Pobierz najnowszy numer

Newsletter

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

Jesteś tutaj

Techniki pożarowych zabezpieczeń obiektów zabytkowych i muzealnych

Printer Friendly and PDF

Ochrona dziedzictwa narodowego nie jest na co dzień przedmiotem zainteresowania większości ludzi. Przypominają sobie o konieczności zabezpieczania zabytkowych obiektów i eksponatów dopiero wtedy, gdy destrukcji ulegnie kolejny z nich. Nie powinniśmy ograniczać się do zapewnienia wyłącznie tego, co narzucają przepisy. Warto wykorzystać najnowsze metody ochrony przeciwpożarowej.

Podstawową formą ochrony jest wykonanie systemu sygnalizacji pożarowej sprzęgniętego z systemem monitorowania pożarowego. Z doświadczenia wynika jednak, że ograniczenie się do tego typu działania niestety nie wystarcza, a czasami wręcz szkodzi, jeżeli ma się w takim przypadku przekonanie o pełnym zabezpieczeniu pożarowym obiektu.

W przypadku wystąpienia zarzewia pożaru wewnątrz budynku dobrze wykonana instalacja systemu sygnalizacji pożarowej wraz z systemem monitorowania pożarowego daje szansę na uratowanie takiego obiektu lub znajdujących się w nim eksponatów. Musi być jednak spełnionych wiele warunków, takich jak bliskość straży pożarnej, dobry dojazd, odpowiednie warunki atmosferyczne itp.

Obecnie dostępne są detektory, które mogą bardzo wcześnie wykryć dym, temperaturę czy ogień. Zastosowanie mikroprocesorów i innych zaawansowanych elementów elektronicznych pozwala niezawodnie określić te parametry i odpowiednio wysterować urządzenia do gaszenia pożarów.

Wymienione sposoby ochrony zupełnie zawodzą w przypadku rozwiniętych pożarów wewnętrznych lub pożarów zewnętrznych, powstałych najczęściej na skutek wyładowań atmosferycznych bądź działań ludzkich, często celowych. Zastosowanie stałych urządzeń gaśniczych sterowanych przez systemy sygnalizacji pożarowej pozwala zdecydowanie podnieść poziom zabezpieczenia przed pożarami. Współczesna technika umożliwia skuteczne zabezpieczenie przed ogniem obiektów zabytkowych lub muzealnych, a jednocześnie nie ma znaczącego destrukcyjnego wpływu na wartość obiektu lub eksponatów. Jak wiemy, bardzo skutecznym środkiem gaśniczym jest woda, lecz ze względu na powodowanie znacznych strat popożarowych przez instalacje tryskaczowe i zraszaczowe jej stosowanie jest ograniczone. Zastosowanie gazowych urządzeń gaśniczych jest jak najbardziej wskazane, lecz niestety ograniczone do małych kubatur i, co istotne, są to urządzenia stosunkowo drogie. Do skutecznego gaszenia pożarów zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz obiektów stosuje się w ostatnich latach mgłę wodną. Mgła wodna doskonale nadaje się również do zabezpieczenia galerii muzealnych i innych muzealiów.

Obecnie znane są trzy techniki zabezpieczenia mgłą wodną:

  • zastosowanie urządzeń wytwarzających wysokociśnieniową mgłę wodną (powyżej 100 barów),
  • zastosowanie urządzeń wytwarzających niskociśnieniową mgłę wodną (od 5 do 12 barów),
  • zastosowanie urządzeń hybrydowych (mieszaniny wody i gazu).

Zastosowanie mgły wodnej pozwala w zasadzie wyeliminować problemy związane z doborem dużych pomp, zbiorników z zapasem wody gaśniczej i przekrojów rur, a także uniknąć dużych strat popożarowych związanych z zalaniem wodą gaśniczą pomieszczeń. Ma to oczywiście wpływ na koszty.

Rys. 1. Trójkąt spalania (źródło: http://stankowa.osp.org.pl/pozar.html)

 

Systemy gaśnicze na bazie wody

Mgłowe systemy gaśnicze na bazie wody wykorzystują wodę w formie kropel. Krople są bardzo małe w przypadku systemów wysokociśnieniowych, a stosunkowo duże w systemach zalewowych lub tryskaczowych. Główne efekty zwalczania pożaru za pomocą wody (w zależności od rozmiarów kropel):

 

  1. Dławienie pożaru. Podczas parowania wody jej objętość wzrasta 1640 razy, co prowadzi do redukcji zawartości tlenu w powietrzu przy źródle pożaru. W efekcie pożar jest dławiony, a przynajmniej tłumiony na skutek braku wystarczającej ilości tlenu potrzebnego do spalania. Uwaga: redukcja zawartości tlenu w powietrzu na skutek tworzenia się pary występuje jedynie w miejscach, gdzie temperatura jest bardzo wysoka, dlatego będzie występować w pobliżu pożaru, a nie na drogach ewakuacyjnych.

    Rys. 2. Szkoda wyrządzona przez pożar w zależności od momentu jego wykrycia

  2. Efekt separacji. Kropelki wody znajdują się pomiędzy płomieniem i powierzchnią paliwa. Ograniczają one nagrzewanie się powierzchni paliwa na skutek promieniowania, skutecznie odbijając to promieniowanie. Dzięki temu zmniejsza się szybkość spalania oraz ciepło promieniowania w innych miejscach w tunelu. Zmniejsza to ryzyko rozprzestrzeniania się ognia. Efekt odbijania promieniowania zależy od wystarczającej liczby małych kropelek – skuteczność rośnie wraz ze zmniejszaniem rozmiarów kropelek.

    Fot. 1. Przykład zastosowania wysokociśnieniowej mgły wodnej (sanktuarium „Maria Śnieżna” na Górze Iglicznej)

  3. Efekt tarczy. Jak opisano powyżej, kropelki wody redukują ciepło promieniowania, jakie dociera do obiektów w pobliżu pożaru w tunelu. Ten „efekt tarczy” pomaga zapobiegać rozprzestrzenianiu się pożaru i chronić ewakuujących się z tunelu ludzi i służby bezpieczeństwa próbujące dotrzeć do tunelu.
    Chłodzenie. Na skutek rozbicia wody na kropelki tworzy się powierzchnia reakcji, przez którą absorbowane jest ciepło z pożaru. Na rozgrzanie jednego litra wody o temperaturze 20°C do temperatury 100°C potrzeba 335 kJ energii, a dodatkowe 2257 kJ jest potrzebnych do przetworzenia wody w parę. Woda jest więc środkiem gaśniczym o najwyższej znanej zdolności absorpcji ciepła. Im większa powierzchnia reakcji, co zależy od widma rozpylenia kropel, tym większy potencjalny efekt chłodzenia. Im mniejszy średni rozmiar kropel, tym większy efekt chłodzenia. Ten efekt dotyczy powietrza i gazów dookoła pożaru, a nie samego pożaru, w którego przypadku decydującym czynnikiem jest powierzchnia nim objęta.

  4. Chłodzenie jest bardziej wydajne, jeśli kropelki znajdują się w powietrzu. Mniejsze krople, które spadają wolniej niż większe, będą skuteczniej chłodzić otoczenie w tunelu.

Fot. 2. Przykład zastosowania wysokociśnieniowej mgły wodnej (sanktuarium „Maria Śnieżna” na Górze Iglicznej)

 

Wysokociśnieniowa mgła wodna

Systemy wytwarzające wysokociśnieniową mgłę wodną pozwalają skutecznie zabezpieczyć obiekty zabytkowe i muzealne, ale są dość drogie, dlatego stosuje się je w obiektach o szczególnym znaczeniu. Warto wspomnieć, że takie rozwiązanie zastosowano w kościele Marii Śnieżnej na Górze Iglicznej w Sudetach, jak również na Kasprowym Wierchu, przy okazji modernizacji kolejki, oraz w budynku Międzynarodowego Centrum Kultury na Rynku Głównym w Krakowie.

 

 Fot. 3. Przykład zastosowania wysokociśnieniowej mgły wodnej (kolejka na Kasprowy Wierch)

 

Wysokociśnieniowa mgła wodna była pierwotnie stosowana do zabezpieczenia statków morskich i stopniowo wprowadzana do zabezpieczeń obiektów lądowych. Ma ona wiele zalet, takich jak mała ilość wody potrzebnej do gaszenia pożarów (dzięki temu szkody powstałe na skutek pożaru są mniejsze), bardzo duża efektywność gaśnicza, niewielkie koszty medium gaśniczego, jakim jest woda, wielość zastosowań, a także jedną zasadniczą wadę, jaką jest koszt wykonania instalacji. Potrzeba stosowania osprzętu odpornego na wysokie ciśnienie (do 200 barów), wykonanego ze stali nierdzewnej, oraz zastosowanie specjalnych pomp wysokociśnieniowych sprawia, że systemy wytwarzające wysokociśnieniową mgłę wodną są drogie – czasem kilkakrotnie droższe od innych. Z tego powodu opracowano podobne instalacje gaśnicze wykorzystujące do gaszenia mgłę wodną, o podobnych cechach użytkowych, ale tańsze. W Polsce została opracowana technika gaszenia mgłą wodną pod niskim ciśnieniem, która, mając możliwości gaśnicze podobne jak wysokociśnieniowa mgławodna, jest od niej znacznie tańsza. Technika ta zostanie zaprezentowana w kolejnej części materiału.

mgr inż. Józef Seweryn
Ośrodek Badawczo-Szkoleniowy Techniki
Pożarowej

 

Zabezpieczenia 3/2018

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