45 Parametry požáru

Pro účely zpracování dokumentace požární ochrany, pro rychlou a jednoznačnou komunikaci jednotek požární ochrany při zdolávání požáru, možnosti zpracování podkladů ve vztahu k zabezpečení zjišťování příčin požáru, jsou v rámci odborné terminologie v oblasti PO zavedeny pojmy a veličiny - tzv. parametry požáru. Pomocí parametrů požáru můžeme popsat jeho rozsah, rychlost šíření, výšku plamene apod.

Hlavní parametry požáru:

• plocha požáru
• obvod požáru
• fronta požáru
• rádius požáru
• lineární rychlost šíření požáru
• rychlost odhořívání látky
• výška plamene
• barva a toxicita kouře

Podmínky ovlivňující šíření požáru

Požár je dynamicky se rozvíjející chemicko-fyzikální děj, který je ovlivňován celou řadou faktorů a podmínek, které vychází z druhu hořlavé látky, podmínek přístupu vzduchu do pásma hoření a podmínek odvodu zplodin hoření (tzv. intenzity výměny plynů), dále je ovlivňován převažujícím způsobem sdílení tepla, druhem použitých stavebních konstrukcí a případného dělení objektů do požárních úseků. Další podmínky, které mohou zásadně ovlivnit rychlost šíření a intenzitu požáru, jsou rychlost a směr větru nebo tzv. nelineární jevy v podobě explozívního hoření, výbuchů apod. Studiem jednotlivých podmínek dostáváme důležité poznatky, které využíváme pro ovlivnění (snížení) rychlosti šíření případného požáru, nastavení bezpečnostních systémů a řešení umožňující efektivní evakuaci a záchranu osob z objektů zasažených požárem a v neposlední řadě zvýšení bezpečnosti zasahujících hasičů při samotném
zdolávání požáru.

Hořlavá látka

Rychlost šíření požáru z hlediska hořících materiálu je ovlivněna zejména stupněm hořlavosti látek (vyjádřená např. tzv. stupněm reakce na oheň) a dále jejich skupenstvím, ve kterém se v podmínkách požáru nachází. Hořlavost látek je vysvětlena v kapitole, která se zabývá procesem hoření a obecně platí pravidlo, že s rostoucím obsahem nehořlavých prvků v látce nebo přítomností nehořlavých látek v hořlavé směsi se její hořlavost snižuje a naopak. Dalším zásadním faktorem, který je pro šíření požáru určující, je skupenství hořlavých látek, ve kterém se látka za běžných podmínek nachází. V obecné rovině můžeme říci, že nejnižší rychlost šíření požáru představují látky tuhé, vyšší rychlost hořlavé látky kapalné a nejvyšší rychlostí se šíří požáry plynných hořlavých látek.

Hoření tuhých látek je složitý stupňovitý proces zahrnující postupnou tepelnou degradaci materiálů, která je ve většině případů doprovázena také uvolňováním hořlavých plynných produktů (tzv. produktů pyrolýzy) do pásma hoření. Pokud je do pásma hoření zajištěn přísun vzdušného kyslíku, dochází při styku s pyrolyzními hořlavými produkty k autokatalytické (exotermické oxidačně-redukční) chemické reakci.

Průběh destruktivního procesu hoření můžeme rozdělit do tří stupňů:

• Iniciační (vznícení, vzplanutí)
• Propagační (plamenné a bezplamenné hoření)
• Terminační (dohořívání)

Z hlediska rychlosti šíření požáru pevných látek je určující zejména teplota vznícení, případně teplota vzplanutí, tedy teplota, na kterou musíme látku ohřát, aby byla následně realizována autokatalytická reakce hoření.

Tabulka - Příklady teploty vznícení vybraných druhů tuhých materiálů:

Def.: Teplota vznícení je nejnižší teplota horkého povrchu, při které se za stanovených zkušebních podmínek hořlavý plyn nebo hořlavá pára ve směsi se vzduchem nebo směsi vzduchu s inertním plynem vznítí (zdroj - kospekty odborné přípravy)
Def.: Bod vzplanutí je nejnižší teplota zkušební dávky (přepočtená z barometrického tlaku na standardní atmosférický tlak 101,3 kPa), při které aplikace zapalovacího zařízení za předepsaných podmínek zkoušky způsobí vzplanutí par zkušebního vzorku (plamen se krátkodobě rozšíří uvnitř kelímku) za určených podmínek zkoušky (zdroj - kospekty odborné přípravy)

Hoření kapalných látek je doprovázeno intenzivním plamenným hořením se svítivým plamenem produkující značné množství sálavého tepla. To způsobuje intenzivní ohřev dalších materiálů a široké pásmo přípravy, které postupně přechází v pásmo hoření. Z hlediska rychlosti šíření požáru je pro kapalné hořlavé látky určující zejm. teplota vzplanutí (bod vzplanutí), která je určující pro intenzitu uvolňování hořlavých par, které následně vytváří nad hladinou kapaliny zapalitelnou směs. Platí tedy, že nejvyšší rychlost šíření požáru představují kapaliny I. třídy nebezpečnosti, tedy hořlavé kapaliny jako je např. benzín, aceton, líh apod. Zejména hořlavé kapaliny I a II třídy nebezpečnosti prakticky nevyžadují intenzívní zahřívání pro spuštění autokatalytické reakce hoření tak jako tomu je u pevných hořlavých látek, ale vytváří za běžných okolních teplotních a tlakových podmínek hořlavé směsi par se vzduchem, které je snadné zapálit i velice slabým iniciačním zdrojem, například elektrickou jiskrou. Rychlost šíření při požáru hořlavých kapalin je tedy podstatně vyšší než u pevných hořlavých látek a z hlediska určování plochy požáru při hoření kapalin považujeme za plochu požáru vždy celou plochu, na které se hořlavá kapalina nachází.

Tabulka - Teploty vznícení a vzplanutí některých hořlavých kapalin:

Hoření plynů představuje nejrychlejší způsob šíření požáru. V podmínkách požáru se může plyn uvolnit do volného prostoru a následně explozívně vyhořet nebo se může do prostoru kontinuálně uvolňovat z porušeného tlakového zařízení (zásobníku, potrubí) a vyhořívat v podobě kinetického plamene. V tomto případě bude podobně jako hoření kapalin plamen představovat významný zdroj sálavého tepla, které bude dominující pro vytváření pásma přípravy a podmínek pro velmi rychlé šíření požáru. V případě explozívního vyhoření uvolněného plynu do prostoru dochází podle síly výbuchu k destrukci konstrukcí, případně porušení dalších zařízení s hořlavými látkami s následným extrémně rychlým šířením požáru. Reaktivnost hořlavého plynu v podmínkách požáru je daná zejména rozsahem výbušnosti, tedy dolní a horní mezí výbušnosti.

Intenzita výměny plynů

Tato problematika je popsána v kapitole „Výměna plynů při požáru, neutrální rovina a možnosti jejího ovlivnění“. Intenzita výměny plynů je určující zejména pro druh hoření (dokonalé nebo nedokonalé) a z tohoto vyplývající také intenzitu šíření požáru. Pokud jsou podmínky přístupu vzduchu do pásma hoření a odvod zplodin hoření neomezené, je intenzita šíření požáru maximální. Se snižováním množství vzduchu do pásma hoření, případně omezení množství odvodu kouře z pásma hoření se rychlost šíření požáru snižuje. Dočasné zastavení šíření požáru můžeme pozorovat při hoření v uzavřené místnosti, kdy vzdušný kyslík v místnosti je hořením spotřebován a neutrální rovina klesne na úroveň podlahy. Po obnovení přístupu vzduchu a podmínek odvodu kouře z místnosti se intenzita požáru opět projeví v jeho rychlém šíření, případně může dojít k extrémním jevům nazývaných Backdraft, Rollover případně Flashover.

Nalineární jevy při požáru

• Backdraft
• Rollover
• Flashover

Podmínky sdílení tepla

Těmito podmínkami rozumíme způsoby a intenzitu předávání tepla do pásma přípravy. Pásmo přípravy bezprostředně navazuje na pásmo hoření a je to prostor, který je intenzivně zahříván až do chvíle, než dojde ke vznícení nebo vzplanutí látek a pásmo přípravy se mění v pásmo hoření. Podrobný popis principů sdílení tepla je uveden ve stejnojmenné kapitole a pro tuto část je vhodné zmínit dva způsoby, a sice sáláním a prouděním. Při požáru, který je provázen intenzivním plamenným hořením se z hlediska šíření tepla do okolí dominantně projevuje přenos (sdílení) tepla sáláním (radiací). Při přechodu z dokonalého plamenného hoření na hoření nedokonalé, při kterém je plamenné hoření v důsledku akumulace horkých zplodin hoření tlumeno, začíná být dominantní přenos tepla prouděním. Horký kouř stykem s povrchy hořlavých materiálů předává tepelnou energii a vytváří tak pásmo přípravy. Po obnovení
přístupu vzduchu obsahujícího kyslík v potřebné koncentraci dochází k obnovení plamenného hoření s převažujícím sáláním.

Stavebně technické řešení objektů

Důležitým prvkem, který zásadním způsobem ovlivńuje šíření požáru je stavebně technické řešení objektů, včetně vybavení požárně bezpečnostními zařízeními. Problematika tzv. požárně bezpečnostního řešení staveb je samostatný studijní obor, který na základě vědeckých poznatků a teoretických předpokladů řeší nejvhodnější způsoby  navrhování staveb s požadovanou požární odolností, s navrženými požárními úseky bránící šíření požáru a zařízeními, které aktivně automaticky hasí vzniklý požár.

Povětrnostní podmínky

Povětrnostní podmínky se projevují zejména při požárech ve venkovním prostředí, kde se plně projevují účinky síly a směru větru, případně pro hašení požáru příznivá změna počasí v podobě deště. Také silný mráz zvyšuje intenzitu hoření vlivem rychlejší výměny plynů. V objektech se síla a směr větru projeví zejména, pokud jsou v objektech otevřené plochy (okna), kterými může být vháněn nebo odsáván vzduch.