Pożar w ujęciu teoretycznym cz. 2

  • by

Rozprzestrzenianie się dymu

Produktem ubocznym powstającym podczas spalania materiału palnego jest dym. Na skutek oddziaływania źródła ciepła zmienia się gęstość powietrza atmosferycznego w środowisku pożaru. Różnica gęstości powoduje powstanie siły wyporu, która z kolei wpływa na powstanie różnicy ciśnień. Powyższy algorytm bezpośrednio odpowiada za ruch dumy w pomieszczeniu. Powstająca różnica ciśnień jest stosunkowo mała w porównaniu z ciśnieniem atmosferycznym, wynosi 10-20 Pa. 

W związku z tym pożar nie spowoduje niebezpiecznego wzrostu ciśnienia w budynku. Skutkiem nieodczuwalnego wzrostu ciśnienia    o 10 Pa będzie zwiększenie szybkości przepływu gazów pożarowych o ok. 4,3 m/s. Porównując parametry pożaru można błędnie ocenić zagrożenie jakie stwarza. Powyżej przestawione wartości pokazują tą różnicę. Wzrost wartości prędkości przepływu gazów pożarowych do 4,3 m/s spowoduje rozprzestrzenienie się dymu.

rys. 2

Powyżej przedstawiony graficznie pożar występuje w przestrzeni otwartej. W przypadku pożarów wewnętrznych, gdzie źródło ognia jest zamknięte, mechanizm rozprzestrzeniania się dymu wygląda inaczej. W pierwszej fazie unoszący się gorący dym gromadzi się pod sufitem pomieszczenia. Jednocześnie przestrzeń wolna od dymu pomniejsza się. Następuje wzrost ciśnienia w pomieszczeniu, a dym poprzez nieszczelności przedostaje się na zewnątrz . Pożar jest kontrolowany przez wentylację, w związku z czym jeżeli nie zostanie dostarczony tlen do strefy spalania będzie on przygasał. 

Wystąpienie otworu wentylacyjnego, przez który możliwy będzie swobodny dopływ powietrza do pomieszczenia skutkuje wzrostem dynamiki rozwoju pożaru. Warstwa gorącego dymu będzie się zwiększać aż do osiągnięcia górnej krawędzi otworu (drzwi, okna). Następnie dym wypłynie poza pomieszczenie, w którym zainicjowany został pożar.

rys. 3

Płaszczyzna neutralna przedstawia poziom, na którym ciśnienie wewnątrz jak i na zewnątrz pomieszczenia są równe. Poniżej płaszczyzny neutralnej występuje podciśnienie, co wymusza napływ świeżego powietrza do strefy spalania. Powyżej płaszczyzny neutralnej panuje nadciśnienie, co powoduje wypychanie gazów pożarowych do przestrzeni o niższym ciśnieniu. w sytuacji gdy warstwa dymu opadnie poniżej wysokości otworu nastąpi dwukierunkowy przepływ gazów. Po wypływie dymu z pomieszczenia,         w którym powstał pożar do innego pomieszczenia lub na korytarz będzie on zachowywał się tak jak w pierwszym pomieszczeniu. Po tym jak dotrze on do pionowej przeszkody (np. ściany) nastąpi obniżanie jego warstwy. Położenie warstwy dymu zależy głównie od geometrii pomieszczenia oraz otworów. Wraz ze wzrostem odległości od źródła pożaru gazy pożarowe stają się chłodniejsze,  prędkość ich przemieszczania się maleje. Przepływ dymu w przestrzeniach pionowych (klatki schodowe, szyby wind, atria) przebiega w sposób podobny jak w kolumnie konwekcyjnej.

Sytuacja zmienia się po dotarciu dymu do przeszkody ograniczającej jego ruch. Wówczas następuje pionowe obniżanie się zadymienia. Wystąpienie nieszczelności lub otworów wentylacyjnych powoduje przepłynięcie dymu na inne kondygnacje budynku bądź na zewnątrz.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *