کلاس بندی حریق و روش های مقابله با آنها (قسمت اول)

آتش در اثر عمل انتقال حرارت معمولاً با حركتي عمودي به طرف بالا رانده مي شود و با رسيدن به سقف ساختمان به صورت افقي توسعه مي يابد . آتش ضمن توليد حرارت و دود ، ‌مقدار زيادي گاز نيز آزاد مي كند . اگر دود و گازها محبوس باشند به شكل قارچ مانندي تمام فضاي اتاق را پر مي كنند . درجه حرارت برروي ساقه قارچ و نزديك به شعله ها به سرعت زياد ميشود و از 650 تا 1000 درجه سانتيگراد افزايش مي يابد . در بقيه قسمتها افزايش حرارت تدريجي است و ممكن است تا مدت كوتاهي افراد را تهديد نكند،  اما اگر عمل تخليه گاز انجام نگيرد ، احتمالاً اشخاص ساكن در اتاق به دليل مسموميت ناشي از گاز ، موفق به فرار نخواهند شد . بايد توجه داشت كه بيشترين تلفات جاني حريق هميشه به سبب وجود دود و گازهاي سمي اتفاق مي افتد . بیش از هشتاد درصد تلفات جانی در آتش سوزی ها ناشی از خفگی و مسمومیت با دود بوده و بیست درصد دیگر آن مربوط به سوختگی ، برق گرفتگی و... می باشد.

قسمت بالايي ديوارها ،‌سقف و همچنين گازهايي كه به شكل قارچ تمام قسمت زير سقف را پر كرده اند ، همگي به سرعت داغ شده ، توليد انرژي تشعشعي كرده و مواد مشتعل نشده در پايين و روي كف را سريعاً گرم ميكنند . هر قدر فاصله سقف با آتش كمتر باشد مقدار انرژي تشعشعي توليد شده بيشتر خواهد بود . واضح است كه اگر در نازك كاري سقف و ديوارها ، مصالح و مواد سوختني بكار رفته باشد  مراحلي كه گفته شد با سرعت و شدت بيشتري طي خواهد شد.

زمان رشد حريق از لحظه افروزش تازماني كه كليه مواد قابل سوختن درون محيط بسته مشتعل مي شوند، درنظر گرفته مي شود. ابتدا بخارات حاصل از سوخت درنزديكي سطحي كه متصاعد شده اند مي سوزند و در اين فاصله به طور عادي مقدار هواي دسترس بيش از مقدار موردنياز است. دراين زمان عامل كنترل كننده سرعت سوختن ، مساحت سطح ماده سوختي است.

تداوم دوره رشد به عوامل متعددي بستگي دارد و دو حالت پيش مي آيد  :

حالت اول : آتش و محصولات آتش نتوانند از اتاق خارج شوند.

حالت دوم : آتش و محصولات آتش از راه هاي مختلف به خارج از اتاق سرايت نموده و باعث گسترش آتش سوزي و سرايت آتش به ديگر نقاط ساختمان مي شود.

حالت اول : در صورت ادامه احتراق درمحيط بسته، لحظه بحراني زماني فرا مي رسد كه شعله هاي آتش به سقف برسند. با گسترش آتش به سطح زير سقف ، مساحتي كه دچار آتش سوزي شده  است به مقدار زيادي افزايش مي يابد. در نتيجه تابش حرارت به طرف سطح مواد قابل سوختن  به طورمحسوسي افزايش مي يابد و باقيمانده مواد سوختي به سرعت به دماي اشتعال خود رسيده و ظرف چند ثانيه مشتعل مي شوند.

حالت دوم : حرارت و دود ، دو محصول خطرناك آتش هستند. خسارات ناشي از دود در يك ساختمان ممكن است جدي باشد اما به ندرت مي‌تواند باعث ريزش ساخمان يا خرابي كلي شود، در حالي كه حرارت مي تواند ساختمان را به كلي ويران سازد . مقدار گرماي آزاد شده در يك حريق ، معياري از شدت حريق است و اين گرماي آزاد شده ميتواند ازمسيرهاي افقي شامل جاري شدن مايعات قابل اشتعال ، انتقال حرارت به روش تشعشعي ، انتقال حرارت به روش هدايت از طريق ديوار مجاور ، انتقال حرارت در اثر انفجار ناشي از احتراق يا ازدياد فشار و كانال كولر و ديگر موارد و همچنين ازمسيرهاي عمودي شامل راهروها و راه پله ها ، كانال آسانسور و كانال كولر، پنچره ها روزنه ها و منافذ ، سقف كاذب ، كانال تهويه و كابلهاي برق ، جاري شدن مايعات قابل اشتعال به طبقات زيرين ، ريزش سقف ، انتقال حرارت به روش جابجايي و در اثر انفجارات با آثار عمودي گسترش يابد و معمولاً در  آتش سوزيها تركيبي از آنها وجود دارد.

گسترش یا توسعه آتش سوزی

حرارت مي تواند از نقطه اي به نقطه اي ديگر انتقال يافته و باعث سرايت حريق شود . انتقال حرارت به راههاي مختلف صورت ميگيرد و در هر انتقال بخشي از آن تحليل مي رود . اين راهها عبارتند از:

هدايت ( رسانش )

جابجايي ( همرفت )

تشعشع ( تابش )

هدايت ( رسانش )

ممكن است انتقال حرارت بصورت هدايت در جامدات ، مايعات يا گازها اتفاق بيفتد . اما اين امر در جامدات بهتر قابل درك مي باشد. در هدايت حرارت ، انرژي حرارتي از ملكولي به ملكولي ديگر انتقال مي يابد و مانند سطل آبي كه دست به دست بصورت زنجيروار بين افراد رد و بدل مي شود. در زنجيرة مذكور افراد حركت كوتاهي جهت دادن آب به يكديگر انجام مي دهند و فقط اين سطل آب است كه پيش مي رود. ولي در هدايت حرارت ، مولكولها در اطراف محل خود نوسان مي نمايندو انرژي حرارتي را توسط تصادف با مولكولهاي همسايه خود پيش مي برند. رسانندگي حرارتي در بين اجسام متفاوت است. بيشتر فلزات براحتي هادي حرارت هستندو به همين جهت در رديف هادي هاي خوب طبقه بندي شده اند. به لحاظ متفاوت بودن رسانندگي حرارتي، توانايي هدايت حرارت در بين فلزات نيز متغير است. بهترين فلزات هادي حرارت ، نقره ومس مي باشندو قدرت جريان حرارتي آلومينيوم تقريباً نصف نقره و یک هشتم آهن مي باشد. غير فلزات ، هادي هاي ضعيفي هستند وتمام مايعات ( بجز جيوه كه از جمله فلزات مي باشد ) وگازها ، هاديهاي ضعيف حرارتي هستند.درحقيقت بعضي از اجسام، مايعات وگازها به جهت اينكه هادي هاي ضعيفي هستند عايق هاي حرارتي ناميده مي شوند. بطور كلي اجسام هادي برق، هادي هاي خوبي براي حرارت مي باشند و برعكس هادي هاي ضعيف حرارتي ، هادي هاي برق خوبي نيستند . توانايي انتقال حرارت اجسام را مي توان بصورت تجربي اندازه گيري كرد كه به عنوان ( قدرت وتوانايي حرارتي ) شناخته شده اند ( معمولاً با k نشان داده مي شود). جريان حرارت براساس ژول در ثانيه اندازه گيري مي شود و اين واحد را وات ( w )مي نامند.

اطلاع از رسانندگي حرارتي در موقع آتش سوزي در جلوگيري از توسعة آتش ، بسيار مهم است. تيرحمال آهني، در ميان ديواري كه عايق حرارت نيست سبب انتشار آتش سوزي مي شود ، زيرا حرارت توسط آن هدايت مي گردد به همين صورت در آهني ساده نيز كه از يك سمت درمعرض حرارت قراردارد بسرعت حرارت را بطرف ديگر هدايت مي كند. در صورتي كه درب چوبي( باوجودي كه ممكن است خود آتش بگيرد.) ولي عملاً يك مانع مؤثر درمقابل هدايت حرارت است، زيرا چوب هادي ضعيفي است. قدرت جريان حرارت در مصالح ساختماني عامل مهمي درايجاد مقاومت ساختمان در برابر آتش سوزي است.

جابجايي يا همرفت ( كنوكسيون )

جابجايي حرارت فقط درمايعات وگازها رخ مي دهد. وقتي مايع ياگازي حرارت داده
مي شود منسبط شده و از غلظت آن كاسته مي شود. يعني مايع يا گاز سيال سبكتر كه گرم شده ، بالا مي آيد تا جايگزين سيال غليظ تر گردد. بنابراين جاي مايع ياگاز سيال غليظ تر را مي گيرد. تكرار پي درپي اين جابجايي موجب مي گردد، يك جريان دوراني درگاز يا مايع ايجاد شود، جابجايي حرارتي توسط حركت واقعي مولكولها در تمامي حجم گاز يا مايع انجام مي شود تا زماني  كه به يك درجه حرارت يكنواخت برسد. جابجايي حرارت درسيستم حرارتي آب گرم خانگي (شوفاژ) مورد استفاده قرار مي گيرد ونيز دربيشتر سيستمهاي حرارتي كه ازرادياتور استفاده مي نمايند. يعني غالباً حرارت از اين رادياتورها ازطريق جابجايي به خارج از آن انتقال مي يابد. جابجايي همچنين باعث بالا رفتن دود دردودكشها مي گردد.

بهنگام آتش سوزي دريك ساختمان، جريان جابجايي مي تواند گازهاي گرم توليد شده توسط احتراق را از طريق راه پله به بالا انتقال دهد و يا آتش را توسط كانال آسانسورها به سمت طبقات فوقاني گسترش دهد و به اين ترتيب جرياني از هواي سرد بطور متوالي بطرف آتش حركت مي كندو جايگزين گازهاي برخاسته از آن مي شود وكمك به توسعه يافتن آتش سوزي مي نمايد.

تشعشع يا تابش

حرارت همچنين ممكن است درخط مستقيم توسط روشي كه نه هدايت است ونه جابجايي ، انتقال يابد. حرارت خورشيد ازفضاي خالي مي گذرد تا زمين راگرم كند. گرماي بخاري برقي كه درجاي بلندي از اتاق گذاشته شده است، در زير آن احساس مي شود در صورتيكه نه هدايت ونه جابجايي قادربه انجام اين عمل نيستند.اين طريق انتقال حرارت را انتقال از طريق تشعشع مي گويندو هيچ تماسي بين اجسام وجود ندارد و مستقل از هر ماده موجود در فضاست. اين مسئله ناشي از حركت امواج الكترومغناطيس است كه شامل موج با طول بين 1500 و 3000 متر است.

موج كوتاه
( تقريباً 15 متر ) ، رادار ( تا چند سانتي متر ) نور ( ) سانتيمتر واشعه هاي x يا گاما ( ) سانتيمتر است. همه اينها وقتي توسط جسمي جذب شوند، ايجاد حرارت مي كنند و به اين حرارت بستگي به مقدار انرژي دارد كه آن جسم جذب مي نمايد. انرژي تابشي كه از خورشيد منتقل مي شود، معمولاً بصورت دسته اي از طول موجها، بنام روشنايي است چرا كه توسط شبكيه چشم ديده مي شوند. اما اجسامي كه روشنايي منتشرنمي كنند، ممكن است گرما را بصورت امواج مادون قرمز، منتشر نمايند ، اين اجسام داراي طول موج بيشتر از طول موج هاي حدفاصل  سانتيمتر هستند .تمام شكلهاي انتشار انرژي، درخطوط مستقيم در مسافت  متر در ثانيه ( M/S ) حركت مي كند كه اين همان سرعت نور است و شدت آن بطور معكوس مربع مسافت از منبع انتشار نور مي باشد. اين موضوع به اين معني است  كه در مسافت دو برابر، شدت نور یک چهارم و در مسافت سه برابر ، شدت نور  یک نهم  و الي آخر است.

مربعي با ابعاد يك متر با فاصله 2 متر از منبع نور، سايه اي به ابعاد دو متر روي صفحه اي كه در 4 متري آن قرار دارد خواهد انداخت. بنابراين انرژي در يك متر مربع برابر است با انرژي كه درسطحي از 4=2×2 متر مربع و در فاصله اي برابر 4 متر قراردارد. لذا انرژي در هر متر مربع و در فاصلة 4 متري برابر است با یک چهارم انرژيي كه در 2 متري آن است يعني یک چهارم در دو برابر مسافت . اين امروقتي كه اثر تشعشع از يك منبع حرارتي مثل آتش سوزي را درنظر بگيريم ، مهم جلوه مي كند.

وقتي انرژي روي جسمي انتشار مي يابد، سه حالت اتفاق مي افتد:

الف ) انتقال: انتقال يعني انرژي كه بدون گرم كردن جسمي از آن بگذرد. بنابراين اثر جسم نسبت به انرژي، شفاف و انتقال دهنده است.

ب) جذب: انرژي كه توسط جسمي جذب شده باشد، درجه حرارتش زياد مي شود.

ت) انعكاس: انرژي ممكن است از سطحي انعكاس يابد، مثلاً : انعكاس نور. بعضي عناصر نشان دهنده « پديده جذب كننده انتخابي » هستند. يعني آنها به قسمتي از فرم انتشار انرژي ها اجازة عبور ميدهند و نه به تمامي آنها ، مثلاً شيشه اجازه عبــور نور رامي دهد ولي مادون قرمز را جذب مي كند. بنابراين شيشه ممكن است چون يك پرده ( جداكننده ) آتش مورد استفاده قرار گيرد. يعني حرارت از آن نمي گذرد ولي آتش از آن ديده مي شود ( قصد بر اين نيست كه اين چنين استنباط گردد كه شيشه ارزشي زياد درتحمل آتش دارد بلكه در اين مورد بايد عوامل زيادي را مورد نظر قرار داد). دي اكسيدكربن و بخار آب نيز از اين خاصيت برخوردارند، بنابراين انتشار انرژي خورشيدي ( بيشتر درشكل نور ) ازآتمسفر گذشته و به زمين مي رسد و آنرا گرم مي كند، درصورتي كه انتشار مادون قرمز تشكيل شده در زمين توسط آتمسفر جذب شده و از بازگشت سريع به فضا باز مي ماند. عناصر ديگري مثل  Pitch اجازه عبور انتشار مادون قرمز را مي دهند ولي نور راجذب مي كنند.

چگونگي سطح يك جسم درتوانايي جذب يا انعكاس انتشار حرارت اثر دارد. رنگ سفيد و يا سطوح صيقلي فلزات بهترين منعكس كننده ها هستند. در صورتي كه سطوح مات و سياه انعكاس دهنده هاي خوبي نمي باشند. يعني منعكس كننده هاي خوب ، جذب كننده هاي بدي هستند و بالعكس .

به همين منظور در آب و هواي گرم از لباسهاي سفيد استفاده مي شود. خانه ها با
رنگ هاي سفيد نقاشي مي شوند وماشينها وغيره نيز ازهمين رنگ استفاده مي كنند.

برف و يخ نيز ، كه سفيدند ، منعكس كننده هاي خوب وجذب كننده هاي ضعيفي
مي باشند و به كندي توسط نور آفتاب ذوب مي شوند مگر زماني كه محيط اطراف بقدر كافي گرم شده و حرارت توسط هدايت يا جابجايي باعث ذوب شدن سريع آنها گردد.

آزمايش انجام داده شده نشان داده است، كه اگر پودرذغال يا پودر سياه روي برف پاشيده شود، نتيجه اثر آن تسريع در ذوب برف خواهد بود. زيراگرماي خورشيد جذب شده در آن زيادتر خواهد بود.