|
NOTIUNI DESPRE COMBUSTIBILITATEA SUBSTANTELOR, EVOLUTIA INCENDIILOR SI CLASIFICAREA ACESTORA
Combustibilitatea reprezinta proprietatea unui material de a se aprinde si de a arde in prezenta aerului, contribuind la cresterea cantitatii de caldura dezvoltata de incendiu.
Materialele si elementele de constructie se clasifica - conform STAS 11357-1990 - din punct de vedere al combustibilitatii in doua grupe:
- incombustibile - C0 - cele care sub actiunea focului sau a temperaturilor inalte nu se aprind, nu ard mocnit si nu se carbonizeaza;
- combustibile - care, functie de proprietatea lor de a se aprinde usor sau greu si de capacitatea de a contribui la dezvoltarea incendiului se clasifica in 4 clase de combustibilitate:
C1 - practic neinflamabile;
C2 - dificil inflamabile;
C3 - mediu inflamabile;
C4 - usor inflamabile.
Materialele din grupele C1 - C2, sunt definite ca greu combustibile - arderea avand loc numai in cazul existentei unei surse exterioare de foc sau de temperaturi inalte.
Incadrarea in clase de combustibilitate se face pe baza incercarii materialelor realizate conform STAS 8558-1978.
Pentru alte materiale combustibile, folosite sau nu in constructii, se utilizeaza metode detaliate in STAS 7248, 8025, precum si metode elaborate sau adaptate dupa standarde straine in cadrul Centrului de studii, experimentari si specializare p.s.i.
PUTEREA CALORIFICA
Puterea calorifica reprezinta o caracteristica esentiala a substantelor combustibile, indiferent de starea de agregare.
Puterea calorifica reprezinta caldura degajata prin arderea completa a unei cantitati unitare de combustibil (1 kg pentru combustibili solizi si lichizi sau 1 m3N in cazul celor gazosi).
Conform definitiei, puterea calorifica a unui combustibil se exprima in J/kg sau J/ m3N.
Functie de luarea sau nu in consideratie a cantitatii de caldura utilizata pentru vaporizarea apei continute, sunt definite doua notiuni - putere calorifica superioara si putere calorifica inferioara (ce reprezinta cantitatea de caldura utila degajata prin arderea completa a unei cantitati de combustibil egala cu unitatea, din care s-a scazut cantitatea de caldura luata pentru vaporizarea apei continuta in gazele de ardere).
Pentru a aprecia rolul unui material intr-un incendiu se considera exclusiv puterea calorifica inferioara, deoarece gazele arse nu se acumuleaza decat rareori intr-o incinta degajandu-se spre exterior, iar vaporii de apa nu condenseaza decat departe de focar.
Valorile puterilor calorifice inferioare pentru cateva substante combustibile
Substanta
Putere calorifica [kJ/m3N]
Substanta
Putere calorifica [kJ/kg]
Gaze naturale
40193
Alcool
26796
Acetilena
56940
Benzen
40193
Amoniac
14193
Benzina
42035
Oxid de carbon
12644
Gaze lichefiate
46055
Propan
93575
Motorina
41843
Metan
35797
Toluen
40528
Gudron (uleiuri grele)
37681
Poliuretan
24300
Polistiren
44400
Pisla
22200
Lacuri, vopsele
41850
Chercstea brad
13800
Cherestea fag, stejar
19250
Piese cauciuc
41850
Antracit
34332
Lignit
27663
Sarcina termica - conform STAS 10903/2 (care contine detalii de aplicare) - reprezinta cantitatea de caldura pe care o poate degaja, prin combustie completa, totalitatea materialelor combustibile fixe si mobile, existente in spatiul aferent de incendiu. Astfel:
SQ = Qi Mi
unde:
Q - puterea calorifica inferioara a unui material, in MJ/ kg sau MJ/ m3 N;
n - numarul materialelor de acelasi fel in spatiul respectiv;
M;- masa materialelor combustibile de acelasi fel, in kg.
SUBSTANTE COMBUSTIBILE GAZOASE
Unele substante gazoase sunt combustibile la temperatura normala: hidrogenul, oxidul de carbon, hidrocarburi cu mai mult de 4 atomi de carbon (butan, propan s.a.), precum si cateva amestecuri gazoase complexe cum sunt: gazul natural (al carui principal constituent este metanul), gazul de sonda, gazul de fermentatie s.a.
Arderea gazelor are loc cu flacara, intr-o cantitate de aer specifica fiecarei substante gazoase.
Viteza de ardere in cazul gazelor se defineste prin cantitatea de gaze ce arde in unitatea de timp fara a tine seama de factorul suprafata (esential in cazul lichidelor).
Factorii care influenteaza viteza de ardere sunt, in primul rand, concentratia si marimea particulelor si, intr-o mai mica masura, presiunea si temperatura, precum si unele adaosuri care maresc, scad sau anihileaza propagarea flacarii.
Comportarea la incendii a substantelor combustibile gazoase este caracterizata de urmatoarele proprietati:
Limite de ardere. Concentratia minima a gazelor in aer la care se produce arderea constituie limita inferioara, iar concentratia minima a oxigenului, respectiv concentratia maxima a gazelor combustibile la care arderea nu mai este posibila, limita superioara de ardere.
Sub limita inferioara, amestecul gazos nu poate sa arda fiind prea sarac in molecule reactante. Energia rezultata din arderea unei particule se disperseaza inainte de a putea activa o alta particula de substanta combustibila pentru propagarea arderii.
Peste limita superioara, arderea nu poate avea loc datorita lipsei oxigenului necesar. Oxigenul disponibil se consuma in cursul arderii unei particule, nemaifiind timp suficient pentru intretinerea arderii particulei celei mai apropiate.
Cresterea temperaturii are efect de largire a limitelor de ardere, iar adaosul de gaze inerte sau vapori incombustibili efect contrar.
Limitele de ardere includ limitele de explozie si detonatie. In multe cazuri, limitele de ardere si limitele de explozie sunt aproape identice, dar la inceput orice amestec gazos arde cu flacara stabila, dupa care, in anumite conditii, au loc reactii explozive.
Pericolul cel mai mare pentru initierea unor aprinderi explozive il reprezinta gazele cu limite de ardere largi (de exemplu acetilena: circa 4 - 80%).
Temperatura de autoaprindere (sau, mai corect, de aprindere spontana) este definita ca temperatura minima pana la care este necesar sa se incalzeasca o substanta gazoasa combustibila, fara a veni in contact direct cu o sursa de aprindere, pentru a se produce aprinderea si a arde in continuare, fara incalzire ulterioara.
Amestecurile gazoase combustibile pot fi aprinse: cu o scanteie electrica, prin incalzire adiabatica, prin contact cu suprafata calda s.a.
Temperatura de aprindere reprezinta temperatura minima la care o substanta gazoasa, aflata in prezenta aerului sau oxigenului, trebuie incalzita pentru a se aprinde - in contact cu o sutsa de initiere de tipul amintit mai sus - si a arde in continuare, dupa indepartarea sursei, de la sine, fara aport de energie din exterior.
Tabelele din literatura de specialitate dau, in general, temperatura de autoaprindere cea mai joasa, corespunzatoare compozitiei stoechiometrice si obtinuta prin compresie adiabatica (Concentratie stoechiometrica intr-un amestec de gaz combustibil si aer este concentratia in care proportiile corespund unei reactii chimice complete, fara exces de oxigen sau combustibil).
Atat temperatura de autoaprindere, cat mai ales temperatura de aprindere nu sunt constante fizice, ci marimi complexe a caror valori se schimba functie de conditiile exterioare (compozitie, tempetatura, presiune, sursa de aprindere) si de metoda de determinare utilizata.
Energia minima de aprindere este definita ca marimea minima a energiei unei scantei electrice sau mecanice, suficienta pentru aprinderea unui amestec de gaz-aer la o anumita concentratie.
Energia minima de aprindere nu este o constanta ci variaza functie atat de parametrii amestecului gazos (compozitie, presiune, temperatura etc.), cat si de aparatul cu care se face determinarea.
SUBSTANTE COMBUSTIBILE LICHIDE
In afara de unele cazuri rare (dispersia unor lichide pe un corp poros, uleiuri vegetale oxidate), lichidele nu ard niciodata in aceasta stare. Ele se vaporizeaza si ard in stare gazoasa (de vapori), adica cu flacara.
Viteza de ardere in cazul lichidelor depinde esential de suprafata libera a acestora in stare linistita. Viteza de ardere este influentata, in mare masura, de viteza de evaporare, care depinde de presiunea de vapori, de viteza de reinnoire a atmosferei deasupra suprafetei libere a lichidului (curenti de aer) si de cantitatea de caldura transmisa de flacari.
Comportarea la incendii a lichidelor este caracterizata de proprietati specifice.
Punctul (temperatura) de inflamabilitate se defineste ca temperatura minima, la presiune atmosferica normala, la care vaporii degajati de un lichid combustibil formeaza cu aerul, deasupra suprafetei sale, un amestec de o anumita concentratie, ce se aprinde la contactul cu o sursa de aprindere (flacara, scanteie, corp incandescent s.a).
Prin aceasta inflamare se consuma prima cantitate de vapori formata. Pentru ca inflamarea sa poata trece in ardere stabila, este nevoie ca temperatura stratului superior al lichidului sa depaseasca punctul de inflamabilitate. Deci lichidul trebuie incalzit in continuare pentru a putea degaja cantitatea de vapori necesara arderii. Prin urmare, la temperatura de inflamare un lichid nu arde spontan, ci doar poate fi aprins cu o sursa de caldura (de exemplu: punctul de inflamabilitate al benzinei este de circa 40°C, dar benzina nu se aprinde spontan la aceasta temperatura).
Punctul (temperatura) de aprindere reprezinta temperatura la care un lichid, dupa ce s-au aprins vaporii, intretine arderea datorita evaporarii ulterioare. Este o caracteristica esentiala pentru incendii.
Este temperatura minima pe care trebuie s-o aiba o sursa de foc (scanteie, chibrit s.a.) pentru a initia aprinderea lichidului. In aceasta operatiune este suficient ca zone chiar relativ mici din suprafata substantei sa ajunga local la temperatura de aprindere. Daca restul cantitatii este la un nivel termic peste temperatura de inflamabilitate are loc initierea arderii.
Temperatura de inflamabilitate este direct proportionala cu temperatura de fierbere si invers proportionala cu presiunea de vapori a lichidului. Desi are valori sub punctul de aprindere, pentru siguranta tehnica - punctul de inflamabilitate se ia in considerare la proiectarea instalatiilor si depozitelor de lichide combustibile si determina clasificarea lichidelor combustibile in mai multe grupe din punct de vedere al pericolului si sigurantei in exploatare.
Temperatura de inflamabilitate influenteaza viteza de ardere a lichidelor. Cu cat este mai scazuta, cu atat viteza de ardere este mai mare.
Nici temperatura de inflamabilitate, nici cea de aprindere nu sunt constante fizice, valorile lor difera dupa metoda si aparatura de determinare utilizata.
Temperatura de autoaprindere (mai corect, de aprindere spontana) reprezinta temperatura pana la care este necesar a fi incalzit un lichid combustibil pentru a se produce aprinderea amestecului vapori-aer, fara a veni in contact direct cu o sursa de aprindere.
In prezenta unor substante, cum ar fi sulfura de fier, autoaprinderea poate avea loc la temperaturi mai joase.
Energia minima de aprindere si limitele de ardere pentru vaporii combustibili au acelasi rol in aprindere si incendiu ca in cazul gazelor.
SUBSTANTE COMBUSTIBILE SOLIDE
Spre deosebire de gaze si lichide, unde arderea are loc intotdeauna sub forma de flacara, in cazul solidelor putem deosebi:
- solide care ard cu flacara: fie ca se transforma in vapori fara descompunere - direct prin sublimare (exemplu: camfor), fie prin topire, urmata de vaporizare (exemplu: parafine).
Arderea, in aceste cazuri, este foarte asemanatoare cu cea a lichidelor, avand loc in intregime in faza gazoasa.
- corpuri solide care ard in stare solida (ardere mocnita). In aceasta categorie pot fi incluse solide care contin carbon (carbune energetic, grafit, carbune din lemn etc.), materiale poroase (bumbac), materiale pulverulente. Arderea mocnita este, la inceput, o ardere lenta, cantitatea de caldura degajata fiind abia perceptibila. Apoi ea creste proportional cu temperatura, dar legea de variatie depinde de numerosi factori caracteristici, atat ai materialului propriu-zis, cat si ai mediului ambiant: starea suprafetei (existenta unor fisuri, contact brusc cu aerul atmosferic etc.), prezenta unor corpuri straine, ventilatia, forma si granulometria materialelor etc.
- corpuri solide care prezinta simultan cele doua moduri de combustie. Faza de ardere este precedata de o descompunere a partilor inca neaprinse cu degajare de vapori sub influenta caldurii degajate de fractiunile arzande. Aceasta piroliza ia forme variabile in functie de compusii respectivi, dar si de conditiile concrete in care se desfasoara arderea (incalzire rapida sau treptata, propagarea flacarii in sus sau in jos etc.).
Viteza de ardere a solidelor se defineste in raport cu masa: cantitatea de materiale combustibile arse pe unitatea de suprafata de ardere in unitatea de timp.
Viteza de ardere a unui material solid nu este o constanta, depinzand de numerosi factori: compozitia chimica si proprietatile materialelor combustibile, conditiile meteo (creste cu cresterea temperaturii si presiunii atmosferice), viteza vantului si a curentilor de aer (influenta favorabila), gradul de umiditate (scade la umiditate excesiva, deshidratarea in cazul lemnului duce la aprindere spontana), aportul de aer proaspat in vecinatatea materialului (in spatii inchise viteza de ardere e mai mica), suprafata specifica - adica raportul dintre suprafata libera a materialului si volumul lui (cu cat acest raport este mai mare, cu atat aprinderea si arderea au loc mai rapid - cazul materialelor fibroase, faramitate sau maruntite; corpurile sub forma de fragmente masive ard cel mai lent).
Comportarea la incendiu a substantelor combustibile solide este caracterizata, in primul rand, de temperaturile de aprindere si autoaprindere (aprindere spontana), definite mai sus.
De regula, fiecare solid incalzit la o anumita temperatura de la o sursa de caldura din exterior va incepe, prin descompunere, sa degajeze gaze, suficiente pentru sustinerea arderii dupa aprindere.
Sursa de aprindere (flacara, obiect incandescent, scanteie etc.), cu temperatura mai mare decat temperatura de aprindere a solidului respectiv, va initia un proces de ardere ce se poate transforma in incendiu.
In cazul solidelor, temperatura de autoaprindere joaca un rol foarte important in propagarea incendiului. Ridicarea nivelului termic prin radiatie, conductibilitate determina aprinderea solidului respectiv la atingerea temperaturii de autoaprindere si aparitia, in acest fel, a unor focare de incendiu.
Materialele pulverulente in suspensie in aer sub forma de nori, in contact cu o sursa de aprindere (flacara, scantei etc.), in anumite concentratii, pot initia arderi explozive. Din acest punct de vedere prezinta interes limita inferioara de ardere a pulberii respective, prezentand risc de aprindere si explozie in special pulberile la care aceasta limita nu depaseste 65 g/m . Limita superioara de ardere (explozie) nu se determina, fiind, practic, de neatins datorita valorii mari.
Combustibilitatea materialelor
Evaluarea pericolului de incendiu pe care il prezinta materialele utilizate in diverse tehnologii, in constructii, in transport sau alte domenii de activitate (inclusiv pentru uz casnic) se face tinand seama de combustibilitatea lor, de capacitatea de propagare a flacarilor, de generarea fumului, precum si de toxicitatea produselor rezultate prin ardere.
Aceasta apreciere este necesara ca urmare a prevederilor legale privind asigurarea cerintei de siguranta la foc la proiectarea si realizarea constructiilor. Conform Normelor generale de prevenire si stingere a incendiilor printre principalele performante privind siguranta la foc face parte si cea referitoare la 'caracteristicile specifice ale elementelor si materialelor utilizate', determinate pe baza unor incercari standardizate.
Legea 10/1995 privind calitatea in constructii precizeaza obligatia producatorilor de a asigura certificarea produselor folosite in constructii. Se interzice folosirea de produse fara certificarea calitatii lor, care trebuie sa asigure nivelul de calitate corespunzator cerintelor (art.11).
Proiectantii trebuie sa asigure, prin proiecte si detalii de executie, nivelul de calitate corespunzator cerintelor, cu respectarea reglementarilor tehnice (art.22). Normativul P118 indica conditii minime privind clasele de combustibilitate ale materialelor utilizate in constructii, cu destinatii diferite.
Executantii au obligatia de a utiliza numai produse certificate sau agrementate, precum si de a supune la receptie numai constructiile care corespund cerintelor de calitate, inclusiv cerinta 'siguranta la foc' (art.23).
Relatiile comerciale cu alte tari, ca si utilizarea retelelor de transport international (rutier, feroviar, naval), impun precizarea clasei de combustibilitate a materialelor din componenta unor marfuri, vehicule de transport s.a., determinata dupa standardele organizatiilor internationale (ISO, IMO, UIC s.a.) sau, la cererea beneficiarilor externi dupa unele standarde nationale specifice (DIN, AFNOR, BS, UL, ASTM etc.). Exista, de asemenea, metode de testare a combustibilitatii materialelor pentru domenii strict limitate: mochete, covoare, jucarii, tapiterii auto, materiale pentru aeronave s.a.
Incadrarea in clase de combustibilitate dupa standardele romane si internationale se efectueaza prin incercari specifice de catre Centrul de Studii, Experimentari si Specializare pentru Prevenirea si Stingerea Incendiilor sau alte laboratoare autorizate de Inspectoratul General pentru Situatii de Urgenta.
Prin combustibilitatea materialelor si elementelor de constructii se intelege capacitatea lor de a se aprinde si de a arde in continuare, contribuind la cresterea cantitatii de caldura dezvoltata de incendiu.
Din punct de vedere al combustibilitatii, materialele si elementele de constructii pot fi (conform Normativ P 118/89).
- incombustibile - clasa Co - cele care sub actiunea focului sau temperaturilor inalte nu se aprind, nu ard mocnit si nu se carbonizeaza;
- combustibile - clasele C1 - C2 - cele care, sub actiunea focului sau temperaturilor inalte, se aprind, ard mocnit sau se carbonizeaza.
Materialele si elementele de constructii combustibile se clasifica, la randul lor, in functie de proprietatea lor de a se aprinde usor sau greu si de capacitatea acestora de a contribui la dezvoltarea incendiului in 4 clase de combustibilitate:
- clasa C1 - practic neinflamabile; - clasa C2 - dificil inflamabile; -clasa C3 - mediu inflamabile; - clasa C4 - usor inflamabile.
Decizia Comisiei Europene nr. 00/147/CE din 08.02.2000, preluata prin reglementari romanesti, prevede un numar de 7 euroclase de reactii la foc: A1, A2, B, C, D, E, F, care vor fi prezentate pe larg in volumul III. Clasele de combustibilitate (si standardele de metoda respective) vor fi tolerate inca 2-3 ani.
in clase de combustibilitate
a) Determinarea incombustibilitatii materialelor si elementelor de constructii se face prin metoda cuptorului, conform STAS 8558/1978.
Incercarea se efectueaza pe o serie de 5 epruvete cilindrice, reproducand structura materialului, cu dimensiunile: diametru 45 mm, inaltime 50 mm, volum 80 cm3.
Fiecare epruveta este supusa timp de 20 de minute unei temperaturi de 825°C intr-un cuptor special. Se inregistreaza cresterea temperaturii materialului si cuptorului, precum si aparitia flacarilor cu o durata mai mare de 5 secunde. Materialul supus incercarii se clasifica 'incombustibil' clasa Co°, daca sunt indeplinite anumite conditii specifice.
b) incadrarea in clasele de combustibilitate C1 - C4 se face potrivit STAS 11357/1990 prin urmatoarele metode:
Incercarea cu flacara de alcool - conform STAS 8025/1984
Metoda se aplica pentru meterialele textile (tesaturi, tricoturi si netesute) ignifugate si neignifugate, lavabile si nelavabile. Incercarea se efectueaza pe 10 epruvete cu dimensiunile 24x30 cm si anume cinci taiate pe directia lungimii materialului si cinci pe directia latimii. Fiecare epruveta se fixeaza intr-un cadru metalic si este supusa la partea inferioara unei flacari de alcool timp de 3 minute. Se noteaza: durata flacarilor (daca apar), durata mentinerii punctelor de incandescenta, persistenta fumului, marimea suprafetei carbonizate si eventuala aparitie a picaturilor. In functie de acesti 5 parametri are loc incadrarea in clase de combustibilitate dupa tabelul prevazut in STAS 11357/1990.
Determinarea propagarii flacarilor pe suprafata materialelor combustibile folosite in constructii - S.R. 7248/1999.
Incercarea se efectueaza pe 5 epruvete cu dimensiunile 1050x220 mm si grosimea maxima de 25 mm. In sectiune, epruveta trebuie sa reproduca intocmai situatia existenta din constructie. Fiecare epruveta este supusa campului de radiatie termica al unui aparat cu radianti ceramici alimentati cu gaz petrolier lichefiat sau gaz metan, flacara fiind initiata de la un bec de amorsare.
Principiul metodei consta in determinarea distantei parcurse de flacara, timp de 10 minute, pe suprafata materialului incalzit la temperaturi cuprinse intre 150°C si 500°C. In raport cu distantele parcurse de flacara se stabilesc clasele de propagare a flacarii: P l - P VI, iar prin raportare la STAS 11357/1990 - clasele de combustibilitate.
Metoda cu instalatia de propagare pe verticala (conform Ghidului privind metodologia de incadrare in grupa 'greu combustibile' in vederea agrementarii materialelor si produselor omogene si compozite utilizate in constructii).
Incercarea se efectueaza pe 4 epruvete, avand dimensiunile de 1000 x 190 x max 50 mm, introduse intr-un cuptor vertical cu dimensiuni standardizate. Incadrarea in clase de combustibilitate C1 sau C2 se face in functie de lungimea zonei nearse a probelor, de temperatura gazelor de ardere si de timpul de ardere independenta.
c) Determinarea claselor de comportare la foc, conform Codului UIC 564-2
Metodele se aplica materialelor utilizate in constructia vehiculelor feroviare. Epruvetele sunt de forme si marimi diferite, de exemplu:
- Anexa 4 - materiale rigide netermoplastice: 4 buc x 160 x 400 mm;
- Anexa 5 - materiale textile de acoperire: 6 buc x 190 x 320 mm;
- Anexa 11 - materiale rigide termoplaste: 4 buc x 160 x 300 mm;
- Anexa 12 - materiale pentru acoperirea pardoselilor: 3 buc x 160 x 300 mm.
Epruvetele sunt supuse actiunii unei flacari de gaz sau alcool si in functie de suprafata zonei carbonizate si durata flacarii remanente sunt incadrate in clasele A, B sau C.
d) Determinarea comportarii la foc, conform ISO 3795
Metoda se aplica materialelor utilizate pentru amenajarea interioara a vehiculelor rutiere, tractoare, masini agricole si forestiere.
Epruvetele, avand dimensiunile de 100 x 356 x max. 13 mm sunt supuse actiunii unei flacari de gaz. Se determina viteza de ardere in functie de lungimea arsa si timpul de ardere.
e) Determinarea comportarii la foc, conform ISO 6940, ISO 6941
Metodele se aplica pentru tesaturi textile orientate vertical, destinate confectionarii de imbracaminte, perdele, draperii (simple sau combinate: captusite, matlasate, stratificate s.a.)
Epruvetele, avand dimensiunile min. 5 buc x 80 x 80 mm (sau 200 mm) pentru ISO 6940, respectiv 6 buc x 560 x170 mm pentru ISO 6941, sunt supuse actiunii unei flacari de gaz. Se determina timpul de aprindere (ISO 6940) si timpul de ardere pana la un reper dat (ISO 6941). Prin aceste metode nu se formuleaza nici o clasificare.
f) Determinarea comportarii la foc a mochetelor si covoarelor, conform ISO 6925
Epruvetele, avand dimensiunile 8 buc. x 230 x 230 mm, pozitionate orizontal, sunt supuse actiunii unei mici surse de aprindere (pastila de methenamina) in conditii specificate. Se determina distanta intre centrul epruvetei si marginea zonei arse.
IMPORTANT!
Conditii generale pentru testarea produselor:
- comanda ferma cu identificarea corecta a clientului (nume firma, adresa, telefon/fax, cont bancar);
- identificarea corecta a produsului (denumirea comerciala, producator, importator, furnizor, utilizator);
- descriere produs (caracteristici tehnice);
- documentatie tehnica (tradusa in cazul produselor importate: standard de firma, prospecte, certificate de conformitate, buletine de incercare de la laboratoare din alte tari, dupa caz s.a.);
- epruvete: conform standardului de metoda.
Comportarea la foc a constructiilor
Elementele de baza care definesc comportarea la foc a unei constructii sunt: gradul de rezistenta la foc, categoria de pericol de incendiu si sarcina termica. Determinarea si corelarea corecta a acestora au o importanta deosebita in evaluarea masurilor de protectie ce trebuie luate la realizarea unei cladiri.
Gradul de rezistenta la foc este capacitatea globala a constructiei de a raspunde la actiunea focului si este definit de:
- limita de rezistenta la foc a fiecarui element;
- combustibilitatea materialelor din care este confectionat elementul (vezi paragraf anterior)
In functie de cele doua elemente definitorii, elementele de constructii se incadreaza, conform normativelor in vigoare, in cinci grade de rezistenta la foc. Modul de rezistenta la foc a intregii cladiri este dat de elementul cel mai defavorabil.
Limita de rezistenta la foc a elementelor de constructie se determina prin metodele descrise in SREN 1363/1,2,3 - Incercari de rezistenta la foc. Cerinte generale. In cuptoare cu un regim anumit de temperatura, in laboratoare acreditate. Fiecare tip de element de constructie este supus unei astfel de incercari. Limita de rezistenta la foc este stabilita pe baza a trei criterii: capacitatea portanta (stabilitate), izolare termica, etanseitate.
Categoria de pericol de incendiu defineste ansamblul operatiunilor unui proces tehnologic sau ale unor activitati, avandu-se in vedere caracteristicile de comportare la foc ale materialelor si substantelor implicate (utilizate, prelucrate, manipulate sau depozitate), inclusiv cele din care sunt confectionate utilajele, rafturile, ambalajele etc.
Astfel, conform Normativului P 118, zonele, incaperile, sectiile, cladirile si instalatiile in aer liber se clasifica in cinci categorii de pericol de incendiu:
- categoria A (BE 3a): substante cu tendinte de aprindere spontana (autoaprindere); lichide cu temperatura de inflamare a vaporilor sub 28°C; gaze sau vapori cu limita inferioara de explozie sub10%;
- categoria B (BE 3b): lichide cu temperatura de inflamare a vaporilor intre 28 -100° C; gaze si vapori cu limita inferioara de explozie mai mare de 10%; fibre, prafuri, pulberi ce pot forma amestecuri explozive;
- categoria C (BE 2): substante combustibile solide; lichide cu temperatura de inflamare a vaporilor peste 100° C;
- categoria D (BE 1a): substante incombustibile cu potential termic ridicat (incandescente, topite etc), substante gazoase, lichide sau solide care se ard in calitate de combustibil;
- categoria E (BE 1b): substante sau materiale incombustibile in stare rece sau materiale combustibile in stare de umiditate inaintata, astfel ca posibilitatea aprinderii lor este exclusa.
A SE RETINE:
Categoria de pericol de incendiu se mentioneaza obligatoriu in documentatia tehnico-economica ce insoteste orice proiect, pentru zone si incaperi, precum si pentru fiecare compartiment de incendiu.
In cadrul unui compartiment de incendiu, categoria de pericol de incendiu se determina, de regula, dupa procesul tehnologic cel mai periculos.
La instalatiile tehnologice amplasate in aer liber, categoria de pericol de incendiu se stabileste independent pentru fiecare instalatie care prezinta caracteristici diferite din acest punct de vedere, cu precizarea zonelor pana la care se aplica masuri de protectie.
Categoria de pericol de incendiu determina:
- tipul de constructie;
- aria constructiei si numarul de niveluri;
- compartimentarea;
- nivelul de echipare, cu instalatii de semnalizare si stingere;
- masuri specifice de prevenire si stingere a incendiilor.
Sarcina termica reprezinta cantitatea de caldura pe care o pot degaja prin ardere completa materialele combustibile existente in spatiul de incendiu.
Spatiul pentru care se determina sarcina termica este de regula un compartiment de incendiu al unei constructii sau, dupa caz, o parte a acestuia (o incapere sau un grup de incaperi, o zona dintr-o hala etc.). Compartimentul de incendiu se defineste ca portiunea de cladire separata prin pereti antifoc, astfel incat sa nu permita propagarea focului la vecinatati.
Practic, sarcina termica reprezinta produsul dintre cantitatea de material combustibil (in kg) si puterea calorica inferioara (in kj/kg) ale materialului respectiv. Sarcina termica totala reprezinta o suma a sarcinilor termice ale tuturor materialelor combustibile in spatiul considerat.
Detalii privind determinarea sarcinii termice in constructii, precum si a cantitatii de caldura care se apreciaza ca va actiona asupra elementelor de constructie in caz de incendiu se afla in STAS 10903/2.
Noua clasificare europeana in functie de comportarea la foc a materialelor pentru costructii cuprinde urmatoarele 6 euro clase:
- A - fara contributie la incendiu;
- B - contributie foarte limitata la incendiu;
- C - contributie limitata la incendiu;
- D - contributie acceptabila la incendiu;
- E - comportare acceptabila la incendiu;
- F - nici o performanta determinata.