Spalanie to złożony, fizykochemiczny proces wzajemnego oddziaływania materiału
palnego (paliwa) i powietrza (utleniacza), charakteryzujący się wydzielaniem ciepła i
światła. W zależności od stanu skupienia paliwa wyróżnia się dwa rodzaje spalania:
spalanie bezpłomieniowe i płomieniowe. Ze spalaniem bezpłomieniowym
(heterogenicznym) spotykamy się w przypadku takich substancji, które w czasie spalania
nie przechodzą w stan lotny. Tak spalają się: węgiel drzewny, koks, torf.
Natomiast palenie płomieniowe (homogeniczne) ma miejsce podczas spalania
substancji, które podczas ogrzewania przechodzą w stan lotny. Tak spala się większość
materiałów, np. drewno, guma, ciecze palne, gazy palne. Czynnikami uczestniczącymi w
procesie spalania są:
→ materiał palny (paliwo),
→ ciepło (każdy impuls cieplny o określonej mocy lub energii mogący zainicjować
proces spalania),
→ utleniacz (tlen z powietrza lub inne związki czy pierwiastki mogące zastąpić funkcję tlenu)

 

W warunkach pożaru szybkość spalania się substancji palnej uzależniona jest
przede wszystkim od szybkości dyfuzji powietrza do strefy spalania, czyli cienkiej
zewnętrznej warstwy płomienia, gdzie następuje spalanie. W powyższym przypadku
mamy do czynienia ze spalaniem dyfuzyjnym.
Wyróżniamy również palenie kinetyczne, czyli takie, w którym substancja palna
jest wstępnie zmieszana z utleniaczem. Tak mogą się palić mieszaniny gazów palnych i
cieczy palnych z powietrzem.
W ciałach stałych pod wpływem ciepła zachodzi termiczny rozkład materiału z
wydzieleniem substancji lotnych palących się płomieniem, a jednocześnie na
powierzchni tego materiału utworzona jest powłoka węglowa ulegająca żarzeniu. Bez
płomieni spalać się będą takie ciała stałe, które są pozbawione gazów np. koks, węgiel
drzewny. Niektóre z ciał stałych, o niskiej temperaturze topnienia, pod wpływem ciepła
przechodzić będą w stan ciekły a następnie gazowy i zaczną palić się płomieniem. Każde
ciało stałe rozdrobnione zwiększa swoją powierzchnię i pozwala na łatwiejsze łączenie
się z utleniaczem.
Zapalenie cieczy przebiega znacznie łatwiej niż ciał stałych. Poprzedza je
parowanie połączone z mieszaniem się par z powietrzem. Zapalenie nastąpi z chwilą gdy
osiągnięte zostanie odpowiednie stężenie (nie niższe od odpowiadającego dolnej granicy
zapalności a zawartość tlenu w mieszaninie będzie nie mniejsza niż 12% obj.) i pojawi
się bodziec energetyczny o odpowiedniej wartości cieplnej. Odbywa się to przy
stosunkowo niskich temperaturach (nie niższych jednak niż temperatura zapłonu danej
cieczy). Największą szybkością spalania, a także zdolnością do zapalenia charakteryzują
się gazy palne. Spalaniu towarzyszy wydzielanie dużych ilości ciepła. Gazy palą się
płomieniem, którego intensywność i temperatura zależą od składu chemicznego gazu i
jego stężenia w mieszaninie z powietrzem.
 

Strefa spalania występuje zarówno w pożarach zewnętrznych i wewnętrznych i
jest to przestrzeń, w której następuje spalanie materiałów palnych (wytworzona faza
lotna - płomień). W przypadku pożarów wewnętrznych strefa ta ograniczona jest
elementami konstrukcyjnymi obiektu. Rozmiary strefy spalania mogą być różne w
zależności od rodzaju materiału palnego oraz warunków meteorologicznych w
przypadku pożarów zewnętrznych. Przykładowo: przy spalaniu wydobywającego się
gazu pod ciśnieniem wysokość płomieni może dochodzić do. 30 m, a podczas spalania
się cieczy palnej na odkrytej przestrzeni do ok. 15 m.
Parametrami charakteryzującymi strefę spalania, istotnymi z punktu widzenia
sytuacji pożarowej, są:
→ szybkość spalania się materiałów palnych,
→ temperatura płomieni (wpływa na temperaturę pożaru),
→ intensywność wymiany gazowej.

Szybkość spalania, która jest ilością spalonej substancji w jednostce czasu na
określonej powierzchni, zależy od właściwości fizykochemicznych substancji, jej
temperatury, wymiany ciepła, wymiany gazowej i warunków meteorologicznych.
Temperatura pożaru wewnętrznego jest średnią temperatur w płonącym
pomieszczeniu. Temperatura pożaru zewnętrznego, to temperatura płomienia, inaczej -
strefy spalania.
Intensywność wymiany gazowej. Wymiana gazowa to ruch ogrzanych produktów
spalania przemieszczających się od sfery spalania na zewnątrz i dopływającego
powietrza z zewnątrz do strefy spalania. Intensywność opisuje się ilością dopływającego
powietrza w jednostce czasu w stosunku do powierzchni pożaru. Intensywność
wymiany gazów jest oczywiście znacznie większa w przypadku pożarów zewnętrznych
niż w przypadku pożarów wewnętrznych.

Strefa oddziaływania cieplnego.

Strefa oddziaływania cieplnego to część przestrzeni wokół strefy spalania, w której
wydzielające się ciepło stwarza niebezpieczeństwo zmian w sytuacji pożarowej i
zagrożenie ludzi. Rozmiary strefy oddziaływania cieplnego zależą w głównej mierze od:
→ rodzaju pożaru (zewnętrzny, wewnętrzny),
→ wielkości strefy spalania,
→ ciepła właściwego pożaru,
→ temperatury spalania,
→ sposobów rozchodzenia się ciepła.
Za graniczną temperaturę, która określa wielkość strefy oddziaływania cieplnego,
przyjmuje się temperaturę tg<60 stopni C.

Strefa zadymienia.

Strefa zadymienia to przestrzeń wypełniona dymem, w której prowadzenie działań
jest utrudnione i występuje zagrożenie zdrowia i życia ludzi. Dymem nazywamy gazowe
produkty spalania materiałów organicznych, w których rozproszone są małe cząsteczki
gazowe i ciekłe.
W przypadku pożarów zewnętrznych strefa zadymienia znacznie przekracza objętość
strefy oddziaływania cieplnego. Jej rozmiary zależą od wielkości pożaru, ilości dymu
oraz warunków meteorologicznych. Dla pożarów wewnętrznych natomiast, w
początkowej fazie strefa zadymienia tworzy się powyżej strefy spalania. Dym może mieć
różny skład w zależności od rodzaju palącej się substancji.

 

Rozwój pożaru to intensyfikacja procesów spalania. Charakteryzuje go szybkość
spalania, temperatura oraz intensywność wymiany gazowej.
Szybkość spalania to ilość substancji palnej spalającej się w jednostce czasu na
powierzchni spalania. Dla uproszczenia, szybkość spalania odnosi się o powierzchni
pożaru i nazywa się wagową uśrednioną szybkością spalania.
Parametrem charakteryzującym rozwój pożaru jest również jego temperatura.
Temperatura pożaru wewnętrznego (w pomieszczeniu) jest zmienna i zależy od wielu
czynników. Zmienia się ona również w czasie trwania pożaru. Uwzględniając powyższe,
pożar wewnętrzny można podzielić na trzy fazy.
Faza I - od chwili zainicjowania pożaru, spalający się materiał ogrzewa otoczenie,
powodując rozprzestrzenianie się ognia. W wyniku spalania powstaje coraz więcej
gorących produktów spalania. Kiedy stężenie gazów palnych w mieszaninie z
powietrzem, a także temperatura przekraczają pewne graniczne wartości - następuje
zjawisko rozgorzenia. jest to przejście z lokalnego pożaru (o określonej powierzchni) do
sytuacji, w której palą się wszystkie materiały w pomieszczeniu. Wydzielanie ciepła
gwałtownie rośnie, rośnie również temperatura.
Faza II - w tej fazie spala się materiał palny z nieomal jednakową intensywnością -
nie obserwuje się gwałtownego wzrostu temperatury. Czas trwania tej fazy zależy od
dopływu powietrza do strefy spalania i ilości materiału palnego. Kiedy zostanie
ograniczony dopływ powietrza lub wyczerpie się materiał palny, intensywność palenia
ulega zmniejszeniu. Pożar przechodzi w następną fazę.
Faza III - charakteryzuje się stałym spadkiem temperatury, dopalają się resztki
materiału palnego.

 

 

Oprócz samej teorii przesyłamy 3 linki do filmików przygotowanych przez Komendę Główną Państwowej Straży Pożarnej:

1. Co zrobić w przypadku pożaru w domu, lub w szkole. Film przedstawia opis prawidłowych i nieprawidłowych zachowań  w przypadku pożaru w pomieszczeniu.