strona nr 2 - Przegląd Pożarniczy

micznego i spalania oraz
ograniczeniem widzialności
przez powstały podczas poża5
ru dym "*'.
Materiał polimerowy
Temperatura zapłonu lotTemperatura
nych, palnych produktów
Dane
statystyczne pożarów
samozapłonu
rozkładu termicznego ma(zapalenia)
w Stanach Zjednoczonych
teriału polimerowego [K]
[K]
i Wielkiej Brytanii' pokazują,
Polipropylen
593
623
że znaczna liczba uszkodzeń
ciała i zgonów następuje podPolistyren
623
763
czas pożarów w budynkach
Polichlorek winylu)
663
723
mieszkalnych (80 proc.), podPolitetrafluoroetylen
833
853
czas gdy małą część przypadPoli(metakrylan metylu)
573
703
ków zranień (20 proc.) i śmierci (10 proc.) zanotowano w buBawełna
483
673
dynkach użyteczności publiPoliuretan (sztywne pianki PU)
688
583
cznej, np. sklepach, hotelach,
szpitalach i klubach.
bodziec punktowy, np. płomień lub iskrę elekW Wielkiej Brytanii dokonano analizy, które
tryczną, aby doszło do pojawienia się płomie- materiały pierwsze uległy zapaleniu w pożania na powierzchni materiału polimerowego.
rach budynków' mieszkalnych'. Wyniki badań
O samozapłonie (zapłonie samorzutnym, prowadzonych w latach 1996-2000 przedstazapaleniu) mówimy, gdy palne gazy muszą
wia wykres.
osiągnąć odpowiednią temperaturę, równą
Konwencjonalne metody obniżenia palności
temperaturze samozapalenia (zapalenia) cho- polimerów, polegające na dodaniu chemiczciaż jednego ze składników palnych w powie- nych środków ogniochronnych do polimeru,
trzu, przy nieobecności punktowego bodźca
zazwyczaj prowadzą do powstania większej
energetycznego. Temperatury zapłonu produ- gęstości i toksyczności dymu w stosunku
któw lotnych palnych materiałów polimero- do gęstości i toksyczności dymu uzyskanego
wych są niższe czasami o kilkadziesiąt stopni
z materiałów niemodyfikowanych*"10. Mimo iż
od temperatury samozapłonu odpowiednich
materiały uodpornione przcciwogniowo w rzemateriałów polimerowych (tab. 4)4.
czywistych warunkach pożaru mogą spalać
4. Tlenie materiału polimerowego się mniej intensywnie, mając mniejszą szybw przypadku spalania bczpłomieniowego ma- kość spalania w stosunku do materiału nicteriału polimerowego
modyfikowanego przeciwogniowo, to zwykle
Zjawisko tlenia dotyczy jedynie tych mate- procesowi temu towarzyszy zwiększona inriałów polimerowych, które nic miękną i nie
tensywność wydzielania dymu, zazwyczaj na
topią się podczas ogrzewania, tylko tworzą
skutek spalania niecałkowitego fazy gazosztywną porowatą strukturę zwęgloną (np. wej. Niecałkowite spalanie materiału polimeniektóre pianki poliuretanowe w Obecności
rowego przyczynia się do wzrostu wartości
bodźca energetycznego nieplomieniowego).
stosunku tlenku węgla do dwutlenku węgla,
Dla polimerów syntetycznych stosowanych
zwiększając w ten sposób toksyczność wym.in. w budownictwie lub transporcie, gdzie dzielanego dymu.
pożar jest największym zagrożeniem dla ludzDlatego też najlepszym sposobem na poprakiego życia ze względu na swoje szybkie roz- wienie właściwości palnych materiałów poliprzestrzenianie, wymaga się zachowania rów- merowych jest zastosowanie matrycy polimenowagi pomiędzy funkcjonalnością materia- rowej (tj. użycie do syntezy polimeru takich
łów polimerowych a ich potencjalnym ryzysubstratów, które w efekcie końcowym dają
kiem związanym z niebezpieczeństwem po- polimer termoodporny bez środków ogniowstania pożaru. Destrukcyjne działanie pło- chronnych o składzie chemicznym skutecznie
mienia niszczy strukturę polimeru, natomiast
odpornym na działanie ognia, charakteryzuprodukty procesu spalania, czyli dym, spaliny, jący się niską szybkością spalania i małą wyprowadzą bezpośrednio lub pośrednio do
dajnością spalania palnej fazy gazowej).
utraty życia.
Szybkość tworzenia się palnej mieszaniny
Badania statystyczne pożarów prowadzone nad powierzchnią polimeru jest istotną wielkozarówno w Polsce, jak i na świecie w ostatnich
ścią, która decyduje o szybkości wydzielania
latach pokazują, że zdecydowana większość ciepła (tab. 3) i dymu w czasie spalania płomiewypadków śmiertelnych podczas pożarów niowego w ekspozycjach cieplnych symu(60-80 proc.) spowodowana jest inhalacją w śro- lujących warunki pożarowe. Przedstawienie
dowisku pożarowym produktów rozkładu ter- temperatury zapalenia czy wskaźnika tlenowego jako parametrów charaRys. 2. Materiały, które pierwsze ulegają zapaleniu
kteryzujących
właściwości
w pożarach mieszkań
palne materiału polimerowego ma obecnie znaczenie tylko
informacyjne (uzupełniające),
parametry te nie przedstawiają rzeczywistego zagrożenia, jakie wywołuje dane tworzywo w dynamicznych warunkach pożarowych.
Europejski system klasyfikacji przewiduje zaliczenie
wyrobów budowlanych, a więc
i niektórych materiałów polimerowych, ze względu na ich
reakcję na ogień do jednej
Tab. 4. Wartości temperat nr zapłonu produktów lot nych palnych
i temperatur samozaptonu (zapalenia) wybranych materiałów
polimerów ych wg ASTM D 1929
14
WYBRANE POŻARY
tworzyw sztucznych:
• Listopad 1994 r. - pożar wyposażenia wnętrza hali widowiskowej Stoczni Gdańskiej. Pożar
spowodował śmierć 7 osób, a ok. 300 młodych
ludzi zostało rannych.
• Kwiecień
1996 r. - pożar na lotnisku
w Diisseldorfie. Zginęło 17 osób, 72 zostały ciężko ranne. Spaliło się około 11 400 kg polistyrenu
i 5900 kg polichlorku winylu.
• W 1996 r. pożar hali magazynowej wypełnionej kauczukiem w Kędzierzynie-Koźlu.
• Maj 2001 r. - wybuch gazu i pożar w fabryce tworzyw sztucznych BASF w Lugwigshafen
spowodował zatrucie ok. 100 osób, w tym 50
dzieci z pobliskiej szkoły.
• Październik 2001 r. - ponad 100 strażaków
przez kilkanaście godzin walczyło z pożarem
w sortowni odpadów (głównie tworzyw sztucznych) w Dąbrowie Górniczej. Ogień zniszczył
3
ok. 1000 m hali należącej do firmy Lobbe.
• Maj 2003 r. - w Humberside (Yorkshire) wybuchł pożar w firmie Bartoline, produkującej polimery wchodzące w skład farb dekoracyjnych.
z siedmiu podstawowych klas: A1? A2, B, C, D,
E, F wg EN 13501-1:2002.
Większość wyrobów budowlanych oraz materiałów wykorzystanych do wykończenia
wnętrz z tworzyw sztucznych zalicza się do
średnich euroklas A2, B, C i D. Do klasyfikacji
tych materiałów stosuje się test pojedynczego
płonącego przedmiotu (mig. SBI - Single
Bimihii/Itcm Test), symulujący rozwój pożaru w narożniku pokoju wg EN 13 823:2002.
W teście SBI wyznacza się m.in.:
• całkowite ciepło wydzielone podczas spalania wyrobu
• szybkość wydzielania ciepła - wskaźnik
FIGRA (ang. Fire Growth Ratę)
• intensywność wydzielania dymu - wskaźnik SMOGRA (ang. Smoke Growth Ratę)
• obszar poprzecznego rozprzestrzeniania
się płomienia
• obszar powstawania płonących kropel i odpadów.
Z powyższych wniosków wynika, że analiza
procesu spalania płomieniowego materiałów
polimerowych, szybkości tworzenia się palnej
mieszaniny nad powierzchnią polimeru jest
istotną wielkością, która decyduje o rozwoju
pożarów w pomieszczeniu oraz wbudynkach.
Autorka jest pracownikiem naukowym
Szkoły Gtównej Stużby Pożarniczej
Literatura:
1
M.P. Stevens, Wprowadzenie do chemii polimerów, PWN, Warszawa 1983.
2
W. Szlezyngier, Tworzywa sztuczne, FOSZE,
Rzeszów 1998.
3
A.F. Grand, ChA. Wilkie, Fire retardancy of
polimeric materials, Marcel Dekker, Inc., New
York 2000.
4
D. Drysdale, Introduction to Fire Dynamics,
J. Willey & Sons Inc., New York 1985.
5
B.F. Clarke, Fire death, causes and strategies
for control teclinmmc, Lancaster 1984.
(
'P. G. Edgerley, Fire and Muter 1982, 6, 2.
1
P.G. Holborn, P.F. Nolan, J. Golt, Fire Safety
Journal 38,1-42, 2003.
S
R.M. Aseeva, G.E. Zaikov, Combustion ofPolymerMaterials, Hanser Publ., Munich, Yienna,
New York 1986.
•'fi.J.S. Green, J. Hume, S. Kumar, Fire and
Mater., l, 36,1976.
10
M. Pofit-Szczepańska, M. Pólka, The Influence
of Inhibitors on the Heat Release Properties
of Unsaturates
Polyester Resins, Proeeediny
of f)1' Kiimjx'(iii Meetiiifi on Fin1 Rftardancy
ofPolymeric Materials - Lilie, Francja, 1997.
Przegląd Pożarniczy- 11/2003