http://firesecurity.gr/" /> Fire Security ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΣΤΕΡΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΤΗΣ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ

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

 

ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΣΤΕΡΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΤΗΣ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ


ΠΥΡΚΑΓΙΑ ΑΠΟ ΑΠΟΨΗ ΚΑΥΣΗΣ
Η ύλη, ως σύστημα ενός ή περισσοτέρων «συστατικών» (π.χ. α) μορίων μιας μόνο χημικής ένωσης, β) ατόμων χημικών στοιχείων και μορίων χημικών στοιχείων και ενώσεων κ.λπ.) μπορεί να βρεθεί σε συνθήκες οι οποίες να συντελέσουν σε ενεργειακές διαφοροποιήσεις που να συνεπάγονται έκλυση θερμότητας και φωτιά.
Όταν παραβλέπεται ή υποτιμάται το γεγονός αυτό, η φωτιά από βασικός συντελεστής τεχνολογικής προόδου μεταβάλλεται —υπό μορφή πυρκαγιάς— σε απειλή για τον άνθρωπο και το περιβάλλον.
Οποιαδήποτε πυρκαγιά, ανεξάρτητα των αιτίων της, συνιστά είδος καύσης και συνοδεύεται α) συνήθως, από καπνό, β) γενικά από φλόγες και γ) οπωσδήποτε από διαφοροποίηση της εσωτερικής ενέργειας του συστήματος (καιόμενης ύλης).
Από το πιο πάνω περίγραμμα γίνεται σαφές ότι η πυρκαγιά είναι ένα πολυδιάστατο πρόβλημα.


Τα Στάδια Πυρκαγιάς
Η εξέλιξη των περισσοτέρων πυρκαγιών ακολουθεί 4 στάδια, τα εξής:
1. Αρχόμενο στάδιο πυρκαγιάς: Σε αυτό το στάδιο δημιουργούνται σωματίδια, από χημική αποσύνθεση, που έχουν βάρος και μάζα αλλά είναι τόσο μικρά που δεν διακρίνονται με γυμνό μάτι· ανιχνεύονται, όμως, με τη συνδρομή σύγχρονης τεχνολογίας (ανιχνευτές ιοντισμού). Χαρακτηριστικό γνώρισμα του σταδίου αυτού είναι ότι δεν έχουμε «ορατό» καπνό, φλόγες και σημαντική θερμότητα.
2. Στάδιο όπου το υλικό σώμα σιγοκαίγεται: Στο στάδιο αυτό η πυρκαγιά μπορεί να υποβόσκει· γενικά, επειδή η ανάπτυξη της πυρκαγιάς συνεχίζεται, η ποσότητα των σωματιδίων, λόγω καύσης, αυξάνει και όταν τα σωματίδια αυτά γίνουν ορατά με γυμνό μάτι έχουμε καπνό, που είναι και το χαρακτηριστικό γνώρισμα του σταδίου. Επειδή δεν έχουν ακόμη δημιουργηθεί φλόγες και μεγάλη θερμότητα, αρκούν φωτοηλεκτρικοί ανιχνευτές (γι' ανίχνευση του —ορατού— καπνού).
3. Στάδιο φλογών: Στο στάδιο αυτό, η παραπέρα ανάπτυξη της διεργασίας της καύσης έχει ως αποτέλεσμα το καύσιμο υλικό να φθάσει το σημείο ανάφλεξης και να δημιουργηθούν φλόγες. Λεπτομερέστερα: και περισσότερος καπνός βγαίνει και περισσότερη θερμότητα εκλύεται. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του σταδίου αυτού είναι ότι μπορεί να μεταδοθεί υπέρυθρη ακτινοβολία σε αρκετή απόσταση· έτσι, ανιχνευτές φλόγας είναι αναγκαίοι.
4. Στάδιο απόδοσης θερμότητας: Στο στάδιο αυτό παράγονται μεγάλα ποσά θερμότητας, φλογών, καπνού και τοξικών αερίων. Χαρακτηριστικό του σταδίου είναι ότι αυτό αναπτύσσεται πολύ σύντομα —η μετάβαση από το στάδιο των φλογών σε εκείνο της θερμότητας μπορεί να γίνει σε δευτερόλεπτα. Από άποψη ανίχνευσης το στάδιο αυτό απαιτεί την ύπαρξη καταλλήλων διατάξεων και οπωσδήποτε ανιχνευτών που έχουν φωτοκύτταρο (ανιχνευτές φλόγας), ανιχνευτές ιοντισμού, ανιχνευτές καπνού .


Συνηθισμένα Αίτια Πυρκαγιών
Από διάφορα δεδομένα προκύπτει ότι, τις περισσότερες φορές, υπεύθυνος για τις πυρκαγιές είναι ο άνθρωπος. Τα στοιχεία της φύσης (κατά κανόνα κεραυνοί) συμβάλλουν στην πρόκληση πυρκαγιών σε αρκετά μικρό ποσοστό.
Στατιστικά προκύπτει ότι η πυρκαγιά είναι, συχνά, μία απειλή άσχετα αν προέρχεται από θεληματικές ή όχι ενέργειες του ανθρώπου (π.χ. εμπρησμοί, οξυγονοκοπές σε αμπάρια δεξαμενόπλοιων χωρίς να έχει προηγηθεί έλεγχος απαλλαγής αερίων-gas freeing).
Τα πιο συνηθισμένα αίτια πυρκαγιών είναι η άγνοια και η περιφρόνηση του κινδύνου, η κακή ή ελλιπής συντήρηση εγκαταστάσεων και μηχανημάτων, η βιομηχανική (και περιβαλλοντική σε ορισμένες περιπτώσεις) ρύπανση, η επιπολαιότητα (όπως ρίψη, οπουδήποτε, υπολειμμάτων αναμμένων τσιγάρων), η ανευθυνότητα (π.χ. αμέλεια αποψίλωσης —καταστροφής ξερών χόρτων— χώρων που είναι γειτονικοί σε αποθήκες ή δεξαμενές καυσίμων κ.λπ.) και, ειδικότερα, οι άστοχες πράξεις που ευνοούν ένα σύστημα (υλικό σώμα) να προσφερθεί για ανεξέλεγκτη καύση.


Καύση και  Ανάφλεξη
Από την ανάλυση που προηγήθηκε για την ανάπτυξη της πυρκαγιάς  προκύπτει ότι η φωτιά είναι ένα πολύπλοκο φαινόμενο που συνίσταται από μία σειρά χημικών αντιδράσεων-καύσεων. Καύση είναι —μέσα από το πρίσμα της επιστημονικής θεώρησης της πυρκαγιάς— διεργασία παραγωγής θερμότητας λόγω χημικών μεταβολών, δηλαδή αλλοίωσης της σύστασης των υλικών σωμάτων.
Η έναρξη του φαινόμενου της καύσης ονομάζεται ανάφλεξη.


Τυπικές Αντιδράσεις Καύσης
Δεδομένου ότι τα περισσότερα υλικά σώματα που είναι καύσιμα έχουν υδρογόνο, άνθρακα και θείο, οι αντιδράσεις των χημικών αυτών στοιχείων με το οξυγόνο αποκτούν μεγάλη σπουδαιότητα· είναι από τις κυριότερες αντιδράσεις καύσης.
Σε απλές περιπτώσεις —που αποτελούν μία πραγματικότητα σε πολλές πυρκαγιές —δύο διατομικά μόρια (του εξαιρετικού καύσιμου) υδρογόνου ενώνονται με ένα διατομικό μόριο οξυγόνου (κατά κανόνα προερχόμενου από τον ατμοσφαιρικό αέρα) για να σχηματίσουν δύο μόρια νερού:
2Η2 + Ο2 - 2Η2Ο
Ο άνθρακας καιόμενος δίνει ανάλογα των συνθηκών διοξείδιο του άνθρακας (τέλεια καύση) ή μονοξείδιο του άνθρακα (ατελής καύση):
C + Ο2
CO2 (τέλεια καύση)
2C + Ο2
2CO (ατελής καύση)
«
Ειδικές μελέτες απέδειξαν ότι στις καύσεις έχουμε ενδιάμεσες αντιδράσεις· η θερμότητα που εκλύεται είναι ανεξάρτητη από αυτές (εξαρτάται μόνο από τα τελικά προϊόντα-νόμος Hess)' ο μηχανισμός της καύσης είναι κάθε άλλο από απλός και γι' αυτό η εξήγηση του απαιτεί τη συνεκτίμηση ποικίλων κριτηρίων. Έτσι, π.χ. δεν αγνοείται το ενδεχόμενο καύσης του άνθρακα κατά στάδια, που είναι δυνατό να γίνουν με τα παρακάτω βήματα (Ι και II):


I 2C +Ό2
  2CO

II 2CO + Ο2 2CO2
ή αθροιστικά: 2C + 202
2CO2
Το τρίτο από τα στοιχεία, που κατονομάσαμε ως πιθανά να υπάρχουν σε συνηθισμένα υλικά καύσιμα, δίνει (σε συνθήκες πυρκαγιάς) διοξείδιο του θείου, ενούμενο με το οξυγόνο: S + Ο2
SO2
Εμβαθύνσεις στις καύσεις αποκάλυψαν ότι η πυρκαγιά ενός συστήματος ανήκει στα (φυσικά, χημικά κ.λπ.) φαινόμενα που πραγματοποιούνται συγχρόνως με ελάττωση του ενεργειακού του περιεχόμενου και αύξηση της εντροπίας (αταξίας) του· είναι, λοιπόν, αυθόρμητη διεργασία. Αυτό εκφράζεται με τον γενικό νόμο της Χημείας:
ΔG = ΔΗ-ΤΔ S  όπου:

ΔG συμβολίζει την ελεύθερη ενέργεια μίας μεταβολής (π.χ. αντίδρασης καύσης) και παριστάνει το συνολικό κίνητρο για το πόσο αυθόρμητα θα συντελεσθεί η μεταβολή.
ΔΗ,Τ και Δs είναι η διαφορά ενθαλπίας, η απόλυτη θερμοκρασία και η διαφορά εντροπίας του θεωρούμενου συστήματος, αντίστοιχα.
Αν π.χ. μειωθεί η ενθαλπία του συστήματος (πρόκειται, δηλαδή, για εξώθερμη χημική αντίδραση) και η εντροπία του αυξηθεί είναι ενδεχόμενο να παρατηρηθεί αυτανάφλεξη του.


 
Η ΣΧΕΤΙΚΗ ΜΕ ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ ΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΗ

Πυρκαγιά: Περίπτωση Οξείδωσης
Η πυρκαγιά, λογιζόμενη ως διεργασία καύσης, συνιστά μία περίπλοκη διαδικασία που δεν έχει ωφελιμιστικές επιπτώσεις.
Καύση είναι εξώθερμη αντίδραση . Η διεργασία σχετίζεται συνήθως με την ταχεία οξείδωση ενός καύσιμου· για να γίνει το φαινόμενο αυτό χρειάζεται ένα οξειδωτικό μέσο και σε πάρα πολλές φορές τέτοιο είναι το οξυγόνο του αέρα. Υπό ορισμένες προϋποθέσεις (για τις οποίες θα γίνει λόγος αργότερα), η καύση μπορεί να καταλήξει σε έκρηξη.
Βέβαια, φαινόμενο, που, με χαμηλότερη θερμοκρασία, μπορεί να παρατηρηθεί ύστερα από παρέλευση πολύ χρόνου, αποτελεί η σιγανή οξείδωση —τυπικό παράδειγμα της οποίας είναι η σκούρα μετάλλων.
Ως πυρκαγιά, λοιπόν, μπορεί να θεωρηθεί η διαδικασία εκείνη της (ανεξέλεγκτης) καύσης που εκλύει έντονα θερμότητα και φως. Η εκλυόμενη θερμότητα προκαλεί διαπύρωση ελευθερουμένων «συστατικών» του (καιόμενου) συστήματος (ύλης) και με τον τρόπο αυτό παράγεται φως. Η μορφή και η λαμπρότητα της φλόγας εξαρτώνται από τη φύση των καιομένων αερίων καύσης —γενικά τις συνθήκες καύσης. Οι φλόγες, λεπτομερέστερα, συνιστούν μία διαδικασία που γίνεται μεταξύ των συστατικών του (καιόμενου) συστήματος και δίνει ακτινοβόλο ενέργεια. Κατά κανόνα η «εικόνα» των φλογών πυρκαγιάς εξαρτάται και από τον καπνό που βγάζει αυτή στην τρέχουσα στιγμή (χρόνος παρατήρησης). Με αυτή τη θεώρηση, άλλωστε, είχε επικρατήσει οι φλόγες να χαρακτηρίζονται και ως γλώσσες πυρός (πύρινες γλώσσες).
Η πυρκαγιά εγκυμονεί πολλούς κινδύνους. Συχνά βασικός συντελεστής πρόκλησης δυσμενών καταστάσεων, λόγω πυρκαγιάς, είναι το κύμα καύσης. Κύμα καύσης ονομάζεται η εξαπλούμενη ζώνη καύσης· η ζώνη αυτή από πολλούς αναφέρεται και ως θέατρο πυρκαγιάς, προφανώς για να έλκεται η προσοχή σε όλο το σκηνικό της πυρκαγιάς που συνθέτουν α) τα αέρια καύσης β) ο καπνός γ) οι φλόγες και δ) η θερμότητα.


Παράγωγα Καύσης
Οι (προμνημονευόμενες 4 κατηγορίες παραγώγων καύσης, στις οποίες μπορούν —σε μία προσπάθεια απλής κατάταξης— να υπαχθούν τα «προϊόντα» πυρκαγιάς, έχουν μελετηθεί μέσα από διάφορα πρίσματα εξέτασης και, αναφορικά με τον ανθρώπινο παράγονα, έχει εξακριβωθεί η σημαντική επίδραση τους στη φυσιολογία και συμπεριφορά των ανθρώπων στη διάρκεια καθώς και μετά από πυρκαγιές.
Αέρια καύσης είναι τα καυσαέρια που μένουν μετά την απόψυξη στις συνηθισμένες θερμοκρασίες του περιβάλλοντος (π.χ. μονοξείδιο άνθρακα από ατελή καύση κατά τη διεργασία της πυρκαγιάς).
Καπνός είναι (αεριώδες) σύστημα ό,που συνυπάρχουν, ως «συστατικά», αέρια, ατμοί και αιθάλη (προερχόμενη από τον άνθρακα, που αποτελεί, όπως είναι γνωστό, βασικό συστατικό των περισσοτέρων υλικών που μπορούν να καούν) κι, έτσι, ο χαρακτήρας του ποικίλει ανάλογα με τη πηγή προέλευσης του.
Φλόγες είναι παράγωγο καύσης που εγκυμονεί κίνδυνους σε ανθρώπους και περιουσιακά στοιχεία τόσο κατά την άμεση επαφή όσο και από ακτινοβολούμενη θερμότητα.
Θερμότητα είναι η ενέργεια που μεταβιβάζεται από ένα υλικό σώμα (σύστημα) σε άλλο με ορισμένους τρόπους (που θα αναφερθούν αργότερα).
Κοινό γνώρισμα των πυρκαγιών είναι ότι αρχίζουν από μία μικρή εστία πυρός.


Τα Μοντέλα: Τρίγωνο και Πυραμίδα Πυρκαγιάς

Αν και διάφορα είναι τα αίτια της πυρκαγιάς, η πρόκληση του φαινόμενου (ανεξάρτητα του μεγέθους της πυρκαγιάς) απαιτεί καύσιμη ύλη (αναγωγικό παράγοντα) —ορισμένη θερμοκρασία— οξυγόνο (οξειδωτικό παράγοντα). Η συνύπαρξη αυτή  είχε χαρακτηρισθεί από πολλούς «τρίγωνο πυρκαγιάς».
Στις περιπτώσεις ό,που δεν διεξάγονται αλυσωτές (αλυσιδωτές) αντιδρά
σεις, στο τρίγωνο αυτό αντανακλάται και σήμερα η πραγματικότητα που ισχύει για μία πυρκαγιά.
Σε πυρκαγιές, όμως, που γίνονται ανεξέλεγκτες αλυσιδωτές (μη ελεγχόμενες αλυσωτές) αντιδράσεις, αντί του «τριγώνου πυρκαγιάς» πρέπει να θεωρούμε ένα τετράεδρο. Η προσομοίωση αυτή βασίζεται σε νεώτερες επιστημονικές έρευνες οι οποίες απέδειξαν ότι υπάρχει και ένα τέταρτο συνθετικό στοιχείο πυρκαγιάς (θεωρία πυραμίδας), που  δεν είναι τίποτε άλλο· από ελεύθερες ρίζες (Free Radicals) οι οποίες δρουν με το οξυγόνο (ή τον οξειδωτικό παράγοντα, γενικότερα) και τα αέρια της καιό-μενης ύλης, κατά εξελισσόμενο τρόπο ως αλυσωτή (αλυσιδωτή) αντίδραση, που μπορεί να ευνοηθεί από διάφορους παράγοντες, για παράδειγμα από νέα θερμική επιφόρτιση, όταν η πυρκαγιά εξαπλωθεί σε γειτονική περιοχή.

Στο πρωταρχικό στάδιο καύσης, αν παύσει η «κυριαρχία» ενός από τους παράγοντες: καύσιμη ύλη, οξυγόνο, θερμοκρασία , η καύση σταματά. Για να προλάβουμε λοιπόν μία πυρκαγιά πρέπει να αποκλείουμε τη συνύπαρξη των προαναφερομένων παραγόντων. Για το θέμα, όπως θα δούμε, έχουν επινοηθεί διάφορες τεχνικές δεδομένου ότο το εγχείρημα δεν είναι πάντα εύκολο. Αντίθετα, μάλιστα, είναι δυνατό η φωτιά να συνεχισθεί, π.χ. στην περίπτωση που απομακρυνθεί η πηγή θερμότητας, αλλά στο μεταξύ αυτή —ενεργειακά—έχει αντικατασταθεί από τη θερμότητα που εκλύεται λόγω του όλου φαινόμενου.


Η Φωτιά ως Φλόγα και Πυράκτωση
Ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο γίνεται η διεργασία της καύσης, η φωτιά διακρίνεται (από ορισμένους συγγραφείς) στα εξής δύο είδη:

1 Φλόγες: άμεση καύση καύσιμου (σε αεριώδη κατάσταση ή υπό μορφή ατμών στην κατηγορία αυτή περιλαμβάνονται και οι εκρήξεις).
Συνήθως η ταχύτητα (ρυθμός) καύσης και η αναπτυσσόμενη θερμοκρασία είναι μεγάλες. Οι φλόγες είναι δύο τύπων: α) Φλόγες προανάμιξης· η συνθήκη αυτή υπάρχει στους καυστήρες αερίων ή κλιβάνους και είναι σχετικά ελεγχόμενη και β) Φλόγες διάχυσης1 η κατηγορία αυτή αναφέρεται σε αέρια που καίγονται ως μίγματα ατμών και αέρα· ο έλεγχος των φλογών διάχυσης είναι δύσκολος.
2. Επιφανειακή καύση: καύση επί της επιφάνειας της καύσιμης ύλης· η φωτιά επί των επιφανειών στερεών καυσίμων συνηθίζεται να λέγεται «πυράκτωση»· η επιφανειακή καύση γίνεται στην ίδια θερμοκρασία στην οποία αναπτύσσονται οι γυμνές (ανοικτές) φλόγες.
Η επιφανειακή φωτιά μπορεί να απεικονισθεί από το τρίγωνο πυρκαγιάς . Οι —λόγω πυρκαγιάς— φλόγες δείχνονται πιο σωστά με το τετράεδρο πυρκαγιάς .
Αν και ο πιο πάνω διαχωρισμός είναι σημαντικός, δεν θα πρέπει όμως να θεωρείται απόλυτος· τα είδη φωτιάς μπορεί να απαντώνται μαζί ή χωριστά (κατά κατηγορία).

Θερμοκρασία Φλόγας
Η μέγιστη θερμοκρασία φλόγας θα μπορούσε (θεωρητικά) να προκύψει από τέλεια στοιχειομετρική καύση των στοιχείων καιόμενου υλικού (συστήματος) με καθαρό οξυγόνο.
Στις πυρκαγιές συνεισφέρει —κατά κανόνα— το οξυγόνο του ατμοσφαιρικού αέρα (που, βασικά, είναι μίγμα οξυγόνου και αζώτου μια και όλα τα άλλα συστατικά του, ευγενή αέρια κ.λπ., κυμαίνονται γύρω στο 1%) και, έτσι, η θερμοκρασία φλόγας είναι οπωσδήποτε μικρότερη από τη μέγιστη θεωρητική.
Η θερμοκρασία της φλόγας εξαρτάται από:
— την ποσότητα θερμότητας που εκλύεται κατά την καύση της μονάδας μάζας του καιόμενου σώματος —θερμογόνο δύναμη καύσιμου
— την ενθαλπία  του αέρα καύσης,
— την ενθαλπία του καιόμενου σώματος,
— την ποσότητα και την ειδική θερμότητα  των καυσαερίων
— την περίσσεια του αέρα,
— την ακτινοβολία από τη φλόγα και
— την αφαιτερίωση  του διοξειδίου του άνθρακα και των υδρατμών.
 

 

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