ΠΡΟΦΙΛ ΕΤΑΙΡΕΙΑΣ  | ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ |  ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ - ISO |  ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗ  |  LINKS |  ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ

 
 
Βιβλιοθήκη
ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗ
ΠΥΡΑΣΦΑΛΕΙΑΣ
ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ
ΔΟΧΕΙΩΝ
ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΠΥΡΟΣΒΕΣΤΗΡΑ
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ - ΠΗΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ
ΔΟΚΙΜΕΣ ΚΑΤΑΣΒΕΣΤΙΚΗΣ
ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ
ΠΥΡΟΣΒΕΣΤΗΡΩΝ
ΠΥΡΟΣΒΕΣΤΗΡΑΣ ΚΑΙ ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ
ΠΥΡΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΑΙ ΠΥΡΑΣΦΑΛΕΙΑ ΚΤΙΡΙΩΝ
ΑΥΤΟΜΑΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΒΕΣΗΣ
ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΥΡΑΝΙΧΝΕΥΣΗΣ

 

Επίδραση των προϊόντων μιας πυρκαγιάς στον άνθρωπο

Τα παράγωγα των συνθέτων καύσεων μιας πυρκαγιάς μπορούν να διαιρεθούν σε 4 κατηγορίες: α) Καυσαέρια, β) Καπνός, γ) Φλόγες και δ) Θερμότητα. Αυτά τα προϊόντα έχουν σημαντική επίδραση στη φυσιολογία και στη συμπεριφορά των ατόμων στη διάρκεια καθώς και μετά από μία πυρκαγιά. Η εισπνοή θερμού αέρα και καυσαερίων έχει τοξικολογικές επιπτώσεις στα άτομα, ενώ η μείωση της ορατότητας από τους καπνούς και τις φλόγες συντείνει στην απώλεια των φυσικών ικανοτήτων και της ψυχραιμίας για μια ασφαλή διαφυγή, αλλά και για εκείνους που διασώθηκαν, αφού για αρκετή ώρα εισέπνεαν καυσαέρια, μπορεί να παραμείνουν σοβαρά αναπνευστικά προβλήματα, εκτός των εγκαυμάτων που πιθανόν προκάλεσε η φωτιά.

Καυσαέρια

Έτσι ονομάζονται τα αέρια προϊόντα μιας καύσης που παραμένουν μετά την απόψυξη στις συνηθισμένες θερμοκρασίες του περιβάλλοντος.
Το πιο συνηθισμένο ανάμεσα τους είναι το μονοξείδιο του άνθρακα γιατί στις περισσότερες πυρκαγιές δε συμμετέχει εκείνη η απαιτούμενη ποσότητα οξυγόνου για πλήρη καύση του άνθρακα. Εισπνοή μονοξειδίου του άνθρακα σχηματίζει με την αιμογλοβίνη του ανθρώπινου αίματος την καρβοξυαιμογλοβίνη, μειώνοντας έτσι την ικανότητα μεταφοράς οξυγόνου από το αίμα και προκαλώντας ασφυξία. Ο θάνατος μπορεί να προέλθει από έκθεση του ατόμου για λίγα λεπτά της ώρας σε ατμόσφαιρα με περιεκτικότητα CO 1-1,3% «κατ' όγκον», ή σε 4 λεπτά με περιεκτικότητα 0,2%.
Εξίσου άφθονο στις πυρκαγιές εμφανίζεται και το διοξείδιο του άνθρακα, που έχει σαν κύρια συνέπεια την αύξηση του αναπνευστικού ρυθμού. Συγκεντρώσεις του αερίου σε ποσοστά μέχρι 5% «κατ' όγκον», δημιουργούν έντονα αναπνευστικά προβλήματα, ενώ πάνω από 10%, όταν υπάρχει σύγχρονη έλλειψη οξυγόνου, μπορεί ν' αποβούν θανατηφόρες. Αν η συγκέντρωση όμως υπερβεί το 14%, το πιθανότερο αποτέλεσμα είναι η κατάσβεση της φωτιάς.
Από τα υπόλοιπα παραγόμενα καυσαέρια τοξικότητα παρουσιάζουν οι ενώσεις του θείου όπως, το υδρόθειο (H2S) και το διοξείδιο του θείου (SO2), προϊόντα καύσης ενώσεων θείου σαν το μαλλί, ελαστικά κ.α., που σε συγκεντρώσεις μεγαλύτερες από 500 ppm (parts per million - μέρη ανά εκατομμύριο) γίνονται θανατηφόρες.
Η αμμωνία (ΝΗ3), που παράγεται από καύσεις μαλλιού, μεταξιού, νάϋλον, μελαμίνης κλπ., είναι καυσαέριο εξαιρετικά δραστικό όσον αφορά τη μείωση της ορατότητας, αν και γενικά παρουσιάζει μικρές συγκεντρώσεις σε πυρκαγιές κτιρίων.
Το υδροκυάνιο (ΝΗ3), εμφανίζεται σε μικρές ποσότητες κατά την καύση μαλλιού, μεταξιού, ξύλου, χαρτιού, πολυουρεθάνης κλπ. Έχει γρήγορη ασφυξιογόνα δράση, που γίνεται θανατηφόρα σε μικρές συγκεντρώσεις, γύρω στα 350 ppm.
Πιο τοξικό εμφανίζεται το διοξείδιο του αζώτου (ΝΟ2), που παράγεται σε μικρές ποσότητες από την καύση υφασμάτων, ενώ σε μεγαλύτερες από την πυρόλυση των ανόργανων αλάτων νιτρικής κελουλόζης, αμμωνίου κλπ. Προκαλεί αναισθησία και θάνατο σε 10 λεπτά για μια συγκέντρωση γύρω στα 200 ppm.
Η ακρυλική αλδεΰδη (ακρολεΐνη), προϊόν καύσης πετρελαιοειδών, είναι τοξικότατο καυσαέριο σε μικρές συγκεντρώσεις από 50 μέχρι 100 ppm.
Η καύση του χλωρίου ορισμένων πλαστικών όπως το PVC (πολυβυνιλοχλωρίδιο), παράγει υδροχλώριο (HC1) αέριο με πολύ δυσάρεστη οσμή, που γίνεται επικίνδυνο σε συγκεντρώσεις μεγαλύτερες από 500 ppm.

Καπνός

Ο καπνός, στον οποίο θ' αναφερθούμε εκτενέστερα παρακάτω, δε θεωρείται άμεση αιτία θανάτου από πυρκαγιά, αλλά συντελεί έμμεσα στην αύξηση του κινδύνου, μειώνοντας την ορατότητα των εγκλωβισμένων και αυξάνοντας τον πανικό τους. Ο καπνός αποτελείται από αιωρούμενα σωματίδια άνθρακα και πίσσας τα οποία έχουν υποστεί ατελή καύση. Το ορατό αυτό τμήμα των παραγώγων μιας καύσης που συνοδεύεται επίσης και από υγροποιημένα σταγονίδια, προκαλεί σοβαρά προβλήματα στην ορατότητα, γιατί το μέγεθος των σωματιδίων είναι ίσο με το μήκος κύματος του φωτός, προκαλώντας έτσι διασπορά του φωτός και συσκότιση. Εισπνοή αυτού του υγροποιημένου μίγματος προκαλεί αναπνευστικά προβλήματα, ενώ η επίδραση του στην όραση είναι εκτυφλωτική.

Φλόγες


Η μετάδοση της θερμότητας μιας καύσης γίνεται με μεταφορά και ακτινοβολία και συνοδεύεται συνήθως από φλόγες, χωρίς όμως σ' όλες τις περιπτώσεις να είναι απαραίτητη η παρουσία τους. Τα εγκαύματα στο ανθρώπινο σώμα προέρχονται είτε από άμεση επαφή με τις φλόγες είτε από ακτινοβολούμενη θερμότητα. Η αντοχή και ο χρόνος επιβίωσης σε διαφόρων βαθμών σοβαρότητας εγκαύματα είναι κατά τεκμήριο αυξημένα σε άτομα νεώτερης ηλικίας και θηλυκού γένους. Ένας εξίσου σημαντικός ρόλος των φλογών είναι η δημιουργία συνθηκών πανικού από τη θέα τους.

Θερμότητα

Έκθεση του σώματος σε υψηλές θερμοκρασίες μπορεί να προκαλέσει υπερθερμία, σοκ, αφυδάτωση, απόφραξη του αναπνευστικού συστήματος, αύξηση του καρδιακού ρυθμού και εγκαύματα που διαβαθμίζονται συνήθως σε τρεις βαθμούς σοβαρότητας.
Τα αποτελέσματα της έκθεσης σε υψηλά θερμαινόμενη ατμόσφαιρα επηρεάζονται από την παρουσία υγρασίας, που είναι δυνατό να υπάρχει είτε σαν φυσική υγρασία, είτε προερχόμενη από την καύση, είτε από το νερό κατάσβεσης. Μεγαλύτερα ποσοστά υγρασίας εξασθενούν την αντίσταση του σώματος στην επιβάρυνση της θερμότητας. Έχει βρεθεί από παρατηρήσεις ότι, η θερμοκρασία περιβάλλοντος των 150 °C είναι το ανώτατο όριο για την ανθρώπινη επιβίωση, για μικρής όμως χρονικής περιόδου έκθεση και χωρίς τη σύγχρονη παρουσία μεγάλου ποσοστού σχετικής υγρασίας. Εξάλλου, μια απότομη εισροή θερμότητας στους πνεύμονες έχει σαν αποτέλεσμα την απότομη πτώση της πίεσης του αίματος. Στους πυροσβέστες συνιστάται να μην εισέρχονται σε χώρους με θερμοκρασίες πάνω από 50-60 "C, χωρίς ειδικές προστατευτικές στολές και προσωπίδες.
Στις επιπτώσεις και τους κινδύνους της φωτιάς ίσως θα έπρεπε ν' αναφερθεί και η παρατηρούμενη έλλειψη οξυγόνου που, όπως είναι γνωστό, περιέχεται στον ατμοσφαιρικό αέρα σε μια αναλογία 21% «κατ' όγκο ν». Για μείωση του οξυγόνου μέχρι την αναλογία του 15% παρατηρείται πτώση της μυϊκής δύναμης (ανοξία). Για περαιτέρω μείωση της περιεκτικότητας σε ποσοστά 14% ως 10%, το άτομο εξακολουθεί να διατηρεί τις αισθήσεις του αλλά με εμφανή τα σημάδια της κόπωσης και με καθαρά μειωμένη ικανότητα κρίσης. Σε μικρότερα ποσοστά από 10% ως 6%, ο άνθρωπος χάνει τις αισθήσεις του, αλλά μπορεί να επανέλθει στη ζωή, όταν σε σύντομο χρονικό διάστημα του παρασχεθεί καθαρός αέρας και οξυγόνο.

Ο καπνός

Ο παραγόμενος καπνός από μία φωτιά ποικίλλει όχι μόνο από τη μια περίπτωση στην άλλη, αλλά και στο ίδιο το συμβάν από μια χρονική στιγμή σε μια άλλη. Το «πλούμιο» των καυσαερίων που σχηματίζεται πάνω από μία πηγή φωτιάς αποτελείται:
α) από θερμά αέρια και ατμούς που προέρχονται από το καύσιμο,
β) άκαυστο υλικό πυρόλυσης του καυσίμου,
γ) μια ποσότητα ατμοσφαιρικού αέρα που θερμάνθηκε από τη φωτιά και εισήλθε στο πλούμιο.
Επειδή τα συστατικά αυτά του πλουμίου έχουν πυκνότητα μικρότερη από τον περιβάλλοντα ψυχρό ατμοσφαιρικό αέρα σχηματίζουν ένα ανοδικό ρεύμα (Σχ. 6). Ο ψυχρός αέρας εισέρχεται και αναμιγνύεται με το θερμό αυτό πλούμιο και ένα μέρος του παρέχει το απαιτούμενο για την καύση οξυγόνο. Στην κορυφή των φλογών το πλούμιο περιέχει περισσότερο ζεστό ατμοσφαιρικό αέρα από τον αναγκαίο για τη συνέχιση της καύσης.

 

 

 

 

                            

 

 

 

Ταχύτητα παρανωνής καπνού

Έχει παρατηρηθεί γενικά ότι, το μεγαλύτερο ποσοστό στον όγκο του καπνικού μίγματος κατέχει ο εισερχόμενος ατμοσφαιρικός αέρας. Επομένως η ταχύτητα παραγωγής καπνού είναι ανάλογη αυτής της ποσότητας που με τη σειρά της εξαρτάται από:
α) την περίμετρο της φωτιάς,
β) την εκλυόμενη θερμότητα
γ) το ύψος της καθαρής ατμόσφαιρας y (βλ. Σχ. 6).
Ο Hinkley δίνει την παρακάτω σχέση για την ταχύτητα παραγωγής καπνού:
   Μ = 0,096 Ρ Ρο y3/2 (g Το/Τ)1/2    (7)
όπου,  Μ η ταχύτητα παραγωγής καπνού (kg/s) Ρ η περίμετρος της φωτιάς (m) y η απόσταση από το πάτωμα μέχρι τη βάση του στρώματος καπνού
της οροφής (m) , ρο η πυκνότητα του περιβάλλοντα ατμ. αέρα (kg/m3) , Το η απόλυτη θερμοκρασία του περιβάλλοντα ατμ. αέρα (Κ)  , Τ η απόλυτη θερμοκρασία των φλογών του πλουμίου (Κ)  , g η επιτάχυνση της βαρύτητας (9,81 m/sec2)
Αν στη σχέση (7) αντικατασταθούν οι τιμές ρο = 1,22 kg/m3 για συνήθεις θερμοκρασίες 17 "C,  Το = 290 Κ και Τ = 1100 Κ για συνηθισμένες πυρκαγιές, θα έχουμε τη σχέση:
   Μ = 0,188 Py3/2  (8)
Η σχέση (8) σημαίνει ότι η ταχύτητα παραγωγής καπνού είναι ανάλογη με την περίμετρο της φωτιάς και το ύψος y της καθαρής ατμόσφαιρας. Αν λάβουμε υπόψι ότι, ρ = 1,22 kg/m3 (για θερμοκρσία 17 °C) και ότι η πυκνότητα του καπνικού μίγματος σε Τ βαθμούς Κελσίου ισούται με 1,22 (290/Τ+273 ) kgm-3, μπορούμε να μετατρέψουμε την ταχύτητα Μ (Kg/s) σε όγκο καπνού (m3/s). Στο Διάγραμμα 8 δίνεται η μάζα του παραγόμενου καπνού ανά δευτερόλεπτο για διάφορα ύψη y και για διάφορα μεγέθη φωτιάς που χαρακτηρίζονται είτε με την περίμετρο τους (m), είτε με αντίστοιχη πλευρά ενός τετραγώνου (m).
Από τα παραπάνω φαίνεται ότι, για μια πραγματική πυρκαγιά είναι δύσκολο να υπολογιστεί η ακριβής ταχύτητα και ποσότητα του παραγόμενου καπνού, γιατί και το Ρ (περίμετρος φωτιάς) είναι μεταβλητό καθώς η φωτιά αναπτύσσεται, αλλά και το y συνεχώς μεταβάλλεται. Για να σχεδία-

σουμε επομένως ένα σωστό σύστημα απαγωγής καπνού, πρέπει να προβλέψουμε συγχρόνως και κάποια μέτρα που θα περιορίσουν τη φωτιά σ' ένιι δεδομένο μέγεθος. Όταν υπάρχει εγκατάσταση συστήματος αυτόματου καταιονισμού (sprinklers), αυτό το μέγεθος παίρνεται περίπου τετράγωνο 3η χ 3m.

Ποσότητα παραγόμενου καπνού

Επομένως, με προϋπόθεση μιας περιμέτρου 12m (3 x 3) από την εξίσωση (8) ή το Διάγραμμα 8, μπορούν να υπολογιστούν οι ποσότητες καπνού σε kg/s για διάφορα ύψη καθαρής ατμόσφαιρας. Ο όγκος αυτού του καπνού σε μια θερμοκρασία 500 °C που αναπτύσσεται συνήθως κοντά στη φωτιά είναι 2m3 ανά 1 kg μάζας, αλλά σε κάποια απόσταση από τη φωτιά όπα επικρατούν χαμηλές θερμοκρασίες 1 kg καπνού καταλαμβάνει μόλις 0,8 m! Κρίσιμη στάθμη του οριζόντιου στρώματος καυσαερίων σ' ένα κτίριο είναι αυτή του ύψους ανθρωπίνου σώματος (1,5-2,0 m). Ο χρόνος στον οποίο μπορεί να γεμίσει καπνό μία αίθουσα είναι πολύ σύντομος. Αν υποθέσουμε μία μικρή αίθουσα διαλέξεων 100 m2 και ύψους 6 m (Σχ. 7), στην οποία ξέσπασε μια κλασσική πυρκαγιά με περίμετρο 12 m, οι υπολογισμοί δειχνουν ότι ο καπνός θα φθάσει σε ύψος 1,5 m από το πάτωμα, σε χρονικo διάστημα μόνο 20 δευτερόλεπτων. Δηλαδή η κατάσταση σοβαρού κινδύνου θα εμφανισθεί πριν οι ένοικοι συνειδητοποιήσουν ότι ξέσπασε φωτιά.
Ο Hinkley κάνοντας ορισμένες παραδοχές έδωσε την παρακάτω σχέση για το χρόνο που χρειάζεται ένα κτίριο να γεμίσει από καπνό:
  
t=20Α/Pg1/2 *(1/y1/2 - 1/h1/2)        (9)
όπου, t ο χρόνος (sec)
         Α η επιφάνεια του κτιρίου ή του πυροδιαμερίσματος (m2)
         Ρ η περίμετρος της φωτιάς (m)
         y η απόσταση του πατώματος από την κατώτερη επιφάνεια του καπνικού στρώματος (m)
         h το ύψος του κτιρίου ή του πυροδιαμερίσματος (m)
         g η επιτάχυνση βαρύτητας (m/sec2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ποιότητα και πυκνότητα καπνού

Ο καπνός που παράγεται σε διάφορες πυρκαγιές ποικίλλει αισθητά και ως προς τη φύση του και ως προς τα περιεχόμενα του, ανάλογα με τη φύση και τον τρόπο καύσης των καυσίμων. Η ποιότητα του καπνού εξετάζεται κυρίως από δύο σκοπιές: α) τη συσκότιση που προκαλεί και β) την τοξικότητα των συστατικών του. Για την τελευταία αναφερθήκαμε προηγουμένως εξετάζοντας την επίδραση των διαφόρων καυσαερίων στον άνθρωπο.

Ορατότητα σε καπνική ατμόσφαιρα

Η ορατότητα δια μέσου μιας καπνικής ατμόσφαιρας είναι μια υποκειμενική έννοια η οποία εξαρτάται:

α) από τη φύση του καπνού, δηλαδή το χρώμα του, την πυκνότητα του, τη φυσιολογική δραστικότητα του κλπ.
β) από το περιβάλλον, δηλαδή το μέγεθος και το χρώμα του παρατηρούμενου αντικειμένου, το φωτισμό του κλπ.
γ) από τον παρατηρητή, δηλαδή από τη φυσική, ψυχολογική και διανοητική κατάσταση του ατόμου που βρίσκεται ανάμεσα σε καπνούς.
Οι μετρήσεις και οι παρατηρήσεις που έγιναν από διάφορους επιστήμονες για την ορατότητα έδωσαν διασπαρμένα αποτελέσματα, που συγκλίνουν όμως σε μία απλή σχέση μεταξύ ορατότητας και οπτικής πυκνότητας του καπνού, αρκετά ακριβή για τα περισσότερα προβλήματα πυροπροστασίας. Συγκεκριμένα αποδείχθηκε ότι, για καπνό με οπτική πυκνότητα 1,0 (ανά μέτρο) η ορατότητα είναι 1 m, ενώ για οπτική πυκνότητα 0,1 η ορατότητα είναι 10 m. Αυτό εκφράζεται:
ορατότητα (m) (για φωτισμό από μπροστά) =
1/οπτική πυκνότητα ανά m
ορατότητα (m) (για φωτισμό από πίσω)
      =2,5/οπτική πυκνότητα ανά m

Γίνεται γενικά αποδεκτό ότι, ο πυκνός αδιάλυτος καπνός μιας πυρκαγιάς έχει μια οπτική πυκνότητα (ανά m) τουλάχιστον 10. Αυτό σημαίνει μια πολύ μικρή ορατότητα ίση με 10 εκατοστά. Από την άλλη μεριά, η ελάχιστη παραδεκτή ορατότητα για τις οδεύσεις διαφυγής των κτιρίων είναι 5 m (οπτ. πυκνότητα 0,2). Μεταξύ των δύο αυτών τιμών ο μελετητής θα πρέπει να προβλέψει με κάποιο φυσικό ή τεχνητό τρόπο ν' αναμείξει τον παραγόμενο καπνό με 50 φορές μεγαλύτερο όγκο καθαρού ατμοσφαιρικού αέρα.

 


 

 
© 2004 Fire Security |  Privacy Policy  | IΩΝΙΑΣ & ΝΙΚΑΣ ΧΑΜΟΜΗΛΟΣ ΑΧΑΡΝΑΙ Τ.Κ. 13671 2461971-2401083-2464823