Колко горещ е огънят? Кратко въведение в стандартните огневи криви време-температура
Огънят е химична реакция на запалим материал с кислород под влиянието на топлина. Когато химичната реакция произведе достатъчно топлина, се активира верижна реакция, която продължава, докато има наличие на запалими материали и кислород.
В светлината на това основно разбиране за химията на огъня е ясно, че на практика няма два еднакви пожара. Видът, количеството и разпределението на запалими материали са специфични във всяка отделна ситуация. Пожар може да възникне на много различни места поради разнообразието от възможни източници на възпламеняване (напр. късо съединение в електроуред).
Също така наличието на кислород се влияе от много фактори, като например врати (отворени или затворени?), прозорци (отворени, затворени или може би счупени от топлината) и механични вентилационни системи. И накрая, част от топлината на огъня може да се разсее в ограждащата конструкция (стени и таван) и енергията да се изгуби поради отвеждането на дим и горещ въздух през отворите.
Накратко всеки пожар е уникален. Затова е невъзможно да се изпитат и оценят работните характеристики на всеки пожарозащитен продукт спрямо безкрайността от възможни криви време-температура. По тази причина от самото начало на изпитванията на пожароустойчивост в началото на 20-и век се въвежда стандартизация на тези изпитвания.
Стандартизацията доведе до така наречените номинални огневи криви на пожара. Тези криви описват взаимовръзката между температурата и времето. Едното допускане е, че температурата е еднородна в цялото затворено помещение, което обикновено е вярно при напълно развит пожар. Другото допускане е, че взаимовръзката време/температура е консервативна за известен диапазон от практически ситуации, като се има предвид и това, че повечето номинални криви постоянно растат, без никаква фаза на охлаждане.
Стандартна крива на пожара
Най-старата огнева крива на пожара е стандартната крива на пожара. Тя представлява пожар в помещение на сграда. Понякога се нарича и целулозна крива дори когато на практика запалимите материали в сградите могат да бъдат от много различни видове, а не само целулозни материали. Кривата представлява пожарът в неговата фаза „след възпламеняване“, тоест във фазата му на пълно развитие. Стандартната крива на пожара се дефинира в различни национални стандарти от цял свят, напр. ISO 834, EN 1363-1, BS 476: част 20, DIN 4102 и AS 1530. (В северноамериканските стандарти ASTM E119 и UL263 се използва леко различна стандартна крива на пожара.) Стандартната крива на пожара се използва за изпитване и класификация на пасивните пожарозащитни системи в сгради например пожарозащита на носещи конструкции, разделяне на сградите на пожарни сектори и монтиране на противопожарни прегради.
В специфични случаи може да се изискват други криви на пожара за сградите и по-конкретно крива при излагане на външен пожар, крива на бавно нагряване, а в някои случаи въглеводородна крива на пожар. Тези алтернативни криви на пожар са описани в EN 1363-2.
Крива при излагане на външен пожар
Когато възникне пожар в пожарен сектор по периметъра на сградата, пламъците могат да излизат през отворите по фасадата. Тези пламъци могат да имат достатъчна дължина, за да нагреят външната страна на сградата и на етажите над сектора, в който е започнал пожарът. Когато външната страна на сградата трябва да осигури огнеустойчивост, за да не се допусне връщане на пожара обратно в сградата на горния етаж, се използва кривата на външен пожар. Тази крива взема предвид факта, че пламъците се охлаждат от атмосферния въздух извън сградата.
Крива на бавно нагряване
Всеки реален пожар винаги има известна фаза на развитие, в рамките на която пожарът е локализиран около мястото му на възникване и където температурата в този пожарен сектор е все още относително ниска. В даден момент от времето възниква възпламеняване, което означава, че всички запалими материали в пожарния сектор започват да допринасят за разрастването на пожара. Все пак фазата преди възпламеняването може да отнеме значително време, особено ако има липса на източник на кислород. В такъв случай за дълъг период от време температурата нараства бавно. За реактивните материали, като например набъбващите бои, пожарозащитните им характеристики зависят от активирането им от топлинната енергия. Бавно развиващият се пожар или тлеещият пожар може потенциално да попречи на правилната реакция на материала. За да се провери дали реактивните продукти, като набъбващи бои, функционират правилно и при условията на бавно нагряване, е препоръчително да се направи тест при бавно нагряване в допълнение към изпитванията при стандартната крива на пожара.
Въглеводородна крива (пожари в локва)
В случай че течно гориво, например бензин, изтече от резервоар и образува локва на пода, която се възпламенява, температурите нарастват бързо до приблизително 1100°C. Това се представя чрез въглеводородната (HC) крива на пожара. Това се случва в индустриална обстановка, напр. в рафинерии, но подобни пожари могат да възникнат и в сгради например в случай на съхранение на силно запалими материали.
Пожари в тунели
В тунелите развитието на пожара е напълно различно от пожара в пожарни сектори. Поради ограниченото пространство, вентилационните условия и същественото количество запалими материали, които са налични в превозните средства, пожарът се развива изключително бързо и достига много високи температури. Обикновено пожарът в тунел достига температури над 1000°C само за 3 до 5 минути, а максималните температури могат да достигнат до 1350°C. За пожарозащитния материал това е тежък конструктивен сценарий, тъй като работните характеристики на много пожарозащитни продукти се влошават силно или материалът дори се разтапя при температури доста под 1350°C. Пожарозащитните материали за тунели трябва да бъдат устойчиви на тези изключителни скорости на нагряване и максимални температури. Най-често срещаната (и най-тежката) крива, използвана за тунели, е RWS кривата, която е разработена от нидерландското Министерство на транспорта през 80-те години на миналия век и днес се използва в много държави в цял свят, включително в международно прилаганите стандарти, като например NFPA 502 и ASTM E3134. Освен това във френските нормативни разпоредби се използва HCM, а в немските — RABT огнева крива.
Криви на естествения пожар
Съвременните технологии позволяват изчисляването на криви на естествения пожар, които могат да дефинират развитието на зависимостта време-температура в рамките на даден пожарен сектор, на базата на неговите реални морфологични и геометрични характеристики, количеството и скоростта на освобождаване на топлина от запалимите материали, количеството кислород, наличието на активна защита и много други параметри. Тези огневи криви по определение не са „стандартни“ и отговарят само на специфичен сценарий, в специфичен пожарен сектор, за цялата продължителност на пожара (т.е. включват и частта на охлаждане). Ако се нуждаете от информация относно пожарозащитата в комбинация с кривите на естествения пожар, свържете се с вашия технически експерт от Promat.