Ugrás a tartalomhoz

Szolgáltatástechnika

dr. Barótfi István

Mezőgazda Kiadó

12. fejezet - 10. Tűzvédelem

12. fejezet - 10. Tűzvédelem

Az élet- és vagyonbiztonságot veszélyeztető tüzek megelőzése, a tűzeseteknél szükséges mentéseknél való segítségnyújtás és a tűz elleni védekezésben résztvevők jogainak és kötelezettségeinek, valamint a védekezés szervezeti, irányítási rendjének, személyi, tárgyi és anyagi feltételeinek szabályozása érdekében az országgyűlés törvényt alkotott (jelenleg az 1996. évi XXXI. törvény, a továbbiakban: Ttv.), illetve felhatalmazta a kormányt és a belügyminisztert, hogy bizonyos kérdéseket rendeletben szabályozzanak. További részletes tűzvédelmi előírásokat (követelményeket, vizsgálatokat, illetve ellenőrzéseket, megjelöléseket stb.) tartalmaznak a nemzeti szabványok, amelyeknek egy részét a belügyminiszter, valamint a környezetvédelmi és területfejlesztési miniszter jogszabállyal (jelenleg az 1/1995. (II. 10.) BM, valamint a 30/1994. (X. 6.) KTM rendeletekkel) öt évre kötelező alkalmazású szabványnak minősített a szabványosításról szóló törvény (jelenleg az 1995. évi XXVIII. törvény) felhatalmazása alapján.

Lényeges, hogy a törvény szerint a tűzoltóság feladata a műszaki mentés is, ami alatt a természeti csapás, baleset, káreset, rendellenes technológiai folyamat, műszaki meghibásodás, veszélyes anyag szabadba jutása vagy egyéb cselekmény által előidézett veszélyes helyzet során az emberélet, a testi épség és az anyagi javak védelme érdekében a tűzoltóság részéről végzett elsődleges tevékenységet kell érteni.

Megjegyezzük, hogy a következő szakaszokban csak a fontosabb elvi kérdéseket és összefüggéseket ismertethetjük, és csupán néhány kiemelt szempontot, illetve követelményt tárgyalhatunk. Egyúttal rögtön utalunk arra is, hogy adott esetben a felelősség szempontjából mindig a tényleges szabályhely (szövege, táblázata, ábrája) az irányadó, azt nem helyettesítheti semmilyen (szak)könyv, folyóiratban megjelent (szak)cikk, elhangzott előadás vagy szaktanács.

10.1. Égéselméleti alapfogalmak

Az égés a különböző anyagok, illetve ezek elegyei vagy keverékei éghető alkotórészeinek oxigénnel való olyan egyesülése, ami elegendő nagyságú hőközlés hatására gyulladással indul meg és hőtermeléssel jár (azaz exoterm folyamat). A fejlődő hő részben a környezetnek adódik át hősugárzás és hőszállítás útján, részben az égéstermékek hőtartalmát növeli, részben magát az égő anyagot melegíti. Tehát az égés – mint térben és időben lejátszódó folyamat – mind a megindításához, mind a fenntartásához több feltétel kielégítését igényli (pl. a hőfejlődés sebessége legalább akkora legyen, mint a hőleadás sebessége), vagyis a dinamikáját is figyelembe kell venni.

Az égés fogalmának meghatározása alapján megrajzolt egyszerűsített hibafát a 10.1. ábra mutatja. Az ábra jelöléseivel (& – „és” kapcsolat, ≤ 1 – „vagy, ill. legalább az egyik” kapcsolat):

10.1. ábra - Az égés egyszerűsített hibafája

Az égés egyszerűsített hibafája


A. Az éghető anyagok alkalmazásuk célja, illetve előfordulásuk alapján csoportosíthatók:

– szerkezeti anyagok (eszközök, gépek, berendezési tárgyak, épületek stb. anyagai),

– üzemanyagok (tüzelő-, hűtő- és kenőanyagok, munkafolyadékok),

– technológiai anyagok (alap-, adalék- és segédanyagok, munkaeszközként használt anyagok, termék és hulladék),

– környezeti anyagok (az adott esetben tűzvédelmi szempontból önállóan értékelendő környezet(rész) anyagai),

– karbantartási anyagok (tisztító-, konzerváló- stb. anyagok).

Az éghető anyagok jelenléte lehet:

üzemszerű (A.1.), vagyis a rendes (szokásos) körülmények között is ott van, mégpedig vagy állandóan (A.1.1.), vagy időszakosan (A.1.2.),

nem üzemszerű (A.2.), amikor üzemzavar vagy meghibásodás, vagy más rendellenes körülmény (pl. szakszerűtlen tevékenység, gondatlanság) miatt (A.2.1.), vagy valamely más, előre nem látható (az előzőek közé nem sorolható) módon kerül oda (A.2.2.).

A tűzveszélyesség értékelésénél a figyelembe vehető főbb tulajdonságok a következők:

halmazállapot: szilárd anyagok, porok, folyadékok, olvadékok, gázok (gőzök),

szerkezet és viselkedés: kémiai összetétel, reakcióképesség más anyagokkal, keverhetőség, abszorpció- és adszorpcióképesség, nedvességtartalom stb.,

tömeg, alak és eloszlás: össztömeg, sűrűség, relatív sűrűség, felületi, illetve térfogati koncentráció, aprítási fok, porozitás, felület (pl. nagyság, érdesség, rostosság) stb.,

egyedi tulajdonságok: halmazállapotváltozási hőmérsékletek (lágyulási, ill. olvadás-, dermedés-, forrás-, harmatpont), kritikus hőmérséklet és nyomás, hővezetési képesség, hőtágulási együttható stb.,

gyulladási tulajdonságok: lobbanáspont, gyulladási hőmérséklet, öngyulladási hőmérséklet, alsó és felső éghetőségi (robbanási) határ, minimális gyújtási energia, oxigénszegénységi határ stb.,

égési tulajdonságok: égéshő, illetve fűtőérték, égési hőmérséklet és sebesség, robbanási nyomás stb.,

égéstermékek: mérgező hatás (toxicitás), ingerlő (irritatív) hatás, füst stb.

– Tehát a következő kérdéseket mindig fel kell tenni:

– Előfordul-e éghető anyag? Ha igen, akkor hol és mikor, illetve mely időszakban?

– Milyen mennyiségben és elrendezésben fordul elő?

– Milyen – az égés szempontjából jelentős – tulajdonságai vannak?

B. Az oxigén szabad állapotban (B.1.) kb. 21 V/V%-ban található a levegőben és így az anyagok éghetőségi (robbanási) tulajdonságait is erre a koncentrációra vonatkoztatják. Az O2-koncentráció csökkenésével az éghetőségi tulajdonságok is változnak, de általános érvényű oxigénszegénységi határ nem adható meg, bár 14 V/V% alatt az égés az esetek többségében megszűnik.

Különösen veszélyes a tiszta O2 és a szerves anyagok (pl. zsírok és olajok) reakciójának lehetősége, mert a megkezdődött és nagy sebességgel végbemenő égés veszélyes nyomásnövekedést okozhat és ez robbanáshoz is vezethet (pl. O2-palacknál vagy O2-csővezetéknél).

Az oxigén igen gyakori kötött állapotban (B.2.) is, ahonnan termikus bomlás útján szabadulhat fel. Az O2-t kötött állapotban tartalmazó anyagot oxidáló szernek vagy oxigénhordozónak (pl. vas-III-oxid: Fe2O2, kálisalétrom: KNO3) nevezik. Bizonyos anyagok (pl. a magnézium) az O2-t az oxidáló szernek minősülő vegyületből (pl. CO2-ből) is képesek elvonni és ezt az oltóanyagok kiválasztásánál is figyelembe kell venni.

C. A hőközlés (gyújtóforrás) szerepét betölthetik mindazok az elegendő hőkapacitású energiahordozók, amelyek az éghető anyag(ok) és az oxigén – vagy az oxigént szolgáltatni képes anyag – által alkotott éghető rendszert (A.+B.) bizonyos feltételek között, illetve bizonyos feltételek teljesítése esetén meggyújtani képesek. A gyújtáshoz szükséges elegendő nagyságú hőt szolgáltathatja

hőtermelő (C.1.), vagyis a környezetének hőt átadó (azaz exoterm) folyamat (rendszer), és ekkor külső gyújtásról beszélünk, vagy

hőelnyelő (C.2.), tehát a környezetéből hőt elvonó (azaz endoterm) folyamat (rendszer), és ebben az esetben öngyulladásról beszélünk.

– Az éghető rendszerrel történő hőközlés hővezetéssel és/vagy hőszállítással (hőáramlással) és/vagy hősugárzással valósulhat meg.

– A hőtermelő folyamatok (rendszerek) közül a következőket említjük meg:

a közvetlen hőhordozók (C.1.1.), mint pl. a nyílt láng, parázs, illetve izzó anyag(darab)ok, meleg égéstermékek, meleg felületek, az energiát eleve (rendeltetésükből, használatukból stb. eredően) hőenergia formájában tárolják, szemben a közvetett hőhordozókkal, amelyeknél előbb valamilyen – mechanikai, villamos stb. – energiát hőközlésre alkalmas állapotba kell hozni,

a mechanikai energia hőhatása (C.1.2.) mechanikai folyamatok eredményeként jelentkezik, pl. a helyzeti és/vagy mozgási energia miatti ütközéseknél és súrlódásoknál keletkezett (ún. anyagi) szikra, vagy az adiabatikus kompresszió és a súrlódásos mozgások miatti hőmérséklet-emelkedés révén,

a villamos energia hőhatása (C.1.3.) a dinamikus és/vagy statikus villamosság folyamatai és jelenségei (túláramok, örvényáramok, feltöltődések, szikrák, ívek, kisülések stb.), valamint a légköri villamosság (a villámcsapás) miatti hőközlésekkel valósulhat meg,

– a különböző (pl. nap- vagy infravörös) sugárzások hőhatása (C.1.4.) hőpangáshoz, s ezáltal jelentős hőmérsékletemelkedéshez vezethet, ha a légmozgási lehetőség korlátozott (napsugárzásnál igen ritkán valamely lencse(rendszer) fokuszáló hatása is bekövetkezhet),

a kémiai reakciók hőhatása (C.1.5.) akkor okozhat gyulladást, ha a reakciótermékek viszonylag nagy energiatartalommal rendelkeznek és ez hőenergia formájában közölhető a környezetben lévő éghető rendszerrel,

– végül előfordulhatnak még egyéb – eddig nem említett – hőhatások (C.1.6.) is.

A hőelnyelő folyamatok (rendszerek) hőmérlege pozitív. Ez olyan értékű lehet, hogy az éghető rendszer lokálisan a gyulladási hőmérsékletére melegszik és bekövetkezik a külső gyújtás nélküli, azaz öngyulladás (hőrobbanásnak is nevezik). Pl. a szilárd anyagok egy része (különösen a szén vagy a tőzeg) szorpciós folyamattal (C.2.1.) levegőt vesz fel és az oxigén helyi feldúsulása miatt megnő az oxidáció sebessége. Ez emeli az anyag belső részében a hőmérsékletet és az oxidáció tovább gyorsul, ami újabb hőmérséklet-emelkedéshez, végül öngyulladáshoz vezet(het).

A nedvesen (35-65% relatív nedvességtartalommal) kazalozott, illetve halmazolt növényi eredetű anyagokban (szalma, széna, fűrészpor stb.) végbemenő biológiai folyamatok (C.2.2.) is hőmérséklet-emelkedést, majd öngyulladást okozhatnak. (Mivel a telítetlen kötést tartalmazó növényi eredetű olajok és zsírok (pl. a lenolaj) textilanyagokra (pl. gépek törlőrongyaira) jutva szintén hajlamosak az öngyulladásra, az olajos törlőrongyokat biztonságos helyen kell tárolni, illetve megsemmisíteni. A levetett munkaruhákat is felakasztva, levegőtől átjárhatóan kell tárolni.)

A gyújtóforrásoknál – azok megjelenési formáján és energiatartalmán túl – igen lényeges még az éghető rendszerrel való kölcsönhatás ideje. Egy durva csoportosítás pl. a következő lehet:

– igen rövid idejű (pillanatnyi, de legfeljebb néhány perces, ami esetleg ismétlődhet is),

– rövid idejű (néhány órás, de legfeljebb egy műszak időtartamú),

– hosszú idejű (egy napnál hosszabb).

A valamely anyag teljes elégéséhez szükséges összes idő:

τö = τér + τr

ahol tér – az anyag és a levegő oxigénje közötti fizikai – az éghető rendszert létrehozó – folyamat időtartama,

τr – a kémiai reakció lezajlásának időtartama.

Az inhomogén éghető rendszernél τér ≈ τr, vagyis az egész égést alapvetően a fizikai folyamat határozza meg, azaz τér ≈ τr : ilyenkor diffúziós égésről beszélünk.

A homogén éghető rendszernél viszont τér ≤ τr , és így az égési folyamatra elfogadható a τér ≈ τr összefüggés: ekkor kinetikus égésről beszélünk. Az ilyen égést döntően a kémiai folyamat magas hőmérséklete és igen nagy sebessége jellemzi (explozió, ill. detonáció).

Az égés terjedésének jellemzésére használatos – előírt vizsgálati körülmények között meghatározott – égési sebesség lehet

lángterjedési sebesség: a láng által időegység alatt megtett távolság, illetve az égés távolságának és időtartamának hányadosa [mm/s, cm/s, néhányszor 10 m/s-ig] (vizsgálata pl. textilanyagoknál jelenleg az MSZ 13556-4 szerint, vagy a gépjárművek belső anyagainál jelenleg az MSZ-05-50.1516 szerint),

beégési sebesség: az éghető anyagú tartószerkezetek teherviselő keresztmetszeti méretének időegység alatt bekövetkező csökkenése [mm2/s, mm2/min],

fajlagos égési sebesség, ami vonatkozhat felületre vagy tömegre, és így lehet:

felületégési sebesség: az időegység alatt elégett anyagfelület [m2/s, m2/min, m2/h],

tömegégési sebesség: az időegység alatt elégett anyag tömege [kg/s, kg/min, kg/h].

(Tehát az „égési sebesség” gyűjtőnévként használatos, amit a félreértés(ek) elkerülése érdekében, illetve kétség esetén pontosítani kell.)