BEZPIECZEŃSTWO BUDYNKÓW

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

BEZPIECZEŃSTWO

BUDYNKÓW

TEMAT

CHARAKTERYSTYKA POŻAROWA

MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

CEL ZAJĘĆ : dydaktyczny

ZAPOZNANIE    SŁUCHACZY  Z  CHARAKTERYSTYKĄ
POŻAROWĄ   MATERIAŁÓW   BUDOWLANYCH  PODZIAŁEM
MATERIAŁÓW  ZE  WZGLĘDU  NA  PALNOŚĆ

ZAPOZNANIE Z OKREŚLENIAMI POJĘĆ -

materiał

palny, materiał niepalny, materiał łatwo zapalny,

trudno zapalny, niezapalny

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Omówić materiały pod względem możliwości

rozprzestrzeniania ognia,

Zapoznać słuchaczy z charakterystyką

materiałów budowlanych( , materiały ceramiczne,

zaprawy budowlane , betony, żelbetony, stal

budowlana, drewno, tworzywa sztuczne, ).

Wychowawczy :

Wyrobienie u słuchaczy umiejętności oceny

występujących zagrożeń na wypadek pożaru lub

innej klęski żywiołowej w obiektach budowlanych.

Operacyjny :

Zapoznać słuchaczy z podziałem

materiałów budowlanych pod względem ich

zapalności i rozprzestrzeniania się ognia.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Wyjaśnić zachowanie się materiałów

budowlanych   podczas  prowadzonych  akcji
gaśniczych  z  uwzględnieniem ich  wytrzymałości
mechanicznej  oraz  wydzielania  gazów  toksycznych
i  trujących  w  warunkach  temperatur  pożarowych.

TYP LEKCJI :

Poznanie nowego materiału .

FORMA PRACY :

Zbiorowa w części zasadniczej grupa jednolita

METODA PRACY:

PREZENTACJA

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

PODZIAŁ MATERIAŁÓW

Materiały pod względem palności dzielimy na

materiał niepalny - materiał, którego znormalizowane

próbki poddane badaniom w określonych

urządzeniach pomiarowych w ciągu

ustalonego

czasu:

- nie zapalają się,

- nie  powodują  wydzielania  palnych  gazów,  które
można  by   zapalić  za  pomocą płomienia
umieszczonego  nad  powierzchnią  próbki,

- nie  powodują   w  procesie  spalania  wydzielania
ilości  ciepła  warunkującej  podniesienie    temperatury  do
określonej  wartości.

materiał palny - materiał, który nie spełnia

warunków podanych wyżej

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Materiały palne dzieli się na :

materiały niezapalne

są to materiały, których

znormalizowane  próbki  w  określonych   warunkach
badań, poddane  działaniu   płomienia  lub  źródła
promieniowania

cieplnego nie zapalają się

płomieniem,

- materiały trudno zapalne

materiały, których

znormalizowane  próbki  w określonych    warunkach
badań  poddane  działaniu   płomienia  lub  źródła
promieniowania

cieplnego palą się

płomieniem jedynie

w zasięgu działania źródła

ciepła, po

usunięciu zaś tego źródła lub

miejscowym zniszczeniu materiału palnego gasną.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

materiały łatwo zapalne

- materiały

których znormalizowane próbki w

określonych  warunkach   badań  poddane
działaniu  płomienia  lub  źródła
promieniowania cieplnego  zapalają  się
płomieniem,  po  usunięciu zaś  źródła
ciepła  palą  się  dalej.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Stopień rozprzestrzeniania ognia

Stopień rozprzestrzeniania ognia jest to umowna

klasyfikacja  elementów   budowli  ze  względu  na
zachowanie  się  badanej  próbki  w  znormalizowanych
warunkach  badania,  obejmująca  rozprzestrzenianie  się
płomienia  na  powierzchni  próbki  oraz  wewnątrz  próbki,
bezpłomieniowe  spalanie

(

tlenie

tlenie )

lub rozkład

termiczny materiału próbki, występowanie płonących
kropli lub odpadów stałych.

W zależności od wyników badań

przeprowadzonych  w  znormalizowanych  warunkach
innych  dla  ścian  i  innych  dla  pozostałych  obiektów,
poszczególne    elementy

(

okładziny

okładziny )

klasyfikuje się

następująco:

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

elementy

(okładziny )

nie rozprzestrzeniające

ognia  (NRO)-  elementy  (okładziny), które   w
obszarze  źródła  ognia   mogą  lokalnie  ulegać   spaleniu
  wg  przyjętych  kryteriów,  natomiast

poza tym

obszarem lub po usunięciu źródła

ognia nie

ulegają spaleniu;

elementy

(

okładziny

)

słabo rozprzestrzeniające

ogień

(

SRO

) -

elementy

(

okładziny

które wg

przyjętych kryteriów mogą w niewielkim

stopniu

ulegać spaleniu poza obszarem działania źródła ognia
lub po jego usunięciu ;

elementy (okładziny) silnie rozprzestrzeniające

ogień

- elementy

(

okładziny

), które wg przyjętych

kryteriów   ulegają  intensywnemu  spalaniu  poza
obszarem  działania   źródła   ognia  lub  po  jego
usunięciu.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

MATERIAŁY CERAMICZNE

Przez pojęcie ceramicznych wyrobów

budowlanych  rozumie  się  wyroby  formowane  z
odpowiednio  spreparowanych  mieszanin,  zawierających
jako  podstawowy  składnik  glinę,  czasem  ił  lub  łupek
gliniasty   albo   less  ,  z  których  po  uformowaniu  i
wypaleniu   otrzymuje  się   określone  wyroby. Wyroby
ceramiczne  charakteryzują   się  na  ogół  dużą
wytrzymałością  w  warunkach   pożarowych,   zwykle  do

1000 - 1100

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Wyroby o strukturze porowatej, chłonące wodę, do

których należą :

- wyroby ceglarskie - cegły pełne i dziurawki, pustaki

szczelinowe i stropowe, cegły drążone

- kafle, płytki ścienne szkliwione,

- wyroby ogniotrwałe.

Wyroby spieczone - klinkier, płytki terakotowe,

kamionka kanalizacyjna.

Największą odpornością na działanie wysokich
temperatur charakteryzują się

(

poza cegłą

szamotową i wyrobami specjalnymi

)

cegły pełne

Ogół ceramicznych wyrobów

budowlanych dzieli się na dwie

zasadnicze grupy

zasadnicze grupy :

Ogół ceramicznych wyrobów

budowlanych dzieli się na dwie

zasadnicze grupy

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Związane jest to z dużą masą i stosunkowo

dużą pojemnością cieplną.

Konstrukcje budowlane wykonane z takich

materiałów wymagają dużych czasów nagrzania w

„

temperaturach pożarowych

”,

aby było to

niebezpieczne dla wytrzymałości konstrukcji,

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

ZAPRAWY BUDOWLANE

Zaprawy budowlane są mieszaniną plastyczną

jednego lub kilku spoiw, piasku, wody oraz
niekiedy innych składników np. żużla , miki , trocin itp

Zaprawy budowlane są stosowane do

- spajania materiałów budowlanych i wypełniania

przestrzeni między nimi ,

- wykonywania wypraw, gładzi i izolacji,

- formowanie niektórych części budowli

(

gzymsy, ozdoby

gzymsy, ozdoby ).

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Zaprawy budowlane odgrywają w biernej

ochronie  przeciwpożarowej   bardzo  ważną   rolę,
ponieważ  w  znacznym  stopniu  decydują  o
wytrzymałości  i  odporności  elementów
budowlanych.

Bierna ochrona przeciwpożarowa - oznacza ,

że  właściwy  dobór  rozwiązań   budowlanych   sam  w
sobie  stanowi   już  działania  na  rzecz  ochrony
przeciwpożarowej.

Zaprawy budowlane, stanowią warstwy

izolacyjne (

tynk

) oraz decydują o wytrzymałości

mechanicznej

(

wiązania

) poszczególnych elementów.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

BETONY

Betonami określa się tworzywa powstające z

mieszaniny  kruszywa ,  spoiwa  i  wody, a  niekiedy
asfaltu  i  smoły,  które  twardnieją   po  upływie
określonego  czasu. Betony   służą  do  samodzielnego
tworzenia  z  nich  wyrobów,  elementów   bądź  całych
części  budowli.

Zachowanie się betonów pod wpływem

temperatur pożarowych:

Podczas ekspozycji temperaturowej w betonie zachodzą
przemiany,

- w temperaturze od

100

odparowuje woda

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

przy

500

następuje rozkład klinkieru

cementu portlandzkiego,

przy

570

następuje przemiana kwarcu

800

zachodzi dekarbonizacja kruszyw

wapiennych

1150

następuje początek topnienia

składników betonu;

przy około

1300

następuje całkowite

zniszczenie struktury.

Podczas oddziaływania wysokiej temperatury

zachodzi postępujący ubytek masy betonu. Proces
ten rozpoczyna się przy temperaturze około

100

Sam zaczyn cementowy wykazuje od

temperatury

około

150

niewielką rozszerzalność,

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

a następnie aż do temperatury

600

skurcz;przy  dalszym  wzroście   temperatury   zaczyn
znów  się  rozszerza. Inaczej  proces  ten  przebiega  w
masie  kruszywa:

-         najmniejszą  rozszerzalność  cieplną
stwierdzono  w  przypadku   bazaltu,   największą
w  przypadku piasku  i  żwiru.

Konsekwencją niezgodności odkształceń

termicznych   składników  betonu  jest  powstanie
mikronaprężeń   w  warstwie   kontaktowej  zaczynu
cementowego  z  kruszywem,  spadek  przyczepności
na  powierzchniach  rozdziału  i  ogólne  rozluźnienie
struktury  betonu .

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Wszystkie wymienione procesy i przemiany

powodują  w  wysokiej   temperaturze  postępujący
spadek  właściwości  mechanicznej  betonu. Można
więc  mówić  o  pewnej  temperaturze

„granicznej”,

zależnej  od  składu  mieszanki   i  składu   betonu,
powyżej  której  materiał  traci   praktycznie  swoje
cechy  wytrzymałościowe

Temperatura ta mieści się w granicach od

250

C do 300

dla niższych klas betonu i osiąga

wartość do

600

dla betonów klas wyższych.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

ŻELBET

Beton charakteryzuje się dużą wytrzymałością

na ściskanie, lecz jego wytrzymałość na rozciąganie
jest niewielka. Dlatego uzbraja się go

(

umieszczając

zbrojenie głównie w strefie rozciąganej).

Żelbety o dobrym powiązaniu betonu ze

zbrojeniem  tworzące  monolityczne  elementy
budowlane  wykazują  dużą  odporność   ogniową  i
trwałość  przy  działaniu  wysokich  temperatur.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Do niszczących efektów oddziaływań

podwyższonych temperatur na konstrukcję z betonu
należy zaliczyć odpryskiwania (

odłupywania

)

fragmentów  ich  powierzchni  . Powierzchniowa  destrukcja
podczas  nagrzewania  w  warunkach  pożarowych   jest
szczególnie  groźna   dla  konstrukcji  smukłych,
cienkościennych.

Bezpieczeństwo konstrukcji jest uzależnione

zarówno od zasięgu odpryskiwania, jak i od samego
elementu (

wymiarów, sposobu zbrojenia, roli w statyce

wymiarów, sposobu zbrojenia, roli w statyce).

Na podstawie oceny wielu pożarów i analizy

wyników badań wyszczególniono trzy najczęściej
spotykane w praktyce mechanizmy zniszczenia :

odpryskiwanie o charakterze eksplozyjnym,

- odpryskiwanie w skutek zmiany struktury

dodatków

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

mineralnych,

- odpadanie nieeksplozyjne.

Odpryskiwanie o charakterze eksplozyjnym

fragmentów  powierzchni  betonowej  zachodzi  w
pierwszych  trzydziestu  minutach  rozwiniętego  pożaru.
Po  oderwaniu  się  kawałków  betonu   w  ściskanych
elementach   ściennych,   słupach  oraz  w  strefach
rozciąganych  belek    tworzą   się  kraterowe  wgłębienia
  o  powierzchni  od  kilkunastu  do  kilkuset

Odrywają się również krawędzie i naroża

podciągów,  słupów,  płyt  . Następuje  częściowe
odsłonięcie  zbrojenia  i   zmniejszenie   przekroju
poprzecznego  elementu.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Konstrukcja traci swą funkcję oddzielającą,

zachowując  jednak  zdolność  do  przenoszenia  obciążeń.
W  elementach  otynkowanych  odpryskiwanie  powierzchni
rozpoczyna  się  znacznie  później.

ODPRYSKIWANIE WSKUTEK ZMIAN

STRUKTURY DODATKÓW MINERALNYCH

Spowodowane jest chemicznymi i fizycznymi

przemianami  kruszywa,  a  zwłaszcza   wyzwalaniem  się
wody  w  podwyższonej  temperaturze   i  rozszerzalnością
cieplną  kruszywa. Gwałtowny  przebieg  tych  procesów
jest  szczególnie  wyraźny  w  przypadku  betonów  o
kruszywie  gęstym

( krzemianowym )

( krzemianowym ) , natomiast nie

stwierdzono go na powierzchni elementów z betonów o
kruszywie bazaltowym.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Zniszczenie powierzchni objawia się rzadkimi ,

kraterowymi wgłębieniami dochodzącymi do

10 mm

10 mm,

występującymi  w  sposób  powolny.  Z tego  względu
praktycznie   nie  ma   ono  wpływu  na  odporność
ogniową   elementu  żelbetowego.

ODPADANIE NIEEKSPLOZYJNE

Przejawia się w luźnym odpadaniu mniejszych

lub większych warstw oraz fragmentów powierzchni
elementu po dłuższym

(

60-90 min.)

czasie trwania

ekspozycji  ogniowej. Odpadanie  jest  spowodowane
zmianami  fizyczno-  chemicznymi  struktury  betonu,  jak  i
jej  rozluźnieniem. Ten  typ  zniszczenia  powierzchni
dodatkowo  przyspieszają  działające  naprężenia  i
wzrastające  odkształcenia.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Na wartość odporności ogniowej elementu

żelbetowego    wpływa  w  zasadniczym  stopniu
grubość   osłaniającej  zbrojenie  warstwy  betonu. W
każdym  przypadku   skuteczność  działania
ochronnego  warstwy  betonu   powinna  być  taka ,
aby  nie  dopuścić  do  nagrzania   się  zbrojenia  do
temperatury ,  w  której  stal  osiąga  granicę
plastyczności.

Wówczas stal traci spoistość z osłoną

betonową,  co  szczególnie  przy  występowaniu
naprężeń  zginających  prowadzi  do  pęknięcia
elementu  budowlanego.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

STAL BUDOWLANA

Stal budowlana ze względu na swe

właściwości, duża wytrzymałość, łatwość łączenia z
innymi materiałami ma bardzo duże zastosowanie w
budownictwie.

Z punktu widzenia bezpieczeństwa pożarowego

stal ma tę dobrą własność, że jest materiałem
niepalnym.

Z punktu widzenia wytrzymałości

mechanicznej jej podstawową wadą jest to , że w
temperaturach pożarowych ponad

600

wytrzymałość  ta  zanika  prawie  całkowicie   powodując
deformacje,  które  np. w  konstrukcjach  nośnych
powodują  nieuchronne  zawalenie  się   konstrukcji.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

ZACHOWANIE STALI W

ZAKRESACH TEMPERATUR :

Przy temperaturze

350

trwałość konstrukcji

nie zostanie jeszcze zachwiana . Przy temperaturach
pożarowych w granicach

350-400

spadają wartości

wytrzymałości   na  rozciąganie  i  ściskanie  oraz  granica
plastyczności,  a  zwiększa  się  przez  to   możliwość
odkształceń  . Rośnie  też  wyraźnie  wydłużenie  liniowe.

W temperaturze

600 - 700

wytrzymałość

trwała   spada  praktycznie  do  zera.  Przy  dalej
postępującym  odkształceniu   następuje  utrata  nośności ,
konstrukcja  stalowa  ulega  deformacji  i  powyginaniu -  aż
w  końcu  ulega  zawaleniu.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

DREWNO

Zastosowanie drewna w budownictwie z

punktu widzenia ochrony przeciwpożarowej jest
problemem kontrowersyjnym.

Dominuje pogląd, że drewno w konstrukcjach

budowlanych stanowi o ich zagrożeniu
pożarowym. Wynika to z własności

fizyko -

chemicznych

chemicznych  drewna ,  które  tworzy  związek
organiczny  o  przeważającym  składzie  węgla  tlenu  i
wodoru,  a  więc  związek  łatwopalny.

Ostatnie badania wykazują korzystne cechy

drewna z punktu widzenia bezpieczeństwa
pożarowego.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Najważniejszym argumentem przemawiającym za

stosowaniem  drewna  w  budownictwie  jest  zwłaszcza
niskie  przewodnictwo   cieplne  oraz  tworzenie  przez
drewno  w  warunkach  pożarowych   samoistnie  warstwy
termoizolacyjnej  poprzez  zwęglanie  jego  wierzchnich
warstw.

Ważnym elementem jest stosunkowo długi

okres   przygotowania  się  drewna  do  rozpalenia,
wynikający  z  zachodzących  procesów   suchej  destylacji
drewna ,  podczas  której  z  drewna  wyparowuje  woda.

W zaawansowanej fazie spalania na powierzchni

przekroju poprzecznego elementu wyróżnić można

stref

temperatury , w których zachodzą następujące

procesy :

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

- nie zwęglone jądro elementu, w którym

temperatura nie przekracza

100

C ;

- obrzeże jądra, w którym w temperaturze

100 -200

rozpoczyna się proces

pyrolizy, połączony z intensywną emisją
gazów;

- strefa, w której w temperaturze

200 - 280

rozpoczyna się zwęglenie drewna , zaś
produkty rozkładu termicznego ulegają

częściowemu zapaleniu;

- strefa całkowitego zwęglenia, w której w

temperaturze powyżej

280

drewno

rozkłada się na węgiel i substancje lotne;

obszar żarzenia, w którym w temperaturze do

1100

węgiel drzewny ulega spalaniu,

wydzielając produkty lotne.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Podczas spalania elementu drewnianego

początkowo  dość  szybko   wzrasta   grubość
powierzchniowej   warstwy  zwęglonej,  następnie
proces  ten  ulega  nieznacznemu   zahamowaniu

(

skutkiem ochronnego działania węgla i

odparowania wilgoci do

wnętrza elementu

) , zaś w

końcowym etapie - po całkowitym odparowaniu
wody - następuje ponowne przyspieszenie procesu
zwęglania .

Drewno zapala się w temperaturze około

250

i spala się w swej masie z szybkością od

3,5 do 4 cm/ h

. Odporność ogniowa elementów

będzie zatem zależała od odpowiedniego przekroju,
rodzaju i gatunku drewna .

Badania wytrzymałości mechanicznej

konstrukcji  wykonanych  z  różnego  materiału
poddanych  działaniu   ognia  wykazały  bezsporną
wyższość   drewna.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

TWORZYWA

SZTUCZNE

TWORZYWA

SZTUCZNE

Tworzywa sztuczne stosowane są w

budownictwie jako ocieplenia, izolacje , wykładziny ,
wykończenia, elementy stolarki (

drzwi, okna

) .

Pod wpływem wysokich temperatur,

powstających w warunkach pożaru, tworzywa sztuczne
(

polimery

) , ulegają rozkładowi , tworząc produkty

stałe,ciekłe, i gazowe.

Produkty ciekłe i gazowe określa się mianem

„lotnych”

„lotnych” produktów pirolizy i spalania.

Ich wydzielanie charakteryzuje rozkład

termiczny  polimeru,  pozwalając  na  podstawie
szybkości  powstawania  lotnych  produktów  wnioskować
o  szybkości  rozkładu.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

Temperatura, w której zaczynają się

wydzielać produkty lotne jest określana jako
temperatura początku rozkładu termicznego danego
materiału.

Ostatecznymi produktami rozkładu dowolnej

substancji  złożonej,  w  tym  także  polimerów,  są
substancje  proste,     np.   dla   polietylenu  będą  to
węgiel  i   wodór,  dla  poliamidów :

węgiel ,

tlen, wodór

i azot

Należy jednak pamiętać, że rozkład na

substancje proste możliwy jest w temperaturach
przekraczających

3000

W warunkach pożaru materiały palne

nagrzewają się do temperatur nie wyższych niż

1500

  i   dlatego  rozkład   termiczny  polimerów   nie  przebiega
do  końca, lecz „zatrzymuje”  się   na  etapie  powstawania
mieszaniny  substancji  prostych  i  złożonych.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

W trakcie pirolizy i spalania polimerów powstaje

wiele  gazowych  związków  toksycznych,  z  których  -  ze
względu  na  szczególne  właściwości   lub  dużą
częstotliwość  występowania - należy  wymienić   tlenki
węgla (

CO i CO

), tlenki azotu (

NO i NO

), amoniak

(

), brom, chlor , fosgen (

, Cl

, COCL

cyjanowodór (

HCN

) , siarkowodór i dwutlenek siarki

(

S, SO

), chlorowodór, bromowodór i fluorowodór (

HCL, HBr, HF

), chlorowane węglowodory i fluorofosgen (

np.

CL, C

Br, COF

aldehydy i

inne.

Toksyczne działanie wymienionych wyżej

związków nasila się w warunkach obniżonego stężenia
tlenu w atmosferze

Tworzywa sztuczne termoplastyczne podczas

ogrzewania  miękną, a  następnie  topią  się  i  wykraplają .
Spadające  krople przyczyniają  się  do  wzrostu
powierzchni  spalani a.  Podczas  palenia  intensywnie
dymią.  Produkty  rozkładu  termicznego  zawierają  tlenek
węgla, akroleinę, formaldechyd.

1.07.21

O. Sz. PSP Borne Sulinowo

W celu zmniejszenia palności tworzyw

sztucznych  wprowadza  się  do  ich  składu  dodatki
addytywne (sumujące), typu  chlor, brom, fluor, jod, bor
itp.  O działaniu   inhibicyjnym, tzn. podwyższające
temperaturę  zapalenia  tworzywa  i  minimalną  energię
zapłonu,

- dodając dodatki zmniejszające ciepło spalania
tworzywa np. fosfor, co powoduje ilościowy

wzrost

węgla pirolitycznego, zmniejszenie

stężenia

produktów utleniania i w konsekwencji czterokrotne
zmniejszenie egzotermicznego efektu reakcji
utleniania,

- dodając do tworzyw związki, które podnoszą ciepło

właściwe,jego przewodnictwo cieplne, czyli

odprowadzają a nie gromadzą ciepło,

- dodając  specjalne  substancje,  które  w  procesie
oddziaływania  płomieni  utrudniają  rozwinięcie   się
pożaru.

Document Outline