Arderi și Incendii

PRELEGEREA 1

NOŢIUNI GENERALE DESPRE ARDERI ŞI INCENDII

1.1 Fenomene de ardere

1.1.1 Arderea

Arderea, fizico-chimic, este o reacţie de oxidare a unei substanţe aflată în stare gazoasă.

Arderea, tehnic, este o reacţie exotermă a unei substanţe combustibile (care are caracteristica de combustibilitate) cu un agent oxidant (EN ISO 13943-2008) sau comburant, însoţită de emisie luminoasă (flăcări sau incandescenţă), eventual, emisie de fum (SR ISO 8421/1).

Combustibilitatea substanţelor, materialelor, produselor pentru construcţii este caracteristica acestora de a se aprinde şi arde în continuare, contribuind la creşterea cantităţii de căldură degajată.

Temperatura de ardere este temperatura minimă de la care un combustibil arde până la epuizare.

Comburantul, obişnuit, poate fi oxigenul, oxigenul din aer sau altă substanţă care poate ceda oxigenul prin reacţia de oxidare.

Flacăra este un amestec de aer şi gaz combustibil în reacţie, care emite lumină.

Fumul este un ansamblu vizibil de lichide şi/sau particule în suspensie.

Produsele de ardere, ca rezultat al arderii, sunt:

- căldura (disipată în cantitate mare);

- gazele de ardere;

- fumul şi oxidul de carbon, ca produs intermediar, care prezintă un pericol deosebit, putând provoca asfixieri şi intoxicaţii (cazul arderilor incomplete);

- resturile minerale sau cenuşa (cazul substanţelor solide).

Intensitatea arderii este dată de cantitatea de căldură degajată în timpul arderii, exprimată în J (Jouli); raportarea acesteia la cantitatea unitară de combustibil ce o produce (1 kg în cazul substanţelor lichide şi solide sau 1 m3N (N indică condiţii normale) în cazul substanţelor gazoase) defineşte puterea calorifică, exprimată în J/kg sau J/m3N. Reglementările europene, care au preluat terminologia ISO 13943-2008, utilizează pentru această caracteristică a materialelor combustibile expresia de căldură de ardere.

Puterea calorifică sau căldura de ardere, după modul de condensare a vaporilor de apă rezultaţi în procesul de încercare, poate fi (tabelul 1.1):

- putere calorifică superioară (PCS) sau căldură de ardere brută (importantă pentru clasificarea produselor pentru construcţii din punctul de vedere al reacţiei la foc, SR EN ISO 1716);

- putere calorifică inferioară (PCI) sau căldură de ardere netă (notată Hui în SR EN 1991-1-2, importantă pentru calculul sarcinii termice).

Tabelul 1.1 Puteri calorifice/călduri de ardere a unor produse combustibile uzuale

Nr. crt. Substanţa combustibilă PCS

(MJ/kg) PCI

(MJ/kg) Nr. crt. Substanţa combustibilă PCS

(MJ/kg) PCI

(MJ/kg)

1 Amidon 17,6 - 23 Lână 20,7 26,6 -

2 Antracit 30,9 34,6 30 34,2 24 Plăci aglomerate 19,9 -

3 Benzină 46,8 43,7 25 Lemn rumeguş 19,8 -

4 Bumbac 16,5 20,4 - 26 Mangal 33,7 34,7 33,2 34,2

5 Cauciuc natural 44,9 42,3 27 Mătase artificială 13,6 19,5 -

6 Cauciuc spumă latex 33,9 40,6 - 28 Paie 15,6 -

7 Cauciuc anvelope 32,6 - 29 Păcură 42,0 46,1 -

8 Celuloid 17,5 20,6 16,4 19,2 30 Piele 18,2 19,8 -

9 Celuloză acetat fibre 17,8 18,4 16,4 17,0 31 Plută 26,1 -

10 Cox 28,0 31,0 28,0 31,0 32 Policarbonat 30,9 29,78

11 Epoxi 32,8 33,5 31,1 31,4 33 Polistiren 41,4 42,5 39,7

12 Fibre acrilice 30,6 - 34 Polistiren spumă 39,7 35,6 40,8

13 Grăsimi animale 39,8 - 35 Poliuretan 23,9 22,7

14 Grâu 15,0 - 36 Poliuretan spumă 26,1 31,6 23,2 28,0

15 Hârtie reviste 12,7 - 37 Silicon spumă 14,0 19,5 -

16 Hârtie ziar 19,7 - 38 Ulei de in 39,2 39,4 -

17 Hârtie cerată 21,5 39 Ulei mineral 45,8 46,0 -

18 Lemn fag 20,0 18,7 40 Unt 38,5 -

19 Lemn brad 21,0 19,6 41 Untură 40,1 -

20 Lemn stejar 20,2 18,7 42 Uree formaldehidă 15,9 14,61

21 Lemn molid 21,8 20,4 43 Tutun 15,8 -

22 Lemn pin 19,2 17,8 44 Ţiţei 43,0 47,1 40,9 43,9

Viteza de ardere este cantitatea de combustibil, măsurată în unităţi de masă, volum sau lungime, consumată în unitatea de timp prin ardere (tabelul 1.2).

Tabelul 1.2 Viteze de ardere a unor produse combustibile uzuale

Nr. crt. Substanţa combustibilă Viteza de ardere dată prin

masa consumată

(kg/m3.min.) lungimea consumată

(mm/min.)

1 Lemn (grinzi, mobilă în încăpere) 0,65 0,90 -

2 Lemn tăiat în stive, în aer liber 6,70 -

3 Cherestea în stive pe teren descoperit 6,67 -

4 Bumbac afânat 0,24 -

5 Cărţi pe rafturi de lemn 0,33 -

6 Hârtie afânată 0,48 -

7 Fibră artificială scurtă afânată 0,40 -

8 Textolit 0,40 -

9 Cauciuc natural 0,80 -

10 Cauciuc sintetic 0,53 -

11 Articole tehnice de cauciuc 0,67 -

12 Film pe bază de celuloid 70,0 -

13 Polistiren 0,86 -

14 Sticlă organică 0,86 -