Leksykon

Pożar, ogień i spalanie

Pożar jest to niekontrolowany w czasie i przestrzeni, samopodtrzymujący się proces spalania materiałów palnych w miejscu do tego nieprzeznaczonym.
Ogień to kontrolowany w czasie i przestrzeni, samopodtrzymujący się proces spalania materiałów palnych w miejscu do tego przeznaczonym.

Ogień to spalanie kontrolowane dostarczające użytecznych efektów, na przykład ogrzewanie w piecu lub w kominku.

 

Spalanie jest to proces fizykochemiczny wywołany przez źródło energii cieplnej (bodziec energetyczny inicjujący spalanie), polegający na zachodzącej z dużą szybkością reakcji utleniania (łączenia się z tlenem) materiału palnego, któremu towarzyszy wydzielanie się dużych ilości ciepła (reakcja egzotermiczna). Spalaniu ulegają przeważnie nie same materiały, ale palne gazy wydzielane pod wpływem energii cieplnej. W wyniku spalania powstają przeważnie spaliny, płomienie i/lub światło.

 

Klasyczny przebieg pożaru w pomieszczeniu, składa się z trzech faz.

 

Pierwsza faza nazywana jest fazą rozwoju, gdy po zapaleniu powstaje kolumna ognia i konwekcyjna kolumna gazów przechodząca pod sufitem/stropem w gorący dym złożony z mieszaniny gazów i cząstek stałych. Strumień ciepła kolumny konwekcyjnej powoduje wydzielanie się palnych gazów z materiałów znajdujących się w pomieszczeniu (proces pirolizy). Gazy te mieszając się z powietrzem ulegają zapaleniu, po czym całe pomieszczenie zostaje objęte pożarem. Po osiągnięciu odpowiedniego stężenia gazów w warstwie podsufitowej/podstropowej może nastąpić bardzo szybkie rozprzestrzenienie się ognia na całej powierzchni sufitu/stropu.

 

Wówczas pożar przechodzi w fazę drugą. Najpierw w temperaturze 500-600˚C następuje rozgorzenie, czyli moment gwałtownego objęcia przez pożar całej powierzchni materiałów palnych znajdujących się w pomieszczeniu. Później rozpoczyna się pożar rozwinięty, czyli stan całkowitego objęcia przez pożar wszystkich materiałów palnych. Następuje wówczas intensywne spalanie, temperatura może przekroczyć 1000˚C, a natężenie promieniowania osiąga ponad 25 kW/m2. Szybkość przejścia z fazy I do II zależy od dopływu tlenu (zawartego w powietrzu) do pomieszczenia objętego pożarem. W fazie drugiej temperatura gazu osiąga najwyższą wartość i stanowi zagrożenie dla nośności konstrukcji budowalnych.

 

Po wypaleniu materiałów palnych pożar przechodzi w fazę trzecią – stygnięcia/wygasania. Przyjmuje się, że początek fazy III określa spadek temperatury do 80% wartości maksymalnej.

 

W trakcie pożaru wydziela się duża ilość ciepła, następują gwałtowne zmiany: temperatury, ciśnienia oraz składu chemicznego powietrza. W wyniku pożaru zmniejsza się zawartość tlenu i zwiększa zawartość toksycznych produktów spalania, a zadymienie ogranicza widzialność.

 

Oddziaływania pożaru na obiekt budowlany są oddziaływaniami wyjątkowymi, ale nie są to oddziaływania mechaniczne. Pożar (wysoka temperatura) powoduje zmianę właściwości materiałów, a dopiero te mogą powodować zmianę lub powstawanie nowych oddziaływań mechanicznych na konstrukcję.