Pobierz
najnowszy numer

Newsletter

Zapisz się do naszego Newslettera, aby otrzymywać informacje o nowościach z branży!

Jesteś tutaj

Scenariusz rozwoju zdarzeń w czasie pożaru (cz. 2)

Printer Friendly and PDF

Opracowanie scenariuszy pożaru i projektowych scenariuszy pożaru

Scenariusze pożaru są opisem sekwencji możliwych zdarzeń pożarowych i składają się z charakterystyki pożaru, charakterystyki budynku i charakterystyki użytkowników budynku. Scenariusze pożaru opisują funkcje ochrony przeciwpożarowej, źródła zapłonu, rodzaje i konfiguracje materiałów palnych, charakterystyki pożaru i wentylacji, cechy i lokalizacje osób oraz warunki stabilności konstrukcji nośnej i innego wyposażenia.

Według Charlesa Fleischmanna scenariusz pożarowy to jakościowy opis przebiegu pożaru w czasie, przedstawiający  najważniejsze zdarzenia pokazujące, w jaki sposób dany pożar różni się od innych pożarów. Zakładany scenariusz pożarowy to reprezentatywny scenariusz pożarowy, który zostanie poddany analizie deterministycznej bazującej na inżynierii bezpieczeństwa pożarowego. Pożar projektowy to ilościowy opis możliwego pożaru w ramach reprezentatywnego scenariusza pożarowego (moc pożaru, wytwarzane substancje i gazy itd.).

Według tego samego autora należy rozpatrzyć reprezentatywne scenariusze pożarowe, a mianowicie:

 

  1. Scenariusz 1 (zakładany scenariusz pożarowy dotyczący przeznaczenia budynku określonego rodzaju):
    - najgroźniejszy pożar przy najwyższej możliwej gęstości obciążenia ogniowego podczas normalnego użytkowania budynku,
    - należy wykazać, że osoby przebywające w budynku oraz strażacy nie będą narażeni na nieakceptowalne ryzyko uszkodzenia ciała.
  2. Scenariusz 2 (pożar jest zlokalizowany w obrębie podstawowych dróg ewakuacyjnych):
    - należy założyć, że pożar w obrębie podstawowych dróg ewakuacyjnych powstał na skutek umyślnego podpalenia,
    - należy wykazać, że osoby przebywające w budynku oraz strażacy nie będą narażeni na nieakceptowalne ryzyko uszkodzenia ciała.
  3. Scenariusz 3 (pożar w pomieszczeniu, w którym zazwyczaj nie przebywają ludzie):
    - pożar wybucha w pomieszczeniu, w którym zazwyczaj nie przebywają ludzie, i dociera tam, gdzie potencjalnie może przebywać największa liczba osób,
    - należy wykazać, że osoby przebywające w budynku oraz strażacy nie będą narażeni na nieakceptowalne ryzyko uszkodzenia ciała.
  4. Scenariusz 4 (pożar w przestrzeni niedostępnej):
    - pożar wybucha w niedostępnej przestrzeni międzyściennej lub międzystropowej, przyległej do dużego pomieszczenia, w którym przebywają ludzie,
    - niewykryty pożar dociera do pomieszczeń w budynku, w których potencjalnie może przebywać duża liczba osób,
    - należy wykazać, że osoby przebywające w budynku oraz strażacy nie będą narażeni na nieakceptowalne ryzyko uszkodzenia ciała,
    - nie wymaga się analizy w przypadku konwencjonalnych rozwiązań – przegród przeciwpożarowych oraz systemów wykrywania/gaszenia pożaru.
  5. Scenariusz 5 (pożar tlący w bliskiej odległości od pomieszczenia sypialnego):
    - wolno rozwijający się pożar tlący stanowi zagrożenie dla śpiących osób,
    - należy wykazać, że osoby przebywające w budynku oraz strażacy nie będą narażeni na nieakceptowalne ryzyko uszkodzenia ciała,
    - trzeba wyposażyć pomieszczenia sypialne w system wykrywania dymu,
    - nie wymaga się analizy dotyczącej pomieszczeń, w których nie śpią ludzie, lub pomieszczeń wyposażonych w system wykrywania dymu.
  6. Scenariusz 6 (pożar zagrażający sąsiadującym obiektom):
    - w budynku w pełni rozwinął się pożar,
    - pożar rozprzestrzenia się na sąsiedni budynek,
    - należy ograniczyć rozwój pożaru na inne obiekty do czasu przybycia jednostek straży pożarnej i podjęcia działań gaśniczych.
  7. Scenariusz 7 (pożar zagrażający fasadzie zewnętrznej):
    - ogień przedostaje się przez otwór okienny w fasadzie wykonanej z materiałów palnych lub źródło pożaru znajduje się blisko fasady,
    - pożar może objąć również wyższe kondygnacje budynku,
    - należy nie dopuścić do przeniesienia się pożaru na wyższe kondygnacje budynku oraz utrzymać na drogach ewakuacyjnych warunki nie zagrażające zdrowiu i życiu aż do momentu zakończenia ewakuacji.
  8. Scenariusz 8 (pożar obejmujący wykończenie wnętrza):
    - w narożniku pomieszczenia wybuchł niewielki pożar, który bezpośrednio zagraża wykończeniu ściany,
    - może rozwinąć się nagły pożar obejmujący palne materiały, z których wykonane jest wykończenie wnętrz.
  9. Scenariusz 9 (typowy pożar w budynku, w trakcie którego nie zadziała żaden bierny ani czynny środek zabezpieczenia):
    - rozwiązania powinny być kompleksowe – awaria jednego z elementów systemu zabezpieczeń nie powinna powodować nieproporcjonalnie dużych zmian w funkcjonowaniu całego systemu,
    - analiza typu „co, jeśli…”,
    - nie wolno przyjmować, że systemy ochrony przeciwpożarowej są w 100% wiarygodne i skuteczne,
    - należy założyć, że osiągnięcie akceptowalnego poziomu niezawodności wymaga wykonywania konserwacji zgodnej ze standardami.

Rys. 1. Uproszczony schemat składowych czasu ewakuacji

 

Nie wszystkie scenariusze pasują do wszystkich budynków. Na przykład w przypadku zastosowania systemów sygnalizacji pożarowej lub systemów gaśniczych niektóre scenariusze nie będą musiały być brane pod uwagę.

Zgodnie z PN-EN 1991-1- 2:2006 EUROKOD 1 typowy scenariusz pożaru opisuje proces powstania i rozwoju pożaru, fazę pełnego rozwoju i fazę zaniku oraz charakteryzuje środowisko budowlane i systemy, które wpływają na przebieg pożaru. Norma ta definiuje scenariusze pożarowe jako krzywe zmian temperatury w czasie (krzywe nagrzewania, krzywe nominalne) lub model rozwoju pożaru w pomieszczeniu.

Podsumowując – scenariusz pożarowy to opracowanie dotyczące dynamiki pożaru oraz jego oddziaływań na konstrukcję i warunki ewakuacji, zawierające wyniki przeprowadzonych symulacji komputerowych pokazujących prawdopodobny rozwój pożaru w danych warunkach.

Tab. 1. Sugerowane czasy (w minutach) pierwszych  reakcji dla różnych projektowych scenariuszy zachowań
Uwaga!
• Całkowity czas pierwszych reakcji = Δtpre(1%) + Δtpre(99%)
• Pozostałe sugerowane czasy dla innych typów użytkowania określono w PD 7974-6:2004

 

Dobór biernych i czynnych zabezpieczeń przeciwpożarowych

Projekt doboru zabezpieczeń przeciwpożarowych charakteryzuje budynek, pożar oraz rozwiązania i systemy związane z bezpieczeństwem. Projekt ten powinien być oceniony obliczeniowo, z użyciem projektowych scenariuszy pożaru i na podstawie różnych metod obliczeniowych w celu określenia, czy zostały spełnione funkcjonalne kryteria dotyczące zabezpieczeń. Projekt może być opracowany z intencją porównania sposobu funkcjonowania dobranych zabezpieczeń ze sposobem funkcjonowania rozwiązań bazujących na przepisach nakazowych. Ma to szczególne znaczenie w przypadku projektów budynków wykonywanych bez jakichkolwiek odstępstw lub w przypadku stosowania rozwiązań równoważnych czy alternatywnych.

Na to, jak budynek jest chroniony przed pożarem, duży wpływ mają interakcje systemów bezpieczeństwa, zachowania użytkowników budynku oraz to, czy chroniona jest jakaś jego zawartość.

Ze względu na bezpieczeństwo pożarowe należy brać pod uwagę:

  • inicjację pożaru i jego rozwój,
  • rozprzestrzenianie się pożaru, utrzymywanie kontroli i zarządzanie zadymieniem,
  • wykrywanie pożaru i alarmowanie,
  • gaszenie lub lokalizowanie pożaru,
  • warunki ewakuacji (w tym zachowanie ludzi),
  • bierną ochronę przeciwpożarową.

Sposób podejścia do projektowania i wyboru metod zabezpieczeń przeciwpożarowych określa dokument NFPA 550 Guide to the Fire Safety Concepts Tree.

Tworząc system zabezpieczeń przeciwpożarowych, korzysta się ze z osiągnięć inżynierii pożarowej i dokonuje analizy ryzyka bazującej na metodach deterministycznych. Umożliwia ona zbadanie ogólnej skuteczności zaproponowanych systemów bezpieczeństwa pożarowego oraz określenie poziomu ryzyka, na które narażeni są użytkownicy budynku. Analiza powinna obejmować ocenę ryzyka, skuteczności, niezawodności oraz skutków uszkodzenia kluczowych środków ochrony przeciwpożarowej. Zakres niniejszego artykułu, ze względu na ograniczenia objętościowe, nie obejmuje podstaw oceny ryzyka.

W dalszej części omówione zostanie jedynie wykrywanie pożaru, alarmowanie i powiadamianie, a także, w skrócie, warunki ewakuacji i zachowanie ludzi w czasie pożaru.

Wykrywanie pożaru i alarmowanie

O pożarze muszą zostać poinformowani użytkownicy budynku i służby ratunkowe. Ponadto muszą zostać uruchomione aktywne system ochrony przeciwpożarowej, takie jak system zarządzania dymem, dźwiękowy system ostrzegawczy, system automatycznego uszczelnienia stref pożarowych, systemy gaśnicze i zabezpieczające. Pożar może być wykryty przez ludzi lub automatycznie. Ludzie mogą wykryć pożar pod warunkiem, że będą w pobliżu, zachowają czujność i zdolność do wykrycia różnych oznak pożaru oraz odpowiednio na nie zareagują. Budynek może być wyposażony w automatyczne detektory pożaru, które monitorują przestrzeń i są w stanie wykryć różne oznaki pożaru (np. ciepło, dym, promieniowanie cieplne, błysk płomienia i inne). Mogą one być przyłączone do systemu alarmowego, aby ostrzec użytkowników budynku oraz straż pożarną.

Problemem dotyczącym systemów wykrywania pożaru są nieodłączne opóźnienia. Mogą one być zmienne lub stałe. Zmienne opóźnienia to na przykład czas transportu produktów spalania docierających do detektora lub opóźnienia wynikające z reakcji detektora. Opóźnienia związane z transportem produktów spalania zależą od szybkości wydzielania ciepła, szybkości wytwarzania dymu, wysokości sufitu, odległości detektora od podstawy pożaru i przeszkód.

Opóźnienia związane z reakcją detektora ciepła można obliczyć, jeżeli znany jest współczynnik RTI (Rate Time Index) detektora. Na przykład – model komputerowy DETACT wylicza opóźnienie reakcji detektora, wymagając RTI jako parametru wejściowego. Stałe opóźnienia są związane z cechami systemów, takimi jak opóźnienia central wynikające z odpytywania czujek, czasu weryfikacji alarmu lub występowania alarmu wstępnego w systemie. Opóźnienia systemowe mogą być ustalone na podstawie danych producenta.

Celem alarmowania jest powiadomienie mieszkańców budynku lub straży pożarnej, że powstał pożar, i ewentualnie dostarczenie informacji dotyczącej miejsca pożaru. Systemy powiadamiania mogą być automatyczne lub wykorzystywać działanie ludzi. Dźwiękowe i wizualne alarmowanie może być zainicjowane przez system wykrywania pożaru. Komunikaty głosowe nadawane przez dźwiękowy system ostrzegawczy powinny być nie tylko wystarczająco głośne, ale i zrozumiałe. Sygnał alarmowy, a także uszkodzeniowy, może być przekazany straży pożarnej. Powiadomienie straży może być zarazem poinformowaniem o umiejscowieniu pożaru.

W celu poprawnego i skutecznego wykonania projektu systemu wykrywania pożaru można posłużyć się dostępnymi w naszym kraju wytycznymi lub standardami. Można wymienić chociażby Poradnik projektanta. Wytyczne projektowania. Urządzenia sygnalizacji pożarowej w projektach instalacji wydany przez Polon Alfa lub Wytyczne projektowania instalacji sygnalizacji pożarowej wydane przez Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Pożarnictwa.

Zachowanie ludzi i ewakuacja

Osoby przebywające w miejscu objętym pożarem muszą mieć możliwość dotarcia do bezpiecznego miejsca. Użytkownicy budynku powinni mieć możliwość dostępu do chronionej drogi ewakuacyjnej. W niektórych budynkach drogi ewakuacyjne powinny być obudowane i mieć odpowiednią odporność ogniową w celu ograniczenia napływu dymu i ciepła do czasu, gdy ostatni użytkownik budynku dotrze do bezpiecznego miejsca. Można zapewnić ludziom ochronę wewnątrz budynku. Użytkownikom budynku powinno się zapewnić dostęp do wystarczającej liczby wyjść o odpowiedniej przepustowości, oświetlenie awaryjne, ewakuacyjne znaki kierunkowe, a także chronioną drogę ewakuacyjną do bezpiecznego miejsca.

Podstawowe zasady inżynierii bezpieczeństwa pożarowego w zakresie ewakuacji ludzi określono w Human Factors: Life Safety Strategies-Occupant Evacuation, Behaviour And Condition3 Dostępny czas na bezpieczną ewakuację (Available Safe Escape Time) powinien być dłuższy niż czas potrzebny na bezpieczną ewakuację (Required Safe Escape Time) – powinno się uwzględnić margines bezpieczeństwa W przypadku typowych,  nowo projektowanych budynków, w których odpowiedni poziom bezpieczeństwa pożarowego jest osiągany poprzez spełnienie wymagań przepisów techniczno-budowlanych i przepisów dotyczących ochrony przeciwpożarowej, nie wymaga się dodatkowych sprawdzeń poziomu bezpieczeństwa. Z kolei w wielu złożonych, innowacyjnych obiektach, projektowanych z odstępstwami od obowiązujących przepisów techniczno-budowlanych, a także w budynkach już istniejących, w przypadku których przy nadbudowie, przebudowie lub zmianie sposobu użytkowania istnieje możliwość spełnienia wymagań dotyczących bezpieczeństwa w sposób inny niż określony w przepisach techniczno-budowlanych, wykorzystanie metod inżynierii bezpieczeństwa pożarowego jest niezbędne. W takich przypadkach należy wykazać, że w oszacowanym czasie przebywania ludzi w budynku i w czasie  potrzebnym na ewakuację ludzi w trakcie pożaru  na wydzielonych drogach ewakuacyjnych  będą panowały warunki umożliwiające bezpieczną ewakuację.

Czas potrzebny na bezpieczną ewakuację RSET

Całkowity czas ewakuacji zależy od detekcji pożaru, ostrzeżenia o niebezpieczeństwie oraz zachowania i poruszania się ludzi w czasie ewakuacji. W uproszczeniu ewakuację można podzielić na dwie fazy. Pierwsza z nich obejmuje pierwsze reakcje, tzn. zachowania użytkowników budynku, które poprzedzają rozpoczęcie przemieszczania się po drogach ewakuacyjnych (pre-movement behaviours). Ta poprzedzająca właściwą ewakuację faza trwa najdłużej. Kolejną fazą jest przemieszczanie się ludzi po drogach ewakuacyjnych. W trakcie tego przemieszczania się na zachowanie ludzi (travel behaviour) wpływa widok ognia lub dymu, a także możliwość doznania urazów.

Rozkład czasów alarmowania i czasów pierwszych reakcji są zależne od trzech ważnych zmiennych:

  • jakości systemu sygnalizacji pożarowej (poziomy od A1 do A3),
  • złożoności budynku (poziomy od B1 do B3),
  • jakości systemu zarządzania bezpieczeństwem (poziomy od M1 do M3).
  • Poziom A1 systemu alarmowego: System sygnalizacji pożarowej obejmuje cały budynek. Natychmiast ogłaszany jest alarm dla wszystkich użytkowników znajdujących się w zagrożonych pożarem miejscach.
  • Poziom A2 dwuetapowy system alarmowy: Automatyczny system wykrywania pożaru w całym budynku alarmuje osoby zarządzające budynkiem lub ochronę. Alarm dla wszystkich użytkowników budynku, którzy znajdują się w zagrożonych miejscach, jest uruchamiany przez obsługę lub samoczynnie, po upływie ustalonego czasu opóźnienia, jeśli wstępny alarm nie zostanie skasowany.
  • Poziom A3 systemu alarmowego: Lokalny system wykrywania pożaru alarmuje tylko w niewielkim obrębie pożaru. Może brakować automatycznego systemu wykrywania pożaru – alarm dla wszystkich zagrożonych pożarem miejsc jest uruchamiany ręcznie przez obsługę.

Część 3 w kolejnym numerze.

Ryszard Małolepszy
absolwent Szkoły Głównej Służby Pożarniczej
rzeczoznawca ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych
rzeczoznawca SITP
dyrektor Izby Rzeczoznawców Stowarzyszenia
Inżynierów i Techników Pożarnictwa

Przypisy:

  1. Charles Fleischmann (University of Canterbury), Projektowanie ochrony przeciwpożarowej w Nowej Zelandii w oparciu o inżynierię pożarową.
  2. ibidem
  3. British Standards. PD 7974-6:2004. The application of fire safety engineering principles to fire safety design of buildings. Part 6: Human factors: Life safety strategies-Occupant evacuation, behaviour and condition (Sub-system 6).

 

Zabezpieczenia 2/2015

Wszelkie prawa zastrzeżone. Kopiowanie tekstów bez zgody redakcji zabronione / Zasady użytkowania strony