Obecnie pożary większości mieszkań rozwijają się dużo szybciej i są bardziej toksyczne niż kilka lat temu. W czasach rosnącego zapotrzebowania na energię inwestycje w poprawę efektywności energetycznej są czymś oczywistym, zwłaszcza w sektorze budownictwa mieszkaniowego. Przez dwie ostatnie dekady trwał w Polsce masowy proces termomodernizacji budynków, obejmujący między innymi wymianę starych drewnianych okien na nowe - szczelniejsze, zwykle wykonane z PCV. Dziś nikogo nie dziwią systemy wentylacji hybrydowej czy mechanicznej z odzyskiem ciepła, stosowane nie tylko w budynkach mieszkalnych.
Wpływ Nowoczesnego Budownictwa na Charakter Pożarów
Wszystkie zmiany w technologii budowlanej, zwłaszcza te związane z wprowadzeniem nowoczesnych konstrukcji budynków i nowych materiałów wykończeniowych, skłaniają strażaków do ponownego zastanowienia się nad charakterem pożarów oraz nad zagrożeniami, z jakimi mogą się spotkać podczas ich gaszenia.
Obecnie pożary mieszkań rozwijają się dużo szybciej, rozprzestrzeniają z większą intensywnością, co powodują nowoczesne materiały wykończeniowe i nowoczesne konstrukcje z dużymi, otwartymi przestrzeniami. Produkty spalania są zdecydowanie bardziej toksyczne, gdyż materiały wykończeniowe są w dużej mierze sztuczne. Nowoczesne materiały budowlane oraz stanowiące wyposażenie mieszkań zawierają dużo mniej wilgoci niż te stosowane dawniej, co powoduje, że faza rozwoju pożaru jest zdecydowania krótsza. Wzrost szczelności mieszkań również przekłada się na zmianę charakteru pożarów wewnętrznych - mamy wtedy do czynienia z pożarem kontrolowanym przez wentylację, co skutkuje na przykład szybszym nagromadzeniem dymu i gazów.
Kontekst Badań i Wyzwania w Bezpieczeństwie Pożarowym
Według danych Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej w 2010 roku w 28 274 pożarach obiektów mieszkalnych zginęło 525 osób, a rannych zostało 263 strażaków.
Istotny wpływ na taką sytuację ma zły stan techniczny wielu starych kamienic, szczególnie widoczny w województwie śląskim. Znaczna część z nich to pustostany o nieuregulowanej formie własności, zamieszkałe przez bezdomnych. Wiele do życzenia pozostawiają także tak zwane bloki z wielkiej płyty. Za zły stan części budynków w tym regionie odpowiadają szkody górnicze, co dotyczy również stosunkowo nowego budownictwa.
Za przykład może posłużyć budynek mieszkalny w zabudowie segmentowej stojący przy ul. Pocztowej 5-15 w dzielnicy Karb w Bytomiu, dzisiaj już nieistniejący. Decyzją powiatowego inspektora nadzoru budowlanego z powodu szkód górniczych został on wyłączony z użytkowania i przeznaczony do wyburzenia.
Eksperymentalne Testy Pożarowe w Bytomiu
Cele i Organizacja Badań
W przeddzień rozpoczęcia prac wyburzeniowych w jednym z segmentów budynku przeprowadzone zostały dwa testy pożarowe. Głównym celem badań było sprawdzenie przebiegu pożaru w mieszkaniu doszczelnionym oraz rozszczelnionym. Odbyły się one 20 września ubiegłego roku.
Za ich organizację odpowiadała Komenda Miejska PSP w Bytomiu oraz Samodzielny Zakład Ogrzewnictwa, Wentylacji i Klimatyzacji na Wydziale Inżynierii i Ochrony Środowiska Politechniki Częstochowskiej. Do współudziału w badaniach zaproszonych zostało 17 partnerów, reprezentujących między innymi różne instytucje i firmy związane z bezpieczeństwem pożarowym.
Z uwagi na konieczność wyznaczenia szybkości uwalniania ciepła, całkowitego uwalniania ciepła oraz szybkości wytwarzania dymu, już na etapie określania głównych celów badawczych zaplanowano drugi etap badań: wykonanie testu pożarowego w skali rzeczywistej - tak zwanego Corner Room Test, metodą ISO 9705.
Charakterystyka Obiektu i Miejsca Testów
Pięciokondygnacyjny budynek mieszkalny, w którym znajdowały się poddane testom mieszkania, został wybudowany w 1976 roku w technologii płyty żelbetowej prefabrykowanej oraz gazobetonu.
Mając na uwadze doświadczenia innych krajów w takich badaniach, organizatorzy zwrócili uwagę na aspekt bezpieczeństwa bytomskiego eksperymentu. Dlatego przyjęto, że każdy test zostanie przeprowadzony na różnych poziomach, oddzielonych przynajmniej jedną kondygnacją.
- Lokalizacja pierwszego testu (mieszkanie doszczelnione): lokal na IV piętrze o powierzchni 36,56 m2.
- Miejsce pożaru w pierwszym teście: pokój wypoczynkowy o powierzchni 15,41 m2 i kubaturze 91,4 m3.
- Lokalizacja drugiego testu (mieszkanie rozszczelnione): lokal na II piętrze o powierzchni 37,59 m2.
- Miejsce pożaru w drugim teście: pokój wypoczynkowy o powierzchni 15,41 m2 i kubaturze 93,9 m3.
Na potrzeby pierwszego testu pożarowego w pokoju objętym pożarem zostało zamontowane nowe okno PCV.
Metodyka Pomiarowa i Wyposażenie
Stanowisko pomiarowe do bieżącej rejestracji pomiarów zlokalizowane zostało w pomieszczeniach znajdujących się bezpośrednio pod pokojami, w których badano przebieg pożaru.
Jako inicjator zapłonu posłużył wykonany według brytyjskiej normy BS 5852 stosik z drewna świerkowego z gazikiem nasączonym 96-procentowym etanolem.
Stężenie gazów pożarowych badane było za pomocą jedno- i wielokanałowych analizatorów gazów, chromatografów gazowych oraz aparatury pomocniczej. W obu pomieszczeniach objętych pożarem trwał ciągły pomiar stężenia CO, CO2, SO2, HCH, NO2, NO, H2S, HCL, O2, CH4, H2, N2, C2H2, C2H4, C3H6, C2H6, C3H8, i-C4H10 i n-C4H10. Dodatkowo w przestrzeni przedpokoju w mieszkaniu doszczelnionym prowadzony był pomiar stężenia O2 oraz CO.
Tapczan oraz fotele zostały wykonane w trzech egzemplarzach na indywidualne zamówienie, z zachowaniem tej samej grubości materiałów i ich gęstości w każdym z testów. Sprawdzono obecność środków ogniochronnych oraz uwzględniono tę samą geometrię rozmieszczenia materiałów. Ponadto sprawdzono kierunek propagacji płomienia przez ciągłą rejestrację dwoma kamerami internetowymi, dwoma kamerami termowizyjnymi, jedną kamerą przemysłową oraz jedną kamerą cyfrową HD.
Warunki meteorologiczne rejestrowała przenośna stacja meteorologiczna, umieszczona na dachu budynku.
Wyniki Badań i Obserwacje
Podczas pierwszego testu w mieszkaniu doszczelnionym doszło do samoczynnego wygaśnięcia pożaru w krótkim czasie. W przestrzeni objętej pożarem nastąpił wyraźny wzrost ciśnienia, a wkrótce potem duże zadymienie, zasygnalizowane przez jedną z czujek dymu.
W drugim teście pożarowym w mieszkaniu rozszczelnionym zaobserwowano dużo wyższe wartości temperatury przez cały czas trwania badania. Stężenia gazów były niższe, nie odnotowano przyrostu ciśnienia.
Wyniki uzyskane w bytomskich badaniach potwierdzają, że nowoczesne materiały budowlane oraz wyposażenie mieszkań, zawierające dużo mniej wilgoci niż te stosowane dawniej, skracają fazę rozwoju pożaru.
Znaczenie Badań w Skali Rzeczywistej
Zastosowanie symulacji komputerowych pozwala na zbliżone do rzeczywistości przedstawienie warunków panujących w środowisku pożaru. Niemniej jednak warunkiem potwierdzającym poprawność założeń przyjętych do symulacji oraz jej wyników jest ich walidacja w warunkach rzeczywistych.
Prowadzenie tego rodzaju badań daje różnorodne korzyści. Wyniki badań są doskonałym odniesieniem dla projektantów, konstruktorów budynków, a także dla inżynierów specjalizujących się w bezpieczeństwie pożarowym i rzeczoznawców oraz wielu innych środowisk związanych z pożarnictwem, próbujących za pomocą różnych metod przewidzieć i modelować rzeczywiste zjawiska fizyczne. Mogą one posłużyć na przykład do opracowania lepszych strategii zapobiegania i zwalczania pożarów.
Zmiana charakteru przebiegu pożarów wewnętrznych powinna też znaleźć odzwierciedlenie w szkoleniu strażaków. Ciągle zbyt małą uwagę przywiązuje się do weryfikacji praktycznych umiejętności ratowników.