

8.2.1.3 Aktivace plánu

8.2.1.4 Alternativní lokality

E

8.2.1.5 Plány obnovy systému

1. Identifikace všech zúčastněných stran

8.2.1.6 Kontaktní údaje

2. Analýza dopadů (BLA)

8.2.1.7 Priority

2.1 Identifikace klíčových produktů nebo služeb

Ě

J

2.2 Definování kritických činností

8.2.1.8 Důležité dokumenty a zdroje

2.3 Seřazení činností podle priority jejich obnovy

8.2.1.9 Kontrolní seznamy a auditní logy

2.4 Určit maximální časový horizont přípustného přerušení - MTPD

L

8.2 Plány

8.2.1.10 Lidé

2.5 Stanovit časový horizont pro opětovné zahájení v rámci MTPD

Obrázek 3 Cyklus PDCA - části kroku Dělej

3. Mapování procesů

4. Hodnocení rizika

E

D

5. Reakce na incidenty 5.1 Vyhodnocení

5.2 Aktivace

5.3 Komunikace

5.4 Rozhodování

6. Možnosti kontinuity

8.2.1.12 Záchranné operace

L

J 6.1 Cílová doba obnovy

8.2.1.11. Veřejný profil

Ě

6.2 Potřebné zdroje - typ a množství

8.2.1.13 Návrat k normálu

E

6.2.1 Lidé 6.2.2 Prostory 6.2.3 Technologie 6.2.4 Informace

J

9. Implementace

10.Testování a udržování

Obrázek 4 Cyklus PDCA - části kroku Dělej

Obrázek 2 Cyklus PDCA - části kroku Dělej Ostrava 8. - 9. září 2010

143


ad 1. Identifikace všech zúčastněných stran

a budou chtít vědět, jak budou ony samy zasaženy přerušením činností, které organizaci postihlo.

Všechny zúčastněné strany je nutno ihned na začátku identifikovat spolu s požadavky a představami těchto stran. Vytvořit seznam zainteresovaných stran a jejich očekávání a pak je seřadit podle jejich důležitosti pro organizaci.

Plány kontinuity by měly poskytovat odpovědi na základní otázky:

ad 2. Analýza dopadů (BIA - Business impact analysis)

- Co se má udělat?

Stanovit a dokumentovat dopad přerušení na činnosti, které zajišťují klíčové produkty.

- Kdy?

ad 3. Mapování procesů Identifikace procesů a zdrojů, které podporují kritické činnosti = podpůrné procesy + zdroje, spolu se všemi interními nebo externími závislostmi. Mapování procesů = identifikovat, co se skutečně v organizaci děje, aby bylo možno klíčové produkty nebo služby dodat. Mapování začíná u procesů na vyšší úrovni, poté je zmapována další úroveň procesů směrem dolů [3]. Když je ukončeno mapování všech procesů, které podporují kritické činnosti pro klíčové produkty nebo služby, lze identifikovat všechny zdroje, které jsou využívány na podporu těchto činností. Klíčovými zdroji podpory procesů mohou být lidé, informační systémy, vybavení, dodavatelé zboží a služeb, poskytovatelé outsourcingu, zprostředkovatelé mezi organizací a jejími zákazníky, klienty. ad 4. Hodnocení rizik Nyní je možné provést hodnocení rizik ve vztahu ke zdrojům identifikovaným během mapování procesu. Lze použít tradiční techniky hodnocení rizik, nebo je možné použít odlišných metod jako jsou CARVER (Criticality-Accesibility-Recuperabilityvulnerability-Effect-Recognizability), APM (Asset Prioritization Model) [4] a za použití údajů z mapování procesů identifikovat, které procesy a tudíž které činnosti budou ovlivněny slabými místy a body selhání, např. klíčový pracovník, budova nebo dodavatel. Výsledkem hodnocení rizik by měl být soubor opatření pro zvládání rizik, jež jsou navržena ke snížení pravděpodobnosti narušení, zkrácení doby narušen, když by k němu mělo dojít, a omezení dopadu jakéhokoliv narušení na klíčové produkty a služby organizace. ad 5. Vytvořit a dokumentovat proces reakcí na incidenty (Reakce na incidenty) Každá organizace, bez ohledu na její velikost, musí mít zavedeny postupy, jak se s narušující událostí vypořádat. Postupy zvládání incidentů podporují všechny úrovně činností, které se provádějí během narušení. Je nezbytné, aby organizace postupovala rychlostí incidentu, aby udržela kontrolu nad situací. [3] Postupy musí být přiměřené velikosti a charakteru organizace a musí stanovit základ pro určení, kdy k narušení došlo a jak mají být plány uplatněny. Postupy reakce na incidenty zahrnují čtyři kroky: viz. Obrázek 2 - body 5.1 - 5.4 ad 6. Možnosti kontinuity Určit, jak organizace obnoví každou kritickou činnost v rámci cílové doby obnovy (RTO - Recovery time objective) a definovat k tomu potřebné zdroje. Při výběru příslušné možnosti nebo strategie je nutné brát v úvahu maximální přijatelnou dobu narušení pro každou činnost, náklady na implementaci strategie a důsledky nečinnosti. [1]

ad 8. Vytvoření a zavedení reakce na BCM

- Kde jsou umístěny alternativní zdroje? - Kdo je zapojen? - Jak se má dosáhnout kontinuity činností? ad 9. Implementace Ti, kdo zastávají funkce, které jsou v plánu vyjmenovány, musí být uvědomeni o své roli a musí absolvovat vhodné školení, které jim umožní plnit jejich povinnosti.Testování a procvičování plánů je jednou ze základních metod, jak se ti, kdo budou zapojeni do zvládání incidentu a nebo ti, kdo budou zajišťovat kontinuitu činností, dozví o obsahu plánu a svých rolích [3]. Externí zúčastněné strany, partneři a dodavatelé, kteří mají hrát roli v napomáhání organizaci zvládnout narušení, potřebují znát své role a odpovědnosti při podporování požadavků organizace. ad 10. Testování a udržování Nacvičení plánů je nezbytné, protože je velmi nepravděpodobné, že jakýkoliv sestavený plán bude hned napoprvé fungovat. Procvičování zajistí, že se odhalí různé nesrovnalosti a opomenutí v plánu dřív, než je použit ve skutečnosti. První testování by mělo být zaměřené na prokázání, že plán funguje a mělo by být bráno jako vyučovací testování. Před tímto prvním testováním je doporučeno, aby si plán přečetl někdo, kdo se neúčastnil jeho vypracování. To by mělo zajistit, že je plán jasný a srozumitelný pro jiné. Je třeba vypracovat a doložit pravidelný program testování. V organizaci je nutné stanovit procesy, pomocí kterých bude jakákoliv změna, která může ovlivnit kontinuitu činností, sdělena koordinátorovi BCM. Pokud jsou změny menší, je nutno provést úpravu plánu. Došlo-li k větším změnám, může se stát, že bude nezbytné revidovat i analýzu dopadů (BIA - Business impact analysis) a znovu ohodnotit kritické činnosti, podpůrné procesy a zdroje. Monitorování, přezkoumávání, udržování a zlepšování BCMS Tato finální kapitola se vztahuje ke krokům Kontroluj a Jednej systému řízení kontinuity činností organizace. Krok Kontroluj obsahuje monitorování a přezkoumávání, zatímco udržování a zlepšování systému řízení kontinuity činností tvoří krok Jednej. Přezkoumávání musí hledat příležitosti ke zlepšení nebo, je-li to vhodné, ke změně struktury BCMS. Oblasti, jichž by se to mělo týkat, jsou uvedeny v kroku Plánuj. Výsledky přezkoumávání musí být doloženy a záznamy uchovány. Jako výsledek přezkoumání musí být vytvořena zpráva, která bude obsahovat učiněná rozhodnutí a opatření, jež mají být přijata, vztahující se k BCMS spolu s časovými rámci pro implementaci. [3]

Míra způsobené újmy a doba potřebná pro obnovu plné funkce systému může být vyjádřena numerickou kvantifikaci impaktu metodou známkování. [5]

Posledním krokem cyklu PDCA je Jednej, který zahrnuje udržování a zlepšování BCMS. Jedním z klíčových prvků správného systému řízení je, že je schopen neustálého zlepšování. Organizace musí přijmout opatření, aby zajistila, že bude neustále zlepšovat účinnost BCMS prostřednictvím přezkoumávání politiky a cílů kontinuity činností, výsledků auditů, analýzy monitorovaných událostí, nápravných a preventivních opatření a přezkoumávání řízení.

ad 7. Komunikační strategie

Závěr

Je nezbytné zajistit vhodnou komunikaci směrem k zúčastněným stranám. Všechny zúčastněné strany od organizace něco očekávají

Jak prokázaly nedávné katastrofy po celém světě, není možné předpovědět všechny možné události, které mohou vážně narušit

144



schopnost jakékoliv organizace zachovat kontinuitu činností. Protože se vždycky může stát něco neočekávaného, existuje zjevná potřeba být na takovéto situace dopředu připraven. Řízení kontinuity činností je chápáno jako klíčový nástroj k dosažení tohoto cíle. Příspěvek dokumentuje možnou cestu k implementaci systému řízení kontinuity činností organizace. Seznam použité literatury [1] BS 25999-1 Business kontinuity management - Part 1: Code of practice, London: British Standards Institution, 2006.

[3] Sharp, John: The Route Map to Business Continuity Management, Meeting the Requirements of BS 25999, British Standards Institution, 2008, ISBN 978-80-254-3992-0 [4] Šenovský, P.: Metody analýzy rizika kritické infrastruktury. In: Spektrum, SPBI Ostrava 2008, 1/2008, ISSN: 1211-6920. [5] Říha, J.: Zranitelnost infrastruktury a systémů životního prostředí. In: Spektrum, SPBI Ostrava 2008, 1/2008, ISSN: 1211-6920.

[2] BS 25999-2 Business kontinuity management - Part 2: Specification, London: British Standards Institution, 2007


30.


IVANA BARTLOVÁ JAROSLAV DAMEC

PREVENCE TECHNOLOGICKÝCH ZAěÍZENÍ

Prevence technologických zařízení Ivana Bartlová, Jaroslav Damec Publikace je rozdělena do tří částí. V první části vysvětluje podstatu mimořádných událostí. Je zdůrazněn význam prevence závažných havárií, systematického provádění analýz rizik techno-logických procesů ve světě i v ČR a řízení rizik. Stručně jsou rozebrány i některé metody identifikace nebezpečí. Obsahem části dvě je objasnění pojmů a veličin používaných pro vyjádření nebezpečných vlastností jednotlivých látkových souborů a jejich ovlivnění pracovními podmínkami. Velká pozornost je věnována aktivním i pasivním preventivním opatřením. Jejich důsledné dodržení je zárukou bezpečné práce výrobních zařízení. Ve třetí části jsou uvedeny příklady vybraných technologií.

cena 160 Kč

EDICE SPBI SPEKTRUM

31.


IVO MASAěÍK

PLASTY A JEJICH POŽÁRNÍ NEBEZPEýÍ

Plasty a jejich požární nebezpečí Ivo Masařík Publikace se zabývá o plasty, vlastnostmi a hodnocením požárního nebezpečí těchto v praxi rozšířených materiálů a způsoby snižování jejich hořlavosti. Je pojednáno o organických polymerech a souvislostech mezi složením polymerů a výslednými parametry plastů jako produktů zpracování polymerů. Jsou představeny nejvíce užívané druhy plastů včetně jejich charakteristik a příkladů použití v praxi. Největší pozornost je v publikaci věnována požárně technickým charakteristikám plastů a metodám stanovení těchto vlastností. Jsou popsány nejvíce používané normalizované zkušební metody. K těmto jednotlivým metodám poskytuje autor hodnocení z hlediska praktických poznatků z jejich používání, které může sloužit jako pomůcka při rozhodování o volbě optimálních zkušebních metod pro posuzování požárního nebezpečí plastů v různých aplikacích. Popis zkušebních metod je doplněn tabulkami požárně technických charakteristik konkrétních typů plastů.

cena 150 Kč Knihy lze objednat na www.spbi.cz nebo na tel.: 597322970


145


Parkování vozidel s pohonem na plynná paliva v garážích Parking of gas-fuelled vehicles in garages Ing. Václav Kratochvíl, Ph.D.1 Ing. Šárka Navarová, Ph.D.2 Ing. Michal Kratochvíl1 HZS hl. m. Prahy Sokolská 62, Praha 2 2 Kraso PTS Bellušova 1864, Praha 5 [email protected]

1

požárních úseků garáží nejen u nově budovaných objektů, ale také u stávajících, již provozovaných garáží. Ve vztahu ke stanoveným podmínkám garáží pro parkování vozidel na plynná paliva je nutné uvést, že dochází ke zvýšení nákladů na výstavbu nebo dodatečné investice u stávajících garáží. To je však průvodní jev každé modernizace provozu v každém oboru. Nově vydané předpisy umožňují řešit garáže i bez nutnosti vždy zohledňovat parkování vozidel na plynná paliva v garáži. Řešení garáží podle předpisů

Abstrakt Zásadní změny v ČSN 73 0804 a vyhlášce č. 23/2008 Sb., o technických podmínkách požární ochrany staveb, ve znění pozdějších předpisů, ve vztahu pro parkování vozidel v garážích, komplexní možnosti řešení podle současně platných předpisů. Klíčová slova Požár, garáž, LPG, CNG, LNG, H2, stabilní hasicí zařízení, větrání, JET ventilátory, kouř, únik osob, osobní vozidla, nákladní vozidla, autobusy. Abstract Turning points in czech technical standard 730804 and in public notice number 23/2008 Coll., about technical conditions of building fire safety, as amended, in relation to parking the vehicals in parking-sites, posibilities of solution in accordance with valid regulation. Key words Fire, parking-site, LPG, CNG, LNG, H2, fixed extinguishing system, ventilation, jet fans, smoke, evacuation, cars, trucks, buses. Úvod V únoru 2010 byla vydána revidovaná ČSN 73 0804 [4]. V příloze I této normy jsou nově stanoveny podmínky pro Požární bezpečnost garáží. Norma již umožňuje řešit garáže podle druhu paliva parkujících vozidel. V základním principu se jedná o tyto zásadní změny pro požární úseky garáží: - 1. větrání požárních úseků garáží - 2. počty vozidel v požárním úseku garáže - 3. vybavení požárních úseků garáží požárně bezpečnostními zařízeními - 4. stanovení podmínek pro rychlý a účinný zásah jednotek požární ochrany - 5. řešení garáží se zakladačovými systémy (lokálními a hromadnými). Současně je vydán návrh novely vyhlášky č. 23/2008 Sb., o technických podmínkách požární ochrany staveb [3]. V této vyhlášce je upraveno znění, které dříve omezovalo parkování vozidel v některých garážích. Možnost parkování vozidel s plynnými palivy v garážích Pro investory, provozovatele, vlastníky, provozovatele a v neposlední řadě také uživatele garáží jsou již k dispozici předpisy, které umožňují řešit garáže pro parkování vozidel podle druhu paliva. V této souvislosti je nutné konstatovat, že se nejedná jenom o vozidla skupiny 1, ale vozidla všech skupin. To má velký význam například pro dopravce s autobusy, zásobovacími vozidly, vozidly technických služeb měst a další. Další významný fakt je, že vydáním výše uvedených předpisů je možné stanovit vybavení 146

Postupové kroky řešení požárních úseků garáží podle podmínek přílohy I ČSN 73 0804 [4]. Projektant musí určit skupinu garáže, zatřídit způsob parkování, určit druh vozidel podle paliva a posoudit, zda se jedná o garáž vestavěnou nebo volně stojící. Následně se určí, zda se jedná o garáž otevřenou, částečně otevřenou nebo uzavřenou [9]. Dále projektant musí znát požárně bezpečnostní zařízení, která budou v garáži k dispozici. Podle těchto kritérií se dále určuje počet parkujících vozidel v požárním úseku garáže. Tento počet vozidel se násobí hodnotami x, y, a z, výsledkem je mezní počet parkujících vozidel v požárním úseku garáže. Tato procedura je v normě zavedena proto, aby se v možných kombinacích parametru odvětrání, vybavení požárně bezpečnostními zařízeními a rozdělením požárního úseku na oddělení umožnilo zvýšit/snížit počet parkujících vozidel v požárním úseku garáže. Jinak vyjádřeno, aby se zvýšeným počtem parkujících vozidel nezvýšily parametry požáru a jeho negativní účinky nad přípustnou mez. To lze také vyjádřit jako přínos pro ty požární úseky garáží, které jsou investičně náročnější, ale instalací požárně bezpečnostních zařízení umožňují vyšší počet parkujících vozidel v požárním úseku garáže. Snížení počtu parkujících vozidel nastává v případech, kdy investor není ochoten instalovat požárně bezpečnostní zařízení a zajišťovat jejich provoz. Norma reaguje také na současný trend výstavby hromadných zakladačových systémů, což je významný přínos pro jejich výstavbu s jednoznačně definovanými podmínkami při zachování míry požárního rizika a možností provedení zásahu jednotkami požární ochrany při požáru [9]. Větrání garáží Ve vztahu k parkování vozidel na plynná paliva jsou pro určené požární úseky garáží v principu stanoveny dvě základní podmínky. První podmínkou je zabezpečené větrání. Větrání garáže může být přirozené nebo nucené. Větrání v otevřené garáži má určena kritéria a nevyžaduje další opatření. Větrání se ve výpočtu vyjadřuje hodnotou „x“. Druhou podmínkou pro parkování vozidel na plynná paliva v požárních úsecích garáží je instalace plynové detekce v kombinaci se zařízením pro vyhlášení požárního poplachu. Plynová detekce musí zabezpečit detekci plynu nebo plynů v prostoru garáže, tzn. že rozsah indikovaných plynů v příslušných koncentracích dolní meze výbušnosti ovlivňuje typy vozidel, které mohou v garáži parkovat. Splněním těchto dvou podmínek je systémově zajištěno, že při úniku plynu (v současné době se jedná o LPG, CNG, LNG, H2) v garáži dojde k detekci s následnou aktivací nuceného větrání a vyhlášení požárního poplachu tak, aby byl zajištěn bezpečný odchod přítomných osob s tím, že unikající plyn je ředěn a odvětráván tak, aby se nedosáhlo koncentrace v hodnotách dolní meze výbušnosti. Schematicky je tento stav možné vyjádřit podle následujícího schématu.



provoz garáže únik plynu

aktivace PD

vyhlášení evakuace

aktivace větrání

ověření bezpečnosti

BEZPEČNÝ STAV

provoz garáže

Obr. 1 Schéma nuceného větrání garáže pro parkování vozidel na plynná paliva [8, 9] Možnosti řešení větrání garáží Větrání garáží je možné zabezpečit následujícími způsoby: - přirozeně, - nuceně. Přirozené větrání je možné trvale otevřenými plochami ve stěnách a/nebo stropech, které jsou vyjádřeny parametrem větrání Fo a stanovenými podmínkami v ČSN 73 0804 [4], zejména se jedná o dispoziční požadavky. Přirozené větrání není 100 % funkční po dobu celého roku za všech povětrnostních podmínek. 100 % jistotu pohybu vzduchu, který je potřeba docílit za účelem ředění škodlivin zajišťuje pouze nucené větrání. Výhodou tohoto způsobu větrání je nulová investice do VZT zařízení. Nevýhodou tohoto systému větrání je zejména v zimním období prochlazování garáží, což u garáží pod objekty vyžaduje dimenzovat tepelnou ochranu stropu na -13 °C. To jednak zvyšuje investice na stavbu, zejména se však jedná o snížení světlé výšky prostoru garáže.

Základem pro tento systém větrání je vhodné situování nuceného, nebo přirozeného přívodu čerstvého vzduchu a šachty (šachet) pro nucený odvod vzduchu. Rozměrné a téměř všude překážející vzduchotechnické potrubí zde není zapotřebí. Axiální ventilátory pro odtah, případně přívod vzduchu, jsou instalovány do šachet opatřených tlumiči hluku. Proto není zapotřebí zabírání parkovací plochy pro strojovny vzduchotechniky. Garáž se již samotná chová jako potrubí a dostatečné množství vzduchu by mělo zajistit potřebnou rychlost vzduchu v jejím průřezu. Tak zvané JET ventilátory zajišťují další promíchání a pohyb vzduchu na trase mezi přiváděným a odváděcím otvorem (šachtou). V případě zjištění lokálních malých koncentrací škodlivin, není nutno zapínat celá zařízení (nedochází k podchlazování garáží). Tento systém je pro ředění škodlivin provozně nejúspornější. I zde platí, že znehodnocený vzduch je odtahován mimo garáž. Systém ve vzájemné vazbě umožňuje otevření přítokových i odtahových otvorů až při aktivaci zařízení pomocí žaluzií (nedochází k podchlazování garáží, klapky se otevřou při hygienickém nebo požárním režimu větrání). Systém umožňuje při instalaci přítokových i odtahových ventilátorů v šachtě použít jedno toto zařízení u vícepodlažních garáží přednastaveným otevíráním/ uzavíráním žaluzií/klapek z jednotlivých podlaží.

Nucené větrání: - podtlakové, rovnotlaké či mírně přetlakové, s instalací VZT potrubí nebo použitím JET ventilátorů včetně axiálních ventilátorů, - s instalací VZT potrubí. Přetlakové větrání je možné použít pouze u samostatně stojících objektů garáží, které tvoří jeden požární úsek a kde výtok kouře a horkých zplodin hoření nebude ohrožen sousední objekt nebo unikající osoby a jak v požárním úseku, tak vně objektu. Podtlakové větrání s použitím VZT potrubí vyžaduje omezení vnitřního prostoru garáží potrubím, což u nízkých světlých výšek těchto prostorů vyžaduje zvýšení stropu. Pokud slouží strojovna VZT zařízení pro více požárních úseků, musí tvořit samostatný požární úsek. Významnými nevýhodami tohoto systému větrání je časová prodleva mezi aktivací VZT zařízení a časem, kdy dojde k pohybu vzdušin v garáži. Vyústky odvádějící vzduch mají jen velmi malý dosah rychlosti proudění vzduchu od vyústky směrem do prostoru, a proto se na ředění škodlivin místně nepodílejí. K ředění dochází až při pohybu vzduchu v celém průřezu pokud je zajištěn dostatek náhradního vzduchu, v průřezu garáží apod. Pokud se má odsávat pouze z předem vymezených prostorů garáže, musí být instalována soustava VZT potrubí s ohledem na rozmístění přívodů vzduchu, respektive otvorů pro vnikání náhradního vzduchu a eventuálně systém uzavíracích VZT klapek. Jednou z dalších nevýhod VZT potrubí je usazování nečistot uvnitř VZT potrubí. Jet ventilátory Větrání garáží s použitím JET (proudových) ventilátorů představuje systém, který není dosud v České republice rozšířen. Jeho instalace je vhodná jak do malých, středně velkých, tak velkých garáží. Autoři příspěvku navštívili jak výrobce tohoto zařízení, tak několik již provozovaných garáží v Holandsku, kde je tento systém v provozovaných garážích již instalován a stává se pro garáže standardem. Systém významně přispívá k vysoké architektonicko-technické úrovni prostorů. Ostrava 8. - 9. září 2010

Obr. 2 Schéma nasazení JET ventilátorů v jednotlivých podlažích požárních úseků garáží [12] V jednotlivých požárních úsecích jsou instalovány JET ventilátory, není nutné VZT potrubí, pro kapacitu větrání slouží zpravidla jedna dvojice přítokových a jedna dvojice odtahových ventilátorů, žaluzie se systémově otevírají řídícím systémem. Ventilátory jsou dvouotáčkové. V případě odvodu tepla a kouře je možné použít ventilátory s reversibilním (obousměrným) chodem. Řídící systém podle místa aktivace (hlásič plynové detekce nebo IP adresa hlásiče zařízení EPS) aktivují celé zařízení v požadovaném směru. Tento systém může současně sloužit jak pro odvětrání garáží při požáru, tak pro větrání garáží při úniku plynu ze zaparkovaných vozidel. Při úniku plynu ze zaparkovaných vozidel se předpokládá, že zařízení plynové detekce již při dosažení 10 - 20 % dolní meze výbušnosti aktivuje větrací systém a v první fázi dochází k ředění plynovzdušné směsi v místě výskytu a v další fázi se prostor provětrává. Při tomto stavu se aktivují ty JET ventilátory, které nejsou v detekované sekci, toto obstarává řídící systém. JET ventilátory se proto nevyrábí v nevýbušném provedení. Pokud bychom chtěli uvažovat o totálním úniku hořlavého plynu ze zásobníku zaparkovaného vozidla, museli bychom eliminovat všechny možné iniciátory v garáži. To představuje například kompletní elektroinstalaci, ale i ostatní vozidla, což nelze a není to ani potřeba v tomto rozsahu řešit. Pro takový případ bychom museli tímto přístup řešit všechny prostory, kde jsou plynové spotřebiče, například byty.

147


Schéma funkce JET ventilátorů je znázorněno na následujících obrázcích.

Obr. 3 Stav před aktivací JET ventilátorů [12]

Obr. 4 Stav po aktivaci JET ventilátorů [12] Obr. 7 Jet ventilátor pod stropem garáže [11]

Obr. 8 JET ventilátor pod stropem se sníženou výškou [11]

Obr. 5 Schéma rozmístění JET ventilátorů, přítokových a odtahových ventilátorů [12] Ze schéma je zřejmé rozmístění celé soustavy s tím, že podle místa požáru mohou být aktivovány pouze předurčené ventilátory (pro větrání hořlavých plynů) nebo pro větrání při požáru může být zvolen směr větrání (reverze proudění vzdušin) podle místa požáru a rozmístění únikových cest. Každá garáž vybavená tímto větracím systémem vyžaduje podle dispozičních podmínek konkrétní posouzení již v době návrhu prostoru a technického vybavení objektu. Přizpůsobení instalace JET ventilátorů a axiálních ventilátorů má svá omezení. Při dodržení tohoto postupu je výsledkem již zmíněný přínos úspory místa a technicko-architektonické řešení.

Obr. 9 Žaluzie vzduchové cesty z podlaží [11]

Odtahový ventilátor

hlásič EPS

detekce CO, LPG, CNG, atd.

Obr. 10 Reverzní ventilátor pro přívod/odvod vzdušin [11]

Obr. 6 Schéma větrání v jednom směru [12] Hašení požáru v garážích Pro zajištění podmínek rychlého a účinného zásahu jednotkami požární ochrany při požáru v garáži jsou pro jednotlivé způsoby 148



parkování v normě stanoveny podmínky pro instalaci hasicích zařízení. Hasicí zařízení se ve výpočtu vyjadřuje hodnotou „y“. Hasicí zařízení jsou v normě [5] klasifikována uvedenou hodnotou pro: - sprinklerové stabilní hasicí zařízení (SHZ), - doplňkové sprinklerové stabilní hasicí zařízení (DHZ), - polostabilní sprinklerové stabilní hasicí zařízení (PHZ). Stabilní hasicí zařízení jako nejvýznamnější aktivní požárně bezpečnostní zařízení zajišťuje samočinný zásah v místě požáru se zajištěnou dodávkou a zásobou vody podle podmínek stanovených v ČSN EN 12 845+A2 [6] s možnostmi podle podmínek ČSN 73 0810 [5]. Doplňkové sprinklerové stabilní hasicí zařízení je zařízení napojené na vodovod zajištující trvalou dodávku vody nebo na zásobní nádrž s dostatečnou zásobou vody, přičemž musí být zajištěno napojení CAS jednotek požární ochrany. Tento systém zabezpečuje dodávku vody do místa hoření shodně jako stabilní hasicí zařízení. Kritickými body tohoto systému je stav, kdy dojde k přerušení dodávky vody do vodovodu nebo dojde k vyčerpání zásoby vody. V těchto případech dojde k obnovení dodávky vody do místa hašení po příjezdu CAS jednotky požární ochrany.

Závěr Závěrem je možné konstatovat, že obsah přílohy I ČSN 73 0804 [4] a případně novelizované vyhlášky č. 23/2008 Sb. [3] významně přispívá k [9]: - možnosti projektovat a budovat požární úseky garáží pro vozidla na plynná paliva, přičemž je stanovenými podmínkami zajištěna odpovídající míra požární bezpečnosti, - možnosti dovybavit stávající požární úseky garáží požárně bezpečnostními zařízeními tak, aby bylo možné parkování vozidel na plynná paliva, aniž by došlo ke snížení podmínek požární bezpečnosti pod přijatelnou míru, - možnosti zvýšit počet parkujících vozidel v požárních úsecích garáží v návaznosti na vybavenost požárně bezpečnostními zařízeními, - zachování požadavků na parametry stavebních konstrukcí v návaznosti na stanovený stupeň požární bezpečnosti, kde nebylo nutné zvyšovat nároky, - stanovení podmínek pro rychlý a účinný zásah jednotek požární bezpečnosti tak, aby zejména u regálových zakladačových systémů bylo možné zásah provést účinně a bez přímého ohrožení zasahujících hasičů.

Polostabilní hasicí zařízení zabezpečí dodávku vody do místa hašení po příjezdu CAS jednotky požární ochrany.

Použitá literatura

Z popisu je zřejmé, že nejvyšší spolehlivost pro hašení požáru má stabilní hasicí zařízení. Doplňkové a polostabilní sprinklerové stabilní hasicí zařízení má kritická místa. Míře spolehlivosti zajištění hašení v místě požáru jsou v normě v hodnotě „y“ přiřazeny koeficienty, které vyjadřují míru bezpečnosti těchto zařízení.

[2] Vyhláška č. 246/2001 Sb., o stanovení podmínek požární bezpečnosti a výkonu státního požárního dozoru (vyhláška o prevenci).

Nejnižší koeficient má polostabilní sprinklerové stabilní hasicí zařízení. Z hlediska požární taktiky je i tímto zařízením umožněno podstatně lépe, rychleji a účinněji provést zásah, přičemž nezanedbatelným kritériem je také bezpečnost zasahujících hasičů. Schéma postupových kroků při hašení je vyjádřeno na obrázku č. 11.

[1] Zákon č. 133/1985 Sb., o požární ochraně, ve znění pozdějších předpisů.

[3] Vyhláška č. 23/2008 Sb., o technických podmínkách požární ochrany staveb. [4] ČSN 73 0804:2/2010 Požární bezpečnost staveb - Výrobní objekty. [5] ČSN 73 0810:4/2009 Požární bezpečnost staveb - Společná ustanovení. [6] ČSN EN 12 845+A2:10/2009 Stabilní hasicí zařízení Sprinklerová zařízení - Navrhování, instalace a údržba.

provoz garáže únik plynu/požár

aktivace PD/EPS

vyhlášení evakuace

SHZ/aktivace větrání

hašení SHZ, zásah PHZ JPO

lokalizace, likvidace

ověření bezpečnosti

BEZPEČNÝ STAV

provoz garáže

Obr. 11 Schéma hašení v garáži při instalaci hasicícho zařízení [8, 9]

[7] TDG 982 01 Vybavení garáží a jiných prostorů pro motorová vozidla používající systém CNG. [8] Kratochvíl, V.: Zásahy jednotek požární ochrany v podzemních a uzavřených garážích, přednáška na konferenci VŠB - TU Ostrava, Ostrava 9/2008. [9] Kratochvíl, V., kolektiv: Současné garáže pro automobily z hlediska požární bezpečnosti, příloha časopisu 112, číslo 10/2009. [10] Firemní podklady Novenco B.V. Bergschenhoek, The Netherlands. [11] Foto: Ing. Václav Kratochvíl, Ph.D., Ing. Michal Kratochvíl. [12] Foto a schémata autoři a firma Novenco B.V. Bergschenhoek, The Netherlands.


149


Traumatologické plány - prvek havarijního plánování Traumatological planning - the element of the emergency planning Ing. Danuše Kratochvílová1

Havarijní plány jako součást krizového plánu kraje

Ing. Danuše Kratochvílová, ml.2

V souladu se zákonem č. 240/2000 Sb. o krizovém řízení a o změně některých zákonů (krizový zákon) ve znění pozdějších předpisů se pro zajištění připravenosti kraje na řešení krizových situací zpracovává krizový plán kraje. Tento plán je soubor dokumentů obsahujících krizová opatření a postupy pro řešení krizových situací v kraji. Nařízení vlády č. 462/2000 Sb., k provedení § 27 odst. 8 a § 28 odst. 5 zákona č. 240/2000 Sb., o krizovém řízení a o změně některých zákonů (krizový zákon) ve znění nařízení vlády č. 36/2003 Sb. stanovuje v § 15 náležitosti krizového plánu. Podle něj se krizový plán skládá ze základní a přílohové části. V odstavci 3 je podrobněji rozepsáno, co tvoří přílohovou část krizového plánu. Zde pod písmenem d) je mimo jiné uvedeno, že to jsou i havarijní plány zpracované dle zvláštních předpisů.

HZS Moravskoslezského kraje Výškovická 40, 700 30 Ostrava - Zábřeh 2 MV - GŘ HZS ČR Kloknerova 26, pošt. přihrádka 69, 148 01 Praha 414 [email protected], [email protected]

1

Abstrakt Článek pojednává o problematice traumatologického plánování, a to jak traumatologického plánu, jež je součástí havarijního plánu kraje (zákon č. 239/2000 Sb., o integrovaném záchranném systému), tak i traumatologických plánů, které jsou součástí vnějších havarijních plánů (zákon č. 59/2006 Sb., o prevenci závažných havárií a zákon č. 18/1997 Sb., atomový zákon). Oba typy traumatologických plánů jsou v příspěvku rozebrány, jsou zde uvedeny jejich struktury a v článku je i navržena jejich optimalizace. Také jsou pro úplnost zmíněny i traumatologické plány zdravotnických zařízení. Klíčová slova Havarijní plánování, traumatologické plány, mimořádná událost, zdravotnická zařízení. Abstract The article discusses the problems of traumatological planning both traumatological planning, which is the part of the emergency plan of the region (Act no 239/2000 Col., about Integrated Rescue System) and as well as traumatological plans, that are the parts of the external emergency plans (Act no 59/2006 Col., about prevention of the major accident and Act no 18/1997 Col, Atomic Act). In the article there are both these types of the traumatological plans analysed, there are mentioned their structures and in the article there is also designed optimalization of these plans. For the completeness there are also mentioned traumatological plans of the medical facilities. Key words Emergency planning, traumatological plans, emergency, medical facilities. Úvod Při řešení mimořádných událostí nebo krizových situací se velmi často přijímají různá opatření k ochraně veřejného zdraví. Zároveň vyvstává nutnost koordinovat činnost orgánů ochrany veřejného zdraví včetně zdravotnické záchranné služby a potřeba využívat kapacit lůžkových zdravotnických zařízení a poskytování odborné a specializované péče postiženému obyvatelstvu. Smyslem je zvýšit šanci na přežití postiženého obyvatelstva od poskytnutí první pomoci, přes výjezd zdravotnické záchranné služby, až po odvoz do zdravotnických zařízení a poskytnutí nemocniční péče. Tomuto postupu se říká záchranný řetězec a měl by být zakomponován v havarijním plánu formou traumatologického plánu. Příspěvek je zaměřen na traumatologické plány, a to jak traumatologické plány, které jsou součást havarijních plánů, tak i na traumatologické plány zdravotnických zařízení. Tyto traumatologické plány jsou uvedeny a vzájemně porovnány, je upozorněno i na některé významné rozdíly. V závěru je i navržena optimalizace v oblasti traumatologického plánování.

150

Součástí krizového plánu kraje je vždy havarijní plán kraje, který se zpracovává v souladu se zákonem č. 239/2000 Sb., o integrovaném záchranném systému a o změně některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů a vyhláškou č. 328/2001 Sb., o některých podrobnostech zabezpečení integrovaného záchranného systému, ve znění vyhlášky č. 429/2003 Sb. s vyznačením změn a doplňků (dále jen „vyhláška č. 328/2001 Sb.). Dále to mohou být vnější havarijní plány vyhotovené na základě zákona č. 59/2006 Sb., o prevenci závažných havárií1 a vyhlášky č. 103/2006 Sb., o stanovení zásad pro vymezení zóny havarijního plánování a o rozsahu a způsobu vypracování vnějšího havarijního plánu (dále jen „vyhláška č. 103/2006 Sb.“) nebo zákona č. 18/1997 Sb., o mírovém využívání jaderné energie a ionizujícího záření (atomový zákon) a o změně a doplnění některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů, (dále jen „zákon č. 18/1997 Sb.,“) a vyhlášky č. 328/2001 Sb., a to ve vazbě na rizika, která ohrožují území kraje. Traumatologický plán jako plán konkrétní činnosti Jak je v předchozí kapitole zmíněno, v rámci krizového plánu kraje se mohou zpracovávat tři typy havarijních plánů. Havarijní plán kraje se zpracovává za účelem provádění záchranných a likvidačních prací (dále jen „ZaLP“) na území kraje, vnější havarijní plány se zpracovávají pro stacionární zdroje rizik, u nichž je v jejich okolí stanovena zóna havarijního plánování. Tyto havarijní plány se člení na informační část, operativní část a plány konkrétních činností. U všech je jedním z plánů konkrétní činnosti traumatologický plán. Začlenění traumatologických plánů je znázorněno na obr. 1, kde KP kraje je krizový plán kraje, HP kraje je havarijní kraje a VHP je vnější havarijní plán. Důvodem zpracování traumatologického plánu je organizace zajištění zdravotnické pomoci při řešení mimořádné události (dále jen „MU“) buď na území kraje, nebo v zóně havarijního plánování. Obsah těchto traumatologických plánů se však liší: a) traumatologický plán jako součást havarijního plánu kraje obsahuje • postupy zdravotnických zařízení (dále jen „ZZ“) a správních úřadů a organizaci zajištění neodkladné zdravotnické péče a zdravotní pomoci obyvatelstvu postiženému MU nebo osobám provádějícím ZaLP, a které byly v souvislosti s MU zdravotně postiženy, 1

zákon č. 59/2006 Sb., o prevenci závažných havárií způsobených vybranými nebezpečnými chemickými látkami nebo chemickými přípravky a o změně zákona č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů, ve znění pozdějších předpisů, a zákona č. 320/2002 Sb., o změně a zrušení některých zákonů v souvislosti s ukončením činnosti okresních úřadů, ve znění pozdějších předpisů (zákon o prevenci závažných havárií) Ostrava 8. - 9. září 2010


• způsob zabezpečení zdravotnické pomoci evakuovanému a ukrývanému obyvatelstvu, • zásady ochrany veřejného zdraví v prostorech i mimo prostory MU, režimy ochrany zdraví zasahujících složek integrovaného záchranného systému (dále jen „IZS“) a dotčených ZZ, b) traumatologický plán jako součást vnějšího havarijního plánu, zhotoveného dle zákona č. 59/2006 Sb., a vyhlášky č. 103/2006 Sb., je zpracován pro potřeby zabezpečení odborné neodkladné zdravotní péče a odborného lékařského vyšetření a je členěný na plány dotčených ZZ a územně příslušného kraje, kterým se stanovuje způsob organizace zabezpečení zdravotní péče při MU. Je sestaven z dílčích plánů v působnosti zpracovatelů a obsahuje: • postupy a organizace dotčených ZZ a správních úřadů při zajištění neodkladné zdravotnické péče a zdravotní pomoci obyvatelstvu nebo jednotlivým osobám postiženým mimořádnou událostí nebo osobám, které provádějí ZaLP (včetně případných profylaktik) a byly v souvislosti s MU zdravotně postiženy; • způsob zabezpečení zdravotnické pomoci evakuovanému anebo ukrývanému obyvatelstvu; • zásady ochrany veřejného zdraví v prostorech i mimo prostory MU, režimy ochrany zdraví zasahujících složek IZS a dotčených ZZ, c) traumatologický plán jako součást vnějšího havarijního plánu, zpracovávaného dle zákona č. 18/1997 Sb. a vyhlášky č. 328/2001 Sb., kterým se upravuje způsob odborného lékařského vyšetření a lékařské péče, obsahuje • zásady a postupy při realizaci zdravotnické pomoci obyvatelstvu nebo jednotlivým osobám, které byly v souvislosti s radiační havárií ozářeny (zevní ozáření, vnitřní kontaminace) nebo postiženy kombinací polytraumat, a osobám, které zabezpečují opatření ke snížení ozáření nebo které provádějí záchranné práce a které byly v souvislosti s radiační havárií ozářeny (zevní ozáření, vnitřní kontaminace) nebo postiženy kombinací polytraumat, • způsob zabezpečení zdravotní případně ukrytému obyvatelstvu.

pomoci

evakuovanému,

KP kraje Zákon þ. 240/2000 Sb.

HP kraje

VHP

Zákon þ. 329/2000 Sb.

Zákon þ. 59/2006 Sb.

Traumatologický

Traumatologický

plán

plán

Vyhl. þ. 328/2001 Sb. /

Vyhl. þ. 328/2001 Sb. Ģ í

hl ē

/

b

Obr. 1 Začlenění traumatologických plánů Traumatologický plán zdravotnického zařízení Ministerstvo zdravotnictví vydalo v roce 2001 „Zásady traumatologického plánování ve zdravotnictví“2, v nichž je doporučen obsah traumatologického plánu ZZ. Do jaké míry byl tento obsah zdravotnickými zařízeními při zpracování traumatologického plánu ZZ akceptován, není v tomto článku předmětem hodnocení. Všeobecně lze však konstatovat, že ZZ mají 2

dopis č.j. MZDR 31726/2001, příloha č. 2 „Zásady traumatologického plánování ve zdravotnictví“


vyhotoven traumatologický plán, jehož cílem je zajištění odborné zdravotní péče při hromadném příjmu postižených osob v případě mimořádné situace a zajištění následné péče podle charakteru postižení zdraví. Traumatologický plán ZZ je rozpracován na jednotlivá oddělení (kliniky) tak, aby každý pracovník věděl, jaké úkoly musí v době MU provádět. V plánu je popsáno, jakým způsobem se bude realizovat zabezpečení lékařské péče, lůžkové kapacity (uvolnění potřebných lůžek, zajištění a umístění dalších) a ambulantní péče nad rámec běžného provozu ZZ. Dále je řešen způsob uvolnění a dohotovení všech potřebných operačních sálů a specializovaných pracovišť, určení prostorů pro příjem zranění a provádění vlastní triage. V plánu by ani neměl chybět způsob svolání zdravotnického personálu (lékaři, zdravotní sestry, ošetřovatelé apod.) - je třeba vědět, koho přivolat na pomoc a jak jej vyrozumět. Shrnutí V předchozích kapitolách byly popsány typy traumatologických plánů, které se v současné době zpracovávají a jsou buď jako plány konkrétních činností (dále jen „PKČ“) součástí havarijních plánů, anebo součástí dokumentace ZZ viz. tab. č. Přehled traumatologických plánů. Název plánu je stejný, ale účel zpracování odlišný. Velmi zjednodušeně - traumatologický plán jako PKČ je dokumentem, podle něhož se poskytuje zdravotní péče obyvatelstvu či složkám IZS na místě mimořádné situace, kdežto traumatologický plán ZZ slouží k aktivaci zdravotnického zařízení (aktivace zaměstnanců a pracovišť) pro příjem osob postižených mimořádnou situací a poskytnutí lékařské péče v tomto zařízení. Tab. č. 1 Přehled traumatologických plánů Název plánu

Zpracovatel havarijního plánu

Zpracovatel traumatologického plánu

Traumatologický plán (HP)

HZS kraje

Odbor zdravotnictví KÚ

Traumatologický plán (VHP)

HZS kraje nebo Krajský úřad

Odbor zdravotnictví KÚ nebo obecního úřadu ORP

Traumatologický plán (zdravotnického zařízení)

Zdravotnické zařízení

Při zpracování traumatologických plánů se občas objevují určité nedostatky, např. v traumatologických plánech jako PKČ není vždy optimálně řešena organizace odsunu zraněných z místa MU do vybraných ZZ k následné nemocniční péči, nebo u traumatologických plánů ZZ se vyskytuje nedostatečné rozpracování organizace příjmu postižených osob na konkrétní podmínky a možnosti ZZ, vč. reálného pokrytí potřebné péče zdravotnickým personálem (popř. i zdravotnickým materiálem). Zde lze upozornit na následující kritická místa plánování: - působnost územních odborů zdravotnické záchranné služby (dále jen „ZZS“) z hlediska spádovosti k jednotlivým ZZ na území kraje, - řízení organizačního zabezpečení přepravy postižených do ZZ a mezi ZZ, - komunikace mezi místem MU, ZZS a daným ZZ, - konkrétní směrování do ZZ na základě diagnostického určení, aktivace příjmových center ZZ, koordinace připravenosti a obslužnosti hromadného příjmu postižených u ZZ, logistické zabezpečení, dostatečnost - nedostatečnost kapacit, ad., - kalkulace časových lhůt a dostupnosti odborných zdravotnických výkonů, jejich přesahy a substituce [interval pomoci ZZS na místě události, interval transportu do cílového ZZ, interval předání příjmovému centru ZZ, interval návratu do místa události (na 151


základnu), interval přesunů mezi ZZ + rámcové intervaly výkonu na odborných pracovištích (centrech) ad.]. U obou plánů chybí možnosti využití výpomoci odjinud, tzn. poskytnutí prostorů, personálu, materiálu, např. využití nevládních a církevních organizací3. Nicméně toto je prostor pro diskuzi, zda a jakým způsobem tyto organizace zakomponovat do traumatologických plánů. Závěr Při řešení mimořádné situace by bylo optimální, kdyby traumatologické plány na sebe navazovaly. Požadavky na vlastní řízení kontinuity mezi příslušnými zdravotnickými součástmi (ZZS a ZZ) však ukazují na kritická místa plánování, která by měla být na základě spolupráce jednotlivých zpracovatelů traumatologických plánů ve vazbě na operační řízení ze strany krajského operačního a informačního střediska IZS nebo krizového štábu kraje, dořešena. Co se týče obsahu jednotlivých traumatologických plánů, tak i tady najdeme prostor pro jejich optimalizaci. Příkladem může být obsah traumatologického plánu dle vyhlášky č. 103/2006 Sb. - není totiž žádoucí, aby obsahoval traumatologické plány všech zdravotnických zařízení, u kterých se předpokládá poskytnutí lékařské péče postiženému obyvatelstvu při úniku nebezpečné chemické látky. Místo těchto plánů by stačilo pouze uvést předurčené zdravotnické zařízení, kam by bylo postižené obyvatelstvo ze zasaženého území (zóny havarijního plánování) v případě potřeby převezeno. Závěrem lze navrhnout, aby traumatologický plán jako plán konkrétní činnosti havarijních plánů byl nazván jinak, a to např. plán zdravotnického zabezpečení. Důvodem je jednak odlišení od traumatologického plánu zdravotnického zařízení, ale také proto, že 3

navrhovaný název se zdá být výstižnější, a to ve vazbě na činnosti, které se dle něj v prostorách mimořádné situace realizují. Literatura [1] Zákon č. 18/1997 Sb., o mírovém využívání jaderné energie a ionizujícího záření (atomový zákon) a o změně a doplnění některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů. [2] Zákon č. 59/2006 Sb., o prevenci závažných havárií způsobených vybranými nebezpečnými chemickými látkami nebo chemickými přípravky a o změně zákona č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů, ve znění pozdějších předpisů, a zákona č. 320/2002 Sb., o změně a zrušení některých zákonů v souvislosti s ukončením činnosti okresních úřadů, ve znění pozdějších předpisů, (zákon o prevenci závažných havárií), ve znění pozdějších předpisů. [3] Zákon č. 239/2000 Sb., o integrovaném záchranném systému a o změně některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů. [4] Zákon č. 240/2000 Sb., o krizovém řízení a o změně některých zákonů (krizový zákon), ve znění pozdějších předpisů. [5] Vyhláška č. 103/2006 Sb., o stanovení zásad pro vymezení zóny havarijního plánování a o rozsahu a způsobu vypracování vnějšího havarijního plánu. [6] Vyhláška č. 328/2001 Sb., o některých podrobnostech zabezpečení integrovaného záchranného systému, ve znění vyhlášky č. 429/2003 Sb. [7] Nařízení vlády č. 462/2000 Sb., k provedení § 27 odst. 8 a § 28 odst. 5 zákona č. 240/2000 Sb., o krizovém řízení a o změně některých zákonů (krizový zákon), ve znění nařízení vlády č. 36/2003 Sb.

zkušenosti z traumatologického plánování v Moravskoslezském kraji


32.


ZDENċK VOJTA EMIL RUCKÝ

OSOBNÍ OCHRANNÉ PRACOVNÍ PROSTěEDKY

Osobní ochranné pracovní prostředky Zdeněk Vojta, Emil Rucký Publikace je určena pracovníkům, kteří zajišťují BOZP, což jsou jak bezpečnostní technici, kteří se touto problematikou zabývají profesně, tak i všichni ostatní, kteří se potřebují blíže seznámit jak s právními aspekty problému, tak i technickými hledisky. Publikace se v úvodní části zabývá právními předpisy týkající se pracovně právních vztahů při používání OOPP a uvádění těchto výrobků na trh. Popisuje jednotlivé OOPP, které slouží k ochraně hlavy, očí, obličeje, dýchacích orgánů, sluchu, těla, rukou, nohou a k ochraně proti pádům z výšky či do hloubky. Každá část je vždy rozdělena na kapitoly, ve kterých jsou popsány obecné vlastnosti OOPP, používané termíny a názvy, rizika přicházející v úvahu, ochranné vlastnosti, údržba. V závěru každé části je uveden seznam českých technických norem.


152



Zvýšení požární bezpečnosti zastavěných území Increase in fire safety of built-up area Doc. Ing. Šárka Kročová, Ph.D. VŠB - TU Ostrava , Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, 700 30 Ostrava - Výškovice [email protected] Abstrakt Přípravu na potenciální požární nebezpečí zastavěných území je nutné zvažovat již při výstavbě objektů a technické infrastruktury měst a obcí. K nejdůležitějším subjektům technické infrastruktury patří z požárního hlediska distribuční sítě vodovodů pro veřejnou potřebu. Význam tohoto zařízení se zvyšuje v oblastech s nedostatkem povrchových vod a v mimořádných podmínkách. Spolu s útvary hasičských záchranných sborů a jejich technickým vybavením rozhoduje často o lidských životech a výši materiálních škod. Ve standardních podmínkách zpravidla není problém zajistit dostatečných průtok vody pro požární odběrní místa. Při haváriích na vodovodní síti, nebo nedostatku vody v systému, se může situace rychle změnit. Na danou situaci musí být připravena nejen města a obce, ale i jednotky požární ochrany HZS. Jak daná přírodní a antropogenní rizika rozpoznat a eliminovat na přijatelnou technickou úroveň, naznačuje text příspěvku. Klíčová slova Vodovodní síť, vodní zdroje, přírodní nebezpečí, antropogenní nebezpečí, zranitelnost systému, požární odběrní místa. Abstract The fire and rescue service is undoubtedly one of the best organised functional units of the state. Its importance still increases in case of incident occurrence. The preparation for the occurrence and control of an incident is always desirable. In the majority of cases, the preparation is carried out in the framework of civil emergency preparedness of various subjects that may influence the security of territorial units and their infrastructures. It is potable and firefighting water distribution systems in towns and municipalities that belong to the most significant systems in relation to the fire and rescue service. Their optimum function can very often decide about the health and life of citizens and simultaneously the amount of material damage caused by fires. In the case of simultaneous occurrences of two or more incidents in the public and the technical infrastructure, a critical situation endangering the standard expected activity of intervening brigades may arise. The text of the contribution shows how to determine and eliminate the given natural and anthropogenic risks to an acceptable level. Key words Water supply network, water sources, natural hazards, anthropogenic hazards, system vulnerability, fire fighting water consumption points Úvod Rozmanitost technické infrastruktury předurčuje i její složitost. S velikostí města nebo obce a její vyšší občanskou, technickou a obchodní vybaveností, se zvyšuje i riziko negativního dopadu na jejich uživatele. K snížení rizika je v podmínkách České republiky usnesením Bezpečnostní rady státu vyjmenováno 9 oblastí, které jsou definovány jako kritická infrastruktura. Mezi subjekty kritické infrastruktury jsou i vodárenské systémy vodovodů pro veřejnou potřebu. Důležitost jednotlivých kritických infrastruktur je do jisté


míry dána i tím, jak daná infrastruktura může ovlivnit své okolí, zejména pak ostatní infrastruktury. Dodávka pitné a požární vody má v reálném prostředí měst a obcí mimořádný význam a dopad. Na výrobě a distribuci vody jsou závislé nejen domácnosti, ale především veřejné služby, výroba potravin, a v lokalitách bez vhodných povrchových zdrojů i požární bezpečnost občanských staveb, průmyslových objektů a objektů v nových průmyslových zónách. V běžných podmínkách spotřebitelé zpravidla nevnímají problematiku spojenou s výrobou a distribucí pitné vody. Tato činnost je trvale monitorována nejen z hlediska technickoprovozního, ale především z hlediska trvalého udržení kvality a čerstvosti vody. Ve vodárenství se může situace rychle a bez předchozího varování změnit vlivem působení přírodního nebo antropogenního nebezpečí. Změnu může způsobit i ztráta kontroly nebo výpadky těchto systémů. V této fázi musí nastoupit nouzová řešení. Aby byla úspěšná, je nutné včas se na ně připravit v celé škále hrozících rizik. O která základní rizika se jedná, naznačuje následující příspěvek. Stanovení úrovně civilní nouzové připravenosti ve vodním hospodářství a požární bezpečnosti zastavěných území Je všeobecně známou skutečností, že voda velmi ráda do sebe přijímá různé látky. V této základní vlastnosti vody je i vysoké riziko její zranitelnosti. Vzhledem k tomu, že na dodávkách pitné vody z vodovodů pro veřejnou potřebu je v České republice závislých cca 92,7 % obyvatel státu [1], provoz veřejné infrastruktury i požární bezpečnost významných zastavěných území, je nutné se na potenciální vznik mimořádné situace předem připravit. Jednu z celé řady možností nabízí následující schéma. MU

příprava na mimořádné situace

bezpečnostní systém

řešení mimořádných situací

Obr. 1 Pojetí managementu mimořádných situací v ČR [2] Vodní hospodářství a specificky výroba a distribuce pitných vod pro spotřebitele a současně i vod určených k hašení požárů prostřednictvím vodovodů pro veřejnou potřebu, především v městských aglomeracích, má mimo základních vlastností vody, i řadu dalších rizikových příčin uvedených v tabulce 1, které mohou vést ke vzniku krizové situace. Pro každou zásobovanou oblast závislou na dodávkách pitné a požární vody je vhodné v rámci krizové připravenosti vypracovat seznam, které z přírodních nebo antropogenních nebezpečí systému hrozí a přijmout k potenciální hrozbě přiměřená opatření. Situace menšího rozsahu bude zpravidla řešit příslušný subjekt vodovodů. Pokud však dojde k rozsáhlé mimořádné události, která bude spojena s přerušením dodávek pitné a požární vody velkého rozsahu převyšující možnosti vodárenské společnosti, bude nouzové zásobování vodou (dále NZV) zajišťováno jen cestou vyhlášení krizového stavu. Většina současných scénářů zajišťování

153


NZV neřeší uceleně celý komplex problémů, ale pouze některé jeho části. Velkým, dosud dostatečně neřešeným problémem, je zajištění přímých dodávek pitné vody specifické veřejné a výrobní infrastruktuře a dodávky vody pro požární odběrní místa, především v místech s absencí povrchových zdrojů vody. I přes uvedený nedostatek se postupně od roku 1997 připravuje řada opatření s cílem snižujícím riziko nutnosti nouzového zásobování postiženého obyvatelstva. Jedním ze základních opatření je vytvoření dostatečného zákonného rámce umožňujícího státu organizovat přípravu na řešení mimořádných situací. Tab. 1 Příčiny vedoucí k vzniku mimořádných situací Primární přírodní a antropogenní děje

Sekundární dopady na veřejnou infrastrukturu

Vliv na požární bezpečnost území

Extrémní dlouhotrvající sucha

Snížení hladin podzemních zdrojů a užitného obsahu vody v povrchových zdrojích

Při zvýšeném riziku požárů, nebezpečí snížení hydraulické účinnosti vodovodní sítě

2

Rozsáhlé povodně, kontaminace povrchových nebo podzemních vod

Extrémní zhoršení možnosti upravitelnosti vody nebo vyloučení její upravitelnosti

Riziko dlouhodobého vyřazení části, nebo všech požárních odběrních míst

3

Kontaminace a změna kvality akumulované pitné a požární vody ve vodojemech

Okamžité přerušení odtoku vody do spotřebiště a následné částečné, popř. úplné přerušení její distribuce

Riziko krátkodobého, popř. střednědobého vyřazení části požárních odběrních míst

Kontaminace vnitřních stěn liniových staveb

Přerušení nebo neobnovení dodávek vody do části zastavěného území a nutnost zajištění nouzového zásobování vodou

Riziko krátkodobého, popř. střednědobého vyřazení části požárních odběrních míst

U výtlačných systémů a po vyčerpání akumulací nutnost zajištění nouzového zásobování vodou

Krátkodobé (cca několik hodin), vyřazení požárních odběrních míst u vysokotlakých a výtlačných distribučních systémů, včetně požárních odběrních míst

Riziko redukce dodávek vody do spotřebišť a vyhlašování regulačních stupňů

Vysoké riziko přerušování dodávek vody v distribučním systému, redukce hydrodynamických tlakových hladin u požárních odběrních míst

1

4

5

6

Přerušení dodávek energií podmiňujících výrobnědistribuční činnost

Klimatické změny působící na vodní hospodářství

Legislativa při řešení krizových situací ukládá státním a samosprávným orgánům a vybraným právnickým osobám mimo jiné i povinnost v rámci krizového plánování vypracovat: • Krizové plány • Plány krizové připravenosti • Havarijní plány Krizové plány Krizový plán kraje a určené obce zpracovaný v rozsahu stanoveném zákonem č. 240/2000 Sb., o krizovém řízení [7] a navazující na zákon 241/2000 Sb., o hospodářských opatřeních pro krizové stavy [8], musí v oblasti vodního hospodářství integrálně navazovat na zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu [9] a jejich technických možnostech podílet 154

se na řešení krizových situací. Pro zvládnutí situace je vhodné vždy v krizových plánech mimo jiné posoudit a znát: • aktuální technické možnosti vodárenského systému a jeho reakci na vznik mimořádné události, • využitelné zásoby surové a pitné vody pro potřeby NZV, • rozsah prostředků pro celkové zajištění NZV prostřednictvím Služby nouzového zásobování vodu (SNZV), • dobu aktivace prostředků SNZV, • rozsah, potřeby a technické podmínky dodávky pitné vody pro zdravotní služby, výrobu potravin a další veřejné služby v posuzovaném regionu, • počet udržitelných požárních odběrních míst a jejich kapacitu, • způsob zajištění ochrany vodních zdrojů a výdejních míst NZV, • finanční a materiální zabezpečení činnosti NZV. Plány krizové připravenosti Plány krizové připravenosti vypracovávají vodárenské společnosti především na vyzvání orgánů krizového řízení. Musí navazovat na krizové plány kraje a posuzované obce nebo množiny obcí. Je však vhodné, aby každá vodárenská společnost, i když není vyzvána k vypracování plánů krizové připravenosti, daný plán měla k dispozici. Nepřipravenost, nebo spoléhání na improvizaci, je velmi riskantní a v konečném důsledku vede často k opomenutí řady důležitých preventivních opatření. Plány krizové připravenosti vodárenských subjektů by měly obsahovat zejména následující náležitosti: • komplexní strategické posouzení vodárenského systému a jeho možností, • vyhodnocení slabých a silných stránek vodních zdrojů, • vyhodnocení slabých a silných stránek distribučních systémů pitných a požárních vod, • podrobnou znalost hydraulické účinnosti sítě, nebo jejich významných částí, ve standardním prostředí a při nedostatku vody, • způsob zajištění NZV pro obyvatelstvo, • způsob zajištění nouzových dodávek vody při nedostatku vody v systému ve vztahu k hydraulické účinnosti vodovodní sítě pro vybrané strategické subjekty definované v krizových plánech kraje a posuzované obce, • způsob zajištění sjednaného minimálního množství vody pro požární odběrní místa v předem definovaných a zaručených tlakových hladinách, • v případě požadavků Hasičského záchranného sboru určení náhradních vhodných odběrů surové vody z vodárenských zdrojů, • způsob zajištění ochrany vodních zdrojů vlastními prostředky, popř. sjednanou kooperaci v rámci krizových plánů, • finanční a materiální zabezpečení činností vyplývající z plánů krizové připravenosti, • způsob vyhlášení a ukončení činnosti. Havarijní plány Havarijní plánování vyplývá vodárenským společnostem ze zákona o vodách [10] a zákona o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu [9]. Každá vodárenská společnost musí být připravena řešit havárie, zajišťovat opatření k nápravě a haváriím předcházet. Ne vždy a ne každá tomuto zákonnému opatření věnuje dostatek energie. Mimo jiné musí řadě taxativně vyjmenovaným subjektům vždy hlásit jakékoliv přerušení nebo omezení dodávky vody1. Reálně k nejdůležitějším patří jednotky požární ochrany. Opomenutí této povinnosti může způsobit zbytečnou časovou 1

§ 9 odst. (5) zákona č. 274/2001 Sb. Ostrava 8. - 9. září 2010


ztrátu při požárním zásahu a zvýšení hmotných škod způsobených požárem. Důležitým opatřením z hlediska zajištění dodávky spotřební a požární vody u „bezprizorních“ vodárenských systémů pitných vod, je možnost nařídit na omezenou dobu povinnost veřejné služby2. Tímto institutem lze správním rozhodnutím překlenout rizika, že spotřebitelé nebo požární odběrní místa nebudou mít odbornou správu a vedení. Taktéž veřejnou službu lze využít z hlediska práva i pro řešení krizových situací na úseku nouzového zásobování pitnou vodou, pokud některý ze současných provozovatelů ztratí schopnost řešit havarijní situace. Možnosti vodohospodářských subjektů zabezpečujících dodávky požární vody Ve standardních podmínkách není zpravidla technickým problémem zabezpečit na hydrantové síti, výtokových stojanech, plnicích místech a požárních rozvodech vody vnitřních vodovodů požadované nebo sjednané množství vody o dostatečném hydrodynamickém tlaku. Nedostatky se mohou vyskytovat pouze vlivem nevhodně umístněného požárního odběrního místa (nedostatečné DN potrubí ve vztahu k požadavku na odběr vody, vnitřní inkrustace, snížená průtočnost vody vlivem technických závad potrubí). Vážný problém zajištění dostatku požární vody může nastat po vniku různých druhů mimořádné události, především při kombinaci nedostatku vody ve zdrojích a vysokých ztrátách vody v distribuční síti. Velmi často se obě veličiny posuzují samostatně nebo se ztráty vody v distribučních systémech neberou v úvahu. Jedná se o zásadní chybu. Správná úvaha musí vycházet následujícího schématu [3]:

Analýza zranitelnosti Analýzu zranitelnosti libovolného subjektu kritické infrastruktury, v tomto případě výrobně-distribučních systémů vodovodů pro veřejnou potřebu, lze vytvořit na základě příslušné metodiky. Metodiku lze použít na celý systém nebo jeho ucelené funkční části. Její princip spočívá v posuzování aspektů uvedených na obrázku č. 3, včetně všech vazeb a souvislostí. Analýza relevance

Analýza nákladů

Analýza zranitelnosti

Analýza ohrožení

Analýza rizik

Analýza užitků

Možnosti minimalizace škod

Rozhodnutí

Obr. 3 Schéma managementu rizika [upraveno dle 4] Z výsledků analýz se následně stanoví výsledné riziko, respektive úroveň zabezpečení prvků posuzované kritické infrastruktury. Zobrazený proces managementu rizika může být použit jako celek nebo z něj jen vybrané části. Jedním ze základních předpokladů úspěšnosti je vypracování kontrolních seznamů zranitelnosti systému strukturované pro jeho všechny rozhodující procesy, viz ukázka tabulky možných dotazů a odpovědí. Tab. 2 Kontrolní seznamy zranitelnosti vzájemné závislosti [5] VZÁJEMNÉ ZÁVISLOSTI

Obr. 2 Základní schéma vyráběné pitné a požární vody vodovodů pro veřejnou potřebu Je nutné si vždy uvědomit, že pro spotřební a požární účely máme k dispozici pouze množství vody znázorněné na obrázku. Nejvyšším rizikem výkonnosti systému (objemu přepravované vody a hydrodynamického tlaku), jsou skryté úniky vody do podloží nebo kanalizačních řadů. Při předpokládané nižší kapacitě náhradního zdroje, nebo jeho úplné absenci, mohou v průběhu velmi krátké doby způsobit úplné vyprázdnění akumulací a následně i vyřazení z provozu všech požárních odběrních míst. Pro snížení tohoto nebezpečí je vhodné vypracovat analýzu zranitelnosti systému dodávky pitné a požární vody. 2

1.1

Řízení ochrany kvality surové podzemní a povrchové vody

1.1.1

Je zdrojem surové vody zařízení s minimálním rizikem vyřazení a dopadem na zásobovanou oblast?

1.1.2

Je zdrojem surové vody zařízení s vyšším rizikem vyřazení a přerušení dodávky vody pro zásobovanou oblast?

1.1.3

Je zdroje surové vody zařízení s vyšším rizikem vyřazení a přerušení dodávky vody pro zásobovanou oblast, ale možnostmi nouzového zásobování vodou (NZV) z jiných ekvivalentních zdrojů

1.1.4

Má zdroj vody více odběrných míst s ekvivalentní kapacitou ke spotřebišti?

1.1.5

Lze zajistit zdroj proti vyřazení z provozu vojenskými nebo teroristickými prostředky?

1.1.6

Je vodní zdroj dostatečně chráněn před různými druhy neúmyslné kontaminace?

1.1.7

Má technologická část zdroje vody náhradní zdroj el. energie?

Ano

Ne

Poznámka

§ 22 odst. (2) zákona č. 274/2001 Sb.


155


Tab. 3 Hodnocení kontrolního seznamu [5] Hodnocení kontrolního seznamu - kladné odpovědi Méně než 64 %

65 - 74 %

75 - 84 %

85 - 94 %

95 - 100 %

5

4

3

2

1

Jednotlivé kontrolní seznamy jsou postaveny na kladných odpovědích. Výsledky zpracujeme tak, že sečteme kladné odpovědi jedné oblasti a vypočteme procento kladných odpovědí a z hodnotící tabulky uvedené za každým seznamem přiřadíme odpovídající počet bodů. Výsledná hodnota se pak bude pohybovat v intervalu 1 - 5. Dle dosažené hodnoty pak uvažujeme nad mírou zranitelnosti posuzovaného systému. Měřítko hodnocení zranitelnosti znázorňuje následující závěrečná tabulka. Tabulka 4 Měřítko hodnocení relevance

často vodárenské společnosti, nebo jiní majitelé vodovodů pro veřejnou potřebu, zjednodušují kontrolu požárních odběrních míst na pouhá vizuální zjištění technického stavu, popř. základní funkci odběrného místa. Při reálné potřebě odběru vody jednotkami požární ochrany je často zjišťováno, že daný hydrant nedodává očekávané množství vody nebo dochází k enormnímu poklesu hydrodynamického tlaku vody. Tato rizika vznikají především u větevných systémů, u řadů nižších dimenzí a vodovodních řadů ve špatném technickém stavu vlivem stáří potrubí. Je vhodné si uvědomit, že celkově je vodovodní síť v ČR, především ve městech, na hranici zenitu předpokládané životnosti, nebo již za ním. Při nedostatku finančních prostředků na obnovu sítě bude nejméně dvě desetiletí trvat přiměřená náprava. V tomto mezidobí ještě výrazněji roste potřeba skutečné znalosti hydraulické účinnosti sítě a požárních odběrných míst. Zkoušky mohou prokázat pozitivní i negativní hodnoty, viz následující obrázky č. 4 a 5.

Úroveň relevance Velmi vysoká

5

Vysoká

4

Střední

3

Nízká

2

Zanedbatelná

1

Upraveno podle: [6] Eliminace rizik vyřazení nebo snížení účinnosti požárních odběrních míst Pro zvýšení požární bezpečnosti zastavěných území a bodových subjektů v extravilánech jednotlivých katastrů měst a obcí, je vhodné mimo dostatečného plánování a přípravy na mimořádné situace provádět i řadu technicko-provozních opatření. K základním opatřením lze zařadit:

Legenda: požární odběr (l.s-1) uzlový bod (MPa) kontrolní bod č. 1 (MPa) kontrolní bod č. 2 (MPa)

• matematické modelování, • hydraulická měření veličin. Matematické modelování

Obr. 4 Optimálně zvolené požární odběrní místo

Je velmi vhodné použít u nových nebo rekonstruovaných vodovodních sítí, u kterých je zcela bezpečně znám druh trubního materiálu a drsnost v nitřních stěn potrubí, bez inkrustace. Je vhodné je provést případech, kdy nebylo součástí projektu. U starších a starých sítí často nemá vodárenská společnost dostatek přesných informací o skutečném technickém stavu potrubí, především inkrustaci vnitřních stěn, a pokud s ní v dostatečné míře zpracovatel matematického modelu nepočítá, může výrazně zkreslit následně dosahované výsledky. Z daného důvodu je vhodné kalibrovat výpočet prostřednictvím zátěžových zkoušek odběrních míst za současného měření protékajícího množství vody, rychlosti proudění a on-line měření a vyhodnocování tlakových hladin. Při dodržení uvedených zásad provozovateli vodárenského systému a následně dostatečně průkazně i Hasičskému záchrannému sboru odpoví na otázku, s jakým množství požární vody lze při odběru počítat, jaké budou hydrodynamické tlaky při odběru z jednoho nebo více míst současně. Tímto způsobem lze na vodovodní síti nalézt i optimální místa pro vybudování výtokových stojanů nebo plnících míst bez rizika, že odběry pro cvičné, případně skutečné požáry, výrazně negativně ovlivní kvalitu vody v distribučním systému za mez, kterou musí za všech okolností splňovat. Hydraulická měření veličin Bez hydraulického periodického měření veličin by nemělo být na vodovodní síti žádné požární odběrní místo. Nelze považovat za dostatečné opatření pro požární bezpečnost zastavěných území pouze vybudování hydrantové sítě, případně jiných typů odběrních míst, bez opakovaného ověřování jejich skutečné účinnosti. Velmi

156

Legenda: požární odběr (l.s-1) uzlový bod (MPa) kontrolní bod (MPa) Obr. 5 Nevhodně zvolené požární odběrní místo Hydraulické zkoušky je vhodné provádět nejen u podzemních nebo nadzemních hydrantů, ale rovněž u výtokových stojanů a odběrných míst, zvláště případech, kdy tato odběrní místa jsou vybudována na poddimenzovaných vodovodních řadech nebo v místech s nižšími hydrodynamickými tlaky vody. Pro poměrně vysoká odběrová množství (min.35 l.s-1, 60 l.s-1) a obtížnost Ostrava 8. - 9. září 2010


mobilního měření, je vhodné pro daná měření využívat základní monitorovací objekty zón nebo sektorů s rozšířeným dočasným mobilním měřením tlakových hodnot v bezprostředním okolí prováděného kontrolního odběru požárního množství vody.

[4] Spezialschutzkonzept für die Kritische Infrastruktur Öffentliche Wasserversorgung, Leitfaden und Risikomanagement Konzept für Unternehmen, Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe, Bonn, 85 p., 1. Ausgabe Oktober 2005.

Závěr

[5] Kročová, Š.: Strategie dodávek pitné vody, SPBI Spektrum, Ostrava 2009, ISBN: 978-80-7385-072-2.

Předcházet nepředvídaným problémům s nedostatkem vody k hašení rozsáhlých požárů se vyplatí nejen majitelům objektů se zvýšeným ohrožením vzniku požáru, ale všem zainteresovaným orgánům a organizacím. Jak vyplývá z příspěvku, je vhodné pro snížení rizika postupovat systematicky od důkladné rozvahy, jaká rizika hrozí zastavěným územím při různých situacích přes přijímání optimálních preventivních opatření k snížení rizika, až po ověřování, zda přijatá opatření skutečně mohou splňovat a splňují očekávaný efekt. Zbytečné chyby ohrožují nejen majetek, ale často i zdraví a životy lidí, což odpovědný orgán nebo organizace nesmí dopustit. Příspěvek zpracován v rámci projektu Ministerstva vnitra ČR VD200620010A06.

[6] Chipley, Michael et al,: Risk Management Series Reference Manual to Mitigate Potential Terrorist Attacks Against Buildings, FEMA (Federal Emergency Management Agency), US Department of Homeland Security, Eigenverlag, Dezember 2003, Seite 1- 5. [7] Zákon č. 240/2000 Sb., o krizovém řízení a o změně některých zákonů (krizový zákon), ve znění pozdějších předpisů. [8] Zákon č. 241/2000 Sb., o hospodářských opatřeních pro krizové stavy a o změně některých zákonů, ve znění pozdějších přepisů.

Literatura

[9] Zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů.

[1] Svaz vodního hospodářství v ČR, [online], [cit. 2010.03-15], dostupné z: .

[10] Zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů.

[2] Šenovský, M. a kol. autorů: Zranitelnost kritické infrastruktury, SPBI Spektrum, Ostrava 2008, ISBN: 978-80-7385-058-6. [3] Kročová, Š.: Veřejné vodovody v rámci připravenosti na mimořádné situace. Požární ochrana. 2009, roč. VXIII, č. 1, s. 264-271. ISSN: 1803-1803.


33.


IVANA BARTLOVÁ MILOŠ PEŠÁK

ANALÝZA NEBEZPEýÍ A PREVENCE PRģMYSLOVÝCH HAVÁRIÍ II Analýza rizik, a pĜipravenost na prĤmyslové havárie

Analýza nebezpečí a prevence průmyslových havárií II - Analýza rizik, a připravenost na průmyslové havárie Ivana Bartlová, Miloš Pešák Publikace navazuje na Analýzu nebezpečí a prevenci průmyslových havárií. Jsou uvedeny mimořádné události antropogenní (havárie) i přírodní, jejich příčiny, výskyty i projevy, dále dostupné informace o průmyslových haváriích s přítomností nebezpečných látek v ČR za poslední období. Je vysvětlena podstata zákona č. 353/1999 Sb., o prevenci závažných havárií, jako aplikace směrnice Rady 96/92/EC tzv. SEVESO II direktivy, z pohledu významu zajištění prevence a připravenosti na závažné havárie i další vývoj v této oblasti v EU i v ČR. V publikaci jsou popsány metody používané pro odhad a hodnocení následků průmyslových havárií, v závěru publikace jsou vybrané metody využity ve zpracovaných případových studiích.



157


Bioterorismus III. Modelové šíření substituentu antraxu Bioterrorism III. Model spread of anthrax substituent RNDr. Hana Kubátová1 doc. Ing. Karel Klouda, CSc., M.B.A., Ph. D.

1

Ing. Hana Placáková2 Ing. Tomáš Dropa

2

Ing. Martin Urban2 Ing. Karel Bílek, Ph.D.2 Jitka Kalíková2 Ing. Stanislav Lichorobiec3 1 Státní úřad pro jadernou bezpečnost Senovážné nám. 9, 110 00 Praha 1 2 Státní ústav jaderné, chemické a biologické ochrany, v. v. i., Kamenná 71, 262 31 Milín 3 VŠB - TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství, Lumírova 13, 700 30 Ostrava - Výškovice [email protected], [email protected]

Abstrakt Příspěvek se zabývá problematikou vzniku a šíření bioaerosolu při výbuchu nástražného výbušného systému v listovní zásilce kontaminované sporami substituentu Bacillus anthracis. Na základě experimentů provedených v kancelářské budově a v autobuse hromadné dopravy je v závěru uvedeno porovnání s podobnými pokusy zaměřenými na šíření bioaerosolu vzniklého prostým uvolněním spor substituentu v cílovém prostoru. Klíčová slova Substituent Bacillus anthracis, kontaminace, bioaerosol, nástražný výbušný systém, kultivace. Abstract The article draws attention to bioaerosol formation and spread in connection with explosion of improvised explosive device situated in post contaminated by Bacillus anthracis substituent. On the basis of experiments conducted in the office building and in the bus of public transport there is a comparison with similar experiments focused on spread of bioaerosol resulted from simple release of substituent spores in the end of the article. Key words Substituent Bacillus anthracis, contamination, bioaerosol, improvised explosive device, cultivation. Úvod Na podzim roku 2001 došlo prostřednictvím americké pošty k distribuci listovních zásilek obsahujících spory Bacillus anthracis. Tyto kontaminované zásilky se staly příčinou 11 případů plicního antraxu (z toho 5 úmrtí) a 11 případů kožního antraxu. Záhy se začaly také v ČR objevovat listovní zásilky s údajným obsahem původce antraxu. Do června 2009 prověřili pracovníci Státního ústavu jaderné, chemické a biologické ochrany, v.v.i. (SÚJCHBO) více než 4000 podezřelých zásilek. Také v souvislosti s těmito událostmi byl Usnesením vlády č. 385/2002 byl schválen Národní akční plán boje proti terorismu. Národní akční plán je pravidelně vyhodnocován a aktualizován. Jednu z aktualizací přineslo také Usnesení vlády č. 1466/2005, na jehož základě rozšířil Státní úřad pro jadernou bezpečnost (SÚJB) svůj výzkumný záměr řešený v rámci institucionálního výzkumu o ověřování modelového šíření radioaktivních, chemických a biologických látek. Cílem tohoto rozšíření je praktickými zkouškami ověřit modely šíření nebezpečných chemických, biologických, radiologických látek a

158

jaderných materiálů, které se dostaly do atmosféry po teroristickém útoku, či jako důsledek technologické havárie. Doposud jsme provedli celkem pět experimentů věnovaných modelování šíření biologických agens (BA). Při přípravě těchto experimentů jsme se rozhodli formou in situ amodelovat možné šíření spor Bacillus anthracis, resp. jeho substituentu v reálných situacích z běžného života. Jako modelové situace pro experimenty jsme vybrali: • kontaminaci administrativní budovy a přítomných osob po doručení poštovní zásilky obsahující BA (podrobně popisuje [1, 2]) • kontaminaci administrativní budovy a přítomných osob po doručení poštovní zásilky opatřené nástražným výbušným systémem a obsahující BA • kontaminaci autobusu hromadné dopravy osob po prostém uvolnění BA v jeho interiéru (podrobně popisuje [1, 2]) • kontaminaci autobusu hromadné dopravy osob prostřednictvím balíčku opatřeného nástražným výbušným systémem a obsahující BA • kontaminaci interiéru osobního automobilu při průjezdu prostorem, kde došlo k uvolnění BA (podrobně popisuje [3]). Jako substituent za spory Bacillus anthracis jsme použili spory Bacillus stearothermophilus (Geobacillus stearothermophilus; výběr tohoto substituentu a způsob jeho přípravy popisují předcházející publikace [1, 2]). Cílem experimentů popsaných v tomto příspěvku bylo prověřit možnost vzniku a šíření bioaerosolu, který vznikne při výbuchu poštovní zásilky opatřené nástražným výbušným systémem (NVS) a současně obsahující BA. Dále nás zajímal rozsah kontaminace jednotlivých částí prostoru, ve kterém k výbuchu došlo, respektive možnost kontaminace přítomných osob. Experiment I Záměrem experimentu bylo sledovat rozsah šíření spor BA v administrativní budově po výbuchu kontaminované poštovní zásilky opatřené nástražným výbušným systémem (NVS) a současně sledovat možnost kontaminace osob přítomných v budově i přivolaných záchranářů. Příprava experimentu I Pro vlastní experiment jsme vybrali administrativní objekt, ve kterém bylo možno uskutečnit explozi NVS v připravené poštovní zásilce. Pro přípravu kontaminované poštovní zásilky jsme použili lyofilizát bakteriální suspenze obsahující spory B. stearothermophilus (kultivace bakterií Dekonta, a.s., lyofilizace bakteriální suspenze Akademie věd ČR). Lyofilizát nebyl nijak upravován, nedošlo k jeho rozmělňování ani mletí za účelem úpravy velikosti částic. Lyofilizát jsme smíchali s mikromletým křemenným pískem a směs vložili do plastového sáčku. Sáčkem jsme obalili váleček komerčně dostupné pyrotechnické slože a vše jsme umístili do kartónové obálky. Dále jsme do obálky umístili 4 tužkové baterie a dráty. Ke sběru a následné detekci uvolněných spor jsme použili Petriho misky s živným agarem. Tyto misky jsme, spolu se dvěma figurínami, které měly simulovat osoby přítomné v budově, umístili na předem zvolená místa (viz schéma obr. 1). Misky byly uloženy buď volně v prostoru, nebo byly vloženy do aeroskopů1. 1

Aeroskopy jsou přístroje určené pro mikrobiologické monitorování vzduchu a při experimentech jsme je použili za účelem získání informací, jaké množství spor by inhalovaly osoby v bezprostředním ohrožení. Ostrava 8. - 9. září 2010


Víčka misek byla odstraněna až těsně před zahájením vlastního experimentu.

díky pohybu figuranta při uzavírání misek. Také stěry z figuríny umístěné na chodbě prokázaly přítomnost spor.

Průběh experimentu I.

Pokud porovnáme výsledky tohoto experimentu s výsledky experimentu, který se uskutečnil ve stejné administrativní budově a který byl založen na rozšíření spor manipulací s obsahem kontaminované poštovní zásilky, zjistíme, že jak NVS, tak prostá manipulace s obsahem kontaminované zásilky (balík, jehož obsahem byla kontaminovaná kniha, uložená v kontaminované papírové vlně; podrobněji [1, 2]) vedou ke vzniku bioaerosolu2.

Z bezpečnostních důvodů (abychom měli jistotu, že k výbuchu dojde ve stanoveném okamžiku) jsme připravenou slož dálkově odpálili pomocí doutnáku. Výbuch nerozbil okna, ani nevyrazil žádné ze záměrně uzavřených dveří. Přes netěsnosti v oknech a dveřích po výbuchu zřetelně unikaly vzniklé zplodiny. Cca za 150 sekund od výbuchu vstoupil do budovy figurant s aeroskopem (záchranář), který měl svým pohybem po budově simulovat činnost členů přivolaných složek integrovaného záchranného systému (IZS). Figurant zkontroloval figuríny, postupně uzavřel jednotlivé Petriho misky a opět vyšel před budovu. Jeho pobyt v budově trval přibližně 200 sekund. Pro doplnění údajů získaných z volně uložených Petriho misek a aeroskopů byly ze stanovených míst figurín provedeny stěry. Všechny Petriho misky i stěry byly následně předány ke kultivaci do laboratoře biologického monitorování a ochrany SÚJCHBO. Dekontaminace experimentálních prostor byla provedena 5 % Persterilem a následně UV zářením.

Obr. 2 Obalování pyrotechnické složce plastovým sáčkem obsahující spory B stearothermophilus

Výsledky experimentu I a diskuze Z výsledků získaných kultivacemi vyplývá, že došlo ke kontaminaci celého prostoru místnosti, kde došlo k výbuchu kancelář A. Jednotlivé kolonie B. stearothermophilus narostly také na miskách ze sběrných míst umístěných na chodbách a v sousední otevřené kanceláři C (sběrná místa 6, 10 a 13). Mimo prostor kanceláře A byly spory vyneseny jak účinkem tlakové vlny, tak s vysokou pravděpodobností také pohybem záchranáře, protože sběrná místa, kde k detekci došlo, kopírují trasu jeho pohybu. Po výbuchu byly spory detekovány i v uzavřené místnost naproti kanceláři A. Mohly se tam dostat jak účinkem tlakové vlny bezprostředně po výbuchu, tak (vzhledem k velmi nízkému počtu kolonií) prouděním vzduchu při otevření místnosti nebo

Obr. 3 NVS určený k rozptýlení BA před vložením do obálky

Experiment II Záměrem experimentu bylo sledovat rozsah šíření spor BA po jejich uvolnění prostřednictvím NVS v interiéru meziměstského autobusu a současně sledovat možnost kontaminace cestujících přítomných v autobuse i přivolaných záchranářů.

2

Bioaerosol je aerosol obsahující částice biologického původu nebo s biologickou aktivitou, které mohou ovlivnit živé organismy vznikem infekce, alergie, svojí toxicitou, farmakologickými nebo jinými vlastnostmi a účinky. Velikost částic je většinou v rozsahu 5 - 100 μm [4]. 120 1850

C 11 ŠATNA

4800

2800

120

120

800

120

SOC. ZAŘ. PRO ŽENY 2850

18

12 1970

2950

120

120

10 800

5

800 1970

4

2950

120

2940

800

120

1970

120

800

KANCELÁŘ

KANCELÁŘ

1970

2

120

KANCELÁŘ

800

3

1970

120

120

A

120

800

17

1970

120

14

1970

800

19

D

SOC. ZAŘ. PRO MUŽE

8

120

16

15 120

120

120

20

2460

120

120

3000 800

6000

800

4300

7

1500

920

2550

13

6 120

12000

13200

B

21

CHODBA

800 1970

KANCELÁŘ

120

1200

120

E

800

800

9

3000

12240

Petriho misky s živným agarem

nábytek (např. stůl)

místo výbuchu

trasa pohybu záchranáře s aeroskopem

figurína

poloha dveří (otevřené/zavřené)

3120

aeroskop

Obr. 1 Schéma rozmístění Petriho misek a průběhu experimentu I


159


Příprava experimentu II K experimentu jsme využili autobus typu Karosa LC 735. Autobus jsme umístili do speciální haly v areálu SÚJCHBO. V průběhu experimentu byl pomocí větráku simulován boční vítr o rychlosti 20 - 25 km/hod. Na předem zvolená místa (viz schéma obr. 4) jsme rozmístili Petriho misky a figuríny simulující cestující autobusu. Figuríny pro tento pokus jsme připravili vyplněním ochranných oděvů buničinou a plasty (obr. 5). Do prostoru pro příruční zavazadla nad hlavami cestujících („síťka“) jsme umístili dopisní nálož, která představovala záměrně zapomenuté zavazadlo. Dopisní nálož byla připravena stejným způsobem jako při experimentu č. I. Po odkrytí Petriho misek byla nálož odpálena.

se vrátil zpět do autobusu provádět další záchranné práce. Doba jeho druhého pobytu v autobuse byla 3 minuty. Po této době byly uzavřeny misky, provedeny stěry a následovala dekontaminace haly, autobusu, ambulance a experimentátorů. Výsledky experimentu II a diskuze Z výsledků získaných kultivacemi vyplývá, že podobně, jako v případě rozptýlení pomocí prostého uvolnění spor v autobuse (popisují předcházející publikace [2, 3]), došlo i v případě rozptýlení spor pomocí NVS ke kontaminaci prakticky celého prostoru autobusu. Spory byly rovněž detekovány mimo autobus. Na sběrná místa mimo autobus mohla spory vynést tlaková vlna, která otevřela přední a pootevřela zadní dveře autobusu, nebo tam byly vyneseny záchranářem, např. při jeho manipulací se zraněným cestujícím (figurínou B). Spory, jejichž výskyt na zadní části karoserie autobusu v blízkosti dveří potvrdily stěry, sem byly vyneseny tlakovou vlnou. Záchranář I, který vynášel zraněného cestujícího (figurínu B), by inhaloval významnou dávku spor (sběrné místo A11), stejně jako další záchranář, který následně prováděl další průzkum autobusu (sběrné místo A14). Záchranář II, který převzal v sanitním voze zraněného cestujícího (figurínu B), by podle výsledků kultivací inhaloval dávku o tři řády nižší, než jeho kolegové zasahující přímo na místě výbuchu. Podobně redukovaná by byla úroveň ohrožení dalších členů posádky sanitního vozu. Interiér sanitky byl kontaminován na nízké úrovni, stěry z volantu neprokázaly přítomnost spor. Důvodem takovéhoto výsledku může být skutečnost, že při transportu figuríny mimo prostor experimentální haly mohlo dojít k její částečné dekontaminaci vlivem proudění vzduchu (figurína byla vytvořena vyplněním ochranného oděvu a neměla na sobě žádný reálný oděv). Přesto byly výsledky kultivací stěrů z pacienta (figurína B) po převozu sanitním vozem silně pozitivní. Možným odůvodněním tohoto výsledku, který by se mohl zdát v rozporu s předchozím tvrzením, je ulpívání spor na ochranném oděvu tvořícím tělo pacienta B vlivem elektrostatických sil. Závěr

Obr. 4 Schéma rozmístění Petriho misek a průběhu experimentu II Průběh experimentu II Výbuch způsobil protržení síťky, na které byla dopisní nálož uložena, očouzení okna, poškození sedadla a tlaková vlna otevřela oboje dveře. Za 3 minuty po explozi vstoupil do haly a následně do autobusu záchranář I vybavený aeroskopem (trasa jeho pohybu viz obr. 4). Po prohlídce vnitřku autobusu vynesl figurínu B (raněného cestujícího) a předal ji záchranáři II v přistaveném sanitním voze (Ford Tranzit, mobilní ambulance SÚJCHBO).

Výsledky obou experimentů potvrzují vysokou odolnost bakteriálních spor. Ačkoli tyto nebyly od pyrotechnické slože nijak odstíněny, potvrdily výsledky kultivací, že při uvolnění spor B. anthracis z kontaminované poštovní zásilky pomocí NVS by došlo jak ke kontaminaci celého objemu uzavřeného prostoru, kde k výbuchu došlo, tak také osob, které by se v tomto prostoru nacházely. S vysokou pravděpodobností by následně došlo ke kontaminaci dalších prostor a osob. Tato následná kontaminace by byla závislá především na: • množství spor, které nebyly inaktivovány výbuchem (schopny přechodu do vegetativního stavu), • vlastnostech lyofilizátu (čistota, úprava velikosti částic, úprava elektrostatického náboje ap.), • způsobu manipulace s kontaminovanými předměty, • proudění vzduchu v daném prostoru (v budově např. vzduchotechnika, větrání, pohyb osob), • pohybu a vzájemném kontaktu osob atd. Z uvedeného vyplývá, že NVS lze ve spojení s vhodným BA snadno využít ke vzniku bioaerosolu.

Obr. 5 Figurína na sedadle autobusu

Obr. 6 Předání figuríny do sanitního vozu

Následoval „převoz“ pacienta, který trval 5 minut (jízda po areálu SÚJCHBO). Záchranář II v sanitním voze byl rovněž vybaven aeroskopem. Po předání figuríny B do sanitního vozu (obr. 6) došlo k výměně Petriho misky v aeroskopu záchranáře I a ten 160

Vzhledem k přístrojovému vybavení a uspořádání pokusu nebylo možno měřit rychlost rozptýlení částic ani závislost rychlosti rozptýlení částic na velikosti nálože. Nebyli jsme schopni ani zjistit, jaké množství spor bylo výbuchem inaktivováno. Lze však předpokládat, že do jisté vzdálenosti od místa výbuchu je rychlost šíření přímo úměrná velikosti nálože a že podobně je velikosti nálože přímo úměrné množství inaktivovaných spor. K vyjasnění pravdivosti těchto předpokladů by měly přispět plánované následné experimenty.



Pokud by byly podobným způsobem jako při našem experimentu (tedy bez další úpravy velikosti částic a jejich elektrostatického náboje) připraveny spory B. anthracis, nemělo by nejspíše velké množství částic lyofilizátu velikost do 5 μm, která je nutná k proniknutí do plicních sklípků (alveolů) a k vyvolání plicní formy onemocnění. Ačkoli není infekční dávka pro inhalační formu antraxu známa (LD50 je 2500 - 55000 vdechnutých spor, udávaná jmenovitá hodnota je 8000 - 10000 spor) [5, 6], lze předpokládat, že počet takto infikovaných osob by byl relativně nízký. S vysokou pravděpodobností by však došlo ke vzniku kožní či střevní formy onemocnění u některých zasažených osob nebo jejich kontaktů, což by následně mohlo vést ke vzniku paniky a narušování veřejného pořádku. Na tomto místě je důležité připomenout, že podobným způsobem, jaký jsme pomocí NVS rozšířili spory B. stearothermophilus, je možno rozšířit také např. infekční odpad a vytvořit tak „špinavou biologickou bombu“. Způsobí-li výbuch nálože osobám nebo živočichům tržná zranění, mohou se BA, která jsou součástí této „špinavé biologické bomby“, dostat do organismu „nestandardní“ cestou a způsobit zdravotní komplikace, ke kterým by při běžném kontaktu s těmito BA nedošlo. Příkladem takovéhoto činu je čin partyzánů Národní osvobozenecké armády (Ejercito de Liberación Nacional), ke kterému došlo ve městě Cúcuta v Kolumbii v roce 1998 a který byl následně vyhodnocen jako čin bioteroristický. Partyzáni umístili v blízkosti hlídkového vozu kolumbijské armády výbušné zařízení, jehož součástí byly i lidské fekálie. Výbuchem byl zasažen voják, který následně svým zraněním podlehl. Podle pitevní zprávy a dalších expertních zpráv způsobilo použití fekálií významnou kontaminaci zranění postiženého vojáka a podílelo se tak na jeho úmrtí. Následně v roce 2002 inaktivovala kolumbijská policie nalezenou bombu, jejíž součástí byla i směs hlíny a lidských fekálií [7].

Literatura [1] Klouda Karel, Brádka Stanislav, Wircinska Renata, Kubátová Hana, Kalíková Jitka: Bioterorismus. Příklady modelového šíření substituentu antraxu. sborník konference Nebezpečné látky 2008, SPBI Ostrava, 2008, ISBN: 978-80-7385-042-5. [2] Klouda Karel, Brádka Stanislav, Wircinska Renata, Kubátová Hana, Kalíková Jitka: Bioterorismus. Příklady modelového šíření substituentu antraxu. Sborník vědeckých prací VŠBTU Ostrava, ročník III, číslo 1, 2008, řada bezpečnostní inženýrství, ISBN: 978-80-248-1920-4. [3] Kubátová Hana, Klouda Karel, Placáková Hana., Dropa Tomáš, Urban Martin, Bílek Karel, Kalíková Jitka: Bioterorismus II. Modelové šíření substituentu anthraxu. sborník konference Ochrana obyvatelstva 2010, SPBI Ostrava, 2010, ISBN: 97880-7385-080-7, ISSN: 1803-7372. [4] Cox Christopher S., Wathes Christopher M.: Bioaerosols handbook. Lewis Publishers, 1995, ISBN: 0-87371-315-9. [5] Betts Robert F., Chapman Stanley W., Penn Robert L., Reese Richard E.: A Practical Approach to Infectious Diseases. Lippincott Williams and Wilkins, 2002, ISBN: 0-7817-3281-6. [6] Wilkening Dean A.: Sverdlovsk revisited: Modeling human inhalation anthrax. PNAS, 2006, Vol. 103, No. 20, p. 75897594, ISSN 1091-6490. [7] Bartolome Mariano C., Espona Maria Jose: Chemical and Biological Terrorism in Latin America: The Revolutionary Armed Forces of Colombia. ASA Newslwtter, 2003, Issue No. 98, ISSN 1057-9419.


34.


PETR KOTINSKÝ JAROSLAVA HEJDOVÁ

DEKONTAMINACE

Dekontaminace v požární ochraně Petr Kotinský, Jaroslava Hejdová Předkládaná publikace napomáhá řešit složitou problematiku dekontaminace v rámci jednotek požární ochrany. Snaží se o ucelený pohled na danou oblast, a proto se zabývá přehledem základních kontaminantů a jejich vlivu na lidský organismus. Dále základními dekontaminačními technologiemi, metodami, činidly a prostředky. Podrobně popisuje postup dekontaminace hasičů a zasažených osob. Součástí publikace je i přehled související legislativy. Je doplněna obrázky dekontaminační techniky a stanovišť včetně jejich schémat.

cena 120 Kč

v požární ochranČ

Knihu lze objednat na www.spbi.cz nebo na tel.: 597322970


161


Měření průběhu požáru v požárně technické komoře Measurement of Fire Process in the Fire-Technical Room Ing. Petr Kučera, Ph.D. Ing. Edita Bohuslavová VŠB - TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, 700 30 Ostrava - Výškovice [email protected] Abstrakt Článek se věnuje problematice dynamiky požáru v uzavřeném prostoru, respektive v požárně technické komoře na Fakultě bezpečnostního inženýrství VŠB-TU Ostrava. V úvodu je vyložen způsob provedení a vybavení této komory a jsou stanoveny základní vlastnosti zkušebního materiálu. Stěžejní část popisuje průběh měření a vyhodnocení jednotlivých naměřených veličin. Cílem článku je poukázat na možnosti sledování fyzikálních veličin a jejich změn během požáru v požárně technické komoře. Klíčová slova Fyzikální model, měření, požárně technická komora, požár v uzavřeném prostoru

mm, ta však byla snížena pomocí závěsného stropu. Stěny komory o tloušťce 150 mm jsou tvořeny šamotovými cihlami a spojeny šamotovou maltou. Podlaha je upravena keramickou dlažbou. Vstup do komory je zajištěn jednokřídlými ocelovými protipožárními dveřmi opatřenými samozavíračem s požární odolností EW 30 DP1-C. Na každé další stěně jsou umístěny dva pozorovací otvory o rozměrech 1200/1500 mm a 1250/250 mm, zasklené drátěným sklem s požární odolností EW 30 DP1. V současné době jsou provizorně zakryty sádrokartonem. Přívodní a odvodní potrubí zajišťující přívod a odvod vzduchu jsou svařena z ocelových trubek o průměru 219 x 6,3 mm. Z komory mohou být zplodiny odváděny pomocí ventilátoru vybaveného regulací výkonu. Přístrojové vybavení komory Nedílnou součástí komory je její přístrojové vybavení. Pomocí tohoto vybavení lze měřit veličiny spojené s požárem. Je zde možno měřit/provádět: •

teplotu pomocí termočlánků, které jsou v komoře umístěny u stěny na ocelovém nosníku a pod stropem (na úchytech), kde jsou rozmístěny ve výškách a vzdálenostech podle zkušební normy ISO 9705;

•

atmosférický tlak prostřednictvím snímače;

•

optickou hustotu kouře Fotometrem 2008 COOL;

•

koncentrace plynů pomocí analyzačního systému pro měření oxidu uhelnatého (CO), uhličitého (CO2) a kyslíku (O2). Tento systém je tvořen zařízením předúpravy vzorku a analyzační skříní s analyzátorem Teledyne 7500;

•

průtok plynů v přívodním a odvodním potrubí prostřednictvím dynamických rychlostních sond AIRFLOW tzv. Prandtlových trubic.

•

tepelný tok snímačem tepelného toku neboli radiometrem;

Abstract This article deals with the issues of the dynamics of a fire in an enclosed space or in the fire-technical room at the Faculty of Safety Engineering. At the beginning are introduced the way of designing and furnishing of the chamber and the essential characteristics of the tested material. In the main part, the course of the measurement is described and the individual quantities measured are assessed. The aim of the article is to point out at the possibilities of monitoring physical values and their changes during fire in the fire-technical room. Key words Physical model, measurements, Fire-technical room, fire in an enclosed space Úvod Velký vliv na průběh požáru a následný vývin zplodin má složení přítomných hořlavých látek a oxidačních prostředků. V současné době je trend používat stále více hořlavin (nových i starých) ve všech sférách života. Tím rovněž roste riziko vzniku požáru. Proto také musíme při zkouškách přizpůsobit požární zatížení i složení zkoušeného materiálu těmto trendům. Čím více zkoušek bude provedeno, tím je větší předpoklad, že se dozvíme, jak se požár bude chovat. Nasnadě je využít výsledků zkoušek provedených v požární komoře. Provádění zkoušek v požární komoře je omezené plochou, odolností stavebních konstrukcí, množstvím zkoušeného materiálu a také teplotní odolností měřících přístrojů. Proto je nutné upravit množství hořlavin pravděpodobnému průběhu požáru a nárůstu teploty, aby nedošlo k poškození přístrojů nebo stavebních konstrukcí komory. Pro odhad vývoje je vhodné rovněž využívat matematického modelování. Pomocí modelování simulujeme požár o určitém tepelném výkonu a následný vývin teplot a kouře. Díky tomu můžeme zjistit maximální množství zkoušeného materiálu, které lze v komoře použít. Požárně technická komora a její přístrojové vybavení

•

hmotnost vzorku a hmotnostní úbytek na univerzální váze TSC;

•

sběr informací, vyjma dat z měření optické hustoty kouře a úbytku hmotnosti, pomocí měřící ústředny ALMENO 5690. Rozmístění přístrojů použitých v komoře je znázorněno na obr. 1.

Popis zkušebního vzorku Jako zkušební materiál byly zvoleny smrkové dřevěné hranoly o rozměrech 25 cm x 3 cm x 2,2 cm. Tyto hranoly byly vyskládány do tvaru hranice na kovovou misku položenou na vážním můstku v komoře. Hmotnost vzorku byla z průběhu předchozích pokusných zkoušek (těch bylo provedeno kolem 50) stanovena na 3480 g. Jako iniciační zdroj byl použit líh aplikovaný injekční stříkačkou do keramické misky pod hranicí. Průběh měření Při měření bylo postupováno podle předem vypracované metodiky, která zahrnovala všechny postupy nezbytné pro získání relevantních výsledků. Celkově bylo provedeno deset měření, kdy průběh každého byl jiný. Průběhy jednotlivých zkoušek lze však zobecnit a jednotně popsat. Nejprve bude charakterizována změna výšky plamene a poloměru požárem zasažené části dřevěné hranice, na níž naváže část, kde budou popsány změny jednotlivých veličin v čase i s grafickým zobrazením.

Použitá požárně technická komora (dále jen komora) se nachází v prostorách laboratoří Fakulty bezpečnostního inženýrství VŠBTU Ostrava. Její půdorys je čtvercového tvaru o vnějších rozměrech 3000 mm a světlé výšce 3000 mm. Původní světlá výška je 3150 162



Obr. 3: Výška plamene v 15. a 16. minutě (v době dosažení maxima) Ve 28. minutě již nebyly pozorovatelné plameny a ve zbytku vzorku docházelo pouze k intenzivnímu žhnutí. To se postupně snižovalo a přibližně ve 30. minutě se změnilo na fázi středně intenzivního žhnutí. Změna fyzikálních veličin při požáru Pro vyhodnocení změny fyzikálních veličin v čase bylo použito grafické znázornění. Do grafů byly použity výsledky 10 měření. Z těchto výsledků byly vypočítány průměrné hodnoty v čase. V grafech reprezentují tyto hodnoty prostřední křivky. Horní křivka znázorňuje maximální hodnoty v daném čase a spodní křivka jsou minimální hodnoty v daném čase. Změna teploty v čase

Obr. 1: Rozmístění přístrojů v požární komoře [mm]

Změna teploty byla měřena v sedmi výškových úrovních na stěně a v pěti místech na stropě. V grafu 1 je pro názornost uvedena teplotní závislost v čase měřená termočlánkem T7 umístěným na stěně nejvýše (2100 mm). Na grafu je vidět, že k strmějšímu nárůstu teplot začíná docházet přibližně v 5. minutě. Od tohoto okamžiku je také větší rozdíl mezi minimálními, průměrnými a maximálními hodnotami, kdy mezi průměrnými a maximálními teplotami je rozdíl větší než mezi průměrnými a minimálními teplotami. Nárůst hodnot probíhá u křivky průměrných a minimálních teplot přibližně do 15. minuty a u maximálních teplot do 16. minuty. Nejvyšší hodnota na křivce maximálních teplot byla teplota 148 °C, nejvyšší hodnota na křivce průměrných teplot byla teplota 139 °C a nejvyšší hodnota na křivce minimálních teplot byla 132 °C. Po dosažení maxima začínají křivky opět klesat, ale pozvolněji než byl jejich nárůst. Při poklesu je větší rozdíl mezi průměrnou a minimální teplotou.

Obr. 2: Způsob vyskládání vzorku [mm] Změna výšky plamene a poloměru požáru v čase Při rozvoji byla sledována výška plamene a odhadován poloměr, jakého plamen dosahoval v daném čase. Výška byla určována podle šamotových cihel, z nichž je sestavena komora. V 15. minutě rozměry plamene dosáhly maxima - jeho výška činila přibližně 140 cm. V tento okamžik bylo zasaženo asi 90 % hranice. Na krajích hranice se oheň prohoříval z nejvyššího patra postupně směrem dolu. Od tohoto okamžiku se výška plamene začala postupně snižovat v důsledku docházejícího paliva. Graf 1: Teplotní závislost v čase naměřená na termočlánku T7 Změna optické hustoty kouře v čase Změna optické hustoty kouře v čase je závislá na mnoha faktorech. Nejdůležitějším je schopnost zkušebního materiálu Ostrava 8. - 9. září 2010

163


vytvářet kouř. Při měřeních bylo jako pokusný materiál používané smrkové dřevo, jehož hodnoty optické hustoty nejsou příliš vysoké pro nízký obsah pryskyřic. Výsledky naměřených hodnot jsou znázorněny na grafu 2. Jsou zde uvedeny maximální, průměrné a minimální hodnoty optické hustoty kouře. Z grafu je patrno, že především u maximálních hodnot byly zaznamenány veliké výchylky, způsobené nemožností dosáhnout zcela shodných vlastností u všech zkušebních vzorků. K většímu nárůstu optické hustoty dochází od 4. minuty. Strmý nárůst je především u maximálních hodnot. U hodnot průměrných a minimálních je nárůst pozvolnější. U průměrných a minimálních hodnot bylo maximální hodnoty dosaženo ve 21. minutě. Hodnota optické hustoty kouře byla v tento okamžik 0,24 B a 0,19 B. U křivky maximálních hodnot bylo maxima dosaženo ve 22. minutě. V tento časový okamžik byla hodnota optické hustoty rovna 0,3 B. Při poklesu křivek byl mnohem větší rozdíl mezi hodnotami průměrnými a minimálními než mezi maximálními a průměrnými. Od 53. minuty se hodnoty optické hustoty příliš nelišily, což bylo způsobeno tím, že i přes vybavení přístroje ofukováním okének se na optiku detektoru a vysílače nalepily nečistoty. Tyto nečistoty lze odstranit pouze vyčištěním optiky vlhkým hadrem. Proto jsou výsledky měření tímto jevem do značné míry ovlivněny.

Graf 3: Změna koncentrace CO2 a O2 v čase V grafu 4 jsou znázorněny naměřené výsledky změny intenzity tepelného toku v časové závislosti. U tohoto grafu dochází od 4. minuty k poměrně prudkému nárůstu hodnot, který trvá až do 16. minuty, kdy jsou dosaženy maximální hodnoty. Pouze u křivky minimálních hodnot je nejvyšší hodnoty dosaženo o minutu dříve. U maximálních hodnot je nejvyšší dosažená intenzita 10,13 kW/ m2, u průměrných hodnot je nejvyšší intenzita 8,65 kW/m2 a u minimálních hodnot je nejvyšší intenzita 7,91 kW/m2. Především v oblasti maxima je velký rozdíl mezi maximálními a průměrnými hodnotami. Tento rozdíl byl způsoben odlišným průběhem požáru při každém měření.

Graf 2: Změna optické hustoty kouře v čase Změna koncentrace plynů v čase Vlivem hoření dochází k uvolňování různých druhů plynů. Při měření byly sledovány změny koncentrace u CO2, CO a O2. Koncentrace těchto plynů je uváděna v obj. %. Dosažené výsledky byly ovlivňovány především průběhem požáru. Ke vzniku CO2 dochází především v průběhu požáru s dostatečným množstvím paliva i oxidačního prostředku. V okamžiku, kdy požár dosáhne svého maxima, dosáhne maximálních hodnot také vzniklé množství CO2. Od tohoto okamžiku jeho množství opět klesá. Nárůst koncentrace CO2 je doprovázen poklesem O2. V okamžiku, kdy koncentrace CO2 dosáhne maxima, dosáhne zároveň koncentrace O2 nejnižší hodnoty (viz graf 3). U hodnot koncentrací CO je to o něco složitější. Do doby, než oheň dosáhne maxima, tyto koncentrace narůstají pozvolna. Po dosažení maxima se zvyšuje množství materiálu, které žhne, a díky tomu se začne vytvářet velké množství CO. Změna intenzity tepelného toku v čase Výsledné hodnoty intenzity tepelného toku jsou ovlivněny mnoha faktory. Prvním z nich je rozsah radiometru, kterým je měření prováděno. Pokud je použit radiometr s velkým rozsahem na požár o malém výkonu, vzniká nám obrovská chyba. Je doporučeno, aby byly radiometry používány na měření tepelných toků vyšších, než je 50 % z jejich rozsahu. Druhým faktorem je vzdálenosti a výšky jeho umístění od požáru. Třetím faktorem, který nám ovlivňuje naměřené výsledky je citlivost přístroje nejen na tepelné záření, ale i na proudění.

164

Graf 4: Změna velikosti intenzity tepelného toku v čase Změna hmotnosti v čase Z měření úbytku hmotnosti v čase můžeme dále určit rychlost hoření materiálu. Při samotném měření to však nebylo účelem. Změna hmotnosti v čase je na grafu 5. K úbytku většímu než 100 g za minutu docházelo od 6. do 20. minuty. V tento časový interval bylo tedy dosaženo nejvyšší rychlosti odhořívání. K největšímu úbytku hmotnosti došlo u maximálních a průměrných hodnot mezi 12. a 13. minutou, u minimálních hodnot to bylo mezi 10. a 11. minutou. U maximálních hodnot šlo o pokles o 279 g, u průměrných hodnot o pokles o 280 g a u minimálních hodnot o pokles o 304 g. Od 30. minuty byl pokles u všech křivek nižší než 16 g za minutu. V tomto čase probíhalo ve zbytku vzorku pouze středně intenzivní žhnutí, a proto je tento pokles malý. Od 33. minuty byl již pokles u všech křivek nižší než 10 g za minutu a ve 38. minutě byl již nižší než 5 g za minutu. Nastala tedy fáze zbytkového žhnutí. Vyhodnocení měření Zpracování výsledků měření je obvykle velmi složitý proces. Je založen na mnoha teoretických a praktických základech, které zasahují do řady oborů. Je to tvůrčí proces, proto nelze vymyslet podrobný návod měření a pouze dosadit výsledky do vzorců. Každé měření musí být řešeno individuálně, i když u konkrétních měření často používáme základní vhodně přizpůsobené metody.



Při zpracování výsledků měření se setkáváme s velkým množstvím problémů. Při výpočtech zpravidla dochází k mnohým chybám, a když provádíme opakování výpočtů, můžeme získat značně odlišné výsledky. Pak je velmi obtížné stanovit přesnost pro výpočet.

Závěr Tento článek se zaměřil popis průběhu a vyhodnocení 10 měření požáru dřevěných hraniček v požární komoře na Fakultě bezpečnostního inženýrství VŠB-TU Ostrava za srovnatelných počátečních podmínek. Při měření se sledovala změna fyzikálních veličin v čase. Všechny naměřené výsledky pak byly vyhodnoceny a porovnány mezi sebou. Vzhledem k tomu, že náplní zkoušek bylo měření parametrů spojených s požárem, není překvapující, že se výsledky pohybují v určitém rozpětí. Každý průběh požáru je totiž individuální záležitostí, ale i tak se řídí jistými danými pravidly. Naměřené výsledky by bylo zajímavé porovnat s výsledky získanými pomocí simulace počítačovými programy. Pomocí porovnávání provedených zkoušek lze tyto programy neustále zdokonalovat, aby se jejich simulace co nejvíce přibližovala reálným průběhům. To však nebylo náplní této práce. Toto je jen nástin pro další měření a záleží pouze na uvážení a potřebě, jakým směrem se bude výzkum ubírat. Literatura [1] Firma MARPO s.r.o. Projektová dokumentace. 2005.

Graf 5: Změna hmotnosti v čase Shrnutí výsledků Před samotným měřením bylo provedeno kolem 50 zkusných měření. Během nich byla zjištěna řada nedostatků, jež mohou ovlivňovat přesnost měření a jeho výsledky, jejichž shrnutím lze získat nástin cesty možných opatření, která by mohla být v komoře použita. V budoucnu se díky těmto opatřením mohou zpřesnit naměřené výsledky, případně odhalit další skrytější nedostatky. Čím více měření bude realizováno, tím spíše mohou být zjištěny.

[2] FOUKAL, L.: Přístrojové vybavení požárně technické komory laboratoře požárně bezpečnostního zařízení. Diplomová práce. VŠB-TU Ostrava. 2008. 40 s. Vedoucí práce: Ing. Petr Kučera [3] ISO 9705: 1993 – Fire test – Full – scale room test for surface products. Ženeva. ISO 1993.


36.


MICHAIL ŠENOVSKÝ KAROL BALOG ZDENċK HANUŠKA PAVEL ŠENOVSKÝ

NEBEZPEýNÉ LÁTKY II.

Nebezpečné látky II Michail Šenovský, Karol Balog, Zdeněk Hanuška, Pavel Šenovský Publikace Nebezpečné látky II se zabývá problematikou zásahu jednotek požární ochrany v prostředí s nebezpečnými látkami. V úvodních kapitolách je pojednáno o vlastnostech nebezpečných látek, jejich označování a bezpečné manipulace s nimi. Jsou zde popsány systémy S vět, R vět a bezpečnostní značky používané jak pro přepravu, tak i na obalech nebezpečných látek. V další části jsou popsány informační a databázové systémy zabývající se informacemi o nebezpečných látkách. Poslední část publikace je věnována zásahu jednotek požární ochrany v prostředí s nebezpečnými látkami.


2. vydání


165


Perspektiva projektování residenčních sprinklerů v ČR Perspective on design of residential sprinkles in Czech republic Ing. Petr Kučera, Ph.D.1 Ing. Petra Ščotková

2

VŠB - TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, 700 30 Ostrava - Výškovice 2 Hasičský záchranný sbor Olomouckého kraje, územní odbor Přerov Šířava 25, 750 00 Přerov [email protected], [email protected]

1

Abstrakt Residenční sprinklery patří mezi sprinklerová zařízení a primárně slouží pro ochranu životů osob. Statistikou požárovosti článek poukazuje na vysoké procento usmrcených osob v domácnostech. V článku jsou také uvedeny přednosti a problémy instalace residenčních sprinklerů a jejich projekční předpisy. Cílem je představit residenční sprinklery a upozornit na možnost aplikace v České republice.

Je vhodné zjistit, které místnosti jsou požáry zasaženy nejčastěji, kde dochází k největšímu úmrtí osob a jaké jsou iniciační zdroje požárů. Abychom porozuměli možnému průběhu vzniku a rozvoje požáru v obytném stavebním objektu, potřebujeme nashromáždit a analyzovat data z proběhnuvších požárů. Nebezpečí požárů v domácnostech se charakterizuje nejen podle místa vzniku požáru, ale také podle počtu zranění a úmrtí osob v místnostech. Z následujícího grafu (obr. 1) lze vyčíst, že necelých 50 % všech požárů v domácnostech vznikne buď v obývacím pokoji, ložnici nebo kuchyni. K téměř 80 % úmrtí a přes 70 % zranění dochází v právě zmíněných pokojích. Analýza těchto údajů vedla k závěru, které místnosti by bylo vhodné opatřit residenčním sprinklerovým zařízením.

Klíčová slova residenční sprinklery, domácnosti, statistika požárovosti, normalizace, technické požadavky, zásobování vodou Abstract Residential sprinklers are ranked among the sprinkler systems and are primary intended to protect the people´s lives. The fire statistics in the article point to a high percentage of fatalities in residential buildings. There are also mantioned benefits and problems with the installation of residential sprinklers and their standards. The purpose of the article is to introduce the residential sprinklers and to establish the possibility of application in the Czech Republic. Key words Residential sprinklers, households, fire statistics, standardization, technical requirements, water supply, residential buildings Úvod Nejen v České republice, ale i v zahraničí umírá při požárech nejvíce osob v domácnostech. Domácnostmi jsou myšleny rodinné, bytové a rekreační objekty. Jako první se začali o ochranu domácností zajímat v USA, kde je velký podíl dřevostaveb, u kterých jsou následky požáru fatální. Nejdříve na ochranu osob začali používat zařízení autonomní detekce a signalizace. Ale toto zařízení slouží jen pro upozornění na vzniklý požár. Děti, starší osoby, osoby se zdravotním postižením a osoby pod vlivem alkoholu a omamných látek nedokážou dostatečně rychle reagovat na signalizaci hlásičů požáru. Počet usmrcených osob se tedy ani tímto opatřením významně nesnížil. Proto se v USA začali zabývat použitím sprinklerového zařízení i v domácnostech. Vytvořili residenční sprinklery, které mají oproti standardním sprinklerům určité úlevy, čímž se zvýšila jejich dostupnost. V České republice není zaveden přesný termín pro označení sprinklerů na ochranu lidských životů v budovách pro bydlení a ubytování, protože odborníci se ještě nedohodli na vhodném překladu. Nejčastěji se ovšem používá pojem residenční sprinklery, který pochází z anglického spojení Residential sprinklers. Jedná se o vodní sprinklerové zařízení, které slouží na ochranu budov pro bydlení a ubytování. Statistika požárovosti v domácnostech Aby bylo možné používat residenční sprinklerové zařízení, je třeba provést statistiku požárovosti v objektech pro bydlení. 166

Obr. 1 Počet požárů a jejich následky (zdroj NFIRS a NFPA 1986 - 1990) [1] Statistické údaje ukazují, že i v České republice mají nejtragičtější následky požáry v domácnostech. V letech 2000 až 2009 přišlo při požárech v domácnosti o život 645 osob (51,6 % ze všech usmrcených při požárech) a dalších 4 348 bylo zraněno (44,5 % ze všech zraněných při požárech). Názorné srovnání počtu usmrcených osob celkem a usmrcených v domácnostech je představeno v následujícím grafu. Z grafu (obr. 2) lze vyčíst, že ve sledovaném období počet usmrcených osob při požáru v domácnostech zaujímá průměrně polovinu z celkového počtu usmrcených osob při požárech.

Obr. 2 Srovnání celkového počtu usmrcených osob při požárech a usmrcených osob při požárech v domácnostech v letech 2000 2009 Ze statistiky ČR vyplývá, že požáry v domácnostech zaujímají vysoké procento a je při nich usmrceno také vysoké procento osob. Proto je důležité se problematikou protipožární ochrany domácností zabývat. V červenci roku 2008 nabyla účinnosti vyhláška č. 23/2008 Sb., o technických podmínkách požární Ostrava 8. - 9. září 2010


ochrany staveb. V této vyhlášce je stanovena povinnost vybavit za určitých podmínek rodinné a bytové domy, stavby ubytovacího zařízení a stavby zdravotní a sociální péče zařízením autonomní detekce a signalizace. Ze statistiky je možné sledovat snížení počtu požárů v roce 2009 a snížení počtu zraněných a usmrcených osob při požárech v domácnostech. Ovšem vyvozovat závěry ze zavedení autonomní detekce a signalizace je možné až po několika letech sledování statistiky. Podle zkušeností z USA se nedá čekat dramatické snížení počtu usmrcených osob při požárech v domácnostech, neboť je postupem času zanedbávána údržba hlásičů požáru i výměna baterií. Navíc hlásiče požárů dokážou „pouze“ varovat při vzniklém požáru. Oproti tomu sprinklerové zařízení dokáže po určitou dobu udržet podmínky nutné pro přežití či evakuaci osob, případně požár uhasit. Proto se jeví vybavení budov pro bydlení a ubytování residenčním sprinklerovým zařízením jako vhodné a smysluplné. Výzkum a předpisy v oblasti residenčního sprinklerového zařízení v USA National Commission on Fire Prevention and Control vydala v roce 1973 zprávu America Burning, ve které bylo uvedeno, že během jednoho roku zemřelo v USA při požárech 8000 osob, přičemž 9 z 10 těchto úmrtí připadá na domácnosti. Během následujících 25 let proběhla ve Spojených státech rozsáhlá kampaň zaměřená na vybavení jedno- a dvourodinných domů automatickými hlásiči požáru. Celkový počet usmrcených osob při požáru se sice snížil na polovinu, ale stále většina osob (8 z 10) zemřela v domácnostech [1]. Bylo zřejmé, že další snížení úmrtí lze dosáhnout jen aktivní protipožární ochranou, kterou představuje vybavení objektů sprinklerovým zařízením. Na zprávu America Burning reagovala také komise požární ochrany zaměřená na sprinklerové zařízení (The National Fire Protection Committee on Automatic Sprinkler) vytvořením skupiny, která se zabývala vývojem předpisů pro residenční sprinklerové zařízení. V roce 1975 tak vznikl předpis pro projektování sprinklerového zařízení v jedno a dvourodinných domech NFPA 13D - Standard on the Installation of Sprinkler System in One- and Two- Family Dwelling and Mobile Homes. Předpis NFPA 13D vycházel z aktuálních zkušeností odborníků na danou problematiku a informací dostupných v té době. V roce 1994 se v názvu NFPA 13D změnilo označení „Mobil Homes“ na „Manufactured Homes“. Na základě provedených požárních zkoušek a experimentálních měření vznikl následně předpis pro budovy pro bydlení a ubytování do čtyř podlaží NFPA 13R Standard for the Installation of Sprinkler System in Residential Occupancies up to and Including Four Stories in Height. Původní záměr využití sprinklerů na ochranu majetku se tak rozšířil i na ochranu lidských životů. Projektování residenčních sprinklerů podle NFPA 13D a NFPA 13R má významně odlišné požadavky než NFPA 13 - Standard for the Installation of Sprinkler System, který je základním technickým předpisem pro navrhování běžných sprinklerových zařízení. Předpisy NFPA 13D a NFPA 13R se snaží snížit finanční náklady na instalaci zařízení a zjednodušit provedení při zachování správné účinnosti a spolehlivosti sprinklerového zařízení.

množství dodávané vody, minimální intenzitu dodávky vody, průtok residenčních sprinklerů a jejich citlivost. Bylo provedeno mnoho požárních zkoušek, aby se sestavila projekční pravidla pro návrh residenčních sprinklerů a potvrdila se jejich účinnost. Na základě těchto výzkumů a požárních zkoušek vzniklo přepracované vydání NFPA 13D. Na základě zkoušek byl dále stanoven minimální průtok sprinklerem 2 l.min-1. Zásoba vody musí být zajištěna minimálně na 10 minut provozu sprinklerového zařízení u NFPA 13D a 30 minut u NFPA 13R. Následující obrázek (Obr. 3) znázorňuje výstřikovou charakteristiku residenčních sprinklerů oproti těm standardním. Konstrukce residenčních sprinklerů umožňuje hasit požár, který se šíří velkou rychlostí po svislých i vodorovných plochách bytového interiéru. Výstřikový proud musí smáčet stěny dostatečně vysoko. Také musí obsahovat 20 % malých kapek, aby došlo k účinnému ochlazování spalin u stropu a zabránilo se tak nežádoucímu otevření dalších hlavic. Vyšší rovnoměrnost dodávky vody se u residenčních sprinklerů požaduje z důvodu nutnosti uhasit požár jednou, maximálně dvěma hlavicemi. U standardních typů hlavic se uvádí do činnosti více hlavic a rovnoměrné dodávky vody se dosahuje překrýváním výstřikových proudů [3].

Obr. 3 Rozdíl výstřikové charakteristiky standardních a residenčních sprinklerů [4] Na následujícím schematickém znázornění (Obr. 4) lze vidět rychlost reakce samočinných hlásičů požáru, residenčních sprinklerů i standardních sprinklerů v závislosti na čase v porovnání se zásahem jednotek požární ochrany (JPO). Obrázek jasně naznačuje, že hlásič požáru zpravidla reaguje do jedné minuty po vzniku požáru. Časový interval mezi aktivací a účinným omezením rozvoje požáru se u residenčního sprinkleru pohybuje od 1. do 5. minuty. Standardní sprinkler má oproti residenčnímu pomalejší čas reakce, časový interval mezi aktivací a omezením rozvoje požáru se u něj pohybuje od 4. do 10. minuty. Zásah JPO je závislý na čase ohlášení požáru, vzdálenosti, dojezdovém čase a přípravě k zásahu.

Původní znění předpisu NFPA 13D vycházelo většinou ze zkušeností členů komise The National Fire Protection Committee on Automatic Sprinkler. Pro zkvalitnění obsahu a potvrzení požadavků bylo třeba provést skutečné požární zkoušky. Organizace United States Fire Administration (USFA) se zabývala mnoha výzkumnými programy zaměřenými na oblast residenčních sprinklerových zařízení. Cílem výzkumných programů řešených USFA bylo posouzení dopadu instalace sprinklerů na snížení počtu zraněných a usmrcených osob při požárech v domácnostech. USFA rovněž spolupracovala v této oblasti se společnostmi National Fire Protection Association (NFPA), Factory Mutual Research Corporation (FMRC), Underwriters Laboratories (UL) atd. Ty společně hodnotili projektování, instalaci, potřebné Ostrava 8. - 9. září 2010

Obr. 4 Rychlost reakce hlásičů požáru a sprinklerů při požáru a srovnání se zásahem JPO [5] 167


Předpisy v oblasti residenčního sprinklerového zařízení v Evropě Prvotní zásluhu o rozšíření sprinklerového zařízení pro ochranu lidských životů mají Spojené státy americké. Od 90. let minulého století probíhaly vývojové a normalizační práce zaměřené na ochranu lidských životů v domácnostech s instalovaným sprinklerovým zařízením i v Evropě. Iniciativní roli sehrála zejména Velká Británie. Organizace Loss Prevention Council v roce 1990 vydala projekční předpis LPC Rules for automatic sprinkler installations, TB 14/90:1, který v Evropě poprvé popisuje provedení sprinklerového zařízení pro ochranu rodinných a bytových domů [3]. Jako nový termín se zavádí „Domestic sprinkler“, který je ekvivalentem pro „Residential sprinkler“ používaný v USA. Dále se užití sprinklerového zařízení rozšířilo i v zemích Skandinávie, kde se také nachází mnoho dřevostaveb, a proto zde má toto zařízení velké uplatnění. V Evropě narozdíl od USA není v předpisech striktní dělení objektů na rodinné domy a na budovy pro bydlení a ubytování. Srovnání návrhu residenčních sprinklerů dle NFPA 13D a NFPA 13R vs. EN 12845 Stovky provedených požárních zkoušek z USA ukázaly, že pro residenční sprinklery je požadovaná intenzita dodávky vody 2 mm.min-1. Podle evropské normy EN 12845 (Stabilní hasicí zařízení - Sprinklerová zařízení - Navrhování, instalace a údržba) jsou rodinné domy zařazeny do třídy malého nebezpečí (LH), kde se požaduje intenzita dodávky 2,25 mm.min-1 a plocha chráněná jedním sprinklerem 21 m2. Norma EN 12845 používá účinnou plochu pro třídu LH 84 m2, avšak americký předpis NFPA 13D požaduje pouze hydraulický výpočet pro největší místnost. Prakticky to znamená, že NFPA 13D uplatňuje požadavek na menší průměr potrubí a často je místnost chráněna jen jednou sprinklerovou hlavicí. Výše uvedené údaje mají vliv na nižší cenu za instalaci sprinklerového zařízení. Navíc cílem NFPA 13D je využít k zásobování vodou vnitřního vodovodu objektu. V případě vysoké potřeby dodávky vody by použití sprinklerového zařízení v domácnostech nebylo reálné. Stejně jako NFPA 13D se i NFPA 13R snaží využít maximální plochu chráněnou jedním sprinklerem, co nejvíce snížit průtok vody a vyhnout se tak potřebě zavedení čerpadla či vodní nádrže. Navrhovaná intenzita dodávky vody je také 2 mm.min-1, ale předpokládá otevření 4 sprinklerových hlavic. Podle evropské normy EN 12845 jsou tyto budovy (objekty pro bydlení a ubytování do čtyř podlaží) zařazeny do středního nebezpečí, skupiny 1 (OH 1). V tomto zařazení je chráněná plocha jedním sprinklerem jen 12 m2 a požadovaná intenzita dodávky vody je 5 mm.min-1, což znamená vyšší požadavky na množství vody i počet sprinklerových hlavic. Velká Británie Pro instalaci residenčních sprinklerů představila Velká Británie předpis DD 251:2000 -Sprinkler systems for residential and domestic occupancies. Code of practice, jenž byl později nahrazen předpisem BS 9251:2005 Sprinkler systems for residential and domestic occupancies. Code of practice. Co se týče požadavku na účinnou plochu sprinkleru, je britská norma přísnější než evropská norma EN 12845. Plochu chráněnou jedním sprinklerem dovoluje jen 15 m2. Požadavky na množství vody jsou podobné jako v NFPA 13D. Pro budovy pro bydlení navrhuje také předpis BS 9251:2005 na účinnou plochu 4 sprinklerové hlavice a požadavky na vodu jsou podobné jako v NFPA 13R. Po požáru v pečovatelském domě v roce 2004, kdy zemřelo 14 osob, přijala Velká Británie zákon, který ukládá povinnost vybavit nové pečovatelské domy sprinklerovým zařízením. V této zemi se uvažuje o rozšíření vybavení sprinklerovým zařízením také školky, jesle a školská zařízení, která slouží k noclehu, například koleje [6]. 168

Skandinávské země Z počátku si Norsko sestavilo vlastní pravidla, která vycházela z projektových zásad NFPA 13D. Naproti tomu Švédsko si vydalo vlastní předpis založený na výsledcích požárních zkoušek, které braly v úvahu typické vybavení švédských domácností a používané hořlavé materiály. V roce 2008 však vyšel předpis společný pro Skandinávské země prNS-INSTA 900-1:2008 - Residential sprinkler systems - Part 1: Design, installation and maintenance. Tento předpis má v zásadě stejná pravidla na projektování residenčních sprinklerů jako NFPA 13D a NFPA 13R. Podstatný rozdíl spočívá pouze v dělení objektu pro bydlení na 3 typy [6]: 1. jedno a dvourodinné domy; řadové domy do tří podlaží včetně podkroví; maximálně třípodlažní budovy pro bydlení s nejvýše čtyřmi bytovými jednotkami 2. budovy pro bydlení do 4 podlaží včetně, kromě budov, kde se vyskytují osoby vyžadující pomoc při evakuaci 3. budovy nebo části budov, kde se vyskytují osoby vyžadující pomoc při evakuaci; budovy pro bydlení od 5 podlaží výše Finská vláda se zavázala, že pomocí residenčních sprinklerů sníží počet usmrcených osob o 70 %. Ve Finsku hasiči také požadují vybavit pečovatelské domy pro starší osoby residenčním sprinklerovým zařízením. Hlavním důvodem v mnoha pečovatelských domech je nedostatečný počet personálu během nočních služeb. Při možném požáru v těchto zařízeních se navíc předpokládá, že se starší nebo nemocné osoby nedokážou evakuovat samy. Ze stejného důvodu byl v roce 2003 v Norsku vydán zákon, který vyžaduje, aby byl posílen personál během nočních služeb v pečovatelských domech a objekt byl vybaven sprinklerovým zařízením. Norsko má momentálně nejpokročilejší právní ustanovení, díky nimž má největší nárůst počtu residenčních sprinklerových zařízení v Evropě v oblasti použití sprinklerového zařízení na ochranu osob. Více než 20 % nových rodinných a bytových domů již je vybaveno sprinklerovým zařízením. Norská vláda také požaduje vybavit sprinklerovým zařízením všechny nově postavené rodinné domy a panelové domy nad dvě nadzemní podlaží [6]. Sprinklery pro nově postavené pečovatelské domy požaduje také švédská vláda. Francie Také ve Francii sepsali pravidla na ochranu budov pro bydlení a ubytování. Tyto používají stejné projekční zásady jako NFPA 13R, ale Francie rozšiřuje platnost předpisu pro budovy až do šesti podlaží. Nizozemí Nizozemí má také svůj předpis pro navrhování residenčních sprinklerů. Tento předpis umožňuje výrobcům sprinklerového zařízení použít stejnou plochu na jeden sprinkler jako NFPA 13D. Je snaha v Nizozemí prosadit, aby od roku 2010 byly vybaveny residenčními sprinklery nově vystavěné rodinné domy s odůvodněním, že se tak sníží náklady na výstavbu nových hasičských stanic. Sprinklerové zařízení se stalo v některých státech důležitou součástí při navrhování požární bezpečnosti staveb. Problémy se zavedením residenčních sprinklerů v ČR Hlavní příčinou nepatrného zájmu o instalaci residenčních sprinklerových zařízení v ČR tkví v prvotních ekonomických nákladech. Při rozhodování o možné instalaci těchto zařízení se vychází vždy z předpokladu, že bydlení má být stále finančně dostupné. Proto by případná státní podpora či slevy z pojištění domácnosti a nemovitosti mohly napomoci k rozšíření residenčních sprinklerových zařízení. Navíc s omezením mohou souviset i obavy zveřejněné v článku [7], že v případě nesplácení poplatků za vodu Ostrava 8. - 9. září 2010


by tak přestalo být zásobeno i dané sprinklerové zařízení. Ovšem proti tomu stál argument, který předpokládal, že investor, který se již rozhodl k instalaci sprinklerového zařízení ve svém domě (popř. bytě), pravděpodobně nepřestane hradit poplatky za odběr vody. Dalším významným problémem je aktivní osvěta veřejnosti směrem k přednostem instalace sprinklerového zařízení. Prozatím převládá u většiny obyvatel představa, že při spuštění sprinklerového zařízení se jim zaplaví celý dům. Ve skutečnosti se však otevře pouze nutný počet sprinklerových hlavic nad požárem. Někteří se také obávají planých poplachů. Ovšem u residenčních sprinklerů se poplach spustí pouze při aktivaci zařízení.

Přednosti pro pojišťovny Škody způsobené požárem a škody, které zapříčiní zasahující hasiči při hašení, budou vždy větší než škody způsobené vodou z residenčních sprinklerů. Z tohoto důvodu všechny velké americké pojišťovny poskytují snížení pojistné sazby při instalaci residenčního sprinklerového zařízení. Pro rodinné domy může být sleva z pojistného 5 - 15 % [10]. Hlavní předností pro pojišťovny je finanční úspora v plnění pojistné události. Je pro ně výhodnější vyplatit pojistnou částku například za promáčenou dřevěnou podlahu než celý vyhořelý objekt. Pokud se samotným sprinklerům nepodaří požár zcela uhasit, udrží ho na minimálním rozsahu. V České republice prozatím není sleva za instalaci residenčních sprinklerových zařízení standardní součástí nabízených produktů. Přístup pojišťoven k nabízené možnosti byl v zásadě dvojí. První postoj byl, že některé pojišťovny by přistoupili na slevu z pojistného při instalování residenčních sprinklerů v domácnostech. Pokud by klient měl instalované residenční sprinklery, řešily by pojišťovací společnosti tyto případy individuálně. Do budoucna se slevou za residenční sprinklerová zařízení počítají jako se standardní součástí pojistné smlouvy.

Obr. 5 Ukázka spuštění sprinklerové hlavice nad požárem [8] Rovněž některé osoby mohou mít mylnou představu, že by instalace residenčního sprinklerového zařízení narušila vzhled jejich interiéru. I tato otázka souvisí s informovaností osob. V dnešní době existuje mnoho různých typů sprinklerů, jež se hodí do jakéhokoliv interiéru. Existuje několik druhů povrchových úprav sprinklerových hlavic v různém barevném provedení. Sprinklerové hlavice mohou být pouze zapuštěné, nebo zapuštěné zakryté víčkem, přičemž otevírací teplota víčka je o něco nižší, než je otevírací teplota samotné hlavice. Jinou zcela neodůvodněnou představou může být obava, že dojde k nechtěnému otevření sprinklerové hlavice. Ovšem pravděpodobnost nechtěného otevření sprinkleru byla odhadnuta na 1:16 000 000 [9].

Druhý přístup pojišťoven předpokládal, že o zlevnění pojistného u budov pro bydlení při instalování residenčního sprinklerového zařízení ani do budoucna neuvažují. Jejich tvrzení bylo, že s vysokou mírou pravděpodobnosti se totiž tyto případy nebudou vyskytovat ve statisticky významném počtu jak ve stávajících objektech, tak i v novostavbách občanské výstavby. Odhadované ekonomické náklady Ekonomické studie provedené ve městě Scottsdale v USA ukazují, že náklady na výstavbu nového domu s instalovaným residenčním sprinklerovým zařízením se zvýší zpravidla o 1 % oproti nákladům na dům bez sprinklerového zařízení. Velká Británie pak uvádí, že náklady spojené s vybavením nové domácnosti sprinklerovým zařízením tvoří 2 - 3 % z celkové ceny projektu. Při vybavení stávajícího objektu sprinklerovým zařízením, kde je třeba zajistit čerpadlo a vodní nádrž, se pohybují náklady v rozmezí 3 - 4 % z celkové odhadované ceny objektu [11]. Ve srovnání s údaji z USA jsou ve Velké Británii náklady na instalování sprinklerového zařízení vyšší. Rozdíly v nákladech na instalování residenčních sprinklerů, ať už ve stávajícím či novém objektu, jsou různé hlavně z důvodu konstrukčních odlišností staveb v jednotlivých státech. Výhled projektování residenčních sprinklerů v ČR

Obr. 6 Ukázka zapuštěné a zakryté zapuštěné sprinklerové hlavice [9] Hlavním důvodem nerozšíření sprinklerových zařízení v domácnostech je způsobeno absencí požadavků těchto zařízení v jakémkoliv národním technickém předpisu. Navíc většina veřejnosti o těchto zařízeních ani neví. Přednosti instalace residenčních sprinklerů Přednosti pro jednotky požární ochrany Instalace sprinklerového zařízení v domácnostech představuje určité výhody i pro zasahující hasiče. Budou-li totiž objekty vybaveny sprinklery, dojde k lokalizaci požáru tímto zařízením a jednotky požární ochrany přijedou místo požáru „pouze“ zkontrolovat, případně provést dohašovací práce. Takto lze obecně snížit vytíženost JPO. Navíc s instalací sprinklerů by bylo možno omezit počet venkovních hydrantů a zmenšit odstupové vzdálenosti mezi objekty. A v neposlední řadě by celkově bylo spotřebováno menší množství vody nutné k uhašení požáru.


Tento článek se snaží statistikou požárovosti upozornit na velké počty usmrcených osob v domácnostech a představit residenční sprinklery jako možný způsob snížení počtu úmrtí v těchto objektech v České republice. Je důležité poukázat na typy objektů, které by bylo vhodné chránit residenčním sprinklerovým zařízením a zvolit vhodná pravidla pro jejich projektování. Jako možná alternativa by se mohlo jevit doplňkové hasicí zařízení (DHZ) uvedené v normě ČSN 73 0810 z roku 2009, které představuje určité úlevy při navrhování sprinklerového zařízení oproti ČSN EN 12845. ČSN 73 0810 sice vymezuje, pro které skupiny výrob a provozů u výrobních objektů a do jaké výšky u nevýrobních objektů je možné DHZ použít. Ovšem je možné, že se zavedením této normy zvětšila nepřehlednost a nejasnost projektování sprinklerového zařízení. Proto není vhodné kombinovat normy pro projektování požární bezpečnosti staveb a normy pro projektování jednotlivých požárně bezpečnostních zařízení. Jedná se tak o určitý zásah do projekčních požadavků harmonizované normy ČSN EN 12845. Jako vhodné řešení aplikace sprinklerového zařízení v budovách pro bydlení a ubytování v ČR se jeví převzetí normy ze zahraničí (např. od Skandinávských zemí), kde byly provedeny rozsáhlé požární zkoušky, na jejichž základě vznikla pravidla pro projektování residenčních sprinklerů. 169


Při určování objektů pro instalování residenčních sprinklerů je nutné brát v úvahu nejen statistiku požárovosti, ale také to, kde mohou mít požáry tragické následky. Kromě domácností jsou tedy vhodné také prostory, kde se vyskytují osoby neschopné samostatné evakuace, a prostory pro ubytování. Jedná se především o pečovatelské domy, nemocnice, školky a jesle. Zde také bývá problém s nedostatečným množstvím personálu pro evakuaci. Problémem u ubytovacích zařízení je neznalost prostoru, která může být tragická hlavně v případě vzniku požáru v noci. Navíc instalování residenčních sprinklerů může znamenat určitou prestiž v tom, že si majitelé objektů váží svých hostů. Další skupinou objektů, u kterých by byla vhodná instalace residenčních sprinklerů jsou dřevostavby, kterých v poslední době u nás přibývá. Závěr Potřeba ochrany domácností residenčními sprinklery vyplývá ze statistiky úmrtí v těchto objektech. Ovšem nařízení vyhláškou nebo normou by nejspíše nebylo účinné, protože pokud si požárně bezpečnostní zařízení nepořídí majitelé objektů ze své vůle a ve svém zájmu, tak se o ně nebudou starat. Veškeré zařízení totiž potřebuje investici nejen finanční ale i časovou. Je třeba spíše veřejnost informovat, že existuje zařízení, které může aktivně chránit jejich životy a domovy, a informovat o jeho výhodách. Také by bylo vhodné poskytnout veřejnosti statistiky požárů a ukázat, jaké následky požár může zanechat bez a s instalací sprinklerového zařízení. Poskytnout informace o rychlosti reakce hlásičů požáru a sprinklerů ve srovnání s dojezdovým časem hasičů, jejich době zásahu a množství škod, které způsobí hasicí voda od hasičů nebo od sprinklerového zařízení. Každý se cítí ve svém domově bezpečně, nepřipouští si, že by v daném objektu mohl vzniknout požár. Po získání všech těchto informací budou teprve lidé ochotni do residenčních sprinklerů investovat a starat se o jejich provoz. Literatura [1] Madrzykowski, D.: Rewiew of Residential Sprinkler Systems: Research and Standards. National Fire Sprinkler Association, Jan 2002 [online]. URL [cit. 2010-05-01]

[2] Automatic Sprinkler Systems Handbook. Ninth Edition. NFPA, Quincy, Massachusetts: Dubay, Ch., 2002. No.: 13HB02. ISBN: 0-87765-549-9. [3] Rybář, P.: Stabilní hasicí zařízení. Praha 1992. 224 s. Knižnice požární ochrany. [4] Gross, N.: Just What Exactly is a Residential Sprinkler Anyway. International Fire Sprinkler Association [online]. URL [cit. 201005-01]. [5] Corso, J.: Residential Sprinklers - Not Rocket Science. NFSA [online]. URL [cit. 2010-05-01]. [6] Brinson, A.: European Sprinkler Campaigns. Edinburgh, 20 January 2010 [online]. URL<www.hemmingfire.com/news/ get_file.php3/id/92/.../Alan-Brinson-1.pdf> [cit. 2010-04-01]. [7] Brinson, A.: Sprinkler Application in Personal Protection. European Fire Sprinkler Network, 2004. [8] Protect what you value most. Home Fire Sprinkler Coalition. [online] URL [cit. 2010-05-01]. [9] Residential Sprinkler System [online].: URL [cit. 2010-05-01]. [10] Home Fire Protection.: Residential Fire Sprinkler System. FA-43. FEMA, USFA, August 2004 [online]. URL[cit.2010-05-01]. [11] Information File.: Fire Sprinkler System in Care Homes. Issue 1, BIF No 14. BAFSA, October 2007 [online]. URL [cit. 2010-05-01]. [12] Rybář, P.: Nové technologie v aktivním hašení. In Požární bezpečnost stavebních objektů 2010, SBPI, Ostrava, 2010, ISBN: 978-80-7385-085-2.


37.


KAROL BALOG

HASIACE LÁTKY A JEJICH TECHNOLÓGIE

Hasiace látky a jejich technológie Michail Šenovský, Vilém Adamec, Zdeněk Hanuška Cieľom predloženej publikácie je oboznámiť odbornú verejnosť s problematikou hasiacich látok, ktorých poznanie a správna voľba môže značne prispieť k záchrane ľudských životov a spoločenských hodnôt. Nemalý význam má i možnosť ovplyvnenia následkov požiarov a environmentálnych dopadov hasiacich látok pri ich správnej aplikácii. Pozornosť je venovaná hasiacim účinkom, fyzikálno-chemickým vlastnostiam i toxicite hasiacich látok a v nemalej miere aj ich environmentálnej akceptovateľnosti. V prílohe sú uvedené prehľady v súčasnosti dostupných hasiacich látok, ich vlastnosti a hasiace účinky i niektoré dôležité fyzikálno-chemické a požiarnotechnické charakteristiky horľavých látok.


170



Požární inženýrství v České republice Fire engineering in Czech republic Ing. Petr Kučera, Ph.D.1 Ing. Tomáš Pavlík2 Ing. Jiří Pokorný, Ph.D.3 Ing. Rudolf Kaiser

4

VŠB - TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, 700 30 Ostrava - Výškovice 2 Hasičský záchranný sbor Olomouckého kraje Schweitzerova 91, 772 11 Olomouc 3 HZS Moravskoslezského kraje Výškovická 40, 700 30 Ostrava - Zábřeh 4 Ministerstvo vnitra - generální ředitelství HZS ČR Kloknerova 26, 148 01 Praha 414 [email protected], [email protected] [email protected], [email protected] 1

Státní správa a normalizace ve vztahu k požárnímu inženýrství V rámci Technické normalizační komise č. 27 Požární bezpečnost staveb (TNK 27) byla iniciativou Ministerstva vnitra generálního ředitelství Hasičského záchranného sboru ČR, odboru prevence nově vytvořena subkomise č. 4 Požární inženýrství (SC 4). Subkomise SC 4 se s výjimkou svého standardního působení v rámci procesu normalizace, koordinovaného v současné době Centrem technické normalizace pro požární ochranu (CTN PO), zabývá zpracováním a publikováním metodik souvisejících s oblastí požárního inženýrství. Existence SC 4 systémově koresponduje s komisí ISO/TC 92 Fire safety, při které je zřízena subkomise SC4 Fire safety engineering, která koordinuje oblast požárního inženýrství na mezinárodní úrovni (viz obr. 1).

Abstrakt V průběhu let 2009 a 2010 byly v České republice vytvořeny podmínky pro aplikaci metod požárního inženýrství v projekční praxi. Změny se projevily v oblasti státní správy, normalizace i vzdělávání. V příspěvku jsou popsány nejvýznamnější realizované změny a prognóza dalšího rozvoje požárního inženýrství v České republice1. Klíčová slova Požární bezpečnost staveb, požární inženýrství, normalizace, projektování. Abstract The conditions for application of fire engineering in building design were created in Czech Republic during years 2009 and 2010. Changes took effect in the sphere of state administration, standardization and education. This article contents a description of the most important changes and a prediction of the development of fire engineering in Czech Republic.

Obr. 1 Schematické znázornění technické komise ISO/TC 92 Fire Safety Členění TNK 27 je znázorněno na obr. 2.

Key words Fire Safety of Buildings, Fire Engineering, Standardization, Building Design. Úvod Vývoj v oboru stavebnictví a požární ochrany vede k vývoji metod, které jsou pro rozsáhlé nebo jinak specifické stavby vhodnější než tradiční normy, které jsou zaměřeny na stavby obvyklého charakteru, avšak v některých případech může být jejich aplikace právě z důvodu nestandardního architektonického, stavebního nebo provozního řešení problematická. Tyto změny jsou motivovány potřebou flexibilnějších způsobů navrhování budov a nutností umožnit méně nákladná řešení, zejména v případě rozsáhlých objektů, aniž by došlo ke snížení úrovně bezpečnosti. V mnoha zahraničních státech se stále častěji využívá řešení požární bezpečnosti ve vybraných budovách inženýrskými prostředky. Také Česká republika zaměřila pozornost tímto směrem a v uplynulém období vytvořila podmínky pro aplikaci požárně inženýrských postupů při hodnocení staveb z hlediska požární bezpečnosti. Úpravy se projevily v oblasti státní správy, normalizace a vzdělávání. 1

Autoři příspěvku jsou členové subkomise SC 4 Požární inženýrství Technické normalizační komise TNK 27 Požární bezpečnost staveb.


Obr. 2 Schematické znázornění technické normalizační komise TNK 27 Požární bezpečnost staveb2 V období let 2009 a 2010 došlo rovněž k úpravě tzv. „kmenových norem“ požární bezpečnosti staveb, kde byl informativními přílohami I ČSN 73 0802 [1] a J ČSN 73 0804 [2] vymezen postup při požárně inženýrském řešení.

2

Označení subkomisí zjednodušeně

je

z

důvodu

přehlednosti

provedeno

171


Filosofii dále rozpracovává komentář zveřejněný na webových stránkách Ministerstva vnitra ČR - generálního ředitelství Hasičského záchranného sboru ČR s titulem „Postup při odlišném způsobu splnění technických podmínek požární ochrany“ [3]. Obsahem dokumentu je nejen detailnější popis systémového postupu při požárně inženýrském řešení, ale rovněž stanovení některých kritérií přijatelnosti z hlediska podmínek pro evakuaci, protipožární zásah, stavebních konstrukcí a skladovaných materiálů. Ministerstvem vnitra ČR tak byly stanoveny některé z návrhových limitů. Vzdělávání ve vztahu k požárnímu inženýrství Významnou činnost v této oblasti vyvinula VŠB - TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství ve spolupráci se Sdružením požárního a bezpečnostního inženýrství. Publikacemi „Úvod do požárního inženýrství“ [4], „Metodický postup při odlišném způsobu splnění technických podmínek požární ochrany“ [5] a „Požární inženýrství - dynamika požáru“ [6] byl vytvořen základní soubor vzdělávacích materiálů, které se zabývají teorií i aplikací požárně inženýrských postupů (viz obr. 3).

podle české technické normy musí autorizovaná osoba dosáhnout alespoň stejného výsledku, kterého by dosáhla při postupu podle prováděcího právního předpisu vydaného podle § 24 odst. 3 zákona o požární ochraně, kterým je vyhláška č. 23/2008 Sb., o technických podmínkách požární ochrany staveb [8]. Z výše uvedených odstavců je možné dovozovat, že při navrhování staveb nebo jejich změn lze postupovat podle české technické normy, jiného technického dokumentu upravujícího podmínky požární ochrany staveb nebo lze využít odlišného postupu řešení. Výsledky řešení však musí ve všech případech konvergovat k cíli, kdy stavba splní základní technické podmínky z hlediska požární ochrany vyplývající ze směrnice Rady 89/106/ EHS o sbližování právních a správních předpisů členských států týkajících se stavebních výrobků ve znění směrnice Rady 93/68/ EHS (dále jen „směrnice“), Interpretačního dokumentu č. 2 ke směrnici a vyhlášky č. 23/2008 Sb., o technických podmínkách požární ochrany staveb. Popisovaná právní úprava s vazbou na změny kodexu norem požární bezpečnosti staveb umožňuje aplikaci metod požárního inženýrství v České republice. Obecná koncepce při projektování požární bezpečnosti staveb Oblast projektování staveb je velmi široká a zahrnuje rozličné přístupy k návrhu, které zohledňují požadavky investora nebo provozovatele objektu, zpracovatele projekčního návrhu a požadavků státní správy na úseku požární ochrany. V současné době lze využít normového přístupu, schválených výpočtových metod a postupu založeného na principech požárního inženýrství, případně jejich kombinaci. Implementace odlišného postupu do kodexu norem požární bezpečnosti staveb V projekční praxi, a to jak z pohledu projektantů nebo orgánu vykonávajícího státní požární dozor, se setkáváme se stavbami, které z určitých důvodů není možné, někdy ani smysluplné, posuzovat podle českého technického standardu, který reprezentuje česká technická norma. Zpravidla se jedná o atypické případy staveb velkého rozsahu, které představují z hlediska svého stavebního provedení, technologických zařízení nebo technologie provozu zvýšenou míru požárního rizika3.

Obr. 3 Ilustrativní znázornění publikací zaměřených na požární inženýrství

Již v minulosti docházelo v některých případech ke zpracování expertizních řešení, která zpravidla řešila dílčí problematické částí staveb. S postupným rozvojem vědní disciplíny označované jako „požární inženýrství“ dochází k aplikacím nestandardních postupů při posuzování staveb z hlediska požární bezpečnosti stále častěji (např. využitím požárních modelů). Z tohoto pohledu se tedy nejedná o zcela novou záležitost, a jak vyplývá z předchozí kapitoly příspěvku, současný právní řád využití odchylného způsobu řešení připouští.

Rovněž Ministerstvo vnitra - generální ředitelství Hasičského záchranného sboru ČR svým interním vzdělávacím systémem zprostředkovalo bližší seznámení některých příslušníků s problematikou požárního inženýrství. Jednalo se o příslušníky specializované na vyšetřování požárů, kteří byli seznámení s možnostmi některých požárních modelů.

V rámci změn „kmenových norem“ požární bezpečnosti staveb došlo k zásadnímu přepracování čl. 5.1.3 norem, který [1, 2]:

Právní a technické podmínky pro rozvoj požárního inženýrství v České republice

• doporučuje u nestandardních požárně rizikových objektů použití odchylného řešení oproti normám,

Pro rozvoj požárního inženýrství bylo v České republice nutné vytvořit soubor právních a technických podmínek.

• odkazuje na použití přesnějších výpočtových metod analyzujících podrobněji podmínky v objektu po vzniku požáru,

Technickými podmínkami lze chápat systémový základ prezentovaný českými technickými normami požární bezpečnosti staveb, normy řady ČSN 73 08xx.

• doporučuje v těchto případech postupovat podle informativních příloh norem.

Právní vazbu vytváří především ustanovení § 99 zákona č. 133/1985 Sb., o požární ochraně, ve znění pozdějších předpisů [7], které umožňuje autorizovaným technikům a inženýrům při realizaci technických podmínek staveb použít postup odlišný od postupu, který stanoví česká technická norma nebo jiný technický dokument upravující podmínky požární ochrany. Současně je však konstatováno, že při použití postupu odlišného od postupu

172

Odchylným řešením oproti normám může dojít ke zvýšení, ale také ke snížení požadavků z hlediska požární bezpečnosti staveb. Vždy však musí být zachována přijatelná míra rizika. Současně se předpokládá, že hodnocením nedojde k zásadnímu snížení požárních zatížení oproti příloze A ČSN 73 0802, ke snížení počtu evakuovaných osob oproti ČSN 730818 [9], k překročení mezních 3

Terminologie nemusí korespondovat s § 4 a navazujícími zákona č. 133/1985 Sb., o požární ochraně, ve znění pozdějších předpisů. Ostrava 8. - 9. září 2010


rozměrů požárních úseků nebo snížení ekonomického rizika, výškových limitů určených pro jednotlivé konstrukční systémy apod. Doporučený postup při použití odchylného řešení je blíže rozveden v přílohách I ČSN 73 0802 a J ČSN 73 0804. Cílem příloh je především vytvoření vodítka, případně určitých mezí, při zpracování těchto nestandardních posouzení. Použití metod odlišného postupu Rozsah použití metod odlišného postupu od postupu, který stanoví česká technická norma nebo jiný technický dokument upravující podmínky požární ochrany, je rámcově vymezen čl. 5.1.3. norem, kdy se doporučuje jejich aplikace u objektů vyšších než 60 m, u objektů, kde je soustředěn velký počet osob nebo u objektů, které charakterem provozu či prováděnou stavební změnou vyžadují aplikaci podrobnějšího hodnocení. Je zřejmé, že uvedeným článkem je rozsah použití odlišného postupu vymezen pouze orientačně a v praxi bude jeho aplikace záviset na úvaze projektanta, majitele nebo provozovatele stavby, případně orgánu vykonávajícího státní požární dozor a jejich vzájemné dohodě. Při odlišném postupu se může užít přesnějších výpočtových metod analyzujících podrobněji podmínky posuzovaného objektu po vzniku požáru, zejména intenzitu požáru, jeho šíření a šíření zplodin hoření, podmínky evakuace a zásahu s ohledem na užívání a provoz objektu. Při zpracování odlišného postupu se doporučuje postupovat podle přílohy I ČSN 73 0802 a přílohy J ČSN 73 0804, přičemž jde zejména o tyto oblasti požárně bezpečnostního řešení objektu nebo jeho části: • podle konkrétních podmínek posuzovaných částí objektu stanovit mimořádná riziková ložiska požáru a charakteristické parametry požáru v těchto částech, • podle rizikových ložisek požáru určit členění objektu do požárních úseků, stupně požární bezpečnosti a požadavky na stavební konstrukce včetně druhu konstrukcí, popř. požárně nebezpečné prostory a odstupy,

Obr. 4 Postup řešení požární bezpečnosti [4, 10] Posouzení hlavních cílů požární bezpečnosti a kriterií přijatelnosti v kvantitativní analýze jsou zpravidla dílčími částmi návrhu požární bezpečnosti (subsystémy SS1 až SS5), které vzájemně spolupůsobí, a dochází tak prostřednictvím centra globálních informací k předávání zjištěných dat (viz obr. 5). Rozsah požadované kvantifikace, která má poskytnout odpovídající řešení, musí být pečlivě zvážen.

• podle charakteristických parametrů požáru a podle výskytu osob v jednotlivých částech objektu stanovit podmínky evakuace osob a to i s ohledem na schopnost jejich pohybu, • podle specifických podmínek možného rozvoje požáru, ochrany osob a podmínek zásahu požárních jednotek stanovit instalaci požárně bezpečnostních zařízení, včetně určení základních parametrů těchto zařízení. Zásady použití odlišného postupu Návrh postupů při odlišném způsobu splnění technických podmínek požární ochrany dle přílohy I ČSN 73 0802 a přílohy J ČSN 73 0804 je souborem zásad, které si kladou za cíl posoudit možný průběh požáru a jeho působení na své okolí (např. stavební objekt, uživatelé). Metody odlišného postupu zahrnují následující kroky: a) kvalitativní analýzu, b) kvantitativní analýzu, c) posouzení výsledků analýzy podle kriterií přijatelnosti,

Obr. 5 Postup řešení s využitím centra globálních informací [4, 10]

d) zaznamenání a prezentace výsledků. Při hodnocení jsou v rámci kvalitativní a kvantitativní analýzy posouzena předem stanovená kriteria přijatelnosti. Jsou-li tato kriteria uznána jako přiměřená, následuje záznam a prezentace výsledků. Algoritmus odlišného postupu je znázorněn na obr. 4. Použití odlišného postupu představuje souhrnný pohled na požární bezpečnost staveb se snahou zachovat se hospodárně, při dosažení přijatelné úrovně bezpečnosti.


Neodmyslitelnou součásti požárně inženýrských metod jsou požární modely. V současné době nachází své využití jak zónové požární modely (např. CFAST, OZONE), tak modely typu pole (např. Fire dynamics simulátor FDS). Množství požárních modelů a možnosti jejich aplikací jsou značně rozsáhlé. Podrobnější přehled lze získat z literatury [11]. Příklady vizualizací požárních modelů jsou znázorněny na obr. 6.

173


Je nezbytné celý teoretický základ vytvořit více hmatatelný s průkazy praktického uplatnění. Požárnímu inženýrství je vhodné vytvářet trvalou propagaci populárně vzdělávací formou. Využitelná jsou fóra odborných konferencí, odborná periodika. Tato vědní disciplína by se měla stát běžnou součástí nestandardních staveb. V budoucnosti se jeví jako účelná bližší spolupráce s Profesní komorou požární ochrany a zahraničními partnery. Závěr Česká republika realizovala v letech 2009 a 2010 systémové kroky pro rozvoj a praktickou aplikaci metod požárního inženýrství na svém území. Ačkoli se jedná o řadu významných kroků, je zřejmé, že širší aplikaci požárně inženýrských postupů bude nezbytně provázet řada dalších iniciativ v mnoha směrech. Požární inženýrství si postupně, i když rozvážně, nachází cestu v zahraničí. Není důvod pochybovat o tom, že ačkoli se jedná o oblast zjevně progresivní, cesta pro širší praktické uplatnění bude z důvodu vysoké náročnosti na odbornost zpracovatelů požárně inženýrských hodnocení trnitá. Vstřícný postoj státní správy k požárně inženýrským metodám podmiňuje další pozitivní rozvoj této disciplíny. Literatura [1] ČSN 73 0802 Požární bezpečnost staveb - Nevýrobní objekty. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2009. [2] ČSN 73 0804 Požární bezpečnost staveb - Výrobní objekty. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2010. Obr. 6 Ilustrativní znázornění vizualizací požárních modelů Filosofie požárního inženýrství je prezentována souborem mezinárodních norem ISO/TR 13387-x Fire safety engineering. Vhodným doplňujícím zdrojem jsou mezinárodní normy řady ISO (TR, TS) 1673x Fire safety engineering. Prezentované technické předpisy vytvořily základ koncepce požárního inženýrství v České republice.

[3] Hasičský záchranný sbor České republiky [online]. Poslední revize 13.06. 2010 [cit. 2010-06-13] < http://www.hzscr.cz/ >. [4] Kučera, P., Kaiser, R.: Úvod do požárního inženýrství. Edice SPBI SPEKTRUM, sv. 52. Ostrava: Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství, 2007. s. 170. ISBN: 978-80-7385-024-1.

Prognóza dalšího vývoje požárního inženýrství

[5] Kučera, P., Kaiser, R., Pavlík, T., Pokorný, J.: Metodický postup při odlišném způsobu splnění technických podmínek požární ochrany. EDICE SPBI SPEKTRUM 56. Ostrava: Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství, 2008, 201 s., ISBN: 978-80-7385-044-9.

Současný stav naznačuje nejpravděpodobnější směr dalšího vývoje požárního inženýrství v České republice. V tomto kontextu je možné i nadále předpokládat změny v oblasti státní správy, normalizace a vzdělávání.

[6] Kučera, P., Kaiser, R., Pavlík, T., Pokorný, J.: Požární inženýrství - dynamika požáru. EDICE SPBI SPEKTRUM 65. Ostrava: Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství, 2009, 152 s., ISBN: 978-80-7385-074-6.

Na stávající úroveň informovanosti státní správy s požárně inženýrskými nástroji by měly navazovat další vzdělávací procesy. Pozornost je vhodné zaměřit na další seznámení s filosofií požárního inženýrství a zejména možnou praktickou aplikací. Státní správa vykonávající státní požární dozor je ve skutečnosti neoddělitelnou součásti některých procesů souvisejících s navrhováním a realizací staveb a může do značné míry ovlivnit konečnou podobu zpracování dokumentace staveb a jejich realizace.

[7] Zákon č. 133/1985 Sb., o požární ochraně, ve znění pozdějších předpisů.

Subkomise SC 4 Technické normalizační komise TNK 27 se z pohledu budoucnosti zaměří především na zvětšení rozsahu, případně směru, statisticky sledovaných dat pro potřeby kvantitativní analýzy. V oblasti vzdělávání bude účelné připravit materiály s tématikou požárního inženýrství zaměřenou především na praktické aplikace.

174

[8] Vyhláška č. 23/2008 Sb. o technických podmínkách požární ochrany staveb. [9] ČSN 730818 Požární bezpečnost staveb - Obsazení objektu osobami. Praha: ČNI, 1997. [10] ISO/TR 13387-1 Fire safety engineering - Part 1: Application of fire performance concepts to design objectives, Geneva: ISO, 1999. [11] International Survey of Computer Models for Fire and Smoke [online]. Poslední revize 13.06. 2010 [cit. 2010-06-13] < http://www.firemodelsurvey.com/ >.



Rozšíření požadavků na zpracování dokumentace zdolávání požáru Broadening of demands on the preparation of documentation on fighting a fire Ing. Petr Kučera, Ph.D. Ing. Radek Bohanes VŠB - TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, 700 30 Ostrava - Výškovice [email protected], [email protected] Abstrakt Dokumentace zdolávání požáru dnes tvoří základní materiál, jenž upravuje zásady rychlého a účinného zdolávání požárů a záchrany osob, zvířat a majetku v objektech právnických či podnikajících fyzických osob. Hlavním záměrem článku je poukázat na některé nedostatky při zpracování této dokumentace a zároveň jsou zde uvedeny možné návrhy na její aktualizaci včetně zmínění osnovy postupu při připomínkování dokumentace zdolávání požáru. Klíčová slova Dokumentace zdolávání požáru, operativní karta, operativní plán, Hasičský záchranný sbor České republiky. Abstract Documentation of fire control now constitutes the base for regulation of standards in fluent and efficient fight with fire and rescue of people, animals or property in buildings of corporations and enterprises. The main purpose of the article is to point to some limitations of setting up of the documentation and to present possible suggestions for its updating, including the frame for procedure of marking up the documentation of fire control. Key words Documentation of fire control, operational card, operational plan, fire brigade of Czech Republic. Úvod Hasiči se při výkonu služby dostávají do nejrůznějších prostředí. Zasahují v cizích objektech, které neznají. V dispozičně složitých a rozsáhlých objektech se hasič musí umět vždy velmi rychle zorientovat, neboť ztráta orientace při požáru může mít i tragický následek. Proto vznikla potřeba mít k dispozici při zásahu ve složitých podmínkách určité informační podklady. Tyto podklady se nazývají dokumentace zdolávání požáru (dále jen „DZP“). DZP pomáhá hasičům řešit vzniklé mimořádné události už léta. První DZP začaly v České republice vznikat kolem roku 1986, kdy vznikl i první návod k jejich vypracování. Poslední aktualizace údajů v Metodickém návodu k vypracování DZP proběhla v roce 1996, tedy před 14 lety. Od té doby se mnohé změnilo. Podle mínění příslušníků hasičského záchranného sboru ČR (dále jen „HZS ČR“) by DZP měla na tyto změny reagovat a její obsah by se jim měl přizpůsobit. Podle vyhlášky ministerstva vnitra č. 246/2001 Sb. o stanovení podmínek požární bezpečnosti a výkonu státního požárního dozoru (dále jen „vyhláška o požární prevenci“), patří DZP mezi druhy dokumentace požární ochrany (dále jen „PO“). Na obrázku 1 je znázorněno blokové schéma jednotlivých částí, ze kterých se DZP skládá. DZP se zpracovává pro objekty a prostory, ve kterých jsou složité podmínky pro zásah, nebo kde se provozují činnosti s vysokým požárním nebezpečím a v případě, že tak stanoví dokumentace PO zpracovaná na základě stanovení podmínek požární bezpečnosti i pro další provozované činnosti se zvýšeným požárním nebezpečím. Ostrava 8. - 9. září 2010

Obr. 1 Blokové schéma DZP Jedinou oficiální metodikou pro zpracování DZP zůstává Metodický návod k vypracování dokumentace zdolávání požárů od pana Dr. Ing. Zdeňka Hanušky z roku 1996. Platné je stále i první vydání této metodiky z roku 1988. Nedostatky v DZP Shledané nedostatky v DZP by se daly rozdělit do tří kategorií, podle charakteru nedostatku: • nedostatky na organizační úrovni • návrhy na aktualizaci Metodického návodu k vypracování DZP • nedostatky související s aktualizací údajů v DZP Nedostatky na organizační úrovni Každý HZS kraje, jednotlivé ÚO, jednotlivé požární stanice i dokonce jednotliví příslušníci HZS kraje mají na zpracovatele DZP různé požadavky. Výše uvedené přispívá k nejednotnosti vznikajících DZP, hlavně pak operativních plánů nebo operativních karet. DZP je součástí dokumentace požární ochrany v souladu s § 15 odst. 1 zákona o požární ochraně v návaznosti na § 27 odst. 1 písm. g) vyhlášky o požární prevenci. Její obsah je uveden v § 34 vyhlášky o požární prevenci. Tato dokumentace se kontroluje v rámci výkonu státního požárního dozoru dle § 31 odst. 1 písm. a) zákona o požární ochraně jako kontrola dodržování předpisů o požární ochraně v návaznosti na § 45 odst. 2 písm. d) vyhlášky o požární prevenci. V praxi jsou pověření výkonem kontrolní činnosti cca 2 až 3 příslušníci kontroly. Z uvedeného vyplývá, že příslušníci zařazení na úseku Integrovaného záchranného systému, tj. ti, kteří by DZP mohli nejvíce rozumět, nemají zákonné oprávnění k provádění kontroly DZP. S ohledem na skutečnost, že vyjímatelná příloha operativního plánu nebo operativní karta je uložena u jednotky hasičského záchranného sboru kraje předurčené požárním poplachovým plánem kraje nebo okresu v souladu s § 34 odst. 5 vyhlášky o požární prevenci, je možné provádět kontroly DZP na příslušném HZS. Tato kontrola není plnohodnotná, neboť není možné provést ověření se skutečným stavem, tj. fyzická kontrola, a především nelze zjistit, zda odborně způsobilá osoba, neopomněla zahrnout některé důležité údaje potřebné pro zasahující jednotku do DZP. Dále už není možné zkontrolovat textovou část operativního plánu, který se nepředkládá na příslušný HZS. Zpracovatelé DZP ve valné většině případů konzultují svou práci s HZS, ale bohužel tomu tak není vždy. Některé zpracovatele HZS nedonutí k sebemenší změně v DZP. Toto legislativní by vakuum vyřešila novela vyhlášky o požární prevenci, která je 175


v tomto případě zatím benevolentní. Stačilo by v § 40 odst. 3 této vyhlášky uvést následující změnu (vyznačeno kurzivou): Dokumentaci požární ochrany uvedenou v § 27 odst. 1 písm. a) až i) schvaluje statutární orgán právnické osoby nebo jím pověřený vedoucí zaměstnanec, podnikající fyzická osoba nebo její odpovědný zástupce před zahájením činnosti, k níž se dokumentace vztahuje, vždy se souhlasem orgánu státního požárního dozoru. Problematickým místem při zpracování DZP je rovněž její grafická část, kdy požadavky na zpracování operativního plánu, popř. grafické karty, vyžaduje vyhláška č. 246/2001 Sb. Bohužel neříká nic o půdorysném plánu objektu nebo situaci. U operativního plánu požaduje tato vyhláška pouze plán objektu včetně umístění objektů okolních, zdrojů vody pro hašení požárů, příjezdových komunikací a nástupních ploch pro požární techniku. Zpracovatel DZP tak může znázornit pouze obrys objektu a zjednodušeně vnější vazby, jak explicitně požaduje vyhláška. Tento přístup rovněž umožňuje metodika pro zpracování DZP Metodický návod k vypracování dokumentace zdolávání požárů od pana Dr. Ing. Zdeňka Hanušky, která ovšem není podle právních předpisů požární ochrany závazná, pročež není možné její plnění při zpracování DZP právně vymáhat. Návrhy na aktualizaci Metodického návodu k vypracování DZP Stávající metodický návod je bohužel již překonán. Přibyla spousta nových věcných prostředků PO i spousta nových druhů a značek mobilní požární techniky (dále jen „MPT“). Také v oblasti požární prevence přibyly některé prvky, které v metodice nejsou uvedeny. V Metodickém návodu k vypracování DZP není stanovena např. značka pro klíčový trezor požární ochrany (dále jen „KTPO“) a pro obslužné pole požární ochrany (dále jen „OPPO“). Stejně tak chybí značení i pro hlavní a vedlejší uzávěr páry (obrázek 2) i pro čidlo elektrické požární signalizace (dále jen „EPS“), v jehož případě nesmí chybět ani identifikace polohy čidla (obrázek 3). Toto platí především pro původní EPS, kdy je zařízení záležitostí elektrických kontaktů čidel. Vývoj v oblasti elektroniky podstatně změnil původní EPS a v současné době jsou tato zařízení velmi „chytrá“, grafické výstupy, inteligentní vyhodnocování, dálková kontrola činnosti apod. Tento vývoj si říká o odlišení původní jednoduché EPS od současné elektronické EPS, např. zavedením nového názvu včetně nové zkratky ENPS (elektronická požární signalizace). Vytvoření a použití nových značek neuvedených v metodice pak řeší zpracovatel DZP sám podle svého uvážení. Dostačujícím značením by byl nápis KTPO nebo OPPO v černě ohraničeném obdélníčku. Pro zvýraznění je možné použít i červené šrafování (obrázek 4). Pro uzávěry páry by postačila stejná značka jako pro uzávěr vody, ale s nápisem „PÁRA“. Mohla by být použita jiná barva, s čímž by souvisela barevná změna značení celého potrubí parovodu. Vhodná by byla barva zelená, neboť zeleně se žádné jiné vedení ani uzávěry neznačí, a tudíž by nedošlo k záměně se žádnou ze stávajících značek. Rovněž by bylo vhodné odznačení těch hlavních vypínačů, které jsou ovládány dálkově, např. v inteligentních budovách.

Jiným návrhem k aktualizaci by mohlo být zakreslování dveří a oken pomocí stavařských značek. Nechávání mezer v půdorysu, nebo jen zeslabení tloušťky čáry jednoznačně nevypovídá o druhu stavebního otvoru. V době spousty grafických programů, by takový požadavek neměl činit žádnému zpracovateli potíže. Jako poslední návrhy k aktualizaci metodiky pohleďme na již zmíněné technické prostředky PO a MPT. V dnešní době je na trhu s požární technikou spousta nových prostředků. Je velmi složité a možná dokonce i nemožné obsáhnout v jedné metodice technické parametry všech technických prostředků PO. Některé prostředky zmíněné ve stávající metodice se dnes u HZS ČR využívají jen málo nebo vůbec. Konkrétně mám na mysli konopné hadice, obyčejné proudnice typu C, starší typy pěnidel nebo z MPT např. CAS 25 Š760, AS 16, PPS 12 atd. Dále nejsou v metodice uvedeny intenzity na výpočty hašení pomocí vysokotlakého proudu. Pravděpodobně z důvodů, že toto vybavení nebylo rozšířeno anebo nikdo prakticky intenzity neověřil. Nedostatky související s aktualizací údajů v DZP Vyhláška MV ČSR č. 37/1986 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení zákona České národní rady o požární ochraně (dále jen „vyhl. 37/1986 Sb.“), byla v řadě případů přísnější než dnešní podoba vyhlášky o požární prevenci. Konkrétně se jednalo o § 44 odst. 1 vyhl. 37/1986 Sb., kdy: „Dokumentaci zdolávání požáru schvaluje vedoucí organizace se souhlasem orgánu vykonávajícím státní požární dozor.“ Podle vyjádření vedoucího zaměstnance na SPD v JmK se orgán SPD dostane na kontrolu do stejného objektu zhruba jednou za pět let a někdy po době ještě delší. Periodicita takových kontrol není dána. Během této doby se může řada informací uvedených v DZP změnit. Pokud sám provozovatel objektu změny nenahlásí, pak může být jeho DZP po dobu pěti i více let neaktuální, a tudíž v případě potřeby i nepoužitelná. Po každém použití DZP, a to jak po kontrole, cvičení nebo po požáru, by se měla DZP aktualizovat s ohledem na poznatky, které byly v průběhu kontroly, cvičení nebo požáru zjištěny. Následná aktualizace by měla být provedena bezodkladně a co je nejdůležitější, upravený a schválený operativní plán (nebo operativní karta) by měl být doručen co možná nejdříve příslušnému HZS. Dalším častým problémem bývá změna názvu organizace. Pokud takovou změnu provozovatel neohlásí na SPD, pak se stává, že při nahlášení požáru v nově pojmenované firmě (i když na té stejné adrese) nezjistí operační důstojník, že objekt má DZP zpracovanou. Na HZS jsou již zpracovávány grafické plány území s uvedením důležitých údajů, které se týkají požární ochrany, a to v geografickém informačním systému. DZP by mohla v budoucnu být písemným podkladem pro elektronická zpracování těchto údajů, což by pro zasahující jednotky bylo použitelnější nežli těžkopádná písemná forma. Významné objekty na grafickém vyjádření (např. hydranty) by byly uvedeny s GPS souřadnicemi. V těchto intencích by měla být doplněna metodika zpracování DZP. Osnova postupu při připomínkování DZP

Obr. 2 Návrh značky pro hlavní a vedlejší uzávěr páry

Obr. 3 Návrh značky pro čidlo EPS s identifikací polohy

Obr. 4 Návrh značky pro KTPO a OPPO v DZP

Dalším problémem může být, že zakreslování požárních úseků v dispozičně složitých objektech do jisté míry znepřehledňuje výkres. Černá čerchovaná čára splývá s půdorysem objektu. Toto by bylo možné vyřešit jinou barvou pro požární úseky, například červenou (např. u HZS JmK se toto již praktikuje). 176

Jelikož připomínky k DZP uvádí příslušníci zařazení do operačního řízení, bylo by vhodné mít k dispozici osnovu postupu při připomínkování DZP (dále jen „osnova“), která může připomínkujícím příslušníkům HZS ulehčit hodnocení operativního plánu nebo karty. Osnova by jim měla sloužit jako „vodítko“ při připomínkování, aby nebyly opomenuty žádné důležité prvky. Předložená osnova byla vytvořena i na základě vyhodnocení dotazníkového průzkumu, který proběhl mezi veliteli stanic, čet a družstev u HZS JmK a MSK a na základě rozborů připomínkových formulářů již vytvořených DZP. Při uvádění připomínek je vhodné využít již zpracovanou DZP pro objekt napojený na pult centralizované ochrany HZS ČR. Tato dokumentace podléhá jiným schvalovacím Ostrava 8. - 9. září 2010


procesům a smluvním požadavkům, proto by měla být v pořádku. Cílem osnovy by také mělo být sjednocení podoby DZP v ČR. Osnova postupu při připomínkování DZP Textová část 1) Zkontrolovat formálně správnost DZP (textová část, grafická část). Musí být čitelná a přehledná s dostatečně velkými písmeny a značkami. Je žádoucí vždy trvat na stejném pořadí jednotlivých částí textové části podle metodického návodu. 2) Rozložit si DZP tak, jak by se využila u zásahu (textovou a grafickou část zvlášť). 3) Text musí korespondovat s grafickou částí. 4) Adresa objektu musí být úplná, včetně čísla popisného i orientačního. 5) Trasa jízdy k objektu by měla být vždy tehdy, je-li příjezd k objektům nestandardní, např. je z jiné ulice, než jakou má posuzovaný objekt adresu. 6) Charakteristika objektu - stručně popsán konstrukční systém, včetně střechy, počet podlaží, základní rozměry, dělení do požárních úseků, navazující objekty nebo prostory, stručný popis účelu objektu, předmět výroby atd. Zda mají do objektu přístup osoby se sníženou schopností pohybu. Pokud ano, tak kolik, a zda jsou někde evidováni. 7) Informace o tom, zda je v objektu instalována EPS, SHZ, ZOTK nebo samočinné odvětrávací zařízení. Musí být uvedeno, kde se nachází ústředna EPS. Ve kterých prostorách jsou tato zařízení instalována. Jak se ovládají a co ovládají. Jak se dají vyřadit z činnosti. Kde je podzemní nádrž SHZ. Zda a jak lze tuto nádrž plnit z MPT jednotek PO. 8) Zda je objekt napojen na pult centrální ochrany HZS. V tom případě popsat, kde se nachází KTPO a kde OPPO. Co se zobrazí na ústředně EPS v případě aktivace hlásiče požáru. Musí odpovídat tomu, co je v podkladech DZP (např. v místnosti skladu je instalován hlásič požáru, při aktivaci se na ústředně EPS zobrazí název „sklad 1. NP“, ale v grafické části DZP je tento prostor označen číselnou zkratkou 1.12. To je špatně. Na místě by potom velmi dlouho trvalo, než by VZ zjistil, v kterém prostoru je hlášen požár). Veškeré objekty napojené na PCO HZS mají smluvně ošetřenou podobu DZP. 9) Hlavní uzávěry energií (voda, elektřina, zemní plyn, pára, vzduchotechnika, klimatizace, medicinální nebo průmyslové plyny, záložní zdroje el. energie apod.). Musí jasně být uvedeno, kde se nacházejí. 10) Doporučení pro VZ

3) Přehledný výkres situace a u složitějších objektů vyžadovat půdorysy jednotlivých podlaží. U výkresu situace zakreslit blízké okolí objektu včetně podzemních hydrantů nebo jiných zdrojů vody s uvedením DN potrubí, na kterém je hydrant osazen. Z výkresu situace musí být zřejmý příjezd k objektu a plochy, které jsou vhodné pro ustavení MPT (žlutá barva). 4) Všechny průjezdy, podjezdy, vjezdy a brány musí být označeny rozměry (výška, šířka). 5) Základní rozměry objektu. 6) Popis místností nebo legenda místností. Značení místností v legendě se musí shodovat se značením místností ve výkresu. 7) Zakreslení ústředny EPS, KTPO, OPPO. Pro KTPO a OPPO nejsou v metodice značky, doporučené značení je uvedeno výše (viz část Návrhy na aktualizaci Metodického návodu k vypracování DZP) 8) Zakreslení SHZ, ovládací tlačítka, prostory chráněné SHZ nebo ZOTK, strojovny vzduchotechniky, vzduchotechnika atd. 9) Hlavní uzávěry energií a podružné uzávěry - např. na patrech. Správné barevné značení. 10) Označení nebezpečí - např. hořlavé kapaliny, tlakové lahve atd. 11) Označení místa řízení evakuovaných osob.

evakuace

a

místo

soustředění

Tato osnova není oficiální metodický materiál, ale mohla by být využita při jednání o revizi, respektive aktualizaci DZP, a po případných úpravách schválena jako metodická pomůcka. Závěr Názory na téma DZP jsou mezi příslušníky HZS ČR různé. Z množství vyjádřených názorů v dotazníkovém šetření se dá usoudit, že problematika DZP je stále aktuální. Aktuální je i z toho důvodu, že přibývají stále nové a nové DZP, které je třeba připomínkovat. Článek se zabýval DZP a jejími nedostatky, které je třeba odstranit, aby se v ní hasičům při zásahu lépe orientovalo. Zjištěné nedostatky byly rozděleny do tří kategorií a byly navrženy možnosti nápravy. Jako účinný prostředek pro sjednocení podoby DZP by postačilo držet se jednotné osnovy, podle které by příslušníci HZS ČR postupovali při připomínkování DZP. Jednotná podoba DZP je důležitá zejména kvůli jednodušší orientaci v DZP. Literatura [1] Zákon č.133/1985 Sb., o požární ochraně, ve znění pozdějších předpisů.

•

vést formou odrážek (číslování značí jakýsi postup)

•

charakteristická nebezpečí v objektech (např. vysoký počet osob, fyzický stav osob, nebezpečí z provozovaných technologií, složitá dispozice v objektu, vysoké požární zatížení atp.),

[3] Vyhláška MV ČSR č. 37/1986 Sb. kterou se provádějí některá ustanovení zákona ČNR o PO.

•

zda jsou v objektu výtahy, jakého typu (zejména nás zajímají požární a evakuační),

[4] Vyhláška MV č. 247/2001 Sb. o organizaci a činnosti jednotek požární ochrany, ve znění pozdějších předpisů.

•

kdo a odkud řídí evakuaci do příjezdu jednotek PO (funkce osoby)

[5] Hanuška, Z.: Metodický návod k vypracování dokumentace zdolávání požárů, 2.vyd., MV Ředitelství HZS ČR, Praha 1996, ISBN: 80-902121-0-7.

11) Kontakty na osoby, které mají znalost o objektu a mají rozhodovací pravomoc v případě mimořádné události. Pokud je to možné, je lepší mít uvedeno více kontaktů. Grafická část 1) Formální správnost - barvy značek, dělení do požárních úseků (označeno dostatečně zřetelně, jde o zásadní informace pro VZ v případě požáru). Oproti stávající metodice je vhodnější využít červenou barvu pro přehlednost. 2) Orientační růžice na všech výkresech.


[2] Vyhláška MV č. 246/2001 Sb. o stanovení podmínek požární bezpečnosti a výkonu státního požárního dozoru, ve znění pozdějších předpisů.

[6] Hanuška, Z.: Metodický návod k vypracování dokumentace zdolávání požárů, 1.vyd., Knižnice požární ochrany - svazek 75, Praha 1988. [7] Hanuška, Z.: Dokumentace zdolávání požáru - všeobecně, Konspekt PO 1-1-06 požární taktika, MV - ředitelství HZS ČR, 10 s. [8] Bohanes, R.: Rozšíření požadavků na zpracování dokumentace zdolávání požáru v Jihomoravském kraji. Diplomová práce. Ostrava. Fakulta bezpečnostního inženýrství, VŠB-TUO, 2010. 63 s. Vedoucí práce: Ing. Petr Kučera, Ph.D. 177


Požáry ve výškových budovách Fire in tall buildings Doc. Ing. Václav Kupilík, CSc. ČVUT Praha, Fakulta stavební Thákurova 7, 166 29 Praha 6 - Dejvice [email protected] Abstrakt Pro vícepodlažní objekty je charakteristické rychlé šíření požáru a obtížnost jeho likvidace. Rovněž záchranné práce a jejich organizace v případě požáru probíhají velmi složitě, poněvadž objekt se díky komínovému efektu velmi rychle zaplní kouřem. K obtížnější lokalizaci požáru u výškových staveb přispívá i komplikovanější zásah hasičů a nevhodné stavební konstrukce. Tyto účinky a následné škody jsou v tomto příspěvku analyzovány a doplněny praktickým příkladem. Tento příspěvek je zpracován za podpory výzkumného záměru - identifikační kód CEZ MSM 6840770006 Management udržitelného rozvoje životního cyklu staveb, stavebních podniků a území. Klíčová slova Výškové budovy, kouř, výtahové kabiny, šíření požáru, stabilita stavby, tah komína, žáruvzdornost, evakuace osob, poškození materiálu, tvorba struktur, plánování, požární ochrana. Abstract Fast spread of fire and complication of its liquidation is characteristic for multi-storeyed building. In case of fire rescue work and its organization also run very complicatedly because buildings thanks of stack effect fill up by smoke very quickly. More complicated fire-fighting and unsuitable building structures add to fire localization at tall building. These effects and following damages are analyzed and completed by practical example. This paper is worked up with subvention of research – identification code CEZ MSM 6840770006 Management of sustainable development of lifecycle of buildings, building firms and area. Key words Tall building, smoke, stack effect, fire resistance, evacuation of persons, fire lifts, structural system, material damages, building structures, fire protection. 1. Úvod Pojem výšková budova a s tím související její výška a počet podlaží se značně liší v různých státech. Např. ve Francii je za výškovou budovu považována každá budova vyšší než 50 m pro obytné a 28 m pro ostatní budovy, v Německu a Rakousku se tato mez snižuje na 22 m. V naší republice je hranice výškových budov 22,5 m a další přísnější opatření se uplatňují u budov vyšších než 60 m. Výška budovy je určena vzdáleností od podlahy prvního nadzemního podlaží k podlaze posledního užitného nadzemního podlaží. V některých státech (např. v Německu) vzhledem k tomuto omezení větší část budov dosahuje výšky těsně pod touto hranicí, aby při jejich návrhu nemusely být respektovány přísnější opatření. Výškové budovy byly např. v USA stavěny již koncem minulého století (např. budova Reliance Building v Chicagu) s nosným plným zdivem, avšak postupně docházelo ke stále většímu prolamování stěn skleněnými výplněmi a náhrada tradičního zdiva za ocelové nebo železobetonové skelety nejrůznějších typů a tvarů (půdorysy tvaru kříže, písmene H, L atd). Tento způsob výstavby se projevil i v požární odolnosti - v průběhu první poloviny století se v tomto typu výškových budov nevyskytly žádné významnější požáry. Naproti tomu v sedmdesátých a osmdesátých letech minulého století dochází celosvětově ke katastrofálním požárům u výškových 178

staveb, které již byly postaveny po 2. světové válce. Tyto objekty měly obdobně jako předchozí mrakodrapy nosný ocelový skelet, avšak na rozdíl od starších výškových staveb, kde výplň mezi ocelovými prvky tvořilo nehořlavé cihelné zdivo a menší podíl prosklených ploch, u novějších typů výškových budov bylo často použito lehkých obvodových plášťů na metalo-chemické bázi a ve větší míře převládaly skleněné výplně. Výhodou starších mrakodrapů oproti novějším výškovým budovám je i jednoznačné využívání vnitřních prostorů. Tím, že budovy obvykle sloužily pro administrativní účely a převážně plnily jednu funkci, požární zatížení mohlo být stejné pro celou budovu. Novější výškové budovy jsou často provozně rozděleny - v přízemí bývají situovány obchody, restaurace, provozy různých služeb (foto, čistírna oděvů, atd.), výstavní či jiné plochy vyžadující dodatečné skladovací prostory v bezprostřední blízkosti provozu. V důsledku umístění těchto prostorů v téže budově se zvyšuje množství hořlavin a tím i požární zatížení. 2. Problémy likvidace požáru ve výškových budovách Při požáru se zásah ve vyšších podlažích mrakodrapů nedá provádět zvenku - ze žebříků a plošin, ale vyžaduje, aby se požárníci dostali do budovy, často do plamenů, napojovali hadice a vnitřní hydranty a prováděli zásah zevnitř. Zásah na komunikacích, kde jsou umístěny vnitřní hydranty, je ovlivněn komínovým efektem. Rozdíl absolutního tlaku působícího na budovu vyvolaný komínovým efektem závisí na výšce budovy a rozdílu mezi vnějšími a vnitřními teplotami. Nelze mu zcela zabránit,ale jeho rozdělení v budově je možno upravit vhodným architektonickým členěním ovlivňujícím relativní odpor proudění. Dalším faktorem ovlivňujícím požáry ve výškových budovách je evakuace osob z hořícího objektu do bezpečného prostoru uvnitř nebo vně objektu. Osoby jsou ohrožovány především toxickým zplodinami hoření, nedostatkem kyslíku, plamenem a teplem. Evakuace by měla být navržena s přihlédnutím k psychickému a fyzickému stavu osob. Výškové budovy musí být vybaveny požárními výtahy pro používání hasiči po tak dlouhou dobu, jak je potřeba pro boj s požárem [2]. V případě požáru může vzniknout nebezpečí pro osoby uvězněné v normálním výtahu s poruchou tak velké, že výtahy kromě evakuačních výtahů (ty jsou určené pro osoby se sníženou schopností pohybu nebo neschopné samostatného pohybu) by neměly být používány k evakuaci osob. Je třeba počítat s tím, že při propuknutí požáru ve výškové budově může snadno dojít ke vzniku situace, kdy jednotlivci přestanou jednat racionálně (převládnou pudy, instinkty, iracionalita). Při evakuaci velkého počtu osob z ohrožených prostor došlo již mnohokrát k ušlapání nebo zadušení mnoha lidí, kteří zdaleka nebyli v přímém ohrožení života. S ohledem na tuto skutečnost se únikové cesty dimenzují na maximální množství lidí, které se mohou v dané budově vyskytovat, a jsou vybavovány dalším technickým zařízením z důvodu zachování bezpečnosti lidí pohybujících se po únikové cestě jakými jsou např. široké únikové východy vybavené tzv. panikovým kováním, rozhlas k vyhlášení požárního poplachu po sekcích apod. Evakuaci dále ovlivňuje druh provozu, možnost informování osob a stavební konstrukce objektu. Konstrukční systém je jedním z faktorů, který zásadním způsobem určuje rozvoj požáru ve výškové budově. Konstrukční soustavy výškových budov mohou zahrnovat: a) kombinovaný systém ze stěn a sloupů s obvodovým nebo podélným traktem ze železobetonu a cihel z období před druhou světovou válkou,



b) stěnový železobetonový systém s doplňkovým použitím aglomerovaného dřeva a plastů z období panelové výstavby, c) skeletový systém ze železobetonu nebo oceli se skleněnými výplněmi nebo s použitím lehkých výplňových tvárnic odpovídající současné výstavbě. Starší výškové budovy podle bodu a) a b), často prolomené ve fasádách otevíratelnými okny, nemusí být s ohledem na rok výstavby (před uvedením ČSN 73 0802 [1] v platnost) děleny do požárních úseků. Ačkoliv mají v převládající míře svislé nehořlavé dělicí konstrukce, může jimi procházet řada prostupů umožňujících šíření ohně. Jsou obvykle bez klimatizace nebo klimatizace není centrálně řízena. Pokud úprava vzduchu nebyla u nich dodatečně provedena, nelze vyloučit instalaci požárních klapek ve shodě se současnými normovými požadavky. Ve srovnání s moderní výstavbou tyto starší výškové budovy vykazují nižší požární bezpečnost. Výškové budovy v současné době musí být děleny do požárních úseků včetně šachet, kanálů, výtahů apod. Jsou v nich vždy chráněné únikové cesty, okna jsou často jen s pevným zasklením, rozvody a technická zařízení jsou zpravidla soustředěna do společných šachet či jader. Vytápění a vzduchotechnika jsou centrálně řízeny v rámci systému měření a regulace. Nové výškové budovy jsou často oplášťovány lehkými konstrukcemi s použitím kovových (nejčastěji hliníkových) a plastových prvků. Někdy kromě obvodových plášťů jsou ještě tyto prvky aplikovány v zavěšených podhledech. V poslední době se zejména z hlediska vzhledu a údržby rozšířila i plastová okna. Jsou známy i případy fasád, které jsou provedeny téměř výhradně ze skla. Lehké obvodové pláště se zpravidla předsazují před nosný systém a v málo případech tvoří vestavěné pláště. Stabilita předsazených plášťů je zpravidla řešena kovovými úchytkami na stropní konstrukce. Mezi předsazenou lehkou stěnou a skeletem často zůstává mezera několika centimetrů, do které se vkládají upevňovací prvky sloužící i pro rektifikaci kotvení předsazeného pláště. Aby se zabránilo šíření plamene, je vhodné, aby svislé části rámu předsazené stěny byly ke skeletu připevněny v každém podlaží. Parapet a překlad vyžadují připevnění ke stropu, přičemž spoj musí vyhovovat daným požadavkům na požární odolnost. Ke zvýšení požární odolnosti slouží i vyplnění mezer pružným nehořlavým materiálem, který ovšem musí vyčnívat až nad úroveň podlahové krytiny a pod stropní podhled. Vestavěné pláště se k nosnému skeletu připevňují obvykle prostřednictvím svislých nosných konstrukcí. Požár se nejčastěji přenese do horních podlaží po porušení skleněné výplně oken, zejména když plameny šlehající z oken požárem zasaženého podlaží zapálí záclony v horním podlaží. Od nich se pak mohou vznítit hořlavé povrchové materiály podhledu (např. dřevěné palubky). Pokud zůstane celistvost skleněné výplně zachována, k rozšíření požáru do vyšších pater většinou nedojde. Z tohoto důvodu jsou větší skleněné výplně z hlediska přenosu tepla nebezpečnější, zejména pokud nejsou rozčleněny na menší plochy. Plastová okna ve srovnání s kovovými či dřevěnými provází při požáru únik nebezpečných toxických látek. Následkem použitého houževnatého PVC se samozhášivým účinkem nastává při vyšších teplotách uvolňování veškerého vázaného chloru až do teploty cca 300 °C, kdy dochází k hoření zbývajících uhlovodíkových řetězců za vzniku CO2, CO a H2O [7]. Nejobávanějšími produkty při rozkladu PVC jsou HCl a CO, které mohou způsobit ztrátu vědomí nebo dokonce smrt člověka. Dalším faktorem přispívajícím k rychlému šíření požáru je i skutečnost, že uvnitř výškových budov jsou někdy prováděny zavěšené stropy se skrytými nedělenými prostory. Nárůst v používání plastů nejen zvyšuje požární zatížení, ale též vývin toxických látek. Plasty se mohou v interiérech aplikovány zejména ve formě povrchové úpravy plošných stavebních konstrukcí, Ostrava 8. - 9. září 2010

bytových jader, zabudovaných prvků do stavebních konstrukcích, povrchové úpravy nábytku, vnitřní doplňky. Objekty bývají často navrhovány s variabilní dispozicí bez zahrnutí budoucí přestavby vnitřního dělení do požárního posouzení. 3. Příklad výškové budovy zasažené požárem [6] Administrativní budovu výškového charakteru s plochou střechou v jednom větším městě severozápadních Čech lze z konstrukčního hlediska rozdělit na dvě části - vlastní výškovou budovu a přilehlý vstupní objekt se dvěma nadzemními podlažími. Vlastní výšková budova má 23 nadzemních a 2 podzemní podlaží. Je navržena v modulu 1,20 m resp. násobku 3,60 m a 7,20 m, konstrukční výška jednoho typického podlaží je 3,30 m a jeho světlost při odečtení stropní desky se zavěšeným podhledem činí 2,70 m. Celková výška budovy dosahuje 85,8 m, v podélném směru má délku 5 x 7,2 = 36,0 m, v příčném směru 3 x 7,2 = 21,6 m. Dispozičně je budova řešena tak že v jejím středu je symetricky situované jádro 7,20 x 21,60 m, které slouží pro komunikace, příslušenství a vedení instalací, hygienická zařízení apod. Jádro je ze všech stran obklopené podlažími v hloubce 7,20 m, což dovoluje jejich dispoziční uspořádání s přestavitelnými příčkami. Poslední typické podlaží slouží jako terasa s možností umístění umývacího vozíku pro čištění fasád. Nad terasou jsou situována dvě atypické ustupující podlaží s nepravidelným půdorysem využitá především pro umístění strojoven výtahů a klimatizace. Administrativní budova má dvě samostatné vodovodní přípojky z venkovních řadů. Uvnitř byla navržena 4 stoupací potrubí, která byla rozdělena na dvě tlaková pásma. Dvě stoupací potrubí - jedno pro zavodněný požární vodovod a druhé pro suché potrubí jsou umístěna v instalační šachtě, zbylá dvě stoupací potrubí se stejným dělením na suchý a zavodněný vodovod v prostoru sociálního zařízení v samostatné šachtě. 3a. Stabilita a nosná konstrukce objektu Konstrukce celého výškového objektu je řešena jako ocelový skelet s ocelovými stropnicemi a ocelobetonovou deskou. Svislá ocelová konstrukce zabezpečuje tuhost skeletu napojením na obetonované vnitřní jádro a čtyři vnější železobetonové pilíře průřezu 2240 x 840 mm, které vytvářejí důležitý konstrukční prvek. Konstrukce jádra je řešená jako ocelová kostra, kde jádrové stěny jsou navrženy v místech plných stěn jako příhradová soustava (čelní stěny jádra), v místech přístupu do jader mají konstrukci rámovou. Obetonování stěn podstatně zvyšuje tuhost a přináší úsporu na oceli. Vnitřní železobetonové jádro je ve všech podlažích obloženo sádrokartonovými deskami na ocelový rošt systému FEAL. Stropy tvoří spojitá železobetonová deska tloušťky 120 mm na rozpětí 3,60 m. Plechové bednění je vytvořené z rovných stropních plechů tloušťky 1,5 mm na rozpětí 1,2 a 1,5 m, které jsou vyztuženy vylisovanými žebry (plechy VŽKG). Lisované plechy jsou uloženy na spodních přírubách sekundárních spojitých nosníků IPE 10 a společně s nimi tvoří tzv. ztracené bednění dimenzované na hmotnost mokré betonové směsi. Stropní deska je spřažená se stropními nosníky, spřažení zabezpečují stropní plechy dokonale přivařené k sekundárním nosníkům, popř. kozlíky. Lisované plechy, pokud mají žebra kolmá na směr nosné výztuže, mohou zabezpečit přenesení smykových sil a tím částečně spolupůsobit s betonovou deskou. Stropnice ve vzdálenosti 3,60 m a na rozpětí 7,20 m působí jako prosté nosníky spřažené se železobetonovou deskou. V typickém podlaží jsou stropnice IPE 36 s přivařenými spřaženými kozlíky na horní přírubě, mimo jádra jsou průvlaky z I profilů výšky 460 mm situované kolmo na čelní stěnu a prostě uložené jednak na rohových pilířích jádra, jednak na čelních závěsných pilířích. Obvodové parapetní nosníky mají funkci obvodových průvlaků s plnostěnným nesymetrickým průřezem výšky 1400 mm, který nejlépe vyhovuje požadavkům klimatizace i zavěšení obvodového

179


pláště FEAL. Po statické stránce parapetní nosníky působí jako uzavřený spojitý nosník uložený na 4 hlavních pilířích a v bočních stěnách na dvojicích pilířů, které jsou zavěšené šikmými závěsy v horní a spodní části budovy přes dvě podlaží do jádra. Řešení se závěsy v kratších stěnách má zabezpečit dostatečnou tuhost parapetního nosníku, která je rozhodující zejména pro zasklení okenních pásů. Stabilitu horního pásu obvodového nosníku zajišťují svislé tuhé výztuhy. 3b. Ostatní konstrukce objektu V 1.P.P, prvních a posledních dvou nadzemních podlažích je část obvodového pláště vyzdívaná z cihel. Rovněž atiky, příčky v jádrech, suterénech, dozdívky nejrůznějšího druhu (parapetní nosníky, kanály, šachty atd.) jsou silikátového charakteru. Přemístitelné příčky v typických podlažích jsou z plných panelů s plášťovými pozinkovanými plechy tloušťky 1 mm a vnitřní výplní z desek ORSIL. Kovové panely jsou povrchově upraveny tapetami. Ve dveřích jsou osazeny ventilační mřížky. Podhledy v typických podlažích jsou typu FEAL s minerální plstí - závěsy podhledů jsou připevněny na spodní líc stropní konstrukce přivařením nebo přistřelením. Podhledy jsou průběžné i nad příčkami. Keramické obklady stěn jsou provedeny v prostorách WC, ve sprchách, čajových kuchyních za kuchyňskými sestavami v pruhu širokém 750 mm. Mezi parapetními pásy jsou osazena hliníková okna, připevněná k ocelové konstrukci parapetu. Všechna okna jsou pevně zasklená izolačním dvojsklem (vnější sklo je skloelektrofloat, vnitřní sklo obyčejné čiré), na vnitřní straně jsou zavěšeny lamelové žaluzie. V rozích objektu je okenní pás uzavřen rohovými panely z hliníkového plechu vyplněnými minerální plstí. Podlahy jsou velmi rozmanité. Ve všech kancelářských prostorách typických podlažích byly navrženy koberce Isofloat a povlaky z PVC nebo Zlinolitu na hlazený cementový potěr tloušťky 20 mm provedený na stropní železobetonovou desku. Komunikace jsou pokryty rovněž povlakovou krytinou (Zlinolit) kladenou na cementový potěr. K protipožární ochraně ocelové konstrukce, tj. průvlaků, sloupů a táhel je použita stříkaná protipožární izolace Metizol P, což je vláknitá stříkaná omítkovina složená z minerálních vláken, hydraulických pojiv a modifikačních přísad. Požadované požární odolnosti konstrukcí se pohybují od 15 do 240 minut. Podle technologického postupu předepsaného pro ocelové konstrukce měly být chráněné prvky nejprve obaleny tahokovem 28 x 28 (TPE 14-973-65), který se na ocelovou konstrukci pevně přichytí. Při tom je nutno dbát, aby pletivo bylo na konstrukci důkladně napnuto, pevně s konstrukcí spojeno a důkladně očištěno od mechanických nečistot. V souladu s požárními normami měly být veškeré prostupy v komunikačním jádře a v ostatních stěnách utěsněny v celé hloubce hmotou stejného stupně hořlavosti jako stěna, v níž je tento prostup. Obdobně elektrické kabely měly být utěsněny min.plstí máčenou ve vodním skle. 3c. Průběh požáru Požár byl identifikován dvěma ionizačními hlásiči umístěnými na chodbě 18.podlaží. Zasažené podlaží je jedním požárním úsekem s V.stupněm požární bezpečnosti. Příčinou požáru byla technická závada. Ve třech kancelářích zasažených požárem byly kromě běžného kancelářského nábytku umístěny šanony a koženková sedací souprava s PVC potahy. Zásah požárníků s použitím přímé mobilní požární techniky nebylo možno s ohledem na výšku zasaženého podlaží (větší než 50 m) realizovat. Bližší informace o průběhu zásahu nebyly autorovi k dispozici. Při prohlídce objektu byly zjištěny tyto příznaky a argumenty: a) vypadlé skleněné výplně, b) zkroucené nebo zdeformované okenní rámy, podhledové nosníky a sloupky přemístitelných příček (obr. 1), 180

c) popraskané (obr. 2) a místy ztuhlé rozteklé tabulové okenní sklo (obr. 3) -v rohové části kanceláří, d) zdeformovaná pryžová těsnění (na způsob žvýkačky), e) povrchy stropních plechů znečištěny zplodinami hoření (obr. 4), f) síť drobných trhlinek a narušení soudržnosti ezalitových desek, kterými byly chráněny nosné ocelové prvky, g) stropní konstrukce nad rohovou částí kanceláří byla mezi podporami nadměrně zatížena tiskovinami - odhad 300 kg.m-2 místo dovolených 200 kg.m-2, h) mírný průhyb ocelobetonové stropní konstrukce (zejména v rohové části), projevující se oddělením lisovaného ocelového plechu od betonové desky.

Obr. 1 Poškozené kovové nosníky nesoucí podhled FEAL [3]

Obr. 2 Popraskaná skleněná tabule [3]

Obr. 3 Slinuté tabulové sklo pod parapetním pásem [3]

Obr. 5 Ocelobetonová stropní konstrukce Obr. 4 Ocelové s výřezem ocelového trapézového trapézové plechy jako ztracené bednění plechu [3] pokryté zplodinami hoření [3] V důsledku rozteklého tabulového skla pod parapetem lze usuzovat na teplotu při požáru kolem 1000 °C, neboť tečení skla nastává kolem 900 °C a tavení skla nad 1200 °C [4]. Přítomnost potahových materiálů z PVC svědčí o výskytu plynného chlorovodíku v době lokalizace požáru. PVC se totiž při vyšších teplotách chová tak, že trvale snáší teploty cca do 60 °C, v rozmezí 65 - 85 °C měkne, kolem 120 °C začíná rozklad, nad 160 °C nastává jeho degradace za vývinu značného množství HCL, představujícího až polovinu vázaného chlóru. Kromě chlorovodíku je výsledkem degradace CO2, CO, menší množství benzenu, toluenu, xylenu, chlorbenzenu a dioxanu. 3d. Důsledky pro opravu Tím, že ocelové plechy jako ztracené bednění vzhledem ke své dobré tepelné vodivosti umožnily rozložení a přenos tepla do železobetonové desky tloušťky 120 mm, snížily podstatně teplotu na spodním líci železobetonové desky. Naproti tomu nadměrné zatížení stropu nad touto částí (viz bod g) naopak přispělo k prohnutí zahřáté konstrukce a tím i k oddělení plechů od líce stropní desky. V místě nejintenzivnějšího požáru, kde je ocelový plech oddělen od stropní desky, byl vyříznut plechový vzorek (obr. 5), který po očištění nejevil žádné známky v porušení celistvosti ani na povrchu, ani v příčném řezu. Ostrava 8. - 9. září 2010

POŽÁRNÍ OCHRANA 2010 vnitřní teploty v betonu 1200

A

1000

A - v ohnisku požáru; B

B - v hloubce 10 mm;

C D

C - v hloubce 20 mm;

600 400

spodní teplota [°C]

800

E F G

D - v hloubce 30 mm;

4. Závěr

E - v hloubce 40 mm;

Z uvedeného výkladu pro výškové budovy při požáru vyplývají tyto závěry:

F - v hloubce 60 mm; G - v hloubce 80 mm.

200 0

doba působení teploty [hod] 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

podhledy sádrokartonové, popř. z jiných nehořlavých desek (např. z desek THERMAX nebo PROMATECT). Nová okna musí vytvářet stejný architektonický vzhled jako původní. Podlahy mohou být provedeny ve stejném složení jako v předchozím případě. Při výběru povlakové krytiny je vhodné přihlédnout k jejím protipožárním vlastnostem a elektrostatickému chování.

10

Obr. 6 Průběhy teplot v různých hloubkách betonu pod povrchem konstrukce za určitou dobu trvání požáru [5] Vezmeme-li v úvahu, že krycí vrstva ocelové nosné výztuže stropní desky vykazuje tloušťku 15 mm, potom na základě grafu na obr. 6 vychází na styku s výztuží ve prospěch bezpečnosti teplota cca 240 °C (kritická teplota ocelové výztuže = 470 °C), kdy mez pevnosti oceli přibližně dosahuje maxima nebo u ocelí s vyšší pevností je menší než max. zvýšení pevnosti, tj. při 350 °C. Z toho vyplývá, že teplota při požáru neměla podstatný vliv na Obr. 7 Poškozená dělící snížení únosnosti nosné výztuže a příčka mezi kancelářemi v místě styku s obvodovým tím i na únosnost ocelobetonové stropní konstrukce. Mírný průhyb pláštěm [3] této stropní konstrukce (zejména v rohové části) je bez ohledu na požár způsoben nadměrným užitným zatížením tiskovinami. Vysokou teplotou v interiéru však byly zničeny přemístitelné příčky (obr. 7), zavěšené podhledy (obr. 1), okenní otvory a podlahy s nášlapnou povlakovou PVC vrstvou a textilním koberce, které musí být vyměněny. S ohledem na výšku objektu 85,8 m, požární zatížení v kancelářích pn = 40 kg.m-2 a ocelobetonovou desku podporovanou sloupy a svázanou s betonovým jádrem je vhodné v kancelářích provést lehké montované příčky s nosnou kovovou konstrukcí oboustranně oplášťované nehořlavými deskami: a) sádrokartonovými (objemová hmotnost γ = 750-800 kg.m-3) firmy Knauf nebo Rigips, b) THERMAX z expandované slídy - vermikulitu (γ = 475 900 kg.m-3), přičemž desky typu SL s γ = 475 kg.m-3, desky typu A s γ = 700 - 900 kg.m-3; c) vápenno - silikátovými PROMATECT (objemová hmotnost cca 450 - 850 kg.m-3), přičemž desky typu L s γ = 450 kg.m-3, desky typu H s γ = cca 870 kg.m-3.

a) ve výškových budovách musí být kromě normálních výtahů instalovány požární a evakuační výtahy pro protipožární zásah a bezpečnou evakuaci osob s tělesným postižením, b) ve vnitřní dispozici musí být správně a spolehlivě navrženy únikové cesty v souladu s normovými požadavky a evakuačním plánem, c) všechny výškové budovy by měly být vybaveny požárně bezpečnostním zařízením (elektrickou požární signalizací nebo samočinným stabilním hasicím zařízením), d) každá změna účelu provozu ve výškových objektech musí být před povolením důkladně prověřena z hlediska požárního rizika, e) všechny stávající vnitřní provozy nesmějí být během své funkční způsobilosti nadměrně zatěžovány, f) při výběru konstrukčních systémů a stavebních konstrukcí by měly být respektovány všechny faktory zvyšující požární riziko výškových budov, g) obvodové pláště výškových budov by měly být navrhovány pokud možno z nehořlavých hmot (např. na bázi silikátů) bez nadměrné plochy zasklení a s dostatečnou zábranou proti šíření požáru po fasádě do vyšších podlaží (např. požární pásy, požárně odolná skla). Literatura [1] ČSN 73 0802 Požární bezpečnost staveb - Nevýrobní objekty. [2] ČSN EN 81-72 Bezpečnostní předpisy pro konstrukci a montáž výtahů - Zvláštní úpravy výtahů určených pro dopravu osob a osob a nákladů - Část 72 - Požární výtahy. [3] Fotosnímky pořízené autorem pro účely odborného posudku viz [6]. [4] Kupilík, V.: Stavební konstrukce z požárního hlediska (kniha), Vydavatelství Grada Publishing, 2006, 272 stran, ISBN: 80247-1329-2. [5] Kupilík, V.: Vliv konstrukce vnějších stěn na průběh teplot z požáru, Acta Polytechnica - Práce ČVUT v Praze, 15 (I,2), 1987, str.73 - 83. [6] Odborný posudek k hodnocení stavu stavebních konstrukcí po požáru v 18. patře administrativní budovy v severních Čechách vypracovaný Doc. Ing. Václavem Kupilíkem, CSc. ke dni 17.11.2000. [7] Ševěček, P., Netopilová, M.: Nauka o materiálu II, Učební text VŠB - Fakulta hornicko-geologická, Ostrava, 1984.

Vzhledem k nehořlavé stropní železobetonové desce zavěšené podhledy plní převládající funkci estetickou. Z tohoto důvodu lze buď obnovit stávající podhledy FEAL nebo volit opět lehké


181


Možnosti analýzy rizík v požiarnej ochrane Risk analysis possibilities in the fire protection Ing. Richard Kuracina, Ph.D. Ústav bezpečnostného a environmentálneho inžinierstva, Materiálovotechnologická fakulta STU so sídlom v Trnave Paulínska 16, 917 24 Trnava, Slovensko [email protected] Abstrakt Riziká sa nachádzajú všade okolo nás. Jedným z najčastejších prejavov rizík sú požiare. Ich zvládanie a likvidácia je úlohou požiarnej ochrany a všetkých súvisiacich profesií. Je dôležitejšie požiarom predchádzať ako ich hasiť. Je potom dôležité vedieť, čo je a čo nie je riziko. Túto úlohu môže vyriešiť analýza rizík. Využíva softvérové nástroje alebo sofistikované postupy a metódy. Niektoré informácie o vybraných metódach a nástrojoch sú uvedené v tomto príspevku. Kľúčové slová Analýza rizík, software, simulácia, strom porúch, HAZOP. Abstract Risks are everywhere around us. One of the most often symptoms of risks are fires. Fire management and liquidation is the role of fire protection and all related professions. The important role of fire protection is to avoid risk of fires. Therefore it is important to know, what the risk is in an evaluated system. This task can be resolved by use of risk analysis. Risk analysis uses software or sophisticated procedures and methods. Some information on selected methods and tools of risk analysis are described in this article. Key words Risk analysis, software, simulation, fault tree analysis, HAZOP. Úvod Analýza rizík je dôležitou súčasťou nielen prevencie nehôd a havárií, ale aj ich riešenia potom, čo nastali. To či použijeme jeden alebo druhý spôsob využitia, závisí hlavne od podmienok, ktoré sa majú riešiť. Všeobecne je však jedným zo zaužívaných bodov prevencie to, že predchádzanie nehodám je lepšie ako ich následne riešiť. Niekedy je to nemožné, pretože môže prísť k takej situácii, ktorá sa nedala nikdy predpokladať, prípadne išlo veľmi nezvyčajnú situáciu, ktorá sa až prieči „zdravému rozumu“. Analýza rizík Existuje nepreberné množstvo rôznych metód, postupov či programov, ktoré uľahčujú nielen samotnú analýzu rizík, ale aj umožňujú simulovať podmienky panujúce pri takýchto nehodách či haváriách. Checklist a ostatné „jednoduché“ metódy Kontrolné zoznamy, alebo anglicky checklisty sú základom najzákladnejšieho prístupu k analýze rizík. Na základe skúseností či logických zákonitostí sa vytvára zoznam položiek, pomocou ktorých sa hodnotí úroveň sledovaného systému. Nutné je však podotknúť, že nemusí ísť prioritne o zoznamy dotýkajúce sa bezpečnosti, ale môže ísť aj o zoznam pracovných postupov či úkonov. Ale aj v takomto prípade je možné bez väčších problémov určiť, či a kde je niečo vykazujúce určitý stupeň nebezpečenstva. Vyšetrovacia komisia Ďalším prístupom k analýze rizík je použitie vyšetrovacej komisie. Je to veľmi jednoduchá metóda, ako riešiť nehody a havárie, ktoré sa stali. Podobne ako v prípade systematických 182

metód, aj tu sa využívajú znalecké posudky. Ich úlohou však je len určenie, či mohlo alebo nemohlo takýmto spôsobom prísť k nehode či havárii. Systematické metódy Sú dôležitou súčasťou modernej analýzy rizík. Ich sofistikované systematické postupy a metódy sú veľkou výhodou a sú zárukou toho, že vezmú do úvahy všetky dôležité riziká, ktoré môžu v prípade nehody či havárie nastať. Asi najznámejšími predstaviteľmi sú metódy ako Fault Tree Analysis či HAZOP, ktoré svojim prístupom dokážu ohodnotiť riziká na vysokej úrovni, pravda, ak sú správe použité. Simulácia dejov V analýze rizík je dnes dôležitá otázka jednotlivých dejov, ktoré prebiehajú pri nehodách a haváriách. V dnešnej dobe už sú dostupné výkonné počítače, ktoré dokážu simulovať a počítať veľmi zložité deje a ich výsledok sa dá často veľmi spoľahlivo stotožniť so situáciou, ktorá nastane aj v skutočnosti. Dôležitý je však správny výber programu, niektoré voľne dostupné programy pracujú s dosť veľkou chybou, pretože riešia jednoduché výpočty. Komerčne dostupné programy sú presnejšie a detailnejšie pretože pracujú na zložitejších simuláciách dlhú dobu, ich podstatnou nevýhodou je ich cena, ktorá sa môže vyšplhať až na desaťtisíce eur. Veľmi známy program je napríklad Aloha, ktorá rieši únik a rozptyl látok či komerčný program AutoReaGas, ktorý rieši požiare či výbuchy na základe zložitých výpočtov, a teda aj cena programu zodpovedá jeho schopnostiam. Inherentná bezpečnosť Zaujímavým prístupom k analýze rizík je inherentná bezpečnosť. Koncepcia inherentnej bezpečnosti bola vyvinutá Trevorom Kletzom ako základný prístup k riadeniu rizík. Inherentná bezpečnosť funguje na princípe, že je lepšie riziku zabrániť alebo ho obmedziť priamo na jeho zdroji a nespoliehať sa teda na bezpečnostné prvky alebo systémy riadenia, ktoré môžu s ich zavedením prinášať ďalšie riziká. [1] Samotná koncepcia inherentnej bezpečnosti je založená na princípoch uvedených v tabuľke 1. Tabuľka 1 Princípy inherentnej bezpečnosti Intensification (intenzifikácia)

redukcia množstva nebezpečných látok alebo vecí na prijateľnú hodnotu

Substitution (nahradenie)

použitie bezpečnejších materiálov

Attenuation (utlmenie)

použitie nebezpečných vecí alebo látok za menej nebezpečných podmienok (tlak, prietok, teplota ...)

Limitation of effects (obmedzenie účinkov)

účinok pri nehode alebo havárií je minimalizovaný (limitovanie na malý únik ...)

Simplification (zjednodušenie)

zníženie počtu súčastí zariadení, pretože zložité zariadenia majú veľa súčastí, ktoré môžu zlyhať

Fault Tree Analysis Jednou z najznámejších a dôkladne prepracovaných metód je Strom porúch. Strom porúch je grafický logický model, ktorého riešením sú minimálne kritické rezy, čo je zoznam kombinácii základných (veľmi jednoduchých) udalostí, ktoré môžu viesť k vrcholovej udalosti, ktorá je často nehodou. Z hľadiska navrhovania opatrení má táto metóda veľmi veľkú výhodu v tom, že udalosti v minimálych kritických rezoch sú Ostrava 8. - 9. září 2010


tak jednoduché, že je možné navrhovať veľmi jednoducho ich elimináciu, prípadne ich modifikovať tak, aby nepôsobili ako nebezpečné udalosti.

Príklad stromu porúch pre jednoduchý záplavový systém reaktoru, kde prebieha reakcia citlivá na teplo (obrázok 1) je na obrázku 2 a kritické rezy sú v tabuľke 2. Vrcholovou udalosťou bolo zvolené poškodenie reaktoru vysokou teplotou [2]

systém záplavovej vody

Ako je vidieť, strom porúch síce môže byť veľmi jednoduchý, ale vytvárať zložitejšie štruktúry môže tlačidlo otvárania byť problematické. Asi najlepším pomocníkom môžu záplav. systému tlačidlo zatvárania záplavový systém byť rôzne programy, ktoré dokážu uľahčiť nielen pritokového ventilu M kreslenie stromu porúch, ale aj samotnú analýzu, teda vytváranie zoznamu kritických rezov. Dá sa to buď pomocou komerčných programov, ako sú M FaulTrEASE či FaultTree+, pre našinca sú však horšie alarm T1 teploty dostupné vďaka ich dosť vysokej cene. Existujú síce reaktor aj voľne dostupné varianty, ako je OpenFTA, tie zase riadiaca miestnosť odtok majú horšie vyzerajúci výstup či ich funkčnosť nie Obrázok 1 Núdzový chladiaci systém [2] je na takej úrovni, ako komerčných aplikácii. Vzhľad programu OpenFTA je na obrázku 3.

pritok

Management Oversight and Risk Tree

vrcholová udalosť TO1

nie je tok zo záplavového systému

ventil pritoku reaktoru zostal otvorený

vysoká teplota v reaktore

G2

G1

operátor zlyhal pri zatváraní nátokového ventilu

ventil záplavového systému sa neotvoril

zlyhanie dodávky chladiacej vody 1

G4

G3

zlyhanie záplavového ventilu pri zatváraní

3

6

operátor zlyhal pri reakcii na poplach a zatvoril prítokový ventil

A 7 operátor zlyhal pri riadení zápl. ventilu, ktorý neotovril

senzor teploty zlyhal pri riadení zýplav. ventilu ktorý sa neotvoril senzor teploty zlyhal pri detekcii stúpajúcej teploty

poplašné zariadenie zlyhalo pri výstrahe operátora

riadenie neotvorilo záplavový ventil G5

2

zlyhanie ventilu nátoku pri zatváraní

G6

poplašné zariadenie zlyhalo pri výstrahe operátora

operátor zlyhal pri reakcii na poplach a neotvoril zápl. ventil

A

G7

4 poplašné zariadenie úplne zlyhalo

senzor teploty zlyhal pri detekcii stúpajúcej teploty

5

3

Obrázok 2 Strom porúch pre núdzový chladiaci systém [2] Tabuľka 2 Kritické rezy pre strom porúch [2] MCS číslo

základná udalosť

1

3

2

1,7

zlyhanie aktívneho zariadenia, ľudská chyba

3

2,7

zlyhanie aktívneho zariadenia, ľudská chyba

4

1,5

zlyhanie aktívneho zariadenia

5

1,6


6

2,5


7

2,6



typ udalosti zlyhanie aktívneho zariadenia

MORT je metóda založená na princípoch stromu porúch. Rozdiel je v tom, že je metóda primárne zameraná na problémy pri riadení a strom porúch pre túto metódu už nie je potrebné spracovávať. Takáto analýza môže mať dôležitý dopad na riadenie jednotlivých systémov, teda na to, ako ľudia pracujú a čoho všetkého je potrebné sa vyvarovať. Podobne ako strom porúch je však dôležité upozorniť, že metóda je lepšie použiteľná na nehody, ktoré sa už stali a teda hľadanie nedostatkov. Strom k tejto metóde je veľmi zložitý, a teda hľadanie konkrétnych nedostatkov predtým, ako nastanú môže byť veľmi zdĺhavé. Výhodou metódy je však to, že výsledky analýz môžu byť bez problémov porovnateľné, čo je u iných metód prakticky vylúčené. Pri metóde MORT je hlavným problémom použitie stromovej štruktúry, pretože je veľmi zložitá a obsahuje veľké množstvo udalostí (asi 1 800). Existujú preto aj programy, ktoré pracujú na základe tejto metódy. Takto môže byť na analýzu pomocou metódy MORT využitý nástroj MORT WorkSheet vytvorený na Univerzite Pardubice. Vzhľad jedného listu programu je na obrázku 4. Hazard and Operability Study Metóda bola vyvinutá pre chemický priemysel, našla však široké uplatnenie takmer v každej oblasti, kde sa analyzujú riziká. Poznáme preto nielen klasické použitie metódy HAZOP, ale aj pre oblasť výpočtovej techniky či ľudských chýb.

Samotná metóda je veľmi jednoduchá, a je založená na určovaní odchýliek od bežného stavu, pričom sa predpokladá, že odchýlky sú iniciačnou udalosťou nehôd a havárií. Existuje zoznam slov (kľúčové slová, návodné slová ...), pomocou ktorých sa dá jednoduchou úvahou prísť k týmto odchýlkam ich kombináciou s procesnými parametrami. Návodné slová aj s príkladmi odchýliek sú v tabuľke 3. Aloha

Aloha je jednoduchý program, ktorým sa dajú počítať úniky látok, či už v kvapalnej alebo plynnej fáze. Výpočet je realizovaný pomocou gaussovského rozptylu alebo rozptylu „ťažký plyn“. Dokáže určiť na základe limitov ohrozené oblasti, a je možné potom výsledok použitia programu kombinovať s mapovými podkladmi a programom CAMEO.

183


Tabuľka 3 Návodné slová a odchýlky používané v metóde HAZOP [2] návodné slovo parameter

viac

menej

žiadny

inak

rovnako ako

čiastočne

inak ako

tok

vysoký tok

nízky tok

žiadny tok

opačný tok

odchýlky koncentrácie

kontaminácia

odchýlky materiálu

tlak

vysoký tlak

nízky tlak

vákuum

zmena tlaku odlišná hladina

teplota

vysoká teplota

nízka teplota

hladina

vysoká hladina

nízka hladina

žiadna hladina

čas

príliš dlho/příliš neskoro

príliš krátko/ príliš skoro

zastavenie sekvencie krokov

iniciácia reakcie

rýchle miešanie

pomalé miešanie

žiadne miešanie

reakcia

rýchla reakcia nezvládnutie

pomalá reakcia

žiadna reakcia

štartovanie

príliš rýchle

príliš pomalé

odčerpávanie

príliš dlho

príliš krátko

žiadne

inertizácia

vysoký tlak

nízky tlak

žiadny chyby

údržba

chyba príliš nízke

príliš vysoké

chýbajúce akcie

extra akcie

zlý čas

neriadená reakcia akcia chýba

chyba zariadenia vibrácie

naspäť

výbuch

žiadne

odchýlky tlaku

zlý postup zlé načasovanie kontaminácia

zlý materiál

zlá frekvencia

nastanú pri výbuchoch či požiaroch. Podobne ako program Aloha, je výstup simulácie dôležitý pre ďalšiu analýzu. Aj keď je síce vidieť, že niekde vznikne problém, je potrebné problém čo najskôr a najdôkladnejšie riešiť metódami pre analýzu rizika. Aj keď je Aloha asi menej použiteľná, ale často sú takéto simulačné programy vhodné pre odhad toho, čo sa stane a sú využívané v odborných posudkoch.

Obrázok 3 Vzhľad programu OpenFTA [3]

Obrázok 5 Vzhľad pracovnej plochy programu ALOHA [5]

Obrázok 4 Vzhľad programu MORT WorkSheet [4] AutoReaGas Prepracovaný nástroj pre simuláciu šírenia požiarov a výbuchov. Po správnom nadefinovaní podmienok dokáže bez väčších problémov realisticky simulovať podmienky, ktoré 184

Obrázok 6 Príklad pracovnej plochy programu AutoReaGas [6] Ostrava 8. - 9. září 2010


Požiarna ochrana a analýza rizík Nenahraditeľnú úlohu má analýza rizík v požiarnej ochrane. Je totiž dôležité vedieť, čo všetko sa môže stať a ako tomu zabrániť, a toto je úlohou analýzy. Analýzu rizík v požiarnej ochrane je možné rozdeliť: • kedy v rámci životného cyklu zariadenia je potrebná - pred nehodou (nehoda nevznikne, pretože nemá prečo) - po nehode (riešia sa následky a to, aby sa nehode zabránilo) - počas nehody (čo všetko sa ešte môže počas nehody stať) • na čo je zameraná - zasiahnutí ľudia (čo všetko nehoda alebo havária spôsobila či môže spôsobiť) - hasiči pracujúci na likvidácii (čo všetko sa môže stať hasičom pri zásahu a ako sa majú chrániť a správať pri zásahu) - samotné zariadenia (čo všetko sa môže stať zariadeniu, prípadne či môže nehoda spôsobiť ešte nejaký ďalší problém ...) • čo spôsobí vznik nebezpečnej udalosti - ľudský faktor (čo všetko ľudia nevykonali, ale mali ...) - zlyhanie zariadenia (ako a za akých okolností môže prísť k zlyhaniu zariadenia a tým aj k nehode, prípadne čo všetko sa môže zlyhať a spôsobiť zlyhanie ďalšieho zariadenia ...) Vyššie spomenuté programy a metódy sú len subjektívnym výberom toho, čo sa dá v rámci analýzy rizík v požiarnej ochrane použiť. Programy a ani metódy však neumožňujú priame riešenie problému, môžu však napomôcť k tomu, aby bolo slabé miesto systému identifikované a následne ošetrené tak, že nehoda bude nepravdepodobná alebo jej následky budú minimálne. Existuje samozrejme nepreberné množstvo ďalších postupov a metód, ktoré sú potrebné v rámci požiarnej ochrany a dôležité je použiť ich kombináciu, aby sa odhalili všetky nedostatky či problémy, ktorých riešním sa zabráni vzniku nebezpečných udalostí ako sú nehody a havárie. Záver Základným cieľom analýzy rizík v požiarnej ochrane je to, aby pomohla zabrániť vzniku nehody. Tento cieľ je možné dosiahnuť analýzou rizika s ich následným riadením tak, aby prípadný dopad rizika alebo pravdepodobnosť jeho vzniku bola čo najmenšia.

Analýzou rizík sa posudzujú riziká. Na posúdenie je najlepšie použiť kombináciu viacerých metód analýzy rizika so simuláciami možných situácií. Dôležité pritom je, aby analýza rizika a aj simulácie boli robené systematicky, teda tak, aby v nej boli obsiahnuté všetky dôležité výsledky a informácie, ktoré sú potrebné pre to, aby nielen hasenie požiarov, ale aj predchádzanie požiarom malo jednoznačný záver a teda aj boli následne bez väčších problémov aplikovateľné v praxi. Detailná a komplexná analýza rizík sa nedá urobiť jedným nástrojom alebo metódou. Preto je potrebné použiť ich kombináciu, ktorá zväčša poskytne súbor detailných informácií, ktoré sú potrebné na pochopenie všetkých interakcií v systéme a to, ako sa riziká prejavujú. Na ich získanie by bolo dobré vytvoriť systematický nástroj, ktorý by umožňoval vytvorenie súboru informácií o hodnotenom systéme a ktorý by následne uľahčil nielen hodnotenie rizík, ale aj ich efektívne riadenie. Takýto nástroj by združoval viaceré metódy analýzy rizík a pomohol by tak pri celkovom hodnotení sledovaného systému nielen z pohľadu analýzy, hodnotenia a riadenia rizík, ale aj pri navrhovaní reálnych nápravných opatrení. Literatúra [1] Moore, David A. Incorporating Inherently Safer Design Practices into Process Hazard Analysis. [online]. [cit. 2010-0615]. Dostupné na internete . [2] Guidelines for Hazard Evaluation Procedures, CCPS & John Wiley, 2008, New York, ISBN: 978-0-471-97815-2. [3] OpenFTA, Formal Software Construction Limited. [online] [cit. 2010-06-15]. Dostupné na internete . [4]

Kuracina, R.: Vyšetrovanie havárií v chemickom priemysle. Pardubice: Univerzita Pardubice, Fakulta chemickotechnologická, Ústav energetických materiálů, 2006, vedúci dizertačnej práce Doc. Ing. Břetislav Janovský, Dr.

[5] CAMEO: Downloading, Installing and Running ALOHA. [online] [cit. 2010-06-15]. Dostupné na internete . [6] Harpoon Aids Fire and Explosion Analysis. [online] [cit. 201006-15]. Dostupné na internete .


38.


MICHAIL ŠENOVSKÝ A KOL.

ZÁKLADY POŽÁRNÍHO INŽENÝRSTVÍ

Základy požárního inženýrství Michail Šenovský a kol. Publikace je zaměřena na vybrané oblasti požární ochrany. Jedná se zejména o hoření pevných a kapalných látek, dále pak o problematiku stavebních materiálů a jejich požárně technických vlastností, o požární ochranu stavebních konstrukcí. Pozornost je také věnována základům teorie proudění plynů a požárnímu větrání. Nedílnou součástí textu jsou základy požární taktiky, které tvoří poslední část publikace. Kolektiv autorů v jednotlivých kapitolách vysvětluje základní principy hoření, požární odolnosti stavebních materiálů a konstrukcí, přes požární větrání až po přerušení hoření represivní jednotkou – požární taktiku. Jednotlivé kapitoly tvoří samostatné celky, které na sebe vzájemně nenavazují. Každá kapitola je doplněna seznamem literatury, která se danou problematikou zabývá.



185


Potenciál ICT pro HZS a požární ochranu ICT potential for FRS and fire protection doc. Ing. Luděk Lukáš, CSc. Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Nám. T. G. Masaryka 5555, 760 01 Zlín [email protected] Abstrakt Informační a komunikační technologie (ICT) sehrávají v současné společnosti významnou roli. Bez využití výpočetní techniky si nedovedeme představit realizaci téměř žádné činnosti. Mezi oblasti, které významně ICT ovlivnily, patří požární ochrana a činnost HZS vůbec. Cílem příspěvku je analýza potenciálu informačních a komunikační technologií a diskuse jejich využití v prostředí HZS. Pozornost je věnována technologiím, zlepšujícím především informační podporu řízení. Dále jsou diskutovány možnosti a systémy, zaměřené na podporu rozhodování a řízení. V závěru jsou nastíněny systémy a prostředky, umožňující zlepšení činnosti velitele zásahu. Klíčová slova Informační a komunikační technologie, požární ochrana, informační podpora, informační systém, hasičský záchranný sbor. Abstract Information and Communication Technologies (ICT) play important role in contemporary society. We can not imagine realization of almost activity without the use of computer technology. Fire protection and FRS is included among the areas that were significantly affected by ICT. This paper aims to analyze the potential of information and communication technologies and their use in area of FRS and fire protection. Attention will be devoted to technology, especially improving of information support of command and decision making. There are discussed an options and systems that are focused into decision support and management. The conclusion outlines the systems for improving the operations of rescue commander. Key words Information and communication technologies, fire protection, potential, information support, information system, fire and rescue services. Úvod Hasičský záchranný sbor ČR prošel za posledních 15 let významnými změnami. Zejména schopnosti plnit složité úkoly záchranných a likvidačních prací nabyly kvalitativně nové úrovně. Výrazně se na tom podílí nově zavedená technika a systémy. Akceschopnosti, organizovanosti a včasnosti plnění úkolů, spojených s řešením MU, bylo dosaženo přechodem na počítačově orientovaný informační systém TCTV 112/IVS, zajišťující operační řízení zejména na úrovni kraje. I další technologie umožnily zlepšit připravenost HZS k plnění složitých úkolů IZS, krizového řízení a ochrany obyvatelstva. Mnohdy při tom sehrálo významnou roli využití potenciálu ICT k zlepšení jednotlivých činností. Definice potenciálu ICT pro informační podporu řízení, rozhodování i poznání tvoří hlavní část příspěvku. V druhé jeho části jsou diskutovány příklady využití potenciálu pro podporu činnosti velitele zásahu. Ve významné míře při tom bylo využito výsledků dotazníkového průzkumu, provedeného při zpracování diplomové práce [2]. Potenciál ICT umožňující zkvalitnění rozhodování a řízení Neustále narůstá podíl procesů, vykonávaných řídícími i výkonnými pracovníky HZS, které jsou svým charakterem 186

informační činností, představující práci s daty a informacemi pro podporu rozhodování a zajištění řízení. Realizace všech procesů pak úzce souvisí s informační činností. Procesy musí být nejprve naplánovány a vyprojektovány a posléze řízeno jejich vykonání. Značné procento je prováděno v prostředí počítačových sítí a digitálních systémů, čímž úzce souvisí s ICT. Tyto technologie prožívají bouřlivý rozvoj, poskytují velký potenciál k zajištění procesu řízení. V čem tedy z hlediska řízení, rozhodování a poznání spočívá potenciál ICT? Informace jsou přirovnávány k lepidlu, jenž stmeluje organizaci v jeden celek táhnoucí za jeden provaz, naplňující cílovou funkci. Potenciál ICT spočívá především ve schopnosti vytvořit a zprostředkovat informační obraz důležité reality. Jedná se nejen o obraz (informace), potřebný k přímému použití při řízení a rozhodování, ale i a o tvorbu znalostí. Zejména sdělování a sdílení informací umožňuje organizaci jednotný postup, synchronizovanou činnost a skupinovou realizaci procesů. V organizaci umožňuje sdílení informací, vycházející ze společné databáze, jednotné vidění zájmové oblasti. Všichni zainteresovaní funkcionáři vidí situaci jednotně, zpravidla ve stavu blízkém reálnému a mohou dle plánu, (záměru) či projektu, synchronizovaně vzniklé problémy řešit a splnit daný úkol. Informatika tak významně omezuje vliv nejistoty znalosti stavu v zájmové oblasti. Pro oblast bezpečnostních organizací a krizového řízení to platí o to více. Informační obraz bývá v počítačovém prostředí prezentován ve formě informačních snímků (elektronických průsvitek), obsahujících potřebné údaje, texty, grafy, schémata, nákresy, obrázky a další formy znakového, textového, video i grafického vyjádření informace. Kvalita ICT se projevuje v kvalitě obrazu (popisu reality), hloubce popisu, jeho rozsahu, strukturovanosti, formě zobrazení, formě prezentace informačního obrazu atd. Forma prezentace informace je zpravidla dána požadavky uživatelů na zobrazení zájmové oblasti, možnostmi technologií ICT, výkonnostními charakteristikami informačních systémů. Informační technologie svým potenciálem výrazným způsobem ovlivňují oblast řídících, rozhodovacích a poznávacích procesů. Potenciál spočívá v zajištění vhodné formy jejich informační podpory, případně zajištění vlastního řízení. Informační podpora rozhodování, řízení a poznání Informační podpora je proces (soubor informačních činností) informačně podporující řízení, rozhodování, případně poznávání. Informační podpora se uskutečňuje informačními procesy pořizování, správy, zpracování, přenosu, ochrany a prezentace informací. Základními informačními činnostmi (procesy) jsou1 získávání a poskytování informací, reprezentace informací daty, shromažďování, vyhodnocování a ukládání dat na hmotné nosiče a uchování, vyhledávání, úprava nebo pozměňování dat, jejich předávání, šíření, zpřístupnění, výměna, třídění nebo kombinování, blokování a likvidace dat, ukládaných na hmotných nosičích. Informační činnosti jsou prováděny správci, provozovateli a uživateli informačních systémů prostřednictvím technických a programových prostředků. Většina informačních činností je prováděna s podporou digitálních informačních technologií. Tyto technologie umožnily zcela novou kvalitu informační podpory řízení. Informační činnosti jsou naplněny základními funkcemi informačních systémů, tedy pořizováním, sběrem, přenosem, zpracováním, uchováním, archivací, prezentací a ochranou dat. Každou z výše uvedených funkcí realizují specifické informační technologie. Kvalitu 1

Zákon č. 365/200 Sb. o informačních systémech veřejné správy. Ostrava 8. - 9. září 2010


informačních technologií určují její výkonnostní a integrační charakteristiky, zejména však princip činnosti a použitý algoritmus. Obecně v sobě informační podpora zahrnuje dvě složky, komunikační a samotnou informační. Komunikační podpora zdůrazňuje funkci přenosu a porozumění přenášeným informacím. Informační podpora zvýrazňuje zpracování, správu, vyhledávání a prezentaci informací. Komunikační složka podpory akcentuje hodnověrnost, přesnost, dosažitelnost a včasnost přenášených informací. Informační složka naopak práci s daty tak, aby příjemce měl k rozhodování a řízení dostatek podstatných informací. Dohromady tvoří obě složky podpory jeden logický celek, poskytující potřebné informace. Informační podpora v konečném důsledku zajišťuje dostatek relevantních informací pro přípravu rozhodnutí, vlastní rozhodování i operativní řízení. Potenciál ICT pro podporu činnosti HZS Máme-li specifikovat potenciál ICT pro podporu činnosti HZS, tvoří základ pro tuto specifikaci analýza odpovědnosti, působnosti a plněných úkolů HZS. Možnosti zlepšení způsobu plnění úkolů s podporou ICT rozdělujeme na obecné a specifické. Obecné možnosti plynou z toho, že HZS představuje rozsáhlou státní organizaci. Jejími základními rysy jsou svázanost s legislativou státní správy a plnění specifických úkolů podporujících činnost státu. Důležitým znakem je to, že HZS neprodukuje zisk a finančně je napojen státní rozpočet. Finanční zdroje na informatiku vychází z možností státního rozpočtu. Cílem inovace informatiky není dosažení konkurenceschopnosti, ale zlepšení a zefektivnění činnosti organizace. Reálná měřítka efektivnosti vynaložených prostředků nenabývají takové důležitosti a kritičnosti, jako u soukromého sektoru (který může vlivem neefektivnosti, nebo nevyužití potenciálu ICT v konečném důsledku krachem ukončit svoji činnost). Specifické možnosti využití potenciálu ICT pro podporu činnosti HZS plynou z jeho konkrétní odpovědnosti za ochranu obyvatelstva, krizové řízení a IZS. Působnost HZS je dána rozsáhlou bezpečnostní legislativou, zejména: - zákonem č. 133/1985 Sb., o požární ochraně, ve znění pozdějších předpisů, - zákonem č. 238/2000 Sb., o Hasičském záchranném sboru České republiky a o změně některých zákonů, - zákonem č. 239/2000 Sb., o integrovaném záchranném systému a o změně některých zákonů, - zákonem č. 240/2000 Sb., o krizovém řízení a o změně některých zákonů. Blíže a podrobněji je působnost HZS specifikována zde2. Vlastní potenciál ICT v podmínkách HZS lze využít především cestou informační podpory realizovaných činností. Jak již bylo dříve uvedeno, spočívá potenciál ICT v možnosti zprostředkovat obraz požadované oblasti. Vlastní obraz může mít charakter statických či dynamických výjevů, výsledků výpočtů a databázových operací, textové, grafické a video formy. Získané obrazy a výstupy jsou využívány především v oblasti informační podpory rozhodování, řízení a poznávání. Výsledky informačních činností, získaných s podporou ICT, jsou využívány jak při zvládání mimořádných událostí, tak při přípravě na ně. Příklady využití potenciálu ICT v rámci informační podpory poznávání, rozhodování a řízení jsou uvedeny v následujícím výčtu.

- nástroje pro podporu řízení rizik, - prognostické modely následků, simulátory, - nástroje pro tvorbu a hodnocení scénářů vývoje. Podpora řízení: - informační služby počítačově orientovaných informačních systémů (vyhledávání informací a jejich zdrojů), - včasné poskytnutí informací o stavu z požadované oblasti (měření radiace, měření koncentrace chemických látek), - přímé poskytování informací a vydávání pokynů, - archivace údajů o událostech. Podpora poznávání: - elektronická forma legislativy, publikací, učebnic, odborných článků a skript, - e-learningové kurzy, výukové programy, umožňující dynamické zobrazení určité reality, - elektronické podpůrné názorniny, - simulátory a modely, prognostické modely následků, prostředí pro tvorbu modelů, - diskusní fóra, elektronické konference, virtuální diskuse. Výše uvedené příklady tvoří obecný pohled na možnosti využití potenciálu ICT pro podporu činnosti HZS. K získání konkrétního pohledu na využití IT v podmínkách HZS byl v rámci zpracování diplomové práce [2] proveden dotazníkový průzkum „Hodnocení důležitosti a možností IT pro podporu velení a řízení příslušníky HZS“. Cílem průzkumu bylo zjistit konkrétní pohledy a závěry z oblasti úrovně využití IT v podmínkách HZS, především pro podporu činnosti velitele zásahu. V rámci průzkumu bylo vyhodnoceno celkem 147 odpovědí, získaných ze všech krajů ČR. Závěry dotazníkového šetření: - kladný přístup k využití IT (8 % výborně, 31 % velmi dobře, 57 % dobře), - nejvíce využívané technologie pro podporu činnosti zahrnují detektory plynů 90 %, detektor radiace 89 %, detektor chemických látek 78 %, termokameru 72 %, komunikační systémy 69 %, - nejméně využívané technologie zahrnují GPS 40 %, bezkontaktní měření teploty 21 %, fotoaparát a kamera 9 %, notebook 7 %, PDA 2 %, - příslušníci HZS při zásahu nejvíce postrádají informace o chemických látkách a plynech 59 %, přesné informace o poloze zásahu 59 %, projektovou dokumentaci budov 46 %, informaci o počtu zraněných osob 20 %, - uživatelé HZS by upřednostnili mít použitelná (požadovaná) data u sebe 54 %, získat je přenosem dat z KOPIS 46 %, - mobilní telefon by mimo komunikaci využilo k navigaci 40 %, zasílání dat 10 %, - notebook na místě zásahu by využilo 68 %. Výsledky ukazují, že IT sehrávají pro podporu činnosti velitele zásahu významnou roli. Nejedná se při tom jen o oblast informační podpory řízení a rozhodování s využitím počítačově orientovaných informačních systémů. Významnou roli sehrávají nástroje a technologie, umožňující určit složení unikající neznámé látky, unikající na místě zásahu, případně polohové informace všech druhů.

Podpora rozhodování:

Technologie pro podporu velitele zásahu

- nástroje pro podporu tvorby variant a jejich hodnocení,

Výše uvedené dotazníkové šetření ukázalo, že významnou roli bude v budoucnu sehrávat informační podpora činnosti velitele zásahu s využitím mobilní výpočetní techniky. Notebook by na místě zásahu využilo 68 % respondentů. Mezi navrhovaná zlepšení, využívající potenciál ICT k podpoře činnosti velitele zásahu, patří např. analyzátory nebezpečných chemických látek, systémy pro zjišťování polohové informace, projektová dokumentace budov, podpůrné systémy pro záchranné práce při dopravních nehodách

- informační služby počítačově orientovaných informačních systémů (vyhledávání informací a jejich zdrojů), - nástroje pro podporu rozhodování (např. aplikace multikriteriálního hodnocení, what if analytické nástroje), 2

Žiatlik, M.: Souhrn metodických předpisů pro činnost jednotek požární ochrany. In: Požární ochrana 2009, Sborník z mezinárodní konference, SPBI Ostrava 2009, ISBN: 978-80-7385-067-8.


187


atd. V dalším je uveden konceptuální návrh některých výše uvedených opatření. Specifikace nebezpečných chemických látek na místě zásahu Cílem tohoto opatření je přesná identifikace neznámé chemické látky, unikající na místě mimořádné události. Identifikace je možná s využitím analyzátoru chemických látek. V současné době je v HZS zavedena řada přístrojů pro monitorování radiační a chemické situace. Bylo by vhodné, aby návazně na to mohla být provedena prognóza šíření nebezpečné látky na základě množství uniknuvší látky a povětrnostních podmínek. Zjištěné informace jsou vhodné již na místě zásahu k řízení evakuace obyvatelstva a realizaci záchranných a likvidačních prací. Poloha zasahujících hasičů v hořícím objektu Jedná se o opatření uplatnitelné pro hašení požárů v rozsáhlých objektech, na kterém se podílí větší počet hasičů. Cílem by bylo provádění přesné lokalizace polohy jednotlivých hasičů v budově3. Každý hasič by byl vybaven miniaturním rádiovým vysílačem, jehož signál by byl přijímán několika základnovými stanicemi a tak lokalizována poloha příslušníků jednotek HZS. Aplikace by mohla vyhodnocovat pohyb vysílačů a v případě, že by některý prvek nezměnil svoji polohu, mohlo by to být považováno za stav nouze pro daného příslušníka HZS. Projektová dokumentace budov Při požáru je důležitá znalost polohy uzávěrů a vypínačů energetických sítí, plynu, páry, TUV a vody v budově. Zejména v rozsáhlých objektech je potřebná znalost možností průniku do požadovaných prostor variantními způsoby. Jak vyplynulo z dotazníkového šetření, tyto informace by umožnily efektivní řešení nestandardních situací, spojených zejména s průnikem k osobám, uvězněným požárem ve zdánlivě nepřístupném prostoru. Zasahující hasič by mohl být komunikačním prostředkem naváděn i ve zcela zakouřeném prostoru. Problémem tohoto řešení je možnost zneužití projektových dat budovy k případné nezákonné činnosti. Řešením by byla minimalizace poskytovaných údajů, omezená na prostorovou konfiguraci vnitřků budov, oken, dveří a energetických sítí. Soubor s požadovanými daty by byl veliteli zásahu zaslán datovým spojem z databáze objektů, obhospodařované příslušným KOPIS. Počet zraněných osob při dopravní nehodě Při řadě dopravních nehod zůstane osádka uvězněna ve vozidle. Pokud se jí rychle nedostane potřebné vnější pomoci, může dojít k ohrožení jejich zdraví a života. Soudobé informační technologie nabízí v této oblasti možná řešení. Jedním z nich je použití systému eCall, který je schopen odeslat automaticky údaje o počtu uvězněných osob ve vozidle, i rozsahu poškození vozidla. Počet osob se odvozuje od počtu zapnutých bezpečnostních pásů. Možné je také manuální odeslání zprávy posádkou. Poloha havarovaného vozidla se určuje automaticky s využitím modulu GPS. Odesílaný datový soubor, mimo polohové informace, obsahuje údaje o síle nárazu, rozsahu nehody, typu vozidla, registrační značce, počtu osob ve vozidle a směru jízdy vozidla. Zařízení eCall by mohlo být kombinováno s „černou skřínkou“ pro vozidla, uchovávající údaje o stavu jednotlivých vozidlových subsystémů. Informace by tak posloužily i dopravní policii k vyšetřování nehody. Podpůrné informace k řešení mimořádné události Velitel zásahu má pro podporu řešení některých mimořádných událostí dokumentaci v papírové podobě. Výhodou tohoto řešení je především možnost rozložit si rozsáhlé plány rozložené (např. ve formátu A0) a využít informace k provedení záchranných a likvidačních prací. S rozvojem informačních technologiím se blíží 3

Kvarčák, M. Tepelná nepohoda hasiče při zásahu. In: Požární ochrana 2009, Sborník příspěvků z mezinárodní konference, SPBI Ostrava 2009, ISBN: 978-80-7385-067-8.

188

doba, kdy budou k dispozici ohebné zobrazovací (displejové) fólie, umožňující rozsáhlé plošné zobrazení. Velitel zásahu by pak mohl získat s využitím dat podobný obraz jako při papírové formě dokumentu, někdy i s větší podrobností (vektorová data objektu). Již nyní lze část dokumentace zobrazit na displeji notebooků. Jedná se zejména o: - dokumentaci zdolávání požárů (DZP), - dokumentaci nebezpečných látek (např. MEDIS – ALARM), - databáze konstrukce vozidel (Crash Recovery System). Databáze konstrukce vozidel (Crash Recovery System) obsahuje základní informace o konstrukci vozidel, usnadňující vyprošťování osob, uvězněných ve vozidlech. Konstrukce soudobých vozidel v sobě obsahuje řadu bezpečnostních prvků, které vyproštění znesnadňují, případně ohrožují zdraví a život zasahujících hasičů (slitinové pevnostní výstuhy, airbagy, tlakové láhve, plynové patrony atd.). Již dnes v sobě databáze konstrukce vozidel obsahuje přes 20 tis. záznamů o jednotlivých typech a modifikacích nákladních a osobních vozidel, včetně dodávek. Databáze se rozšiřuje i o hybridní vozidla, v nichž jsou zdroje napětí až 200 V. Výše uvedené technologie tvoří příklad možného rozšíření informační podpory velitele zásahu. Některé navrhované systémy by bylo možné pro potřeby přímé podpory velitele zásahu zavést v dohledné době bez významných finančních nákladů (Crash Recovery System, databáze nebezpečných látek). Jiné, které vyžadují potřebnou infrastrukturu, bude možné je zavést a využít později. Závěr Informatika hraje v životě společnosti významnou roli. V současné době se zejména v oblasti komerčních technologií objevují aplikace, umožňující nové formy komunikace, zpracování informací, podporu řídících činností. Problémem není ani tak vlastní vytvoření aplikace, jako spíše formulace konceptu a detailní vyprojektování komerčně úspěšné (uživatelem chtěné, přínosné a snadno použitelné) aplikace. ICT slibují velký potenciál k zajištění řízení, avšak problémem je nedostatek tvůrčí invence k jejich implementaci, k tvorbě úspěšných aplikací, k propojení jednotlivých technologií v užitečný celek. V článku je analyzován potenciál ICT pro podporu řízení, rozhodování i poznání v podmínkách HZS a požární ochrany. HZS, jako významná bezpečnostní složka, využívá ICT k podpoře všech rozhodujících činností. Nové technologie i nástroje umožňují jejich výkon na kvalitativně vyšší úrovni. Mezi tyto nástroje patří oborové databáze, nové analyzátory a přístroje, včetně zařízení pro určování polohy. Hledání, analýza a především specifikace účelu, principu, možností a vlastností nových aplikací, zařízení a systémů je výzvou k zajištění inovace v podmínkách HZS. Seznam literatury [1] Lukáš, L., Hrůza, P., Kný, M.: Informační management v bezpečnostních složkách. Praha: AVIS 2008, ISBN: 978-80 -7278-460-8. [2] Barták, F.: Role IT při podpoře činnosti velitele zásahu. Diplomová práce. Zlín: UTB 2010. [3] Lukáš, L.: K některým aspektům vymezení informační podpory IZS a krizového řízení. In: Sborník vědeckých prací. VŠB-TU Ostrava, Řada bezpečnostní inženýrství, Ročník III, č. 1/2008, str. 69 – 77. ISSN: 1801-1764. [4] Kvarčák, M.: Tepelná nepohoda hasiče při zásahu. In: Požární ochrana 2009. Sborník příspěvků z mezinárodní konference, SPBI Ostrava 2009. ISBN: 978-80-7385-067-8. [5] Žaitlik, M.: Souhrn metodických předpisů pro činnost jednotek požární ochrany. In: Požární ochrana 2009. Sborník příspěvků z mezinárodní konference, SPBI Ostrava 2009. ISBN: 978-807385-067-8.



Reakcia na oheň vybraných retardačných úprav Reaction to fire selected retardants adjustments Ing. Linda Makovická Osvaldová, PhD. Ing. Stanislava Gašpercová

Tabuľka 1 Charakteristika medzistupňov procesu horenia Medzistupeň

Ing. Marek Jančúch Fakulta špeciálneho inžinierstva, Žilinská univerzita v Žiline ul. 1. mája 32, 010 26 Žilina, Slovenská republika [email protected], [email protected]

a) Tvorba paliva

b) Vznietenie

Zmes horľavých plynov a kyslíka po dosiahnutí limitnej koncentrácie sa pôsobením reakčného tepla alebo účinkom intenzívneho vonkajšieho zdroja zapáli a začne sa silne exotermický proces horenia.

c) Plameňové horenie

Proces prebiehajúci v plynnej fáze, spojený so spätným tepelným tokom z plameňa na degradujúci povrch.

d)Bezplameňové horenie

Proces horenia, ktorý môže prebiehať pri materiáloch s vysokým podielom pomeru veľkosti povrchu k objemu, sprevádzaný degradáciou materiálu na karbónový zvyšok.

Abstrakt Retardéry horenia majú v súčasnej, modernej dobe neoddeliteľné miesto vo všetkých odvetviach priemyslu. Ich používanie sa stalo každodenným štandardom, či už vo forme protipožiarnych náterov, alebo priamo v chemickom zložení tovarov bežnej spotreby. Ochrana dreva pred ohňom chemickým prostriedkom znižujúcim jeho horľavosť, alebo obmedzujúci rýchlosť šírenia ohňa má stále svoj význam. Príspevok sa venuje problematike použitia retardérov horenia aplikovaných na bukovú dýhu. V príspevku sú uvedené požiarnotechnické vlastnosti dreva, proces horenia a degradácie dreva a taktiež posúdenie správania sa neretardovanej a retardovanej bukovej dýhy skúškou reakcie na oheň podľa STN EN ISO 119252 a jeho metodika. Hlavným cieľom príspevku je poukázanie na dôležitosť retardérov horenia vzhľadom na protipožiarne vlastnosti materiálov.

Charakteristika Teplo z vonkajšieho zdroja a termolytických i termooxidačných exotermických reakcií spôsobuje trhanie väzieb a následne degradáciu substrátu a rozklad na nízkomolekulové zložky.

Kľúčové slová

Vopred je veľmi ťažké dostatočne odhadnúť alebo predpovedať všetky podmienky požiaru. Pri reálnom požiari ide o kombináciu viacerých faktorov, ktoré rôzne ovplyvňujú jednotlivé medzistupne procesu horenia. Polyméry upravené retardérmi horenia nazývame preto polyméry so zníženou horľavosťou. [1]

Drevo, horenie, horenie dreva, retardácia, retardácia dreva, retardér Ohňostop.

Tepelná degradácia dreva (tepelný rozklad dreva) je považovaná za základnú formu degradácie dreva. Je ovplyvnená najmä:

Abstract

• chemickými vlastnosťami (chemickým zložením, t.j. podielom celulózy, hemicelulózy, lignínu a sprievodných zložiek dreva),

Flame retardants present in nowadays important place in all industries. Their use has become a daily standard, whether in the form of fire protection coatings, or directly in the formulation of general consumer goods. Protecting wood against fire by chemicals reducing its flammability or limiting the spread rate of fire is still its meaning. The article discusses of the issue of the use of fire retardants applied to the beech veneer. The paper presents the characteristics of fire-wood, the combustion process and the degradation of wood and also conducts an assessment non- retarded and retarded beech veneer testing reaction to fire according to EN ISO 11925-2 and its methodology. The main contribution is to highlight the importance of fire retardants in view of the fire properties of materials Key words Wood, fire, combustion of wood, flame retardation of wood, flame retardant Ohňostop. Úvod V procese retardácie horenia je potrebné dosiahnuť ovplyvnenie tých dejov, ktoré v konečnom dôsledku spôsobujú zastavenie procesu horenia, ako ho znázorňuje klasický trojuholník: palivo teplo - kyslík. V princípe je potrebné ovplyvniť rýchlosť tvorby (prívodu) alebo rýchlosť odvodu tepla z reakčnej zóny procesu horenia. Samotné chemické reakcie procesu plameňového horenia prebiehajú v plynnej fáze, ale celý proces prechádza cez medzistupne uvedené v tabuľke. Použitý retardér horenia musí zásadne ovplyvniť najmenej jeden z medzistupňov v celom procese (tabuľka 1).


• fyzikálnymi vlastnosťami (merným teplom, vlhkosťou, tepelnou vodivosťou), • mechanickými vlastnosťami (znížené pevnostné vlastnosti v dôsledku výskytu trhlín), • atmosférou okolia (koncentráciou horľavých splodín, rýchlosťou a smerom prúdenia vzduchu), • retardačnou úpravou dreva. [2] Retardéry horenia Retardéry horenia sú chemické látky, ktoré svojím chemickým a fyzikálnym alebo kombinovaným spôsobom bránia rýchlemu zapáleniu a horeniu dreva. Môžeme ich rozdeliť do štyroch skupín: Prvú skupinu tvoria retardéry, ktoré uvoľňujú nehorľavé plyny v tom tepelnom rozsahu, kedy sa tvoria aj horľavé plyny, ako produkty rozkladu dreva. Tým nastáva riedenie horľavých plynov, znižuje sa ich koncentrácia a sťažuje sa ich zapálenie. Druhú skupinu tvoria retardéry, ktoré kumulujú teplo tepelného zdroja a takto tento zdroj ochladzujú. Tieto retardéry majú v súčasnosti malú aplikáciu použitia, nakoľko rýchlo podliehajú starnutiu a klesá ich účinnosť. Tretiu skupinu tvoria intumescentné-penotvorné retardéry horenia. Ich účinnosť je najvyššia, tým aj aplikácia najširšia. Ich účinnosť je vlastne dvojstupňová, fyzikálnochemická. V prvej etape pôsobenia tepla reaguje jedna zložka retardéru, ktorá z tenkého filmu vytvorí niekoľko centimetrovú penu. Tým vlastne oddiaľuje povrch dreva od zdroja tepla. To je prvý spôsob fyzikálnej retardácie. Druhý spôsob fyzikálnej retardácie pozostáva v tom, že pena je veľmi zlý vodič tepla a spôsob ohrievania dreva sa značne spomalí. Tretím spôsobom je chemická retardácia, keď pri ďalšom ohriatí dochádza k chemickým reakciám, ktoré spomaľujú horenie. 189


Štvrtým typom retardéru sú retardéry mechanického typu, ako napríklad fólie a rôzne obklady z nehorľavých materiálov. Aplikácia takýchto retardérov na drevo je síce účinná, ale nie je bez rizík.

čas uniku [min] (2)

rýchlosť uvoľňovania tepla [W]

čas uniku [min] (2)

rýchlosť uvoľňovania tepla [W]

Okrem výberu retardérov, ktoré sú uvedené v predchádzajúcom odstavci, je veľmi dôležitá aplikácia a správne ohodnotenie podmienok, v ktorých retardovaný drevený prvok bude vystavený. Nezanedbateľnou je aj cena retardéru a jeho množstvo, ktoré je potrebné použiť, aby sa dosiahla potrebná účinnosť. Ako príklad účinnej retardácie uvádzame test stoličky pred a po úprave retardérmi (obrázok 1).[5] 1500 1000 500 0 0

5

10

15 20 25 čas [min] Retardačne neupravená stolička

30

pôsobení priameho ohňa, výrazne bráni rozšíreniu požiaru. Použitím prípravku Ohňostop sa predpokladá predĺženie požiarnej odolnosti drevených konštrukcií a zlepšujú sa požiarnotechnické vlastnosti dreva a preglejok o jednu až dve triedy horľavosti, stanovené podľa STN 73 0862. [4] Popis skúšky zapáliteľnosti Skúška reakcie na oheň sa vykonáva podľa normy STN EN ISO 11925-2. Presnejšie ide o zápalnosť stavebných výrobkov vystavených priamemu pôsobeniu plameňového horenia, časť 2: skúška jednoplameňovým zdrojom. Skúšobná metóda určuje zápalnosť stavebných výrobkov pôsobením malého usmerneného plameňa pri podmienkach nulovej prídavnej radiácie použitím vzoriek skúšaných vo zvislej orientácií. [3] Skúšobným zariadením je spaľovacia komora, v ktorej sú vzorky predpísaných rozmerov vystavené účinkom malého plameňa po čas 15, 30, 45 a 60 sekúnd. Vzorky sa skúšali v podmienkach konečného použitia.

1500 1000 500 0 0

5

10

15 20 25 čas [min] Retardačne upravená stolička

Obrázok 3 Spaľovacia komora

30

Obrázok 1 Hodnoty priebehu horenia retardačne neupravenej a upravenej stoličky. Metodika experimentu Materiál Testované skúšobné vzorky - buková dýha s dĺžkou 250 mm, šírkou 90 mm a hrúbkou 2 mm. Testované boli dva druhy tejto bukovej dýhy a to dýha s priečnym rezom a s pozdĺžnym rezom (viď obr.2). Testovaných vzoriek bolo celkom 96 kusov, ktoré boli následne rozdelené na dve skupiny - neretardované a retardované.

Postup skúšky Konštantné veličiny pre všetky vzorky bol čas testovania, vlhkosť a veľkosť vzoriek, ktoré vyplynuli v závislosti k testovanej metóde. Skúšané vzorky sa testovali pôsobením plameňa časom: 15 s, 30 s, 45 s a 60 s. Za začiatočný čas skúšky sa považuje priloženie plameňa. Skontroluje sa požadovaná rýchlosť prúdenia vzduchu v komíne spaľovacej komory. Séria šiestich vzoriek sa vyberie z klimatizovaného priestoru. Odskúšanie prebieha v priebehu 30 minút. Skúšobná vzorka sa upevní do držiaka vzorky tak, aby jeden koniec a oba boky boli zachytené rámom držiaka a vystavený koniec bol vo vzdialenosti 30 mm od konca rámu. Skontroluje sa vzdialenosť horáka od vzorky pomocou príslušného dištančného telieska s horákom nakloneným o 45°. Najviac 3 minúty pred začiatkom skúšky sa na misku z hliníkovej fólie pod vzorkou umiestnenia dva kusy filtračného papiera. Horák vo vertikálnej polohe sa zapáli a plameň sa nechá ustáliť. Ventilom horáka sa nastaví výška plameňa na 20 mm ± 0,1 mm pomocou zariadenia. Aby nedošlo k náhodnému dopadu plameňa na skúšobnú vzorku, táto operácia sa uskutočňuje ďalej od predbežne nastavenej polohy. Výška plameňa sa musí kontrolovať pred každým použitím plameňa. Výšku plameňa je vhodné merať oproti čiernemu pozadiu.

Obrázok 2 Dýha s pozdĺžnym rezom a s priečnym rezom Retardér horenia Ohňostop Ohňostop je vodný roztok anorganických solí. Pri horení retardéry uvoľňujú nehorľavé plyny, ako produkt rozkladu dreva, čím nastáva riedenie horľavých plynov. Znižuje sa ich koncentrácia a sťažuje ich vznietenie. Drevo a drevné materiály ošetrené prípravkom Ohňostop sú odolné proti vznieteniu pri dlhodobom 190

Horák sa nakloní o uhol 45° oproti zvislej osi a posúva sa vo vodorovnom smere, kým plameň nedosiahne vopred nastavený kontaktný bod so skúšobnou vzorkou. Zapne sa časové zariadenie v okamihu, keď sa plameň dotkne skúšobnej vzorky. Plameň je priložený 15 s (30 s, 45 s a 60 s), potom sa horák hladkým plynulým spôsobom odsunie. Pri všetkých testovaných vzorkách sa musí plameň priložiť k osi vzorky 40 mm nad spodnou hranou. Ak je aplikačný čas plameňa 15 s, celkové trvanie skúšky je 20 s od okamihu, keď sa začalo pôsobenie plameňom. Ak je aplikačný čas plameňa 30 s, celkové trvanie skúšky je 60 s od okamihu, keď sa začalo pôsobenie plameňom. Ostrava 8. - 9. září 2010


Vyhodnotenie

rezom majú väčší obsah zuhoľnatenej plochy a väčšiu výšku plochy zuhoľnatenia.

Porovnanie pozdĺžneho a priečneho rezu Pre porovnanie pozdĺžneho a priečneho rezu skúšaných vzoriek bukovej dýhy sme zvolili úbytky hmotnosti vzoriek a veľkosť zuhoľnatenia vzoriek. Porovnanie pozdĎåneho a prieþneho rezu

úbytok hmotnosti [g]

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 15

30

45

60

þas [s] prieþny rez neretard

prieþny rez retard

pozdĎåny rez neretard

pozdĎåny rez retard

Obrázok 4 Úbytok hmotnosti v závislosti od času pôsobenia na vzorky Z grafu na obrázku je vidieť, že vzorky, ktoré boli skúšané bez retardačného náteru majú oveľa vyšší úbytok na hmotnosti ako vzorky s retardačnou úpravou. Medzi priečnym a pozdĺžnym rezom sú nepatrné rozdiely až pri vzorke na ktorú pôsobil plameň 30 sekúnd. Rozsah zuhoĐnatenia 1600 1400

obsah [mm2 ]

1200 priecny rez neretardované

1000

priecny rez retardované

800

pozdlzny rez neretardované

600

pozdlzny rez retardovane

400 200 0 15

30

45

60

þas [s]

Obrázok 5 Zuhoľnatené časti na vzorkách v závislosti od času pôsobenia na vzorky

Záver Problematika ochrany osôb a majetku pred požiarmi sa aj v súčasnosti javí ako vysoko aktuálna, toto konštatovanie potvrdzujú aj štatistiky požiarov. Riešiť tento problém je nutné komplexne. To znamená, že nestačí si vybrať len jedno opatrenie a to presadzovať, alebo voliť súbor širších opatrení, ktoré sa budú podľa podmienok (technických, ekonomických, ekologických a iných) vhodne aplikovať. Preto aj význam retardačných úprav horľavých materiálov nezaniká ani v súčasnosti, hoci existujú technické prostriedky na zaznamenanie vzniku požiaru alebo jeho automatické hasenie. Tieto technické prostriedky nedokážu to, čo dokáže retardér horenia - zamedziť vzniku požiaru, prípadne spomaliť celý priebeh požiaru. Retardovať proces horenia u horľavých materiálov nie je jednoduché. Ešte zložitejšie je to u materiálov na báze dreva. Cieľom príspevku bola takáto úprava bukovej dýhy. Prevedenie skúšky a jej výsledky naznačili význam a dôležitosť praktických skúšok a ochrany dreva proti ohňu. Buková dýha bola zvolená za testovací materiál nielen preto, že je často používaným materiálom na konečnú úpravu v interiéroch, ale i pre jej homogénnosť a hustotu. Skúšané vzorky boli testované pri konštantných veličinách (čas testovania, vlhkosť a veľkosť vzoriek), ktoré vyplynuli v závislosti od testovacej metódy. Úbytok na hmotnosti testovaných vzoriek a ich následná veľkosť zuhoľnatenia boli zisťované hodnoty. Pri porovnaní výsledkov z neretardovaných a retardovaných vzoriek bukovej dýhy je zrejmé, že neretardovaná buková dýha (priečny i pozdĺžny rez) má oveľa vyššie úbytky na hmotnosti než dýha, na ktorú bol náterom nanesený retardér horenia. Pri porovnaní priečneho a pozdĺžneho rezu sa dá urobiť záver, že úbytok hmotnosti je vyšší pri pozdĺžnom reze ako pri priečnom. To vyplýva z faktu, že pri pozdĺžnom reze sa plameň šíri v smere vlákien a horenie sa tým urýchľuje. Ďalšia hodnota, ktorá bola zisťovaná pri meraní bolo zuhoľnatenie vzoriek. Z nameraných hodnôt a výsledných grafov sa dá usúdiť, že zuhoľnatenie je pri pozdĺžnom reze menšie, ale horenie naopak rýchlejšie. Deje sa tak preto, lebo plameň sa šíri do výšky a je užší. Pri priečnom reze je degradácia dreva zuhoľnatením naopak väčšia, pretože plameň pôsobiaci na vzorku nejde do výšky, ale po vláknach sa šíri do priestoru a tým zuhoľnatie väčšia plocha. Záverom je možné odporučiť sledovanie účinnosti retadérov horenia uvedenými metodikami a to aj v kombinácií s inými látkami. Odporúčame použiť vždy minimálne dve hodnotiace metódy a nespoliehali sa na výsledky iba jednej. Literatúra [1] CONEVA, I., 2001: Fyzikálno-chemické procesy horenia. In: Riešenie krízových situácií v špecifickom prostredí: 6. vedecká konferencia s medzinárodnou účasťou, 13.-14.6.2001 v Žiline, Žilina: Fakulta špeciálneho inžinierstva Žilinskej univerzity, 2001, s.69-74, ISBN: 80-88829-64-X.

Obrázok 6 Porovnanie retardovaná buková dýha - pozdĺžny rez a priečny rez Do grafu na obrázku boli použité údaje zuhoľnatenia len zo strany pôsobenia plameňom. K najväčšiemu zuhoľnateniu došlo pri vzorke priečneho rezu bez retardačnej úpravy. Z grafu sa dá určiť najmenej ohňom zasiahnutá vzorka s retardačnou úpravou a to buková dýha s priečnym rezom. Keďže horenie sa rýchlejšie šíri v smere vlákien ako je vidieť na obrázku , vzorky s pozdĺžnym Ostrava 8. - 9. září 2010

[2] Makovický, Peter, 2004. Procesy horenia a degradácie dreva. In Spravodajca, protipožiarna ochrana a záchranná služba. ISSN 1335-9975. 2004, roč. XXXV, č. 3,s. 9 - 14. [3] STN EN ISO 11925-2: 2004 Skúšky reakcie stavebných výrobkov na oheň. Zápalnosť stavebných výrobkov vystavených pôsobeniu plameňového horenia. Časť 2: Skúška jednoplameňovým zdrojom. [4] Vlastnosti náteru Ohňostop. [online]. [cit. 2010-3-27]. Dostupné na internete: http://www.ohnostop.sk/ohnostop_ sk.htm. [5] www.fireretardants.org/fireretardants.htm (2010-04-13). 191


Odezva konstrukce místnosti při výbuchu soustředěné nálože Response of room structure under explosion of concentrated charge Doc. Ing. Daniel Makovička, DrSc.1 Ing. Daniel Makovička2 ČVUT v Praze, Kloknerův ústav 166 08 Praha 6, Šolínova 7 2 Statika a dynamika konstrukcí 284 00 Kutná Hora, Šultysova 170/8 [email protected], [email protected]

1

Abstrakt Článek je věnován stanovení výbuchového zatížení na obvodovou konstrukci stěn místnosti uvnitř starší zděné budovy. Nálož výbušiny s nástražným systémem je přinesena v kufru do budovy a umístěna v jejím skladu. Pro stanovení zatížení stěn místnosti, působené výbuchem, jsou použity zjednodušené přístupy a jejich výsledky jsou porovnány. Pro dynamický výpočet odezvy prvků konstrukce místnosti byl použit ekvivalentní statický výpočet. Porušení konstrukčních prvků je posuzováno podle úhlu lomu střednice konstrukce a dále podle mezního napěťového stavu v konstrukčních prvcích místnosti. Klíčová slova Stavební konstrukce, účinky výbuchu, výpočet, posuzování. Abstract The paper deals with determination of the explosion load on the structural elements of the room of the older masonry structure. The explosion charge in suitcase remotely controlled by mobile telephone is placed in the left luggage office. For determination of room walls loads, excited by explosion, the simpler approximate procedures are applied and the results are compared. Equivalent static analysis was applied to the dynamic response of the structural elements of the room. The damage caused to these structural elements is weighted on the basis of the angle of fracture of the central axis / surface, and on the basis of the limit stress state of these room structure parts. Key words Building structure, explosion effects, analysis, assessment.

konstrukci, na vlastnostech zatíženého objektu a na parametrech rázové vlny na kontaktu s objektem [1, 2, 7]. Při reálné události je konkrétní průběh působení zatížení také závislý na vírovém obtékání povrchu konstrukce, atmosférickém tlaku, teplotních podmínkách a dalších faktorech [4], které jsou při zjednodušené analýze zpravidla zanedbány. Rovněž parametry výbušiny jsou stanoveny z průměrných hodnot; použité vzorce jsou empirické se středními (pravděpodobnými) hodnotami součinitelů. Takže i výpočty konstrukcí na účinky rázové vlny jsou těmito nepřesnostmi vstupních veličin celého jevu významně zatíženy [1, 8]. Pro časový průběh tlakové vlny ve volném prostoru a následně zatížení konstrukce se nejčastěji používají empirické vzorce, které byly vytvořeny různými autory [9, 10]. Struktura vzorců podle různých autorů je velmi podobná, liší se zpravidla pouze velikostí součinitelů. Podrobnější analýza dostupných vzorců byla publikována [9]. S ohledem na variabilitu těchto součinitelů se nejistota vzorců pohybuje obvykle v rozmezí ± 20 % a případně i více. Spolehlivost jednotlivých vzorců se zlepšuje s rostoucí vzdáleností tlakové vlny od ohniska výbuchu. Pokud tedy použijeme empirické vzorce pro malou nálož v otevřeném prostoru [10], pak přetlak p+ na čele vzdušné rázové vlny a doba jeho trvání τ+ je: _ 1,07 (1) [MPa] pro R ≤ 1 m/kg1/3 p  3  0,1 R _ 0,0932 0,383 1, 275   p  [MPa] pro 1 < R ≤ 15 m/kg1/3 (2) 2 3 R R R

   1,6  103  6 Cw  R

[s]

(3)

pro redukovanou vzdálenost R

3

R Cw

(4)

kde _ R redukovaná odstupová vzdálenost od epicentra výbuchu [m/ kg1/3], R

vzdálenost od epicentra výbuchu [m],

Úvod

Cw ekvivalentní hmotnost nálože [kg TNT].

Při výbuchu relativně malé nálože ve vnitřním prostoru některé z místností objektu dojde k vytvoření tlakové vlny, která zatěžuje vnitřní části konstrukce. Tlakové účinky i malé nálože jsou zpravidla vysoké, takže prvotním důsledkem je rozbití okenních a dveřních konstrukcí a výfuk tlaku do okolních prostor [9]. I přesto při otevření výfukových otvorů je zatížení, které se přenáší do obvodových stěn místnosti, jejího stropu a podlahy značně vysoké a je nutno nejprve odhadnout jeho odpovídající velikost. Ta je závislá na značném množství parametrů, které ovlivňují charakter a velikost zatížení; to je důvod pro použití zjednodušujících předpokladů. Významným zjednodušením, kterému je věnován tento příspěvek, je aproximace reálného tlakového zatížení prvků místnosti vhodně navýšenými parametry výbuchového zatížení ve volném prostoru, případně jejich aproximace na zatížení v polouzavřeném prostoru (po otevření výfukových otvorů).

Výbuchová vlna od ohniska výbuchu se šíří v kulových vlnoplochách. Při pozemním výbuchu je energie výbuchu přibližně dvojnásobná, protože při úplném odrazu od povrchu terénu se tlaková vlna šíří v polokulových vlnoplochách. V důsledku toho se při výbuchu zpravidla do výšky 20 m nad terénem dosazuje za ekvivalentní hmotnost nálože Cw do empirických vzorců jeho dvojnásobná hodnota.

Zatížení stěn místnosti

Při výbuchu v uzavřeném prostoru místností ve stavební konstrukci, při uzavřených odlehčovacích otvorech, dojde vlivem odrazů od povrchu stěn, stropu a podlahy místnosti k navýšení zatížení přibližně o 50 % a doba trvání přetlaku je pak přibližně

Při výbuchu nálože v otevřeném prostoru je tlakové působení rázové vlny na překážku zejména závislé na situování překážky vzhledem k ohnisku výbuchu, na cestě od výbuchu ke 192

Při normálovém (kolmém) dopadu výbuchové vlny na pevnou překážku vzniká odražená vlna s přetlakem odrazu pref, která zatěžuje stavební konstrukci z čelní strany. Přetlak v odražené vlně odpovídá přibližně dvojnásobku přetlaku pro nízké přetlaky p+ přibližně do 5 MPa (až osminásobku [4] pro vysoké přetlaky v řádu několika MPa) v dopadající vlně pro danou vzdálenost R pref   2 p

(5)



dvojnásobná. Výsledné zatížení obvodových konstrukcí a dobu jeho trvání lze přibližně vyjádřit: pload   1,5 · pref  (6) tload   2 

v důsledku odrazů od stěn místnosti se výbuchové špičky vzájemně superponují a jejich obalová křivka přibližně odpovídá vzorcům (6) a (7).

(7)

Podle metody, popsané v [1] je odrazný přetlak pref = pref+ = pfref. Ke stanovení odrazných přetlaků a impulsů v pásmu redukovaných vzdáleností _ R < 2 m.kg-1/3 lze přibližně stanovit jejich hodnoty ze vztahů: a) odrazný přetlak: preff =14,554  R preff =5,76  R

_ [MPa] pro 0,05 < R ≤ 0,5 m/kg1/3 (8)

-1,4587

-2,762

[MPa]

b) odrazný impulz: I reff =0,345  3 Cw  R

-1,857

_ pro 0,5 < R ≤ 5 m/kg1/3 (9)

_ [kPa.s] pro 0,05 < R ≤ 0,5 m/kg1/3 (10)

I reff =0,5823  3 Cw  R -1,0976 [kPa.s]

_ pro 0,5 < R ≤ 5 m/kg-1/3 (11)

Obr. 2 Časový průběh středního tlaku od výbuchu nálože v místnosti 1 ve vzdálenosti 3 m od analyzované stěny [11]

Výpočet přetlaků pro konkrétní místnosti Chování zdiva při výbuchovém zatížení

Pro výpočet přetlaků byly pro srovnání vybrány tři různé místnosti, lišící se svou velikosti:

Zdivo se při dynamickém zatížení od výbuchu chová téměř lineárně pružně až do svého porušení [6]. Důležitou materiálovou veličinou pro výpočet odezvy zdiva na výbuchové zatížení je realistický modul pružnosti E, který lze odhadnout z modulu přetvárnosti Edef, uváděném v normách pro navrhování, na základě experimentálně ověřených zkušeností autorů příspěvku:

místnost 1 (obr. 3): objem 69 m3, výfukové otvory 1,7 m2, plocha stěn, podlahy a stropu 104,9 m2, místnost 2: objem 69 m3, výfukové otvory 1,7 m2, plocha stěn, podlahy a stropu 91,5 m2, místnost 3: objem 255,8 m3, výfukové otvory 24,7 m2, plocha stěn, podlahy a stropu 283,1 m2.

a) pro výpočet dynamické odezvy běžné neporušené konstrukce v blízkosti meze porušení:

Z porovnání výsledků oběma zjednodušenými postupy podle vzorců (1) až (7) versus vzorce (8) až (11) na obr. 1 je zřejmé, že obě metodiky jsou dostatečně přesné pro obvyklou velikost středně velkých a velkých místností a lze je použít pro libovolnou pozici uložení nálože ve vnitřních prostorách místností.

E  0,5 ·Edef

(12)

b) pro výpočet dynamické odezvy konstrukce již dříve porušené viditelnými trhlinami: E  0,1 ·Edef (13) O únosnosti cihelného zdiva rozhoduje podle norem pro navrhování dosažení pevnosti zdiva v tlaku/tahu za ohybu, samozřejmě s jistou bezpečností, danou součiniteli zatížení, kombinace ap. Jestliže dojde k překročení meze únosnosti Rtfd, objeví se v materiálu konstrukce trhlina. Takže pro bezpečnou konstrukci musí platit nejnepříznivější podmínka, a to na základě porovnání napěťového stavu nebo velikosti deformace. Pro kombinaci napětí platí: min  g   expl   – Rtfd nebo po úpravě  expl –  g  Rtfd (14) kde

Obr. 1 Velikost přetlaku pref+ v závislosti na vzdálenosti nálože od posuzované stěny podle vzorců (1) až (7) a pro místnosti 1 až 3 podle vzorců (8) až (11) Výrazně přesnější je modelování místnosti, včetně interakce s prostředím uvnitř místnosti s konkrétním zadáním umístění nálože v programu LS DYNA [12]; výsledky výpočtu převzali autoři od pana doc. B. Janovského z VŠCHT Pardubice [3, 11]. Počítaná stěna v místnosti 1 je rozdělena na 16 polí a v každém tomto poli je spočten a vynesen střední přetlak pro kufřík s výbušinou umístěnou ve středu místnosti. Z tohoto obrázku je zřejmé že


σexpl napětí od účinků tlakové vlny výbuchu, σg

normálové napětí v daném místě (spáře) od vlastní tíhy nadloží.

Při navrhování konstrukcí podle teorie mezních stavů bývá vhodnější uvažovat místo meze únosnosti Rtfd moment na mezi únosnosti, případně i v kombinaci s normálovou silou. Toto napěťové kritérium je nutné doplnit posouzením deformace konstrukce. Zpravidla o skutečné destrukci stěny rozhoduje mezní deformace (posuv nebo pootočení), odpovídající kritickému úhlu natočení střednice konstrukce v důsledku jejího ohybu. Hodnota mezního pootočení ψ na mezi porušení je přibližně v rozmezí 2,3°až 5,7° pro zdivo [6, 8], minimálně 6,5° pro železobeton a minimálně 10,5° pro ocel:

  2 arctg  2y / l 

(15) 193


Z hlediska nejistoty ve zjednodušení působení tlakové vlny od výbuchu, je i toto zjednodušení přijatelné a opodstatněné z hlediska inženýrského odhadu účinků výbuchu. Dynamický součinitel δ je zpravidla odvozen pro ekvivalentní statický výpočet pro soustavu s jedním stupněm volnosti je funkcí vlastní periody dominantního kmitání konstrukce T a doby působení tlakové vlny t+ nebo t- podle toho zda uvažujeme přetlakovou nebo podtlakovou fázi výbuchové vlny. Pro pružně plastickou soustavu je dynamický součinitel δ funkcí poměru doby působení přetlakové fáze rázové vlny tload+ nebo podtlakové fáze na vlastní periodě kmitání konstrukce T(i) = T a na přetvárnosti (duktilitě) konstrukce: y (16) km  m yel

R [m]

pload+ [MPa]

tload+ [s]

Mver [kNm]

Mhor [kNm]

y [mm]

φ [deg]

Zeď 6700×2800×100 1,5

20,530

0,0060

359,5

141,1

7 088,3

157,7

Velmi pravděpodobné

2,5

5,0853

0,0078

115,8

45,4

2 282,4

117,0


Zeď 5430×2800×100 2,0

9,2745

0,0070

187,8

75,8

3 696,6

138,5


5,0

0,8892

0,0110

28,3

11,4

556,8

43,4


Zeď 6700×2800×520 1,0

64,733

0,0050

4 902,3

1 923,5

687,5

52,3


3,0

3,1512

0,0086

408,9

160,4

57,3

4,7

Poškození trhlinami

6,0

0,5847

0,0120

105,3

41,3

14,8

1,2

Není pravděpodobné

kde ym

celkový pružný + plastický průhyb (posunutí) konstrukce,

yel

je pružná část průhybu (posunutí).

Obvykle lze součinitel duktility km pro rázové jevy (velmi rychlé) při ohybovém namáhání konstrukce uvažovat v rozmezí pro zdivo od 3 do 5, pro železobeton, ocel a dřevo od 5 do 10. Pro zatížení rázovou vlnou je velikost dynamického součinitele s uvažováním duktilního chování konstrukce v mezích δ = 1 ~ 2. Posouzení pravděpodobnosti porušení pro konkrétní místnost

Odhad poškození

Pro stanovení nebezpečí porušení byl použit ekvivalentní statický výpočet stěny, zatížené rovnoměrně spojitě zatížením pload+ s délkou jeho působení tload+. V rámci tohoto postupu lze volit charakter okrajových podmínek (podepření stěnodesky). V případě příček byly v případě konkrétní budovy jednotlivé stěnodeskové prvky zjednodušeně uvažovány jako samostatné, kloubově uložené po celém svém obvodu.

Tab. 1 Posouzení zdiva obvodových stěn místnosti 1 (obr. 3)

Natočení

Pro posuzování zdiva stěn a pilířů konstrukce místnosti lze použít odhad zatížení pload+ a délku jeho působení tload+ vypočtených pro možnou vzdálenost R uložení nálože od posuzované stěny, okna, dveří, nebo pilířů meziokenních či vnitřních.

Maximální průhyb

Výpočet porušení stěn posuzovaných místností

Maximální moment vodorovně

je rozpětí konstrukce v kratším směru.

Maximální moment svisle

l

Je pravděpodobné, že pokud dojde k zřícení masivní nosné zdi nebo pilíře (tloušťky 1100 mm) pod tímto stropem, že se stropní konstrukce propadne a dojde i k poškození vyšších podlaží.

Doba působení zatížení

je maximální dosažený průhyb desky (ve středu rozpětí),

Zatížení od výbuchu

y

Vzdálenost nálože od prvku

kde

Zeď 5430×2800×1100 1,0

64,737

0,0050

10 202,0

4 122,0

150,9

12,3

Pravděpodobné

2,0

9,2745

0,0070

2 030,2

820,4

30,0

2,5


4,0

1,5219

0,0098

459,7

185,8

6,8

0,6


Při výpočtu úrovně zatížení pload+ se toto zatížení pohybuje uvnitř místností v řádu MPa nebo stovek kPa podle pozice nálože v místnosti. Při porovnání takto vysokých zatížení s únosností oken a dveří v řádu několika jednotek kPa, je zřejmé, že tyto okenní a dveřní otvory budou výbuchovou vlnou proraženy (zničeny) a umožní výfuk tlaku do okolních prostor (venkovních nebo vnitřních). V tab. 1 jsou uvedeny vypočtené ohybové momenty ve střední části stěnodesky mx a my, maximální průhyb y ve středu stěnodesky a úhel φ natočení střednice stěnodesky. Za mezní úhel ψ při kterém dochází k havárii zdiva stěnodesky (zlomení, vymetení úlomků cihel ap.) byl zvolen úhel 5°. Z tab. 1 je zřejmé, že tenké příčky tloušťky 100 mm budou výbuchem zničeny. Protože výbuchové tlaky výrazně překračují mez únosnosti těchto tenkých příček, budou trosky příček vymeteny do okolních prostor. Tlusté zděné stěny a meziokenní pilíře s tloušťkami od 900 mm výše budou zničeny pouze v případě umístění nálože v jejich blízkosti ve vzdálenostech okolo 1 m. Pro větší vzdálenosti nálože nad 2 m, tyto masivní konstrukce přenesou výbuchové tlaky bez zhroucení a dalších vážných závad. Samozřejmě omítka bude poškozena, ve zdech se projeví trhliny, mohou vypadnout úlomky cihel ap., ale konstrukce se nezřítí.

194

Obr. 3 Půdorys místnosti č. 1



Závěr Na příkladu konkrétní budovy je řešen problém výbuchu a ohrožení bezpečnosti budovy výbuchem teroristické nálože přinesené do budovy v kufru a vybavené systémem pro její iniciaci až po uložení v objektu po odchodu teroristy. Vzhledem k nejistotám ve stanovení všech parametrů výbuchového zatížení je předložena zjednodušená metodika, která dostatečně výstižně umožňuje tyto parametry stanovit a na ně posoudit vlastní stavební konstrukci. Nejistotu ve stanovení parametrů výbuchového zatížení lze stanovit podle výsledků výpočtu pomocí empirických vzorců, odvozených autory pro malé nálože. Odezva konstrukce je posuzována podle výsledků ekvivalentního statického výpočtu, při použití dynamického součinitele pro pružnoplastickou soustavu. Na základě maximálních momentů a průhybů konstrukce je posuzováno ohrožení konstrukce výbuchem. Na příkladu konkrétní místnosti č. 1 je analyzováno její ohrožení i ohrožení celé budovy při možných variantních umístění nálože v blízké či větší vzdálenosti od nosné konstrukce a příček. Poděkování Práce na této problematice vznikla za podpory projektem GAČR: 103/08/0859 „Odezva konstrukci při statických a dynamických zatíženích působených přírodní a lidskou činností“. Autoři si dovolují touto cestou vyslovit grantové agentuře za její podporu svůj dík. Literatura [1] Baker, W.E., Westine, P.S., Cox, P.A., et al.: Explosion hazards and evaluation, Elsevier, Amsterdam 1983. [2] Henrych, J.: Dynamika výbuchu a jeho užití, Academia, Praha 1973.

AutoReaGas simulation. J. Loss Prevention in the Process Industries, 19, pp. 280 – 287, 2006. [4] Koloušek,V. a kol: Stavebné konštrukcie dynamickými účinkami. SVTL, Bratislava 1967.

namáhané

[5] Makovička, D.: Shock Wave Load of Window Glass Plate Structure and Hypothesis of Its Failure. In: Structures Under Shock and Impact ‘98. Computational Mechanics Publications, WIT Press, p. 43-52, Southampton 1998. [6] Makovička, D.: Failure of Masonry Under Impact Load Generated by an Explosion. Acta Polytechnica, Vol. 39, No. 1/1999, p. 63-91. [7] Makovička, D., Makovička, D.: Analýza odezvy budovy zatížené venkovním výbuchem, In: Požární ochrana 2007, VŠB-TU Ostrava, 12.-13.9.2007, Ostrava, 2007, s. 311-321. [8] Makovička, D., Janovský, B.: Příručka protivýbuchové ochrany staveb, Česká technika - nakladatelství ČVUT v Praze, 2008. [9] Makovička, D., Makovička, D.: Odhad účinků zatížení od výbuchu na stavební konstrukci, Spektrum, roč. 9, č. 2/2009, s.31-35. [10] Makovička, D., Makovička, D.: Navrhování stavební konstrukce při zatížení tlakovou vlnou od výbuchu, In: Požární ochrana 2009, VŠB - TU Ostrava, 9.-10.09.2009, Ostrava, 2009, s.323-334. [11] Makovička, D., Makovička, D., Janovský, B., Adamík, V.: Ohrožení konstrukce budovy při výbuchu nálože ve vnitřním prostoru, Stavební obzor 2009, č.9, roč.18 (2009), s. 257-265. [12] LS-DYNA USER´S MANUAL: Nonlinear Dynamic Analysis of Structures, Version 950, Livermore Software Technology Corporation, May 1999.

[3] Janovský, B., Šelešovský, P., Horkel, J., Vejs, L.: Vented confined explosions in Stramberk experimental mine and


39.


MICHAIL ŠENOVSKÝ VILÉM ADAMEC

PRÁVNÍ RÁMEC KRIZOVÉHO MANAGEMENTU MANAGEMENT ZÁCHRANNÝCH PRACÍ

Právní rámec krizového managementu Michail Šenovský, Vilém Adamec, Zdeněk Hanuška Publikace Právní rámec krizového řízení má podtitul Management záchranných prací. Autoři v knize seznamují zejména příslušníky a pracovníky služeb zařazených do Integrovaného záchranného systému s právním rámcem vymezujícím oblast krizového řízení. V publikaci jsou popsány i vzájemné vazby mezi jednotlivými orgány krizového řízení. Závěr publikace je věnován hospodářským opatřením pro krizové stavy.


2. vydání


195


Problematika povodní ve skotském městě Perth The flood problems in the scottish city of Perth Ing. Lenka Maléřová

2. Historie povodní v Perthu

doc. Ing. Vilém Adamec, Ph.D.

Perth, kdysi královské město, se s povodněmi potýká od nepaměti. V roce 1814 byla první datovaná povodeň. Tato povodeň byla zároveň první a zatím největší. Výška hladiny řeky stoupla až na 7 metrů. Bohužel o této povodni nejsou dochované žádné informace.

VŠB - TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, 700 30 Ostrava - Výškovice [email protected], [email protected]

Následující graf č. 1 zachycuje všechny povodně od roku 1814 do roku 1993 od největší výšky hladiny řeky po nejmenší. Do jakých výšek dosahovala povodeň je vyznačeno na mostě (s rokem), pod kterým řeka protéká. [2, 3, 4]

Abstrakt Skotsko patří k zemím, které postihují povodně. Příčinou povodní je nejen rozmanitost povodí, ale i pobřežní charakter území.

Povodně, informování obyvatelstva, protipovodňové prostředky. Abstract Scotland belongs to one of the countries which are affected by floods. It is caused not only by the multiplicity of the river-basins but also by the coastal character of this area. The article deals with the problem of the floods in the Scottish city of Perth and it also includes an overview of the floods and their course in Perth, the means of informing the population and the methods used to prevent floods. Key words

8 7 6 5 4 3 2 1 0 1814 1993 1847 1950 1951 1868 1990 1853 1928 1912 1913 1851 1903 1894 1910 1974 1947 1909 1931 1962 1989

Klíčová slova

Výška hladin řek při povodních v letech 1814 - 1993

Výška hladiny (m)

Příspěvek zachycuje problematiku povodní ve skotském městě Perth. Součástí článku jsou historické údaje povodní v městě Pert a jejich průběh, prostředky pro informování obyvatelstva a protipovodňové prostředky využívající k prevenci před tímto živlem.

Rok

Graf č. 1 Výška hladin řek při povodních v letech 1814 - 1993 3. Řádící povodně v roce 1993

Flood, informing the population about flood, flood control. 1. Úvod Perth je skotské město, s počtem 43 500 obyvatel, ležící na řece Tay (obr. č. 1). Řeka Tay je nejdelší řekou ve Skotsku. Protéká územím jihovýchodní části Highlands od jezera Loch Tay, kde začíná svou pouť, až k pobřeží Severního moře na východě země. Průměrný průtok vody je 170 tisíc litrů za sekundu a délka toku je 193 km. S výskytem řeky souvisí i povodně, které způsobují občanům, podnikům a městu značné škody. Na základě historických událostí tykajících se povodní, jsou dotyční schopni s tímto živlem bojovat. Město díky institucím, které mají před, během a po povodni plnit určité povinnosti. Občané a podniky jim čelí za pomocí vhodného protipovodňového systému. [2, 3, 4].

Z grafu č. 1 je na první pohled patrné, že největší povodeň byla v roce 1814. Jak již bylo zmíněno výše, informace o této povodni nejsou písemně podloženy. Proto byla vybrána druhá největší povodeň za vymezené (1814 - 1993) časové období. Jedná se o povodeň ze dne 17. ledna 1993, se kterou je spjato hodně faktů a informací. Povodňovou událost je možno rozebrat na situaci: před, při a po povodni. [3,4] 3.1 Situace před povodní Od pondělí 11. - 13. ledna bylo povodí řeky Tay vystaveno sněhové bouři. V následujících dnech nastala obleva. Sníh začal tát a přes noc (15. ledna) napadlo až 60 mm srážek. Teplotní vzestup způsobil další tání sněhu. Nastalo postupné zaplavování blízkých vesnic u řek Earn a Ruthven Water (historický monument). V průběhu dalšího dne teplota neklesla a napadly další srážky. Zemědělská půda níže položená byla zaplavena a taktéž 30 malých komunit bylo odříznuto. Nejvíce byl ohrožen most na řece Earn a oblasti Crieff, Comrie, Auchterarder, Milnathort, Blairgowrie a Pitlochry. 3.2 Situace při povodni Na základě zvýšení teploty a zaplavení území (vyjmenováno výše) povodeň v městě Perth vyvrcholila v neděli 17. ledna, kdy povodňové brány v severním Muirton byly na 3 místech porušeny a domy v těchto místech byly cca do výše 183 cm zaplaveny. Proběhla evakuace cca 1500 obyvatel za pomocí hasičů, policie a vojáků do blízké střední školy.

Obrázek č. 1 Perth [6]

196

Následující den (18. 1.) výška hladiny vody klesla o 55 %. Policie zjišťovala rozsah škod na majetku. Zajistilo se dočasné ubytování pro rodiny, které se nemohly vrátit do svých domovů. V pondělí 19. ledna byli přivoláni zaměstnanci Asociace britských Ostrava 8. - 9. září 2010


pojistitelů, kteří se setkali s jednotlivými obyvateli a sepisovali počet škod pro následné finanční vyrovnání. Návštěva pojistitelů trvala denně až do 3. března téhož roku. Po 19. lednu následující dny nastal úklid a čištění domů a likvidační práce prováděné hasiči a pomocnými silami. Tyto práce trvaly do 30. ledna téhož roku. Obyvatelé se postupně vraceli do svých domů. Občané, kteří měli své příbytky v devastovaném stavu, zůstali nadále bydlet v náhradním ubytování (hotely, karavany atd.).

• poskytovala informace obyvatelům prostřednictvím nepřetržité telefonní linky • zřídila kontrolní místnost při evidenci obyvatel V rámci povodní figurují i jiné instituce, které se podílely svými povinnostmi na ochraně před, během a po povodních. Tyto instituce a jejich povinnosti byly rozebrány v článku [1]. Asociace britských pojistitelů • poskytuje pojištění obyvatelům v době, kdy povodně nehrozí

Do procesu poskytování pomoci byla zapojena řada institucí. Tyto instituce nabízely pomoc občanům a organizací při a po povodních.

• vybírali a zpracovávali žádosti týkající se úhrady škod vzniklé při povodních (např. k 3. 3. 1993 bylo podáno 450 žádostí na úhradu škod povodní)

Následující přehled uvádí činnosti institucí, které byly přítomné při povodních v lednu1993[4] :

Obyvatelé, kteří museli opustit své domovy a nemohli se vrátit, byli ubytovaní na střední škole. Nájemníkům, kteří se nemohli vrátit do svých příbytků z důvodu značných škod, bylo odpuštěno nájemné. Do té doby, než se domy vrátily do původního stavu a byly obyvatelné. [4, 5]

Výbor pro obnovu • prováděl čištění obydlí a míst zasažených povodní • zajišťoval monitoring zničeného území

Armáda

Důležitou roli v ochraně obyvatelstva při povodních hrají prostředky varování. Ty informují ohrožené obyvatelstvo o tom, jak se vypořádat s tímto živlem. Tyto prostředky byly využity v rámci povodní 17. 1. 1993. Mezi nabízené prostředky můžeme zařadit:

• poskytovala 24hodinnovou pracovní sílu a vybavení

• „Floodline“ ,

• její aktivity byly rozděleny do 5 skupin:

• povodňové varovací kódy,

• odpovídal na dotazy občanů související s povodní (viz monitoring)

1. dobrovolníci plnili pytle s pískem, stěhovali obyvatelé ze zatopených domů, spolupracovali s policií

• povodňové mapy,

2. odčerpávala vodu z ulic, domů, sklepů

• „Flood news“ (povodňové noviny)

3. dopravu zajišťovala nákladními vozy pro zajištění potravy a převozu do nemocnic či na evakuační místa

„Floodline“

4. dopravu prováděla loděmi v rámci spolupráce s nákladními vozy pro evakuaci obyvatel 5. zajišťovala dodávku energie (agregáty) Královské loďstvo • zajišťovalo dodávky zásob • poskytovalo služby, servis a vybavení (např. pumpy)

• protipovodňová zařízení (brány)

Floodline je veřejné služba nabízející občanům aktuální povodňové výstrahy a varování. Jedná se o specializovanou 24-hodinovou nepřetržitou telefonní službu. Na lince se občan může dozvědět o hladinách sledovaných řek, dešťových srážkách, informace o přílivu a předpovědi počasí. Součástí nabídky linky je i rada co dělat před, během a po povodni. [1] Povodňové varovací kódy

• zaměstnanci byli fyzicky zúčastněni povodní

Pro varování obyvatelstva před povodněmi slouží čtyři snadno rozpoznatelné kódy. Ty mají grafickou podobu se slovním popisem, tzv. upozornění. Kódy tedy pomáhají se občanům připravit na povodně a náležitě o průběhu povodně je informovat. Více informací o těchto varovacích kódech je uvedeno v článku [1].

• zajišťoval a obstarával komunikaci (telefon, fax rádio)

Povodňové mapy

Obecní úřad Pert & Kinross

Webová verze povodňových map je služba, kterou mohou využít občané. Jedná se o zobrazení oblasti, které mohou být postiženy povodněmi z řek nebo moře. Občan tedy může vidět, zda místo jeho bydliště je ohroženo povodní. Povodňové mapy jsou pravidelně aktualizovány na základě veškerých povodňových informací (např. informace z nedávných povodní). [1]

• provádělo odčerpání vody Útvar regionálního nouzového plánování • odpovídal za usměrňování a koordinování výdeje zásob

Obecní úřad Pert & Kinross • v rámci povodní plnila povinnost tato oddělení: 1. Ubytovací oddělení zahrnovalo tyto týmy: - Technický tým - zajišťoval technickou rezervu po povodních, dohlížel na zapojení elektřiny a plynu - Ubytovací tým - zajišťoval nalezení dočasného ubytování pro až 430 postižených rodin (např. karavany), regulovalo nájemné 2. Oddělení řízení pracovní pomoci - zajišťovalo přísun pracovní pomoci při povodních, hledání dodavatelů poskytující náhradní rezervní zdroje elektřiny (až na 24 hodin) 3. Oddělení sociální práce - řídilo rozdělení pohotovostních zásob, poskytovaly poradenství občanům, pomoc občanům s pohybem ven a dovnitř jejich domovů 4. Stavební oddělení zahrnovalo: - Smluvní řídící tým - dohlížel na kontrolu domů a jejich obnovu (psali z toho zprávy), zapisovali počet škod Policie • poskytovala pomoc motoristům, kteří uvízli (sníh, silný vítr)


Protipovodňová zařízení (brány) Mezi protipovodňová opatření chránící před povodněmi patří brány. Jsou nainstalovány podél řeky, ale i v místech, které mohou být ohroženy povodněmi (např. v parcích, aby se voda nedostala do městské části). [1] Brány jsou různých rozměrů (dle umístění) a rozdílného vzhledu, viz obrázky č. 2, 3, 4, 5.[5] „Floods news“ „Floods news“ (povodňové noviny) informují obyvatelé o průběhu povodně. Nabízejí zhodnocení situace po povodních. Popisují události, které předcházely povodni, její příčinu a rozepisují situaci do jednotlivých dnů. Součástí novin je také zhodnocení události, škody způsobené povodní a postřehy do budoucna, týkající se protipovodňových opatření. Tyto noviny vyšly po povodni 17. ledna 1993 (jedny týden po povodni, další sesumarizovaly fakta o povodni). [3, 4]

197


• zdokonalit evakuaci obyvatel z postižených míst povodní • zajistit efektivnější síť pro šíření povodňových varování pro území Perth • pověřit více vyšetřovatelů pro zhodnocení škod • obnovit protipovodňové brány • zapojit jednotky do přípravy v rámci nouzového plánování (fyzicky se účastnit na setkání při použití preventivních protipovodňových opatření) • v rámci nouzového plánování oslovit možné fyzické a právnické osoby, které mají možnost poskytnout volné prostory (např. pro evakuované) • aktualizovat nouzový plán Obrázek č. 2 Brána podél řeky

Po povodních proběhlo číselné shrnutí, které zjišťovalo množství vody, materiální a finanční škody způsobené povodní atd. Z šetření byly zjištěny tyto číselné údaje [3] : • tok řeky na samém vrcholu propouštěl až 114 milionu litrů vody za den • 36,4 milionu litrů vody bylo zachyceno • bylo vydáno a použito 75 tisíc pytlů písku • odhadované škody na zemědělské půdě byly 12 milionu £ • další škody byly odhadnuty na 5 milionu £ • bylo zničeno přes 1 529 domů, z toho 1 234 v North Muirtonu • opravy dvou kolejí na mostu v Pertshire (mezi Perthem a Glasgowem) byly odhadnuty na 1 milionu £

Obrázek č. 3 Brána podél řeky

• tisíce liber škod bylo způsobeno na rybách, které byly vyplaveny v době povodní Závěr Město Perth se s povodněmi potýká od nepaměti. První datovanou událostí byla povodeň v roce 1814. Druhá největší povodeň byla zaznamenána v roce 1993. K této povodni je mnoho podkladů, které následně sloužily k upravení starých a provedení nových protipovodňových opatření. Preventivní protipovodňová opatření je možno rozdělit na prostředky pro ochranu obyvatelstva a technické prostředky. Pro obyvatele slouží linka Floodline, varovací kódy, zpravodajské noviny a povodňové mapy, které pomohou občanu před, během a po povodních. K technickým opatřením pak lze zařadit protipovodňové brány. Důležitým článkem při povodních jsou i instituce, které svou pomocí či kompetencí pomáhají občanům při a po povodních.

Obrázek č. 4 Brána obytné zóně

Příspěvek shrnul historická fakta o povodních v městě Perth. Nastínění této problematiky vedlo poukázat, jaké protipovodňové prostředky používá Skotsko. Zároveň tak nabídnout zamyšlení zda tyto protipovodňové prostředky nezavést v České republice. Literatura [1] Maléřová, L., Adamec, V.: Povodně ve Skotsku, Sborník Mezinárodní konference Krizového managementu, Brno 2010, ISBN: 978-80-7231-728-8. [2] Historické podklady města Perth, Perthská knihovna, Perth. [3] Povodňové zpravodajství, Víkend po katastrofě, Kinross District Council, číslo 5, Perth 1993.

Pert and

[4] Povodňové zpravodajství, Situace po povodni, Pert and Kinross District Council, číslo 6, Perth 1993. [5] Vlastní fotodokumentace. Obrázek č. 5 Brána v parku 3.3 Situace po povodni Plánování opatření dopředu pro obdobnou situaci jako byly povodně, je velmi obtížné. Na základě získaných informací a zkušeností z povodně z roku 1993 v Perthu byla navrhnuta tato preventivní opatření [4]: 198

[6] Mapa Skotska, [online] [14. 6. 2010] http://www.scotlandinverness.co.uk/scotlandmap.jpg. [7] Koleňák, I., Tilcerová, E.: Mimořádné události a informování obyvatelstva, In Ochrana obyvatelstva 2009, Mezinárodní konference, Ostrava 2009, ISBN: 978 - 80 - 7385 - 059 - 3.



Stanovenie hasiacej účinnosti FE 36 CUP BURNER testom princíp hasenia plynnej halónovej hasiacej látky Determination of extinguishing effect of FE 36 by CUP BURNER test - the principle of fire extinquishing of halon doc. Ing. Iveta Marková, PhD.

Halogén deriváty uhľovodíka majú všeobecný vzorec R - X. Kovalentná väzba medzi C a X (halogénom) má polárny charakter vzhľadom k väčšej elektronegativite halogénov v porovnaní s vodíkom (KAČÍK et al, 2005).

Technická univerzita vo Zvolene, Drevárska fakulta T.G.Masaryka 24, 960 53 Zvolen, Slovenská republika [email protected]

Princíp hasenia plynnej halónovej hasiacej látky Abstrakt Plynná halónová hasiaca látka FE 36 je moderný hasiaci prostriedok, ktorý v prípade likvidácie požiaru nespôsobuje sekundárne škody na hasenom objekte. Uvedená vlastnosť hasiacej látky je požadovaná hlavne pri chránení drahých technologických celkov. Výrobca FE 36 deklaruje výbornú hasiacu účinnosť, čo je, pri výpočte potreby hasiacej látky, veľmi dobrý ekonomický aspekt. Úlohou príspevku je overenie deklarovanej hasiacej účinnosti na referenčnej horľavej látke heptán. Testovanie hasiacej účinnosti FE 36 je vykonané laboratórnym testom, metódou cup burner test. Kľúčové slová FE 36, hasiaca koncentrácia, heptán. Abstract Gaseous halon extinguishing agent FE 36 is a modern firefighting agent that in the event of extinguishing do not cause secondary damage to the objects. This property of extinguishing agent is required to protect technological units. Manufacturer FE 36 declares an excellent extinguishing force, which is very good economical aspect if an amount of extinguishing agent is calculating. The goal of contribution is to verify extinguishing force declared by manufacturer and test of extinguishing force for selected other flammable substances. Test of extinguishing force of FE 36 is carried out by laboratory method, called cup burner test. Key words FE 36, extinguishing effect, hepthane. Úvod Hasenie je prerušenie procesu horenia. Všeobecne používané hasiace látky, pre účely hasenia požiaru sú: voda, hasiace látky na báze vody, hasiace prášky, plynné hasiace látky s fyzikálnym princípom hasenia, plynné hasiace látky s chemickým princípom hasenia (Orlíková - Štroch, 2002, Marková, 2008). Plynné hasiace látky s chemickým princípom hasenia sú plyny, ktoré z chemického hľadiska predstavujú halogén derivát uhľovodíka. V podstate je to zlúčenina uhlíka s vodíkom, kde sú atómy vodíka čiastočne alebo úplne nahradené halogénom. Halogénové atómy, využívané pre účely prípravy halogenderivátov (tab. 1) sú fluór (F), chlór (Cl) a bróm (Br) (Balog, 2004). Tab. 1 Základné informácie o atómoch používaných v halónových hasiacich látkach (KAČÍK - GEFFERT- KAČÍKOVÁ, 2005) Ar

Elektrónová konfigurácia

Teplota topenia [°C]

Teplota varu [°C]

Elektronegativita

F

19

2s22p5

-219,6

-187,5

4,0

Cl

35,45

3s 3p

-101,0

-34,1

3,0

Br

79,90

4s24p5

-7,3

+58,8

2,8

2


5

Plynná halónová hasiaca látka sa správa ako antikatalyzátor (inhibítor), teda vlastne ako spomaľovač chemickej reakcie. Halogén uhľovodíkový plyn sa vplyvom tepla začne štiepiť na halogénové radikály, ktoré reagujú s radikálmi horenia, za vzniku energeticky chudobnejších radikálov ako CHBr2+ , CH2Br+ a podobne a tepelne stále produkty ako HF, HBr, HCl čím sa zároveň znižuje tvorba OH+ a CH3+. Podmienkou hasenia je vlastne to, že halogénové radikály majú vyššiu reakčnú rýchlosť ako radikály vytvorené horením. Tento princíp hasenia sa nazýva antikatalycký, respektíve o hasiacej látke hovoríme, že má antikatalycký efekt (Mózer- Marková, 2008). Pri hodnotení plynnej halónovej hasiacej látke je anti -katalytický efekt primárny, ale nie jediný. Hasiaca látka má vlastnú hodnotu tepelnej kapacity, takže môžeme predpokladať aj uplatnenie ochladzovacieho efektu a produkty samozrejme vytláčajú z priestoru kyslík a teda dochádza aj k dusiacemu (zrieďovaciemu) efektu. Práve Mózer (2009) sledoval vplyv tepelnej kapacity vybraných plynných hasiacich látok na konečný hasiaci efekt. Halónová hasiaca látka hasí plameň takmer okamžite, čiže je vhodná na hasenie homogenného horenia, požiarov horľavých kvapalín (trieda požiaru B) a horľavých plynov (trieda požiaru C). Nakoľko je jej chladiaci efekt minoritný, nie je veľmi vhodná pre pevné horľavé látky, kde dochádza k pyrolýze (požiar triedy A). Pevné látky sú totiž schopné naakumulovať množstvo tepla, ktoré aj po uhasení plameňa môže pevnú horľavú látku opätovne iniciovať a zahájiť novú reťazovú reakciu. Halónový plyn nie je vhodný na hasenie látok, ktoré horia bezplameňovo. Hasiaca účinnosť sa hodnotí parametrom MEC - minimal exinquishinf concentration - minimálna hasiaca koncentrácia príslušného hasiaceho plynu potrebného na uhasenie plameňového horenia. V minulosti sa niektorí výrobcovia pokúšali vyvinúť hasiacu látku na báze halónov, určenú primárne pre pevné horľavé látky. Napríklad Pyrogel, čo je v podstate hybrid hasiaceho prášku a halónového plynu CHF2Br (FM 100). Pri hasení má táto látka formu emulzie, ktorá priľne na hasenú látku. So zákazom výroby plynu FM 100, však došlo aj k ukončeniu výroby pyrogelu a z moderných takzvaných čistých halónových plynných hasiacich látok, doposiaľ nikto nevyvinul podobný hybrid. Halóny a halónové alternatívy používané pred FE 36 mali veľmi nepriaznivý vplyv hlavne na ozón. Je všeobecne známe, že ozónová vrstva nás chráni pred nebezpečným ultrafialovým žiarením, hlavne pred typom UV - B. Práve kvôli vysokému významu ozónu sa pre dané látky zaviedol koeficient - ODP (ozone depletion potential), ktorý charakterizuje schopnosť látky odbúrať ozón. Ako referenčná látka sa zvolila trichlórfluórmetán, ktorá má ODP = 1. Nevýhodou plynných halónových hasiacich látok s výborným hasiacim účinkom je ich výrazný vplyv na ozón (Orlíková-Štroch, 2002, Balog, 2004).

199


A práve toto bola príčina postupného zákazu látok, ktoré boli zároveň aj kvalitnými hasiacimi látkami. Dva najvýznamnejšie dokumenty prijaté medzinárodným spoločenstvom na zákaz, alebo obmedzenie látok porušujúcich ozónovú vrstvu Zeme boli: Viedenský dohovor o ochrane ozónovej vrstvy prijatý 22.3.1985, u nás 28.5.1993 a Montreálsky protokol o látkach, ktoré porušujú ozónovú vrstvu prijatý 16.5.1987, u nás 28.5.1993 (MarkováSlosiarik, 1999).

zariadenie a zariadenia nachádzajúce sa v dosahu látky, hoci nie sú priamo zasiahnuté požiarom. Preto DuPont vykonal rozsiahle testy na kompatibilitu FE 36 s najbežnejšími kovmi, plastickými a elastickými materiálmi, kde dokazuje vhodnosť aplikácie FE 36 na uvedené materiály (http://www2.dupont.com/FE/en_US/assets/downloads/pdf/h62428.pdf).

Tab. 3 Informácie pre poskytnutie prvej pomoci, toxikologické a envirotoxikologické informácie FE 36 Výrobcovia moderných plynných hasiacich látok, nazvali novšie hasiace látky vdýchnutie vysoko kontakt s kožou kontakt s očami prehltnutie „halónová alternatíva“. koncentrovaného Uvedené pomenovanie je dosť FE 36 nešťastné. Pri predstave slova Postihnutého Umyť zasiahnuté Bezodkladne Nie je alternatíva sa vynorí jasná bezodkladne dopraviť miesto s vlažnou (nie vyplachovať oči predpokladané. definícia - náhrada činnosti, na čerstvý vzduch a horúcou) vodou. Ak veľkým množstvom materiálu, spôsobu s rovnakými snažiť sa ho udržať sa objavia omrzliny, vody po dobu Poskytnutie prvej alebo veľmi podobnými v pokoji. V prípade, vyhľadať lekársku minimálne 15 minút pomoci že postihnutý pomoc. a privolať zdravotnú vlastnosťami. Ak v deriváte nedýcha, zahájiť pomoc. uhľovodíka nahradím chlór umelé dýchanie a fluórom, stále to je halogén privolať zdravotnú derivát uhľovodíka a nie pomoc. V prípade, alternatívna látka. V tomto že má postihnutý zmysle podozrievam výrobcov problémy s dýchaním, podobných látok, že sa nasadiť čistý kyslík. jedná skôr o enviromentálny Táto látka spôsobuje náchylnosť srdca k aritmii. Adrenalín a látky s podobným účinkom Odkaz pre rýchlu marketingový ťah. Je mi však by mali byť vylúčené pri podávaní prvej pomoci a pri ďalšom liečení treba k ich použitiu zdravotnú pomoc. jasné, že spojenie halónová pristupovať s veľkou opatrnosťou. alternatíva, znie omnoho Krysy inhalácia: Psy inhalácia: ekologickejšie, ako zaužívaný 4 hodiny LC 50: 457 000 ppm Jednorázová Psy boli vystavené expozícii od 50 000 do názov halón, hoci by výrobca Toxikologické 250 000 ppm. Príznaky sa objavili pri expozícia zapríčinila narkotické a akokoľvek deklaroval jeho informácie: Údaje 150 000 ppm kardiosenzitívne účinky. Potenciálne môže enviromentálne vlastnosti. na zvieratách. spôsobiť fatálne narušenie srdcového rytmu a precitlivelosť na epinefrín.

Hasiaca látka FE 36 FE 36 je typ plynnej hasiacej látky, ktorá nahradila halón Envirotoxikologické informácie 1211 v hasiacich prístrojoch a hasiacich systémoch. Hasiacu látku vyvinula a vyrába firma DUPONT so sídlom v USA (tab. 2).

K vývinu tejto hasiacej látky viedol prirodzený proces v oblasti environmentálnej bezpečnosti, teda vyvinutie halogénu, ktorého ODP sa rovná 0. Tab. 2 Konkrétne informácie o FE 36 Obchodný názov

FE 36

Názov produktu

HFC - 236 fa

Chemický názov

1,1,1,3,3,3 hexafluórpropán

Chemický vzorec

CF3CH2CF3

CAS (v zmysle zákona 163/2001 Z.z)

690-39-1

ELINCS: EC

425-320-1

Molekulová hmotnosť

152,04

GWP

6,3

AL

209 rokov

NOAEL

10 %

LOAEL

15 %

Bod varu

1,4 °C

Výparné teplo v bode varu

160 kJ.kg-1

Hasiaca koncentrácia (heptán)

6,4 %

NOAEL = 20 000 ppm

96 hodín LC 50 - zebrafish: 292 mg.l-1 Toxicita vo vode

96 hodín LC 50 - sladkovodné riasy: 186 mg.l-1 48 hodín LC 50 - dafnia magna: 299 mg.l-1

Inhalácia vysokej koncentrácie FE 36, ktorá by sa mohla vytvoriť pri zneužití látky, alebo pri neopatrnej manipulácii s látkou, môže mať negatívny účinok na centrálny nervový systém a kardiosystém človeka. Vysoká koncentrácia FE 36 môže spôsobiť nevoľnosť, bolesti hlavy a zmätenosť. V extrémnych prípadoch môže spôsobiť citlivosť srdca na epinefrín a smrť bez predchádzajúcich príznakov. FE 36 môže spôsobiť omrzliny, ak sa pokožka dostane do kontaktu s kvapalným FE 36, alebo jeho výparmi (tab. 3). Užitie (prehltnutie) látky, nie je pravdepodobná cesta expozície (http:// www2.dupont.com/FE/en_US/assets/-downloads/pdf/h77974.pdf). Pri styku FE 36 s ohňom sa vo zvýšenej miere tvorí fluorovodík, čo bolo citeľné aj pri laboratórnom teste. Metóda a materiál Na overenie deklarovanej hasiacej účinnosti sa použije ako palivo horľavá kvapalina n - heptán. Na testovanie hasiacej účinnosti ďalších horľavých látok sa ako palivo použije základná rada alkoholov. Overenie a ďalšie testovanie hasiacej účinnosti FE 36 sa vykoná laboratórnou metódou cup - burner a následným prepočtom objemovej hasiacej molovej koncentrácie na skutočnú molovú hasiacu koncentráciu (Mózer, 2009).

Snahou každého výrobcu hasiacej látky by mal byť vývoj takej hasiacej látky, ktorá by nemala negatívny vplyv na hasené 200



Legenda:

Schéma testovacieho zariadenia je na obr. 1.

Prietok Qphm v kubických stopách za hodinu sa konvertuje na litre za minútu Qphm . 0,47195,

5 4

2 3

PC

prietokomer plynu

horľavá látka

1 1

vzduch

has. látka

Obr. 1 Bloková schéma testovacieho zariadenia cup - burner 1 snímače teploty, 2 difúzor, 3 prívodná trubica horľavej kvapaliny, 4 hrnčekový horák (cup burner), 5 valec z ohňovzdorného skla

Pphm

tlak privádzanej hasiacej látky približne zhodný s atmosférickým tlakom,

PS

atmosférický tlak vzduchu,

Tphm

teplota privádzanej hasiacej látky,

TS

teplota okolia,

MS

relatívna molekulová hmotnosť vzduchu,

Mphm

relatívna molekulová hmotnosť hasiacej látky,

Pre účely vyhodnotenia testu sa využívajú dva programy. Špeciálny program pre tepelné snímače, ktorý v reálnom čase ukazuje teplotu prúdiaceho vzduchu aj hasiacej látky. Druhý program je vytvorený v Microsoft office excel a v podstate počíta tri veličiny a to reálny objemový prietok vzduchu, reálny objemový prietok hasiacej látky a koncentrácie hasiacej látky (objemovú percentuálnu a molárnu percentuálnu). Algoritmus testovacieho softvéru pre vzduch je znázornený na obr. 2. a algoritmus softvéru pre hasiacu látku na obr. 3. Rovnica:

Funkcia Vzduch sa zo zdroja stlačeného vzduchu, cez tlakový redukčný ventil privedie na vstup do prietokomera. Plynná hasiaca látka sa zo zdroja (tlaková nádoba) cez tlakový redukčný ventil privedie na vstup do prietokomera. Pri vstupe do prietokomera je tak vo vetve vzduchu, ako aj vo vetve hasiacej látky umiestnený snímač teploty. Oba snímače sú vyvedené do počítača, ktorý obsahuje softvér pre meranie teploty. Následne vzduch i hasiaca látka prúdi cez prietokomer, každý plyn po svojej vetve. Prúdenie, respektíve prietok, možno v prietokomeri regulovať od 0 do 100 kubických stôp (americká jednotka, pretože vychádzame z americkej normy) za hodinu pre každý plyn zvlášť. Regulované množstvá plynov potom prúdia do difúzora. Difúzor je naplnený sklenenými guličkami o priemere 3 mm. Difúzor vlastne zabezpečí, aby dva samostatne vstupujúce plyny, odchádzali ako zmes. Zmes hasiacej látky a vzduchu v regulovanom prietoku prúdi do skleneného valca, vyrobeného z ohňovzdorného skla, pričom obteká prívodnú trubicu horľavej kvapaliny a hrnčekový horák (cup burner), ktorý je umiestnený približne v jednej tretine valca.

Q phm  Q phm 0

Pphm  TS  M S PS  Tphm  M phm

Je v podstate konfiguráciou nameraného prietoku v závislosti na teplote a tlaku. c phm 

Qair 

Q

Q phm phm

 Qair 

 100

Qair  hustair MS

obj. %

1  mol.min 

c phm  Q phm 

Q phm  hust phm M phm

Q

Q phm phm

 Qair 

 100

obj. %

 mol.min -1 

Obr. 3 Algoritmus softvéru pre výpočet koncentrácií Legenda:

Qair v kubických stopách za minutu

Cphm

Konvertovanie

Qair0 [l/min]

objemová alebo molárna koncentrácia,

Qair

vo vzorci - konfigurovaný prietok vzduchu,

Qphm

vo vzorci - konfigurovaný prietok hasiacej látky,

Qair

výsledné v mol.min-1 - molárny prietok vzduchu,

Qphm

výsledné v mol.min-1 - molárny prietok hasiacej látky,

MS

relatívna molekulová hmotnosť vzduchu,

Mphm

relatívna molekulová hmotnosť hasiacej látky,

hustair = ρ - hustota vzduchu pri 20 °C, hustphm = ρ - hustota pár hasiacej látky pri 20 °C. teplota T [K]

Tlak vzduchu pair [kPa]

Obr. 2 Algoritmus softvéru pre vzduch


Ö

Qair = Qair0

Pair . Ts PS . T0

Pri výpočte látkového množstva n, vychádza program zo vzorca n = m/Mm. Celkovú hmotnosť však nepoznáme a preto ju program ráta vzorcom pre hmotnosť a teda m = V . ρ. Objem vzduchu i hasiacej látky je daný prietokom. Keďže testovanie prebieha pri atmosférickom tlaku a izbovej teplote, pre zjednodušenie program používa štandardnú hustotu vzduchu 1,2 kg.m-3. Hustota hasiacej látky sa do programu zadáva. Výrobca udáva hustotu pár pri 20 °C a tlaku 1 atm (teda približne 100 kPa, čo sa rovná približne atmosférickému tlaku) 6,5 kg.m-3. Pri testovaní sa hodnoty tlaku a teploty pohybujú len minimálne a preto sa hodnoty hustôt zadávajú do programu ako konštanty.

201


Literatúra

Výsledok overenia hasiacej účinnosti FE 36 (MEC) pri hasení heptánu

[1] Balog, K.: Hasiace látky a jejich technológie. I. vydanie. EDICE SPBI SPEKTRUM 37. 2004: Ostrava, 171 s. ISBN: 80-86634-49-3.

V tab. 4 sú uvedené merania pre sledovanie hasiacej účinnosti plynnej hasiacej látky FE 36 pre štandardné palivo n-heptán. Je nutné upozorniť na opakovateľnosť meraní a spriemerovanie výsledku a udanie smerodajnej odchýlky. Výsledky sú spracované podľa algoritmu uvedeného na obr. 2.

[2] Kačík, F. - Geffert, A.- Kačíková, D., 2005: Chémia. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene, 2005. 386 s. ISBN: 80-2281392-3. [3] Marková, I. 2008: Hasiace látky - možnosti a spôsoby ich testovania. Monografia vydaná pri príležitosti konania Firemného dňa „Hasiace látky a protipožiarne zariadenia“. Zvolen: 1. vyd. Bratia Sabovci 2008, s. 45 - 110. ISBN: 978-80-89241-18-7.

Tab. 4 Meracia tabuľka softvéru pre výpočet objemovej koncentrácie FE 36 (MEC) pre hasenie plameňa n-heptánu FE 36

heptán

Qair,o

Qair,o

t

Tair

pair

Qair

Qphm,o

Qphm,o

t

Tphm

pphn

Mphm

Qphm

cphm

SFCH

l.min-1

°C

K

kPa

l.min-1

SFCH

l.min-1

°C

K

kPa

-

l.min-1

obj%

1.

86

40,5877

21,3

294,45

101,353

40,567018

14

6,6073

22,3

295,45

101,353

152,04

2,877807714

6,624051639

2.

86

40,5877

20,84

293,99

101,353

40,598743

14

6,6073

21,4

294,55

101,353

152,04

2,882200944

6,62865309

3.

86

40,5877

20,63

293,78

101,353

40,613251

14

6,6073

20,46

293,61

101,353

152,04

2,886810977

6,636337625

4.

85

40,11575

20,45

293,6

101,353

40,153307

14

6,6073

19,73

292,88

101,353

152,04

2,89040641

6,715048949

5.

86

40,5877

20,55

293,7

101,353

40,618782

14

6,6073

19,27

292,42

101,353

152,04

2,892678936

6,64808509

č.

6,650435279

Výsledná priemerná objemová koncentrácia je 6,7 % ± 0,0167. Pre účely overenia výslednej hodnoty je prezentovaný systém evidencie výsledkov podľa algoritmu na obr. 3, výsledky sú spracované v tab. 5., kde priemerná molárna koncentrácia po zaokrúhlení bola stanovená na hodnotu 6,7 % ± 0,009. Tab. 5 Meracia tabuľka softvéru pre výpočet molárnej hasiacej koncentrácie pre n-heptán Qair

Qphm

cphm

mol.min-1

mol.min-1

mol %

1,738586501

0,124010793

6,657949806

1,739946135

0,124200106

6,662573124

1,740567898

0,124398763

6,670294173

1,720856005

0,124553697

6,749379129

1,740804936

0,124651625

6,682097445 6,684458735

Uvedená hodnota je v intervale, ktorý prezentuje výrobca 6 - 10 obj. % a ďalší odborníci (Orlíková-Štroch, 2002, Balog, 2004, Marková, 2008). Zároveň sa duplicitne získala rovnaká hodnota dvoma samostatnými spôsobmi výpočtov, čím sa potvrdil experimentálny výsledok. SENECAL et al. (2008) použil palivo n-heptán na štandardizáciu testovacieho zariadenia cup-burner. Získalé výsledky MEC pre hasiaci plyn dusík a HFC-227ea (kedysi pod patentovým názvom FM200). Záver Je dôležité upozorniť, že FE 36 sa vo všeobecnosti používa v malých množstvách, naše výsledky dokumentujú minimálne hasiace množstvo 6,7 obj. % pre n-heptán. Reklamné materiály prezentujú rozpätie 6 - 10 obj. %. Predbežné výsledky ďalších meraní (na palivách horľavých kvapalín ) prezentujú rozdielne výsledky MEC.

[4] Marková, I. - Slosiarik, J., 1999: Enviromentálne charakteristiky vybraných druhov hasív médií [Enviromental characteristics of choosen extinguishing types]. In: Zborník referátov z medzinárodnej konferencie “ 50 rokov vysokoškolského drevárskeho štúdia” TU Zvolen, 27. - 28. september 1999, s.55-59. [ISBN: 80-228-0846-6]. [5] Mózer, V. - Marková, I.: Physical and Chemical Effects of Inert gaseous Agents. In.: 1st international scientific conference SAFETY ENGINEERING 2008 Novi Sad, october 7-11, 2008, P. 130-138. ISBN: 978-86-84853-44-0. [6] Mózer, V., 2009.: Enviromentálne akceptovateľné plynné hasiace látky homogénneho horenia. Dizertačná práca. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene, Drevárska fakulta, 2009. 119 s. [7] Orlíková, K. - Štroch, P., 2002: Hasiva klasická a moderní. I. vydanie. EDICE SPBI SPEKTRUM 29. 2002 : Ostrava, 92 s. ISBN: 80-86111-93-8. [8] Senecal, J.A. - Kidde-Fenwal., 2008: Standardizing the Measurement of Minimum Extinguishing Concentrations of Gaseous Agents. Fire Technology, 44, 207-220, 2008. [9] Shigeo Kondo, Youkichi Urano, Kenji Takizawa, Akifumi Takahashi, Kazuaki Tokuhashi, Akira Sekiya: Flammability limits of multi-fluorinated compounds. Fire Safety Journal. www.elsevier.com/locate/firesaf. [10] Zákona MH SR č. 163/2001 Z.z. o chemických látkach a chemických prípravkoch v znení neskorších predpisov. [cit. 4.5.2010] Dostupné na internete: http://jaspi.justice.gov.sk/ jaspiw1/htm_zak/jaspiw_maxi_zak_fr0.htm http://www2. dupont.com/FE/en_US/assets/downloads/pdf/h62428.pdf [cit. 10.12.2009]. http://www2.dupont.com/FE/en_US/assets/ downloads/pdf/h77974.pdf [cit. 10.12.2009]. Práca vznikla za finančnej podpory VEGA 1/0438/08.

N-heptán ako štandartné palivo, v rámci ISO 14520 A NFPA 2001 5.4.2.1 sa stal základom pre štandardizáciu skúšobného zariadenia cup-burner test.

202



Měření elektrostatického náboje pro potřebu požárně technických expertíz Measurement of electrostatic charge on the need for fire technical expertise Ing. Petr Michut Ing. Otto Dvořák, Ph.D. MV - GŘ HZS ČR, Technický ústav požární ochrany Písková 42, 143 01 Praha 4 [email protected], [email protected] Abstrakt Elektrostatika je relativně samostatná partie nauky o elektromagnetizmu. Zabývá se chováním elektrických nábojů v klidu či pomalém pohybu. Jde o obor, v němž časové derivace všech zúčastněných veličin jsou nulové nebo nule blízké. V tomto článku je specifikováno měření sloužící k objektivizaci příčiny vzniku požáru od elektrostatického náboje/výboje, a to na základě měření na modelech a při modelových simulacích. Dále informuje o metodice TÚPO [1] akreditované Českým institutem pro akreditaci v AZL č. 1011.2 při TÚPO Praha. Klíčová slova Elektrostatický náboj, jiskra,elektrický potenciál,relaxační doba, povrchový odpor, svodový odpor, rezistivita, velikost elektrického náboje, energie, metody měření. Abstract Electrostatics is relatively independent parts of the theory of electromagnetism. It deals with the behavior of electric charges at rest or slow motion. It is a field in which the time derivative of all quantities involved are zero or near zero. This article specifies the measurement used for objectification of the causes of fire from the electrostatic charge/discharge, on the basis of measurements on models and in model simulations. Further information on methodology TÚPO[1], accredited by the Czech Institute for the AZL No. 1011.2 by TÚPO Prague.

představovat k obvyklým účelům technicky využitelný el. proud za dlouhodobě konstantního napětí. (Tzv. elektrostatické generátory sice poskytují technicky využitelný mimořádně malý proud za konstantního velmi vysokého napětí, ale nikoli k obvyklým účelům). V rámci řešení DVÚ č. 9 [2] výzkumného projektu TÚPO Praha [3, 4, 5] byla vypracována interní metodika [1] k objektivizaci hypotézy vzniku požáru od výboje elektrostatického. náboje vygenerovaného na materiálech, zařízeních, osobách. 1. Použité metody měření Pro měření určujících charakteristik elektrostatického pole jsou specifikovány dvě metody měření: - Metoda A - měření povrchového potenciálu elektrostatickým voltmetrem a - Metoda B - měření velikosti náboje Q nebo energie W na dané ploše a tím i možného jiskrového výboje pomocí přípravku, jehož základem je přesný kondenzátor speciálně vyrobený s teflonovým (elektrostaticky nevodivý) úchytem elektrod a s připojeným uhlíkovým kartáčkem na povrchové sbírání (povrchový scanning) vázaného náboje. 1.1 Přístroje, zařízení, materiály Pro bezdotyková měření elektrostatického potenciálu na povrchu všech materiálu je v laboratoří TÚPO elektrostatický bezkontaktní voltmetr zn. TREK 523-1. Měřící přístroj pracuje s Kelvinovým detektorem (sondou) na principu zpětnovazební kompenzační metody , kdy je zachován nulový průtok proudu mezi sondou a měřeným povrchem čímž nemůže dojít k elektrostatickému výboji. Pro své rozměry a principielní použitou metodu je přístroj vhodný pro měření v těžko přístupných místech a taky pro měření v ionizačních prostředích (bez nutnosti kompenzace)

Key words Electrostatic charge, sparks, electric potential, relaxation time, surface resistance, leakage resistance, resistivity, size of electric charge, energy, methods of measurement. Úvod Příčinou nastartování procesu rychlého hoření/deflagrace/ detonace výbušné směsi hořlavé/ho plynu, páry nebo prachu se vzduchem (kyslíkem) je vyvolaná nikoli generovaným elektrickým proudem, ale jeho proudovou hustotou. Z toho plyne, že elektrostatika nemůže být principiálně sama o sobě iniciačním faktorem explozí. Stane se jí nepřímo tehdy a jen tehdy, když chování elektrických nábojů přejde (obvykle ve velmi krátké době čili skokem) do dynamického režimu. Tedy tehdy když elektrický náboj je z nějakého místa v prostoru odveden do okolí nebo na jiné místo výbojem. Na tomto místě je však třeba provést určité dodatečné vymezení, jelikož zdaleka ne všechna uvedená chování el. nábojů formálně patří do elektrostatiky. Tak např. elektrochemické zdroje napětí splňují beze zbytku požadavek „elektrických nábojů v klidu“, pokud z nich není odebírán proud, ale mezi elektrostatická zařízení nepatří. Je proto třeba obvykle užívanou terminologii zpřesnit, např. takto:

Obrázek č. 1 elektrostatický voltmetr TREK 523-1 Pro měření energie elektrostatického pole a náboje Q byl svépomocně vyroben přípravek využívající speciální kondenzátor viz obrázek č. 2.

Elektrostatika budiž chápána jako nauka o chování elektrických nábojů v klidu nebo relativně pomalém pohybu, kteréžto náboje při přechodu do dynamického režimu nepředstavují a ani nemohou Ostrava 8. - 9. září 2010

203


k čistění etylalkohol následně destilovanou vodu, přičemž je nutno dbát na důkladné vysušení povrchu.

1.4 Metoda měření A Metoda přímá využívá k měření elektrostatický voltmetr TREK 523-1. Hodnota elektrického potenciálu se zobrazí přímo na displeji.

1.5 Metoda měření B

Obrázek č. 2 měřící přípravek - kondenzátor - Kapacita kondenzátoru se měří LCR měřičem MT 4080, viz obr. č. 3.

Měření potenciálu na přípravku - kondenzátoru. Při hodnocení události způsobené elektrostatickou jiskrou je třeba nejprve zjistit, jaký elektrický náboj ji způsobil. Tj. kde je (byl) tento náboj lokalizován. To by mělo umožnit takový náboj simulovat. Zpravidla půjde o lokalizaci na povrchu dielektrika I. třídy (v praxi nejčastěji předměty a fólie z měkkého i tvrdého PVC, polystyrénu, popř. polymetylmetakrylátu, ale i plasty kompozitní). Náboj může být také na kovových předmětech různých tvarů a objemů oddělených od svého okolí vrstvou izolantu I. třídy. Při tom je třeba přihlédnout k teplotním a vlhkostním poměrům vzduchu (momentálním i v době události). Pomocí přesně změřené kapacity měřícího kondenzátoru, na který bude pomocí uhlíkového sběrače a propojení přenesen elektrický náboj a jeho změřeného potenciálu lze následně stanovit další potřebné údaje. Elektrostatickým voltmetrem následně změříme potenciál na elektrodě. Velikost náboje Q a energii možného jiskrového výboje lze vypočítat podle následujícího vztahu: Q Q 1 1 (1) C    F , As,V   W  QU  CU 2 U V 2 2 Výsledky měření jsou v obou případech zapracovávány do zkuš. protokolů se specifikací předmětu měření, měřicí metody, použitých přístrojů/zařízení, podmínek měření atd. Použitá literatura [1] Metodika TÚPO č. 16-010 „Měření elektrostatického náboje na modelech a při modelových situacích“. Praha: MV-GŘ HZS ČR, Technický ústav PO, Praha 2010. [2] DVÚ č. 9 „ Metodiky/zařízení pro hodnocení nebezpečí generace, ukládání a výboje elektr. náboje“.

Obrázek č. 3 LCR měřič MT 4080 1.2 Odběr a zacházení se zkušebními vzorky Měření je realizováno ve většině případů přímo na zkoumaných objektech na požářišti. Případný odběr vzorků je realizován podle interní metodiky č. 11-08 [3]. 1.3 Úprava vzorku pro měření Měřený objekt neupravuje pouze v případu, že by vrstva vody, uhlíkatých zplodin nebo jiných nečistot způsobovala svod potenciálu. V případě, že je nutno měřený povrch upravit, využijeme

204

[3] Výzkumný projekt TÚPO č.VD 20062010 A07 „Zjišťování příčin vzniku požárů a hodnocení nebezpečných účinků požárů“. [4] O. Dvořák a kol.: “Metodiky/zařízení pro hodnocení nebezpečí generace, ukládání a výboje elektrického náboje“, Dílčí výzkumná zpráva Výzkumného projektu TÚPO č. VD20062010A07, Praha: TÚPO, 2008. [5] O. Dvořák a kol.: “Metodiky/zařízení pro hodnocení nebezpečí generace, ukládání a výboje elektrického náboje“, Dílčí výzkumná zpráva Výzkumného projektu TÚPO č. VD20062010A07, Praha: TÚPO, 2009.



Durability assessment of reinforced concrete building structures after fire Stanovení trvanlivosti železobetonových stavebních konstrukcí po požáru Lidija Milosevic, dipl.ing

Visual inspection of a structure after fire

University of Nis, Faculty of occupational safety in Nis Carnojevica 10a, 18000 Nish, Serbia [email protected]

With reinforced-concrete building structures, a visual inspection will indicate the locations where only superficial damage or no damage at all occurred. Splintering of concrete and pieces of the reinforcement which are revealed after a building structure has been damaged do not indicate exclusively that the reinforcement or parts of the building structure are weakened, since concrete splintering may occur in a later stage of fire due to presence of cold water from fire hoses. It is highly likely that concrete splintering occurred during an early fire stage in places where fire-exposed surfaces were burnt by smoke. The colour of the side of the concrete which has been exposed to fire may indicate the temperature to which the construction element was exposed. The newly formed cracks should also be considered.

Abstract After the fire extinction, it is necessary to decide whether the facility should be repaired or pulled down. The assessment of the remaining durability of building construction can be done by using the following: the data about durability of the materials obtained after the performed analysis, and the temperature in a construction element. We should bear in mind that, very often, these assessments need to be combined. The experimental results obtained through the examination of durability of ferro concrete constructions exposed to fire can also be very useful. Key words Reinforced concrete, visual inspection, petrographic analysis, values of the remaining concrete strength, examination methods, the color of the concrete, sanitation. Abstrakt Po uhašení požáru je nezbytné rozhodnout, zda by se zařízení mělo opravit, nebo zbourat. Stanovení zbývající trvanlivosti stavební konstrukce lze provést pomocí: údajů o trvanlivosti materiálů získaných po provedené analýze, a teploty v konstrukčním prvku. Měli bychom mít na mysli, že velmi často je třeba tato hodnocení kombinovat. Velmi užitečné mohou být také experimentální výsledky získané zkouškou trvanlivosti železobetonových konstrukcí vystavených požáru. Klíčová slova Železobeton, vizuální kontrola, petrografická analýza, hodnoty zbytkové pevnosti betonu, zkušební metody, barva betonu, sanace. Introduction The degree of damage of reinforced-concrete structure that can be tolerated without any protective measures on the structure, as well as the maximum allowable damage, can be viewed in terms of the assessment of structure integrity, which is necessary when deciding on the prediction of the remaining lifespan of the structure and on structure repair. The damage process has a negative impact on the structure’s load-bearing capacity by reducing its safety and reliability. Consideration of original projects of building structures offers insight into a structure’s static system and static effects within it, and helps identify elements which bear the main load and those which provide stability of the structure. During visual inspection, attention should be given to the need to test materials which comprise a building structure in order to verify their load-bearing capacity. Testing methods discussed in the paper are non-destructive and are used to test samples from damaged parts of a reinforced-concrete building structure through comparative analysis of undamaged samples used solely for comparison.


Visual inspection needs to help determine to what extent the structure has been deformed, to what extent the elements which bear the main load have suffered deviation or cracking, but also how high the integrity of the connections between main elements is. With reinforced-concrete structures, attention should be given to damage from concrete splintering from beams or columns because it can reduce total load-bearing capacity of elements due to high increase in temperature in any reinforcement. When visual inspection has been conducted, the surfaces which have to be demolished are proposed (where damage is too serious to be repaired), or the surfaces which can only be repaired if certain conditions are met. If a repair is feasible, a much more detailed analysis has to be conducted to verify the exact scope and intensity of any damage and the remaining load-bearing capacity of a building structure. Petrographic analysis For this analysis, small pieces of tested samples from the constructive element are cut after exposure to fire. Samples, around 30 μm in width, are then observed under a low-magnification microscope (100x). Initial examination is used for observation of macroscopic properties, such as micro-cracks and colour changes. The samples can be relatively soft, friable, and/or cracked, so it is necessary to consolidate the material by resin impregnation. Cement concrete and mortar are sensitive to heat and water, so the drying and resin treatment during sample preparation must be conducted at low temperatures (60 °C). In addition, the liquid used during cutting and grinding has to contain oil or alcohol rather than be water-based. When the tested sample was exposed to a temperature of 300 °C, cracks formed between the aggregate and the cement matrix, but when it was exposed to temperatures in excess of 500 °C, cracks showed a tendency to pass through the matrix. At temperatures exceeding 500°C the cement mix appears anisotropic under polarized light. Effect of temperature on the appearance of cracks and change in colour on the reinforced-concrete element Tested reinforced-concrete samples were heated in an electric furnace at temperatures ranging from 100 to 800 °C and were then left to cool. At temperatures of 100 - 200 °C visual inspection revealed that the tested samples had no cracks or colour changes as compared to unheated samples at normal temperature.

205


It is known that, when exposed to high temperatures, concretes change colour depending on the temperature level. Change in colour begins at 300 °C, when the cement paste changes to red and the change becomes even more prominent as the temperature is risen to 600 °C. The reason for colour change into red in the 300 - 600 °C temperature range are iron components in small or large aggregates. Decomposition of hydrates (water evaporates) an iron oxidation occur in this temperature range. At 600 °C the reinforcedconcrete sample becomes completely red. At 700 °C and above the sample becomes completely whitish.

Table 1 Temperature, mineralogical and srength changes to concrete caused by heating [2, 3, 4] Heating temperature

70 - 80°C

In the reinforced-concrete sample with a water-cement ratio of 0.45, crack width was 0.2 - 1.0 mm, and in the sample with a watercement ratio of 0.55, it was 0.2 - 0.8 mm. Based on the value of colour change of concrete depending on temperature, we can assess the degradation level for concrete strength by observing changes in colour nuances.

Compressive concrete strength in tested unheated reinforcedconcrete samples with a water-cement ratio of 0.45 was 59 MPa on average; the strength in samples with a water-cement ration of 0.55 was 40 MPa on average. For samples heated in the testing furnace in a 100 - 300 °C range, the remaining compressive strength was 88 - 80 % while at 800 °C it was abruptly reduced to less than 10 %.

206

Dissociation of ettringite, Ca6Al2(SO4)3(OH)12·26H2O causing its depletion in the cement matrix.

120 - 163°C

Decomposition of gypsum, CaSO4·2H2O causing its depletion in the cement matrix. Pink/red discoloration of aggregate caused by oxidation of iron compounds commences at around 300 °C. Loss of bound water in cement matrix and associated degradation becomes more prominent. Dehydroxylation of portlandite, Ca(OH)2 causing its depletion in the cement matrix. Red discoloration of aggregate may deepen in colour up to 600 °C.

450 - 500 °C

573 °C

600 - 800 °C

Values of the remaining concrete strength after fire The only essential concrete property of significance for fire durability assessment is the remaining compressive strength. Behaviour of reinforced-concrete structure expose to high temperatures does not show any loss in strength below 100 °C. However, at this stage the moist inside the inner pores begins to evaporate. At 200 °C the remaining compressive strength is reduced to 80 ~ 90 % of the original value. At 300 °C silicate hydrates begin to decompose and the remaining strength is further reduced to 70 % of the original value. A concrete with usual strength loses around 25 % of its original strength at 400 °C. At 500 °C or above silicate hydrates decompose and the remaining strength drops 30 ~ 40 %; at 600 °C it drops 60 % and at 800 °C it drops 85 %.

Strength changes

Loss of physically bound water in aggregate and cement matrix commences causing an increase in the capillary porosity and minor microcracking.

Cracks were not noticed during visual inspection when the sample was exposed to temperatures between 100 - 500 °C. At 110 °C, decomposition of chemically bound water in calcium silicate hydrate (C-S-H) occurred as a significant change. Decomposition of C-S-H and heat expansion of the aggregate caused increased inner tension, which resulted in cracking of concrete structure at 300 °C. Calcium hydroxide (Ca(OH)2), which is the most important substance in the cement paste, decomposed at ca. 530 °C and causes drying shrinkage. Cracks which appeared at 600 °C continued to grow with the temperature.

Mineralogical changes

105°C

250 - 350°C

Figure 1 Fire-demage concrete construction showing red discoloration of exposed fine aggregate particles [5]

Changes caused by heating

800 - 1200 °C

Flint aggregate calcines at 250 - 450 °C and will eventually (often at higher temperatures) change colour to white/ grey. Transition of α- to β-quartz, accompanied by an instantaneous increase in volume of quartz of about 5 % in a radial cracking pattern around the quartz grains in the agregate.

Minor loss of strength possible (<10 %).

Significant loss of strength commences at 300 °C.

Normally isotropic cement matrix exhibits patchy yellow/ beige colour in cross-polarised light, often completely birefringent by 500 °C. Concrete not ctructurally useful after heating in temperatures in excess of 550 600 °C.

Decarbonation of carbonates; depending on the content of carbonates in the concrete, e.g. if the aggregate used is calcareous, this may cause a considerable conctraction of the concrete due to release of carbon dioxide, CO2; the volume contraction will cause severe microcracking of the cement matrix. Complete disintegration of calcareous constituents of the aggregate and cement matrix due to both dissociation and extreme thermal stress, causing a whitish grey coloration of the concrete and severe microcracking. Limestone aggregate particles become white.

1200 °C 1300 - 1400 °C

Concrete starts to melted. Concrete melted.

Connection between weight loss rate and compressive strength Weight loss rate increases together with temperature. In the 100 - 800 °C temperature range, the weight loss rate change is about 0.5 to 0.7 %. Specifically, at 100 °C water begins to evaporate and weight loss occurs rapidly. At 300 °C weight loss is moderately reduced only to be increased again at 700 °C and above. As regards a change in the water-cement ratio, there is no effect in the 100 600 °C temperature range. Nevertheless, above 600 °C the bigger water-cement ratio of 0.55, which contains more water, shows weight loss rate of more than 12 %.



Reduction of compressive strength is less than 20 % when weight loss rate is less than 3.5 %, at 300 °C or below. Yet, when weight loss rate is 3.5 % or more, compression strength is reduced rapidly so that it reaches 90 % or more for a weight loss rate of 6 % or more. Therefore, weight loss rate for concrete exposed to high temperature is constantly related to reduction of compressive strength, which can be predicted through weight loss rate measuring. Repair methods for reinforced-concrete structures after fire Damage to reinforced-concrete structures is divided into proper categories which, among other things, describe the type of repair that needs to be made on the structure (Table 2). Generally, reinforced-concrete structures are the most practical because they can be repaired and strengthened the most. It is of paramount importance that every repair should meet all original constructional criteria for a given building structure, including durability, deflection, and resistivity to fire. As regards repairs, it is absolutely necessary to thoroughly clean all exposed sides of the concrete in order to ensure complete matching to the existing concrete. Properties of repair materials, besides the property of adhesiveness, need to be compatible with the properties of old (existing) materials. Repair materials are usually cement-based, often with polymer additives or epoxy-based. For superficial damage repairs, mechanical, thermal, and chemical methods are used. Crack injection is one of the most common interventions. Repairs by coating are usually applicable only to low-damage places, where splintering is superficial. Yet, there are certain problems with this method: most coatings tend to become softened at ca. 80 °C. Strengthening of elements prone to bending - beams and plates - can be done in the following ways: by adding concrete from above or by adding tensile reinforcement from below and covering it with in situ concrete, fastening it with axle pins, and gluing steel plates or ribbons on the structure’s surface.

Conclusion Fire can cause damage to reinforced-concrete structures, which negatively affects their load-bearing capacity by reducing their safety and reliability. High temperatures reduce concrete strength. Visual inspection and petrographic analysis of reinforced-concrete structures can predict the temperature through colour change on the structure. By observing colour change depending on the temperature increase, we can assess the degree of concrete strength degradation. The repair method to be used on the reinforced-concrete structure depends on the type of damage. Literature [1] Concrete Society. Assessmentand repair of fire-demaged structures;1990 Concrete Society Technical Report No.33. [2] Alarcon - Ruiz L, Platret G, Massieu E, Ehrlacher A.: The use of thermal analyses in assessing the effect of temperature on a cement paste.Cem Concr Res 2005;35(3):609-13. [3] Larby J A, Nijland T G.: Assessment of fire - damage concrete: combining petrology and concrete petrography. Proceedings of 8th Euroseminar on Microscopy Applied to Building Materials, Athens, 4-7 Septembar , 2001, 191-8. [4] Riley M A.: Possible new method for assessment of firedamage concrete. Mag Concr Res 1991;43 (155):87-92. [5] Ingham J P.: Application of petrographic examination techniques to the assessment of fire-damages concrete and masonary structures.Materials Characterization, 2009, pp 700-709. [6] Lee J, Choi K, Hong K.: Colour and Material Property Changes Exposed to High Temperatures, Journal of Asian Architectures and Building Engineering vol.8 No 1 2009, pp 175-182. [7] Folić R, Popović J.: Preporuke za sanaciju i pojačivanje betonskih knstrukcija-pregled stanja, Naše građevinarstvo 55 (2001) 6. [8] Raičković M, Krnjetin S.: Ponašanje armiarnobetonskih konstrukcija u požaru, Zbrnik radova Fakulteta tehničkih nauka, Univerzitet u Novom Sadu, No 8, 2009 pp 2565-2568.

Table 2. Fire damage classification [1] Class of damage

Features observed Finishes

Colour

Crazing

Spalling

Reinforcement bars

Cracks

Deflection

0 Decoration required

Unaffected

Normal

None

None

None exposed

None

None

1 Superficial repair required

Some peeling

Normal

Slight

Minor

None exposed

None

None

2 General repair required

Sunstantial loss

Pink/red

Moderate

Localised

Up to 25 % exposed

None

None

3 Principial repair required

Total loss

Pink/red or whitish grey

Extensive

Considerable

Up to 50 % exposed

Minor

None

4 Major repair required

Destroyed

Whitish grey

Surface lost

Almost total

Up to 50 % exposed

Major

Distorted


207


Stanovenie dolnej medze výbušnosti 1 - butanolu vo výbuchovej komore VK 100 na TU vo Zvolene, DF, KPO Determination of lower exlosive limit 1 - butanol in the explosive chamber VK 100 at the Technical university in Zvolen, Faculty of wood sciences and technology, department of fire protection Technická Univerzita vo Zvolene, Drevárska fakulta T. G. Masaryka 2117/24, 960 53 Zvolen, Slovenská republika [email protected] Abstrakt V článku je predstavené nové zariadenie VK 100, v ktorom sme stanovili dolnú medzu výbušnosti vybranej horľavej kvapaliny 1- Butanolu. Najprv boli vykonané výpočty objemu horľavej kvapaliny potrebné pre stanovenie LEL a následne experimentálne bola stanovená dolná medza vyýbšnosti 1-butanolu a vzájomne porovnané. LEL 1- butanolu je 1,4 obj. %. Kľúčové slová Výbuchová komora, dolná medza výbušnosti, pary horľavej kvapaliny. Abstract There is introduced a new machinery VK 100 in the paper, in that machinery we set lower explosive limit of the chosen flammable liquid 1 - butanol. Firstly, there were calculations of volume of flammable liquid needed to set LEL carried out. Next, there was lower explosion limit 1 - butanol determined experimentally. They were compared with each other. LEL of butanol is 1.4 of volume %. Key words Explosive chamber, lower explosive limit, flammable liquids vapours. Úvod Stanovenie dolnej medze výbušnosti (LEL) má mimoriadny význam k posúdeniu nebezpečenstva explózie vo vnútri technologických systémov, kde sa vyskytuje výbušná atmosféra tvorená z pár horľavých kvapalín so vzdušným kyslíkom. Znalosť hodnoty LEL sa bezprostredne využíva k určeniu prostredia s ohľadom na nebezpečenstvo požiaru či výbuchu pár horľavých kvapalín podľa STN EN 1127-1 Výbušné atmosféry. Základné poznatky o výbuchu K výbuchu dôjde za predpokladu, ak je k dispozícii uzavretý priestor, v ktorom sa vyskytuje v potrebnej koncentrácii jemne rozptýlená horľavá látka v zmesi s oxidačným prostriedkom a musí byť prítomný aj dostatočne silný iniciačný zdroj. Horľavou látkou môže byť horľavý plyn, para alebo hmla horľavej kvapaliny, rozvírený horľavý prach alebo kombinácia týchto látok nazývaná hybridnou zmesou [1]. Meracia metóda stanovenia dolnej medze výbušnosti je založená na schopnosti pár horľavých kvapalín so vzduchom explozívne horieť po vznietení iniciačným zdrojom. Dolná medza výbušnosti je najnižšia koncentrácia zmesi pár horľavých kvapalín s okysličovadlom, ktorá umožňuje šírenie explozívneho horenia. Tvorí rozhranie medzi zmesou výbušnou a nevýbušnou. Je to číslo udávajúce najmenšie množstvo homogénne rozptýlenej horľaviny v okysličujúcom prostredí (vzduchu), ktoré môže po iniciovaní dostatočne silnou iniciáciou vyvinúť toľko tepla, ktoré je schopné zapaľovať ďalšie nezreagované vrstvy zmesi. Tento svojvoľný 208

proces sa rozširuje v celom objeme, v ktorom je zmes vytvorená. Hodnota dolnej medze výbušnosti sa udáva v obj. %. [1] Množstvo výbušnej zmesi Hustota zmesi pár horľavej kvapaliny so vzduchom je daná tlakom pár kvapaliny, ktoré závisia na teplote. Plyny a pary kvapaliny, ktoré majú menšiu hustotu ako vzduch, stúpajú hore tým rýchlejšie, čím menšiu hustotu majú. Pritom sa postupne miešajú so vzduchom. Difúzny koeficient určuje množstvo výbušnej zmesi v uzavretom priestore iba vtedy, ak v tomto priestore nie je prúdenie vzduchu. Pri prúdení vzduchu je ovplyvnený najmä konvekciou. Vytváranie výbušnej atmosféry ovplyvňujú pracovné podmienky, ak je látka v uzavretom priestore a či je tu možnosť úniku látky a tiež odvetranie a priestorové usporiadanie, napr. s prítomnosťou horľavých látok a zmesami je nutné počítať v miestach, ktoré nie sú dostatočne odvetrané, napr. jamy, kanály a šachty. Pri plynoch a parách aj malý pohyb vzduchu (prirodzený ťah, pohyb osôb) môže spôsobiť premiešanie horľavej látky so vzduchom [2]. Pri kvapalinách má vplyv na vytváranie výbušnej zmesi veľkosť výparnej plochy a pracovná teplota. Vzťah medzi technicko-bezpečnostnými parametrami Medze výbušnosti vyjadrujú výbušnosť nasýtených pár horľavej kvapaliny a sú to teploty, pri ktorých sa v uzavretom priestore vytvorilo dostatočné množstvo pár horľavej kvapaliny, ktoré dosiahli koncentračnú medzu výbušnosti. Tlak nasýtených Horná medza pár výbušnosti - UEL

Koncentrácia [obj.%]

Ing. Eva Mračková, PhD.

Hmla

Pary

Doln medza výbušnosti - LEL DTMV HTMV

Teplota [°C]

Obr. 1 Rozsah výbušnosti pár horľavých kvapalín Pri horľavých kapalinách vzniká na základe povrchovej teploty priama súvislosť medzi parciálnym tlakom a koncentráciou horľavej kapaliny. Koncentrácia horľavej kapaliny, respektive parciálny tlak sú funkcie teploty znázornené krivkou tlaku nasýtených pár (obr. 1). Každej teplote je priradená určitá koncentrácia v objemových percentách dolnej a hornej medze výbušnosti a označujú sa ako dolná respektive horná teplotná medza výbušnosti (DTMV a HTMV). Vyparovanie kvapalín do nepohyblivého prostredia Pri vyparovaní horľavej kvapaliny do nepohyblivého prostredia sa jedná o molekulárnu difúziu. Je to pomerne pomalý dej, ktorý neumožňuje šírenie sa pár kvapaliny na väčšie vzdialenosti a naopak umožňuje nahromadenie pár v mieste ich vzniku a tým vedie k vytváraniu miestnych výbušných koncentrácií.



V tomto prípade je dôležitý spôsob rozdelenia koncentrácie pár nad hladinou horľavej kvapaliny v závislosti na teplote a na čase vyparovania, možné rozmery zóny s nebezpečnou koncentráciou a množstvom vyparenej kvapaliny (obr. 2).

Vo vnútri komory je inštalovaná vyberateľná vyhrievacia platnička slúžiaca k odparovaniu skúšobnej kvapaliny. Táto platnička je napájaná 24 VAC, teplota je snímaná termočlánkom a regulovateľná regulátorom HT60B.

n

c=a.y +b y x = °n (t)

xNEB

dy

KAPALINA Obr. 2 Tvorba výbušnej koncentráte pár nad voľnou hladinou horľavej kapaliny Na obrázku 2 je znázornená zmena koncentrácie pár nad hladinou horľavej kvapaliny. Začiatok súradnicového systému x-y je umiestnený vo vzdialenosti x od hladiny horľavej kvapaliny, pričom platí, že vo vzdialenosti x sa koncentrácia pár horľavej kvapaliny rovná nule. Na os y sú vynášané vzdialenosti od začiatku súradnicového systému. Hladina kvapaliny je vo vzdialenosti x-y. Zmena koncentrácie nad hladinou je možné popísať závislosťou: c  a . yn  b

(1)

kde c

koncentrácia pár v uvažovanom bode nad hladinou horľavej kvapaliny [obj. %],

y

vzdialenosť uvažovaného bodu od začiatku súradnicového systému [m],

a, b konštanty, ktoré je možné určiť z okrajových podmienok [-]. Experimentálna časť Skúšobné zariadenie VK 100 Výbuchová komora VK 100 je kubická nádoba, nie podlhovastá. Kubická nádoba má dĺžku 1 menšiu alebo rovnú dvom priemerom d : 1 ≤ 2.d. S rastúcim objemom nádoby klesá rýchlosť narastania výbuchového tlaku. Túto závislosť popisuje pri kubických nádobách tzv. kubický zákon: 1  dp  3   . V  konst.  K G , resp.K St dt   max

(2)

kde (dp/dt)max maximálna rýchlosť narastania výbuchového tlaku [MPa.s-1] alebo [bar.s-1], V

Zariadenie je rámovej konštrukcie, vlastný komora je v hornej časti rámu, v spodnej časti ránu sú umiestnené pneumatické ventily, rozvirovacie zariadenie, iniciačný zdroj, hasiace zariadenie a pomocné prvky elektroinštalácie.

objem nádoby [m3],

K(G), K(St) kubická konštanta pre plyny resp. pre prachy [MPa.m.s-1] alebo [bar.s-1]. Kubická konštanta môže byť technicko bezpečnostným parametrom, ak sú splnené podmienky - optimálna koncentrácia výbušnej zmesi, rovnaký tvar nádoby, rovnaký stupeň turbulencie zmesi, rovnaký druh a rovnaká energia iniciačného zdroja, tak ako to vo VK 100 je splnené. Platnosť kubického zákona je podľa (3) pri zmesiach pár horľavých kvapalín od objemu nádoby 5 l a u prachovdzuchových zmesí od 40 l. Popis technického zariadenia určeného na meranie dolnej medze výbušnosti a v rozsahu výbušnosti

Do vnútorného priestoru komory sú zavedené prívody na dve elektródy vysokého napätia pre iniciáciu výbojom. Ďalej je do komory privedený vstup plynu, elektroventil rozvirovania pár horľavých kvapalín, elektroventil čistenia komory a elektroventil hasiaceho zariadenia. Vo vnútri komory je možné zaistiť intenzívne prúdenie pomocou miešadla s meniteľnými otáčkami. Ovládanie funkcií zariadenia je umožnené pomocou externého pultu, kde sú vo zvislej rovine ovládacie prvky zariadenia. Ich funkcie sú v jednotlivých režimoch vzájomne blokované. Toto umožňuje bezpečnú prevádzku zariadenia s vylúčením nežiaducej manipulácie. Popis prístroja - Výbuchová komora VK 100 Výbuchová komora 100 l Výbuchová komora tvorí hlavnú časť prístroja. Je zhotovená z oceľovej konštrukcie v tvare valca o objeme 0,1 m3. Horná stena tejto komory je voľná, uzatvárateľná ľahko pretrhnuteľnou papierovou clonou s vyústením pre odvod povýbuchových splodín V bočnej stene sú priezory z tvrdeného skla, ktoré umožňujú bezprostredné sledovanie procesov pri vlastnom meraní. Súčasťou zariadenia je teplotná platnička pre horľavé kvapaliny s reguláciou teploty. Pri pokuse s horľavou kvapalinou necháme platničku vyhriať na 200 ºC. Zariadenie pre rozvírenie zmesi Do dna výbuchovej komory sú zabudované celkom 4 rozvirovače v tvare misiek, do ktorých sa vkladá vopred odvážené množstvo prachovej vzorky. K dávkovaniu rozvirovacieho vzduchu z tlakové nádoby pomocou tlaku 6 bar do rozvirovačov je použitý pneumatický ventil riadeného elektropneumatickým ventilom. Rozvirovače v našom prípade nepoužijeme, alebo koncentrácia pár horľavej kvapaliny je nízka unikla by skôr ako by sme ju iniciovali. Iniciačný zdroj Iniciácia je riešená podľa normy STN EN 1839. Do vnútorného priestoru výbuchovej komory sú vyvedené dva páry elektród, slúžiace k upevneniu iniciačného zdroja. Pre bežné stanovenie LEL sa používa iniciácia chemická - štandardná. Pre plyny a kvapaliny tavný drôtik. V našom prípade sme použili iný druh iniciačného zdroja a to iniciáciou elektrostatickou kapacitnou iskrou. Vysoké napätie bolo 15000 V/25 mA. Ovládacie zariadenie V skrini ovládacieho zariadenia je inštalovaný časový spínač, ktorým je možné nastaviť čas rozvírenia, čas oneskorenia iniciácie pre rozvírenie prachu a automaticky vykonať tieto pochody v požadovanom slede. Nastavili sme pre experiment čas oneskorenia iniciácie 0 sekúnd a dĺžku iniciácie 1 sekundu. Plyny a prachové zmesi Komora je vybavená prívodom vzduchu a inertného plynu. Ďalej je ku komore napojený zásobník pre prachové zmesi (napr. inertný prášok pre hasenie). Obsah zásobníka je do komory vyfukovaný pomocou vzduchu alebo inertného plynu. Pre náš pokus nebudeme využívať.

Technické zariadenie určené na meranie dolnej medze výbušnosti - výbuchová komora VK 100 je laboratórne zariadenie určené k stanoveniu medzí výbušnosti pár horľavých kvapalín. Ostrava 8. - 9. září 2010

209


kB1 = 0,5, kB2 = 1,04 až 1,1 pro nízke hodnoty UEL kB2 = 1,32 až 2,52 pro vysoké hodnoty UEL (napr. H2, C2H2, CH3OH.) Tab. 1 Základné charakteristiky 1- butyl alkohol [4] Obr. 3 Ovládacie zariadenie s HT60B

Obr. 4 Vnútorný priestor VK 100

Sumárny vzorec

C4H9OH

Štruktúrny vzorec

CH3(CH2)2CH2-OH

CAS číslo

71-36-3

Molekulová hmot

74,12

Teplota topenia

- 89,3 °C

Teplota varu

117,73 °C

Hustota pri 20 °C

809,8 kg.m

Výparné teplo

584,05 kJ.kg-1

Tvorné teplo

- 327,3 kJ.mol-1

Spalné teplo

36,1 MJ.kg-1

-3

LEL

1,4 obj.%

UEL

11,2 obj.%

Teplota vzplanutia

29 °C

Teplota samovzniet.

343 °C

Spôsoby vyhodnotenia výsledkov Výpočtová metodika stanovenia objemovej koncentrácie pre 1-butanolu

Obr. 5 Výbuchová komora pripravená

Obr. 6 Ovládacie zariadenie VK 100 na meranie

Skúšobné zariadenie Uvedená prezentovaná schéma na obrázku 6, principiálne znázorňuje skúšobné zariadenie výbuchovej komory [3]. príruba

príruba papierová membrána

miešadlo

filter

komora

cskut koncentrácia pár [obj.%], pn

tlak nasýtených pár kvapaliny [Pa],

p0

tlak okolia [Pa].

V uzavretom zariadení alebo nádrži sa skutočná koncentrácia pár horľavej kvapaliny rovná koncentrácii nasýtených pár: cskut  cs (5)

motor 12 V guľový spätný ventil

Spôsob vyhodnotenia je založený na fyzikálnochemických a dynamických princípoch správania sa kvapalín. Koncentrácie pár nad kvapalinou je priamo úmerná tlaku nasýtených pár: p cSKUT  n  100 % (4) po kde

elektroventil

kde cskut koncentrácia pár [obj.%],

mechanický uzáver

cs

rozvir. trysky

rýchloupínacie skrutky

vemtilátor kompresor

koncentrácia nasýtených pár horľavej kvapaliny [obj.%], koncentrácia nasýtených pár sa vypočíta podľa (6) pS .100 cS  pPRAC

papierová membrána

kyslíkový snímač

(6)

kde Obr. 7 Schéma výbuchovej komory [3]

ps

tlak nasýtených pár kvapaliny pri danej teplote [Pa],

pprac pracovný tlak [Pa]. Experimentálny materiál - horľavá kvapalina patriaca do skupiny alkoholov 1- butanol (n-butyl alkohol)

Objemovú koncentráciu pár cv je možné prepočítať na hmotnostnú koncentráciu cm v g.m-3 podľa vzorca:

1-butanol sa vyrába hydroformyláciou propylénu (oxo syntézou), Reppovou syntézou a hydrogenáciou krotónaldehydu. Zároveň je aj produktom tzv. butanolového kvasenia. Hlavné využívanie 1-butanolu je ako rozpúšťadlo pre rôzne náterové látky. Zároveň má využitie v textilnom priemysle a pri výrobe plastov. [4] Aerosóly kvapalín a hmly tvoria kvapôčky o veľkosti menšej ako 1 mm. V praxi sa často vyskytujú hmly a aerosóly, ktoré majú kvapôčky o veľkosti 0,001 mm a 0,1 mm. Pri plynoch a prehriatych parách horľavých kvapalín v zmesi so vzduchom, s kyslíkom, chlórom a inými oxidačnými činidlami hrozí nebezpečenstvo výbuchu, ak platí: Bezpečnostné koeficienty sa obyčajne uvažujú : k B1  LEL  cSKUT  k B 2  UEL 210

(3)

cm 

M .cv 100.Vt

(7)

kde cm

hmotnostná koncentrácia [g.m-3],

M

molárna hmotnosť [kg.kmol-1],

Vt

molárny objem pri teplote tPRAC [m3.kmol-1]. Molárny objem Vt pri teplote tPRAC sa vypočíta: Vt  Vo .

kde

TPRAC po To pPRAC

(8)

Vo = 22,4135 m3.kmol-1 (pri T0 a p0) Ostrava 8. - 9. září 2010


Tab. 2 Vypočítané potrebné množstvo V kvap pre stanovenie LEL 1- Butanolu

po = 1,01325.105 Pa TPRAC = tPRAC + 273,15 K To = 273,15 K tPRAC pracovná teplota [°C] pPRAC

pracovný tlak [Pa]

Výpočet objemu plynu vychádza zo stavovej rovnice ideálneho plynu, ktorá má tvar: p V  n  R  T (9) pričom pre látkové množstvo n platí m n M p V 

V plynu

(10)

m  R T M

m  R T  Mp

(11)

Vkvap .  R  T Mp

kombináciou rovníc (11) a (12) nám vyjde konečná forma rovnice pre výpočet objemu kvapaliny. V plyn .M  p (13) Vkvap    R T kde n

látkové množstvo [mól],

m

hmotnosť plynu [g],

M

molárna hmotnosť plynu [g.mol-1],

R

plynová konštanta [8,314 Pa.m3.K-1.mol-1],

T

teplota plynu [K],

ρ

hustota kvapaliny [kg.m-3],

p

tlak plynu [Pa],

V

objem plynu pri danom tlaku a teplote [V].

Vkvap [ml]

Objem pár vo VK [m3]

Hmotnosť kvapaliny [g]

LEL [obj.%]

1.

6,09

0,0016

4,930

1,6

2.

5,71

0,0015

4,622

1,5

3.

5,33

0,0014

4,314

1,4

4.

4,95

0,0013

4,006

1,3

5.

4,57

0,0012

3,698

1,2

6.

4,19

0,0011

3,390

1,1

7.

3,81

0,0010

3,081

1,0

Tab. 3 Experimentálne stanovenie dolnej medze výbušnosti

Keďže hmotnosť kvapaliny je nemerateľnou veličinou, je potrebné ju vyjadriť prostredníctvom objemu cez hustotu podľa vzťahu mkvap  Vkvap . (12) V plynu 

Počet meraní

Uvedený matematický aparát bol použitý pre teoretický výpočet koncentrácie pár horľavej kvapaliny. Výsledky a diskusia

Množstvo horľavej látky 1-Butanol [ml]

LEL [obj.%]

1.

6,09

2.

5,71

3.

Číslo merania

Výsledky skúšky P-pozitív. N-negatív Číslo pokusu 1.

2.

3.

4.

5.

1,6

P

P

P

P

P

1,5

P

P

P

P

P

5,33

1,4

P

N

P

P

N

4.

4,95

1,3

N

N

N

N

N

5.

4,57

1,2

N

N

N

N

N

6.

4,19

1,1

N

N

N

N

N

7.

3,81

1,0

N

N

N

N

N

Na základe experimentov bola potvrdená dolná medza výbušnosti LEL pre 1-Butanol 1,4 obj. % čo je v zhode s literatúrou Wiley,VCH [4] ) uvedenej v tab. 1. Záver Princípom merania bolo vytvorenie pár horľavých kvapalín so vzdušným kyslíkom a vytvorenie výbušnej sústavy iniciovanej energetickým zdrojom - iniciátorom. Cieľom merania bolo zistenie minimálna koncentrácia pary alebo hmly horľavej kvapaliny vo vzduchu, pri ktorej dôjde k šíreniu výbuchu v zmesi pri danej iniciačnej energii. Experimenty sa vykonávali pri atmosférickom tlaku, pri konštrukčnej teplote výbuchovej komory VK 100. Výbuchová komora VK 100 bola zakúpená v rámci realizácie operačného projektu Rekonštrukcia objektov Technickej univerzity vo Zvolene so zameraním na vybudovanie IKT a technické zhodnotenie objektov, do ktorého sa zapojila aj naša katedra. Na uvedenom zariadení budú vykonávané merania študentov študijného odboru 8.3.1 Ochrana osôb a majetku.

Výsledky výpočtu potrebného objemu Vkvap horľavej kvapaliny 1-butanolu pre stanovenie LEL. Uvedený výpočet je realizovaný za daných podmienok (Tab.1):

Literatúra

M = 74,12 g.mol-1

[2] Marková, I.: Horľavé kvapaliny - charakteristika a popis horenia. Sborník Přednášek XVII. Medzinárodní konference „Požární ochrana 2008“. SPBI Ostrava 2008, 334-348. ISBN: 978-80-7385-040-1, ISSN 1803-1803.

ρ = 809,8 kg.m-3 T = 20 °C Vvýbuchového priestoru = 100 l Na základe výpočtov sme získali uvedenú tab. 2

[1] Damec, J.: Protivýbuchová prevencia, SPBI Ostrava 2005, 188 str., ISBN: 80-86111-21-0.

[3] Damec, J. - Fionek, R. - Hanuš, A.: Protivýbuchová prevence (návody na cvičení), VŠB Ostrava, 1993, 49 s. [4] Wiley, VCH.: Ullman´s Encyclopedia of Industrial Chemistry - CD version. VI. Edition. Weinheim: Wiley-VCH, 2003. 30080 s. ISBN: 3527303855.


211


Evaluation of life and healt threats of fire brigade workers Hodnocení ohrožení života a zdraví pracovníků jednotek PO dr Iwona Mulicka dr hab. Maksymilian Gajek Opole University of Technology ul. Luboszycka 9a, 45-036 Opole [email protected], [email protected] Abstract Firemen work in dangerous locations, participate in direct life saving actions in situations of life or health threats; they liquidate or delimit consequences of those situations. In the period of peace – it is the most dangerous profession. Fire brigade workers while performing their work are exposed to many factors that can potentially lead to accidents. Following dissertation is an attempt to answer the question if they take care of their health and safety and how they evaluate the equipment they are provided with. Key words safety, threat, life saving equipment Abstrakt Hasiči pracují v nebezpečných místech, účastní se přímých záchranných akcí v situacích ohrožení života nebo zdraví; likvidují nebo omezují následky těchto situací. V období míru –je to nejnebezpečnější profese. Pracovníci jednotek požární ochrany jsou vystaveni během provádění své práce mnoha faktorům, které mohou potenciálně vést k haváriím. Následující pojednání je pokusem odpovědět na otázku, zda se starají o své zdraví a bezpečnost a jak hodnotí poskytnuté věcné prostředky. Klíčová slova bezpečnost, ohrožení, záchranné prostředky Introduction Fireman profession is performed by officers employed in National Fire Brigades. They perform typical and characteristic for their positions tasks. Fireman save threatened people, animals, properties and environment threatened by fires and other natural disasters, technical, chemical, ecological threats and participate in life saving medical actions [3]. Describing and analyzing fire circumstances we can mention many threatening factors such as high temperature and heat stream density, smoke, toxic substances, insufficient oxygen level. The objects firemen work on can break, fall into smaller elements putting their life in danger. Injury in firemen work can be caused by any element of their material work environment separately or can be the result of presence of many of them. High temperature and heat emission are the most threatening factors.

• • • • • •

212

chemical substances during fires – possibility of intoxication, slippery and uneven surfaces, ladders, stairs, roofs – possibility of injuries as a result of slipping, tripping or fall [2,4].

Consequences of those risky factors can be serious or fatal. Firemen very often have to deal with different chemical substances that are toxic, caustic, burning or explosive. Chemical factors present in firemen work are: •

insufficient oxygen level, presence of carbon dioxide – possibility of anoxia and as a result – suffocation, • various chemical compounds – severe intoxication, burns, skin inflammation, • leaking gases coming out from damaged containers or technological instalations in fire locations – intoxication risk, • foam substances and other disinfecting materials – skin inflammations [2,4]. Moreover, fire brigades are often participating in such events as traffic accidents, industrial accidents, earthquakes, floods or ecological disasters. This cursory characteristics of firemen profession shows how crucial is their knowledge, qualifications, fitness and moral immunity. In their profession they have to face the whole spectrum of threats present in various work conditions, thus the occupational risk is difficult to evaluate. Research results Research was conducted in Fire Brigade Station in Bełchatów (Lodz province); various age 60 firemen participated in the research [1]. 17% of respondents were less then 30 year old, 23% were more than 41 year. Most of the respondents (60 %) were at the age of 31 – 40. Work seniority was various but most of respondents (45%) were working more than 11 years (fig.1). Crucial issues such as threats, safety, threat results and their causes have been analyzed in accordance to firemen work seniority. 28 % 45 % less than 5 years 6 - 10 years more than 11 years

27 %

Fig. 1. Structure of respondents according to their work seniority. 90

Threatening factors causing accidents in this profession are:

80

low oxygen concentration – possibility of suffocation, hot surfaces, air, gases – possibility of skin and respiratory system burns, glass, metal and other sharp objects – possibility of being cut or stabbed, falling construction elements (ceilings, walls), debris – possibility of being hit or crushed, immobile protruding construction elements, especially in limited visibility circumstances – possibility of being hit, traffic accidents while emergency calls – various injuries, electrocution – possibility of getting shocked as a result of failing electrical devices, gas leaks – possibility of various burns and injuries as a result of fire or explosions,

70

workers answers [%]

• •

• •

82,4

62,5

60

51,9

50

less than 5 years 37

40

6 - 10 year more than 11 years

25

30 17,7

20

12,5 11,1 5,9

10 0 A

B

C

Fig. 2. Workers answers concerning work safety importance. Indicators: A – it is very important for me; B – it is important for me, C – I don’t really care, what matters is task I have to do.



Firemen do care about work safety which is proven by reasearch results (fig.2.). Most of short work seniority (82%) state that work safety is very important for them. For long work seniority firemen it also is very important, however some of them state it is “only” pretty important. Only some of firemen prioritize completing the tasks over their own safety. Risk they take in life saving actions depends on trust they have for their co - workers and equipment they use. Evaluation of technical equipment will be presented on following pictures. 60

55,6 52,9

workers answers [%]

50 41,2 40,7 37,5

40

43,8

less than 5 years

30

6 - 10 years more than 11 years

20 12,5 10

6,3 3,7

5,9

0

0 0 0 B

C

D

E

Fig. 3. Workers answers concerning their preparation for fire actions and equipment they use. Indicators: A - perfect; B – very good; C – good; D – bad; E – I don’t have an opinion.

66,7

47 43,8 31

30

6,96,3 7

3,7

0 A

B

C

D

E

Fig. 4. Workers answers concerning their preparation for actions connected with chemical threats and equipment they use. Indicators: A - perfect; B – very good; C – good; D – bad; E – I don’t have an opinion. Most of answers concerning the evaluation of equipment used in chemical threat situations describe it as “good”. None of work seniority groups described it as “perfect” (answer A). We can conclude that firemen have very realistic attitude towards their unit’s technical equipment, its condition and quality. Life saving actions and extinguishing fires cause situations that very often lead to work accidents. Even the best qualified firemen are aware of this fact. Couple dozens of firemen confirmed they were victims of work accidents in recent year. Injuries had different causes, which is presented on figure 5. Answers in percentages have been presented only in relation to those fireman who were injury victims; each work seniority group was treated as 100%.


17,517,2

15,3

less than 5 years

13,7

15

6 - 10 years

11,1

more than 11 yers

10

8 6,3

6,3 6,3

3

2,4 00 B

C

D

E

F

G

Term “different” describes various accident causes which are not that serious and do not threat directly to firemen life and health. On the ground of obtained results we can say that only short work seniority firemen were victims of respiratory system burns, they also were the most often victims of skin burns, slips and falls. In other work seniority groups firemen generally meet less serious injuries. This can be a proof that firemen with longer work seniority are able to better predict potentially dangerous situations thanks to their experience resulting from many years of work.

This extremely difficult work requires perfect coordination of the team members. To the next question concerning team work all respondents answered as follows, regardless of work seniority: A – I fully trust my leader and his orders; B – I fully trust my team members; C – I can always count on team members’ help and support.

100 87,5

90

more than 11 years

12 0 0 0

15,3

A

6 - 10 years

22

18,8

10

18,4

20

Fig. 5. Causes and results of work injuries. Indicators: A – skin burns; B – respiratory system burns; C- injuries caused by sharp objects; D – being crushed by falling objects; E – slippery, fall; F – chemical substances intoxication; G – different.

less than 5 years

35,3

20

25,9 23,5

22,5

0

88,2

80

workers answers [%]

workers answers [%]

60

40

24,2

Success of life saving actions depends on firemen fitness, except basic protective clothing they also carry additional equipment. That is the reason of common pain ailments caused by muscle and skeletal overload. Figure 6 present firemen answers to the question about possible causes of those pains.

80

50

25

5

Firemen generally evaluate their technical equipment as good, only some of them (fig.3.) describe it as perfect though. Most of the answers describe it as “very good” and “good”.

70

30,9 32,2

30

We can also notice that firemen become more aware of work safety importance and potential threats with increasing work seniority period.

0

0 A

35

workers answers [%]

The research concerned to firemen awareness and their opinion about adequate equipment such as protective clothing and their threats knowledge. The most important question was if they are aware of life and health threats during life saving actions. Figure 2 presents firemen answers concerning the importance of their safety depending on their work seniority.

74,1

70 60 less than 5 years

50

6 - 10 years

40

more than 11 years

30 14,8 11,8 12,5

20 10

7,4 0 0

0 0

A

B

3,7

0 C

D

Fig. 6. Causes of pain ailments caused by muscle and skeletal overload in firemen work: Indicators: A – to lift heavy objects; B – carrying specialistic equipment; C – wearing protective clothing and oxygen breathing apparatus; D – I don’t experience any pain ailments although carrying various equipment elements etc. Firemen state they are physically fit and that they do not feel the pain ailments caused by carrying additional equipment (fig.6.). Only the firemen with the longest work seniority admit they do feel it. Another difficulty is shift work; fire survives have to be ready for emergencies all day and night long. Evaluation of readiness to work from the point of view of biological rhythm disturbances is presented on figure 7. 213


90 77,8

80

68,8

70

workers answers [%]

On the grounds of conducted research we can say that firemen are aware of how important is to use proper individual protection clothing and its adjustment to specific situation during life saving actions.

82,4

60 50

less than 5 years

40

31,3

20 10

6 - 10 years more than 11 years

30 14,8

17,6

7,4 0

0

0 yes

no

sometimes

Fig. 7. Evaluation of shift work mode on readiness to perform work Analyzing presented data we can say that most of firemen do not see the influence of shift work of their readiness to work. On the ground of obtained results we can say that among firemen with the longest work seniority 7% feels decrease of ability to work caused by shift work, 15% feels it sometimes and 78% are not bothered with shift work mode. As we can see most of respondents deal well with performing their work tasks in these hard to predict working hours. Shift work and night shifts are inseparable elements of work in such emergency units.

Research also proves that the longer they work, the more visible and important is for them the meaning of good team work, proper behaviors and safety; these together make them feel secure and not afraid. In firemen profession it is crucial to be aware of existing threats and to react to them in a proper way. Their work is undoubtedly specific because it is connected with extraordinary dangerous and mental and physical overload present during day and night shifts. References [1] Dziewierska A., Ocena zagrożenia zdrowia i życia pracowników Państwowej Straży Pożarnej, promotor I.Mulicka, Politechnika Opolska, Opole 2009. [2] Kucnerowicz - Polak B., Borowski J., Zagrożenia pożarem i wybuchem, Seria 4 Bezpieczeństwo i Ochrona Zdrowia Człowieka w Środowisku Pracy, T.19, CIOP, Warszawa 2001. [3] Rozporządzenie MSWiA z 29 grudnia 2005 r. w sprawie pełnienia służby strażaków Państwowej Straży Pożarnej, Dz.U. z 30 grudnia 2005. [4] Sawicki T., Czynniki zagrażające bezpieczeństwu strażaków w warunkach pożaru, Bezpieczeństwo Pracy, nr 7-8, 2004.

Resume An attempt to evaluate work conditions in fire brigades shows how difficult this service is, how high is the risk and how much sacrifice this profession demands from officers. Research results show that firemen have good professional background and knowledge and that they are well qualified. Depending on work seniority they realize problems resulting from many hour shifts.


40.

Integrovaný záchranný systém Michail Šenovský, Vilém Adamec, Zdeněk Hanuška

Předkládaný text popisuje základy koordinace záchranných a likvidačních prací v České republice, které se nazývají integrovaný záchranný systém (dále jen „IZS“). Základním právním předpisem pro IZS je nyní zákon MICHAIL ŠENOVSKÝ č. 239/2000 Sb., o integrovaném záchranném systému, v aktuálním znění. IZS vznikl z potřeby každodenní VILÉM ADAMEC ZDENċK HANUŠKA činnosti záchranářů, zejména při složitých haváriích, nehodách a živelních pohromách. Je to systém spolupráce INTEGROVANÝ ZÁCHRANNÝ a koordinace složek, orgánů státní správy a samosprávy, fyzických a právnických osob při společném provádění záchranných a likvidačních prací. Publikace se rovněž zabývá činností operačních a informačních středisek IZS, SYSTÉM jejich rozmístěním a činností ve vztahu k základním i ostatním složkám IZS. V poslední části publikace je popsán systém havarijního plánování a vztah IZS k havarijním plánům. Text je doplněn řadou obrázků, schémat a tabulek. V příloze jsou uvedeny vzory dokumentů a výkladový slovník použitých pojmů. SDRUŽENÍ POŽÁRNÍHO A BEZPEýNOSTNÍHO INŽENÝRSTVÍ


214



Způsoby stanovení parametrů výbuchového zatížení Methods of assessment of explosion load parameters Ing. Miroslav Mynarz Ing. Zdeněk Šimoník VŠB - TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, 700 30 Ostrava - Výškovice [email protected], [email protected] Abstrakt Příspěvek se zabývá analýzou charakteru a účinkem výbuchového zatížení na stavební konstrukce. V příspěvku jsou zkoumány přístupy vedoucí k určení parametrů tlakových vln a jejich účinků na stavební konstrukce. Klíčová slova Výbuch, výbuchové zatížení, tlaková vlna, výbuchové parametry, stavební konstrukce. Abstract The aim of this contribution is to make an analysis of character and effects of blast load on engineering structures. In the paper is focused on approaches leading to the determination of parameters of blast waves and theirs effects on engineering structures.

výbuchu, musí být vybavena potřebným množstvím výfukových (odlehčovacích, ventilačních) ploch. Za výfukové prvky můžeme brát lehké střechy, stěny, případně i dílčí plochy v obvodových konstrukcích jako jsou okna a dveře. U oken a dveří se však musí přihlédnout k nebezpečí zranění osob úlomky skla a rámy daných výplní otvorů, jež jsou při výbuchu roztříštěny [1]. Ventilovaný výbuch plynů a par dle [2] Pro stanovení přetlaků v důsledku vnitřního ventilovaného výbuchu plynů a par můžeme použít výpočtový postup dle [5, 2] a získat tak hodnoty přetlaků P1 a P2 viz Obr. 1. Výbuch je rozdělen do čtyř etap. V první etapě ohraničeného výbuchu dochází po iniciaci výbušného souboru k expandování produktů hoření. Otevřením ventilačních otvorů v druhé etapě dojde k poklesu nárůstu tlaku, přesto však rychlost produkce zplodin hoření neustále stoupá. Tlak dosáhne hodnoty P1 v momentě, kdy dojde k vyrovnání hodnot produkce a odvodu zplodin hoření. Od tohoto okamžiku je ventilace nedostatečná a dochází k nárůstu tlaku v zařízení (místnosti) na hodnotu P2 (třetí etapa). Od této doby pak tlak v zařízení jenom klesá a nastává etapa ventilování. A Confined explosion phase

Key words

B Vent removal phase

C Venting phase established

Max. flame area achieved/burnt gas venting

Explosion, blast load, blast wave, explosion indices, engineering structure. Úvod

Expanding flame front

Statistické údaje hasičského záchranného sboru ČR ukazují dlouhodobě nepříznivý trend zvyšování počtu výbuchů v objektech. Jedná se zejména o výbuchy zemního plynu. I přes veškerou snahu o podchycení řízeného rizika může dojít ke vzniku havárie. Z praxe se čím dál tím více ukazuje, že se musí více dbát na management bezpečnosti a ochrany zdraví, jelikož oba tyto aspekty jsou především spjaty s životy a zdravím osob, ale i se značnými finančními náklady v případě vzniku vážné nehody či mimořádné události. Aby se snížil vliv havárie, jež je spojena s výbuchem, je třeba při projektování zařízení, systému či jeho okolí brát v úvahu výbuchové parametry tlakových vln a na základě těchto informací o výbuchovém zatížení přizpůsobit danou výstavbu. Problematika šíření tlakových vln je velmi obsáhlá a komplikovaná s celou řadou nejistot a postupů řešení. Pro podrobné řešení interakce se stavební konstrukcí je však nutné znát výbuchové parametry a na jejich základě stanovit výbuchové zatížení.

A


D

C

Overpresśure

P2

P1

Time

Obr. 1 Idealizovaný p-t průběh ventilovaného výbuchu [5, 2] Hodnoty přetlaků P1 a P2 jsou počítány dle vztahů

Stanovení výbuchového zatížení v uzavřeném prostoru Pro stanovení zatížení způsobeného výbuchem pro všechny části pozemních a inženýrských staveb, ve kterých se používá nebo reguluje plyn, nebo kde se skladují výbušné látky jako výbušné plyny nebo kapaliny tvořící výbušné páry, nebo kde se plyn skladuje či přepravuje (viz např. chemická zařízení, kontejnery, zásobníky, stavby pro odpadní vody, obytné budovy s instalacemi plynu, energovody, tunely pozemních a drážních komunikací) můžeme postupovat dle [1]. Pro účely této normy je výbuch vymezen jako rychlá chemická reakce prachu, plynu a par ve vzduchu. Při tom budeme muset uvažovat přenášení výbuchových parametrů (vysoké přetlaky a teploty) tlakové vlny z nenosných prvků stavební konstrukce na prvky nosné a následně jejich reakce. Tlak vyvolaný vnitřním výbuchem závisí především na druhu a stejnorodosti výbušného souboru, na jeho koncentraci, zdroji vznícení, na turbulenci způsobené vnitřními předměty a na velikosti a množství výbušného souboru, jenž se bude podílet na účinku exploze. Pokud se má budova dostatečně odlehčit od účinků

B

P1  S0 

 4,3  K  W  28 1

(1)

V3 P1  58  S0  K K

AS AV

(2) (3)

kde P1 reakční tlak výfukových ploch [mbar], P2 maximální výbuchový tlak v daném prostoru [mbar], S0

laminární rychlost hoření [m.s-1],

V

objem ventilovaného prostoru [m3],

W

hmotnost 1 m2 plochy ventilu [kg.m-2],

K

ventilační koeficient [-],

As

plocha stěny s ventilačním otvorem [m2],

Av

plocha otvoru ventilu [m2]. 215


Praktická aplikace výpočetních postupů na objektu

Rovnice platí za předpokladů, že koeficient K je menší než 5, hmota ventilu na jednotku plochy nepřesahuje 24 kg.m-2, k udržení ventilu v pozici není použito žádné opory a maximální a minimální rozměr obalových ploch mají poměr menší než 3:1 [5].

Případová studie Případová studie se zabývá odhadem mohutnosti výbuchu v případě úniku zemního plynu v laboratoři s předpokladem vytvoření výbušné atmosféry. Byl vybrán objekt nové budovy Fakulty bezpečnostního inženýrství VŠB - TU Ostrava, a to laboratoř PTCH prachů (místnost LC 114), viz Obr. 3. V této místnosti byl nasimulován vnitřní výbuch plynné výbušné směsi.

Hodnota přetlaku při ventilovaném výbuchu dle [7] Pro výpočet hodnoty přetlaku v odlehčené místnosti bylo použito empirické hodnoty podle [5, 7]. Na Obr. 2 je uvedena výbuchová křivka v odlehčené nádobě s definovanou hodnotou redukovaného tlaku.

Popis konstrukce a zatížení Posuzovaný objekt má tři nadzemní podlaží. Podle projektové dokumentace se jedná o železobetonový skelet. Výplně (příčky, obvodové zdi) jsou provedeny ze zdiva. Rozměry laboratoře jsou 8,5 x 5,6 m a světlá výška podlaží je 3,2 m. V obou kratších stěnách se nacházejí stavební otvory (okna, dveře) a mohou se tedy uvažovat jako výfukové (odlehčovací, ventilační) plochy. Strop je proveden ze železobetonu.

pmax

pvýb [MPa]

1

0,5

V případové studii byl únik plynu uvažován v přízemí. Výbuchové zatížení bylo uvažováno jako rovnoměrně rozložený statický tlak současně účinně působící na všechny plochy ohraničující prostor. Předpokládalo se otevření výfukových otvorů, tzn. jednalo se o ventilovaný výbuch. Důležitým parametrem pro odhad účinku výbuchu je doba působení přetlakové fáze tlakové vlny. V případě výbuchů plynných směsí se tato doba pohybuje ve stovkách milisekund [5]. Pro tento případ byla doba přetlakové fáze tlakové vlny odhadnuta na 600 ms, a to především na základě publikace [4].

pro

pred

pd

0 0

100

50

200

150

t [ms]

Obr. 2 Výbuchová křivka v odlehčené nádobě[5] Redukovaný tlak pred je počítán dle vztahu 2

pred  1,804  105   D 2  S fl   E0  1   Av2 [5]

(4)

kde pred redukovaný tlak [MPa], D

průměr nebo rozměr [m],

Sfl

rychlost plamene [m.s-1],

E0 expanzní poměr [-], Av

velikost ventilační plochy [m2].

Hodnota ekvivalentního statického tlaku při výbuchu zemního plynu dle [1] U budov, v nichž je instalovaný zemní plyn, musí být konstrukce navržena tak, aby odolala účinkům vnitřního výbuchu plynu. Pro návrh se použijí nominální hodnoty ekvivalentního statického tlaku vypočtené dle následujících dvou rovnic (dle toho, která hodnota je větší): pd  3  pstat

Obr. 3 Dispozice laboratoře - výsek půdorysu 1. podlaží Základní vstupní informace:

(5)

• výbušná směs: methan se vzduchem;

nebo pd  3  kde pd

• množství hořlavého plynu - dlouhodobý únik plynu;

pstat 0,04  2 2  AV    V 

(6)

Tab. 1 Vstupní informace o místnosti a o rozsahu úniku zemního plynu

ekvivalentní statický tlak [kN/m2],

pstat rovnoměrně rozdělený statický tlak, při kterém dojde k porušení konstrukce [kN/m2],

Dispozice místnosti Místnost

AV plocha výfukových prvků [m2], V

objem pravoúhlého prostoru [m3].

Tyto vztahy pro výpočet odlehčovacích ploch platí pro prostory s celkovým objemem do 1000 m3 a pro poměr výfukových částí k celkovému objemu Av/V v rozmezí 0,05 až 0,15 m-1 [1, 6].

216

• koncentrace dolní hranice výbušnosti je 5 obj. %.

LC 114

Účel místnosti Lab. PTCH prachů

Rozsah úniku

Plocha

Objem místnosti

Odlehčovací plocha

Objem

Hmotnost

DHV

[m2]

[m3]

[m2]

[m3]

[kg]

[Obj. %]

44,5

133,5

8,2

6,675

4,407

5,0

K určení výbuchových tlaků při ventilovaném výbuchu byly použity tři výše zmíněné způsoby výpočtu. Výpočtem získané hodnoty výbuchových tlaků jsou uvedeny v Tab. 2.



Tab. 2 Získané hodnoty z jednotlivých výpočtů - srovnání Výpočet dle:

Odlehčený výbuchový tlak p [kPa]

1

Cubbaga a Simmondse

P1

2,34

P2

13,56

2

Runesse

pred

13,38

pd

6

pd

9,67

3

EN - 1991-1-7

Doba přetlakové fáze τ+ [ms]

600

Závěr Je-li znám přetlak od výbuchu, lze odhadnout pravděpodobné škody na konstrukci. Z předložených výsledků výpočtů přetlaku ventilované exploze v prostoru laboratoře byly získány výbuchové tlaky v rozmezí 9,67 až 13,56 kPa. Podle literatury [3] tabulka 6 - 1 by ventilovaný výbuch v posuzované laboratoři měl za následek při vypočteném přetlaku rozbití skleněných výplní oken, vyražení dveřního křídla dveří, porušení dělicích příček a opláštění budovy. Rozsáhlé škody na stavební konstrukci by zřejmě nenastaly. V případě výskytu osob v místě výbuchu a těsné blízkosti by pravděpodobně došlo k jejich těžkému poranění, zejména popáleninám různých stupňů a částí těla. V širším okolí budovy cca do 12 metrů by došlo ke zranění osob v důsledku troskového spadu, či povalení. Nebezpečí by hrozilo i osobám, jež by se vyskytovaly uvnitř budovy v místech vzdálených až 8 metrů od dveří a příček posuzované místnosti. Poděkování

Literatura [1] ČSN EN 1991-1-7: Zatížení konstrukcí - obecná zatížení Mimořádná zatížení. ČNI, Praha, 2007. [2] Cubbage, P. A., Simmonds, W.A.: An investigation of explosion reliefs for industrial drying ovens - I Top reliefs in box ovens. Trans. Inst. Gas Eng., 1955. [3] Damec, J.: Protivýbuchová prevence. Učebnice pro studenty oboru TPO a BP. Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství. Ostrava: edice SPBI, 1999. 188s. ISBN: 80-8611-21-0. [4] Janovský, B., Podstawka, T., Makovicka, D., Horkel, J., Vejs, L.: Pressure wave generated in vented confined gas explosions: Experiment and simulation; In: Vejvoda, S.: Transactions of 17th International Conference on SMiRT (International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology), Brno University of Technology, Brno, Czech Republic, 2003. [5] Kloknerův ústav: Protivýbuchová ochrana staveb: Celoživotní vzdělávání v oblasti protivýbuchové ochrany staveb [online]. 2008 [cit. 2010-03-07]. Dostupné z WWW: . [6] Makovička, D., Makovička, D.: Navrhování stavební konstrukce při zatížení tlakovou vlnou od výbuchu; Požární ochrana 2009, VŠB - TU Ostrava, s. 323-334, ISBN: 80-7385-067-8 [7] Runess, E.: Explosion venting; Loss Prevention, 6, 63-67, 1972, citované v: Razus, D.M., Krause, U.: Comparison of empirical and semi-empirical calculation methods for venting of gas explosions; Fire Safety Journal. 36, 1-23, 2001.

Příspěvek byl napsán jako dílčí část projektu studentské grantové soutěže (SGS 2010) „Zjišťování parametrů tlakových vln a odezva jejich účinků na stavební konstrukce“.


41.


TEREZA OŠġÁDALOVÁ

ZAVEDENÍ TÍSĕOVÉ LINKY 112 V ýESKÉ REPUBLICE

Zavedení tísňové linky 112 v České republice Tereza Ošťádalová Předložená publikace představuje problematiku zavedení jednotného evropského čísla tísňového volání 112 v České republice. Snaží se o ucelený pohled na danou oblast, a proto se zabývá existencí čísla 112 i v podmínkách Evropské unie, popisuje nový prvek v příjmu tísňových volaní, a to telefonní centra tísňového volání 112 (TCTV 112). Dále je uveden princip identifikace polohy volajícího a zpracována informace o legislativních změnách v oblasti lokalizace polohy volajícího na tísňovou linku 112. Připojený přehled použité a související literatury společně s přílohami a shrnutím na konci každé kapitoly umožňují širší využití publikace.



217


Odber vzoriek elektrických zariadení pri zisťovaní príčin vzniku požiarov Taking of samples of electrical equipment in the case of determination of fire causes mjr. Ing. Jozef Nemec Požiarnotechnický a expertízny ústav MV SR Bratislava Rožňavská 11, 831 04 Bratislava, Slovenská republika [email protected] Abstrakt Odber vzoriek elektrických zariadení na požiarisku sa odoberá z dôvodu dokazovania príčin vzniku požiarov. Príspevok poukazuje na možnosť využitia digitálneho ručného USB mikroskopu pri zadokumentovaní odobratých vzoriek. Kľúčové slová: Zisťovaní príčiny vzniku požiaru, odber vzoriek, hliník, meď. Abstract Samples of electrical equipment at a scene of fire are taken to prove the causes of fires. The contribution shows a possibility of utilization of a manual USB digital microscope in documentation of samples taken. Key words: Determination of fire cause, sample taking, aluminium, copper. Odber vzoriek elektrických zariadení na požiarisku sa odoberá z dôvodu dokazovania nasledovných príčin vzniku požiarov: •

elektrického skratu,

•

zvýšeného elektrického prechodového odporu,

•

preťaženia elektrickým prúdom,

•

a prerušenia elektrického uzemnenia alebo zvodu.

Odobraté vzorky môžu predstavovať vodiče, kontakty spínačov, spínacích zariadení, zásuviek a rôznych elektrických spotrebičov a zariadení. Odber vzorky sa koná na základe jasného cieľa jej ďalšieho skúmania. Vzorku je možné odobrať aj za účelom skúmania elektrických zariadení či nimi pred vznikom požiaru pretekal elektrický prúd. Či boli spínacie zariadenie v polohe zapnutej alebo vypnutej.

chemickou čistotou, spôsobom tepelného spracovania, prísadami a podobne. /2/ Metódy určenia primárneho a sekundárneho skratu v hliníkových vodičoch Nátavy na hliníkových vodičoch je možno rozlíšiť do skupiny vzniknuté pôsobením elektrickým skratom a elektrickým oblúkom alebo do skupiny vzniknuté pôsobením teplotou požiaru či iného zdroja tepla. Pre nízku taviacu teplotu nie je možné technickým skúmaním určiť, či sa jedná o skrat primárny alebo sekundárny. Pre všetky problémy má skúmanie nátavov na hliníkových význam v kriminalistickej expertíznej činnosti. Z kvalitatívnych metód skúmania hliníkových vodičov sa ako najvhodnejší javí röntgenová difraktografia. Jej podstatou je vytváranie rôznych difrakčných obrazcov pri prechode rtg – paprskov, zariadenie vzorkou hliníkového vodiča, ktorý bol tepelne namáhaný. /3/ Za určitých podmienok je možné použiť tiež kvantitatívnu metódu, kde sa na základe rozdielnych množstiev nadifundovaného uhlíku do vodiča v mieste tavenia stanový následnosť vzniku skratu a požiaru /4/. Pred samotným skúmaním je nutné vzorku podrobiť vizuálnej prehliadke pri čom predbežne pozorujeme príčinu tavenia vzorky podľa makroštruktrurálnych zmien. Pri tavení sa spravidla zničia všetky chrakteristiky vodiča, ktoré môžu byť dôležité. Hliníkové vodiče pri roztavení ponechávajú oxidačnú vrstvu a tak tečú vo vnútri. Tento tok môže spôsobiť zničenie niektorých častí a zhrubnutie iných. Pomerne často roztavené konce vodiče stečú a vytvoria nepravidelné tvarované konce, alebo sa rozdrobia vytvárajúc krátke nepravidelné výčnelky. Účinkom nadprúdu sa konce pri predelení obvykle mierne zaguľatia alebo sú hladko zaoblené. /5/. Hliník, Al – striebristý kov Merná vodivosť: 2 702 kg.m-3 Teplota topenia: 660,1 °C

Pri zadokumentovaní odobratých vzoriek chcem poukázať na možnosť využitia digitálneho ručného USB mikroskopu.

Teplota varu: 2 486 °C

Na odoberaných vzorkách sa sleduje, rozstriekavanie kovov v dôsledku elektrického skratu. Energia, ktorá sa uvoľní v mieste dokonalého skratu spôsobí prudký ohrev hliníka vodiča do bodu varu. Tento prudký ohrev vedie k vzniku tlakovej vlny, čoho dôsledkom dôjde k explozívnemu rozstriekavaniu kvapalného kovového materiálu.

Teplota hliníka s kyslíkom je veľmi exotermická – uvoľnuje sa až 2 – krát viac ako pri reakcií uhlíka s kyslíkom. Taktiež oxidáca sodíka a horčíka má menšie reakčné teplo. Hliníkové triesky a prach môžu byť zapálené pri menšom zahriatí pomerne nízkoenergetickým zdrojom (plameň, zápalky, iskrou a pod.). /2/

K vznieteniu horúcimi kovovými časťami musia mať časti tak vysokú tepelnú energiu, aby mohla zapáliť horľavú látku v blízkosti, tak aby prestup tepla do nej bol väčší ako straty okolia. /1/ Sú dve varianty vznietenia okolitých horľavých látok: 1 – Ak je polomer častice rovný polomeru alebo sa k nemu blíži, teplota na povrchu častice sa najprv znižuje vplyvom tepelnej výmeny s horľavou látkou, preto sa zvyšuje uvoľňovaním tepla. 2 – Ak je polomer častíc omnoho väčší než kritický. Teplota povrchu častice narastá na úkor tepla uvoľneného reakciou. V elektrotechnickom priemysle sú pre svoje výhodné vlastnosti používané z neželezných kovov predovšetkým meď a hliník. Fyzikálne a chemické vlastnosti čistého hliníka sú ovplyvniteľné 218

Teplota vznietenia: 470 °C

Al Hliník je kujný, ťažný, je veľmi ľahký. Je veľmi reaktívny. Má vysoký negatívny štandardný redukčný potenciál, je preto silným redukčným činidlom. Napriek tomu sa sním v bežnom živote stretávame veľmi často. Príčinou je skutočnosť, že sa hliník na vzduchu rýchlo poťahuje kompaktnou vrstvičkou Al2O3, takže je na vzduchu relatívne stály. Má výbornú tepelnú a elektrickú vodivosť. Bol preto široko používaný ako vodič v elektrických rozvodoch. Pri tomto použití má ale určité nevýhody. V mieste kontaktu s menej aktívnym kovom, zvlášť s ušľachtilým, vzniká elektrochemický článok, dochádza k elektrochemickej reakcií, hliník sa oxiduje a vodivosť sa v tomto mieste zhoršuje, miesto sa prehrieva, hrozí nebezpečenstvo Ostrava 8. - 9. září 2010


vzniku požiaru. Hlavne preto sa od hliníkových vedení v domových elektrických vedení ustupuje. Teplota tavenia hliníka je len 660 °C. Tieto teploty bývajú pri požiari budov dosiahnuté, takže všetko z hliníku sa taví, hliníkové konštrukcie sa rúcajú. V káblových elektrických rozvodoch roztavený hliník strieka a tak pomáha k šíreniu požiaru. Hliník má veľkú afinitu ku kyslíku, odoberá kyslík i zlúčeninám, napr. i relatívne stabilnej zlúčenine ako je Fe2O3 po iniciácií teplom prebieha silne exotermická reakcia 2 Al + Fe2O3

→

2 Fe + Al2O3

uvoľnené teplo je tak veľké, že teplota zúčastnených látok môže narásť na 2200 °C. Pretože to je teplota vyššia než teplota tavenia železa, využíva sa táto reakcia napr. pri zváraní koľajníc a zmes práškovitého Al a Fe2O3 nazýva termit. Práškový hliník je pyroforický. Pri horení na vzduchu opäť vzniká zmes oxidov a nitridu. 4 Al + O2

→

2 Al2O3

2 Al + N2

→

2 Al N

Diferenciace skratu v medených vodičoch Meď a jej vlastnosti

V prípade sekundárneho skratu môžeme v dôsledku atmosféry chudobnejšej na kyslík v okamihu vzniku skratu nájsť niekoľkonásobné menšie množstvo Cu2O ako u primárneho skratu. Pre úplnosť skúmania je potrebné previesť porovnanie so vzorkou medi vodiča z miest, kde nedošlo k vzniku nátavu. /4/ Z tvaru a veľkosti nátavu vzniknutého na medenom vodiči možno usudzovať na pravdepodobný mechanizmus priebehu tepelného zaťaženia a hlavne na miesto pôsobenia tepelného zaťaženia. Skratový oblúk tepelne zaťaží medený vodič v jednom presne ohraničenom mieste, zatiaľ čo teplo spôsobené požiarom môže požiarom môže zapríčiniť okrem vzniku sekundárnych elektrických skratov v mieste izolácie vodiča narušené ohňom často i tepelné zaťaženie ovplyvňujúce vodič na večšej ploche a dĺžke, t.j. vzniká plošné tepelné vyhriatie materiálu medeného vodiča. /1/ . Veľkosť nátavu možno vidieť na obrázkoch č.1, č.2 a č.3. Obr. č. 1

8 - 10 mm Obr. č. 2

Technicky čistá meď je materiál s veľmi výhodnými mechanickými, technologickými a fyzikálnymi vlastnosťami. Z hľadiska jej využitia v elektrotechnike je dôležitá vysoká tepelná a elektrická vodivosť a vysoká odolnosť voči korózií. Najlepšiu vodivosť majú elektrické vodiče z medeného materiálu obsahujúcu okolo 0,05 % O2. Fyzikálne a mechanické vlastnosti medi pri teplote 200 °C Relatívna atómová hmotnosť 63,54 Kryštálová štruktúra krychlová plošne centrovaná

10 mm

50 - 100 mm

15 mm

Obr. č. 3 vodič Cu

150 A

Merná hmotnosť 8,96 g/cm

300 A

3

Teplota tavenia 1 083 °C

100 A

200 A

SKRAT

Bod varu ľ 2 300 – 2 6 00 °C Medza pevnosti v ťahu 230 – 240 MPa Deformáciou dochádza k rozdrobovaniu jednotlivých zŕn štruktúry, ktoré sa predlžujú a vzniká ich konkrétna orientácia zo súčasného rastu tvrdosti. Pri ohreve deformovanej medi nastáva rekryštilizácia, v dôsledku čoho sa tvorí kvalitatívne nová štruktúra. Vysoká teplota požiaru vyvoláva silný rast zrna a prudké zníženie pevnosti medi. Dochádza k tzv. prehriatiu. Kyslík tvorí s meďou zlúčeninu Cu2O – oxid medný, ktorý sa rozkladá na hraniciach zŕn medi v podobe autektika Cu - Cu2O. Zliatina medi má čistý eutektický charakter pri obsahu 0,39 % O2. Oxid medný možno vidieť pod mikroskopom na naleptanom výbruse ako tmavomodré čiastočky. Vlastnosti medi, hlavne pôsobenie kyslíka na meď sa využíva pri zisťovaní príčin vzniku požiarov od elektrických skratov. Podľa obsahu oxidu medného vo výbruse medeného vodiča sa určuje či došlo k primárnemu alebo sekundárnemu skratu na vodiči alebo k roztaveniu teplom požiaru /1/ Metóda skúmania medených vodičov na metalografickom mikroskope je založená na zisťovaní zmien štruktúry materiálu, ku ktorým dochádza pri jeho tavení pôsobením vonkajšieho zdroja tepla (teplom požiaru) alebo elektrického skratu. Určujúcim faktorom na rozlišovanie či bol vodič roztavený teplom požiaru či nie je obsah Cu2O v medi. Rozlíšenie je založené na absorbcií kyslíka z ovzdušia do materiálu pri jeho tavení. Primárny skrat vniká v ovzduší bohatom na kyslík a jeho absorbcia do taveniny je vysoká. Časť Cu na povrchu oxiduje na Cu2O, ktorý pri pozorovaní má bodovú štruktúru a pri veľkom obsahu O2 dendriticku stavbu.


800 °C

900 °C

OP OV K

OP OV K

1000 °C

OP OV K

Pri zisťovaní príčin vzniku požiaru, zisťovateľ príčin vzniku požiarov postupuje podľa Pokynu prezidenta Hasičského a záchranného zboru č. 25/2005, ktorým sa mení pokyn prezidenta Hasičského a záchranného zboru č. 60/2002 o zisťovaní príčin vzniku požiarov, spracúvaní dokumentácie o požiaroch a o štatistickom sledovaní a rozboroch požiarovosti. Podľa prílohy tohto pokynu zisťovateľ príčin vzniku požiarov sa riadi podľa zásad pri zisťovaní príčiny vzniku požiaru a pri odbere vzoriek a dôkazového materiálu na požiarisku. a) vykoná statickú obhliadku požiariska so zameraním na zistenie miesta vzniku požiaru, b) zdokumentuje požiarisko so zameraním na jeho rozsah a tvar, c) podrobne sa oboznámi s konštrukčným riešením objektu, technológiou zariadení a výroby, druhmi a vlastnosťami prítomných horľavých materiálov, činnosťou zariadení a osôb pred požiarom a v čase vzniku požiaru, d) určí ohnisko požiaru podľa stupňa vyhorenia, deštrukčných 219


príznakov, získaných poznatkov a výpovedí svedkov, e) vykoná v mieste ohniska požiaru dynamickú obhliadku so zameraním na zistenie možných iniciátorov vzniku požiaru, pričom dokumentuje zistené dôkazové fakty, f) určí verzie možných príčin vzniku požiaru, g) vykoná obhliadku požiariska zameranú na určenie podmienok možného šírenia sa požiaru po prítomných horľavých materiáloch a konštrukciách, h) zabezpečuje ďalšie potrebné údaje od zasahujúcich hasičských jednotiek, policajných orgánov a vyšetrovateľov Policajného zboru a vlastníka alebo užívateľa objektu pre ďalší spoločný postup s orgánmi Policajného zboru pri vykonávaní dynamickej obhliadky požiariska, i) odoberie vzorky dôkazových materiálov pre posúdenie požiarnotechnických, bezpečnostných a iných požadovaných charakteristík. Účelom odberu a následného skúmania vzoriek dôkazových materiálov je potvrdenie, prípadne vylúčenie verzií príčin vzniku požiaru. Vzorky dôkazového materiálu sa z požiariska odoberajú najmä vtedy, ak

b) vozidlová prenosná rádiostanica, c) mobilný telefón, d) osobný počítač s technickým a programovým vybavením umožňujúcim spracovanie štatistických údajov o požiarovosti a dokumentácií o požiaroch a ich prenos v elektronickej forme na krajské riaditeľstvo alebo ústav, e) dokumentačná technika (videokamera, fotoaparát s objektívom ZOOM 28-200 blesk so smerným číslom viac ako 30, statív, drôtová spúšť a diktafón), f) výkonné prenosné halogénové svietidlo, g) prenosný univerzálny merací prístroj na meranie elektrických veličín, h) prenosný prístroj na meranie teploty, i) detektor plynov a pár horľavých kvapalín (napr. typu AIM), j) prenosný prístroj na meranie rýchlosti prúdenia vzduchu (vetra), k) kompas, l) ďalekohľad, m) náradie pre prácu na požiarisku a odber vzoriek.

a) sa má dôkazový materiál odobrať z väčšieho množstva materiálu,

1. sada vidlicových (veľkosť 5 až 17) a imbusových (veľkosť 3 až 10) kľúčov,

b) dôkazový materiál pre svoje rozmery nie je možné odobrať a zaslať na odborné posúdenie, pričom možno z neho odobrať vzorku,

2. sada skrutkovačov vrátane krížových,

c) na zistenie a posúdenie vlastností a charakteristík postačí vzorka materiálu. Spolu so vzorkami je potrebné na laboratórne preskúmanie a posúdenie zaslať tiež sprievodnú dokumentáciu, ktorú tvorí

3. sada klieští (blitz, kombinované, cvikacie, na Segerove poistky) a hasák, 4. ručné nožnice na plech, 5. sada pilníkov, 6. prenosný zverák – veľkosť čeľuste cca 90 mm,

a) protokol o odbere vzoriek a iného dôkazového materiálu,

7. pílky (vyrezávačka na kov),

b) fotodokumentácia s orientačným plánom požiariska a s fotografickými zábermi miesta odberu vzorky, miesto odberu vzorky sa označuje šípkou,

8. nôž, sekera, kladivo (250g, 500g),

c) technická dokumentácia (podmienky prevzatia, výrobná dokumentácia, návod na použitie a podobne),

11. izolepa a samolepiace štítky,

d) popis situácie v čase vzniku požiaru na požiarisku, e) popis jednotlivých vzoriek a základné informácie o týchto vzorkách. Protokol o odbere vzoriek a dôkazového materiálu z požiariska musí obsahovať a) označenie príslušného riaditeľstva hasičského a záchranného zboru, b) evidenčné číslo požiaru, c) adresu miesta vzniku požiaru, d) popis objektu v ktorom bola vzorka odobratá (s uvedením miesta odberu vzorky) e) popis vzorky so zameraním na jej pôvodné funkčné určenie a zistený stav, alebo popis materiálu, z ktorého bola vzorka odobratá s uvedením množstva vzorky,

9. poľná lopatka, 10. pinzety, lupa a štetec, 12. pásmo, 13. PE fľaše (250, 500, 1 000 ml), 14. vrecia PE (1 kg, 2kg, 10 kg a 50 kg) a papierové (1 kg, 2 kg, 10 kg, a 50 kg). Podľa prílohy k pokynu o zisťovaní príčin vzniku požiaru sú spracované zásady vyhotovenia fotodokumentácie požiariska a situačného plánu požiariska. 1. Vyhotovujú sa celkové zábery objektu alebo priestoru poškodeného požiarom ta, aby dokumentovali jeho polohu. 2. Ak nemožno pre malý odstup zachytiť celkovú situáciu, vyhotovuje sa viac záberov, ktoré sa zostavia do celku. 3. Vyhotovujú sa detailné zábery priestoru, v ktorom vznikol požiar, zamerané na miesto vzniku požiaru a smery šírenia (aspoň z dvoch strán).

f) dátum a čas odberu vzorky,

4. Vyhotovujú sa detailné zábery z ohniska požiaru, zamerané na iniciátor (možné iniciátori) požiaru a látky, ktoré začali horieť.

g) podmienky pri odbere (poveternostné, spôsob odberu a podobne),

5. Vyhotovujú sa zábery polohy usmrtených osôb a zvierat.

h) spôsob balenia vzorky, i) požiadavky na laboratórne preskúmanie, j) hodnosť, meno, priezvisko, funkcia a podpis osoby, ktorá žiada o laboratórne preskúmanie a posúdenie vzorky. Príslušné riaditeľstvo Hasičského a záchranného zboru na zabezpečenie plnenia úloh na úseku zisťovania príčin vzniku požiarov je podľa prílohy k pokynu o zisťovaní príčin vzniku požiaru vybavené materiálno technickým vybavením:

6. Fotografie do fotodokumentácie sa vyhotovujú s rozmermi najmenej 9 x 13 cm. 7. Pri vyhotovovaní fotodokumentácie sa dbá na to, na záberoch neboli osoby, to sa nevzťahuje na osoby, ktoré vykonávajú hasebný zásah. 8. Dôležité detaily sa na fotografii označujú šípkami s poradovými číslami. 9. Pre názornosť situácie na požiarisku sa vyhotovuje situačný plán. V situačnom pláne sa zakreslí:

a) osobný automobil, 220



a) rozmiestnenie objektov a priestorov, b) celková plocha rozšírenia požiaru a vzdialenosti od nej po susedné objekty, c) miesto vzniku požiaru alebo ohnisko, d) rozmiestnenie požiarom poškodených technických a technologických zariadení s dôrazom na miesto vzniku požiaru, e) fotografické zábery s označením miesta, odkiaľ boli snímané , a smeru vyhotovenia s označením poradových čísel, f) miesta odberu vzoriek a dôkazového materiálu, g) ďalšie dôležité skutočnosti. 10. Fotodokumentácia sa nalepuje do obalu s označením FOTODOKUMENTÁCIA. Fotodokumentácia obsahuje:

Rozobratá poistková vložka a jej tavný pliešok nasnímaný USB mikroskopom v makro a mikro režime.

a) situačný plán požiariska, b) fotografické zábery očíslované, zoradené a nalepené v postupnosti od celkových pohľadov po zábery dôkazových materiálov, c) obsah fotodokumentácie, ktorý obsahuje fotografických záberov a označených detailov. 11. Dôvody nespracovania v dokumentácii o požiari.

fotodokumentácie

sa

popis uvádzajú

Pri zadokumentovaní vzoriek je možné využiť digitálny ručný USB mikroskop, ktorým je možné podrobnejšie nasnímať skúmanú vzorku.

Rozobratá nožová poistka a jej tavný pliešok nasnímaný USB mikroskopom.

Na snímkach je nedotiahnutá svorka čo malo za následok zvýšeného prechodového odporu a následného požiaru.

Príklad využitia digitálneho USB mikroskopu pri zadokumentovaní rôznych nátavov na elektrických vodičoch a kontaktoch elektrických zariadení.

-

Podrobnejšie nasnímanie natavov po skratoch Nasnímanie škvŕn po kvapalinách u obvodu. Senzor – MOS 1/4“ 1,3 Megapixelov Max. rozlíšenie: 1280 x 1024 pixelov USB konektor: USB 2.0 Rýchlosť snímania: 7.5f/sec.v rozlíšení 1280 x 1024 Možné rozlíšenia: 1280x1024, 1024x768, 640x480, 320x240, 160x120 Citlivosť: 1.0 V/lux – sec @ 550nm Zachytenie voľného spektra: od 400nm do 1000nm Typ uzávierky: ERS Vyváženie bielej farby: automatické Dĺžka USB kábla: približne 1,5 m Objektív je ďalej od pozorovaného objektu a zväčšenie je nízke. Objektív je blízko od pozorovaného objektu a zväčšenie je veľké. Zväčšenie na 36 x a 200 x na 17“ monitore.


Pretavený tavný pliešok nožovej poistky nasnímaný USB mikroskopom v makro a mikro režime.

221


Pohľad na kontaktnú plochu elektrického istiytenú USB mikroskopom. LITERATÚRA [1] Rybáž M.: Kriminalistická metalografia. sv. 13 Kriminalistický ústav VB Praha 1985 [2] Michalík V., Urban Z.: Vplyv skratov na mikroštruktúru hliníkových vodičov, Československá kriminalistika 1/86, Naše vojsko 1986 [3] Ševček E.: Zisťovanie príčin požiarov. VŠB - TU Ostrava, 1989. [4] Urban Z.: Skúmanie skratových nátavov na elektrických vodičoch. Kriminalistický zborník 4/87. Naše vojsko 1987. [5] Ettling B.V.: Elektrické inštalácie pri požiaroch budov, TFI servis. Nasnímaný rozobratý spínač a jeho kontakty zachytené USB mikroskopom v makro a mikro režime.

[6] Balog K.: Samovznietenie, Sdružení požárního a bezpečnostního inžýnerství, Ostrava 1999, ISBN: 80-86111-43-1.

Tavná guľôčka nasnímaná USB mikroskopom v makro a mikro režime.


42.

Ochrana obyvatelstva Danuše Kratochvílová

Ochrana obyvatelstva je komplex opatření prováděných k ochraně obyvatelstva, zvířat, kulturních hodnot a životního prostředí. Její vznik a vývoj v ČR se datuje od přijetí zákona č. 82 Sb. ze dne 11. dubna 1935 o ochraně a DANUŠE KRATOCHVÍLOVÁ obraně proti leteckým útokům, kdy byla zřízena civilní protiletecká ochrana. V současné době lze pojem ochrana obyvatelstva chápat v širším a užším slova smyslu. V užším pojetí je ochrana obyvatelstva plnění úkolů civilní OCHRANA OBYVATELSTVA ochrany, zejména varování, evakuace, ukrytí a nouzové přežití obyvatelstva a dalších opatření k zabezpečení ochrany jeho života, zdraví a majetku při mimořádných událostech a krizových situacích. V širším pojetí je ochranou obyvatelstva také příprava na mimořádné události a provádění záchranných a likvidačních prací. Opatření ochrany obyvatelstva jsou realizována základními složkami IZS a ostatními složkami IZS. Odpovědnost za provedení opatření ochrany obyvatelstva je přenesena na státní orgány, orgány samosprávy, právnické a podnikající fyzické osoby a fyzické osoby. Požadavky ochrany obyvatelstva jsou uplatňovány v územním plánování, stavebním a územním řízení. SDRUŽENÍ POŽÁRNÍHO A BEZPEýNOSTNÍHO INŽENÝRSTVÍ


222



Respirabilní vlákna ve stavebních materiálech a možné zdravotní riziko hasičů Respirable fibres in construction materials and potential health risk of firefighters doc. Ing. Miroslava Netopilová, CSc. Ing. Tereza Česelská VŠB - TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, 700 30 Ostrava - Výškovice [email protected], [email protected] Abstrakt Informace, které materiály, používané zejména ve stavebnictví, představují rizika spojená s výskytem azbestu, jaké jsou související právní předpisy; příspěvek obsahuje rovněž informaci, jaká je možnost zdravotního rizika hasičů. Klíčová slova Rizika spojená a výskytem azbestu, azbestové materiály, azbestová vlákna. Abstract The information about which materials used especially in the building industry represent risks associated with the occurrence of asbestos and this paper contains information on the what related legal regulations exist and potential health risk of firefighters. Key Words

mezi expozicí a vlastním propuknutím zdravotních problémů, která se může pohybovat mezi 15 až 30 lety, případně i více. Mechanismus vlivu azbestových vláken je výsledkem kombinací iritačního, biologického a chemického působení. Při vdechnutí má tkáň snahu vlákno rozložit a vstřebat. Tím se vytváří zánětlivá reakce, která přetrvává i řadu let po vlastní expozici. Vznikající onemocnění jsou buď nezhoubná, projevující se jako azbestóza/plicní fibróza, nebo pleurální hyalinóza/postižení pohrudnice či poplicnice a nebo se vyvinou onemocnění zhoubná (viz kap. Stavebnictví jako zdroj rizika uvolňování respirabilních částic). Původně nebyly negativní zdravotní účinky azbestu zcela známy, a proto se běžně používal až do druhé poloviny minulého století. Byl uplatňován jednak pro svou cenovou dostupnost a zejména pro své charakteristické vlastnosti, kterými jsou např. pevnost, pružnost, chemická odolnost, elektroizolačnost, životnost, nehořlavost, tepelná odolnost (teplota tavení značně převyšující 1000 °C) a izolačnost (součinitel tepelné vodivosti při teplotě 20 °C je 0,12 W.m-1.K-1). Během posledních desítek let dokázal ovlivnit naše životní prostředí, zejména interiérovou atmosféru a nyní si vybírá krutou daň na našem zdraví. [4]

Risks associated with the occurrence of asbestos, asbestos materials, asbestos fibres. Úvod Za respirabilní vlákna jsou považována taková, která jsou schopna vnikat do periferních dýchacích cest, kde není tkáň odstraňující nečistoty z dýchacího traktu a dále jsou tato vlákna schopna vnikat do alveolů (plicních sklípků). Aktivují procesy, díky nimž se rozvíjí zánětlivá reakce až fibróza, tj. tvorboa vazivových jizev v oblasti plic. Respirabilní frakce představují vlákna obecně mikronových rozměrů s konkrétním poměrem jejich délky a průměru. Nejznámějšími z těchto vláken, uplatněných ve stavebním průmyslu, jsou vlákna azbestová. Pod názvem azbest/osinek zahrnujeme komerčně využívané křemičitany s obsahem kationtů hořčíku, železa, hliníku, vápníku a sodíku. Člení se na dvě skupiny, a to na serpentinity a amfiboly. Serpentinity (hadce), se vyznačují spirálovitými vlákny. Jejich představitelem je chrysotil neboli bílý azbest Mg3(Si2O5) (OH)4. Amfiboly (jinorázy) s rovnými jehlicovitými vlákny, jsou prezentovány např. krocidolitem neboli modrým azbestem, amositem, antofylitem, aktinolitem nebo tremolitem. Tato skupina minerálů se vyznačuje vláknitou strukturou s tendencí vlákna uvolňovat a dále je ve směru jejich délky štěpit. Jelikož jsou ve vzduchu polétavá, tvoří snadno vdechnutelný vláknitý azbestový prach. Po vdechnutí se chrysotilová vlákna v plicích štěpí na menší částice a v plicních tekutinách se částečně rozpouštějí, což u amfibolových vláken není možné. Většina azbestu obsaženého ve volném ovzduší je chrysotilového typu, částečně jsou zastoupená i amfibolová vlákna (zejména amosit a krocidolit). Již četné odborné publikace a články informovaly o faktu, že se azbest řadí mezi zdraví ohrožující látky. Podle WHO/IARC (World Health Organization/International Agency for Research on Cancer) je tento materiál hodnocen stupněm 1, tzn. látka pro člověka prokazatelně karcinogenní. [10] Zdravotní ohrožení se neprojevuje bezprostředně, ale pro azbest je charakteristická dlouhodobá latence Ostrava 8. - 9. září 2010

Obr. 1 Azbestová vlákna [7] Světová produkce azbestu Širší využívání azbestu souvisí s nástupem tzv. průmyslové revoluce. Počátky komerční těžby azbestu proto spadají do 19. století. Jeho hlavním producentem byla původně Kanada (provincie Quebec), kterou následovaly další státy. Svého maxima dosáhl průmysl těžby azbestu přibližně v sedmdesátých až osmdesátých letech 20. století. Konkrétně v roce 1980 dosáhla světová produkce azbestu až 4,8 milionů tun. Později nastal v západních zemích vesměs ústup od širšího využívání tohoto minerálu. Na prahu nového milénia vyvolaly příslušné vědecké poznatky v některých zemích odůvodněný zákaz těžby a používání azbestu. Avšak v rychle se rozvíjejících zemích, jako je Indie, Brazílie nebo Čína těžba i spotřeba nepoklesla a dokonce vzrostla na násobky hodnot ze sedmdesátých a osmdesátých let. Tuto skutečnost dokumentuje např. spotřeba v Číně, s více než dvojnásobným nárůstem v rozmezí let 1990 až 2000. Obdobná je tato situace i v Rusku, kde těžba od sedmdesátých let stále roste. I přes výraznou redukci v některých zemích vykazovaná produkce azbestu dokumentuje, že jeho celková světová těžba po roce 2000 nezaznamenala pokles, ale stále vzrůstá (viz tab. 1).

223


Na území dnešní ČR se azbest neprodukoval, ale těžil se na Slovensku. Spotřeba azbestu byla však v našich zemích významná. Pro názornost může sloužit statistický údaj z období let 1975 až 1990, kdy zdejší průmysl každoročně spotřeboval kolem 50 000 tun azbestu. Je proto zcela reálný předpoklad, že z tohto množství bylo ročně vyrobeno řádově sto tisíc m3 různých azbestocementových a obdobných výrobků. [1, 4, 5] Tab. 1 Vývoj světové produkce azbestu na počátku 21. století Země Argentina Brazílie Bulharsko

Vykázaná produkce v jednotlivých letech [t] 2001

2002

2003

2004

2005

203

155

166

267

270

172.695

194.750

194.350

194.800

195.000

350

300

300

300

300

Kanada

276.790

240.500

200.500

200.000

200.000

Čína

310.000

562.000

500.000

510.000

520.000

Kolumbie

96.140

62.785

60.000

60.000

60.000

Indie

21.000

18.000

19.000

18.000

19.000

Írán

2.000

1.500

1.470

6.000

5.000

Kazachstán

271.300

291.100

354.500

346.500

355.000

Rusko

750.000

775.000

878.000

923.000

925.000

Srbsko a Černá Hora

194

372

111

110

100

Jižní Afrika

13.393

-

6.218

-

-

Spojené státy

5.260

2.720

-

-

-

Zimbabwe

136.327

168.000

147.000

104.000

122.041

Celkem

2.060.000

2.320.000

2.360.000

2.360.000

2.400.000

Některé související právní dokumenty V Evropské unii se právní doklady související s azbestem vyvíjely v návaznosti na národní požadavky a právní doklady. S rozvojem poznatků o nebezpečích, která azbestová vlákna představují, vznikala v různých zemích omezení, týkající se jeho používání, avšak v osmdesátých letech bylo již zřejmé, že problematickou situaci nelze nadále řešit jen národními právními dokumenty a že zákony týkající se azbestu je třeba formulovat na evropské úrovni. Proto byla v roce 1983 zavedena směrnice Rady 83/477/EHS na ochranu zaměstnanců proti riziku expozice azbestu, ve které byly mj. stanoveny maximální expoziční limity a určena další preventivní opatření, včetně zákazu aplikace azbestu formou nástřiků. Touto směrnicí je zveřejněno i první omezení týkající se trhu s azbestem a předpisy zavádějí povinné výstražné označení pro všechny produkty obsahující azbest. Následné zpřísnění v používání azbestu pokračuje v roce 1985 a 1991 (směrnice Rady 85/610/EHS a směrnice Komise 91/659/ES). Směrnicí Rady 87/217/EHS) zavádí Rada Evropského společenství pokyny k prevenci a omezení znečištění životního prostředí a kontrole odpadu obsahujícího azbest. Směrnicí Rady 91/382/EHS byly v r. 1991 stanoveny maximální expoziční hladiny pro vlákna chrysotilových a ostatních azbestů. Na základě směrnice Rady 97/548/EHS a v souladu s klasifikací IARC jsou všechny typy azbestu hodnoceny jako „Kategorie 1: karcinogeny“ a musí být označeny větou „Mohou způsobit rakovinu“. Dalším krokem Evropské komise bylo rozhodnutí o postupném odstranění veškerého využití azbestu a celkovém zákazu všech jeho druhů mimo výjimky v použití vojenském, v použití chrysotilu v membránách stávajících chlorových elektrolyzačních aparatur a akceptování chrysotilu přirozeně se vyskytujícího, viz směrnice Komise 99/77/EHS.

224

Rozhodnutím Rady 2003/33/ES se stanoví kritéria a postupy pro přijímání odpadů na skládkách podle článku 16 směrnice 1999/31/ES a její přílohy II. Kapitola 2.3.3. určuje podmínky, za kterých je možné odpady s azbestem ukládat i na jiných skládkách než pouze na skládkách nebezpečného odpadu. V České republice byla problematika ochrany zdraví v souvislosti s azbestem původně zahrnuta do příslušných hygienických předpisů. Azbest byl zařazen mezi pro člověka prokázané karcinogeny v r. 1984, viz Směrnice MZ ČR - hlavního hygienika č. 64/1984 Sb. Zákon č. 157/1998 Sb., o chemických látkách a chemických přípravcích a o změně některých dalších zákonů nabyl platnost v r. 1999. Na základě přílohy 2 tohoto zákona byly definovány látky, jejichž dovoz, výroba a distribuce jsou v ČR zakázány. K těm byla zařazena i amfibolová vlákna krocidolit, amosit, antofylit, aktinolit a tremolit. Po vstupu ČR do Evropské unie byl zákon zrušen a nahrazen zákonem č. 356/2003 Sb., o chemických látkách a chemických přípravcích a o změně některých zákonů ve znění pozdějších předpisů. Vyhláška MŽP č. 221/2004 Sb., ve znění pozdějších předpisů, stanovuje seznamy nebezpečných chemických látek a nebezpečných chemických přípravků, jejichž uvádění na trh je zakázáno nebo jejichž uvádění na trh, do oběhu nebo používání je omezeno. Mezi tyto látky byl zařazen i azbest s tím, že vlákna chrysotilu bylo možno používat až do 1. ledna 2008 pro membrány stávajících zařízení pro elektrolýzu do ukončení jejich životnosti nebo dokud nebude k dispozici vhodná náhrada neobsahující tato vlákna. Výrobky obsahující azbestová vlákna krocidolit, amosit, antofylit, aktinolit, tremolit a chrysotil ve stávajících zařízeních je možno používat až do doby jejich odstranění nebo ukončení životnosti těchto zařízení. Dalšími souvisejícími právními dokumenty jsou např.: Vyhláška MPO č. 232/2004 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení zákona o chemických látkách a chemických přípravcích a o změně některých zákonů, týkající se klasifikace, balení a označování nebezpečných chemických látek a chemických přípravků ve znění pozdějších předpisů, se zabývá označováním výrobků obsahujících azbest. Zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů, ve znění pozdějších předpisů v dílu 6 (Odpady z azbestu), § 35 (Povinnosti při nakládání s odpady z azbestu) stanovuje povinnosti původcům odpadů obsahujících azbest a oprávněným osobám, které nakládají s odpady obsahujícími azbest, a rovněž stanovuje požadavky na ukládání odpadů z azbestu. Vyhláška MŽP č. 381/2001 Sb. kterou se stanoví Katalog odpadů a Seznam nebezpečných odpadů a seznamy odpadů a států pro účely vývozu, dovozu a tranzitu odpadů a postup při udělování souhlasu k vývozu a dovozu odpadů, ve znění vyhlášky č. 503/2004 Sb. Vyhláška MŽP č. 294/2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu a změně vyhlášky č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady mj. stanovuje odpady z azbestu, jejich katalogová čísla a současně i technické požadavky na ukládání odpadů z azbestu na skládky. Zákon č. 309/2006 Sb., kterým se upravují další požadavky bezpečnosti a ochrany zdraví při práci v pracovněprávních vztazích a o zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při činnosti nebo poskytování služeb mimo pracovněprávní vztahy, ve znění pozdějších předpisů. Zákon nově ukládá zákaz práce s azbestem; pokud se ale jedná o výzkumné laboratorní nebo analytické práce, likvidační práce zásob, odpadů a zařízení, která obsahují azbest, tak jako i práce při odstraňování staveb a částí staveb s obsahem azbestu, zákaz práce s azbestem zde neplatí (mimo těhotné ženy a mladistvé zaměstnance - viz vyhláška č. 288/2003Sb.).



Tab. 2 Materiály s aktuálním rizikem obsahu azbestu [1] Výrobek

Doplňující údaje

Místo výroby

Ukončení výroby

Střešní šablony Eternit, Beronit

400 x 400 x 4 mm, 450 x 400 x 4 mm, šedé, černé, červené i jiné barvy, ρ = 2 100 kg/m2

Beroun, Šumperk, Nitra

1996

Vlnitá střešní krytina typu A a B (podle velikosti vlny)

desky šedé, černé, červené, zelené i jiné barvy, různých rozměrů, ρ = 1 800 kg/m3

Beroun, Šumperk, Hranice, Nitra, Púchov

1995

Hřebenáče, tvarovky a střešní větrací prvky

různé doplňky k základním střešním prvkům

Beroun, Šumperk, Hranice, Nitra

1996

Izolační šňůra

Ø = 1 - 50 mm

Zvěřinek

1990

Netkané textilie NETAS

tloušťka 0,6 - 1,1 mm

Zvěřinek

1990

Izolační deska ID a IDK 30

tloušťka 1 - 6 mm

Zvěřinek

1990

Květinové truhlíky a zahradní doplňky

různá velikost a tvar

Beroun, Nitra

1999

Tlakové a kanalizační trouby a tvarovky

Ø = 50 - 1 000 mm, délek 500 5 000 mm

Beroun, Hranice, Nitra

1999

Interiérové velkoplošné desky (Dupronit A, B, C, Ezalit A, B, C)

tloušťka 6, 8, 10, 12 mm, ρ = 600 až 2 000 kg/m3 v přírodní světle šedé barvě

Beroun, Šumperk,

1995

Interiérové velkoplošné desky (Dupronit A, B, C, Ezalit A, B, C)


Nitra, Púchov

2000

Desky exteriérové a podstřešní (Dekalit, Lignát, Cembalit, Cemboplast, Unicel, Lignopal)


Beroun, Hranice, Šumperk, Česká Lípa, Púchov, Nitra

1995

Nitra

1995

Desky Pyral

požárně odolné sendvičové desky s vlnitou hliníkovou fólií v jádru

Praha

1992

Desky Izomin, Akumin, Calothernex

termoizolační desky, ρ = 250 až 400 kg/m3

Nová Baňa, Banská Štiavnica, Bratislava

1998

Asfaltové pásy (Aralebit, Bitagit, Cufolbit, Arabit-S, Plastbit, Probit)

výrobky s mikromletým azbestem

Brno, Hostinné, Bělá pod Bezdězem

1990

Stříkaná omítka/nástřik Pyrotherm

protipožární nástřik zejména na ocelové konstrukce

Praha, Dlhá Ves, Čičajovce, Parchovany

1992

Protipožární nástřiky Limpet, Azbestospray

budovy s ocelovou konstrukcí

Anglie

Sendvičové desky s pěnovým polystyrenem

Vyhláška č. 394/2006 Sb., v platném znění, kterou se stanoví práce s ojedinělou a krátkodobou expozicí azbestu a postup při určení ojedinělé a krátkodobé expozice těchto prací.

expozice azbestu v pracovním ovzduší je početní koncentrace vláken o rozměrech délky větší než 5 μm, průměru menším než 3 μm a poměru délky k průměru větším než 3 : 1. [1, 6, 8]

Zákon č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu, ve znění pozdějších předpisů (stavební zákon). V díle 3, podle § 128 odst. 1 je vlastník stavby je povinen ohlásit stavebnímu úřadu záměr odstranit stavbu, s výjimkou staveb uvedených v § 103, nejde-li o stavbu, v níž je přítomen azbest. Jde-li o stavby, které vyžadují stavební povolení nebo ohlášení podle § 104 odst. 2 písm. a) až e), připojí k ohlášení dokumentaci bouracích prací a doklad prokazující vlastnické právo ke stavbě, pokud stavební úřad nemůže existenci takového práva ověřit v katastru nemovitostí. Podle odstavce 4 téhož paragrafu vlastník stavby odpovídá za to, že odstranění stavby bude provedeno stavebním podnikatelem. Stavbu, která k uskutečnění nevyžaduje stavební povolení, může její vlastník odstranit svépomocí, pokud zajistí provádění stavebního dozoru. U staveb, v nichž je přítomen azbest, zajistí provádění dozoru osobou, která má oprávnění pro odborné vedení provádění stavby podle zvláštního právního předpisu (zákon č. 360/1992 Sb., o výkonu povolání autorizovaných architektů a o výkonu povolání autorizovaných inženýrů a techniků ve výstavbě, ve znění pozdějších předpisů).

Stavebnictví jako zdroj rizika uvolňování respirabilních azbestových částic

Zákon č. 262/2006 Sb., zákoník práce v platném znění. Vyhláška č. 499/2006 Sb., o dokumentaci staveb; Příloha č. 4 - Rozsah a obsah dokumentace bouracích prací zahrnuje rovněž dokumentaci o přítomnosti azbestu ve stavbě. Dokumentace obsahuje i stanovená opatření z oblasti bezpečnosti a ochrany zdraví osob, nakládání s odpady podle jejich druhu, podmínky pro ochranu životního prostředí. Nařízení vlády č. 361/2007 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci. Mimo jiné určuje, že sledovaným ukazatelem


Je odhadováno, že z celkové spotřeby azbestu připadá až 70 % právě na stavebnictví, kde stále představuje ožehavý problém. Je stanoveno, že jako látky obsahující azbest mohou být označeny takové, ve kterých jeho obsah činí více než 0,1 hmotnostních procent (meziprodukty, výrobky, přípravky, odpady apod.). Nejznámějšími jsou střešní krytinové a obkladové výrobky s obchodním názvem Eternit. Vznik Eternitu a princip výroby vláknocementových desek má souvislost s naším státem. Název a podstatu výroby Eternitu si totiž roku 1900 zaregistroval a následně nechal patentovat olomoucký rodák Ludwig Hatschek. Přesto, že se ve stavebnictví azbest již nepoužívá, přesto se azbestové produkty dosud vyskytují v různých podobách a formách mnoha stavebních objektů nejen jako krytina, ale i jako součást obkladů obvodových plášťů, sendvičových panelů, konstrukcí lehkých příček, podhledů, izolačních desek a v dalších formách izolačních výrobků, v podlahových krytinách, potrubích a jiných trubních výrobcích, jako těsnící a tamponážní materiál, tepelně izolační zástěny a podložky. Je součástí dřevostaveb, některých ventilačních či vodoinstalačních a kanalizačních výrobků, je obsažen v protipožárních omítkovinách a deskových obkladech atd. Azbestová vlákna se stala součástí obvodových stěn budov, jako například u systémů obvodových plášťů s názvem Boletický panel, Stross fasáda, Isodit, Sidalvar nebo Bios a vyskytují se u stavebních systémů jako např. Unimo, Chanos, Inpako, Monti, Omega, Stamo a dalších [1]. Dílčí přehled azbestových výrobků a jejich producentů viz tab. 2. 225


Výrobci stavebních výrobků obsahujících azbest Azbestocementové závody, n. p. (s. p.)

Beroun, Hranice, Nitra, Púchov

Eternitové závody, n. p. (s. p.)

Šumperk

Azbestos, n. p. (s. p.)

Zvěřinek

Izolační závody, n. p. (s. p.)

Brno

Stavební izolace, n. p. (s. p.)

Praha

Severočeské dřevařské závody, n. p. (s. p.)

Česká Lípa

Krkonošské papírny, n. p. (s. p.)

Hostinné

Dehtochema, n. p. (s. p.)

Bělá pod Bezdězem

Slovenské závody technického skla

Bratislava

Rudné bane, n. p. (s. p.)

Banská Štiavnica

Stavebné závody ťažkého stroj.

Nová Baňa

Jednotné rolnické družstvo

Dlhá Ves, Čičajovce, Parchovany

Azbestová vlákna/prach jsou součástí i některých dalších výrobků, které se stavebnictvím přímo nesouvisí. Kupříkladu tvoří součást některých průmyslových a ohnivzdorných textilií, materiálů pro izolaci elektrických vodičů a dalších elektroizolačních výrobků, spojkových dílů, brzdových a jiných obložení, těsnících vložek či pásek nebo provazců, tepelně a chemicky odolných obalových hmot, azbestového papíru a lepenky, výztuh výrobků z plastických hmot, vysokotlakých desek, těsnění součástí strojů pracujících za vysokých teplot, těsnění a izolací v kolejových dopravních prostředcích, letadlech, lodích nebo starších automobilech a je součástí i dalších výrobků, ve kterých bylo možno využít pozitivní fyzikální, chemické a mechanické vlastnosti těchto vláken.

Obr. 2 Požár objektu v areálu školy - stavební konstrukce s obsahem azbestu [9] Eternit - zejména jako krytinový nebo obkladový materiál s obsahem azbestu < 10 %, HDK 30 - izolační deskový materiál s obsahem azbestu 30 %, Cembalit - deskový materiál s obsahem azbestu 10 %, Unicel - deskový obkladový materiál stěn, stropů a příček, obsah azbestu 22 %, Azbestocementová deska - lisovaná/nelisovaná, používaná pro obklady dřevostaveb, Cemboplast - izolační konstrukční desky pro obvodové pláště, příčky a stropní podhledy,

Všechna použití azbestu mohou být nyní nebezpečnou ekologickou zátěží, která ale nemusí lidský organizmus bezprostředně ohrožovat, pokud je uvolňování azbestových vláken zabráněno. Avšak zejména při stavebních opravách, rekonstrukcích, demolicích a jiném mechanickém, povětrnostním, chemickém či jiném působení se azbestová vlákna/prachové částice uvolňují a šíří se vzduchem i na značné vzdálenosti. Jejich vdechování a tudíž riziku onemocnění jsou vystaveni zejména pracovníci, kteří s těmito výrobky manipulují: elektrikáři/izolatéři, demoliční pracovníci, zedníci, údržbáři, opraváři, instalatéři, montéři, pokrývači, podlaháři a v neposlední řadě i hasiči.

Lignát - s plnivem z mikroazbestu a celulózových vláken; později i jako bezazbestové,

V první polovině 20. století neprokazují zdravotní výzkumy podstatný negativní vliv azbestu na lidské zdraví. Avšak výzkumy z 50. až 70. let již jeho zdravotní závadnost stanovily a potvrdily. Na základě daných skutečností vstoupila do popředí otázka ochrany proti expozici azbestu.

Ezalit - křehký, zejména obkladový materiál, součást montovaných příček, protipožární obkladové desky. Obsah azbestu ~ 18 % až 40 %, azbestová vlákna nebyla v tomto materiálu spolehlivě fixována (většinou jako materiál se slabě vázaným azbestem).

Expozice azbestu může vyvolat profesionální onemocnění, která jsou uvedená v České republice v seznamu nemocí z povolání. Jedná se o nemoci plic, pohrudnice nebo pobřišnice způsobené prachem azbestu, jako jsou azbestóza, hyalinóza pohrudnice s poruchou plicních funkcí, mezoteliom pohrudnice nebo pobřišnice nebo plicní karcinom. [8] V současné době je mnohdy značně problematické jednoznačně určit, které stavební materiály jsou vyrobeny s podílem azbestových vláken. I při existenci stavebně technické dokumentace dané stavby, je někdy nutné dodržení její náplně v oblasti aplikovaných materiálů ověřit. Ve druhé polovině minulého století se zejména ve stavebnictví materiály s azbestovými vlákny používaly v širokém měřítku. Nejširšího uplatnění doznaly různé azbestocementové desky, které se v některých typech staveb používaly jako materiál pro montované příčky nebo jako podhledové desky. Snad nejširšího uplatnění našly v obvodových pláštích budov (viz obr. 2), kde byly montovány jako součást sendvičových fasádních obkladů. Těchto deskových výrobků byla značná škála, produkována četnými tuzemskými výrobci (viz tab. 2). K nejvíce rozšířeným v českém stavebním průmyslu se řadí níže uvedené materiály. 226

Lignopal - deskový materiál používaný především pro obvodové pláště, Aprobit 200 - s různým množstvím azbestu, používaný jako střešní krytina. Některé azbestocementové deskové výrobky se pro svou tepelnou odolnost a izolačnost uplatňovaly mimo jiné i jako protipožární obkladový materiál, přispívající ke zvýšení požární odolnosti stavebních konstrukcí. Náleží k nim např.:

Dupronit - deskový obkladový materiál slovenské produkce s obdobnými vlastnostmi a použitím jako Ezalit. Izomin - tepelně a zvukově izolační desky s obsahem i čedičových vláken. Podíl azbestu se pohyboval v různých množstvích. V protipožární ochraně známými výrobky na bázi azbestu jsou nástřikové/omítkové hmoty, které se používaly pro zvyšování požární odolnosti zejména ocelových stavebních konstrukcí. Uplatnily se jak tuzemské, tak zahraniční výrobky, viz např.: Pyrotherm - nástřiková hmota k protipožární ochraně ocelových konstrukcí a kabelových vedení. Zhruba v polovině 80. let byl azbest nahrazen celulózovými vlákny. Limpet - anglická nástřiková hmota, používaná k protipožární ochraně ocelových konstrukcí a dopravních prostředků (železničních), podílem obsahu až 90 % slabě vázaného azbestu (nízká životnost pojiva). [2] Vysoký obsah azbestu je charakteristický i pro další produkty, např. pro různé typy potrubí a těsnící výrobky. Dobrou těsnící schopnost vykazovaly těsnící provazce, kde byla azbestová vlákna fixována jen omezeně, což zapříčinilo jejich téměř neomezené uvolňování. Používána byla i azbestová plochá těsnění. Azbestové vláknité izolační výrobky se vhodně uplatnily i na protipožární Ostrava 8. - 9. září 2010


těsnění prostupů stavebními konstrukcemi nebo jako těsnící provazce a pásky např. do komínových dvířek, dveří v požárně dělících konstrukcích apod. [8] Azbestocementové žlábky existují i v některých liniových stavbách. Slouží dosud např. k uložení napájecích kabelů na některých trasách pražského metra atd. Snad nejznámějšími zahraničními objekty, kde byl uplatněn azbest pro protipožární ochranu ocelových konstrukcí, bylo Světové obchodní centrum a jeho známá dvojice mrakodrapů Twin Towers (417 m), realizovaná v letech 1966 - 1972. Stavebně technický průzkum výskytu azbestu Jelikož aplikace azbestových materiálů mnohdy netvoří finální povrchové úpravy a jsou často překryty jinými materiály, je zjištění jejich výskytu mnohdy problematické a nemožné bez alespoň částečné demontáže, případně i destrukce vrstev materiálů, které je překrývají. Přesto, že se průzkum výskytu azbestu provádí již řadu let, viz stanovení vyhlášky č. 499/2006 Sb., o dokumentaci staveb. Zákonná povinnost tohoto průzkumu spadá do kompetence projektanta (zákon 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu, ve znění zákona č. 68/2007 Sb., § 159 odst. 2 o odpovědnosti projektanta). Konečným záměrem stavebně technického průzkumu výskytu azbestu je zejména identifikace materiálů, ve kterých je obsažen. Místa, kde byl ověřen je nutno jednoznačně zanést do projektové dokumentace. Pro jeho likvidaci je v mezích příslušných právních předpisů rovněž stanoven postup prací při nakládání s odpady tak, aby nedocházelo ke kontaminování např. jiného odpadního materiálu, který by jinak mol být recyklován a opětně využit. Smyslem a cílem stavebně technického průzkumu výskytu azbestu může být i určení naléhavosti sanace stavební konstrukce nebo části stavby, kde se azbest vyskytuje. Tento cíl stavebně technického průzkumu je ve většině evropských zemí plně akceptován. Např. v Německu a v podstatě i v ČR se hodnocení naléhavosti sanace azbestových materiálů člení do třech stupňů: • stupeň naléhavosti 1 - sanace nutná bez odkladu; následují předběžná opatření ke zmenšení koncentrace azbestu v ovzduší a provede se urychleně sanace, • stupeň naléhavosti 2 - azbestové materiály se musí ve stanoveném časovém limitu (nejčastěji období 2 let) znovu posoudit, zda nedošlo ke zhoršení stávajícího stavu, v opačném případě jsou zařazeny do stupně 1, • stupeň naléhavosti 3 - materiál je v takovém stavu, že azbest nekontaminuje ovzduší (klidový stav), vyžaduje však dlouhodobé sledování. [3] Prvním krokem průzkumu je prostudování veškeré dostupné grafické a textové projektové dokumentace, včetně požární a její porovnání se skutečnou realizací stavby. Na základě podrobného zjištění materiálového a konstrukčního řešení jsou vytipovaná místa pravděpodobného výskytu azbestových produktů. Skutečný stav konstrukcí a použitých materiálů je bezpodmínečně nutné ověřit podrobnou prohlídkou daného objektu a odběrem vzorků použitých hmot. Místa odběru se zanesou do projektu a pořídí se jejich fotodokumentace. Do projektové dokumentace je nutno přesně doplnit případné odchylky od původních návrhů. V případě, že není možné některé místo stavby prozkoumat, např. z důvodu jeho nepřístupnosti nebo možnosti porušení bezpečnosti apod., musí být tato skutečnost uvedena v závěrečné zprávě a pro pozdější možný zásah do těchto konstrukcí je uveden odpovídající postup prací.


Obr. 3 Odstraňování staré azbestové zátěže [4, 11] Odběr vzorů je pro zdárný výsledek podstatný, proto by ho měla provádět osoba s praxí a obeznámením s danou problematikou, prozkoušená odbornou komisí, nejlépe však akreditovaná k tomuto úkonu dle EN 1725. Odběry probíhají za zvýšených bezpečnostních pravidel a tak, aby se zamezilo uvolnění respirabilních částic. Pokud, ve výjimečných případech, nelze tuto podmínku při odběru vzorků zajistit, následují další technická opatření, vedoucí k zabránění případné kontaminace okolního ovzduší. [2] Vyhodnocení odebraných vzorků provádí laboratoř s příslušnou akreditací. Jak protokoly o výsledcích laboratorních testů, tak osvědčení o akreditaci laboratoře, která je provedla, tvoří součást závěrečné zprávy průzkumu výskytu azbestových materiálů. Jak již bylo uvedeno, dle našeho právního řádu lze za azbestový materiál označit takový, který obsahuje minimálně 0,1 % azbestu, proto jsou pro testování používány zkušební metody, kterými je tento obsah možno ověřit, a to i při obsahu tzv. mikroazbestu. Pokud budou na základě průzkumu označeny některé výrobky jako materiály se slabě vázaným azbestem nebo bude zřejmé, že jsou podstatným způsobem poškozeny nebo narušeny, je vhodné měřením ověřit koncentraci azbestových vláken v okolním ovzduší. Maximální koncentrace vymezuje vyhláška č. 6/2003 Sb. Podle přílohy 2 této vyhlášky je limitní hodinová koncentrace azbestových a minerálních vláken 1000 vl/m3. Měření koncentrace azbestu v ovzduší pracovního prostředí se provádí dle nařízení vlády č. 178/2001 Sb., příloha 3. Pro určení rizika nestačí pouze údaj o celkové koncentraci, ale je nutné znát počet vláken nebezpečných rozměrů a jejich krystalickou strukturu. [1] Riziko expozice azbestu ve stavebnictví je stále aktuální v podobě starých azbestových zátěží. Pokud je výskyt azbestových materiálů ve stavbě prokázán, je nutné, aby projektant ve spolupráci s investorem tuto skutečnost zachytil v projektové dokumentaci na kterou následně musí navázat návrh opatření pro možnost provedení zamýšlených stavebních úprav nebo destrukčních prací (např. vytvoření tzv. kontrolovaného hermeticky uzavřeného pásma (viz obr. 3) s podtlakem min. 20 Pa, bezpečné napojení propustí na vnější prostředí a zajištění úpravy personální propusti pro možnost dekontaminace pracovníků, zajištění kontrolních měření výskytu azbestových vláken v ovzduší během a po provedení prací atd.) [8]. Naplnění těchto požadavků je podmínkou při bezpečné manipulaci s materiály obsahujícími azbest. Závěr - azbest a možnost zdravotního rizika hasičů Při požárech, demoličních pracích a jiných činnostech a procesech, při kterých se naruší kompaktnost stavebních materiálů a konstrukcí osahujících azbest, dochází k uvolňování jeho vláken. Škodlivost azbestů spočívá především v tom, že vlákna představují převážně respirabilní frakci. Lidský organismus je nedokáže přirozeným způsobem vypudit, a proto zůstávají uložena v napadené tkáni. Zdravotní poruchy se obvykle mohou projevit jako azbestóza plic, tj. plicní onemocnění charakteru fibrózy nebo jako rakovina plic, tj. zhoubné nádorové onemocnění, které je jednou z nejčastějších příčin úmrtí a nebo jako mezoteliom s projevem formou zhoubného či nezhoubného nádoru pohrudnice, viz výše. 227


Významné narušení kompaktnosti staviv je způsobeno rovněž požárem nebo výbuchem. V těchto případech se azbestová vlákna stávají součástí prašné okolní atmosféry. Prouděním vzduchu zamořují nejen blízké, ale i vzdálenější okolí vzniklé mimořádné události. Například při požáru objektu s azbestocementovou krytinou dochází přibližně při teplotě 500 °C k razantnímu plošnému odprýskávání jednotlivých vrstev eternitových krytinových šablon/ střešních desek. Expanzí vyvíjené vodní páry je azbestocementový úlomek vymrštěn značným tlakem do vzduchu, a to na vzdálenost až desítek metrů, nezřídka i na vzdálenost přesahující sto metrů. V souvislosti s obsahem H2O a částečně i s vrstevnatou technologií výroby probíhá plošné odštěpování každé desky opakovaně po dílčích vrstvách. Čím četnější je odprýsknutí každé desky, tím více azbestu je rozvířeno do ovzduší. Uvolňování azbestových vláken je typické i při hasebním zásahu, kdy je zahřátý azbestový materiál zchlazován hasební vodou. Prudké zchlazení jeho povrchových vrstev vede ke značným strukturálním napětím s destruktivními účinky, vlivem kterých dochází jednak k uvolnění a rovněž k rozštěpování vláken v podélném směru, což je pro azbestová vlákna typický jev. Přes existující právní dokumenty související s eliminací rizika expozice azbestu a přes provádění stavebně technických průzkumů výskytu azbestu v objektech, je případné riziko zdravotního ohrožení hasičů stále aktuální. Jelikož u konkrétních objektů většinou není dostatečně a přesně identifikováno použití stavebních materiálů, ve kterých je azbest obsažen (snad mimo eternitové výrobky), nejsou o nich dostatečně informováni ani hasiči. Zasahující jednotky bohužel nedisponují technikou, která by v této souvislosti spolehlivě dokázala monitorovat a vyhodnotit kvalitu ovzduší v místě provádění zásahu. Při zásazích běžně používané detektory plynů a par k vyhodnocení obsahu konkrétně azbestového prachu nejsou vhodné. V průběhu zásahu jsou však příslušníci jednotek před respiračními částicemi dostatečně chráněni ochranným dýchacím přístrojem a maskou [9]. Riziko expozice přichází v úvahu v případě, kdy hasič ochrannou masku s tváře sejme, a to např. v závěru zásahu, kdy kontaminace okolního prostředí azbestovými vlákny přetrvává.

informovat zasahující jednotky hasičského záchranného sboru o existenci tohoto karcinogenu v daném objektu. Skutečnost je však v převážné většině případů zcela jiná a příslušníci zasahujících jednotek adekvátní informace postrádají. Článek byl zpracován v rámci grantového projektu Ministerstva vnitra ČR: VD 20062010A06 Literatura [1] Báčová, M.: Odstraňování staré azbestové zátěže. Základní knižnice odborných činností ve výstavbě, AA 1.07, ČKAIT, Praha 2007, ISBN: 978-80-87093-245-5. [2] Balvín, P.: Stavebně technický průzkum výskytu azbestu. Příloha Zpráv a informací ČKAIT, Praha 2007, ISBN: 978-6087093-25-2. [3] Balvín, P.: Průzkum výskytu azbestových materiálů. Odpady, 19, 2009, č. 7/8, s. 11. [4] Cieslar, S.: Azbest dříve dobrý sluha, dnes špatný pán. Dostupné na http://www.konstrukce.cz. [5] Haneberg, P.: Eternit, Námořníci a plicní nádory. Dostupné na http://www.vtmscience.cz. [6] Zimová, M., Podolská, Z.: Zdravotní rizika odpadů obsahujících azbest. Odpadové fórum 3/2008, s. 12 - 15. [7] Šauflová, L.: Nebezpečný azbest. Prezentace. Zdravotně sociální fakulta Jihočeské univerzity. České Budějovice, 2007. [8] Netopilová, M.: Aktuální rizika expozice azbestu ve stavebnictví. Bezpečnost a ochrana zdraví při práci 2010. FBIVŠB Ostrava, 2010, ISBN: 978-80-248-2207-5, s. 180 - 189. [9]Tureková, I., Novotný, M.: Azbest a jeho rizika. Požární ochrana 2008. FBI-VŠB Ostrava, SPBI, 2008, ISBN: 978-80-7385040-1, s. 598 - 606. [10] Marková, I., Mužíková, M.: Pracovní a zdravotní rizika související s expozicí azbestem. Ochrana obyvatelstva 2010. FBIVŠB Ostrava, SPBI, ISBN: 978-80-7385-080-7, s. 250 - 262. [11] Jančar, R.: Jak se likviduje materiál, který je zákeřnější než terorista. Dostupné na http://www.Technet.cz.

Na základě stavebně technického průzkumu výskytu azbestu nebo z jiných informačních zdrojů by měla existovat možnost


43.


JIěÍ MATOUŠEK PETR LINHART

CBRN CHEMICKÉ ZBRANċ

CBRN - chemické zbraně Jiří Matoušek, Petr Linhart Kniha pojednává o vývoji a základních vlastnostech chemických zbraní a o jejich hlavní složce - otravných látkách. Přináší detailní moderní informace o zneschopňujících, dráždivých, dusivých, obecně jedovatých, zpuchýřujících a nervově paralytických látkách. Charakterizuje hlavní formy a metody chemického terorismu. Ukazuje snahy o zákaz chemických zbraní, mj. úlohu Ženevského protokolu (1925) a seznamuje s Úmluvou o zákazu vývoje, výroby, hromadění a použití chemických zbraní a o jejich zničení (1993) a s jejím plněním.


228



Rýchlosť odhorievania alkoholov pre malé priemery požiarov Burning rate of alcohol for small pool fires Ing. Miroslav Novotný

Podľa niektorých autorov sa zvyšuje, až pokiaľ priemer dosiahne 2 - 3 m, kedy sa stáva nezávislá od priemeru alebo sa dokonca v niektorých prípadoch znižuje [4]. Avšak viaceré štúdie poukazujú na zmenu rýchlosti odhorievania až do priemerov10 m [3]. Priebeh rýchlosti odhorievania v závislosti od priemeru nádoby spolu s druhom prúdenia pár je znázornený na obrázku 1.

doc. Ing. Ivana Tureková, PhD. Materiálovotechnologická fakulta STU v Trnave, Ústav bezpečnostného a environmentálneho inžinierstva Botanická 49, 917 08 Trnava, Slovenská republika [email protected], [email protected]

20 10

Abstrakt

Kľúčové slová Rýchlosť odhorievania, etanol, metanol, izopropanol, priemer nádoby. Abstract The article describes experimental verification of small pool fires changes to burning rate of alcohols. The burning was modeled in vessels of 18 - 94 mm diameters with selected alcohols: methanol, ethanol, denatured ethanol and isopropanol. Mass burning rate of alcohols is starting fire- technical characteristic in fire modeling. Key words Burning rate, ethanol, methanol, isopropanol, vessel diameter.

rýchlosť odhorievania [mm/min]

Článok popisuje experimentálne overovanie zmien malých priemerov na hmotnostnú rýchlosť odhorievania alkoholov. Odhorievanie bolo modelované v nádobách s priemerom 18 94 mm s vybranými alkoholmi: metanol, etanol, denaturovaný etanol a izopropanol. Hmotnostná rýchlosť odhorievania alkoholov je východiskovou požiarno-technickou charakteristikou pri modelovaní požiarov.

+ + ++

+

+

+

5

+

VD 2

20 +

10

1

+

5

+

2

+

+

1

+

0,5 Laminárny 0,01

Zmiešaný 1 0,1 priemer nádoby [m]

Turbulentný 10

Obrázok 1 Krivka závislosti lineárnej rýchlosti odhorievania od priemeru nádob [5] Závislosť rýchlosti odhorievania od priemeru nádoby je spôsobená znížením prestupu tepla medzi plameňom a kvapalinou, a taktiež prestupom tepla cez steny nádoby. Pri zmene priemeru nádoby dochádza k zmenám spôsobu horenia čo je zobrazené v tabuľke 1.

Úvod Jeden z najzákladnejších a najdôležitejších údajov, ktoré charakterizujú horenie horľavých kvapalín, je rýchlosť odhorievania (hmotnostná resp. lineárna rýchlosť odhorievania). Tento požiarnotechnický parameter sa využíva pri hodnotení horenia horľavých kvapalín. V odbornej literatúre sú veľakrát uvedené rôzne rýchlosti odhorievania tej istej látky. Pod tieto rozdiely sa podpisuje nejednotná metodika stanovenia tohto parametra. Rýchlosť odhorievania je ovplyvnená množstvom faktorov. Jeden z najvýznamnejších faktorov je geometria nádoby. Pri horení kvapalín účinkom tepla na ich povrchu dochádza k odparovaniu kvapaliny, ktorý je spojený s úbytkom kvapaliny. Vzniknuté horľavé pary sa zmiešajú s oxidačným prostriedkom, vzniká horľavá zmes, ktorá po dodaní energie začína horieť. Pri horení sa uvoľňuje teplo. Pri zvýšení teploty kvapaliny dochádza k zvýšeniu rýchlosti odparovania. Kvapalina nie je rovnomerne vystavovaná účinkom tepla. Toto tvrdenie potvrdili autori ako Blinov, Khudiakov výskumom, že pri horení v nádobe teplota na hladine dosahovala rôzne hodnoty a pod hladinou bol úbytok tepla konštantný. Zistilo sa, že pri väčšine kvapalín sa namerali vyššie hodnoty tepla na stenách nádoby, ako mala kvapalina v strede nádoby [1]. Autori Akita a Yumoto už v roku 1965 poukázali na takýto rozdiel rýchlosti odparovania, ktorý bol väčší pri krajoch nádob (malé priemery) ako v ich strede [2]. Tieto rozdiely sa zvýraznili pri zvyšovaní priemeru nádoby, ale aj po vystavení skúšobnej nádoby vplyvom prúdenia vzduchu [1]. Rýchlosť odhorievania je vzhľadom na priemer nádoby a kvapalinu premenlivá [3, 4]. Na základe skúseností a experimentov bolo zistené, že rýchlosť odhorievania je závislá od veľkosti priemeru nádoby. Pri malých nádobách je rýchlosť vyššia ako pri nádobách s veľkým priemerom. Ostrava 8. - 9. září 2010

Tabuľka 1 Spôsob horenie horľavých kvapalín v závislosti od priemeru [6] Priemer nádoby [m]

Spôsob prestupu tepla/charakter plameňa

< 0,05

Konvekcia/laminárne

< 0,2

Konvekcia/turbulentne

0,2 až 1,0

Radiácia/opticky tenký

> 1,0

Radiácia/opticky hrubý

Experimentálna časť Experimentálna časť bola zameraná na zisťovanie závislosti rýchlosti odhorievania od priemeru nádoby. Závislosťou rýchlosti odhorievania od priemeru nádoby sa medzi prvými zaoberali ruskí vedci Blinov a Khudiakov, ktorých publikované výsledky sú používané až dodnes. Experiment bol zameraný na porovnanie rýchlosti odhorievania rôznych alkoholov, a to metanolu, etanolu, denaturovaného etanolu (zloženie min. 96 etanol) a izopropanolu v nádobách rôznych priemerov. Fyzikálno-chemické vlastnosti použitých kvapalín sú uvedené v tabuľke 2. Výber organických alkoholov smeroval k zisteniu závislosti vrastajúceho počtu uhlíkov na rýchlosť odhorievania. V prípade etanolu a denaturovaného etanolu aj zisteniu vplyvu prísad na rýchlosť odhorievania. Meranie sa uskutočnilo v laboratórnych podmienkach, naplnenie nádoby bolo 100%-tné.

229


Vlastnosti

Izopropanol

Metanol

Etanol

Denaturovaný etanol

Fyzikálny stav

Kvapalina

Kvapalina

Kvapalina

Kvapalina

Farba

Bezfarebná

Bezfarebná

Bezfarebná

Bezfarebná

pH

neutrálne

neutrálne

neutrálne

neutrálne

Teplota varu

+82 ºC

64,5 ºC

78 °C

78,3 °C

Teplota topenia

-89,5 ºC

-98 ºC

-114 °C

-114,1°C

Horľavosť

Veľmi horľavá

Veľmi horľavá

Veľmi horľavá

Veľmi horľavá

Tlak pár, pri 20 ºC

48 hPa

128 hPa

59 hPa

56 hPa

Hustota [g.cm-3] pri 20 ºC

0,790

0,790

0,789

0,789

Rozpustnosť vo vode

neobmedzená

neobmedzená

neobmedzená

neobmedzená

Molekulová hmotnosť

60,00 g.mol-1

32,05 g.mol-1

46,07 g.mol-1

-

0,03

hmotnostná rýchlosĢ odhorievania [kg.m-2.s-1]

Tabuľka 2 Fyzikálno-chemické vlastnosti vybraných kvapalín (zdroj KBU)

0,02 denaturovaný etanol izopropanol metanol etanol

0,015

0,01

0,005

0 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

þas horenia [s]

Obrázok 3 Závislosť hmotnostnej rýchlosti odhorievania od času horenia pre rôzne kvapaliny - priemer nádoby 22 mm Nádoba 3 - priemer nádoby 37 mm So zväčšujúcim sa priemerom nádoby bol zaznamenaný pokles rýchlosti odhorievania všetkých kvapalín. Závislosť hmotnostnej rýchlosti odhorievania od času horenia použitých kvapalín je zobrazená na obrázku 4. Pri porovnaní času horenia použitých kvapalín bolo zistené, že metanol horel najkratšie a etanol horel najdlhšie. Rýchlosť odhorievania izopropanolu bola vyššia, ako v prípade etanolu. Zmeny boli zistené aj v maximách rýchlosti odhorievania v priebehu horenia. S rastúcim priemerom, rýchlosť odhorievania izopropanolu dosahuje rovnaké hodnoty ako metanol, avšak tieto hodnoty rýchlosti odhorievania dosahuje za dlhší čas, čiže celková rýchlosť odhorievania metanolu je väčšia ako izopropanolu.

Odhorievanie bolo uskutočnené v nádobách z konštrukčnej ocele s výškou 30 mm, hrúbkou stien 2,5 mm, ale s rôznymi vnútornými priemermi, nádoby boli označené nasledovne: • priemer nádoby 16 mm - nádoba 1, • priemer nádoby 22 mm - nádoba 2, • priemer nádoby 36 mm - nádoba 3, • priemer nádoby 71 mm - nádoba 5, • priemer nádoby 94 mm - nádoba 6. Nádoba 1 - priemer nádoby 16 mm Pri porovnaní kriviek rýchlosti odhorievania na obrázku 2 bolo zistené, že najvyššiu rýchlosť odhorievania dosahuje metanol (žltá krivka). Hodnoty rýchlosti odhorievania etanolu a denaturovaného etanolu dosahujú približne rovnaké hodnoty a aj rovnaký priebeh kriviek. Najdlhšie horela vzorka izopropanolu, ktorá počas horenia dosahovala najmenšie hodnoty rýchlosti odhorievania. Pri porovnávaní hodnôt času horenia metanol horel 1200 s a izopropanol 1800 s. 0,03


• priemer nádoby 54 mm - nádoba 4,

hmotnostná rýchlost odhorievania [kg.m-2.s-1]

0,025

0,02 0,018 denaturovaný etanol

0,016

izopropanol

0,014

metanol etanol

0,012 0,01 0,008 0,006 0,004 0,002 0 0

500

1000

1500

2000

2500

þas horenia [s]

Obrázok 4 Závislosť hmotnostnej rýchlosti odhroievania od času horenia, pre rôzne kvapaliny - priemer nádoby 37 mm

0,025

0,02 denaturovaný etanol izopropanol metanol

0,015

etanol

0,01

0,005

0 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

þas horenia [s]

Obrázok 2 Závislosť hmotnostnej rýchlosti odhorievania od času horenia pre rôzne kvapaliny - priemer nádoby 16 mm Nádoba 2 - priemer nádoby 22 mm Na obrázku 3 sú zobrazené krivky závislostí hmotnostnej rýchlosti odhorievania od času horenia. Najvyššie hodnoty rýchlosti odhorievania a aj najkratšie horel metanol. Krivky denaturovaného etanolu a etanolu sú takmer rovnaké a aj priebeh kriviek je rovnaký. So zväčšujúcim sa priemerom nádoby sa hodnoty rýchlosti odhorievania izopropanolu približujú hodnotám etanolu. 230

Nádoba 4 - priemer nádoby 54 mm Na obrázku 5 je zobrazený priebeh rýchlosti odhorievania v závislosti od času horenia. Rýchlosti izopropanolu dosahujú v priebehu horenia najvyššie hodnoty, avšak na začiatku horenia jeho rýchlosť je veľmi malá a spolu s etanolmi dosahujú na začiatku horenia najnižšie hodnoty. V čase 1000 s hodnoty izopropanolu a etanolu v krátkom časovom momente vzrastajú, túto zmenu sme nazvali skoková zmena rýchlosti odhorievania. Zaujímavosťou je, že pri všetkých 3 kvapalinách skoková zmena nastala v tom istom čase. Celková rýchlosť odhorievania izopropanolu sa približuje hodnotám metanolu. Pri porovnaní nameraných hodnôt s predchádzajúcim priemerom môžeme konštatovať, že so vzrastajúcim priemerom nádoby kvapaliny izopropanol a etanol potrebujú dlhší čas na prehriatie kvapaliny a nádoby. Metanol má zachovaný priebeh rýchlosti odhorievania.



Vyhodnotenie


0,02 0,018

Na obrázku 8 je závislosť hmotnostnej rýchlosti odhorievania od priemeru nádoby rôznych látok. Krivky majú klesajúcu tendenciu. S rastúcim priemerom klesá rýchlosť odhorievania. Najvyššie hodnoty rýchlosti odhorievania vo všetkých priemeroch dosahoval metanol. Najvýraznejšie rozdiely sú na začiatku krivky pri malých priemeroch nádob, kedy rozdiel medzi krivkou metanolu a ostatnými krivkami je 0,005 kg.m-2.s-1, izopropanol dosahuje najnižšie hodnoty rýchlosti odhorievania. Pri vzrastajúcom priemere sa usporiadanie kriviek mení, rýchlosť izopropanolu vzrastá a jeho hodnoty sa približujú hodnotám metanolu.

denaturovaný etanol

0,016

izopropanol

0,014

metanol etanol

0,012 0,01 0,008 0,006 0,004 0,002 0 0

500

1000

1500

2000

2500

Obrázok 5 Závislosť hmotnostnej rýchlosti odhorievania od času horenia pre rôzne kvapaliny - priemer nádoby 54 mm Nádoba 5 - priemer nádoby 71 mm Skoková zmena rýchlosti odhorievania, ktorá bola zobrazená na predchádzajúcom obrázku, postupne zaniká. Na obrázku 6 je zobrazená závislosť hmotnostnej rýchlosti odhorievania od času horenia pre priemer nádoby 71 mm. Skokovú zmenu rýchlosti odhorievania môžeme pozorovať ešte v prípade izopropanolu. Rýchlosti odhorievania etanolu postupne prechádzajú do plynulého nárastu rýchlostí. Krivka metanolu sa výraznejšie nezmenila oproti krivke priemeru 54 mm.

rýchlosĢ odhorievania [kg.m-2.s-1]

þas horenia [s]

0,025

izopropanol 0,02

etanol

0,01

0,005


0 0

20

40

60

80

100

priemer nádoby [mm]

Obrázok 8 Závislosť hmotnostnej rýchlosti odhorievania od priemeru nádoby

0,014

0,012 denaturovaný etanol 0,01

izopropanol metanol

0,008

etanol

0,006

0,004

0,002

0 0

500

1000

1500

2000

2500

þas horenia [s]

Obrázok 6 Závislosť hmotnostnej rýchlosti odhorievania od času horenia pre rôzne kvapaliny - priemer nádoby 71 mm Nádoba 6 - priemer nádoby 94 mm Krivky zobrazené na obrázku 7 postupne nadobúdajú rovnaký tvar, čo súvisí so zväčšujúcim priemerom nádoby. Najvyššie hodnoty rýchlosti odhorievania dosahuje metanol, ktorý dosahuje aj najnižšie časy horenia. Izopropanol a etanol dosahujú rovnaké hodnoty rýchlosti odhorievania. Pri izopropanole v čase 1000 s môžeme pozorovať zvýšenie hodnoty rýchlosti odhorievania nad hodnoty etanolov a následne tieto hodnoty klesajú. 0,018 -1 -2

metanol

0,015

0,016

hmotnostná rýchlosĢ odhorievania [kg.m .s ]

etanol denaturovaný

0,016 0,014 0,012

denaturovaný etanol

0,01

izopropanol metanol

0,008

etanol 0,006 0,004 0,002 0 0

500

1000

1500

2000

2500

þas horenia [s]

Obrázok 7 Závislosť hmotnostnej rýchlosti odhorievania od času horenia pre rôzne kvapaliny - priemer nádoby 94 mm Ostrava 8. - 9. září 2010

Výsledky sú do istej miery prekvapujúce, keďže izopropanol mal svietivejší a vyšší plameň. Tento fakt poukazuje na to, že rýchlosť odhorievania nie je z pohľadu vlastností a chemického zloženia závislá len na jednom parametri, ale na súhrne fyzikálnych a chemických vlastností kvapaliny. Ak vychádzame z teórie, že uhlík v chemickom zložení kvapaliny spôsobuje väčšie množstvo tepla smerovaného z plameňa k hladine, v takom prípade táto závislosť nekorešponduje s predpokladom. Pri malých priemeroch je vidieť, že práve kvapalina s najväčším obsahom uhlíka dosahovala najnižšie hodnoty rýchlosti odhorievania a kvapalina, ktorá mala najnižší obsah uhlíka, dosahovala najvyššie hodnoty rýchlosti odhorievania. Tento fakt môže byť spôsobený tým, že pri malom priemere nedochádza k tak výraznému prestupu tepla z povrchu plameňa na kvapalinu. V takomto prípade zohrávajú významnú úlohu fyzikálno-chemické vlastnosti, ako sú tepelná kapacita kvapaliny, bod varu kvapaliny, molekulová hmotnosť a tlak nasýtených pár. Z pohľadu tepelných kapacít a bodu varu má metanol najnižšiu a izopropanol najvyššiu hodnotu, čo je už v súlade s usporiadaním kriviek na obrázku. Následne pri zväčšovaní priemeru nádob, krivka izopropanolu klesá menej výrazne, čo môže byť spôsobené práve prestupom tepla z plameňa na hladinu. Metanol dosahuje aj po zväčšení priemeru stále najväčšie hodnoty rýchlosti odhorievania. Z týchto výsledkov môžeme usúdiť, že pri použitých priemeroch zohrali hlavnú úlohu tepelná kapacita a bod varu látok skôr ako obsah uhlíka v kvapaline. Pri experimente sme zaznamenali v prípade izopropanolu a pri niektorých priemeroch etanolu skokový nárast rýchlosti odhorievania (obrázok 9). Táto zmena sa prejavila najvýraznejšie v izopropanole pri nádobách č. 4, 5, 6 a pri etanole (denaturovanom aj nedenaturovanom) pri nádobe č. 4. Pre objasnenie boli do nádoby č. 4 umiestnené 4 termočlánky a to dva termočlánky do výšky nádoby 27 mm pri stene a do stredu nádoby. Ďalšie dva termočlánky boli umiestnené do výšky nádoby 10 mm, jeden termočlánok do stredu a druhý k okraju nádoby. Výsledky merania sú na obrázokoch 10 (izopropanol) a 11 (metanol). Z nameraných údajov môžeme tvrdiť, že skoková zmena rýchlosti odhorievania súvisí s množstvom uhlíka v kvapaline, bodom varu a tlakom nasýtených pár.

231

2 -1

hmotnostná rychlosť odhorievania [mg.m .s ]


0,016 0,014 0,012 0,01 0,008 skoková zmena rýchlosti odhorievania

0,006 0,004 0,002 0

500

1000

1500 čas horenia [s]

2000

Obrázok 9 Skoková zmena rýchlosti odhorievania v čase horenia priemer nádoby 54 mm

2500

teplôt v spodnej časti nádoby. Z nameraných hodnôt bolo zistené, že nárast teploty nie je až tak výrazný, ako pri termočlánkoch umiestnených vo vrchnej časti nádoby. Je to spôsobené zvýšenou tvorbou pár nad povrchom kvapaliny, ktoré vytláčajú plameň nad nádobu. Pri porovnaní obrázku 10 s obrázkom 11, na ktorom je zaznamenaný priebeh teplôt v metanole, môžeme pozorovať rozdiel v krivkách a nárast teplôt pri termočlánkoch umiestnených pri ústí nádoby. Z porovnania kriviek metanolu a izopropanolu vyplýva, že pri metanole plameň klesá s klesajúcou hladinou, a tým vzrastá teplota prenášaná cez steny nádoby a z plameňa. Pri izopropanole (obrázok 10) v čase horenia 1200 s sa teploty oboch termočlánkov dostávajú na hodnoty bodu varu kvapaliny. Z týchto meraní môžeme vytvoriť záver, v ktorom môžeme tvrdiť, že skokovú zmenu rýchlosti odhorievania má za následok nárast teploty v nádobe. Pri náraste teploty sa začína tvoriť také množstvo pár, ktoré vytláčajú plameň nad kvapalinu. Tým sa teplota v kvapaline a v nádobe stabilizuje, čo má za následok, že rozdiel medzi krajom a stredom teplôt v spodnej časti je minimálny. Vplyv na tvorbu pár má aj tlak nasýtených pár, ktorý je pri izopropanole nižší, zatiaľ čo pri metanole je hodnota tvorby pár vyššia. Tlak pár nad kvapalinou ovplyvňuje, do akej miery a za aký čas sa pary zmiešajú s okysličovadlom a vytvoria horľavú zmes. Záver

Obrázok 10 Teploty izopropanolu v závislosti od času horenia

Nameranými výsledkami bolo potvrdené, že s rastúcim priemerom nádob klesá rýchlosť odhorievania. Pokles hodnôt rýchlosti odhorievania má za následok prestup tepla cez steny nádoby. Táto závislosť sa potvrdila s výsledkami zahraničných štúdií. Vzhľadom na použitie 4 druhov alkoholov môžeme pozorovať aj vplyv ich chemických vlastností na rýchlosť odhorievania. Vplyv zmeny priemeru nádob bol pozorovaný hlavne v poklese rýchlosti odhorievania metanolu, zatiaľ čo pri izopropanole pokles rýchlosti odhorievania bol menej výrazný. Rýchlosť odhorievania je významnou požiarno-technickou vlastnosťou, využívanou v modelovaní požiarov, zatiaľ však neexistuje normovaná jednotná metóda k jej stanoveniu. Preto je potrebné túto charakteristiku overiť experimentálne. Použitá literatúra [1] Děmidov P. G.: Hoření a vlastnosti hořlavých látek, ČSSPO Praha, 1966. [2] Dougal Drysdale: An Introdustion to Fire Dynamics, John Wiley and Sons, 1990 Great Britain. [3] Babrauskas, V.: Estimating Large Pool Fire Burning Rates, Fire Technology, 19 (1983), 4, pp. 251-261.

Obrázok 11 Teploty metanolu v závislosti od času horenia Na obrázku sú znázornené okamihy, kedy termočlánky zaznamenali splyňovanie kvapaliny. Krivka žltá a svetlo červená zobrazujú termočlánky umiestnené vo vrchnej časti nádoby. Pri porovnaní týchto kriviek je vidieť, ako teplota v okolí termočlánku umiestneného na kraji vzrastá skô,r ako teplota pri termočlánku umiestnenom v strede nádoby. Táto skutočnosť vyplýva z dominujúceho prestupového mechanizmu, ktorý je cez steny nádoby. Tmavo modrá a svetlo modrá krivka zobrazujú priebeh

232

[4] Apte, V. B.: Ef fect of Scale and Fuel Type on the Characteristics of Pool Fires for Fire Fight - ing Training, Fire Safety Journal, 31 (1998), 4, pp. 339-363. [5] Prof. J.-Y. Chen: Pool Fire and Fire Storms, [cit. 10. decembra 2009] dostupné na: http://www.me.berkeley.edu/ME140/F07/ lab-F07/Lab7.pdf. [6] Naeem Iqbal, Mark Henry Salley: Fire Dynamics Tools (FDTs):Quantitative Fire Hazard Analysis Methods for the U.S. Nuclear Regulatory Commission Fire Protection Inspection Program, U.S. Nuclear Regulatory Commission, Washongton D.C.2004.


Požární ochrana 2010

Recommend Documents