Składniki pożaru i metody jego gaszenia

W każdej sytuacji, w której ogień staje się zagrożeniem, kluczowe jest szybkie i odpowiednie reagowanie. Dlatego rozpoznawanie różnych typów pożarów oraz wiedza o środkach gaśniczych stanowią fundament bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Dzięki znajomości mechanizmów powstawania i rozprzestrzeniania się ognia, a także typologii pożarów, możemy lepiej zrozumieć, jakie działania podjąć, by skutecznie zminimalizować szkody i zapewnić bezpieczeństwo ludzi oraz ochronę mienia.

Czym jest pożar i jego "składniki"?

Pożarem nazywamy niekontrolowany proces spalania, który nastąpił samoczynnie i w sposób nieplanowany, w miejscu i czasie, w których nie powinien był powstać. Pożar stanowi bezpośredni skutek jednoczesnego wystąpienia wszystkich elementów z tzw. trójkąta spalania.

Trójkąt i tetraedr spalania

Tradycyjny model, znany jako trójkąt spalania, wyróżnia trzy podstawowe składniki niezbędne do zainicjowania i podtrzymania ognia:

• Materiał palny - czyli substancja, która może ulec spalaniu. Mogą to być ciała stałe, ciecze lub gazy.
• Źródło ciepła - to źródło energii, które podnosi temperaturę palnego materiału do poziomu zapłonu, np. iskra, płomień, nagrzany element.
• Tlen - gaz niezbędny do podtrzymania reakcji utleniania, czyli spalania. Bez odpowiedniego stężenia tlenu w powietrzu proces spalania nie może przebiegać.

W ostatnich latach dostrzeżono również znaczenie czwartego elementu, jakim jest obecność wolnych rodników, czyli cząsteczek zawierających niesparowane elektrony. Stymulują one rozwój reakcji łańcuchowej rozkładu oraz spalania, tworząc tzw. tetraedr spalania, który dokładniej opisuje złożony proces pożaru.

Przyczyny powstawania pożarów

Wyróżniamy dwa podstawowe czynniki wywołujące pożar:

• Przyczyny naturalne - jak np. wyładowanie elektryczne podczas burzy, samozapalenie materiałów.
• Działania ludzkie - do tych zaliczamy m.in. nieostrożne posługiwanie się ogniem, uszkodzenia instalacji elektrycznych, podpalenia.

Klasyfikacja pożarów

Współczesny międzynarodowy podział na grupy pożarowe został wprowadzony po to, aby umożliwić szybką identyfikację charakteru pożaru (czyli substancji, która ulega spaleniu) oraz ułatwić dobór najefektywniejszych środków gaśniczych. Wiedza o typie pożaru jest niezbędna dla zapewnienia bezpieczeństwa ludzi i minimalizacji szkód materialnych. Podział na grupy pożarowe jest klasyfikacją pożarów według typu palących się materiałów i stanowi podstawę wiedzy na temat BHP i przepisów przeciwpożarowych.

Wcześniej pożary były podzielone w zależności od palących się materiałów na klasy od A do D, z dodatkową klasą E, pierwotnie przeznaczoną dla pożarów elektrycznych. W obowiązującej obecnie klasyfikacji zrezygnowano z klasy E i nie traktuje się pożarów urządzeń elektrycznych jako osobnej kategorii ryzyka.

Klasyfikacja pożarów ze względu na rodzaj materiału palnego

Obecnie wyróżnia się następujące grupy pożarowe:

• Grupa A - obejmuje stałe materiały organiczne zdolne do żarzenia, takie jak np. drewno, papier,iny, węgiel czy słoma. Pożary tej grupy charakteryzują się żarzeniem i płoną ciągłym płomieniem.
• Grupa B - dotyczy substancji, które w normalnych warunkach są ciekłe lub mogą topić się. Należą do nich benzyna, oleje, alkohole, rozpuszczalniki, parafina, smoła, lakiery.
• Grupa C - obejmuje pożary gazów, takich jak metan, propan, wodór czy gaz ziemny.
• Grupa D - pożary metali. Pożary metali wymagają specjalnych środków gaśniczych, gdyż mogą one reagować z wodą, powodując jeszcze większe niebezpieczeństwo. Do tej grupy należą pożary metali lekkich, takich jak magnez, glin, sód, potas.
• Grupa F - do tej grupy należą pożary tłuszczów roślinnych i zwierzęcych, np. olejów jadalnych w urządzeniach kuchennych. Pożary tłuszczów wymagają użycia specjalnych, przeznaczonych do tego celu gaśnic, które mogą bezpiecznie zneutralizować wysokie temperatury i izolować tłuszcz od tlenu.

Klasyfikacja pożarów ze względu na rodzaj i miejsce

Kolejna istotna klasyfikacja obejmuje podział ze względu na rodzaj i miejsce występowania pożaru:

• Pożar ukryty - rozwijający się wewnątrz materiału, np. w stercie siana.
• Pożar wewnętrzny - mający miejsce wewnątrz obiektu, np. w mieszkaniu.
• Pożar przestrzenny - obejmujący wiele elementów lub duży obszar, np. las.

Jak powstrzymać pożar? Eliminacja składników spalania

Aby powstrzymać reakcję spalania i ugasić pożar, należy wyeliminować przynajmniej jeden z elementów trójkąta spalania. Można usunąć materiał palny, odciąć dopływ tlenu lub obniżyć temperaturę. Oczywiście, najlepsze efekty daje jednoczesne usunięcie dwóch lub trzech elementów. Gaszenie ognia polega przede wszystkim na stosowaniu odpowiednich środków gaśniczych.

Środki gaśnicze i ich zastosowanie

Środki gaśnicze są podstawowym narzędziem używanym do walki z pożarami, której skuteczność zależy od odpowiedniego dobrania jego typu do konkretnego rodzaju pożaru. Wiedza na temat tego, jakie środki gaśnicze są najbardziej efektywne w przypadku poszczególnych grup pożarowych, oraz na temat działania gaśnic wpływa na efektywność akcji gaśniczej. Podczas doboru środka gaśniczego należy również pamiętać o tym, aby straty wywołane naszą działalnością nie były większe niż straty spowodowane samym pożarem.

Podstawowe środki gaśnicze to:

• Woda - w postaci zwartego strumienia, kropel czy mgły wodnej jest najpopularniejszym i najłatwiej dostępnym rodzajem środka gaśniczego. Działa chłodząco. Jest skuteczna do gaszenia pożarów grupy A.
• Piana gaśnicza - składa się z szeregu składników, które bezpośrednio determinują jej parametry fizykochemiczne oraz użytkowe. Największą rolę odgrywają surfaktanty, czyli środki powierzchniowo czynne, które umożliwiają powstawanie wysokiej i stabilnej piany. Spieniony koncentrat pianotwórczy ma przede wszystkim za zadanie odcięcie dostępu tlenu do pożaru, co uniemożliwia jego dalsze rozprzestrzenianie. Z kolei zawarta w pianie gaśniczej woda, która jest z niej stopniowo uwalniana, ma na celu chłodzenie palącego się ciała stałego lub cieczy. Odpowiednie dobranie składu mieszanki zawartej w gaśnicy staje się zatem kwestią równie ważną, jak jej prawidłowe działanie. Piana gaśnicza jest przeznaczona do gaszenia pożarów grupy A i B.
• Proszki gaśnicze - działają poprzez utworzenie powłoki, która odcina dopływ tlenu do ognia, a także wykazują chemiczne działanie inhibicyjne. Są skuteczne w gaszeniu pożarów grup A, B, C.
• Gazy gaśnicze (np. dwutlenek węgla, halon) - działają poprzez tworzenie obłoku, który odcina dopływ tlenu, a także poprzez chłodzenie i chemiczne działanie inhibicyjne. Dwutlenek węgla (CO₂) oraz gazy halonowe (obecnie wycofywane ze względu na szkodliwość dla zdrowia i środowiska) są przeznaczone do gaszenia pożarów grup B i C. CO₂ jest również stosowany do pożarów w okolicach urządzeń elektrycznych lub obszarach, gdzie materiały są łatwo niszczone przez wodę.
• Piasek - służy do gaszenia pożarów grupy D (metali).

Należy pamiętać o tym, żeby do gaszenia pożarów użyć odpowiednich środków. Tak więc do gaszenia książek nie jest wskazana gaśnica pianowa - ugasi je bardzo dobrze, ale również je zmoczy, co powoduje dodatkowe zniszczenie zbioru. Gaśnica proszkowa znowu powoduje ogromne zapylenie pomieszczenia. Przy użyciu wody lub gaśnic pianowych obowiązuje całkowity zakaz gaszenia urządzeń pod napięciem, ponieważ grozi to porażeniem prądem. Nie można gasić również tłuszczów, paliw oraz olejów wodą, a także płonących na ludziach ubrań (do tego służy koc gaśniczy).

Podczas gaszenia pożaru należy pamiętać, aby kierować strumień środka gaśniczego na palące się przedmioty lub obiekty od skraju ognia w kierunku środka. Podczas gaszenia przedmiotów ustawionych pionowo należy skierować strumień środka gaśniczego od góry w dół.

Urządzenia gaśnicze

Urządzenia gaśnicze stosowane do walki z pożarem to m.in. różnego rodzaju systemy gaśnicze (np. instalacje tryskaczowe, zraszacze przeciwpożarowe czy systemy gaszenia gazem), które automatycznie wykrywają pożar i gaszą go już w początkowej fazie.

Oprócz stałych urządzeń gaśniczych stosowane są również mobilne urządzenia przeciwpożarowe - jak np. gaśnice czy agregaty gaśnicze. Występują one w kilku rodzajach w zależności od wykorzystywanego środka gaśniczego i przeznaczone są do gaszenia różnych typów pożaru.

• Gaśnica pianowa - przeznaczona do gaszenia pożarów grupy A i B.
• Gaśnica śniegowa - przeznaczona do gaszenia pożarów grupy B, C i D. Wnętrze gaśnicy jest wypełnione ciekłym dwutlenkiem węgla, który po otwarciu zaworu wydostaje się na zewnątrz, gwałtownie się rozpręża i przechodzi w stan gazowy, chłodząc i odcinając tlen.
• Gaśnica proszkowa - zawiera proszek gaśniczy pod stałym ciśnieniem, np. azotu, znajdującego się w dodatkowym zbiorniku w korpusie gaśnicy.
• Gaśnica halonowa - wypełniona cieczą o bardzo niskiej temperaturze parowania. W trakcie gaszenia wydzielają się gazy, które są szkodliwe dla zdrowia. Obecnie wycofuje się ten typ gaśnic z użycia.
• Hydronetka - przenośny pojemnik wyposażony w zbiornik, pompkę tłoczną i wężyk z prądowniczką. Zestaw zawiera około 15 litrów wody.
• Koc gaśniczy - wykonany z tkaniny niepalnej o powierzchni około 2 m². Kocem okrywamy źródło ognia, a obrzeża dokładnie dociskamy do podłoża, dzięki czemu ograniczamy dostęp tlenu do palącego się materiału.
• Agregat gaśniczy - sprzęt gaśniczy wyposażony w koła, mający zapas środków gaśniczych w ilości większej niż 20 kg (od 25 kg do 750 kg). Agregaty dzielimy na pianowe, halonowe, proszkowe i śniegowe.

Należy pamiętać o okresowych przeglądach wszystkich urządzeń gaśniczych.

Szczególne wyzwania: Pożary metali

Pożary metali stanowią dla strażaków poważne wyzwanie ze względu na bardzo wysoką temperaturę płomieni, wykluczającą użycie jako środka gaśniczego podawanej w klasyczny sposób wody, która może reagować z niektórymi metalami, powodując jeszcze większe niebezpieczeństwo. Metale lekkie, takie jak glin (Al), magnez (Mg) i tytan (Ti), są coraz popularniejsze w przemyśle i transporcie, co zwiększa świadomość ryzyka pożarowego w całym cyklu przetwórstwa. Drobne palne cząstki magnezu niosą ze sobą ryzyko spowodowania wybuchu pyłu.

Standardy międzynarodowe, np. NFPA 484, ze względu na niepożądane skutki, wykluczają stosowanie do pożarów grupy D nie tylko wody czy pian gaśniczych, ale również dwutlenku węgla czy gazów gaśniczych. Według OSHA CFR 29, liczba uniwersalnych środków gaśniczych dla pożarów grupy D jest mocno ograniczona, ponieważ mają one znacznie większą gęstość nasypową niż stopiony metal.

Innowacyjne metody gaszenia pożarów metali

W obliczu tych ograniczeń, szukano innowacyjnych środków gaśniczych i nowych technik gaszenia pożarów metali. W Austrii opracowano nowatorską metodę gaszenia pożarów metali, która polega na kontrolowaniu ich przebiegu za pomocą dwuetapowego procesu. Najpierw do źródła ognia podaje się z odległości kilku metrów płatki celulozy zawierające ok. 30% soli nieorganicznych (wytworzone np. ze starych gazet). Ze względu na niską gęstość nasypową materiał płynnie osiada na palącej się powierzchni i natychmiast pokrywa płomienie, wytwarzając nieprzepuszczającą powietrza warstwę.

Lekkie płatki celulozy są w stanie stłumić płomienie przez kilka sekund, zapobiegają przedostawaniu się świeżego tlenu do strefy reakcji i zaczynają się zwęglać (tlen poniżej warstwy celulozy szybko się wypala, a zwęglona warstwa okazuje się wystarczającą barierą do ograniczenia dostępu świeżego powietrza). Zanim warstwa zostanie przepalona przez płonący metal, podawana jest mgła wodna. Drobne krople mgły zwilżają górną warstwę płatków celulozy, które zwęglają się od dołu. Zaobserwowano, że podczas spalania nie wydziela się wodór i w związku z tym metoda ta umożliwia bezpieczne kontrolowanie pożarów. Gaszenie mgłą wodną było bezpieczne, nie stwierdzono rozkładu H₂O na czynniki pierwsze (nie doszło do powstania oksywodoru), nie pojawiło się też zagrożenie wybuchem. Doszło do szybkiego ochłodzenia pokrytych warstwą płatków celulozy i zabezpieczonych przez rozbryzgiem stosów magnezu.

Użycie samych płatków celulozowych nasączonych solami nie przyniosłoby spodziewanego efektu gaśniczego, ponieważ bez wody chłodzącej płomienie ostatecznie przebiłyby się przez zwęgloną strukturę. Sole nieorganiczne ograniczały dopływ tlenu, spowalniając proces. Zastosowanie tej taktyki wymaga doposażenia jednostek zarówno w systemy podawania płatków celulozowych, jak i w urządzenia generujące mgłę wodną.

W przypadku zastosowania niepowlekanych płatków celulozy, potrzeba ich około 60% (wagowo) więcej niż palącego się magnezu. W przypadku płatków celulozy zawierających 30% soli nieorganicznych ilość ta zmniejsza się do około 20%. Chociaż materiał może być częściowo zwęglony, podawanie mgły wodnej będzie bezpieczne i skuteczne tylko wtedy, gdy płonący magnez zostanie całkowicie pokryty płatkami celulozy.

Zapewnienie wody do celów przeciwpożarowych

Zapas wody jest kluczowym elementem w gaszeniu pożarów, zwłaszcza tych dużych. Samochody ratowniczo-gaśnicze wyposażone są w specjalne zbiorniki na środki gaśnicze, mieszczące - w zależności od modelu - od około 2 000 litrów wody i 200 litrów środka pianotwórczego do nawet kilkunastu tysięcy litrów wody (specjalne pojazdy-cysterny). Samochody te są również wyposażone w pompy o różnej wydajności, nawet do około 10 000 litrów na minutę, zasilające także zamontowane na nich działka wodno-pianowe. Zakładając, że do pożaru przyjeżdża samochód ratowniczo-gaśniczy ze zbiornikiem o pojemności 3 000 litrów wody, wyposażony w autopompę o wydajności 1 500 litrów na minutę, to zbiornik wody można opróżnić w zaledwie 2 minuty. Tymczasem Polska Norma przewiduje, że czas trwania pożaru to 120 minut.

Zgodnie z ustawą o ochronie przeciwpożarowej, właściciel, zarządca lub użytkownik budynku, obiektu budowlanego lub terenu, zapewniając ich ochronę przeciwpożarową, jest obowiązany m.in. przygotować obiekt do prowadzenia akcji ratowniczej. Oznacza to obowiązek zapewnienia jednostkom ochrony przeciwpożarowej wystarczającej ilości wody do gaszenia pożaru przez 120 minut. Wymaganą ilość wody do celów przeciwpożarowych powinna zapewniać sieć wodociągowa.

W przypadku braku wymaganej ilości wody do zewnętrznego gaszenia pożaru dopuszcza się jej uzupełnienie ze studni, punktu czerpania wody przy naturalnym lub sztucznym zbiorniku wodnym, lub z przeciwpożarowego zbiornika wody. Zastępcze źródło wody powinno zapewniać możliwość prowadzenia działań gaśniczych z użyciem sił i środków dostępnych w rejonie działania najbliższej jednostki ochrony przeciwpożarowej. Miejsce usytuowania hydrantu zewnętrznego należy oznakować znakami zgodnymi z Polskimi Normami.

tags: #jak #skladnikow #potrzebuje #pozar