Diagnostika požárů
Článek se zabývá možností vzniku požáru na základě analýzy příznaků zjištěných po jeho likvidaci, ať už v exteriéru, nebo v interiéru. Jedná se především o příznaky na dřevě, kovu a sklu, ale i možnost vyloučení falešných ukazatelů požáru.
1. Úvod
Téměř všechny požáru bez výjimek začínají jiskrou nebo malým plamenem a postupně se rozrůstají jak do výšky, tak do stran okolního prostoru (obr.1). Oheň se zvětšuje úměrně s oxidací, jeho intenzita a rychlost je ovlivněna druhem hořlavé látky, možností oxidace a uvolněním řetězové reakce. Jeho šíření lze přirovnat k pyramidě postavené vrcholem dolů, avšak příčina požáru spočívá v počátečním zdroji zapálení.
Model tvaru V je výslednicí těchto faktorů:
- přenosu tepla konvekcí - horký vzduch a plyny vznikající při spalování jsou lehčí než okolní vzduch;
- přenosu tepla kondukcí - pokud hořlavá látka má jednotnou souvislou strukturu;
- přenosu tepla radiací;
- rozkladným působením žáru na hořlavou látku;
- samotným ohněm, který při bodu vznícení poskytuje podmínky pro pyrolitické vypařování.
Obr.1. Šíření ohně u stěny z vodorovné plochy: a) velikosti cihly, b) velikosti dvou cihel;
Legenda k obrázku 1: P - plamen, O - kouřový oblak (oblast v okolí plamene), K - žár přenášený kondukcí, R- žár přenášený radiací, V - model tvaru V vytvořený pyrolýzou při vznícení hořlavé látky
2. Průzkum v exteriéru a interiéru
Prvním krokem při určování zdroje požáru je vizuální přezkoumání všech povrchů na budově zasažené požárem. Příznaky požáru v exteriéru kolem vertikálních otvorů se mění v závislosti na trvání a intenzitě ohně a na síle a rychlosti větru z vnější strany konstrukce.
 Obr.2.Pronikání ohně není zabráněno ani není odchýleno |
 Obr.3. Nízká intenzita velkého rozsahu plamene |
Pokud se na vnějším vertikálním povrchu objeví model tvaru V jako rovnostranný trojúhelník (obr.2), pronikání ohně nebylo ani zabráněno, ani odchýleno. Jestliže je tento model mnohem širší, než je světlost otvoru, pak pronikal otvorem plamen nízké intenzity a velkého rozsahu (obr.3), přičemž ukazatelem doby pronikání plamene je hloubka zuhelnatění rámu horní části otvoru (viz graf na obr.4). Je-li model tvaru V stejné šířky jako otvor a vzniká pouze v omezené vzdálenosti na horním okraji otvoru, svědčí to o větší intenzitě plamene (obr.5). Také v tomto případě je hloubka zuhelnatění ukazatelem doby pronikání plamene.
 Obr.4. Rychlost odhořívání nechráněného dřeva zahřívaného konstantní teplotou 800oC: |
 Obr.5. Působení ohně velké intenzity na konstrukci |
Legenda k obrázku 5: I - vznícení dřeva a pozvolné odhořívání dřevní hmoty; II - snížení rychlosti odhořívání vlivem vznikající izolační vrstvy zuhelnatělého dřeva; III - zvýšení rychlosti odhořívání vlivem odpadávání zuhelnatělých částic
Kromě dřeva ke stanovení směru šíření ohně mohou sloužit tyto příznaky:
- žárovka se deformuje směrem ke zdroji k požáru, čímž vytvoří kónický tvar s vrcholem orientovaným k ohnisku požáru;
- bude-li jedna tabule skla mírně zakřivená a druhá zdeformovaná vlivem tečení, popřípadě tavení (měknutí skla 650 až 750°C, tečení skla kolem 900°C, tavení skla nad 1200°C), zdroj požáru bude blíže tabule vystavené vyšší teplotě;
- hladké kovové plochy jsou zbarveny žárem v závislosti na jeho intenzitě, a to:
žlutě: kolem 230°C,
nachově hnědě: kolem 290°C,
modře: kolem 315°C,
světle červeně: kolem 480°C,
tmavě fialově: kolem 600°C,
žlutě: kolem 980°C,
bíle: kolem 1200°C,
zářivě bíle: kolem 1315°C
přičemž je možné podle barvy kovových předmětů odhadnout maximální a minimální žár; - ve stropě se největší poruchy vyskytnou nad místem vzniku požáru, neboť tato oblast byla rozehřátá nejdelší dobu. Přitom je třeba mít na zřeteli, že místo vzniku se může vyskytovat v jakékoliv úrovni nad podlahou, z čehož vyplývá, že zdroj požáru bude v místě, pod nímž se nejeví známky ohně.
3. Příznaky vzniku požáru vlivem změn materiálu
Sklo
Vlasové trhliny mohou svědčit o tom, že se sklo nacházelo v blízkosti vzniku požáru a že v tomto místě došlo se rychle zvyšovala teplota. Velké kouřové skvrny na skle ukazují na přítomnost značného množství uhlovodíkových produktů, které shořely v blízkosti skla. Světlý odstín kouřových skvrn charakterizuje malé množství součástí těchto produktů. Skvrny se mohou objevit na skle i v místech vzdálenějších od ohniska požáru vlivem dlouhého a pomalého hoření hmot na bázi uhlovodíků.
Praskání skla je dokladem prudkého ochlazení, obvykle způsobeného hašením vodou. Zároveň naznačuje, že sklo bylo neporušené až do doby likvidace požáru. Rozbité segmenty skla poblíž okna v interiéru mohou svědčit o přítomnosti ohně na vnitřní straně okenních tabulí, neboť se žárem prohnou směrem dovnitř a následně rozbijí. V úvahu však přichází také možnost rozbití skla mechanickým úderem do okenní tabule zvenku. Proto je zapotřebí přesvědčit se o pravdivosti příčiny jednak prozkoumáním stop po ohni na skle, jednak podle výpovědi účastníků při požáru.
Střepy v exteriéru mohou vzniknout rozbitím skla při explozi plynu, pádu konstrukce nebo prudkém náporu ohně. Přitom lze dále zjistit:
- je-li sklo ve větší vzdálenosti od objektu, musela na ně z interiéru působit značná síla;
- jestliže jsou střepy malé a nebylo sklo rozbito následkem prudkého šoku, byla příčinou destrukce pravděpodobně exploze;
- pokud jsou střepy větší, rozbití většinou nastalo působením pomalu expandujícího plynu.
Dřevo
Měkké dřevo hoří rychleji než dřevo tvrdé, a bývá tedy více zuhelnatělé. Starší dřevo je vysušenější, proto hoří rychleji a zuhelnatí do větší hloubky než dřevo nové. Bude-li natřeno hořlavým nátěrem nebo opatřeno hořlavou hmotou, hoří rychleji a vykazuje hlubší zuhelnatění. Jestliže je dřevo vystaveno pronikajícímu plameni nebo se nachází v místě proudícího vzduchu, zuhelnatí do větší hloubky ve srovnání s dřevěnými materiály umístěnými jinde. Vyhlazené dřevo s velkými puchýři svědčí o předchozím působení prudkého žáru. Dřevo, jehož povrch je po vypálení tmavý, svědčí o tom, že v těchto místech působil delší dobu stálý žár.
Ostrá linie ohraničení bývá způsobena prudkým ohněm rozptýlené intenzity. Tento rozptýlený oheň nedovoluje prohoření a pyrolýzu dřeva. Proto bývá zuhelnatěna jen malá plocha vystavená žáru a zbývající části zůstávají nepoškozené.
Kovy
Horký kovový předmět může dřevěnou podlahu propálit. Je-li kov zbarvený v závislosti na teplotě v blízkosti podlahy, avšak nikoli v blízkosti stropu, dokazuje to, že oheň v dolní části byl intenzivnější a rychle se rozptýlil. Vysokou teplotu při požáru lze též určit podle teploty tání nejpoužívanějších kovů ve stavebnictví:
olovo: 328°C,
hliník: 660°C,
mosaz: 930°C,
měď: 1085°C,
litina: 1300°C,
ocel (1% uhlíku): 1350°C.
4. Nejčastější falešné ukazatelé místa vzniku požáru
Někdy může být hodnocení ohniska požáru zkresleno těmito faktory:
- nucené a nepřirozené větrání - všechny otvory dovolující proudění vzduchu pouze zvýší rychlost vzněcování paliva, proud vzduchu posune plameny dopředu a zvýší šíření intenzity ohně;
- při stříkání hadicí zvláště větších průměrů vzniká proudění vzduchu, čímž nastává případ a);
- silný vítr ovlivňuje směr, intenzitu u hloubku zuhelnatění, a může být tedy nesprávným ukazatelem zdroje požáru;
- materiály s nižším podem vznícení v okolí místa požáru budou hořet rychleji a vyvolávají teplotu vznícení materiálů, které je obklopují;
- padající hořící trosky mohou být příčinou vznícení jiných materiálů;
- jestliže je elektrické vedení nadměrně přetíženo, silně se zahřeje; prochází-li hořlavým materiálem, může způsobit jeho vznícení; jsou-li tyto materiály vystaveny volnému ohni, může výsledné zuhelnatění poskytnout mylné důkazy;
- teplotní inverze - vznikne-li požár při otevřeném okně, pronikáním vzduchu do interiéru se bude zrychlovat proudění plynů vyvíjených spalováním a zahříváním vzduchu za okenním otvorem. Za oknem vzduch stoupá vzhůru, dále se šíří pod stropní konstrukcí a klesá na druhé straně místnosti. Tím se studený vzduch při podlaze na proudění horkých plynů nepodílí (obr.6). Tento proces bude pokračovat až do dosažení rovnovážného stavu za normálních podmínek požáru. Proto se během počátečního stádia požáru mohou hmoty se snadnou vznětlivostí, které se nacházejí na opačné straně místnosti, sekundárně vznítit. Bude-li v této chvíli požár uhašen, vyplyne z toho falešný příznak místa vzniku požáru, kdy pyrolýza a vznícení hmot na opačné straně způsobí větší škody na stropě v tomto místě než nad skutečným ohniskem požáru. Tento jev bývá také označován jako teplotní inverze;
- podmínky zpětného tahu - prudké zavádění kyslíku a s tím spojené vznícení velmi hořlavých plynů může způsobit vznícení materiálu ve vrchních částech konstrukce zejména během vertikální ventilace, jestliže byly tyto materiály těmito plyny zahřáté na teplotu vznícení. Výsledné zuhelnatění pak poskytuje mylné představy o zdroji požáru. Ke zpětnému tahu nebo ke kouřové explozi může dojít také při horizontální ventilaci, kdy kyslík v místnosti byl vyčerpán a oheň po nějakou dobu doutnal. Při zpětném tahu je nebezpečí tvorby hořících úlomků, které mohou přispět k mylné informaci o místě vzniku požáru.
Obr.6. Princip teplotní inverze
5. Závěr
Uvedené faktory mohou pomoci příslušníkům PO při vyšetřování zdroje požáru, způsobu jeho šíření, popřípadě doby jeho trvání. Toto posuzování se neobejde bez dlouholeté zkušenosti, postřehu a znalosti chování jednotlivých materiálů v ohni.
Literatura:
[1] Jelínek,F.: Konstrukce obvodového pláště budov z plochého skla, SNTL Praha, 1982
[2] Kupilík, V.: Protipožární bezpečnost stavebních objektů, Učební texty ČVUT, Praha, 1990
[3] Kupilík,V.: KPS 80 - Požární bezpečnost staveb, Učební texty ČVUT, Praha, 1998, str.105, ISBN 80 - 01 - 01868 - 7
The article deals with the possibilities of generation of fires based on analysis carried out after liquidation, whether indoors or outdoors. These are primarily signs on wood, metal and glass, but also to eliminate false indicators of fire. These factors may help in investigating the source of the fire, how it spread, or its duration. This assessment is impossible without years of experience, acumen and knowledge of how materials behave when on fire.
