Požární ochrana 2010

Transkript

1 Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství a Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství Hasičský záchranný sbor Moravskoslezského kraje Požární ochrana 2010 Sborník přednášek XIX. ročníku mezinárodní konference Ostrava, VŠB - TU září 2010

2 OSTRAVA Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství a Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství Hasičský záchranný sbor Moravskoslezského kraje Recenzované periodikum Požární ochrana 2010 Sborník přednášek XIX. ročníku mezinárodní konference pod záštitou rektora Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava Prof. Ing. Ivo Vondráka, CSc. a generálního ředitele HZS ČR genmjr. Ing. Miroslava Štěpána Ostrava, VŠB - TU září 2010

3 Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova Ostrava - Výškovice Česká republika Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství se sídlem VŠB - TU Ostrava Lumírova Ostrava - Výškovice Česká republika Hasičský záchranný sbor Moravskoslezského kraje Výškovická Ostrava - Zábřeh Česká republika Recenzované periodikum POŽÁRNÍ OCHRANA 2010 Sborník přednášek XIX. ročníku mezinárodní konference Editor: doc. Dr. Ing. Michail Šenovský Pro SPBI vytiskl: Tiskárna Kleinwächter, Frýdek - Místek Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství Nebyla provedena jazyková korektura Za věcnou správnost jednotlivých příspěvků odpovídají autoři ISBN: ISSN:

4 Odborný garant konference Chairman doc. Dr. Ing. Michail Šenovský - VŠB - TU Ostrava Vědecký výbor konference Scientific Programe Committee doc. Dr. Ing. Miloš Kvarčák - děkan FBI, VŠB - TU Ostrava genmjr. Ing. Miroslav Štěpán - generální ředitel HZS ČR brig. gen. v z. prof. Ing. Rudolf Urban, CSc. - rektor Univerzity obrany st. bryg. prof. dr hab. inż. Zoja Bednarek - SGSP Warszawa prof. Dr. Ing. Aleš Dudáček - VŠB - TU Ostrava prof. Ing. Karol Balog, PhD. - STU Bratislava prof. Ing. Pavel Poledňák, PhD. - Žilinská univerzita Assoc. Prof. Dr. Ritoldas Šukys - TU Vilnius prof. Ing. Anton Osvald, CSc. - TU Zvolen Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hausladen - TU München Prof. Dr.-Ing. Gert Beilicke - Ingenieurbüro für Brand- und Explosionsschutz Leipzig prof. RNDr. Pavel Danihelka, CSc. - VŠB - TU Ostrava Prof. Dr. rer. nat. Tammo Redeker - Institut für Sicherheitstechnik Freiberg Prof. Dr. rer. nat. habil. Reinhard Grabski - Institut der Feuerwehr Heyrothsberge Organizační výbor konference Organising Conference Committee doc. Ing. Vilém Adamec, Ph.D. - VŠB - TU Ostrava doc. Ing. Ivana Bartlová, CSc. - VŠB - TU Ostrava Ing. Petr Bebčák, Ph.D. - VŠB - TU Ostrava Ing. Isabela Bradáčová, CSc. - VŠB - TU Ostrava Ing. Lenka Černá - SPBI Ostrava doc. Ing. Jaroslav Damec, CSc. - VŠB - TU Ostrava doc. Ing. Miroslava Netopilová, CSc. - VŠB - TU Ostrava plk. Ing. Vasil Silvestr Pekar - TÚPO Praha Ing. Pavel Vaniš, CSc. - CSI, a.s. Praha plk. Ing. Vladimír Vlček, Ph.D. - HZS Moravskoslezského kraje

5 Teplota vznietenia a teplota vzplanutia izolačných materiálov na báze asfaltu a plastov z hľadiska ich využitia v konštrukčných prvkoch stavieb 338 The ignition temperature and inflammation temperature of isolating materials on the basic of asphalt and plastics in the terms of their application in structural members of buildings Ľudmila Tereňová Vplyv hrúbky drevných prachov na teplotu vznietenia 342 Effect of thickness of wood dust on the ignition temperature Ivana Tureková, Jozef Harangozó, Martina Buštorová, Peter Vékony Bleskové povodně - návrh metodiky stanovení ohrožení území a varovného systému 345 Flash floods the prototype of methodology and application of the early warning system Jan Unucka, Veronika Říhová, Michaela Hořínková, Ondřej Malek, Dušan Židek, Vladimír Fárek Šíření požáru po fasádách obložených aluplastovými výrobky 350 Pavel Vaniš Vliv přídavku MEŘO na požárně - technické charakteristiky motorové nafty 352 RME admixture effect on fire-technical characteristics of diesel oil Hana Věžníková, Aleš Bebčák, Lenka Herecová, Dalibor Míček Přechodové odpory jako možná příčina vzniku požáru 356 Transition resistances as the possible fire beginning cause Karel Voříšek, Otto Dvořák Štatistika zásahovej činosti príslušníkov HAZZ SR so zameraním sa na ekologické zásahy pri dopravných nehodách 359 Statistics of HAZZ of intervention of the SR focusing on ecological calamity car accident Iveta Coneva Likvidácia havárie na ropovode Družba na úseku pod riekou Moravou 362 Elimination of accident on the Druzba pipeline in the part bellow Morava river Ján Cvečka, Pavol Junek Uplatnění letecké techniky k dokumentaci protiprávního jednání při řešení problematiky městského násilí 365 Application of aeronautical documentation for infringement when dealing with urban violence Martin Hrinko Možnosti použitia novej viacúčelovej výškovej techniky pri zdolávaní mimoriasdnych udalostí 367 Opportunities of using new multipurpose high-rescue technique at the negotiation extraordinary events Jaroslav Kapusniak, Mikuláš Monoši, Milan Lanďák Metody profiligu použitelné k minimalizaci teroristických činů 371 Profiling methods operabled to minimalization of terrorism acts Daniel Maršálek, Radomír Ščurek Způsob řešení vytipovaných ochranných opatření v zóně havarijního plánování jaderné elektrárny Temelín 375 Jana Neškodná Požárně bezpečnostní řešení staveb - elektronické podklady pro výuku 380 Fire safety solution of buildings - elektronic study material Marek Pokorný Význam značení železničních přejezdů 382 The importance of railroad crossing identifiers Iva Žitníková, Lenka Kopecká, Aleš Bernatík

6 Teplota vznietenia a teplota vzplanutia izolačných materiálov na báze asfaltu a plastov z hľadiska ich využitia v konštrukčných prvkoch stavieb The ignition temperature and inflammation temperature of isolating materials on the basic of asphalt and plastics in the terms of their application in structural members of buildings Ing. Ľudmila Tereňová, PhD. TU vo Zvolene, Drevárska fakulta T.G.Masaryka 24, Zvolen, Slovenská republika terenova@vsld.tuzvo.sk Abstrakt V príspevku sú vyhodnotené výsledky skúšky teploty vznietenia a teploty vzplanutia hydroizolačných pásov na báze asfaltu a plastov v zmysle platnej skúšobnej normy. Výsledky skúšky a ďalšie známe vlastnosti posudzovaných materiálov sú v závere vyhodnotené s ohľadom na možnosť ich využitia v konštrukčných prvkoch stavieb z hľadiska ich protipožiarnej bezpečnosti. Kľúčové slová Hydroizolačný pás, teplota vznietenia, teplota vzplanutia Abstract This article deals with the testing results of the ignition temperature and inflammation temperature of hydro-isolating belts founded on the basis of the asphalt and plastics by course of testing standard in force. The results of testing and other known qualities of considered materials are in the end evaluated regarding to the option of their application in the structural members of buildings in terms of their fire safety. Key words Hydro-isolating belt, ignition temperature, inflammation temperature Úvod V súčasnej modernej dobe rozvoja stavebníctva dochádza opäť k návratu používania plochých striech pri realizácii stavieb. Vo svojich projektoch čoraz viac stavebných architektov siaha práve po tomto konštrukčnom riešení strešného plášťa. Konštrukcia strešného plášťa plochej strechy pozostáva z niekoľkých častí, vlastnosti ktorých sú veľmi dôležité pre celkovú funkčnosť. Oproti minulosti, keď bola ponuka materiálov na realizáciu plochých striech obmedzená, je v súčasnej dobe na trhu veľké množstvo materiálov využívaných na tento účel. Na trh so stavebným materiálom vstupuje veľké množstvo výrobcov, ktorí ponúkajú širokú škálu svojich produktov, líšiacich sa ako v cene tak aj po kvalitatívnej stránke. Keďže podľa stavebného zákona [1] je jednou zo základných požiadaviek kladených na stavbu protipožiarna bezpečnosť, je potrebné sa zaoberať otázkou protipožiarnej bezpečnosti u materiálov využívaných na konštrukciu plochých striech. Jedným z týchto materiálov sú aj hydroizolačné materiály na báze asfaltu a plastu. Daná skupina materiálov sa využíva na izoláciu plochých striech proti priesaku vody do konštrukcie strechy. Tak ako ostatné materiály, aj uvedená skupina je dodávaná na trh prostredníctvom viacerých výrobcov, pričom aj deklarované vlastnosti sa líšia. Odlišnosti sú v hrúbke, priepustnosti, priedušnosti a samozrejme aj v udávanej reakcii na oheň a následnom zaradení do tried reakcie na oheň. Niekedy sa stáva, že pri jednom a tom istom materiáli sa zaradenie do tried reakcie na oheň, ako aj hodnoty ďalších požiarnotechnických vlastností líšia. Rozdiely sú nielen v triede reakcie na oheň, ale aj v teplote vznietenia, teplote vzplanutia a v triede, ktorou sa tieto materiály líšia vzhľadom na namáhanie striech ohňom vplyvom vonkajšieho požiaru. Cieľom tohto príspevku bolo zistiť výsledky teploty vznietenia a teploty vzplanutia izolačných pásov na báze asfaltu a plastu a na ich základe a tiež ďalších výrobcom deklarovaných vlastností stanoviť vhodnosť ich použitia v konštrukčných prvkoch stavieb z hľadiska ich protipožiarnej bezpečnosti. Výsledky boli získané laboratórnymi skúškami podľa STN ISO 871:1999 [2]. Experimentálna časť Testovaný materiál Skúšky teploty vznietenia a teploty vzplanutia boli uskutočnené v skúšobnom laboratóriu Katedry protipožiarnej ochrany na DF TU vo Zvolene. Testované boli 2 vzorky výrobkov. Vzorka č. 1: Polymérna strešná hydroizolačná fólia (obchodný názov SIKAPLAN-15 G), vzorka č. 2: hydroizolačná fólia na báze asfaltu (obchodný názov POLIBIT mineral). Vzorka č. 1 je viacvrstvová syntetická strešná hydroizolačná fólia vystužená polyesterom a vysoko kvalitným polyvinylchloridom (PVC) s hrúbkou 1,5 mm. Používa sa pre nechránené ploché strechy voľne uložená a mechanicky kotvená. Výrobca deklaruje nasledovné vlastnosti: - Reakcia na oheň podľa STN EN : 2007 [3]: trieda E - Správanie sa pri vonkajšom požiari skúšané podľa STN P ENV 1187 [4] a klasifikované podľa STN EN : 2005 [5]: B ROOF (t1), B ROOF (t3). - Pri aplikácii sa doporučuje zabrániť priamemu kontaktu s bitúmenmi, dechtom, tukom, olejom, materiálmi obsahujúcimi rozpúšťadlá a inými plastovými materiálmi napr. s expandovaným polystyrénom (EPS), extrudovaným polystyrénom (XPS), polyuretánom (PUR), polyizokyanurátom (PIR) alebo fenolovou penou (PF), lebo to môže negatívne ovplyvniť vlastnosti výrobku [6]. Vzorka č. 2 je plastomericky modifikovaná hydroizolačná membrána. Nosná vložka, vyrobená z vysoko stabilného netkaného polyesteru, kombinovaná so sklenenými vláknami, umožňuje dosahovať vysokú rozmerovú stabilitu a odolnosť voči mechanickému namáhaniu, pričom si pás zachováva vynikajúcu elasticitu. Pás je na hornej strane opatrený bridlicovým posypom, spodná strana pásu je potiahnutá polyolefinickým filmom. Používa sa samostatne v jednovrstvových systémoch, alebo ako vrchný pás v dvojvrstvových systémech. Výrobca deklaruje nasledovné vlastnosti: - Reakcia na oheň podľa STN EN : 2007 [3]: trieda F - Správanie sa pri vonkajšom požiari skúšané podľa STN P ENV 1187 [4] a klasifikované podľa STN EN : 2005 [5]: F ROOF. - Používa sa pri izoláciách strešných konštrukcií, strešných parkovísk, základových konštrukcií, pod alebo na základovú dosku, stenové konštrukcie. Pás nie je vhodný na realizáciu 338 Ostrava září 2010

7 - strešných záhrad. Aplikuje sa na rôzne povrchy (betón, murivo, trapézový plech, strechy z predpätého betónu, drevo a rôzne typy tepelnej izolácie). Vďaka vynikajúcim termoplastickým charakteristikám hydroizolačnej zmesi, pás je možné aplikovať pomocou plameňa alebo horúco-vzdušného generátora. Vo výnimočných prípadoch je možné pás aplikovať mechanickým kotvením k podkladu alebo pomocou vhodného tmelu [7]. Z dôvodu, že skúšaný materiál mal hustotu vyššiu ako 100 kg.m -3, vzorky pre experiment sa pripravili v zmysle [2], s hmotnosťou 3,0 g +/- 0,2 g, s rozmermi 20 x 20 mm +/- 2 mm a naukladali sa na seba v takom množstve, kým sa nedosiahla požadovaná hmotnosť. Skúška každého materiálu prebehla niekoľkými meraniami pre dosiahnutie požadovaných veličín. Skúšobná metóda Medzinárodná norma STN ISO 871:1999 [2] uvádza laboratórnu metódu stanovenia teploty vzplanutia a teploty vznietenia plastov v peci s horúcim vzduchom. Je jedna z mnohých, ktoré sa používajú na hodnotenie odolnosti plastov voči účinkom vysokých teplôt. Skúšky vykonané za podmienok tejto metódy môžu mať značný význam pri porovnaní relatívnych zápalných charakteristík rôznych materiálov. Získané hodnoty predstavujú najnižšiu teplotu okolitého vzduchu, pri ktorej nastane zapálenie materiálu v podmienkach tejto skúšky. Namerané hodnoty umožnia usporiadať materiály podľa ich citlivosti na zapálenie v podmienkach bežného použitia [8, 9]. Teplota vznietenia Je definovaná ako najnižšia teplota, pri ktorej sa nám pary horľavej látky v zmesi so vzduchom vznietia vplyvom teploty okolitého prostredia. Podstatou tejto skúšky je, že vzorka sa zahrieva v teplovzdušnej peci pri rôznych teplotách v zahrievacej komore, až kým sa uvoľnené plyny nevznietia [2]. Teplota vzplanutia Je definovaná ako najnižšia teplota, pri ktorej nám uvoľnené plyny horľavej látky v zmesi so vzduchom po priblížení iniciačného zdroja ihneď vzplanú. Podstata tejto skúšky je rovnaká ako pri stanovení teploty vznietenia s tým rozdielom, že teplota vzplanutia sa stanoví priložením malého zapaľovacieho plameňa smerovaného na otvor krytu pece, aby sa zapálili uvoľnené plyny [2]. Podstata skúšky Pri zisťovaní teploty vzplanutia sa vzorka materiálu zahrieva v teplovzdušnej peci pri rôznych teplotách v zahrievacej komore a teplota vzplanutia sa stanoví priložením malého zapaľovacieho plameňa smerovaného na otvor krytu pece, aby sa zapálili uvoľnené plyny. Teplota vznietenia sa stanoví rovnakým spôsobom ako teplota vzplanutia, ale bez zapaľovacieho plameňa. Zapaľovacia teplovzdušná pec je znázornená na obr. 1 a pozostáva hlavne z elektrickej vykurovacej jednotky a z držiaka vzorky [2]. Výsledky a vyhodnotenie Teplota vznietenia Teplotu vznietenia vzorky č. 1 SIKAPLAN-15 sme získali vykonaním šiestich meraní, pričom prvé meranie bolo uskutočnené pri teplote 450 C, pri ktorej sa po šiestej minúte vzorka vznietila a začala horieť. Až šieste meranie, vykonané pri teplote 380 C po siedmej minúte ukázalo, že je to teplota vznietenia vzorky č. 1. Pri zisťovaní teploty vznietenia vzorky č. 2 POLIBIT mineral sme vykonali taktiež šesť meraní, prvé pri teplote 400 C. Pri tejto teplote nenastalo vznietenie skúšanej vzorky v priebehu desiatich minút. Vzorka sa vplyvom teploty topila, dôsledkom čoho bola tvorba čierneho dymu s ostrým zápachom uhľovodíkov. V priebehu tretieho merania pri teplote 420 C bol dym hustejší a začal sa produkovať skôr ako u predošlých teplôt. Teplota sa približovala k teplote vznietenia. Vznietenie nastalo pri štvrtom meraní, pri teplote 430 C, po ôsmej minúte a tridsiatej sekunde a pretrvávalo plameňom. Na obr. 2 je znázornený graf, ktorý porovnáva teplotu vznietenia obidvoch vzoriek C D A B E F G H S Obr. 1 Prierez teplovzdušnej pece [2] A termočlánok TC2, B ohňovzdorný kruhový kryt, C tesniaci krúžok, D koncovky vykurovacej špirály, E nosná tyč, F termočlánok TC1, G otvor (priemer 25 mm), H zapaľovací plameň, I termočlánok TC3, J prietokomer (nie je súčasťou pece), K vlna z minerálneho vlákna, L tangenciálne prúdenie vzduchu k valcu, M miska na vzorku, N 50-závitová špirála vodiča z chrómniklu č. 16 v tepelne odolnom tmeli, O tri dištančné podložky na umiestnenie vnútorného valca a jeho oporu, P tepelná izolácia (snímateľná), R kontrolný uzáver (vyberací), S kovové upevňovacie svorky T [ºC] R Obr. 2 Graf znázorňujúci teplotu vznietenia u skúšaných vzoriek Teplota [ºC] Skúšané vzorky Sikaplan 15-G as [s] Obr. 3 Graf znázorňujúci priebeh teplôt do vznietenia vzorky č. 1 I prívod vzduchu J K L M N O P Teplota vznietenia Sikaplan 15-G POLIBITmineral Termo lánok 1 Termo lánok 2 Ostrava září

8 Na obrázku 3 je graf priebehu teploty do vznietenia pre vzorku č. 1 Sikaplan 15-G a na obrázku 4 je rovnaký graf, ale pre vzorku č. 2 POLIBIT mineral. Termočlánok T1 (TC1 na obr. 1) meria teplotu T1 vzorky. Je umiestnený čo najbližšie do stredu hornej plochy vzorky, keď je vzorka na svojom mieste v peci. Termočlánok T2 (TC2 na obr. 1) udáva teplotu T2 vzduchu prechádzajúceho okolo vzorky. Je umiestnený 10 mm ±2 mm pod stredom misky na vzorku. Na obr. 5 sú pre názornosť uvedené fotografie z priebehu skúšky teploty vznietenia. Teplota [ºC] POLIBIT mineral as [s] Obr. 4 Graf znázorňujúci priebeh teplôt do vznietenia vzorky č. 2 a) b) c) Termo lánok 1 Termo lánok 2 Obr. 7 Graf znázorňujúci priebeh teploty do vzplanutia vzorky č. 1 Teplota [ºC] Teplota [ C] Sikaplan 15-G as [s] POLIBIT mineral as [s] Termo lánok 1 Termo lánok 2 Termo lánok 1 Termo lánok 2 Obr. 8 Graf znázorňujúci priebeh teploty do vzplanutia vzorky č. 2 a) b) Obr. 5 Priebeh skúšky teploty vznietenia a) tvorba dymu počas skúšky, b) vznietenie skúšanej vzorky, c) zvyšok vzorky po skúške Teplota vzplanutia Teplota vzplanutia vzorky č. 1 SIKAPLAN-15 sa začala skúmať pri teplote 300 C. Pri treťom meraní pri teplote 320 C bola viditeľná väčšia hustota dymu vo vnútri pece a schyľovanie sa k vzplanutiu, ktoré napokon nastalo pri štvrtom meraní pri teplote 330 C, približne v ôsmej minúte skúšky. Teplotu vzplanutia vzorky č. 2 POLIBIT mineral sa podarilo zistiť až pri štvrtom meraní, pri teplote 410 C a to po deviatej minúte a päťdesiatej sekunde. Obr. 6 porovnáva teplotu vzplanutia vzorky č. 1 a vzorky č. 2. Na obr. 7 a 8 je znázornený priebeh teplôt na termočlánkoch T1 (TC1 na obr. 1) a T2 (TC2 na obr. 1) pri skúške teploty vzplanutia obidvoch vzoriek. Na obr. 9 sú uvedené fotografie z priebehu skúšky. T [ºC] Skúšané vzorky Teplota vzplanutia Sikaplan 15-G POLIBITmineral Obr. 6 Graf znázorňujúci teplotu vzplanutia u skúšaných vzoriek Obr. 9 Priebeh skúšky teploty vzplanutia a) skúšobná pec s prídavným plameňom, b) vzplanutie skúšanej vzorky Diskusia Výsledky vykonaných skúšok ukázali, že priaznivejšie hodnoty teploty vznietenia a vzplanutia dosiahla vzorka č. 2 POLIBIT mineral. Teplotu vznietenia má o 50 C vyššiu a teplotu vzplanutia o 20 C vyššiu ako vzorka č. 1 SIKAPLAN-15. Môžeme predpokladať, že tento rozdiel závisí od zloženia testovaných materiálov. Obidva typy hydroizolačných pásov majú nosnú vložku na báze plastu polyesteru. Pri vzorke č. 1 však ide o polyester a vysokokvalitný polyvinylchlorid a u vzorky č. 2 o vysoko stabilný netkaný polyester, čo mohlo mať značný vplyv na výsledky v prospech vzorky č. 2 POLIBIT mineral. K dosiahnutiu vyššej teploty vznietenia a vzplanutia u POLIBITU mineral mali pravdepodobne najväčší vplyv sklené vlákna, ktorými je vystužená jeho nosná polyesterová vložka. Pás je navyše na hornej strane opatrený bridlicovým posypom, spodná strana pásu je potiahnutá polyolefinickým filmom. Je zaujímavé, že POLIBIT mineral, aj vzhľadom na priaznivejšie teploty vznietenia a vzplanutia a taktiež vzhľadom na svoje zloženie, má oproti SIKAPLANU-15 výrobcom deklarovanú nižšiu triedu reakcie na oheň F (SIKAPLAN-15 má triedu E) 340 Ostrava září 2010

9 a taktiež nižšiu triedu F ROOF (SIKAPLAN-15 spĺňa B ROOF ), čo je najnižšia trieda z hľadiska správania sa striech namáhaných vonkajším ohňom. Záver Určovanie teploty vznietenia a vzplanutia má pre prax veľký význam pre správne použitie skúšaného materiálu v stavebných konštrukciách z hľadiska protipožiarnej bezpečnosti. Pri určovaní konštrukčných prvkov stavby z hľadiska protipožiarnej bezpečnosti je dôležité poznať teplotu vzplanutia horľavých materiálov, nachádzajúcich sa vo vnútri konštrukcie, aby dané konštrukcie nezvyšovali v požadovanom čase požiarnej odolnosti intenzitu požiaru. Vzhľadom na získané výsledky teploty vznietenia a vzplanutia testovaných hydroizolačných pásov možno konštatovať, že obidva materiály možno využiť pri riešení protipožiarnej bezpečnosti nových aj rekonštruovaných stavieb v zmysle platných predpisov v konštrukčných prvkoch druhu D2 a D3. POLIBIT mineral však vzhľadom na triedu reakcie na oheň F, ktorú uvádza výrobca, nemožno použiť v novostavbách v konštrukcii druhu D2. Taktiež tento materiál nemožno použiť ako hydroizoláciu strechy, ktorá by mohla byť pri požiari namáhaná vonkajším ohňom, vzhľadom na to, že nepĺňa požadovanú triedu v zmysle platnej vyhlášky. Z uvedeného je možné usúdiť, že materiály je potrebné posudzovať pri ich aplikácii v stavbe pri riešení protipožiarnej bezpečnosti komplexne, poznať ich dôležité vlastnosti z hľadiska viacerých hľadísk, z ktorých významné postavenie má práve aj poznanie teploty vznietenia a vzplanutia. Tento príspevok vznikol za podpory výskumnej úlohy VEGA 1/0436/09. Zoznam literatúry [1] Zákon č. 50/1976 Z.z. o územnom plánovaní a stavebnom poriadku (stavebný zákon), v znení neskorších predpisov (zákona č. 479/2005 Z. z.) [2] STN ISO 871:1999 Plasty: Stanovenie zápalnosti v teplovzdušnej peci [3] STN EN : 2007 Klasifikácia požiarnych charakteristík stavebných výrobkov a prvkov stavieb. Časť 1: Klasifikácia využívajúca údaje zo skúšok reakcie na oheň [4] STN P ENV 1187 Zaťaženie striech vonkajším požiarom. Skúšobné metódy [5] STN EN : 2005 Klasifikácia požiarnych charakteristík stavebných výrobkov a prvkov stavieb. Časť 5 : Klasifikácia využívajúca údaje zo skúšok striech namáhaných vonkajším ohňom [6] [7] [8] Osvald, A., Krajčovičová, J., Mitterová, I., Orémusová, E.: Hodnotenie materiálov a konštrukcií pre potreby protipožiarnej ochrany. Vysokoškolská učebnica. Vydanie I. Zvolen : TU, s. ISBN: [9] Orémusová, E.: Termická analýza poťahových textílií na báze chemického vlákna (polyester - PES). In: Požární ochrana Sborník přednášek XVII. ročníku mezinárodní konference. Ostrava: SPBI Ostrava s ISBN: Publikace z edice SPBI SPEKTRUM EDICE SPBI SPEKTRUM 65. SDRUŽENÍ POŽÁRNÍHO A BEZPE NOSTNÍHO INŽENÝRSTVÍ PETR KU ERA RUDOLF KAISER TOMÁŠ PAVLÍK JI Í POKORNÝ POŽÁRNÍ INŽENÝRSTVÍ DYNAMIKA POŽÁRU Požární inženýrství - Dynamika požáru Petr Kučera, Rudolf Kaiser, Tomáš Pavlík, Jiří Pokorný Kniha Požární inženýrství - dynamika požáru je určena všem odborníkům a studentům, kteří se zajímají o základy posouzení průběhu požáru v uzavřeném prostoru (tj. uvnitř stavebních objektů). Tato publikace přichází s konkrétním popisem vybraných statí dynamiky požáru, proto se zde objevují výpočtové postupy zaměřené na: - stanovení rychlosti uvolňování tepla, - výměnu plynů při požáru, - vznik a rozvoj sloupce zplodin při požáru (Fire Plume), - vrstvení kouře v prostoru, - odhad teplot uvnitř hořícího prostoru před a po celkovém vzplanutí (flashoverem), - vybrané úlohy ze sdílení tepla. cena 150 Kč Knihu lze objednat na nebo na tel.: Ostrava září

10 Vplyv hrúbky drevných prachov na teplotu vznietenia Effect of thickness of wood dust on the ignition temperature doc. Ing. Ivana Tureková, PhD. Ing. Jozef Harangozó Ing. Martina Buštorová Ing. Peter Vékony Materiálovotechnologická fakulta STU v Trnave Paulínska 16, Trnava, Slovenská republika ivana.turekova@stuba.sk, jozef.harangozo@stuba.sk, martina.bustorova@stuba.sk Abstrakt Článok sa zaoberá vplyvom výšky usadenej vrstvy drevného prachu na jeho vznietenie. Popisuje faktory, ovplyvňujúce parametre vznietenia (vlhkosť prachu, granulometrická analýza, čas do vznietenia), pričom hodnotiacim kritériom je výška vrstvy prachu. Experiment bol uskutočnený v súlade s normou STN EN : Elektrické zariadenia do priestorov s horľavým prachom, avšak s využitím podstatne vyšších hrúbok usadených prachov a sledovaním teplôt v rôznych vrstvách. Kľúčové slová Teplota vznietenia, drevný prach, usadená vrstva, sitová analýza, vlhkosť Abstract The article deals with the influence of the amount established layer of wood dust in the ignition. It describes the factors affecting the ignition parameters (dust, moisture, granulometric analysis, time to ignition), the evaluation criterion is the amount of dust layer. The experiment was carried out in accordance with STN EN : Electrical equipment in areas with combustible dust, but using a much higher thickness and tracking of dirt and dust temperatures in different layers. Key words Ignition temperature, wood dust, sedimentary layer, sieve, analysis, dampness a výbušnosti, na navrhovanie preventívnych opatrení, a tiež na prognózovanie následkov požiarov a výbuchov. [1] Experimentálna časť Meranie bolo vykonané na dvoch druhoch brúsnych drevných prachoch buk a dub, podľa normy STN EN : Elektrické zariadenia do priestorov s horľavým prachom. Časť 2-1: Skúšobné metódy. Metódy na stanovenie minimálnych teplôt vznietenia prachu. Metóda A. Veľkosti sledovaných a vyhodnocovaných hrúbok vrstiev boli 5 mm, 15 mm, 30 mm. Pred samotným stanovovaním vznietenia bola zistená vlhkosť stanovovaných vzoriek vybraných druhov drevných prachov. Sitovou analýzou sa určil podiel jednotlivých veľkostí frakcií v daných vzorkách. Vlhkosť prachu a veľkosť prachových častíc sú vstupné a ovplyvňujúce údaje pre stanovenie požiarno-technických vlastností. 1. Stanovenie vlhkosti vzoriek Stanovenie vlhkosti sa vykonávalo podľa normy STN : Drevo. Zisťovanie vlhkosti pri fyzikálnych a mechanických skúškach, výsledky. Zistená vlhkosť bukového prachu bola 1,002 %, dubového 0,884 %. Vlhkosť drevných prachov je významnou fyzikálnou veličinou, ktorá súvisí so šírením tepla v materiáloch. Čím je vlhkosť vyššia, tým rastie aj tepelná vodivosť, a tým rastie aj rýchlosť šírenia tepla v danom materiáli. [2] 2. Sitová analýza Pomocou sitovej analýzy bolo zistené približné percentuálne zastúpenie jednotlivých frakcií v daných vzorkách drevných prachov. Veľkosť častíc prachu vo veľkej miere vplýva na správanie sa prachu pri jeho horení. Na obrázkoch č. 1 a 2 sú výsledky granulometrickej analýzy testovaných prachov. Pre ďalšie testovanie boli použité frakcie s veľkosťou častíc menšou ako 500 μm. Častice, ktoré zostali na sitách s veľkosťou otvorov 500 μm (označený ako odpad na obrázkoch), už ďalej nebol použitý pri testovaní. Úvod Prach okrem nežiaducich zdravotných účinkov na človeka prináša nebezpečenstvo vzniku požiaru prípadne výbuchu, keď jeho koncentrácia v rozvírenom stave v zmesi so vzduchom je dostatočná na to, aby v prípade vzniku iniciačného zdroja došlo k jej zapáleniu. V usadenom stave (bez rozvírenia) môže za vzniku dostatočného tepla horúcich povrchov prísť k vznieteniu tejto vrstvy horľavého prachu a s ním sprevádzaný vznik požiaru. Teplota horúcich povrchov, potrebná na vznik vznietenia horľavých prachov je rôzna a je závislá aj na hrúbke usadenej vrstvy prachu. Preto je potrebné poznať teploty vznietenia rôznych druhov horľavých prachov, aby sa dalo predchádzať vzniku požiaru alebo výbuchu. Prach ako potenciálny zdroj požiaru alebo výbuchu Ak pevná látka je schopná reagovať s kyslíkom za vývinu tepla, po jej rozomletí vzniká horľavý prach, ktorý je schopný pri kontakte s iniciačným zdrojom a dostatočným množstvom oxidačného prostriedku spôsobiť požiar, a ak sa nachádza v rozvírenom stave, môže dôjsť aj k výbuchu. Existencia reálneho nebezpečenstva výbuchov a požiarov pri práškových materiáloch si vyžaduje dôsledné poznanie fyzikálnochemických a požiarno-technických vlastností. Požiarno-technické vlastnosti prachov slúžia na kvalitatívne porovnávanie horľavosti Obr. 1 Granulometrické zloženie vzorky bukového prachu Obr. 2 Granulometrické zloženie vzorky dubového prachu 342 Ostrava září 2010

11 Sitovou analýzou sa zistilo percentuálne zastúpenie rozmerových frakcií častíc v skúmanej vzorke prachu. Vyššie zastúpenie menších častíc charakterizuje schopnosť prachu vytvárať disperznú sústavu. Dispergovanejší prach má veľký povrch a chemickú aktivitu, a tým je prach horľavejší, preto o reálnych požiarno-technických vlastnostiach rozhoduje aj distribúcia častíc. Z obrázkov vyplýva, že v testovanej vzorke bukového prachu je najzastúpenejšou frakcia od μm, kým u dubového prachu rozhodujúce zastúpenie majú frakcie menšie ako 90 μm, čo bolo spôsobené vlastnou technológiou ich vzniku. Vzrastom jemnosti častíc prachu vzrastá aj ich výbušnosť, čo je spôsobené hlavne zväčšením povrchu a poklesom vzájomnej vzdialenosti častíc. Podmienkou vzplanutia a výbuchu je teda malá zrnitosť. Všeobecne častice menšie než 100 μm sa považujú za nebezpečné, nad touto hranicou horľavosť a výbušnosť prachu prudko klesá. [3] 3. Vplyv hrúbky prachovej vrstvy na zápalnosť prachu Meranie sa vykonávalo podľa normy STN EN : Elektrické zariadenia do priestorov s horľavým prachom. Časť 2-1: Skúšobné metódy. Metódy na stanovenie minimálnych teplôt vznietenia prachu. Metóda A (obr. 3). Podľa danej normy sa za vznietenie považoval prípad, kedy došlo k žeraveniu alebo plameňovému horeniu alebo bola pri skúške nameraná teplota vyššia ako 450 C, alebo došlo k otepleniu vrstvy o 250 C vyššie, než je teplota vyhrievaného povrchu. Za minimálnu teplotu sa považovala teplota horúceho povrchu, pri ktorej ešte došlo k vznieteniu vrstvy prachu pri stanovovanej hrúbke a pri nižšej teplote už k vznieteniu nedošlo. [4] Hoci teplota vznietenia je normovanou testovacou metódou, na základe predchádzajúcich výsledkov [5, 6, 7] cieľom bolo zistiť a porovnať teplotu vznietenia drevných prachov aj pri výške 30 mm (kde podľa normovanej metódy najvyššia výška vrstvy je 15 mm) a priebeh zmien teplôt v tejto vrstve vo výške, a to pridaním ďalšieho termočlánku. Okrem zaznamenaných teplôt bola sledovaný aj čas do vznietenia. Vzorky dubového a bukového prachu boli vložené do exsikátora na 48 hodín, k ďalšiemu testovaniu boli použité častice menšie ako 500 μm. Výsledky skúšky vznietenia usadenej vrstvy vzorky bukového prachu sú zaznamenané v tabuľke č. 1 a vrstvy vzorky dubového prachu v tabuľke č. 2 s vyznačením minimálnych teplôt vznietenia a času do vznietenia. Tab. 1 Výsledky skúšky vznietenia vzorky bukového prachu Hrúbka vrstvy [mm] Teplota povrchu [ C] Výsledok skúšky Doba pre vznietenie alebo dosiahnutie najvyššej teploty bez vznietenia [min] 330 vznietenie bez vznietenia bez vznietenia bez vznietenia bez vznietenia vznietenie vznietenie vznietenie bez vznietenia bez vznietenia bez vznietenia vznietenie vznietenie vznietenie bez vznietenia bez vznietenia bez vznietenia 95 Tab. 2 Výsledky skúšky vznietenia vzorky dubového prachu Hrúbka vrstvy [mm] Teplota povrchu [ C] Výsledok skúšky Doba pre vznietenie, alebo dosiahnutie najvyššej teploty bez vznietenia [min] 310 vznietenie vznietenie bez vznietenia bez vznietenia bez vznietenia bez vznietenia vznietenie vznietenie bez vznietenia bez vznietenia bez vznietenia vznietenie vznietenie bez vznietenia bez vznietenia bez vznietenia 102 Obr. 3 Schéma zapojenia prístrojov 1 - regulátor teploty; 2, 3 - multimeter; 4 - Almemo (prístroj na meranie teploty); 5 - pec; 6 - termočlánok vo vrstve prachu; 7 - kruh naplnený skúšaným prachom; 8 - termočlánok na povrchu vrstvy prachu; 9- termočlánok pre reguláciu teploty; 10 - počítač; 11 - termočlánok na záznam teploty platne počas skúšky Obr. 4 Závislosť teploty usadeného bukového prachu (30 mm, teplota povrchu 250 C) od času Ostrava září

12 Pri 30 mm-ovej hrubej vrstve boli zistené nižšie teploty vznietenia u oboch vzoriek prachov. Ďalšie testovanie bolo uskutočnené pri výške 30 mm (ktorú normovaná metóda neuvádza), a to pridaním termočlánku v strede výšky (15 mm) a v strede kruhového prierezu. (obr. 4 a 5). Obr. 5 Závislosť teploty usadeného dubového prachu (30 mm, teplota povrchu 240 C) od času Zhodnotenie nameraných výsledkov Stanovenie teploty vznietenia bolo uskutočnené na dvoch vzorkách brúsnych prachov dubovom a bukovom. Pred samotným testovaním bola stanovená vlhkosť vzoriek prachov a k analýze bolo odobratá tá časť zo sitovej analýzy, ktorej rozmery častíc sú menšie ako 500 μm. Pri stanovení bol dodržaný normovaný postup podľa metódy Hot plate, naviac ale bola zvýšená výška oproti testovanej metóde na 30 mm. Bolo potvrdené, že zvyšovaním výšky prachov z 5 mm na 30 mm sa teplota vznietenia znižuje, a to u bukového prachu o 80 C a u dubového prachu o 60 C (tab. 3). Porovnajúc výsledky s publikovanými prácami [6, 7], teploty vznietenia pre bukový prach vzájomne korešpondujú, u dubového prachu sú nižšie, čo je spôsobené hlavne vyšším zastúpením menších frakcií. Čas do vznietenia je významnou bezpečnostnou charakteristikou v prašných prevádzkach. V oboch testovaniach pri najvyššej výške dosiahol najvyššie hodnoty t.j. s rastúcou výškou klesá teplota vznietenia a čas do vznietenia narastal. Tab. 3 Minimálne teploty vznietenia vybraných druhov drevných prachov v závislosti od hrúbky usadenej vrstvy Druh drevného prachu Buk Dub Hrúbka vrstvy [mm] Minimálna teplota vznietenia [ C] Doba pre vznietenie v [min] je funkciou polohy termočlánku, ktorý je umiestnený v strede povrchu testovanej vzorky podľa normovanej skúšky. Preto vylepšením z hľadiska vlastnej skúšky by bolo potrebné na povrchu vzorky vytvoriť sieť aspoň 9-tich bodov v tvare mriežky a takto zaznamenávať teplotu vznietenia, čím by bolo vylúčené meranie teploty v jedinom bode. Záver Meraním bolo overené, že teplota vyhrievaného povrchu, na ktorej bola vrstva prachu uložená, sa znižovala v závislosti na zvyšovaní hrúbky prachovej vrstvy, t.j. čím vyššia bola hrúbka vrstvy usadeného drevného prachu, tým nižšiu teplotu bolo potrebné nastaviť na vyhrievanom povrchu, aby mohlo dôjsť k dostatočnému zahrievaniu vrstvy, a tým aj k prejavu vznietenia. Bolo zistené, že distribúcia častíc vplýva na výslednú teplotu vznietenia. I napriek tomu, že v bežných prevádzkach nie je predpoklad tvorby 30 mm-ovej vrstvy prachu, cieľom experimentu bolo zistiť závislosť teplotného správania sa vrstvy prachu od narastajúcej výšky a porovnať aj čas do vznietenia vzorky. Nemožno však okrem bezpečnostných opatrení (ochrana proti požiaru a výbuchu prachov v drevospracujúcich prevádzkach) zanedbať ani expozíciu zamestnancov prachom tvrdých drevín, ktoré kategorizujeme ako karcinogénny prach. Použitá literátura [1] BALOG, K., TUREKOVÁ, I.: Stanovenie požiarnotechnických vlastností potravinárskych prachov. In. Spektrum. 2008, ročník: 8, č.2, ISNN: [online]. [cit ; 22:19 SEČ]. Dostupné na internete: < shared/uploadedfiles/fbi/spektrum_2008_2.pdf> [2] STN : Drevo. Zisťovanie vlhkosti pri fyzikálnych a mechanických skúškach. [3] STN EN : Elektrické zariadenia do priestorov s horľavým prachom. Časť 2-1: Skúšobné metódy. Metódy na stanovenie minimálnych teplôt vznietenia prachu. Metóda A. [4] DAMEC, J. a kol.: Protivýbuchová prevence v potravinářství a zemědelství. Ostrava: Edice SPBI Spektrum, ISBN: [5] Tureková, I.: Study of high-temperature degradation by lignocelulose materials. - 1 st ed. - Dresden: Forschungszentrum Dresden - Rossendorf, s. ISBN: [6] Tureková, I., Balog, K. Slabá, I.: Štúdium požiarno-technických vlastností potravinárskych prachov. In: Vedecké práce MtF STU v Bratislave so sídlom v Trnave. Research papers Faculty of Materials Science and Technology Slovak University of Technology in Trnava. ISSN Č. 25 (2008), s [7] CONEVA, I.: Nebezpečenstvo vzniku požiaru a výbuchu dreveného prachu. In: Drevo a protipožiarna bezpečnosť. Zvolen, DF, KPO, ISBN: Možno konštatovať, že normovaná metóda je pomerne nepresnou metódou (zaokrúhľovanie výsledkov ± 10 C), pri testovaniach vznikajú ohniská žeravenia a ich zaznamenanie 344 Ostrava září 2010

13 Bleskové povodně - návrh metodiky stanovení ohrožení území a varovného systému Flash floods the prototype of methodology and application of the early warning system Doc. RNDr. Jan Unucka, Ph.D. 1 Ing. Veronika Říhová 1 Mgr. Ing. Michaela Hořínková 1 Ing. Ondřej Malek 1 Ing. Dušan Židek 2 Ing. Vladimír Fárek 3 1 VŠB-TU Ostrava, Hornicko-geologická fakulta 17. listopadu 15, Ostrava-Poruba 2 Český hydrometeorologický ústav, pobočka Ostrava K myslivně 3/2182, Ostrava-Poruba 3 Český hydrometeorologický ústav, pobočka Ústí n. Labem Kočkovská 18/2699, , Ústí nad Labem jan.unucka@vsb.cz, veronika.rihova@vsb.cz, ondrej.malek@vsb. cz, michaela.horinkova@vsb.cz, zidek@chmi.cz, farek@chmi.cz Abstrakt Bleskové povodně z přívalových srážek z roku 2009 a 2010 přinesly nezanedbatelné materiální škody a bezprostředně ohrozily zdraví či životy obyvatel. Povodňové riziko, jeho hodnocení a predikce patří mezi přírodními hazardy k nejlépe propracovaným, avšak co se týče povodní vyvolaných právě přívalovými dešti, je jejich předpověď stále velice obtížná. Přívalové srážky jsou z hlediska prostorového rozlišení numerických modelů běžně používaných v synoptické praxi jevem mimoměřítkovým. Významným problémem je taktéž fakt, že odtok srážkové vody se za takovýchto situací často odehrává mimo koryta toků. Jako vhodné východisko pro včasné varování před výskytem tohoto typu přírodního rizika se proto jeví řešení založené na komplexní analýze. Výstupem naší práce je návrh metodiky a systém včasného varování na základě efektivních analýz vstupních dat z NWFS a meteorologických radarů pomocí GIS a hydrologických modelů na rozdíl od lokálních varovných systémů. Klíčová slova Přívalová srážka, blesková povodeň, GIS, hydrologické modely, varovné systémy Abstract Flash floods from the severe storms that have occurred in years 2009 and 2010 brought material damages and risk for the affected areas inhabitants. Flood risk assessment and prediction are well-developed solutions of the natural hazards but flash floods from severe storms are quite complicated issue in the sense of their proper prediction. Flash floods are beyond the resolution of the numerical weather forecast systems (NWFS). Another big issue is fact, that runoff of flash floods is frequently outside of the river channels. The complex and multi-perspective analysis of the landscape response to the severe storm and high precipitation intensity seems to be effective basis. Results of our work is the prototype of methodology and application of the early warning system based on GIS, hydrological modeling and effective analysis of the radar and NWFS products, which could work in the regional scale opposite to local early warning systems. Key words Convective rainfall, flash flood, GIS, hydrologic models, warning systems Úvod, motivace Přívalové srážky a bleskové povodně byly ve středoevropském prostoru často považovány za určitou anomálii, jejíž výskyt patří spíše do tropických oblastí a u nás nastane jen s malou pravděpodobností. Přesto situace z minulých let jasně naznačují, že je to jev, s jehož výskytem je lépe počítat (červen Dřevnice a Vsetínská Bečva, červen Litavka, červen povodí Opavy na Bruntálsku, červenec Dědina a Bělá na Rychnovsku, srpen 2005 Olše, červen Luha a Jičínka v povodí Odry a konečně červen Kamenice v povodí Labe). Přívalové srážky neboli srážky konvektivní (často také označovány jako přívalové deště) jsou jevem prostorově a časově omezeným a tedy problematickým hned z několika hledisek, přičemž ta nejdůležitější hlediska jsou (upraveno podle Řezáčová et al. 2007, Wohl ed. 2000): - obtížná lokalizace místa a času spadu přívalových dešťů pomocí numerických atmosférických modelů (NWFS) typu ALADIN, WRF/MM5, GFS - obtížná měřitelnost přesného úhrnu takového typu srážky srážkoměrnou sítí z důvodu omezeného prostorového dosahu srážkoměrů či reprezentativnosti jejich umístění Z hlediska meteorologické prognózy a numerických atmosférických modelů se jedná o tzv. mimoměřítkový jev (jev pod prostorovou rozlišovací schopností numerických modelů), což se často řeší pomocí tzv. downscalingu a změnami prostorového rozlišení modelových domén. Tyto faktory vedou nutně k tomu, že záchranné profesionální či dobrovolnické sbory reagují na kusé a nepřesné informace o výskytu, charakteru a dalším vývoji této situace, což často snižuje možnosti efektivního a včasného plánovaní zásahů. Z výše uvedeného je tedy zřejmé, že se jedná o jev, který nelze podceňovat a hledání adekvátního mechanismu pro včasné varování a zmírnění dopadů tohoto jevu je na místě. Existuje několik přístupů, jedním z hojně zmiňovaných jsou lokální varovné systémy. Ty mohou vcelku dobře posloužit v rámci menšího územního rozsahu, pro ČR jako celek je však nutno hledat jiné efektivní řešení. Toto řešení musí být dostatečně přesné, rychlé a robustní, tedy relativně nenáročné na operativní vstupní data. Přídavnou hodnotou by pak měla být modularita řešení, tzn. možnost dalšího rozšíření dle aktuálních potřeb provozovatele. Tato hlediska byla zohledněna při vývoji metodiky stanovení zranitelnosti území vůči přívalové srážce transformované finálně do vývoje prototypu aplikace pro operativní stanovení zranitelnosti území během různých hydrosynoptických situací a tedy různých variant výskytu přívalových srážek. Tato aplikace svou podstatou a zaměřením tedy podporuje vznik operativního varovného systému využívaného kompetentním orgánem s dostatečným odborným zázemím. Práce výzkumného týmu na metodice a prototypu finální aplikace lze rozdělit do základních 4 skupin: 1. Zpracování dat o území s pomocí geografických informačních systémů (dále jen GIS), tvorba specializovaných odvozených GIS vrstev v ArcGIS, GRASS GIS a SAGA GIS. 2. Výstavba distribuovaných hydrologických modelů s využitím vrstev vytvořených v bodě Simulace vlivu přívalové srážky na území s pomocí GIS a hydrologických modelů a stanovení koeficientů pro jednotlivé Ostrava září

14 faktory ovlivňující zranitelnost území vůči přívalové srážce. 4. Výstavba a testování finálního prototypu aplikace. Prototyp aplikace je schopen determinovat zranitelnost území vůči nadcházející či probíhající srážce v rozsahu celé ČR a v míře detailu dle potřeb zadavatele/uživatele. Výpočet je relativně rychlý v závislosti na hardwarovém vybavení. Na běžné pracovní stanici může výpočet trvat pouze několik minut, s využitím technologií HPC (High Performance Computing) a paralelních výpočtů se efektivita a rychlost této technologie znásobuje. Výstupem je pak GIS mapa či obrázek zranitelnosti území, kde budou klasifikovány nejvíce ohrožené oblasti povrchovým odtokem a dalšími doprovodnými jevy (např. odtokem erodovaných půdních částic apod.). Příslušný orgán pak bude moci včas vytipovat nejvíce ohrožená území a vydat výstražné zprávy v souladu s legislativním rámcem Hlásné a předpovědní povodňové služby (HPPS). Hlavní výhodou tohoto přístupu je kontinuální pokrytí libovolného území (na rozdíl od lokálních varovných systémů) a rychlost výpočtu i pro větší územní celky. Další výhodou tohoto přístupu je prakticky neomezená možnost aktualizace vstupních dat a tedy udržování aplikace ve stavu reflektujícím aktuální přírodní a hydrologické podmínky na povodí. Aplikaci lze pak v tomto kontextu charakterizovat jako nástroj včasného varování a vytipování zranitelných míst, na které se lze v další iteraci zaměřit v analýzách pomocí distribuovaných hydrologických modelů. Jako vstup srážek může být implicitně používán radarový snímek díky jeho nejlepšímu podchycení prostorové variability srážky. Vstupem však může být i predikovaná srážka z atmosférického modelu typu ALADIN, popř. dalšího při dodržení formátu dat (rastr, souřadný systém atd.). Interpolovaný rastr srážek naměřených staniční sítí může do aplikace vstoupit taktéž, byť tato varianta vstupních dat není pro konvektivní srážky příliš vhodná. Finálním výsledkem je tedy nástroj, který s využitím primárních a odvozených GIS vrstev, koeficientů stanovených s pomocí hydrologických modelů a datovou vrstvou vstupní srážky určité intenzity a trvání odvodí zranitelná území. Tedy území, kde se dá s velkou měrou pravděpodobnosti očekávat deficit v kapacitě území pojmout tuto srážku a transformovat ji na méně ničivé formy odtoku (odtok podpovrchový, soustředěný odtok v korytech toků a inundacích). Také nechráněná zemědělská půda nebo půda s nevhodnou kulturou může finální jev zhoršit zvýšenou erozí během přívalové srážky a transportem erodovaných sedimentů do nižších poloh. Potenciál GIS na úrovni analýz zranitelnosti území Geografické informační systémy se v hydrologii a vodním hospodářství používají již delší dobu a bez nadsázky lze konstatovat, že zejména v kombinaci s hydrologickými modely představují jednu z nejpokročilejších aplikací geoinformačních technologií. Tento potenciál ještě umocňuje využití dálkového průzkumu Země (DPZ). Pokud proces vzniku bleskové povodně z přívalových dešťů abstrahujeme do základních mechanismů a parametrů, lze jeho charakter a průběh označit za výslednici parametrů reliéfu, půd, vegetačního krytu, intenzity a délky trvání příčinné srážky a předchozích hydrologických podmínek na povodí. Tento základní soubor determinuje výšku povrchového odtoku a jeho případnou extremitu. Zároveň pro všechny tyto parametry či procesy představuje GIS vhodný a efektivní nástroj, přičemž nelze zanedbat i grafickou úroveň výstupů a jejich geografický aspekt, což mj. umožňuje lokalizaci a interpretaci sledovaného jevu i pro laiky. Úlohu GIS lze tedy rozdělit do čtyř základních skupin: 1. předběžné analýzy území a stanovení zranitelnosti území, 2. zpracování operativních geodat pro účely hydrologického modelování (např. radarové odhady srážek), 3. schematizace povodí pro hydrologické modely (semidistribuované a distribuované), tzv. preprocessing, 4. vizualizace výstupů hydrologických modelů, tzv. postprocessing. Povrchový odtok je spolu s podpovrchovým odtokem, jenž se dále dělí na hypodermický odtok (interfl ow) a odtok v nasycené zóně (tzv. základní odtok neboli basefl ow) jedním ze základních mechanismů srážkoodtokového procesu v povodí. Jak již bylo zmíněno výše, povrchový odtok vzniká překročením infiltrační kapacity půdy (infiltration excess, tzv. Hortonův odtok neboli Hortonian fl ow), překročením retenční kapacity (odtok ze saturace, saturation excess neboli Dunneho odtok) a opětovnou exfiltrací vody v nižších částech svahu (return fl ow). Pokud je překročena infiltrační kapacita půdy, je charakter povrchového odtoku ovlivňován zejména morfometrií terénu. Pro stanovení hlavních morfometrických charakteristik lze využít analytických nástrojů ArcGIS a jeho extenzí, GRASS GIS a SAGA GIS. Existují i další produkty a nástroje, jako je např. TAPES či SEXTANTE GIS (extenze pro OpenJUMP), přesto lze označit první tři zmíněné softwarové produkty za ty nejrozšířenější, mimo jiné také proto, že mají přímou vazbu na srážkoodtokové modely, což je nezanedbatelný faktor. Pomocí různých algoritmů se z digitálního výškového modelu území (dále DEM) získávají mimo jiné parametry Flow direction (dále FD) - směr odtoku a následně Flow accumulation (dále FA) akumulace odtoku. FD určuje způsob, směr jakým je uskutečněn odtok z buňky do další/dalších níže položených buněk a globálně tak modeluje tok materiálu terénem. Takto lze hovořit o cestě, dráze odtoku tzv. fl owpath. FA potom určuje, kolik materiálu (vody) proteče každou buňkou. Čili kolik buněk je odvodňováno přes konkrétní buňku. Protože jsou buňky navzájem spojené, lze určit kumulativní množství materiálu, který projde každou buňkou. Jeli hodnota každé buňky rovna jedné, lze hovořit o tzv. upstream element map. Po vynásobení každé buňky patřičným akumulačním operátorem lze určit množství materiálu, který projde buňkou v (kvazi)reálném prostředí. V principu se FD určuje dvěma skupinami metod (Wilson et Gallant 2000, Fárek et Unucka 2010): - SFD Single fl ow direction každá buňka má odtok pouze do jedné sousední, níže umístěné buňky - MFD Multiple flow direction odtok z buňky je umožněn do více níže položených buněk, disperzní odtok. V momentě, kdy je uspokojivě realizován rastr se směry a akumulacemi odtoků, tzv. local drain direction map, je možné pro získání reálného odtoku vynásobit buňky příslušnými akumulačními operátory. Ty podle použitého modelu různými postupy a za použití řady rovnic (Saint Venant, Manning, Green-Ampt, Horton) popisují a vyčíslují zbylé skupiny dat (Fárek et Unucka 2010). Z těchto principů lze pak odvodit základní požadavky na kvalitu DEM: Dostatečné rozlišení nejen v horizontálním směru, ale zejm. ve vertikálním. Z tohoto pohledu je běžně používaný DMÚ 25 často nevhodný. Neporušené údolnice (vznikají zejména, je-li šířka údolnice menší než rozlišení DEM). Minimum výskytů nebo lépe absence depresí vzniklých špatnou interpolací při tvorbě DEM. Absence výskytů tzv. One-cell pits - u některých typů interpolace se objevuje ztráta údaje o výšce v jednotlivých buňkách. Krom těchto základních analytických operací je pro tvorbu relevantních vrstev zranitelnosti území vůči přívalovým srážkám a také preprocessing dat pro potřeby srážkoodtokových modelů provést i další analýzy pomocí specializovaných nástrojů, jako jsou např. moduly r.watershed, r.terrafl ow, r.topidx nebo r.slope.aspect pro GRASS GIS či skupina modulů Terrain Analysis v SAGA 346 Ostrava září 2010

15 GIS. Pomocí těchto nástrojů lze odvodit další důležité parametry terénu a případně připravit data pro srážkoodtokové modely typu TOPMODEL či SIMWE. Přímou schematizaci povodí pro potřeby srážkoodtokových modelů pak umožňují nástroje ArcGIS/ HEC-GeoHMS (pro model HEC-HMS), SAGA GIS (pro modely TOPMODEL a IHACRES), specializované extenze ArcView GIS 3.x (pro modely SWMM, HEC-HMS) nebo WMS (pro modely GSSHA, HEC-1 a HSPF). Možnosti modelování bleskových povodní v hydrologických modelech Pro tento typ analýz se bezesporu nejvíce hodí distribuované srážkoodtokové (s-o) modely. Distribuovaný srážkoodtokový model představuje ve své podstatě systém, kdy je modelovaná doména (území) rozděleno na rastr (grid) s buňkami o určité velikosti (rozlišení gridu) a těmto buňkách jsou přiřazovány parametry z hlediska srážkoodtokového procesu, výpočet probíhá na úrovni horizontální a vertikální komunikace těchto buněk a konečně jsou pro jednotlivé buňky vizualizovaný i výsledky modelu (simulace). Výhodou distribuovaných modelů je tedy zejména detailnější parametrizace území a dále pak menší zatížení chybou na úrovni vstupních srážek primárně prostorová data např. z družic nebo meteorologických radarů se neinterpolují, ale jsou reprezentována dalším souborem buněk s hodnotami vstupní srážky. Nevýhodou je často absence dat o dostatečné kvalitě, což je faktor, u kterého lze pozorovat zejména v posledních letech znatelné zlepšení. Mezi tento typ modelů lze zařadit např. programové prostředky MIKE SHE, GSSHA, SIMWE, TOPMODEL s tím, že se jedná o srážkoodtokové modely různého stupně komplexity z hlediska simulovaných procesů a uživatelského rozhraní. Dalším faktorem je i platforma OS a GIS, na které jsou uvedené programové prostředky schopny provozu. Některé modely jsou primárně určeny pro OS Windows a platformu ESRI, jiné pro OS UNIX/Linux a platformu GRASS. Některé semidistribuované modely typu HEC-HMS umožňují i částečný distribuovaný režim pro vybrané hydrologické parametry nebo srážkové vstupy např. import gridů radarových odhadů srážek ze sítě NEXRAD. Dalším důležitým faktorem je i možnost komunikace konkrétního programového prostředku s ostatními moduly a modely. V tomto ohledu nabízejí nejpokročilejší možnosti produkty DHI / MIKE a USACE / HEC. Programové prostředky těchto konsorcií umožňují vzájemnou komunikaci srážkoodtokových a hydrodynamických modelů a to jak na úrovni uživatelských, tak na úrovni serverových řešení. Nejkomplexnější nástroje v tomto ohledu z pohledu uživatelů představují platformy ArcHydro (ESRI + HEC) a MIKE FLOOD. Na úrovni serverových řešení je to opět ArcHydro (Maidment et al. 2002, Unucka 2010), a nebo systém Floreon+ (Martinovič et al. 2008, Unucka et al. 2009), na jehož vývoji se podílí i kolektiv autorů. MIKE FLOOD představuje nedocenitelný potenciál zejména v urbanizovaných územích, kdy se do výsledné hydrologické situace propaguje i vliv kanalizačních systémů. Obrázek 1 demonstruje možnosti nejkomplexnějšího s-o modelu MIKE SHE. Výhodou tohoto integrovaného prostředí je zejména to, že projekt s-o modelu lze budovat modulárně. Lze postupovat od nejjednodušší varianty pouze s DMR a vstupní srážkou, která zanedbává spoustu komponent s-o procesu (intercepce, evapotranspirace, infiltrace, perkolace, základní odtok) až po variantu, která všechny tyto komponenty implementuje a numericky či analyticky řeší, popř. přímo komunikuje s hydrodynamickým modelem MIKE 11. Rastrové výsledky je přitom možné exportovat do GIS a dále vizualizovat či analyzovat. Obr. 1. Výstup z modelu MIKE SHE (rastr povrchového odtoku), horní část povodí Odry TOPMODEL (angl. TOPography based hydrological MODEL) je vyvíjen od 70. let minulého století a hlavní ideou tvůrce tohoto modelu prof. Keitha Bevena je, aby byl model transparentní a snadno přizpůsobitelný požadavkům uživatele tak, aby parametrizace modelu a simulace vybraných jevů co nejvíce reflektovala podmínky aktuálního povodí. Je tedy zjevné, že primární roli zde hraje topografie povodí, byť jsou ostatní parametry (hydraulické vlastnosti půdního profilu apod.) v dostatečné míře parametrizovány a v simulaci zahrnuty rovněž. TOPMODEL je vyvinut nejen jako modul pod GRASS GIS a SAGA GIS (nebo dále i hydrologické modely jako WIS nebo HyGIS), ale i jako samostatný programový prostředek. Jeho demo verze a zkušební balík dat je volně ke stažení na www stránkách Lancaster University: Modul r.topmodel je již implicitně zahrnut jako modul TOPMODEL ve verzi GRASS GIS a vyšší, popř. jako modul TOPMODEL v SAGA GIS. Tento srážko-odtokový model řeší predikci překročení retenční a infiltrační kapacity a následně vznik povrchového a hypodermického odtoku. Jedná se o plně distribuovaný (GRASS) nebo semidistribuovaný model (samostatná instalace mimo prostředí GIS). Mezi hlavní kapacity modelu patří i možnost kalibrace parametrů pomocí simulace Monte Carlo (Beven 2002, 2009). Vstupní parametry modelu zahrnují hydrologická a topografická data a parametry. Požadovaná hydrologická data jsou srážky, evapotranspirace a údaje o proudění. Základním topografickým vstupem je DEM simulovaného povodí, který dále slouží pro výpočet topografického indexu a některých dalších charakteristik povodí. Výstup z modelu TOPMODEL ilustruje obrázek 2. Obr. 2. Výstupy z programového prostředku TOPMODEL, povodí Červíku v Beskydech Ostrava září

16 Obr. 3. Výstup z modelu SIMWE v GRASS povodí horní Ostravice Všechny tyto výstupy spolu s odvozenými GIS vrstvami jsou podkladem pro mapy zranitelnosti území, jejichž tematický obsah může být snadno přizpůsoben požadavkům provozovatele. Možnosti modelování bleskových povodní v řešení typu klientserver Toto řešení má své silné opodstatnění vyplývající zejména z následujících hledisek: 1. přenesení náročných výpočtů z pracovní stanice na výkonný server či cluster, 2. minimalizace nároků na (geo)informatické znalosti uživatele (odběratele informace), 3. možnost paralelních výpočtů a scénářů (např. co se stane, když bude srážkový úhrn dvojnásobný ), 4. modulární řešení a logika systému minimalizují chyby vzniklé z nízkého stupně uživatelské erudice či faktoru stresu během extrémní situace. I když nelze v tuto chvíli rozhodně tvrdit, že je toto řešení příslovečným všelékem, projekty typu ArcHydro, FAS3 či Floreon+ poukazují na jeho životaschopnost. Další informace o projektu ArcHydro lze nalézt na odkazu: O projektu FAS3 pak lze nalézt informace na odkazu: V poslední době je zajímavou aktivitou Flash Flood Guidance NOAA, jejíž stěžejní principy reflektuje i aktuální přístup ČHMÚ ve vztahu k bleskovým povodním: Zatímco zahraniční projekty ArcHydro či FAS3 jsou do značné míry závislé na platformě OS či GIS řešení (ESRI), projekt Floreon+ byl od svého začátku definován a budován jako modulární. Každý GIS nástroj i hydrologický model je zde pouze modulem, který má definována svá komunikační rozhraní v rámci architektury systému, která je otevřená a odehrává se pomocí webových služeb. To značnou měrou usnadňuje paralelizaci výpočtů, popř. distribuci systému na více strojů. Tyto faktory pak umožňují splnit to základní kritérium rychlost výpočtu a vydání předpovědi. (Unucka, Martinovič et al. 2009). Další informace lze nalézt na odkazu: Takto navržené a vybudované řešení pak splňuje několik důležitých vlastností ve vztahu k bleskovým povodním: 1. rychlost výpočtu (HPC, clustery) 2. paralelní výpočty (současný výpočet několika srážkoodtokových modelů či modelu s různými parametry) 3. automatická oprava chyb a výpadků ve vstupních datech, náhrady vstupních dat apod. 4. možnost budování znalostní báze pro zvýšení spolehlivosti a kapacit expertního systému 5. automatická produkce GIS vrstev pro vizualizace na straně klientů 6. možnost nastavení uživatelských profilů a tím i styl komunikace klienta se serverem, popř. možností jeho zásahu do výpočtu V tomto systému je tedy plně distribuovaný model typu MIKE SHE, SIMWE, GSSHA či TOPMODEL jen dalším výpočetním modulem a po návrhu jeho komunikačních rozhraní je pak plně provozuschopný v rámci celé infrastruktury systémy. Závěr Výše uvedené se snažily ilustrovat potenciál GIS a numerických modelů pro analýzy odezvy povodí na konvektivní (přívalovou) srážku. Pokud se tento potenciál vhodně kombinuje s adekvátními výstupy z NWFS (Numerical Weather Forecast Systems) typu GFS a ALADIN či metodami velmi krátkodobé předpovědi (tzv. nowcastingu), jaké v ČR představuje systém COTREC, lze vybudovat prediktivní nástroj, který má ve srovnání s lokálními varovnými systémy hned několik výhod. Tou nejdůležitější je právě onen prediktivní prvek, který představuje výhodu časové rezervy před nástupem samotné přívalové srážky a její propagace v povodí. Další výhodou je prostorová nezávislost a neomezenost podobného systému je přenositelný na jiná území a velikost modelovaného území je omezena prakticky jen výkonem pracovní stanice či serveru. Jakkoliv lokální varovné systémy nelze zavrhovat, mj. i pro jejich psychologický efekt v opakovaně postižených oblastech, systémové řešení založené na interoperabilitě GIS a hydrologických modelů je pro větší územní celky v současnosti to nejefektivnější. Systémy jako ArcHydro, FAS3 nebo Flash Flood Guidance NOAA v zahraničí na tuto skutečnost dostatečným způsobem poukazují. Je proto nasnadě, že tyto komplexní systémy jsou minimálně vhodným doplňkem lokálních varovných systémů. Vybudování i provoz podobného systému pro větší územní celky je daleko levnější než budování a propojení lokálních varovných systémů. Důležitým argumentem je i fakt, že čidlo jakéhokoliv typu představuje bodové měření, kdežto systémy využívající GIS a numerické modely měření prostorové a zároveň možnost importu predikce klíčových meteorologických prvků. Autorský kolektiv se snažil poukázat na principy a potenciál kombinace GIS a hydrologických modelů na úrovni varovných systémů pro bleskové povodně. Dosavadní testy na pracovních stanicích a postupná implementace těchto nástrojů do serverového řešení dle jejich názoru pomůže zkoumat tyto fenomény a také chránit obyvatelstvo, majetek i krajinu jako takovou. Příspěvek vznikl díky podpoře z grantového úkolu VŠB-TUO SP/ , za což by autoři rádi poděkovali. Literatura [1] Bedient, P.B., Huber, W. C., Vieux, B. E. (2007): Hydrology and Floodplain Analysis. Lodnon, Prentice Hall. [2] Beven, K. (2002): Rainfall-runoff modelling. The Primer. Chichester, Wiley. [3] Beven, K. (2009): Environmental Modelling: An Uncertain Future? London, Routledge, 310 s. ISBN: [4] Fárek, V., Unucka, J. (2010): Modelování povrchového odtoku v extrémním reliéfu. In: Sympozium GIS Ostrava. Sborník s. ISBN: [5] Martinovic, J., Vondrak, I., Kozusznik, J., Stolfa, S., Unucka, J. (2008): FLOREON - System for flood prediction. In: ECMS. Ed. Louca LS; Chrysanthou Y; Oplatkova Z; Al Begain K. Nottingham University: European Council of Modeliling & Simulation, School Computing & Mathematics. ISBN: Ostrava září 2010

17 [6] Neteler M., Mitasova H. (2008): Open Source GIS; A Grass GIS Approach Third Edition. Springer Science. [7] Řezáčová, D. et al. (2007): Fyzika oblaků a srážek. Praha, Academia. 574 s. ISBN: [8] Sir, B., Richnavsky, J., Bobal, P., Duricha, M., Podhoranyi, M., Unucka, J. (2009): Modelling of erosion-sedimentaion processes caused by extreme hydro-meteorological situation using GIS. Acta Montanistica Slovacica [9] Unucka, J. (2008): Modeling of the Forest Impact on the Rainfall-Runoff Relations and Water Erosion with the GIS Support. In: Vodní hospodářství, 7/2008, [10] Unucka, J., Martinovic, J., Vondrak, I., Rapant, P. (2009): Overview of The Complex and Modular System FLOREON+ for Hydrologic and Environmental Modelling. In: BREBBIA C.A. ed. (2009): River Basin Management V (Transactions on Ecology and the Environment). Wessex, WIT Press. 432 s. ISBN: [11] Unucka, J. et al. (2010): Bleskové povodně - návrh metodiky stanovení ohrožení území a varovného systému. In: Sympozium GIS Ostrava. Sborník s. ISBN: [12] Wilson, J.P., Gallant, J.C. (2000): Terrain Analysis. Principles and Applications. London, John Wiley & Sons. 479 s. ISBN: [13] Wohl, E.E. ed. (2000): Inland Flood Hazards. Human, riparian and aquatic communities. Cambridge, Cambridge University Press. 498 s. ISBN: Publikace z edice SPBI SPEKTRUM EDICE SPBI SPEKTRUM 66. SDRUŽENÍ POŽÁRNÍHO A BEZPE NOSTNÍHO INŽENÝRSTVÍ ANDRZEJ MIZERSKI MIROS AW SOBOLEWSKI BERNARD KRÓL HASICÍ P NY Hasicí pěny Andrzej Mizerski, Mirosław Sobolewski, Bernard Król Publikace podává komplexní informaci o v současné době dostupných pěnidlech, jejich vlastnostech a metodách jejich zkoušení. Zabývá se návrhem použití pěn a jejich kvantifikací. Publikace se zabývá výpočty intenzity dodávky hasicích pěn, uvádí i doporučení firem vyrábějících pěnidla. Další část publikace je věnována zařízením pro podávání pěn. Publikace je určena příslušníkům HZS, technikům a inženýrům požární ochrany, ale také specialistům požární ochrany zejména v průmyslových závodech a v neposlední řadě studentům oboru požární ochrana. S ohledem na dobu zpracování publikace plně nekoresponduje s předpisy a normami, které nabyly platnost v posledních dvou letech. cena 160 Kč EDICE SPBI SPEKTRUM 67. SDRUŽENÍ POŽÁRNÍHO A BEZPE NOSTNÍHO INŽENÝRSTVÍ VÁCLAV KRATOCHVÍL MICHAL KRATOCHVÍL ŠÁRKA NAVAROVÁ JI Í CHMEL TLAKOVÉ LÁHVE Z HLEDISKA POŽÁRNÍ BEZPE NOSTI Tlakové láhve z hlediska požární bezpečnosti Václav Kratochvíl, Michal Kratochvíl, Šárka Navarová, Jiří Chmel Publikace je určena nejen studentům středních a vysokých škol v oboru požární ochrana nebo profesionálním či dobrovolným hasičům, ale všem lidem, kteří ke své práci potřebují získat dostatečné množství informací v rozsáhlé problematice týkající se oblasti tlakových láhví. Je tedy vhodným zdrojem informací i pro zpracovatele požárně bezpečnostních řešení, projektanty, osoby odborně způsobilé, risk managery, preventisty požární ochrany, členy preventivních požárních hlídek, skladníky, řidiče, svářeče, stavbyvedoucí a mnohé další profese. Tlakové láhve jsou pomocníkem a při dodržování stanovených pravidel pro zacházení s nimi jsou bezpečné. Cílem autorů je zdůraznit nutnost dodržování zásad pro plnění láhví, jejich dopravu, skladování, ukládání, manipulaci, označování, manipulaci a odběr plynu. Současně jsou uvedeny možné důsledky, které mohou nastat při nedodržení stanovených pravidel, protože téměř všechny mimořádné události spojené s tlakovými láhvemi mají vazbu na selhání lidského faktoru. cena 200 Kč Knihy lze objednat na nebo na tel.: Ostrava září

18 Šíření požáru po fasádách obložených aluplastovými výrobky Ing. Pavel Vaniš, CSc. Centrum stavebního inženýrství, a.s., požárně technická laboratoř Pražská 16, Praha 10 Abstrakt Tento příspěvek je volným pokračováním přednášek z dílny Centra stavebního inženýrství a.s. na téma vertikální šíření požáru po fasádách a bude věnován aplikaci požadavků článku normy ČSN na lehké obvodové pláště budov povrchově kryté aluplastovými výrobky. Klíčová slova Obvodové stěny, reakce na oheň, aluplastové desky. Článek specifikuje zvláštní případy, kdy lze obvodové stěny hodnotit jako konstrukční části druhu DP 1, aniž by musely splňovat základní požadavky pro určení druhu konstrukčních částí vymezené v článku výše uvedené normy, tj. zajištění nehořlavými stavebními výrobky. Podle článku mohou být obvodové stěny hodnoceny jako konstrukční části druhu DP1 i v těchto případech: a) nosná část obvodové stěny zajišťující stabilitu objektu, nebo jeho části musí být z výrobků třídy reakce na oheň A1, popř. A2 v souladu s 3.2.3b); stejná skladba výrobků musí být i u obvodových stěn, které nezajišťují stabilitu objektu nebo jeho části, avšak tvoří nosnou konstrukci vlastní obvodové stěny; rovněž z vnitřní strany obvodové stěny je užito výrobků třídy reakce na oheň A1, popř. A2, b) požární úseky, které mají v obvodové stěně otvory (okna apod.), umožňující výtok kouře (horkých plynů) popř. plamenů z vnitřního požáru, mají samočinné stabilní hasící zařízení, c) vnější části obvodových stěn podle bodu a) mohou být z výrobků i třídy reakce na oheň B (třída reakce na oheň se týká jednotlivých výrobků - materiálů, tedy povrchové vrstvy, tepelně izolační vrstvy atd.), pokud: - stěna není v požárně nebezpečném prostoru požárního úseku jiného objektu, - stěna je s touto vnější povrchovou úpravou v objektu s požární výškou h p do 22,5 m, aniž by přesáhla úroveň stropní konstrukce podlaží odpovídající této výšce, - vnější povrchové úpravy (včetně i tepelně izolační části) musí být uchyceny na nosné části obvo dové stěny podle bodu a); případné provětrávací mezery v povrchových vrstvách, popř. jiné úpravy, nesmí umožnit šíření požáru (horkých plynů apod.) mimo hranici požárního úseku na obvodové stěně, - index šíření plamene i p = 0 mm/min, d) v těch případech, kde není splněn bod b), nebo kde obvodová stěna přesahuje výšku hp podle bodu c), popř. kde začíná stěna podle bodu c) nad terénem v úrovni zakládací lišty, nebo ve stěně jsou okenní a jiné otvory, musí být zkouškou podle ISO prokázáno, že nedojde k šíření plamene po vnějším povrchu, nebo po tepelné izolaci obvodové stěny přes úroveň 0,5 m od spodní hrany zkušebního vzorku. Aby obvodové stěny byly hodnoceny jako konstrukce DP1 musí být splněny body a) + b) + c), nebo bod d). Potud znění normy. A nyní trochu o aluplastových výrobcích. Již z názvu je patrné, že se jedná o sendvičové výrobky, ve kterých je plastové jádro oboustranně kryté hliníkovými plechy/fóliemi tloušťky v desetinách milimetrů. Obvyklá celková tloušťka desek bývá do 6 mm. Jedná se o moderní stavební výrobek, klimaticky odolný, lehce opracovatelný, vyvinuté montážní systémy umožňují jeho rychlé upevnění na fasádu. Z požárního hlediska má však jeho použití ve stavbách mnohá úskalí. Vyrábí se zhruba ve třech kvalitách jádra. Nejlevnější variantou je standardní protipožárně neupravený polyetylén. Druhou, dražší variantou je polyetylén obsahující až 80 % anorganického plniva na bázi vápence, který patří mezi aditivní retardéry hoření a zlepšuje požárně technické charakteristiky, zejména omezuje odkápávání hořící taveniny a snižuje množství tepla uvolněného při hoření. Třetí a nejdražší variantou jsou desky keramickým jádrem, které mají sice nejlepší požární vlastnosti, bývají zařazovány do třídy reakce na oheň A2, ale kromě vysoké ceny jsou také nejhůře opracovatelné. Na stavbách v ČR jsou používány pouze výjimečně. V tomto příspěvku se jimi nebudeme dále zabývat. Reakce na oheň aluplastových (nekeramických) desek je kromě kvality polyetylénového jádra ovlivněna i tloušťkou a kvalitou hliníkových plechů. Jedná o výrobky hořlavé a jako takové jsou podrobovány mimo jiné zkoušce podle ČSN EN SBI. Zkouší se tedy celý sendvič a tloušťka a kvalita hliníkového plechu může výrazně oddálit zapálení hořlavého jádra, tím zmenšit hodnotu FIGRA a zlepšit celkovou klasifikaci výrobku. V závislosti na přítomnosti a účinnosti retardardérů hoření v jádře a na tloušťce a kvalitě hliníkových plášťů desek jsou aluplastové desky vyskytující se na českém trhu klasifikovány od třídy reakce na oheň E až po třídu reakce na oheň B. Na stavbách se můžeme setkat se španělským výrobkem ALUCOBOND FR, který s rezervou vyhovuje třídě reakce na oheň B (pozor existuje i ALUCOBOND bez FR). Stejně tak se zde můžeme setkat s řadou výrobků dovážených s Asie, které sotva vyhoví třídě reakce na oheň E. Reklama a klamavá dokumentace, která doprovází tyto výrobky je však často deklaruje jako nehořlavé. Naše požárně technická laboratoř se poprvé setkala s aluplastovými deskami před zhruba 15 lety ještě za působení pod Technickým ústavem požární ochrany MV ČR, a to při vývoji zkoušky později normalizované jako ISO Při zkoušce aluplastových desek nás překvapily několikametrové plameny a proudy hořící taveniny vytékající ze spojů desek vystavených zdrojům zapálení. Na základě této zkušenosti se začaly na stavbách používat aluplastové desky ohraněné, kdy se řezná plocha s obnaženým jádrem vzdálí od povrchu fasády o několik centimetrů a zkouška podle ISO byla kmenovou normou ČSN zavedena pro zkoušení spojů. Některé aluplastové desky pak byly zatříděny posudkem dokonce do druhu konstrukčních částí DP 1. Novela ČSN z roku 2009 však jasně podmiňuje (při nepřítomnosti sprinklerů) průkaz zkouškou podle ČSN ISO , že v době do 30 minut nedojde k šíření plamene přes úroveň 0,5 m od spodní hrany zkušebního vzorku. Na zkušební těleso musí při zkoušce působit plynový hořák s výkonem 100 kw. Zkoušky podle ČSN ISO odhalily potencionální nebezpečí vzniku požárů na zakončeních provětrávaných fasád z aluplastů. Tepelná izolace z minerální plsti je sice kontaktně spojena se zateplovanou stěnou, ale aluplastové desky bývají od této izolační vrstvy odděleny provětrávanou dutinou. Tato je v místě vodorovného zakončení nad oknem nebo v místě založení fasády buď úplně otevřená nebo krytá děrovaným plechem. Tudy se v případě požáru dostane plamen i na zadní stranu aluplastové desky, která se ohřívá více než v případě působení tepla pouze z čelní strany a vytékající plastová izolace desky se dostává do přímého kontaktu s plameny. Šíření takto vzniklého požáru po fasádě může být velmi dramatické. Zárukou bezpečnosti není ani zatřídění aluplastové desky do třídy reakce na oheň B. Velká většina výrobců a dodavatelů aluplastových desek si zatím 350 Ostrava září 2010

19 zřejmě nedělá z požadavků článku normy ČSN těžkou hlavu. Zájem o zkoušky vodorovného zakončení aluplastových fasád v akreditovaných zkušebních laboratořích je spíše ojedinělý. Bude zřejmě třeba opět upoutat pozornost sdělovacích prostředků veřejnou zkouškou, doprovázenou vysokými plameny a stékající hořící taveninou. Pak snad i z webových stránek stavebních firem zmizí výkřiky typu: Přednosti aluplastových desek požární klasifikace nesnadno hořlavé = plánování a výstavba bez omezení. Literatura [1] ČSN Požární bezpečnost staveb Společná ustanovení. [2] ČSN Stanovení indexu šíření plamene stavebních hmot. [3] ČSN EN Požární klasifikace stavebních výrobků a konstrukce staveb Část 1: Klasifikace podle výsledků zkoušek reakce na oheň. [4] ČSN EN Zkoušení reakce stavebních výrobků na oheň Stavební výrobky kromě podlahových krytin vystavené tepelnému účinku jednotlivého hořícího předmětu. [5] ČSN ISO Zkoušky reakce na oheň pro fasády Část 1: Zkouška středního rozměru. Publikace z edice SPBI SPEKTRUM EDICE SPBI SPEKTRUM X. SDRUŽENÍ POŽÁRNÍHO A BEZPE NOSTNÍHO INŽENÝRSTVÍ DANA PROCHÁZKOVÁ BEZPE NOST LIDSKÉHO SYSTÉMU Bezpečnost lidského systému Dana Procházková Bezpečnost v komplexním pojetí je dnes chápána jako soubor opatření pro zachování, ochranu a rozvoj chráněných zájmů, který vytváří základnu pro bezpečí a veškerý rozvoj lidského systému. Cílem předložené knihy je shrnout dosavadní poznání v předmětné oblasti a popsat základní nástroje pro zajištění bezpečí a udržitelného rozvoje lidského systému. Kniha poskytuje teoretickou základnu a východiska také pro krizové řízení, které je chápáno jako integrální součást řízení bezpečnosti lidského systému. Práce se soustřeďuje na popis, utřídění a charakteristiky metod rizikové analýzy, protože jimi se vytváří datová základna pro veškeré úvahy o bezpečí a o udržitelném rozvoji lidského systému. Pro sjednocení pracovních postupů jsou používány obecné/nadřazené definice pojmů.. cena 120 Kč EDICE SPBI SPEKTRUM XI. SDRUŽENÍ POŽÁRNÍHO A BEZPE NOSTNÍHO INŽENÝRSTVÍ DANA PROCHÁZKOVÁ METODIKA PRO ODHAD NÁKLAD NA OBNOVU MAJETKU V ÚZEMÍCH POSTIŽENÝCH ŽIVELNÍ NEBO JINOU POHROMOU Metoda pro odhad nákladů na obnovu majetku v územních postižených živelní nebo jinou pohromou Vladimír Blahož, Zdeněk Kadlec Základním nástrojem pro vytvoření bezpečného lidského systému je budování integrální bezpečnosti, tj. bezpečnosti, která dbá na všechny důležité aspekty tohoto systému a která zajišťuje bezpečí a udržitelný rozvoj tohoto systému. Předložená publikace obsahuje charakteristiky živelních a jiných pohrom, které se mohou vyskytnout v České republice. Dále obsahuje soubor opatření pro prevenci, zmírnění a odstranění dopadů živelních či jiných pohrom. Pro vytváření přijatelné bezpečnosti navrhuje implementaci programu preventivní ochrany proti dopadům, které vzniknou nebo mohou vzniknout při možných nouzových a krizových situacích. Metodika pro odhad nákladů na obnovu majetku v územích postižených živelní nebo jinou pohromou se skládá z dvanácti provázaných metodik, které tvoří systémový nástroj a jejich aplikace zajišťuje odpovědi na základní otázky, na které veřejná správa potřebuje při rozhodování znát odpovědi. Metodiky jsou postavené na současném světovém odborném poznání a na zkušenostech vyspělých zemí a jsou vytvořené pro podmínky České republiky. Knihy lze objednat na nebo na tel.: cena 180 Kč Ostrava září

20 Vliv přídavku MEŘO na požárně technické charakteristiky motorové nafty RME admixture effect on fire-technical characteristics of diesel oil Ing. Hana Věžníková Ing. Aleš Bebčák Ing. Lenka Herecová, Ph.D. Ing. Dalibor Míček, Ph.D. VŠB - TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, Ostrava - Výškovice hana.veznikova@vsb.cz; ales.bebcak@vsb.cz; lenka.herecova@vsb.cz Abstrakt Hořlavé kapaliny jsou používány v průmyslu nebo jako paliva ve velkém měřítku a proto jejich vlastnosti musí odpovídat požadavkům bezpečného používání. Tento článek se zabývá hodnocením požárně-technických charakteristik motorové nafty v závislosti na přídavku MEŘO. Hodnocenými charakteristikami jsou bod vzplanutí, teplota vznícení a dolní bod výbušnosti, které byly měřeny normovanými metodami. Cílem práce bylo prozkoumat vliv interakce hořlavých kapalin, které tvoří tuto směs. Klíčová slova Hořlavé kapaliny, směsi kapalin, bod vzplanutí, dolní bod výbušnosti Abstract Flammable liquids are used in industry as well as fuel on a large scale and so their properties must meet the requirements for safe use. This paper deals with evaluation of fire-technical characteristics of diesel oil depending on RME admixture. Flash point, ignition temperature and lower explosive point of mixture are measured according to standardized methods. The interaction effect of mixing flammable liquids on fire-technical characteristic was analysed in this work. Keywords Flammable liquids, mixtures of liquids, flash point, lower explosive point Úvod Jedním z nejvýznamnějších fosilních zdrojů energie je v současné době ropa, která se více než z poloviny využívá k výrobě motorových paliv. Negativní účinky používání paliv na bázi ropy v rovině environmentální i geopolitické, jsou všeobecně známy a diskutovány. Snaha o náhradu nebo alespoň snížení spotřeby fosilních paliv vedla k vývoji různých druhů alternativních paliv. Methylestery mastných kyselin vyrobené z rostlinných olejů, jsou jedním z typů biopaliv, která mají sloužit pro spalovací motory. V členských zemích Evropského společenství je problematika užití biopaliv v dopravě řešena Směrnicí Evropského parlamentu a Rady 2003/30/ES ze dne 8. května 2003 o podpoře používání biopaliv nebo jiných obnovitelných paliv v dopravě. Cílem směrnice je částečná náhrada neobnovitelných fosilních paliv, zejména nafty biopalivy, ochrana životního prostředí a podpora zemědělského sektoru [1]. Způsobem výroby a úpravou vlastností biopaliv tak, aby je bylo možno používat bez poškozování automobilových motorů, se zabývá řada prací. Problémy při přepravě a skladování směsných paliv s přídavkem biopaliva vyplývají z rozdílných vlastností biosložek a fosilních paliv. Zejména při dlouhodobém skladování se mohou projevit změny některých jakostních ukazatelů, nebo dojde k tvorbě zákalů a pryskyřic [2]. Kvalita a vlastnosti methylesterů mastných kyselin jsou stanoveny normou ČSN [3] v případě použití této látky jako komponenty pro výrobu směsné nafty. Norma ČSN EN [4] stanovuje vlastnosti methylesterů, pokud se mají používat jako příměs k motorové naftě v množství maximálně 5 %. Norma ČSN EN stanovuje všeobecné požadavky na methylestery mastných kyselin (Fatty Acids Methyl Ester, dále jen FAME) pro vznětové motory, metody zkoušení a mezní hodnoty pro normativně stanovené vlastnosti. Také norma ČSN EN 590 [5] se kromě jiného zabývá obsahem methylesterů mastných kyselin v motorové naftě. Uvádí odkazy na evropské normy nebo mezinárodní normy pro zkušební metody, které se používají ke zjišťování jednotlivých vlastností motorové nafty. V uvedených normách jsou stanovenými a kontrolovanými parametry především takové vlastnosti, které souvisí s používáním FAME přímo jako paliva nebo jako přídavku do motorové nafty. Další parametry, které souvisí s bezpečností, nejsou podrobně zkoumány ani stanoveny. Malá pozornost, která je věnována bezpečnostním parametrům směsných paliv, může znamenat ohrožení bezpečnosti při jejich používání. Chování směsi dvou a více látek nelze v řadě případů předem odvodit z chování jednotlivých složek. Jejich vlastnosti mohou být ovlivněny vzájemnou interakcí jednotlivých složek a jejich rozdílnou reaktivitou. Tento jev byl pozorován i u směsi motorové nafty a methylesteru řepkového oleje (dále jen MEŘO). Při stanovení teploty vznícení podle normy ČSN EN [6] bylo zjištěno, že u motorové nafty, která byla zakoupena u běžných čerpacích stanic, dochází ke dvěma vznícením za sebou. Toto druhé vznícení u jiných kapalin nebylo pozorováno. Protože k tomuto jevu došlo v době, kdy byl zahájen prodej nafty s přídavkem MEŘO, bylo druhé vznícení dáno do souvislosti s obsahem MEŘO v naftě. Pro ověření tohoto předpokladu byly provedeny experimentální práce v rámci závěrečných prací [7 a 8]. Jako hodnocené parametry byly vybrány teplota vznícení, bod vzplanutí a dolní bod výbušnosti, které jsou považovány za základní parametry charakterizující materiály z hlediska jejich hořlavosti. Vlastnosti motorové nafty a MEŘO Obecně je motorová nafta charakterizována jako složitá směs převážně ropných uhlovodíků s 12 až 22 atomy uhlíku vroucí v rozmezí cca 180 až 370 C. Podle [9] je nafta složena především z nasycených uhlovodíků 69,5 74,5 %, dále z monoaromátů 26,5 22,7 % a polyaromátů 4,0 2,8 %. Nasycené uhlovodíky jsou prakticky nepolární, aromáty vykazují určitý stupeň polarity, který stoupá s rostoucím počtem aromatických kruhů v jejich molekule. Nafta se vyrábí z ropy destilací a dalšími postupy a její složení a vlastnosti se liší jak s ohledem na vstupní surovinu, tak s ohledem na použitý výrobní postup. Je označována jako plynový olej, číslo CAS , a ve smyslu zákona č. 365/2003 Sb. [10] ve znění pozdějších zákonů je klasifikována jako nebezpečná chemická látka (číslo EINECS ), symbol nebezpečnostní Xn zdraví škodlivý. V práci [2] je uvedena hodnota teploty vzplanutí, bez přesného označení použité metody stanovení (uzavřený kelímek?) u nafty a 352 Ostrava září 2010