buletinul pompierilor 1-2015

1

Publicaţie editată de

INSPECTORATUL GENERAL PENTRU SITUAŢII DE URGENŢĂ

Fondat – 1955

Apare semestrial

Nr. 1/2015

COLEGIUL DE REDACŢIE:

Preşedinte: colonel dr. Nicolae CORNEA

Redactor-şef: colonel Valentin UBAN

Secretar de redacţie: colonel dr. ing. Cristian DAMIAN

www.igsu.ro/publicatiidespecialitate

Copyright: I.G.S.U. Drepturile asupra materialelor publicate aparţin autorilor

http://www.igsu.ro/publicatii

2

CUPRINS

Secţiunea I

Lucrări cu caracter profesional

1. Apărarea împotriva incendiilor. Concept. Elemente de conformitate. Partea a II-a,

autori: colonel lector univ. dr. ing. Garibald Popescu, colonel conf. univ. dr. ing. Emanuel

Darie, Academia de Poliţie „Al.I. Cuza”, Facultatea de Pompieri ................................................. 6

2. Energia termică a pământului, autori: student sergent Dragoş Colezea, colonel lector

univ. dr. ing. Corina Bălan, Academia de Poliţie „Al.I. Cuza”, Facultatea de Pompieri ............. 11

3. Securitatea la incendiu a tunelurilor rutiere din Europa, autori: student sergent Daniel

Miluţ, locotenent-colonel instr. mil. princ. I drd. ing. Ionel-Alin Mocioi, colonel conf. dr.

ing. Manuel Şerban, Academia de Poliţie „Al.I. Cuza”, Facultatea de Pompieri ......................... 17

4. Performanţe specifice ale clădirilor cu aglomerări de persoane, autori: student sergent

Marian-George Pierşinaru, colonel conf. univ. dr. ing. Manuel Şerban, Academia de Poliţie

„Al.I. Cuza”, Facultatea de Pompieri ........................................................................................... 25

5. Management şi strategii în activitatea de apărare împotriva incendiilor la o instituţie

publică – AFER, autori: Eugen Bărbulescu, Sorin-Radu Achimescu, Gheorghe

Moldoveanu, Bogdan Vintilă, Viorel Lucaci, Autoritatea Feroviară Română – AFER. .............. 33

6. Instalaţie de stingere cu dioxid de carbon utilizată la o zonă de uleiere, autori: student

sergent Dan Lazăr, colonel conf. univ. dr. ing. Manuel Şerban, Academia de Poliţie „Al.I.

Cuza”, Facultatea de Pompieri ...................................................................................................... 37

7. Elemente de protecţie pasivă şi activă a fabricilor de anvelope, autori: student sergent

Mihai Călinescu, colonel conf. univ. dr. ing. Manuel Şerban, Academia de Poliţie „Al.I.

Cuza”, Facultatea de Pompieri ...................................................................................................... 43

8. Instalaţii de stingere a incendiilor cu ceaţă de apă pentru fabricile de prelucrare a

lemnului, autori: student sergent Bogdan Smolinschi, locotenent-colonel instr. mil. princ. I

drd. ing. Ionel-Alin Mocioi, colonel conf. univ. dr. ing. Manuel Şerban, Academia de Poliţie


9. Proiectarea şi realizarea unei şarpante din lemn, autori: student sergent Anatoli Focşa,

căpitan lector univ. dr. ing. Dragoş-Iulian Pavel,

Academia de Poliţie „Al.I. Cuza”,

Facultatea de Pompieri .................................................................................................................. 57

10. Instalaţii de stingere a incendiilor cu sprinklere cu preacţionare, autori: student

sergent Dan Colniceanu, colonel conf. univ. dr. ing. Manuel Şerban, Academia de Poliţie


3

11. Instalaţii fixe de stingere a incendiilor cu spumă la parcurile de rezervoare cu capac

fix de lichide combustibile, autori: student sergent Alexandru Iacob, colonel conf. univ. dr.

ing. Manuel Şerban, Academia de Poliţie „Al.I. Cuza”, Facultatea de Pompieri ......................... 77

13. Utilizarea dispozitivului automat destinat stingerii incendiilor BONPET la o instituţie

publică – AFER , autori: Eugen Bărbulescu, Florin Preda – director general EXAL GRUP

SRL Slătioara, Olt – Autoritatea Feroviară Română – AFER ...................................................... 83

14. Sisteme de detecţie şi semnalizare a incendiilor de la bordul aeronavelor de transport

persoane, autori: colonel conf. univ. dr. ing. Manuel Şerban, locotenent-colonel instr. mil.

princ. I drd. ing. Ionel-Alin Mocioi, Academia de Poliţie „Al.I. Cuza”, Facultatea de Pompieri ...... 86

15. Aspects of insurance against fire, autor: senior lecturer Gabriela Şerbănoiu, PhD, „Al.I. Cuza”

Police Academy ........................................................................................................................................... 94

16. Les Sapeurs-Pompiers et les Expressions Idiomatiques, autor: lector univ. dr. Melania-

Georgiana Ghiţescu, „Al.I. Cuza” Police Academy .............................................................................. 101

17. The contribution of hydro-informatics to the refilling capacity evaluation of small

reservoirs under semi-arid conditions, autori: agriculturist M.Sc. Aglaia Vlachopoulou,

Program Director; dr. Dimitrios Emmanouloudis, Department of Forestry and Natural

Environment, Technological Educational Institute of Eastern Macedonia and Thrace, Greece ....... 108

18. Basic principles of fire line personnel’s safety in forest fires, autor: Michail Chalaris,

Chemist, Ph.D., Head of Strategic Planning, Hellenic Fire Corps Athens, Grece ...................... 118

19. Lessons of the red sludge disaster in Hungary, 2010, autor: dr. Antal Papp, colonel Ph.D.,

College Professor, Director of Disaster Management Training Centre, Budapest, Hungary ............ 123

20. Influence of inlets of rooms by the use of shevs, autor: assoc. prof. eng. Radoslav

Kartov, Ph.D., Faculty of Fire Safety and Civil Protection, Academy of the Ministry of

Interior, Bulgaria ......................................................................................................................... 133

21. Distance learning – comparison of two forms of knowledge transfer. Research results, autor: maj. Tomasz Zweglinski, PhD, MA Fire Eng. Civil Protection and Civil Defense

Division, Internal Security Department, Civil Safety Engineering Faculty, The Main School

of Fire Service, Warsaw, Poland ................................................................................................. 141

22. Risk management in emergency situations in Serbia, autori: Nenad Zivkovic, Ljiljana

Zivkovic, Dusica Pesic, Milan Blagojevic, University of Nis, Faculty of Occupational

Safety, Serbia .............................................................................................................................. 149

23. Separation distance between buildings in function of fire protection, autori: Dusica

Pesic, Darko Zigar, Ljiljana Zivkovic, Nenad Zivkovic, Milan Blagojevic University of Nis,

Faculty of Occupational Safety, Serbia ....................................................................................... 161

Secţiunea a II-a

Lucrări cu caracter ştiinţific

24. Modelarea convecţiei termice la curgerea peste o placă plană, autori: student sergent

Daniel-Vicenţiu Constantin, colonel conf. univ. dr. ing. Emanuel Darie, Academia de

Poliţie „Al.I. Cuza”, Facultatea de Pompieri .............................................................................. 172

4

25. Utilizarea simulării numerice ca metodă pentru alegerea sistemelor de stins incendii, autori: student sergent Lucian Dumitru, colonel conf. univ. dr. ing. Manuel Şerban, lector

univ. dr. ing. Liviu-Valentin Bălănescu Academia de Poliţie „Al.I. Cuza”, Facultatea de

Pompieri ...................................................................................................................................... 178

26. Identificarea şi analizarea hazardurilor/riscurilor de accidente. Metode de prevenire.

autori: colonel drd. Florin Ştefan, căpitan dr. Iulian-Narcis Nicolae, Inspectoratul pentru

Situaţii de Urgenţă „Şerban Cantacuzino” al Judeţului Prahova ............................................... 186

27. Optimizarea soluţiilor de evacuare a fumului şi gazelor fierbinţi din parcaje

subterane, autori: locotenent ing. Cristian Andrei Micu, locotenent-colonel dr. ing. Dragoş

Roşu, Inspectoratul pentru Situaţii de Urgenţă „Mihail Grigore Sturdza” al Judeţului Iaşi ...... 193

28. Fenomene fizico-chimice interfizice privind suprafaţa materialelor metalice la

depunerea de straturi superficiale, autor: drd. ing. Victor Ionescu ........................................ 206

Secţiunea a III-a

Varia

29. Aplicaţii ale unor probleme de extrem în teoria riscurilor. Partea a II-a, autori:

student fruntaș Samuel Bila, student fruntaș Andrei Oprea, student fruntaș Claudiu Stan,

colonel lector univ. dr. ing. Garibald Popescu, colonel conf. univ. dr. ing. Emanuel Darie,

Academia de Poliţie „Al.I. Cuza”, Facultatea de Pompieri ........................................................ 219

30. Evaluarea unor limite pentru care se utilizează 5

cos

şi5

sin

; aplicaţii conexe (partea

I), autori: student fruntaș Lucian-Cristian Mircea, student fruntaș Samuel Bila, student

fruntaș Teodor Maxim, colonel lector univ. dr. ing. Garibald Popescu, colonel conf. univ.

dr. ing. Emanuel Darie, Academia de Poliţie „Al.I. Cuza”, Facultatea de Pompieri.................. 226

31. Evaluarea unor limite pentru care se utilizează 5

cos

şi5

sin

; aplicaţii conexe (partea

a II-a), autori: student fruntaș Lucian-Cristian Mircea, student fruntaș Samuel Bila, student

fruntaș Teodor Maxim, colonel lector univ. dr. ing. Garibald Popescu, colonel conf. univ.

dr. ing. Emanuel Darie, Academia de Poliţie „Al.I. Cuza”, Facultatea de Pompieri.................. 233

32. 180 de ani de la înfiinţarea primei unităţi de pompieri militari din România – Iaşi

1835, autor: căpitan Elena-Silvia Bolohan, Inspectoratul pentru Situaţii de Urgenţă „Mihail

Grigore Sturdza” al Judeţului Iaşi .............................................................................................. 238

5

Secţiunea I

LUCRĂRI CU CARACTER PROFESIONAL

6

APĂRAREA ÎMPOTRIVA INCENDIILOR. CONCEPT.

ELEMENTE DE CONFORMITATE Partea a II-a

Colonel lector univ. dr. ing. Garibald POPESCU

Colonel conferențiar univ. dr. ing. Emanuel DARIE

Academia de Poliţie „Alexandru Ioan Cuza”, Facultatea de Pompieri

Abstract: The article presents general and specific elements related to the concept of organizing the

activities of fire protection in the context of the current objective reality.

Keywords: Concept, Organization, Organization, Management, Fire Protection, Compliance, Fire,

Objective Reality.

1. TERMINOLOGIE SPECIFICĂ

Control intern – control de prevenire în domeniul: situaţiilor de urgenţă, securităţii şi

sănătăţii în muncă etc., realizat cu personal specializat/autorizat al entităţii economice, private/de

stat, instituţie etc.

Control extern – control de prevenire în domeniul: situaţiilor de urgenţă, securităţii şi

sănătăţii în muncă etc., realizat cu personal specializat/autorizat al I.S.U., I.T.M.

Neconformitate – neîndeplinire a unor cerinţe legale, standarde, proceduri, cu

prevederea/neprevederea unor măsuri cu un anumit specific: prevenire/stingere a incendiilor,

securitate şi/sau sănătate în muncă etc., care pot să afecteze funcţionarea unei organizaţii.

Incendiu – fenomen fizico-chimic care relevă existenţa simultană a trei stări fundamentale

de transfer de căldură: radiaţie, convecţie, conducţie (formularea este adevărată pentru dezvoltare

şi propagare incendiu).

Organizaţie – companie, corporaţie, autoritate, operator economic, instituţie etc., publică

sau privată care admite structură administrativă proprie; organizaţia este supusă sistemului de

management relevat de SR OHSAS18001/2008.

Utilizator – persoană fizică sau juridică care foloseşte un bun, cu orice titlu, în interesul

său, al altuia sau în interes public.

Realitate obiectivă – realitate curentă raportată la un spaţiu public definit de graniţe

naţionale, materializată prin activităţi, procese tehnologice, relaţii între membrii societăţii, între

care coexistă şi se generează riscuri/pericole cu diferite niveluri; existenţa riscurilor/pericolelor

derivă din potenţialul pe care realitatea obiectivă curentă în care trăim îl are, determinate de modul

cum se dezvoltă, coexistă etc., fiind caracterizată de mediul înconjurător, construcţii, instalaţii,

mentalitate, nivel de pregătire al populaţiei/membrilor unei societăţi/naţiuni etc.

2. DOCUMENTE PRINCIPALE PRIN INTERMEDIUL CĂRORA SE GENEREAZĂ

MATERIALIZAREA CONCEPTULUI DE APĂRARE ÎMPOTRIVA INCENDIILOR ÎN MOD

PUNCTUAL ŞI HOLISTIC

Aplicarea în mod conform a prevederilor reglementărilor specificate anterior, implică

elaborarea unor documente (acte de autoritate, proceduri etc.) cu referire la apărarea împotriva

incendiilor, care se emit de către persoanele prevăzute de legislaţia în vigoare (administratorul

operatorului economic, conducătorul instituţiei, persoane delegate etc.).

7

Principalele documente, necesare dar nu şi suficiente pentru materializarea unui

management pentru organizarea activităţilor de apărare împotriva incendiilor, într-un operator

economic, instituţie publică etc., sunt:

– regulament de ordine interioară (documentul include cadrul general al problemelor cu

referire la respectarea de către salariaţi a activităţilor de prevenire şi stingere a incendiilor);

– dispoziţie scrisă referitoare la responsabilităţile comisiei de specialişti în domeniul

apărării împotriva incendiilor;

– dispoziţie scrisă/proceduri pentru implementarea de instrucţiuni proprii/specifice şi

obligaţiile unor categorii de personal de pe locurile de muncă cu referire la apărarea împotriva

incendiilor;

– dispoziţie scrisă /proceduri pentru reglementarea lucrului cu foc deschis;

– dispoziţie scrisă pentru reglementarea fumatului şi evidenţei locurilor organizate pentru

fumat;

– dispoziţie scrisă/proceduri pentru activităţile de instruire a personalului de pe locurile de

muncă;

– dispoziţie scrisă/proceduri pentru emiterea de reguli şi măsuri în domeniul apărării

împotriva incendiilor la utilizarea, manipularea, transportul şi depozitarea substanţelor

periculoase;

– documente scrise care relevă convenţii/contracte cu referire la răspunderile ce revin

părţilor în domeniul apărării împotriva incendiilor;

– dispoziţie scrisă pentru numirea cadrelor tehnice sau a personalului de specialitate cu

atribuţii în domeniul apărării împotriva incendiilor şi atribuţiile care revin acestora;

– dispoziţie scrisă/proceduri pentru aplicarea unor măsuri specifice de apărare împotriva

incendiilor pentru perioadele de timp caniculare/secetoase;

– dispoziţie scrisă/proceduri pentru aplicarea unor măsuri specifice de apărare împotriva

incendiilor pentru perioadele de timp cu temperaturi scăzute/reduse;

– dispoziţie scrisă/proceduri referitoare la modul cum se realizează controlul respectării

normelor specifice în domeniul apărării împotriva incendiilor de către persoanele abilitate/cu expertiză;

– ghid/manual cu proceduri de executare a controalelor la instalaţiile care dotează

anumite spaţii de lucru (gaze, apă, climatizare, instalaţii electrice etc.);

– dispoziţie scrisă pentru identificarea/nominalizarea punctelor vital-vulnerabile în caz de

incendiu/explozie;

– plan de intervenţie în caz de incendiu/explozie; proceduri;

– dispoziţie scrisă/proceduri referitoare la activitatea de apărare împotriva incendiilor în

cazul calamităţilor naturale şi măsurile care se impun pentru înlăturarea efectelor negative

generate de acestea;

– dispoziţie scrisă/liste cu substanţele periculoase care se utilizează în activităţile curente;

– dispoziţie scrisă/proceduri referitoare la modul de executare a controlului intern de

prevenire şi stingere a incendiilor pe locurile de muncă;

– elaborarea fişei obiectivului conform prevederilor normelor generale de apărare

împotriva incendiilor;

– elaborarea/întocmirea de proceduri, punerea în aplicare a planurilor de intervenţie şi de

evacuare a persoanelor în caz de incendiu;

– elaborarea/întocmirea de proceduri şi modul cum participă personalul de pe locurile de

muncă (reacţia acestora) la simularea de exerciţii tactice de intervenţie, organizate potrivit

dispoziţiilor legale;

8

– identificarea riscurilor de incendiu/explozie şi a naturii acestora în raport cu diferite

destinaţii/locuri de muncă;

– evaluarea riscurilor de incendiu/explozie în raport cu diferite destinaţii/locuri de muncă;

– controlul riscurilor de incendiu/explozie în raport cu diferite destinaţii/locuri de muncă;

– întocmirea/elaborarea unor planuri de măsuri ca urmare a controalelor de prevenire

internă (identificarea în raport cu locurile de muncă a deficienţelor la normele de prevenire şi

stingere a incendiilor);

– întocmirea/elaborarea unor planuri de măsuri ca urmare a controalelor externe

realizate/executate de către personalul specializat al I.S.U. în cadrul operatorului economic,

instituţiei etc.

3. OBSERVAŢII PENTRU DOCUMENTELE CARE FAC REFERIRE LA RISC

Un caz particular al modalităţilor de materializare a documentelor specificate la punctul 2 îl

reprezintă metodele de identificare şi evaluare la risc de incendiu, care sunt definite în principal, de:

– Legea nr. 307/2006 art.19 – Legea apărării împotriva incendiilor;

– O.M.I.R.A. nr. 210/2007 pentru aprobarea Metodologiei privind identificarea, evaluarea

şi controlul riscurilor de incendiu.

Aplicarea metodelor de identificare şi evaluare la risc de explozie nu rezultă în mod direct

ca fiind o cerinţă în raport cu cele două acte normative specificate, aceasta fiind, în fapt, o

neconformitate sau o inadvertenţă a prevederilor acestor reglementări.

Din acest punct de vedere, este necesară corelarea actelor normative specificate, cu O.M.I.

nr. 163/2007 pentru aprobarea Normelor generale de apărare împotriva incendiilor care face

referire în textul său şi la riscul de explozie.

Acest concept este relevat teoretic/practic şi de existenţa/conţinutul juridic şi tehnic ale

unor acte normative, prescripţii tehnice, standarde etc., în vigoare, după cum urmează:

– SR EN 1127-1:2003 – Atmosfere explozive. Prevenirea şi protecţia la explozii. Partea I:

Concepte fundamentale şi metodologice;

– SR EN 13821:2003 – Atmosfere potenţial explozive. Prevenirea şi protecţia la explozii.

Determinarea energiei minime de aprindere a atmosferelor praf/aer;

– O.M.T.C.T. nr. 176/2005, pentru aprobarea Reglementării tehnice „Normativ pentru

proiectarea, executarea, verificarea şi exploatarea instalaţiilor electrice în zone cu pericol de

explozie”, indicativ NP 099-04 cu modificările şi completările ulterioare, publicat în Monitorul

Oficial al României, partea I, nr. 418 din 18 mai 2005;

– O.M.T.C.T. nr. 2231 din 27 decembrie 2005, pentru modificarea şi completarea anexei la

O.M.T.C.T. nr. 176/2005, privind aprobarea Reglementării tehnice „Normativ pentru proiectarea,

executarea, verificarea şi exploatarea instalaţiilor electrice în zone cu pericol de explozie”,

indicativ NP099-04 cu modificările şi completările ulterioare, publicat în Monitorul Oficial al

României, partea I, nr. 418 din 18 mai 2005;

– H.G. nr. 752/2004, privind stabilirea condiţiilor pentru introducerea pe piaţă a

echipamentelor şi substanţelor protectoare destinate utilizării în atmosfere potenţial explozive,

publicat în Monitorul Oficial al României, partea I, nr. 499 din 3 iunie 2004;

– O.M.M.S.S.F. nr. 476/2004 privind aprobarea Listei standardelor române care adoptă

standardele europene armonizate referitoare la echipamente şi sisteme protectoare destinate

utilizării în atmosfere potenţial explozive;

9

– NP 099-04 ca Normativ pentru proiectarea, executarea, verificarea şi exploatarea

instalaţiilor electrice în zone cu pericol de explozie, aprobat prin O.M.T.C.T. nr. 176/2005,

publicat în Monitorul Oficial al României nr. 418 din 18 mai 2005, modificat şi completat cu

O.M.T.C.T. nr. 2231/2005, publicat în Monitorul Oficial, partea I, nr. 95 din 01 februarie 2006.

Rezultă că este necesar să se introducă în legislaţia curentă care face referire la apărarea

împotriva incendiilor şi identificarea, respectiv evaluarea riscurilor de explozie.

Din punct de vedere conceptual, identificarea şi evaluarea riscurilor de incendiu şi

explozie implică abordarea atât punctuală/individuală, cât şi holistică/globală a riscurilor pentru

diferite situaţii, stări, împrejurări etc., în conexiune cu sisteme, subsisteme, entităţi economice,

industriale etc., cu raportarea la noţiuni cum sunt: iniţiere, dezvoltare, propagare.

Se consideră că în cazul exploziilor unor materiale/substanţe combustibile/inflamabile

(vapori de lichide combustibile, gaze inflamabile, pulberi/prafuri etc.) sau ale unor materiale

necombustibile (recipiente de gaze neinflamabile sub presiune etc.) termenul dezvoltare este

sinonim cu termenul propagare.

Spre exemplu, abordarea punctuală şi holistică în cazul unei identificări, respectiv unei

evaluări la risc de incendiu/explozie, implică abordarea teoriei/analizei de risc inclusiv din punctul

de vedere al conceptului de securitate şi sănătate în muncă.

În acest sens, din punct de vedere axiomatic, se fac următoarele observaţii:

– un accident de muncă individual sau colectiv poate să genereze iniţierea, dezvoltarea,

propagarea unui incendiu;

– un incendiu care se dezvoltă şi se propagă poate să genereze un accident de muncă

individual sau colectiv;

– un accident de muncă individual sau colectiv poate să genereze iniţierea,

dezvoltarea/propagarea unei explozii;

– o explozie poate să genereze un accident de muncă individual sau colectiv.

Măsurile de prevenire, care se aplică în raport cu condiţiile de necesar şi suficient, trebuie

să permită generarea unui control al riscurilor/pericolelor, astfel încât să nu se dezvolte stări de

pericol potenţial/iminent.

Filosofia teoriei riscurilor rezidă din faptul că stările de pericol, prin natura obiectivă a

potenţialului lor de dezvoltare, pot fi controlate prin aplicarea unor măsuri de prevenire adecvate şi

imediate/operative.

Starea de pericol potenţial/iminent reprezintă o stare avansată în funcţie de timp şi spaţiu,

în raport cu starea de pericol.

Metodele de evaluare la risc se subscriu legislaţiei în vigoare pentru drepturile de autor şi

reprezintă drepturi intelectuale pentru persoanele fizice care le-au creat.

4. CONCLUZII

Actele normative, reglementările tehnice, juridice etc., care se referă la apărarea împotriva

incendiilor, generează în textul lor o multitudine de cerinţe (măsuri, reguli etc.) care trebuie

respectate în mod conform/necondiţionat de către persoanele fizice şi/sau juridice în raport cu

domeniul specificat.

În prezent, legislaţia în vigoare stabileşte doar în câteva dintre cazuri modul cum se

întocmesc unele documente necesare managementului organizării activităţilor de apărare împotriva

10

incendiilor pentru operatori economici, instituţii etc. (plan de intervenţie, permis de lucru cu foc,

fişă individuală de instructaj în domeniul situaţiilor de urgenţă etc.).

Este necesar, în acest mod, să se realizeze un ghid cu documente şi/sau proceduri care să

admită caracter unitar, conform cu cerinţele realităţii obiective curente.

Documentele puse în discuţie permit personalizarea lor şi conform cu legislaţia în vigoare,

odată întocmite (redactate, elaborate, aprobate etc.) se subscriu legislaţiei referitoare la drepturile

de autor.

BIBLIOGRAFIE

[1]***Legea nr. 307/2006 – Legea apărării împotriva incendiilor, Monitorul Oficial al României,

partea I, nr. 633 din 21.07.2006.

[2]***O.M.I. nr. 163/2007 pentru aprobarea Normelor generale de apărare împotriva incendiilor,

Monitorul Oficial al României, partea I, nr. 216/29 martie 2007.

[3] Stomff, S. – Ghid pentru implementarea sistemului de management al sănătăţii şi securităţii

ocupaţionale, ediţia a II-a, Editura Standardizarea, Bucureşti, 2009.

[4]***O.M.I.R.A. nr. 210/2007 – pentru aprobarea Metodologiei privind identificarea, evaluarea şi

controlul riscurilor de incendiu, Monitorul Oficial al României nr. 360 din 28 mai 2007.

[5] Popescu, G., Vlaia, S., Guzu, A. – Apărarea împotriva incendiilor. Concept. Organizare.

Elemente de conformitate. Conferinţă cu participare internaţională, Instalaţii pentru construcţii

şi confortul ambiental, ediţia a 23-a, 4-5 aprilie 2014, Timişoara, Editura Politehnica,

Timişoara, 2014.

11

ENERGIA TERMICĂ A PĂMÂNTULUI

Student sergent Dragoş COLEZEA

Colonel lector univ. dr. ing. Corina BĂLAN


Abstract: The present study shows the exploitation of the thermal energy of the Earth using heat

pumps. This occurs in a closed cyclic process, changing the state of aggregation of a

refrigerant agent. The heat pump provides the necessary technical requirements for using

more efficiently the solar energy as ecological heat for the heating and the preparation of

the hot water for consumption.

Keywords: Heat, Geothermal Energy, Pump, Depth, Renewably.

1. INTRODUCERE

În ţări precum Germania, Italia, Islanda, Indonezia, Mexic şi S.U.A., energia termică a

pământului se utilizează de mulţi ani, fiind un concept de energie pentru încălzire şi producere de

energie electrică.

Fig. 1 – Învelişurile principale ale Pământului [1]

În funcţie de adâncimea de foraj, se face o distincţie între energia geotermală profundă (ce

se găseşte la peste 400 m sub pământ) şi energia termică de mică adâncime.

Energia termică profundă este folosită atât pentru generarea energiei electrice în centralele

electrice, cât şi ca energie termică pentru reţelele termice în producţia industrială sau încălzirea

locuinţelor. Un avantaj al acestei surse de energie este temperatura constantă a pământului

indiferent de anotimp.

12

În locurile unde straturile de apă au o temperatură ridicată (depăşeşte 100°C) acestea se pot

utiliza direct. În funcţie de debit şi temperatura apei termale, energia hidrotermală este utilizată în

generarea energiei termice şi electrice.

Energia termică de mică adâncime utilizează căldura din straturile superioare ale

pământului.

Acest proces nu utilizează apa termală în mod direct, ci se foloseşte căldura cedată de

aceasta printr-un schimbător de căldură. [2]

Temperatura pământului la adâncimi mici diferă în funcţie de condiţiile climatice, cu cât

coborâm mai adânc în interiorul scoarţei terestre temperatura creşte, variaţia acesteia realizându-se

treptat doar în funcţie de adâncime.

Fig. 2 – Distribuţia temperaturii în sol [2]

Energia geotermală de care dispune pământul poate fi exploatată ca energie termică cu

ajutorul pompelor de căldură.

2. POMPE DE CĂLDURĂ

2.1. Avantaje

Pompele de căldură reprezintă un sistem fiabil şi nepoluant pentru instalaţiile de încălzire,

în plus reduce costurile cu încălzirea între 40% şi 80% faţă de sistemele clasice.

Locul unde este instalată pompa de căldură va fi un loc curat, fără a produce cenuşă sau

gaze toxice, utilizatorul putând să acorde întrebuinţări multiple încăperii respective.

13

Energia latentă stocată în aer, apă sau sol este folosită de pompe pentru a obţine un nivel de

temperatură dorit, iar schimbătoarele de căldură recolectează energia mediului înconjurător.

Pompele de căldură reprezintă la ora actuală cel mai modern sistem de încălzire. După

cuptoarele cu lemne şi cărbuni, încălzirile centrale cu petrol sau cocs, pompa de căldură a ajuns să

înlocuiască centralele pe gaze în din ce în ce mai multe cazuri [3].

În ziua de azi, lumea trebuie să exploateze toate resursele naturale de care dispune şi să

fructifice resursele regenerabile pentru a crea un mediu propice pentru generaţiile viitoare.

2.2. Teoria pompelor de căldură

Acest tip de energie geotermală este caracterizată prin nivelul relativ scăzut al

temperaturilor la care este disponibilă şi poate fi utilizată numai pentru încălzire, fiind imposibilă

conversia acesteia în energie electrică.

Principiul încălzirii termodinamice după care funcţionează pompele de căldură se bazează

pe transformarea căldurii de temperatură scăzută în căldură de temperatura ridicată. Aceasta are loc

în cadrul unui proces ciclic închis, care modifică starea de agregare a unui agent frigorific. În figura

următoare va fi redat schematic ciclul de răcire al unei pompe de căldură (evaporare, comprimare,

condensare, expandare).

Fig. 3 – Ciclul de răcire al unei pompe de căldură [4]

Agentul de lucru din instalaţie trebuie să aibă căldură internă mare şi să se evaporeze la

temperaturi mici. La folosirea agenţilor de lucru siguri (R407C, R404A, R410A, R134A etc.)

instalarea se face direct. Agenţii de lucru inflamabili (R290 şi alţii) nu mai sunt aşa de răspândiţi din

motive de siguranţă [3].

2.3. Clasificarea pompelor de căldură

Clasificarea pompelor se poate face după:

Domeniul de utilizare:

– încălzire, răcire, preparare apa caldă, ventilarea încăperilor, dezumidificare, recuperare

căldură etc.

14

Sursa de căldură:

– căldura solului, a apei freatice, aerul exterior, aerul de evacuare etc.

Mediul sursei de căldură saramură/apă, apă/apă, comprimare directă/apă, aer/apă,

aer/aer etc.

Construcţie:

– compactare, split;

– loc de instalare;

– pompă de căldură cu comprimare sau absorbţie;

– după acţionare (motor electric sau pe gaz);

– după numărul de trepte [3].

Solul reprezintă un mediu eficient, care acumulează energie din radiaţia solară şi indirect

din ploi şi din aerul din atmosferă.

Căldura este preluată prin intermediul unor circuite îngropate în sol, care primesc căldură şi o

cedează vaporizatorului pompei de căldură. Vaporizatorul pompei de căldură poate fi montat direct în

sol. Circuitele din sol sunt compuse din schimbătoare de căldură (colectori), pompe de circulaţie a

agentului, vase de expansiune, sisteme de distribuţie a agentului în colectori, dispozitive de aerisire.

Agentul din circuitele îngropate în sol are proprietăţile unei soluţii apoase de tip antigel,

deoarece variaţia temperaturii la adâncimi mici ale solului în funcţie de anotimp poate provoca

disfuncţionalităţi în funcţionarea sistemului.

2.4. Pompe de căldură pentru încălzire saramură/apă, apă/apă

Utilizarea unui sistem saramură/apă se foloseşte pentru încălzirea monovalentă (folosind în

special căldura solului), precum şi pentru răcire, recuperarea căldurii şi prepararea apei calde.

Acelaşi rol îl joacă şi pompele apă/apă.

Ciclul frigorific este alcătuit în general dintr-un compresor ermetic (piston pentru operare

extrem de silenţios) cu siguranţa integrată internă pentru suprasarcină, schimbător de căldură din

oţel inoxidabil cu plăci ca evaporator, condensator şi ventil de expansiune. Fluxul circuitului de

răcire (figura următoare) trebuie izolat complet de pierderi de căldură şi de condens.

Fig. 3 – Ciclul de răcire al unei pompe de căldură saramură/apă, apă/apă [3]

15

Agenţii folosiţi în instalaţii sunt agenţi fără clor, care nu au un efect negativ asupra

stratului de ozon.

În funcţie de producător partea electrică este integrată sau externă. Reglarea căldurii este

adesea integrată. Reglarea căldurii, comandată de microprocesor, are rolul de a acţiona în cazul

modificării vremii sau în funcţie de sarcină. Curba de încălzire, precum şi diferitele funcţii sau

programe se pot seta individual.

Solul reprezintă sursa de căldură ideală pentru instalaţiile care funcţionează monovalent.

Solul stochează energie solară şi se regenerează cu ajutorul apei de ploaie. Astfel, chiar şi pe timp

de iarnă avem suficientă energie la îndemână datorită stratului de zăpadă. La folosirea sondelor de

adâncime se utilizează un volum mai mare de sol şi astfel cantitatea de energie termică este

considerabil mai mare.

Instalaţia sursei de căldură (disipatorul de căldură în mod de funcţionare pentru răcire)

constă în acel sistem format dintr-un colector distribuit plat sau dintr-o sondă de sol, sub forma unor

sisteme închise.

Sunt folosite trasee din plastic, suficient de rezistent pentru a evita deteriorările cauzate de

şocuri mecanice. Instalarea se face diferit în funcţie de caz, cu respectarea paşilor, a instalaţiilor

producătorilor, dar şi a autorizaţiilor obţinute [3].

Fig. 4 – Sisteme de captare a căldurii. [5]

3. CONCLUZII

Tehnologia pompelor de căldură poate reduce considerabil emisiile de gaze cu efect de

seră care sunt produse ca urmare a arderii combustibililor fosili în cazanele pentru încălzire [3].

Alegerea corectă a sursei de căldură şi a sistemului de distribuţie a energiei termice la

regimul de funcţionare al pompelor de căldură conduce la funcţionarea sigură şi economică a

16

instalaţiilor de încălzire cu pompe de căldură. Pompa de căldură oferă premisele tehnice necesare

pentru a folosi eficient energia solară sub formă de căldură ecologică pentru încălzirea şi prepararea

apei calde de consum.

Instalaţiile de încălzire cu pompe de căldură realizează consumuri energetice minime în

exploatare şi reprezintă cu siguranţă o soluţie de viitor pentru optimizarea energetică a clădirilor din

ţara noastră [6].

BIBLIOGRAFIE

[1] http://cimss.ssec.wisc.edu

[2] http://www.renewables-made-in-germany.com

[3] Karl Ochsner, Pompe de căldură pentru tehnica încălzirii, Ghid practic pentru instalatori şi

proiectanţi, Editura MATRIX ROM, Bucureşti, 2011.

[4] http://www.panourisolare-online.ro

[5] http://www.ecology.md

[6] http://www.tehnicainstalatiilor.ro

https://cimss.ssec.wisc.edu/sage/geology/lesson1/concepts.html

http://www.renewables-made-in-germany.com/

http://www.panourisolare-online.ro/

http://ecology.md/md/section.php?section=tech&id=4233

http://www.tehnicainstalatiilor.ro/

17

SECURITATEA LA INCENDIU A TUNELURILOR RUTIERE DIN EUROPA

Student sergent Daniel MILUŢ

Locotenent-colonel instr. mil. princ. I drd. ing. Ionel-Alin MOCIOI

Colonel conf. univ. dr. ing. Manuel ŞERBAN


Abstract: This article presents the main safety measures in road tunnels in Europe. It is also specified

the role and importance of fire extinguishing equipment in the tunnel, and the presence of

air ventilation systems.

Keywords: Road Tunnel, Safety Measures, Air Ventilation, Extinguishing Equipment.

1. GENERALITĂŢI

Tunelurile cu o lungime de peste 500 m sunt structuri importante care facilitează

comunicarea dintre zone mari ale Europei şi joacă un rol decisiv în funcţionarea şi dezvoltarea

economiilor regionale.

Realizarea unui nivel de protecţie uniform, constant şi ridicat pentru toţi cetăţenii europeni

în tunelurile rutiere, nu poate fi realizat în măsură suficientă de statele membre şi, în consecinţă, din

cauza nivelului de armonizare solicitat, poate fi realizat mai bine la nivel comunitar. Recentele

accidente din tuneluri subliniază importanţa acestora din punct de vedere uman, economic şi

cultural.

Unele tuneluri din Europa, date în exploatare cu mult timp în urmă, au fost proiectate într-o

perioadă în care posibilităţile tehnice şi condiţiile de transport erau foarte diferite de cele actuale.

Astfel, există mari diferenţe în ceea ce priveşte nivelul de securitate şi această situaţie trebuie

remediată.

Securitatea în tuneluri necesită câteva măsuri legate, printre altele, de geometria tunelului

şi de modul în care a fost proiectat, de echipamentul de securitate, inclusiv indicatoarele de

circulaţie rutieră, gestionarea traficului, instruirea personalului din cadrul serviciilor de urgenţă,

gestionarea incidentelor, furnizarea de informaţii către utilizatori în privinţa celor mai bune moduri

de comportare în tuneluri şi mai buna comunicare dintre autorităţile de resort şi serviciile de

urgenţă, cum ar fi: poliţia, pompierii şi echipele de salvatori.

2. MĂSURI DE SECURITATE ÎN TUNELURI RUTIERE

Măsurile de securitate care urmează să fie aplicate într-un tunel se bazează pe o analiză

sistematică a tuturor aspectelor sistemului compus din infrastructură, exploatare, utilizatori şi

vehicule.

Sunt luaţi în considerare următorii parametri:

– lungimea tunelului;

– numărul de galerii;

18

– numărul de benzi de circulaţie;

– geometria profilului transversal;

– traseul profilului longitudinal şi traseul în plan;

– tipul de construcţie;

– traficul unidirecţional sau bidirecţional;

– volumul traficului pentru fiecare galerie (inclusiv distribuţia temporală);

– riscul de congestie (zilnic sau sezonier);

– timpul de acces pentru serviciile de urgenţă;

– prezenţa şi procentajul vehiculelor grele pentru transportul de mărfuri;

– prezenţa şi procentajul traficului de mărfuri periculoase, precum şi tipul de mărfuri

periculoase transportate;

– caracteristicile drumurilor de acces;

– lăţimea benzii de circulaţie;

– aspecte privind viteza;

– mediul geografic şi meteorologic.

În cazul în care un tunel are o caracteristică deosebită în privinţa parametrilor anterior

menţionaţi, se efectuează o analiză a riscurilor, pentru a se stabili dacă sunt necesare măsuri de

securitate şi echipamente suplimentare pentru a se asigura un nivel ridicat al securităţii în tunel.

Această analiză a riscurilor ia în considerare posibilele accidente, care afectează, în mod clar,

securitatea utilizatorilor de drumuri în tuneluri şi care s-ar putea produce în timpul etapei de

exploatare, precum şi natura şi dimensiunile consecinţelor lor posibile [1].

2.1. Galerii de evacuare în caz de pericol şi ieşiri de urgenţă

În tunelurile noi fără bandă pentru staţionare de urgenţă, se realizează culoare pietonale de

urgenţă, aflate sau nu la un nivel mai ridicat decât carosabilul, pentru a fi folosite de utilizatorii

tunelului în cazul defectării unui autovehicul sau în cazul unui accident.

Fig. 1 – Culoar pietonal de urgenţă, aflat la un nivel mai ridicat decât carosabilul

Prevederile anterioare nu se aplică în cazul în care caracteristicile constructive ale tunelului

nu permit această măsură sau o permit numai cu condiţia unor costuri disproporţionate, iar tunelul

este unidirecţional şi este echipat cu un sistem de supraveghere permanentă şi de închidere a

benzilor de circulaţie.

19

În tunelurile existente în care nu există nici bandă pentru staţionare de urgenţă, nici culoar

pietonal de urgenţă, se iau măsuri suplimentare şi mai severe pentru asigurarea securităţii.

Ieşirile de urgenţă permit utilizatorilor să părăsească tunelurile fără vehiculele lor şi să

ajungă într-un loc sigur în eventualitatea unui accident sau a unui incendiu, asigurând, în acelaşi

timp, accesul pietonal în tunel pentru serviciile de urgenţă. Exemple de astfel de ieşiri de urgenţă

sunt următoarele:

– ieşiri directe din tunel spre exterior;

– conexiuni între galeriile tunelului;

– ieşiri spre o galerie de urgenţă;

– adăposturi cu o galerie de evacuare separată de galeria tunelului.

Fig. 2 – Ieşire de urgenţă şi Panoul de urgenţă în Daishi Tunnel

Fig. 3 – Un traseu de evacuare de urgenţă tunel în tunelul Mont Blanc la frontiera franco-italiană

Se prevăd ieşiri de urgenţă, în cazul în care o analiză a riscurilor relevante, inclusiv cât de

departe şi cât de rapid circulă fumul în condiţiile locale, arată că ventilarea şi alte cerinţe legate de

securitate sunt insuficiente pentru a asigura securitatea utilizatorilor de drumuri.

În tunelurile noi se prevăd ieşiri de urgenţă în cazul în care volumul traficului este mai

mare de 2.000 de vehicule pe bandă de circulaţie.

În tunelurile existente cu lungime mai mare de 1.000 m, cu un volum al traficului de peste

2.000 de vehicule pe bandă de circulaţie, se evaluează fezabilitatea şi eficienţa realizării unor noi

ieşiri de urgenţă.

20

În cazul în care sunt prevăzute ieşiri de urgenţă, distanţa dintre două ieşiri de urgenţă nu

depăşeşte 500 m. Se utilizează mijloace adecvate, cum ar fi uşile, pentru a împiedica fumul şi

căldura să ajungă la galeriile de evacuare din spatele ieşirii de urgenţă, astfel încât utilizatorii

tunelului să poată ajunge în securitate în exterior, iar serviciile de urgenţă să poată avea acces în

tunel [1].

2.2. Iluminatul

Iluminatul normal este realizat astfel încât să asigure conducătorilor auto o vizibilitate

adecvată atât ziua, cât şi noaptea în zona de intrare, precum şi în interiorul tunelului.

Iluminatul de securitate este realizat pentru a permite o utilizatorilor tunelului o vizibilitate

minimă în vederea evacuării tunelului în vehiculele lor în eventualitatea unei avarii a sistemului de

alimentare cu energie electrică.

Se asigură iluminatul de evacuare, cum ar fi balizajul pentru evacuare, la o înălţime de

maximum 1,5 m, care să ghideze utilizatorii pentru evacuarea tunelului pe jos, în situaţii de urgenţă [1].

Fig. 4 – Iluminat normal in tunelul Abu Dhabi

2.3. Ventilaţia

Proiectarea, construcţia şi operarea sistemului de ventilaţie trebuie să ţină seama de:

– controlul poluanţilor emişi de vehiculele rutiere, în condiţii normale de trafic şi în

condiţii de trafic de vârf;

– controlul poluanţilor emişi de vehiculele rutiere în situaţiile în care circulaţia este oprită

ca urmare a unui incident sau unui accident;

– controlul căldurii şi fumului în cazul unui incendiu.

21

În tunelurile cu lungime mai mare de 1.000 m, cu un volum al traficului mai mare de 2.000

de vehicule pe bandă de circulaţie, se instalează un sistem mecanic de ventilaţie.

În tunelurile cu trafic bidirecţional şi/sau aglomerat, ventilaţia longitudinală este permisă

numai dacă o analiză a riscurilor arată că aceasta poate fi acceptată şi dacă se iau măsuri specifice,

cum ar fi gestionarea adecvată a traficului, distanţe mai scurte până la ieşirile de urgenţă,

dispozitive de evacuare a fumului instalate la anumite intervale.

Sistemele de ventilaţie transversale sau semitransversale se utilizează numai în tunelurile

în care este necesar un sistem mecanic de ventilaţie, iar ventilaţia longitudinală nu este permisă.

Aceste sisteme trebuie să poată evacua fumul în caz de incendiu.

În cazul tunelurilor cu trafic bidirecţional, cu un volum de trafic mai mare de 2.000 de

vehicule pe bandă de circulaţie, mai lungi de 3.000 m, cu un centru de control şi sistem de ventilaţie

transversală sau semitransversală, se iau următoarele măsuri în ceea ce priveşte ventilaţia:

– se instalează dispozitive cu clapetă pentru aspirarea aerului şi a fumului, care pot

funcţiona separat sau în grup;

– viteza longitudinală a aerului este monitorizată constant, iar procesul de direcţionare a

sistemului de ventilaţie (dispozitive de ventilaţie, ventilatoare etc.) este ajustat în consecinţă. [1]

Fig. 5 – Ventilaţie transversală în tunel rutier

Fig. 6 – Ventilaţie longitudinală în tunel rutier

22

2.4. Alimentarea cu apă

Toate tunelurile trebuie să aibă alimentare cu apă. Hidranţii se amplasează lângă gurile

tunelurilor şi în interiorul acestora, la intervale de maximum 250 m. În cazul în care nu este

disponibilă o sursă de alimentare cu apă, este obligatoriu să se verifice dacă poate fi pusă la

dispoziţie în alt mod o cantitate de apă suficientă.

3. SISTEME DE MONITORIZARE

În toate tunelurile cu centru de control se instalează sisteme de monitorizare video şi un

sistem capabil să detecteze în mod automat incidentele de circulaţie (cum ar fi vehiculele care s-au

oprit) şi incendiile.

În tunelurile care nu au centru de control se instalează sisteme automate de detectare a

incendiilor, în cazul în care funcţionarea sistemelor de ventilaţie mecanice destinate controlului

fumului diferă de funcţionarea automată a ventilaţiei pentru controlul poluanţilor.

Fig. 7 – Sistem monitorizare wireless

Sistemele de monitorizare în tuneluri sunt, de asemenea, larg răspândite în întreaga lume.

Parametrii cei mai solicitaţi pentru a monitoriza calitatea aerului din interiorul tunelurilor: fluxul de

aer pentru vizibilitate şi o gamă largă de gaze (CO, CO2, NO2, O2, SH2 și PM-10).

În acest moment, multe dintre aceste sisteme sunt instalaţii cu fir. Prin implementarea de

reţele cu senzori wireless s-ar economisi bani, s-ar reduce timpul de instalare, ar creşte nivelul de

securitate la incendii.

23

Vânturile puternice, de peste 10 m/s, realizează vârtejuri de fum şi gaze fierbinţi în tuneluri

rutiere, astfel că temperaturile maxime nu se înregistrează întotdeauna la nivelul focarului de

incendiu.

FibroLaser este un detector de temperatură care măsoară atât convecţia, cât şi radiaţia,

asigurând un sistem de detectare şi localizare a incendiilor cu fiabilitate şi siguranţă ridicată.

Din ce în ce mai frecvent, pe viitor, traficul rutier se va muta în „subteran” – cu scopul

de a crea artere rutiere mai eficiente şi pentru a diminua aglomeraţia şi poluarea din oraşe.

Persoanele, vehiculele şi infrastructura trebuie să fie protejate împotriva incendiilor cu eficienţă

maximă.

Detectoarele FibroLaser sunt instalate la nivel mondial, în unele dintre cele mai importante

tuneluri rutiere, asigurând:

detectarea rapidă şi localizarea precisă a focarului de incendiu iniţial – pentru activarea

selectivă a sistemelor de supraveghere video, de ventilaţie, precum şi acţionarea instalaţiilor de

stingere a incendiilor;

detectarea mărimii şi direcţiei de propagare a incendiului, informaţii care sunt esenţiale

pentru o acţiune rapidă şi corespunzătoare a serviciilor intervenţie [2].

Fig. 8 – Monitorizare FibroLaser

Cel mai lung tunel rutier din lume se află în Norvegia, la Laerdal (fig. 9), şi se întinde pe o

distanţă de 24,5 kilometri, de peste 30 de ori mai mare decât lungimea tunelului.

Tunelul norvegian a fost inaugurat la finalul anului 2000 şi este prevăzut cu o serie de

sisteme de securitate, potrivit CNN. Astfel, până şi simpla atingere a stingătoarelor situate de-a

lungul tunelului la o distanţă de 125 de metri declanşează o alarmă care le va indica şoferilor care

tranzitează tunelul să întoarcă şi să iasă din tunel.

De asemenea, există telefoane de urgenţă amplasate la fiecare 250 de metri, dar şi 15 puncte de

întoarcere special concepute pentru autobuze şi camioane. Tunelul de la Laerdal a costat 114 milioane

24

de dolari (105 milioane de euro), iar la vremea inaugurării traficul estimat era de circa 1.000 de

vehicule pe zi. De altfel, în Norvegia se află două dintre cele mai lungi zece tuneluri rutiere din

lume, lungimea cumulată a acestora fiind de circa 35,9 kilometri [3].

Fig. 9 – Tunelul de la Laerdal

4. CONCLUZII

Tunelurile lungi, deşi au avantaje extraordinare în sensul că pot scurta distanţele parcurse

de şoferi, pot fi extrem de periculoase în cazul unor incendii, în contextul în care fumul toxic se

ventilează foarte greu.

După cum rezultă în mod clar din lucrarea realizată de Comisia Economică pentru Europa

a Organizaţiei Naţiunilor Unite (CEE-ONU), conduita utilizatorilor de drumuri reprezintă un aspect

decisiv al securităţii în tuneluri.

Măsurile de securitate ar trebui să permită persoanelor implicate în incidente să se salveze,

să permită utilizatorilor să acţioneze imediat, astfel încât să prevină consecinţe mai grave, să asigure

acţiunea eficientă a serviciilor de urgenţă, să protejeze mediul şi să limiteze daunele materiale.

Menţinerea unui nivel ridicat al securităţii necesită întreţinerea adecvată a sistemelor de

securitate din tuneluri. Ar trebui organizat un schimb sistematic de informaţii între statele membre

ale UE în privinţa tehnicilor de securitate moderne şi a datelor privind accidentele/incidentele.

Unul dintre cele mai cunoscute accidente petrecute într-un tunel rutier este cel din tunelul

Mont Blanc (11,6 kilometri) din martie 1999. După ce un camion ce transporta margarină şi făină a

luat foc şi s-a oprit la kilometrul 6,7 pe sensul de mers dinspre Franţa spre Italia, 39 de persoane şi-

au pierdut viaţa. Incendiul a fost stins după două zile şi au fost atinse temperaturi de 1.000o

C. Timp

de trei ani, tunelul, care este unul dintre cele mai mari din lume, a fost închis, în urma acestui

eveniment.

BIBLIOGRAFIE

[1] Directiva 2004/54/CE.

[2] http://www.buildingtechnologies.siemens.com

[3] http://archive.is/

http://www.buildingtechnologies.siemens.com/

http://archive.is/

25

PERFORMANŢE SPECIFICE ALE CLĂDIRILOR

CU AGLOMERĂRI DE PERSOANE

Student sergent Marian-George PIERŞINARU



Abstract: This paper presents the specific features of overcrowded buildings, according the normative

P118 which have the purpose of reducing fire risk, as well as reducing the loss of both

human lives and/or material damages in case of such a situation.

Keywords: Overcrowded Buildings, Evacuation, Firewall, Fire Risk.

1. INTRODUCERE

Specificul şi particularităţile constructive ale clădirilor cu aglomerări de persoane impun

condiţii riguroase pentru acest tip de construcţii.

Evacuarea utilizatorilor are o importanţă deosebită întrucât numărul mare de persoane şi

prezenţa unor fenomene asociate incendiului conduc la apariţia unor efecte negative (panică,

pierderi de vieţi omeneşti etc.).

2. NOŢIUNI GENERALE DESPRE CLĂDIRILE CU AGLOMERĂRI DE

PERSOANE

Încăperile cu aglomerări de persoane sunt încăperi în care se pot afla simultan cel puţin 50

de persoane, fiecăreia dintre acestea revenindu-i o arie de pardoseală mai mică de 4 m².

Sala aglomerată, categorie distinctă a încăperilor cu aglomerări de persoane, reprezintă o

încăpere sau un grup de încăperi care comunică direct între ele prin goluri (protejate sau

neprotejate) în care suprafaţa ce-i revine unei persoane este mai mică de 4 m² şi în care se pot

întruni simultan cel puţin 150 de persoane (săli de spectacole, săli de întruniri, încăperi pentru

expoziţii, muzee, cluburi, cinematografe etc.). În situaţia în care acestea sunt situate la parter, se

consideră săli aglomerate cele cu mai mult de 200 de persoane.

După destinaţie, sălile aglomerate pot fi de categoria S1 sau S2, conform tabelului nr. 1, iar

corelaţia admisă între amplasarea şi categoria sălilor, numărul de locuri şi nivelul de stabilitate la

foc al clădirilor cu săli aglomerate este prezentat în tabelul nr. 2. [2]

Categorii de săli aglomerate Tabelul nr. 1

Săli

aglomerate

Destinaţia sălii aglomerate

S1 Teatre, săli de spectacole, circuri, expoziţii comerciale etc.

S2 Săli pentru proiecţii cinematografice, cantine şi restaurante, săli de lectură, muzee,

expoziţii permanente de artă, auditorii, săli de întruniri, de dans, de concert, de sport, de

aşteptare, vestiare, de cult, discotecă, magazine cu mărfuri combustibile etc.

26

Corelaţia admisă între amplasarea şi categoria sălilor, numărul

de locuri şi nivelul de stabilitate la foc al clădirilor cu săli aglomerate Tabelul nr. 2

Amplasarea sălii aglomerate Categoria

salii

Capacitatea (numărul maxim de

locuri) în funcţie de nivelul de

stabilitate la foc al clădirii

I II II

Sală independentă sau constituind un

compartiment de incendiu distinct

S1 Nelimitat 5.000 1.500

S2 Nelimitat 2.000

Sali aglomerate comasate, într-o clădire fără alte

destinaţii

S1 6.000 3.000 1.200

S2 Nelimitat Nelimitat 1.500

Sală aglomerată înglobată în clădiri cu altă

destinaţie

S1 3.000 2.000 1.000

S2 5.000 3.000 1.200

Numărul de niveluri supraterane admis în clădiri cu săli aglomerate pentru porţiunea în

care publicul are acces, în conformitate cu categoria sălii aglomerate este prezentat în tabelul nr. 3

Numărul de niveluri supraterane admis în clădiri cu săli aglomerate

(porţiunea în care publicul are acces) Tabelul nr. 3

Categoria

sălii

Numărul maxim de niveluri supraterane admis în clădiri cu aglomerări de persoane având

nivelul de stabilitate la foc

I II III

S1 Nelimitat 5 2

S2 Nelimitat 6 3

3. AMPLASAREA CLĂDIRILOR CU SĂLI AGLOMERATE

Clădirile cu săli aglomerate trebuie să fie uşor accesibile din drumurile publice,

asigurându-se condiţii corespunzătoare pentru desfăşurarea operaţiunilor de stingere precum şi a

celor de salvare a persoanelor. De asemenea, este necesar ca autospecialele de pompieri să aibă

acces la cel puţin 50% din perimetrul clădirii.

Curţile interioare şi spaţiile dintre clădirile cu săli aglomerate pot fi luate în considerare

pentru evacuarea persoanelor în caz de incendiu, dacă au lăţimea suficientă pentru trecerea

numărului de unităţi de trecere rezultat din calcul (vezi „Dimensionarea căilor de evacuare”), dar nu

mai puţin de 6,00 m.

Corelaţia admisă între amplasarea şi categoria sălilor, numărul de locuri şi nivelul de stabilitate

la foc al clădirilor cu săli aglomerate este prezentată în Tabelul 2, iar numărul de niveluri supraterane

admis în clădiri cu săli aglomerate (porţiunea în care publicul are acces) se regăseşte în tabelul 3. [2]

Clădirile cu săli aglomerate nu se comasează cu alte clădiri. Acestea se amplasează astfel

încât să nu permită propagarea incendiilor de la/spre clădiri învecinate sau, în cazul prăbuşirii, să nu

afecteze obiective învecinate prin respectarea distanţelor minime de siguranţă prevăzute în tabelul

4, ori compartimentându-se prin pereţi rezistenţi la foc alcătuiţi corespunzător celei mai mari valori

a densităţii sarcinii termice (q), dar nu mai puţin de REI/EI 180.

Distanţe de siguranţă Tabelul nr. 4

Nivelul de stabilitate

la foc

Distanţe minime de siguranţă (m) faţă de clădiri sau compartimente de incendiu

având nivelul de stabilitate la foc

I-II III IV-V

I-II 5 7 9

III 7 8 10

IV-V 9 9 12

27

4. EVACUAREA UTILIZATORILOR DIN CLĂDIRILE CU SĂLI AGLOMERATE

Evacuarea utilizatorilor în condiţii de siguranţă şi într-un timp scurt este o cerinţă deosebit

de importantă de care trebuie să se ţină seama atunci când este proiectată o astfel de construcţie.

Una dintre cele mai importante cerinţe ale evacuării utilizatorilor din clădirile cu săli

aglomerate este asigurarea a cel puţin două ieşiri de evacuare distincte şi judicios distribuite pentru

fiecare nivel al sălilor aglomerate, precum şi pentru nivelurile de loji şi balcoane cu numărul de

persoane mai mare decât cel corespunzător unui flux. Această cerinţă este obligatorie şi în cazul

foaierelor, bufetelor, garderobelor, cu aria mai mare de 100 m².

În figurile 1 şi 2 sunt prezentate modalităţi de stabilire a căilor de evacuare pentru sălile cu

aglomerări de persoane. [3]

Fig. 1 – Căi de evacuare din săli aglomerate

În cazul sălilor aglomerate cu scene sau podiumuri, circulaţia de evacuare trebuie

organizată astfel încât publicul să se deplaseze în direcţia opusă scenei, întrucât este strict interzisă

evacuarea utilizatorilor prin/pe sub scenă sau podiumuri.

28

Pentru scenele prevăzute cu cortină de siguranţă, buzunarele scenelor cu o arie mai mare

de 100 m² şi fosele pentru orchestră cu mai mult de 50 de persoane se prevăd obligatoriu două ieşiri

de siguranţă distincte de cele ale sălii. Pentru scenele fără cortină de siguranţă şi pentru fosele care

au o capacitate mai mică decât cea menţionată anterior, este permis ca una din căile de evacuare să

treacă prin sala aglomerată.

Fig. 2 Căi de evacuare din săli aglomerate

Buzunarele scenei și depozitele au cel puţin o cale de evacuare în care traseul este separat

de scenă.

Căile de evacuare ale balcoanelor şi lojelor nu au traseul prin sala aglomerată.

29

Pentru asigurarea unei evacuări rapide şi în condiţii de siguranţă sunt impuse condiţii,

specifice clădirilor cu săli aglomerate, precum:

– mobilierul se fixează de pardoseală pentru a fi evitată răsturnarea acestora. Excepţie de la

această regulă fac sălile de întruniri cu o capacitate maximă de 200 de locuri cu condiţia

solidarizării scaunelor sau băncilor între ele pe pachete de minim 3 rânduri, lojile cu

maxim 24 de scaune mobile, expoziţiile şi saloanele de dans;

– pe culoarele de evacuare nu se admit trepte în lungul spaţiilor libere de trecere dintre

rândurile de scaune;

– uşile de pe traseul de evacuare trebuie să se deschidă în sensul evacuării, şi să nu aibă

proeminenţe care ar putea îngreuna trecerea persoanelor;

– scările de evacuare a persoanelor din sălile aglomerate pot avea rampe directe spre subsol

în condiţiile în care acestea asigură accesul la spaţii destinate publicului;

– scările exterioare folosite pentru evacuarea din sălile aglomerate trebuie să aibă înălţimea

treptei de maxim 17 cm, iar lăţimea treptei să fie de minim 28 cm. Acestea sunt alese

respectând condiţia „2h+lA·62-64” în care „h” este înălţimea treptei, iar „l” reprezintă

lăţimea treptei;

– în faţa ieşirilor la nivelul terenului trebuie asigurat un spaţiu liber pentru persoanele care

se evacuează;

– spaţiul liber de trecere dintre rândurile de scaune trebuie să fie de minim 45 cm.

5. GABARITELE CĂILOR DE EVACUARE

Lăţimea liberă minimă necesară pentru fluxurile de evacuare sunt stabilite în raport cu

numărul acestora, astfel:

– 0,80 m pentru 1 flux;

– 1,10 m pentru 2 fluxuri;



– 2,50 m pentru 5 fluxuri.

6. DIMENSIONAREA CĂILOR DE EVACUARE

Calculul căilor de evacuare (pentru mai mult de cinci persoane) constă în determinarea

gabaritelor necesare şi stabilirea lungimii traseelor, astfel încât să se asigure evacuarea rapidă din

clădire, în timpul normat.

Numărul de fluxuri/unităţi de trecere ce trebuie asigurate pentru evacuarea persoanelor se

determină cu relaţia (1):

C

NU t

(1)

în care avem:

Ut

– reprezintă numărul unităţi de trecere (fluxuri);

N – reprezintă numărul de persoane care trebuie să treacă prin calea de evacuare;

C – este capacitatea normată, de evacuare a unei unităţi de trecere.

30

Rezultatele obţinute din relaţia de mai sus (1) se rotunjesc la numărul întreg imediat

superior.

7. CAPACITATEA DE EVACUARE „C”

Capacitatea de evacuare „C” a unui flux de evacuare este prezentată în tabelul 5

Capacitatea de evacuare din sălile aglomerate Tabelul nr. 5

Nr. crt. Tipul sălii aglomerate și nivelul de

stabilitate la foc al clădirii

Capacitatea de evacuare „C”

( număr de persoane )

1. Sala aglomerată tip S1

I-II 50 (70 )

III 35 ( 50 )

IV-V 25

2. Sală aglomerată tip S2

I-II 65 ( 100 )

III 50 ( 75 )

IV 35

V 25

Valorile din paranteză, din tabelul 5, sunt pentru circuitele de evacuare din interiorul sălii

aglomerate până la uşile de evacuare ale sălii respective.

Lungimile maxime admise pe traseul parcurs pe căile de evacuare, implicit şi timpii de

evacuare sunt prezentaţi în tabelul 6. [2]

Pentru stabilirea timpului (lungimii) necesar pentru evacuare nu se iau în considerare

traseele prin foaiere şi holuri, acestea considerându-se la rândul lor sală aglomerată, determinările

făcându-se separat pentru spaţiile respective.

Timpii de evacuare din sălile aglomerate Tabelul nr. 6

Categoria

sălii

aglomerate

Nivelul de

stabilitate la foc al

clădirii

Timpii de evacuare ( lungimea maximă a căii de evacuare )

În interiorul sălii până

la o uşă a sălii

aglomerate

De la uşa sălii aglomerate în exterior,

până la scara sau degajamentul protejat

secunde metri secunde metri

Sala S1 I-II 80 32 88 50

III 60 24 63 38

IV-V 30 12 37 25

Sala S2 I-II 100 40 88 50

III 80 32 63 38

IV 60 24 40 30

V 30 12 25 25

8. CONDIŢII CONSTRUCTIVE ALE CLĂDIRILOR CU SĂLI AGLOMERATE

Datorită specificului şi a particularităţilor constructive, clădirile cu săli aglomerate trebuie

să respecte anumite reguli. Pereţii rezistenţi la foc, cortina de siguranţă, trapele de evacuare a

fumului au rolul de a micşora riscul de producere a incendiilor în aceste spaţii.

În cazul acestui tip de construcţii este recomandată desfumarea mecanică din cauza

pericolului pe care îl prezintă fumul, în special panică creată la apariţia acestuia. Trapele pentru

evacuarea fumului sunt poziţionate, de regulă, în buzunarele scenei.

31

Locul cel mai expus pericolului de incendiu este scena cu toate anexele sale

(buzunarele scenei, sub scenă, instalaţiile de manevrare a decorurilor etc.). Din acest motiv este

recomandat ca deasupra scenei amenajate şi sub scenă să nu se amenajeze încăperi cu alte

destinaţii, depozite de materiale combustibile şi nici ateliere cu risc mare sau foarte mare de

incendiu. Pentru intervenţia în cazul izbucnirii unui incendiu la părţile superioare ale scenei şi

la subsolul acesteia se asigură accesul prin case de scări închise sau prin scări exterioare. Uşile

de acces trebuie să fie EI 45-C5 Sm.

Acoperişul casei scenei şi structurile de rezistenţă a pasarelelor şi a grătarelor scenei se

execută din materiale A1 sau A2-s1d0. Golurile de acces la pasarele se protejează cu uşi rezistente

la foc EI 90-C5 Sm echipate cu dispozitive automate de închidere. Grătarele pasarelelor pot fi

realizate din materiale A1, A2-s1d0 sau B-s1d0. Pereţii şi planşeele care separă scena şi buzunarele

acesteia de anexele ei au rezistenţă la foc minim EI/ REI 90. Golurile dintre casa scenei şi anexele

sale se protejează prin uşi sau alte elemente de protecţie cu rezistență la foc de minim EI 45-C5 Sm.

Planşeele care separă scena sau buzunarele scenei de alte încăperi situate deasupra lor este de

minim REI 120. [2]

Pentru a împiedica propagarea incendiului, sălile aglomerate trebuie separate de restul

clădirii prin pereţi A1 sau A2-s1dO cu rezistenţă la foc de minim EI 180 şi planşee corespunzătoare

nivelului lui de stabilitate de foc, dar nu mai puţin de REI 90. Planşeele nivelurilor intermediare din

interiorul sălilor aglomerate (loji, balcoane, platforme) trebuie să fie A1 sau A2-s1dO cu rezistenţă

la foc în funcţie de nivelul de stabilitate la foc al clădirii, întrucât unele produse ale arderii, precum

şi fumul se concentrează în special spre părţile superioare ale încăperii, constituind un mare pericol

pentru spectatorii aflaţi în loje şi balcoane. Planşeele peste subsol sau demisol au rezistenţă la foc în

funcţie de nivelul de stabilitate la foc al clădirii, dar nu mai puţin de REI 90. Pentru a preveni

propagarea flăcărilor unui incendiu izbucnit la scenă, în pereţii rezistenţi la foc ce separă sectorul

sălii aglomerate de scena amenajată, în afară golului portal se admite practicarea a câte două goluri

de circulaţie (unul pentru fiecare parte a scenei), protejate cu încăperi-tampon care au uşile

rezistente la foc EI 45-C5 Sm. În cazul sălilor prevăzute cu cortină de siguranţă, aceste goluri se

amplasează în afara porţiunii de perete din dreptul sălii, astfel încât să nu conducă direct din scenă

în sala aglomerată sau în căile de evacuare a publicului. Şi în această situaţie golurile trebuie

protejate prin uşi rezistente la foc, dar cu o valoare diferită EI 90-C5 Sm.

Pereţii care separă depozitele cu materiale şi produse combustibile şi atelierele anexe cu

risc mare şi foarte mare de incendiu faţă de restul clădirii, trebuie să fie REI 180 şi fără alte goluri

decât cele strict necesare circulaţiei. Acestea se protejează cu uşi rezistente la foc EI 90-C5 Sm.

Cortina de siguranţă are rolul de a despărţi compartimente de incendiu. Aceasta trebuie să

poată fi coborâtă în cel mult 40 de secunde, automat şi prin comandă de la distanţă şi manual.

Proiecţia de filme şi diapozitive trebuie să se facă din cabine special amenajate atunci când

se utilizează mai mult de un aparat de proiecţie, precum şi la o eventuală proiecţie de filme pe bază

de nitroceluloză, iar în cazul izbucnirii unui incendiu în această încăpere se acţionează automat

aprinderea luminii în sală.

Pereţii şi planşeele unei astfel de încăperi, precum şi ale depozitelor şi anexelor sale trebuie

să fie A1 sau A2-s1d0 cu rezistenţă la foc de minim EI 120, respectiv REI 60 pentru planşee. Astfel

de cabine de protecţie nu trebuie să comunice direct cu sala în care se află publicul decât prin

intermediul vizetelor de protecţie şi observare protejate cu geamuri E30 sau prin intermediul unor

încăperi-tampon prevăzute cu uşi cu o rezistenţă la foc de minim EI 15-C3 Sa. Calea de evacuare

prevăzută obligatoriu poate fi comună cu una din cele destinate publicului.

32

Finisajele pe căile de evacuare trebuie să respecte clasele de reacţie la foc a căilor de

evacuare corespunzătoare destinaţiilor şi nivelurilor de stabilitate separat pe diferite destinaţii ale

construcţiei.

Elementele decorative interioare, finisajele, precum şi tratamentele termice şi acustice ale

sălilor aglomerate, pot fi minimum C-s1d0 sau executate din lemn şi ignifugate cel puţin pe partea

neaparentă, inclusiv scheletul de montare şi respectiv A2FL-s1 la planşee. Este recomandat ca

distanţa dintre finisaje sau tratamente acustice şi pereţii-suport să nu fie mai mare de 15 cm, golurile

astfel realizate se împart prin diafragme (pot fi din lemn ignifugat), în celule cu dimensiuni maxime

de 3,00 x 3,00 m, astfel încât să se evite formarea de curenţi favorabili dezvoltării incendiilor.

9. CONCLUZII

Noile condiţii impuse de normativul P118/2-2013 – instalaţii de stingere a incendiilor,

asigură o protecţie mărită a clădirilor cu aglomerări de persoane, în special, în zonele destinate

utilizatorilor, indiferent că este vorba de public sau personal.

Prin urmare, este deosebit de important să respectăm condiţiile constructive impuse de

normativul mai sus-menţionat, pentru a reduce posibilitatea producerii unor evenimente cu impact

negativ.

BIBLIOGRAFIE

[1] Pompiliu Bălulescu, Prevenirea incendiilor în clădiri cu aglomerări de persoane, Bucureşti,

1998.

[2] Normativ privind securitatea la incendiu a construcţiilor – indicativ P 118-1-2013, proiect

redactarea a II-a.

[3] *** Normativ privind proiectarea sălilor aglomerate cu vizitatori cerinţe utilizatori, indicativ NP

006 – 1996.

33

MANAGEMENT ŞI STRATEGII ÎN ACTIVITATEA DE APĂRARE

ÎMPOTRIVA INCENDIILOR LA O INSTITUŢIE PUBLICĂ (AFER)

Eugen BĂRBULESCU (şef SPSU)

Sorin-Radu ACHIMESCU (inspector protecţie civilă)

Gheorghe MOLDOVEANU (cadru tehnic PSI)

Bogdan VINTILĂ (responsabil cu pregătirea medicală)

Viorel LUCACI (responsabil cu redactare documente şi planuri)

Autoritatea Feroviară Română (AFER)

Abstract: This paper demonstrates the importance of the work in emergencies to protect life, property

and the environment in general by the department of prevention of the Emergency Service of

AFER. In the same time, the work raises awareness of risks to which we are subject, in the

studied area, i.e. the knowledge of behavioral rules disaster.

Keywords: Management, Strategy, Fire Safety Activity, Public Institution, Romanian Railway

Authority (AFER).

1. INTRODUCERE

La nivel de AFER gestionarea situaţiilor de urgenţă se realizează de către Compartimentul

de prevenire al Serviciului Pentru Situaţii de Urgenţă AFER, care are ca scop principal prevenirea şi

reducerea gravităţii consecinţelor unui eveniment, precum şi pentru a elimina sau diminua pericolul

producerii unor situaţii de urgenţă, în spaţiile în care îşi desfăşoară activitatea salariaţii AFER, prin

măsurile stabilite în Programul anual cu activităţile care se desfăşoară la nivel de AFER, referitoare

la pregătirea salariaţilor în domeniul situaţiilor de urgenţă (protecţie civilă şi apărare împotriva

incendiilor) prin instructaje şi antrenamente practice de alarmare, evacuare, adăpostire, intervenţie

şi prim-ajutor, care se desfăşoară la locurile de muncă ale acestora.

Toate documentele elaborate de către SPSU şi aprobate de către conducerea AFER,

respectiv de către Inspecţia de Prevenire IGSU la nivel de sector şi municipiului Bucureşti, se

transmit la toate compartimentele din cadrul AFER, în vederea instruirii salariaţilor şi menţionarea

în fişele individuale de instruire.

Personalul desemnat cu organizarea şi gestionarea situaţiilor de urgenţă (protecţie civilă şi

apărare împotriva incendiilor), la nivel de AFER, a urmat cursurile de specialitate şi este atestat în

domeniul situaţiilor de urgenţă, conform legislaţiei în vigoare, care prevede obligativitatea

încadrării cu personal de specialitate angajat/voluntar (şef SPSU, Inspector de protecţie civilă,

Cadru tehnic PSI, Responsabil cu pregătirea medicală etc.), din rândul salariaţilor proprii.

La realizarea lucrării s-au folosit cunoştinţele şi materialele puse la dispoziţie de Catedrele

de Management şi Specialitate ale Centrului Naţional de Perfecţionare a Pregătirii pentru

Managementul Situaţiilor de Urgenţă (UM nr. 0490 Ciolpani), sub coordonarea domnului colonel

dr. Niculae Stan şi Serviciul Prevenire Sector 1 din cadrul Inspectoratului pentru Situaţii de Urgenţă

„Dealul Spirii” al Municipiului Bucureşti, sub coordonarea domnului colonel Gheorghe Niculescu,

coordonatorii cursului postuniversitar „Evaluarea riscului de incendiu pentru construcţii şi

instalaţii” organizat la Facultatea de Inginerie a Instalaţiilor din cadrul Universităţii Tehnice de

34

Construcţii Bucureşti, reprezentaţi de către domnul conf. univ. dr. ing. Mihnea Sandu, domnul

maior dr. ing. Ionel Puiu Golgojan şi domnul prof. univ. dr. ing. Ştefan Vintilă, respectiv de

organizatorii sesiunilor de comunicări ştiinţifice în cadrul Facultăţii de Pompieri, domnul conf.

univ. dr. ing. Emanuel Darie şi domnul lector univ. dr. ing. Garibald Popescu.

Lucrarea s-a realizat pe baza studiilor efectuate în domeniul prevenirii dezastrelor naturale

sau antropice, respectiv prin monitorizarea riscurilor care pot declanşa situaţii de urgenţă şi

evaluarea activităţilor de instruire a personalului din zona studiată (AFER).

Scopul lucrării este de a analiza într-un mod unitar, sistematic, a situaţiilor de urgenţă care

pot avea loc în aria studiată şi de a prezenta modalităţile practice de prevenire şi intervenţie în zona

studiată. În atingerea acestui scop, lucrarea abordează aspecte concrete ale activităţilor desfăşurate

în caz de urgenţe civile în aria studiată, precum şi activitatea de intervenţie şi cea de prevenire.

Obiectivul este de a determina soluţiile optime de minimizare a urmărilor riscurilor naturale şi de

prevenire, prin condiţionări specifice a riscurilor antropice.

Prin acţiunile de prevenţie întreprinse în gestionarea situaţiilor de urgenţă, la nivel de

AFER, în funcţie de tipurile de risc, cu accent pe cutremur şi incendiu se urmărește

reducerea/eliminarea numărului de victime şi pagube materiale. Principalele obiective vizate sunt:

creşterea capacităţii de acţiune a salariaţilor prin informare, în scopul prevenirii

producerii situaţiilor de urgenţă, dar si autoapărării;

comunicarea eficientă în timpul şi după producerea situaţiei de urgenţă;

dezvoltarea capacităţii de a planifica şi de a gestiona comunicarea privind hazardele şi

situaţiile de risc prin integrarea comunicării la toate nivelurile, prin stabilirea

responsabilităţilor şi prin realizarea instruirii salariaţilor după tipul de risc la care sunt

expuşi în funcţie de specificul activităţii pe care o desfăşoară (locul de muncă);

creşterea nivelului de înţelegere privind riscurile majore, care pot apărea la AFER,

precum cutremurele şi incendiile;

dezvoltarea unei colaborări reale între salariaţi şi implicarea acestora în mod planificat

în programele de informare şi voluntariat;

responsabilizarea şefilor locurilor de muncă care răspund de organizarea activităţii şi

de instruirea salariaţilor pe linie de situaţii de urgenţă (protecţie civilă şi AII), cât şi a

salariaţilor care trebuie să cunoască locurile unde se află stingătoarele și hidranţii,

respectiv modul de utilizare a acestora;

gestionarea şi administrarea corectă a clădirilor şi instalaţiilor aferente acestora

(energie electrică, gaze, apă etc.), respectiv a utilajelor şi echipamentelor tehnologice.

Conducătorii locurilor de muncă răspund de organizarea activităţii şi de instruirea

salariaţilor, pe linie de situaţii de urgenţă (protecţie civilă şi AII). Aceştia au obligaţia să i-a toate

măsurile de înlăturare a eventualelor deficienţe în gestionarea zonelor cu risc ridicat de producere a

incendiilor (tablouri electrice, centrale termice, instalaţii tehnologice, depozite, arhiva, biblioteca,

birouri, laboratoare şi standuri de încercări, curtea interioară, rampa pentru reziduurile menajere,

locurile amenajate pentru fumat etc.), respectiv informarea salariaţilor cu privire la locurile unde se

află stingătoarele şi hidranţii, cât şi modul de utilizare a acestora.

Activitatea de instruire a personalului, care se desfăşoară la nivel de compartiment, se

realizează pe baza documentelor transmise către compartimente, de către inspectorul de protecţie

civilă şi responsabilul PSI, cât şi a exerciţiilor de evacuare şi intervenţie, în cazul producerii unui

cutremur, respectiv incendiu, efectuate în AFER. Instruirea personalului şi consemnarea în fişele de

instruire periodică se realizează la datele conforme specificului fiecărui compartiment, pe baza

tematicii specifice activităţii desfăşurate (locului de muncă).

35

Scopul activităţii de instruire a personalului, desfăşurate pe linie de situaţii de urgenţă (PC

şi AII), este de a îmbunătăţi instruirea salariaţilor, prin informare, comunicare în scopul dezvoltării

capacităţii de gestionare a situaţiilor de risc prin integrarea comunicării la toate nivelurile, prin

stabilirea responsabilităţilor şi a modalităţilor în care trebuie să acţioneze, în caz de necesitate.

2. MĂSURI ÎNTREPRINSE LA NIVEL DE AFER

În conformitate cu prevederile Legii Protecţiei Civile nr. 481/2004, republicată, Legii nr.

307/2006 privind apărarea împotriva incendiilor şi celorlalte acte normative (OMAI, Norme,

Dispoziţii etc.), care reglementează desfăşurarea activităţii pe linie de situaţii de urgenţă (protecţie

civilă şi apărare împotriva incendiilor), în vederea prevenirii şi reducerii gravităţii consecinţelor

unui eveniment, precum şi pentru a elimina sau diminua pericolul producerii unor situaţii de

urgenţă, în spaţiile în care îşi desfăşoară activitatea salariaţii AFER, în cadrul Programului cu

activităţile care se desfăşoară la nivel de AFER, privind pregătirea salariaţilor în domeniul

situaţiilor de urgenţă prin instructaje şi antrenamente practice de alarmare, evacuare, adăpostire şi

prim ajutor, cu aprobarea conducerii AFER s-au organizat şi desfăşurat exerciţii pentru limitarea şi

înlăturarea urmărilor unui dezastru natural (cutremur de pământ) şi a efectelor complementare ale

acestuia (avarii la reţelele de utilităţi, incendii, explozii, avarierea construcţiilor etc.), pentru

limitarea şi înlăturarea urmărilor unor incendii, respective de alarmare şi evacuare a personalului

AFER.

Planurile exerciţiilor au fost realizate conform modelelor elaborate de către Catedra de

Pregătire de Specialitate a Centrului Naţional de Perfecţionare pentru Managementul Situaţiilor de

Urgenţă (UM nr. 0490 Ciolpani).

Cu ocazia acestor exerciţii s-a prezentat, în mod practic, care sunt etapelor unei intervenţii

la stingerea unui incendiu cu ajutorul hidrantului (întinderea furtunurilor, conectarea acestora etc.)

şi cum se manevrează stingătoarele, respectiv procedura privind acordarea primului ajutor

premedical victimelor unui dezastru, cu ajutorul echipamentului (materiale sanitare, tărgi etc.) de

către grupa medicală.

În conformitate cu prevederile art. 131 din Normele generale de apărare împotriva

incendiilor, aprobate cu OMAI nr. 163/2007, privind echiparea şi dotarea cu mijloace de apărare

împotriva incendiilor, în spaţiile care aparţin AFER, s-a realizat amplasarea stingătoarelor de

incendiu şi a dispozitivelor automate destinate stingerii incendiilor (BONPET). Totodată, s-au

achiziţionat echipamente specifice executării intervenţiilor, în conformitate cu Planul privind

dotarea cu echipamente, dispozitive şi materiale necesare la executarea intervenţiilor în situaţii de

urgenţă.

2. CONCLUZII

Prevenirea se planifică şi se organizează pe baza identificării şi evaluării riscurilor, a

analizei fenomenelor ipotetice sau produse de procese şi fenomene naturale reale sau de activităţi şi

acţiuni umane. Prin această lucrare s-a încercat o nouă modalitate de abordare a identificării şi

evaluării riscurilor naturale şi antropice, în vederea asigurării unui răspuns rapid de protecţie şi

contracarare a efectelor negative. Toate activităţile şi măsurile întreprinse pentru prevenire, etapele

36

acestora, caracterul lor permanent, înaintea producerii evenimentelor generatoare de situaţii de

urgenţă, pe timpul derulării acţiunilor de protecţie şi salvare, precum şi în perioada reabilitării şi

înlăturării efectelor sunt în strânsă corelare cu analiza factorilor care au generat situaţia de urgenţă

în cauză.

Activităţile de prevenire în situaţii de urgenţă sunt abordate şi sub aspect legislativ, care

urmăresc introducerea cadrului legal pentru activitatea de identificare, evaluare şi analiză a

pericolelor potenţiale prin aprecierea probabilităţii de apariţie a lor şi a consecinţelor pe care le

generează.

Considerăm că lucrarea demonstrează importanţa activităţii desfăşurate în situaţii de urgenţă, pentru

protejarea vieţii, a bunurilor materiale şi a mediului în general, de către Compartimentul de

prevenire din cadrul Serviciului pentru situaţii de urgenţă AFER şi contribuie la conştientizarea

riscurilor la care suntem supuşi, în aria studiată, respectiv pentru cunoaşterea regulilor

comportamentale în caz de dezastre.

37

INSTALAŢIE DE STINGERE CU DIOXID DE CARBON

UTILIZATĂ LA O ZONĂ DE ULEIERE

Student sergent Dan LAZAR



Abstract: The present articles presentation of a fire extinguishing solution implemented in a pipe

factory. The fire extinguishing method chosen was using carbon dioxide with local action.

The protected area is used for oiling the pipes as fail safe.

Keywords: Carbon Dioxide, Local Action, Concentration, Fire Extinguishing.

1. INTRODUCERE

Dioxidul de carbon este o substanţă specială de stingere a incendiilor, un gaz incolor şi

inodor, care nu arde şi nu întreţine arderea.

Ca substanţă de stingere a incendiului, are următoarele caracteristici:

nu distruge obiectele şi materialele stinse;

pătrunde în orificiile materialului aprins (fiind mai greu decât aerul);

este rău conductor de electricitate;

nu se deteriorează prin stocare îndelungată;

nu este sensibil la acţiunea temperaturilor scăzute.

Acţiunea de stingere a CO2 constă în reducerea concentraţiei de oxigen sau a fazei gazoase

a combustibilului incendiat din atmosfera incintei respective, până la o valoare a concentraţiei de

oxigen la care combustia (arderea) încetează.

Se utilizează pentru stingerea substanţelor combustibile care prin ardere nu furnizează

oxigenul necesar combustiei, sau sunt caracterizate prin ardere de suprafaţă (nu se utilizează pentru

stingerea incendiilor în profunzime).

Sistemele de stingere cu CO2 sunt extrem de eficiente. Ele pot utiliza gazul prin

modalitatea de inundare totală, dar dioxidul de carbon este de asemenea singurul agent gazos care

poate fi utilizat şi prin aplicare locală.

Dioxidul de carbon poate fi depozitat fie în cilindri de oţel de înaltă presiune (sisteme de

stingere HPCO2=50 bar), fie în rezervoare uşoare de perete refrigerate, la presiune joasă (sisteme

de stingere LPCO2=25 bar). [6]

Având în vedere că inhalarea de CO2 poate fi toxică pentru oameni, acesta se foloseşte mai

mult pentru protejarea următoarelor zone sau spaţii:

camerele transformatoarelor şi zonele cu pericol electric;

arhive;

camere de servere şi tehnică de calcul;

generatoare electrice;

industria tipografiei;

38

fabrici de prelucrări mecanice.

Stingerea incendiilor prin inundare totală se realizează prin inundarea întregului spaţiu a

incintei protejate cu dioxid de carbon, astfel încât concentraţia de oxigen să scadă în timpul cel mai

scurt posibil, sub valoarea de menţinere a arderii (de la 21% sub 15%).

Spre deosebire de sistemul de stingere prin inundare totală, sistemul de stingere cu

inundare locală asigură o inundare cu dioxid de carbon pe suprafeţe limitate. Această soluţie se

adoptă la stingerea incendiilor de suprafaţă, în special de lichide combustibile sau materiale

combustibile solide, în incinte unde nu sunt asigurate condiţii pentru realizarea inundării totale. Se

recomandă la protecţia şi stingerea bazinelor de călire, transformatoarelor şi în cadrul altor procese

tehnologice.

Punerea automată în funcţiune a instalaţiilor fixe de stingere a incendiilor cu dioxid de carbon

poate fi cu acţionare pneumatică, mecanică, electrică, pneumo-mecanică, electrică combinată cu

pneumatică (pentru sistemele de joasă presiune), electrică combinată cu pneumo-mecanică (pentru

sistemele de înaltă presiune) sau cu alte sisteme de acţionare.

2. INSTALAŢIA DE STINGERE CU DIOXID DE CARBON UTILIZATĂ ÎNTR-O

HALĂ A UNEI FABRICI DE ŢEVI

Lucrarea de faţă prezintă o instalaţie de detecţie, alarmare la incendiu şi comandă stingere

realizată în zona de uleiere a unei fabrici de conducte metalice. Această instalaţie complexă

detectează, atunci când în zonă nu este personal, începutul de incendiu prin intermediul

detectoarelor de flacără (conform standardului EN 54-7) şi activează sistemul de alarmare locală şi

un dispozitiv telefonic cu mesaje preînregistrate.

Atunci când personalul este prezent în zonă, dispozitivul de detecţie nu semnalizează,

comanda sistemului de stingere făcându-se manual, în două faze (alarmare şi comandă stingere).

Zona în care se face protecţia contra incendiului cu gaz tip CO2 este o zonă de depozitare a

baloţilor de conducte metalice, provenite din zona de fabricare, conducte care vor fi protejate prin

scufundarea acestora în bazine de ulei preîncălzite la o temperatură de 35-400C, după care acestea

se vor lăsa la uscare, formându-se pe ele o peliculă de ulei de protecţie.

Uleiul scurs în timpul procesului de uscare formează o peliculă subţire, în cuva de reţinere,

cu grad mare de inflamabilitate, motiv pentru care a fost necesară instalaţia de stingere cu CO2.

Uleierea conductelor se face într-o porţiune a halei de producţie, o zonă deschisă. Din

această cauză se va da o atenţie mărită atât la procesul de declanşare a sistemului, cât şi la procesul

de evacuare a personalului din imediata apropiere a zonei protejate înainte de declanşarea

sistemului. O atenţie deosebită trebuie acordată şi sistemului de evacuare a gazelor toxice după

declanşarea şi oprirea stingerii.

2.1 Descrierea instalaţiei

Instalaţia automată de stins incendiu este compusă dintr-un sistem mecanic, care asigură

depozitarea substanţei de stingere, transportul şi deversarea lui în zona protejată şi un sistem

electronic, care asigură declanşarea manuală a sistemului mecanic.

a) Funcţiile instalaţiei automate pentru detecţia şi comanda stingerii incendiului:

Detecţia automată a incendiului în spaţiile supravegheate şi protejate de incendiu

pe perioada lipsei personalului din zona protejată;

Comanda manuală de declanşare a agentului de stingere;

39

Semnalizarea acustică şi optică în caz de alarmă de incendiu;

Trimiterea unui mesaj telefonic la unităţile de dispecerizare;

Comanda electrică a electroventilului pentru declanşarea eliberării agentului de

stingere;

Supravegherea permanentă a tuturor circuitelor electrice ale instalaţiei de stingere;

b) Componenţa instalaţiei electrice de automatizare:

Unitate centrală de comandă (Echipament de control și semnalizare);

Detector de flacără;

Declanşator manual de comandă instalaţie de alarmare (roşu) – FAZA 1;

Declanşator manual pentru declanşare manuală a stingerii (galben) – FAZA 2;

Sirenă electronică avertizare incendiu – FAZA 1;

Clopot avertizare incendiu – FAZA 2;

Lampă stroboscopică avertizare incendiu.

6

Panou ventilație

(opțional)

2

Inst.Exhaustare

(opțional)

6

Monitorizare sist.

detecție incendiu

610

9

9

62

F. N.

66

6

6

6

1

2

3

4 5

8

16

7

5

12

13

15

17

11

14

Fig. 1 – Elementele componente ale instalaţiei de stingere Legendă: 1. Unitate centrală (Echipamentul de control şi semnalizare) tip. C-TECH EP203; 2. Cablu alimentare

220V.c.a.; 3. Detector flacără; 4. Sirenă tip. ROSHNI pentru primă detecţie; 5. Sirenă tip CLOPOT 6 FLASH (LED)

pentru indicarea semnalizării acustice; 6. Cablu incendiu (2x2x0,8+E); 7. Buton alarmă incendiu; 8. Declanşator manual

deversare CO2; 9. Duze refulare CO2; 10. Reţea conducte distribuţie; 11. Furtun conectare conducte distribuţie;

12. Ventil manual declanşare butelie CO2; 13. Ventil electric declanşare butelie CO2; 14. Presostat; 15. Indicator

declanşare; 16. Cale de transmisie Mesaj telefonic; 17. Butelie CO2.

40

c) Realizarea instalaţiei electrice de automatizare:

Instalaţia electrică de automatizare este alcătuită dintr-o unitate centrală de comandă

(echipament de control şi semnalizare), care detectează începutul de incendiu, acţionează instalaţia

de stingere pe zona sa de detecţie şi semnalizează evenimentele acustic, optic şi printr-un circuit

telefonic.

Pentru detecţia automată a începutului unui incendiu este prevăzută o zonă de detecţie de

unde sunt preluate semnalele (alarmă la incendiu, defect) de la un detector de flacără convenţional.

Echipamentul de control şi semnalizare activează sistemul de alarmare şi pe cel de apelare

telefonică. Acest sistem este activ doar în afara orelor de program.

Pentru declanşarea manuală a efectuării stingerii, pe perioada orelor de program, s-a

prevăzut un Declanşator manual declanşare stingere (de culoare galbenă) amplasat pe panoul

frontal al unităţii centrale de comandă.

Pentru alarmarea acustică și optică în cazul apariţiei unui incendiu s-au prevăzut două

circuite ce acţionează astfel:

– FAZA 1 de alarmă atunci când este acţionat declanşatorul manual de alarmare de

culoare roşie.

– FAZA 2 de alarmă atunci când este acţionat declanşatorul manual de comandă

stingere de culoare galbenă.

Suplimentar este prevăzut un sistem de semnalizare acustică şi un dispozitiv de apelare

telefonică, active în cazul în care detectoarele de flacără intră în alarmă în FAZA 1.

Ca element de detecţie a fost folosit un detector de flacără tip Siemens. Carcasa

detectorului încastrează în ea 2 senzori piroelectrici şi o fotodiodă cu silicon:

Senzor A: senzorul piroelectric A reacţionează în spectrul 4-4,8 nm;

Senzor B: reacţionează la radiaţie infraroşie din gama 5,1-6 nm;

Senzor C: măsoară radiaţia solară din spectrul 0,1-1,1 nm.

Principiul de funcţionare a detectorului se bazează pe analiza stării celor 3 senzori, un

senzor măsurând lungimea de undă a monoxidului de carbon fierbinte, ceilalţi doi măsoară

interferenţa radiaţiei de undă.

Calculul ariei monitorizate se va realiza, având în vedere figura 2.

Fig. 2 – Aria monitorizată de un detector de flacără

41

Aria monitorizată de acest tip de detector se calculează [2], utilizând formula următoare

a = d/31/2

(1)

Distanţa monitorizată d se calculează cu formula:

3. REGULI PRIVIND UTILIZAREA ŞI ÎNTREŢINEREA SISTEMULUI

O bună utilizare a sistemului este posibilă prin respectarea unor norme de bază, dintre care

amintim:

nu se vor lăsa geamuri deschise nesupravegheate deoarece în zonele armate curenţii de

aer pot genera alarme false (mai ales în perioadele cu intensificări ale vântului);

nu vor fi lăsate în funcţiune, nesupravegheate, aparate de încălzire cu funcţionare

intermitentă;

nu se vor instala aparate de ventilaţie sau condiţionare a aerului fără a consulta în

prealabil proiectanţii instalaţiei;

orice modificări ale destinaţiei spaţiului sau a compartimentării vor fi aduse la

cunoştinţa celor ce au proiectat instalaţia de detecţie şi alarmare pentru a analiza dacă

soluţia tehnică permite efectuarea acestora.

Lucrările de mentenanţă şi verificările se vor realiza de firma executantă şi vor consta în:

verificarea unităţii centrale (echipament de control şi semnalizare) şi a surselor

auxiliare;

verificarea senzorilor și a dispozitivelor anexe ale sistemului;

verificarea legăturilor cablate ale sistemului;

ştergerea de praf şi curăţarea componentelor active ale sistemului;

verificarea generală împreună cu beneficiarul a funcţionării sistemului.

4. RISCURI PRIVIND UTILIZAREA INSTALAŢIEI DE STINGERE CU DIOXID

DE CARBON

Dioxidul de carbon prezintă riscuri mari pentru personalul existent în zona protejată cu o

astfel de instalaţie de stingere.

Într-o atmosferă care conţine 3-4% dioxid de carbon utilizatorul începe să respire mai

rapid, iar la concentraţii mai mari de 9% îşi pierde cunoştinţa. La concentraţii de circa 20% moartea

poate surveni în 20-30 minute.

Astfel, deversarea unor cantităţi mari de dioxid de carbon, lipsa de oxigen şi vizibilitatea

redusă în incinta inundată (cauzată de ceaţa care se formează), constituie un pericol pentru sănătatea

şi viaţa personalului ce deserveşte acea zonă.

O persoană intoxicată cu dioxid de carbon poate fi salvată, dacă în primele minute de pierdere

a cunoştinţei este scoasă din mediul toxic şi dusă într-o zonă cu aer curat. Dacă victima nu respiră în

continuare şi nu i se simte pulsul se încep procedurile de respiraţie artificială şi masaj cardiac.

42

5. CONCLUZII

Dioxidul de carbon ca substanţă de stingere este larg cunoscut şi are proprietăţi de stingere

compatibile cu cele ale apei. Totodată, practica a dovedit faptul că dioxidul de carbon este o

substanţă de stingere „curată”, după o stingere cu CO2 fiind necesară doar o ventilare a spaţiului

incendiat şi înlăturarea deşeurilor arse.

Datorită calităţilor sale, dioxidul de carbon este folosit la stingerea unei palete largi de

incendii din clasele A, B sau C cu câteva excepţii, precum şi a incendiilor de instalaţii electrice sub

tensiune.

Un aspect important ce trebuie luat în considerare la proiectarea unei astfel de instalaţii

este că inhalarea acestui gaz, chiar şi la nişte concentraţii mici, poate provoca asfixierea

(insuficientă oxigenare a sângelui).

Făcând o paralelă între eficienţă şi periculozitate observăm că dioxidul de carbon utilizat

ca substanţă de stingere a incendiilor reprezintă una dintre cele mai convenabile variante de

instalaţii de stins incendiul, îndeosebi în incintele unde nu se găsesc persoane a căror viaţă poate fi

pusă în pericol. În toate locurile unde se utilizează dioxidul de carbon ca substanţă de stingere există

riscul ca oamenii să fie afectaţi.

Ca măsură de siguranţă, în interiorul incintelor protejate supuse inundării cu dioxid de

carbon se afişează vizibil indicatoare corespunzătoare de avertizare, panouri inscripţionate (standard

de referinţă ISO 3864/1, 2, 3, 4 şi ISO 7010), cu următorul text: „În caz de alarmă, incendiu sau

de degajare a dioxidului de carbon, părăsiţi imediat incinta – PERICOL DE MOARTE!” [3].

Totodată, pe feţele exterioare ale uşilor incintelor în care sunt amplasate recipiente (butelii)

cu dioxid de carbon, se inscripţionează: „Atenţie! strict interzis accesul persoanelor neautorizate,

depozit de dioxid de carbon – PERICOL DE MOARTE!” [3].

BIBLIOGRAFIE

[1] *** - Normativ privind securitatea la incendiu a construcţiilor, Partea a II-a – Instalaţii de

stingere, indicativ P118/2-2013.

[2] S.C. INSTALSOMET S.A. – Instalaţii şi sisteme automate de detecţie şi stingere.

[3] *** - Normativ privind securitatea la incendiu a construcţiilor, Partea a II-a – Instalaţii de

stingere P118/2-2013 – Instalaţii fixe de stingere cu dioxid de carbon, 14.94, 14.95 – pag. 113.

[4] Norme U.L. pentru stingerea incendiilor NFPA 12, 12A, 12B, 13, 15, 16.

[4] http://www.gecomar.ro/sisteme-stingere-incendii-co2.php

[5] http://www.tenaris.com/romania/ro/default.aspx

[6] http://www.cruman.ro/instalatii-stingere-co2.html

http://www.gecomar.ro/sisteme-stingere-incendii-co2.php

http://www.tenaris.com/romania/ro/default.aspx

http://www.cruman.ro/instalatii-stingere-co2.html

43

ELEMENTE DE PROTECŢIE PASIVĂ ŞI ACTIVĂ

A FABRICILOR DE ANVELOPE

Student sergent Mihai CALINESCU



Abstract: Taking into account the imminent fire risk, there are certain measures that are taken into

consideration. These measures apply to the performance criteria of a building, enforcing in

this way the presence of the security indicators. Fire defence is made by using both active

and passive ways of protection. Both of them have an essential role in settling the general

norms of defence and they define the principles, criteria and technical conditions for

reassuring the essential conditions for buildings, systems and designs as well as rules and

general measures for preventing and closing a fire.

Keywords: Fire Risk, Security Indicators, Active Protection, Passive Protection.

1. INTRODUCERE

Cauciucul este un produs industrial macromolecular, fabricat din latex natural sau derivaţi

petrolieri, cu o largă utilizare în toate ramurile industriale. Latexul este o dispersie coloidală în care

particulele de cauciuc cu diametrul de 0,5 μm sunt separate prin precipitarea accelerată cu amoniac

sau precipitat de la sine ca urmare a unui proces de oxidare în timp.

Cauciucul etilen-propilenic, obţinut din copolimerizarea etenei cu propenă, are proprietăţi

superioare cauciucului natural sau a celorlalte cauciucuri sintetice; este stabil la oxidare, rezistent la

acţiunea agenţilor atmosferici şi flexibil la temperaturi scăzute (-5000

C). Ca produse obţinute avem

anvelope, curele, benzi, încălţăminte, jucării, furtunuri etc. După obţinerea polimerului sub formă

de latex, acesta este separat de monomerul nereacţionat, şi de celelalte substanţe, prin filtrare sau

degazare. Latexul, care este de fapt cauciucul, este supus stabilizării şi apoi coagulării, în prezenţa

clorurilor sau sulfaţilor de sodiu, potasiu, calciu etc.

Monomerul nereacţionat este reintrodus în instalaţie, la prima operaţie a procesului

tehnologic. Latexul stabilizat poate fi folosit pentru fabricarea vopselelor rezistente în apă,

uleiurilor, iar cel coagulat (elastomer) la fabricarea mănuşilor, jucăriilor, ţesături cauciucate, cu

pHlatex = 7,2. În urma procesului de oxidare pH latexului scade la valoarea de 6,2.

Compusul de bază al latexului este izoprenul: (C5H8)n.

Procesul de vulcanizare reprezintă creşterea elasticităţii şi rezistenţei mecanice prin

introducerea sulfului în structura izoprenului, rezultând punţi de sulf. Procesul are loc la o

temperatură de 460º C cu conţinut redus de sulf, 1-2%. Dacă procentul de sulf este mai mare, raport

1:1, la temperatura de 110-120º C se obţine ebonita.

Prelucrarea cauciucului presupune tratarea acestuia pentru obţinerea diferitelor materiale.

Materii prime utilizate la fabricarea cauciucului:

cauciucul natural sau sintetic;

acceleratori de vulcanizare;

vulcanizanţi;

44

antioxidanti;

plastifianţi;

coloranţi;

solvenţi;

armături textile, metalice;

hârtie;

adezivi.

2. ELEMENTE DE PROTECŢIE ACTIVĂ ŞI PASIVĂ A FABRICILOR DE

ANVELOPE

2.1. Stingerea incendiilor la fabricile de cauciuc

La fabricile producătoare de obiecte de cauciuc se asigură stingerea incendiului cu

spumă, pulberi stingătoare, gaze inerte şi apă pulverizată. La cauciuc brut se vor utiliza jeturi

compacte de apă refulată prin tunuri şi ţevi cu ajutaje mari, iar după reducerea intensităţii de

ardere se va acţiona cu apa pulverizată si spumă. Deschiderile instalaţiilor şi ale elementelor de

construcţie se răcesc cu apă.

La nevoie se iau măsuri de evacuare a cauciucului (produselor) din compartimentul

incendiat şi din cele vecine, folosind personalul şi mijloacele din obiectiv (autoîncărcătoare,

transportoare, electrocare).

2.2. Protecţia activă

2.2.1. Instalaţii de protecţie activă împotriva incendiilor

Adoptarea instalaţiilor de combatere a incendiilor face parte din măsurile de protecţie

activă pentru reducerea riscului de incendiu a construcţiilor, instalaţiilor şi amenajărilor, precum şi

pentru securitatea utilizatorilor. Din această categorie fac parte următoarele instalaţii de stingere:

Instalaţii de stingere cu apă a incendiilor:

instalaţii de stingere a incendiilor cu sprinklere;

instalaţii de stingere a incendiilor cu sprinklere deschise;

instalaţii de stingere a incendiilor cu hidranţi de incendiu interiori şi exteriori;

coloane uscate;

instalaţii de stingere a incendiilor cu apă pulverizată;

instalaţii de stingere a incendiilor cu ceaţă de apă.

Instalaţii de stingere a incendiilor cu substanţe speciale:

instalaţii de stingere a incendiilor cu dioxid de carbon;

instalaţii de stingere a incendiilor cu azot;

instalaţii de stingere a incendiilor cu substanţe de tip FM 200;

instalaţii de stingere a incendiilor cu inergen;

instalaţii de stingere a incendiilor cu argon;

instalaţii de stingere a incendiilor cu substanţe tip ECARO;

instalaţii de stingere a incendiilor cu aerosoli;

instalaţii de stingere a incendiilor cu spumă;

45

instalaţii de stingere cu pulberi a incendiilor;

instalaţii de stingere cu abur a incendiilor.

2.2.2. Instalaţii de stingere a incendiilor cu sprinklere

Aceste instalaţii au rolul de a detecta, semnaliza, localiza şi stinge incendiul, folosind

apa ca agent de stingere. Superioritatea acestor instalaţii faţă de celelalte sisteme automate de

protecţie cu apă este determinată, în special, de faptul că sprinklerele se declanşează individual

şi acţionează numai asupra ariei incendiate, evitând, astfel, udarea inutilă a zonelor necuprinse

de incendiu.

Instalaţiile cu sprinklere trebuie să fie oportune în timp real, adică să intre automat în

funcţiune, la parametrii necesari pentru a limita/localiza incendiul şi a acţiona suficient la stingerea

incendiului.

Sprinklerele sunt dispozitive care au o dublă funcţie; de detectare de incendiu şi de

dispersare a jetului de apă asupra suprafeţei protejate sub formă de picături.

Sprinklerul este compus din trei părţi principale:

– corpul sprinklerului prevăzut cu un filet exterior destinat montării la reţeaua de conducte

cu un ajutaj interior pentru debitarea apei prevăzut cu scaun de etanşare;

– deflectorul, alcătuit dintr-o formă specială (rozeta, paleta etc.) fixată de corp printr-un

braţ sau cadru la o distanţă faţă de refularea apei. Are rolul de a dispersa apa în mod regulat şi de

aceeaşi mărime a picăturii de apă în mod egal pe toată suprafaţa protejată;

– dispozitivul de închidere compus dintr-un ventil ţinut forţat de scaunul de etanşare a

orificiului de refulare a apei de un element de declanşare.

Elementul principal al acestor instalaţii de dispersare a apei îl constituie capul de sprinkler,

dispozitiv care se declanşează individual în funcţie de temperatura mediului ambient. El asigură

dispersia apei sub formă de picături acţionând asupra ariei incendiate. În funcţie de elementul de

declanşare sunt utilizate curent următoarele categorii de capete sprinkler:

– sprinklere cu aliaj fuzibil (figura 1) având următoarele clase de declanşare evidenţiate

prin culoarea lichidului: până la 750

C necolorat, între 760

C şi 930

C alb, între 940

C şi 1210

C verde,

între 1220

C şi 1410 C albastru, între 142

0 C şi 182

0 C roşu şi mai mare de 182

0 C negru;

Fig. 1 – Sprinkler cu aliaj fuzibil [6]

– sprinklere cu bulb care au orificiul închis cu o fiolă umplută cu un lichid având

coeficientul de dilatare ales în funcţie de temperatura de declanşare; uzual temperaturile de

declanşare sunt evidenţiate prin culoarea lichidului (figura 2): pentru 570

C portocaliu, pentru

46

680

C roşu, pentru 790

C galben, pentru 930

C verde, pentru 1410

C albastru şi pentru 1820

C

violet. [6]

Fig. 2 – Corespondenţa dintre temperaturile de declanşare la sprinklerul cu bulb şi culorile acestuia

Fig. 3 – Sprinklere cu bulb [6]

Temperatura de declanşare a sprinklerelor este temperatura la care ajunge ambiant şi la

care dispozitivul de blocare (aliajul fuzibil) al sprinklerului se desface şi permite curgerea apei prin

orificiul acestuia.

2.2.3. Instalaţii de stingere a incendiilor cu hidranţi de incendiu interiori şi exteriori

a) Instalaţii de stingere a incendiilor cu hidranţi de incendiu interiori

Hidrantul interior este un robinet cu ventil de tip colţar cu corpul din alamă sau fontă

având, în mod obişnuit, diametrul de 50 mm.

Pentru formarea, dirijarea şi împrăştierea jetului de apă, hidranţii interiori se prevăd cu

echipament de serviciu compus din furtun cu racorduri mobile la capete şi ţeavă de refulare (figura 4).

[6]

Furtunul plat curent utilizat pentru hidranţii interiori este flexibil şi are dimensiuni de 50 mm,

cazuri în care el se păstrează uscat, racordat sau nu la robinet. Lungimea nominală a furtunului plat nu

trebuie să depăşească 20 m.

47

Fig. 4 – Hidranţi interiori echipaţi cu furtun flexibil, plat

În multe ţări se utilizează pentru dotarea clădirilor şi instalaţii cu hidranţi interiori echipaţi

cu furtun semirigid, având, de regulă, diametre de 25 mm sau 33 mm, aflaţi permanent sub presiune

(figura 5). [6]

Fig. 5 – Hidranţi interiori echipaţi cu furtun semirigid

Acest tip de hidranţi sunt cuplaţi permanent la furtun şi la duza de refulare iar, din acest

motiv, ei permit o manevrare rapidă şi uşoară (chiar de către persoane neinstruite în mod special)

nefiind în mod obligatoriu necesară derularea completă a furtunului în caz de incendiu. Lungimea

maximă a furtunului semirigid trebuie să fie de 30 m.

b) Instalaţii de stingere a incendiilor cu hidranţi de incendiu exteriori

Instalaţiile cu hidranţi exteriori sunt mijloace de bază pentru stingerea cu apă a incendiilor.

Hidrantul este o armătură care permite racordarea, la conducta de alimentare cu apă, a liniilor de

furtun şi debitarea apei pentru combaterea incendiilor.

48

Hidranţii de incendiu exteriori pot fi:

– hidranţi subterani (figura 6); [6]

– hidranţi de suprafaţă.

Fig. 6 – Hidrant exterior subteran

Incintele civile şi industriale se prevăd, de regulă, cu hidranţi exteriori, excepţie făcând

anumite clădiri cu pericol redus de incendiu care au dimensiuni şi capacităţi mici.

Reţelele de apă ce alimentează hidranţii se execută, de regulă, comune cu cele pentru apa

de uz menajer sau industrială. Reţele separate se admit numai din considerente de apărare împotriva

incendiilor. Reţelele hidranţilor exteriori pot fi:

– de înaltă presiune; în această situaţie, stingerea incendiilor se poate face direct de la

hidranţi;

– de joasă presiune; intervenţia se poate face numai cu ajutorul unor pompe mobile de

incendiu (motopompe sau autopompe). Reţelele de joasă presiune trebuie să asigure pe timpul

incendiului o presiune liberă la hidranţi de minim 7 m H2O.

2.3. Protecţia pasivă

Măsurile de protecţie pasivă intervin asupra incendiului încă din faza de proiectare prin

însăşi structura şi/sau elementele componente ale clădirii sau instalaţiei, nefiind necesare operaţiuni

49

speciale pe timpul desfăşurării incendiului (elemente rezistente la foc, produse cu reacţie la foc

controlată, desfumare naturală). [5]

Sistemul de protecţie pasivă la incendiu (sau controlul activ al incendiului) controlează

incendiul şi efectele sale prin: structura şi/sau componentele construcţiei (nefiind necesare

operaţiuni speciale pe timpul desfăşurării incendiului).

2.3.1. Instalaţii de detecţie şi semnalizare a incendiilor

Echiparea clădirilor cu instalaţii de detecţie şi semnalizare a incendiilor se realizează în

vederea asigurării securităţii la incendiu a utilizatorilor şi construcţiei, prevenirii incendiilor şi

intervenţiei în timp util în caz de apariţie a incendiilor.

Instalaţiile de detecţie şi semnalizare a incendiilor trebuie să asigure: [2]

– detectarea incendiilor atât pe căile de circulaţie, cât, mai ales, în spaţiile şi încăperile

auxiliare, precum şi în acele încăperi în care incendiul ar putea evolua fără a fi observat în timp util;

– anunţarea incendiului la punctul de supraveghere permanentă, automat şi/sau prin

declanşatoare manuale de alarmă, sau la serviciul privat pentru situaţii de urgenţă;

– alarmarea operativă a personalului de serviciu, care trebuie să organizeze şi să asigure

prima intervenţie şi evacuarea utilizatorilor;

– avertizarea ocupanţilor (utilizatorilor) din clădire asupra pericolului de incendiu şi

transmiterea de instrucţiuni (mesaje) pentru evitarea panicii.

În figura 7 este reprezentată schema de principiu a unei instalaţii de detecţie şi semnalizare

a incendiilor. [2]

Fig. 7 – Schema de principiu a unei instalaţii de detecţie şi semnalizare a incendiilor

Echipamentul de control şi semnalizare (figura 8) este o componentă a unei instalaţii de

semnalizare a incendiului care poate fi utilizat, după caz, pentru a recepţiona semnale de la

detectoarele conectate, a determina dacă aceste semnale corespund unei condiţii de alarmă, a indica

o condiţie de alarmă acustic şi optic, a indica locul izbucnirii incendiului, a înregistra, dacă este

posibil, oricare din aceste informaţii. [2]

50

Fig. 8 – Echipamente de control şi semnalizare

Declanşatorul manual (figura 9) reprezintă dispozitivul prin intermediul căruia se poate

semnaliza manual, de către om, apariţia unui incendiu. [2]

Declanşatoarele manuale se utilizează din următoarele motive:

– prezintă o construcţie simplă;

– au siguranţă ridicată în exploatare.

Fig. 9 – Declanşatoarele manuale

Declanşatoarele manuale din spaţiul protejat:

– trebuie să aibă aceeaşi metodă de funcţionare şi, preferabil, să fie de acelaşi tip;

– se marchează clar, vizibil, pentru a putea fi diferenţiate de dispozitive prevăzute în alte

scopuri;

– se amplasează în locuri vizibile (figura 10), uşor accesibile, de preferinţă lângă uşă, la

intrarea în casa scărilor sau la ieşirea din aceasta şi, în general, în punctele de circulaţie obligatorie

în caz de evacuare; [2]

– pot fi amplasate lângă spaţiile care prezintă riscuri mari de incendiu

Fig. 10 – Exemplu de amplasare a declanşatoarelor manuale

51

2.3.2. Ignifugarea materialelor de construcţii

Ignifugarea ca operaţiune de tratare a materialelor si produselor pentru construcţii are ca

scop creşterea rezistenţei la foc prin reducerea vitezei de propagare a flăcării pe suprafaţa

materialului, precum şi necesitatea existenţei unei surse cu energie minimă de aprindere mai mare.

Prin ignifugare se întârzie aprinderea materialelor combustibile, dar nu se elimină posibilităţile de

ardere a materialelor protejate.

Produsele de ignifugare, denumite produse ignifuge, se aplică:

– pe suprafaţă (vopsele cu medii de dispersie solvent, apă; vopsele termospumante;

structuri de termoprotecţie – grund şi vopsea);

– prin impregnare (soluţii de ignifugare prin impregnare).

Realizarea acestei operaţiuni de protecţie pasivă numită ignifugare se stabileşte în funcţie

de importanţa şi vulnerabilitatea construcţiei şi condiţiile de combustibilitate normate.

Această operaţiune nu este recomandată în situaţia în care materialele combustibile se află

în contact permanent cu atmosfera umedă (umiditate mai mare de 70%).

3. CONCLUZII

În ceea ce priveşte apărarea împotriva incendiilor se pot adopta o serie de măsuri

organizatorice, atât din punct de vedere al construcţiei clădirii, cât şi din cel al instruirii

personalului. Instalaţiile de detecţie, semnalizare şi stingere, mijloacele de protecţie activă/pasivă

sunt elemente de bază, care îmbracă întreaga clădire în una, în care securitatea la incendiu ocupă un

loc primordial.

Controlul activ al incendiului este asigurat prin echiparea construcţiilor, instalaţiilor

tehnologice şi amenajărilor cu instalaţii pentru stingerea incendiilor cu: hidranţi exteriori şi interiori,

sprinklere, sprinklere deschise, precum şi cu instalaţii cu apă pulverizată, spumă, pulberi, gaze

inerte şi hidrocarburi halogenate sau înlocuitori de haloni.

Sistemul de protecţie pasivă la incendiu controlează incendiul şi efectele sale prin:

structura şi/sau componentele construcţiei, nefiind necesare operaţiuni speciale pe timpul

desfăşurării incendiului.

BIBLIOGRAFIE

[1] Bălulescu P., Stingerea incendiilor, Editura Tehnică, Bucureşti, 1981.

[2] Şerban M., Sisteme de detecţie şi alarmă la incendiu, Editura M.A.I., Bucureşti, 2009.

[3] Calotă S., Lencu V., Şerbu T., Protecţia împotriva incendiilor, vol. 1, Bucureşti, 1998.

[4] Farcaş D., Protecţia activă împotriva incendiilor, Revista Pompierii Români, nr. 9/1990.

[5] Normativ de siguranţă la foc a construcţiilor – indicativ P 118-99, Bucureşti, 1999.

52

INSTALAŢII DE STINGERE A INCENDIILOR CU CEAŢĂ DE APĂ

PENTRU FABRICILE DE PRELUCRARE A LEMNULUI

Student sergent Bogdan SMOLINSCHI




Abstract: The present paper present a model aimed to highlight the advantages of using installation of

firefighting water mist for wood processing factories.

For the first time, I start with some generalities about this type of firefighting equipment.

Then, I presented the operating mode of installations for firefighting water mist using an

atomization gas and, also, some features of this equipment. Finally can be see that this type

of firefighting installation offers a very good protection for wood processing factories.

Keywords: Discharge Nozzle, Atomization Gas, Thermal Activation, False Triggering.

1. INTRODUCERE

Instalaţia de stingere cu ceaţă de apă oferă o soluţie nouă în protecţia împotriva incendiilor,

însumând proprietăţile pozitive ale sistemelor de stingere cu gaz şi ale celor cu sprinklere.

Avantajul sistemului de stingere cu ceaţă de apă faţă de celelalte sisteme de stingere este că operaţia

de stingere decurge mai repede, dat fiind faptul că reacţia la foc este mai rapidă.

În această lucrare vor fi prezentate componentele şi caracteristicile instalaţiilor de stingere

cu ceaţă de apă, scoţând în evidenţă avantajul utilizării acestora pentru protecţia întreprinderilor de

prelucrare a lemnului.

2. GENERALITĂŢI PRIVIND INSTALAŢIILE DE STINGERE A INCENDIILOR

CU CEAŢĂ DE APĂ

Instalaţiile de stingere a incendiilor cu ceaţă de apă se prevăd pentru:

protecţia elementelor de structură ale clădirilor, cum ar fi grinzi, stâlpi etc.;

protecţia echipamentelor instalaţiilor tehnologice a recipientelor pentru lichide

combustibile cu temperaturi de inflamabilitate a vaporilor mai mari de 60ºC şi gaze inflamabile,

a motoarelor cu ardere internă, precum şi a gospodăriilor de cabluri electrice cu izolaţie

combustibilă;

protecţia împotriva radiaţiei termice, emise de un incendiu învecinat, pentru a limita

absorbţia căldurii până la limita care previne avariile sau micşorează gravitatea efectelor acestora;

stingerea incendiilor de materiale combustibile solide (lemn, hârtie, textile, materiale

plastice etc.);

prevenirea formării unor amestecuri explozibile în spaţii închise sau în spaţii deschise,

prin diluarea amestecurilor explozive sau a scăpărilor de gaze ce pot forma amestecuri explozive.

53

Utilizarea instalaţiilor de stingere a incendiilor cu ceaţă de apă este recomandată în situaţii

în care clădirile ce trebuie protejate dispun de rezerve de apă limitate sau alimentarea cu apă a

acestora se face cu restricţii.

Instalaţiile cu ceaţă de apă se recomandă pentru limitarea şi stingerea incendiilor de clasă

A, B şi/sau C.

Acest tip de instalaţii de stingere nu este recomandat, în cazurile în care apa refulată prin

duzele de pulverizare a apei formează, în contact cu substanţele combustibile care ard, amestecuri

toxice sau explozive.

În principal, o instalaţie de stingere cu ceaţă de apă se compune din următoarele elemente:

sursa de alimentare cu apă;

rezervoare sau recipiente pentru stocarea rezervei de apă necesară stingerii incendiilor;

staţia de pompare a apei, care asigură circulaţia apei din rezervoarele de stocare, prin

reţeaua de conducte, la duzele de pulverizare;

reţeaua de conducte de alimentare cu apă a duzelor de pulverizare;

duze de pulverizare a apei;

armături, aparate şi dispozitive de comandă, siguranţă şi control;

instalaţia proprie de detectare, semnalizare şi comandă în caz de incendiu;

surse de alimentare cu energie electrică.

Instalaţiile de stingere, care funcţionează cu apă şi aer sau azot comprimat pentru formarea

ceţii de apă, sunt prevăzute, în plus faţă de cele clasice, cu câteva componente:

bateria cu butelii de aer sau azot comprimat;

dispozitive de acţionare a bateriei cu butelii de aer sau azot comprimat;

conducte de distribuţie pentru aer sau azot comprimat;

armături de închidere, siguranţă şi control pentru aer sau azot comprimat.

După modul de formare a ceţii de apă, se disting două tipuri de instalaţii:

instalaţii cu pulverizare directă a apei reci, la presiunea apei din conductă;

instalaţii cu pulverizarea apei reci folosind un gaz de atomizare (aer sau azot

comprimat);

În cazul pulverizării directe a apei, instalaţia este plină cu apă rece sub presiune până la o

supapă de comandă şi control, acţionată de sistemul de detectare a incendiului. În caz de incendiu,

detectoarele transmit semnalul la centrala de detecţie şi semnalizare, care verifică autenticitatea

semnalului şi, în caz afirmativ, comandă deschiderea supapei. Astfel, apa sub presiune va ajunge la

duzele de pulverizare, prin conducte, formându-se ceaţa de apă.

Funcţionarea instalaţiei care foloseşte un gaz de atomizare diferă de primul caz. În această

situaţie, instalaţia este plină cu apă rece sub presiune până la duzele prevăzute cu dispozitive de

activare termică. Dacă aceste dispozitive sesizează izbucnirea unui incendiu, vor deschide automat

orificiile de refulare a duzelor, la o temperatură prestabilită de producător, iar apa din conducte va fi

pulverizată prin duze formând ceaţa de apă.

Acest tip de instalaţie poate fi realizat în două sisteme:

cu o reţea de conducte plină cu apă rece sub presiune până la supapa de comandă şi

control, iar din acest punct până la duze cu aer sau azot comprimat;

cu reţele de conducte distincte, de apă rece, respectiv aer sau azot comprimat, de la care

se alimentează fiecare duză, prin conducte de racord.

54

3. INSTALAŢII DE STINGERE CU CEAŢĂ DE APĂ CU PULVERIZAREA APEI

RECI FOLOSIND UN GAZ DE ATOMIZARE

Reprezentarea schematică a unui sistem de producere a ceţii de apă cu joasă presiune în

baza a două fluide (apă şi mediu de atomizare) este prezentată în figura următoare:

Fig. 1 – Sistem de producere a ceţii de apă cu joasă presiune în baza a două fluide

Legendă: 1 – suport din oţel; 11 – conductă de aer către duza de refulare;

2 – tuburi de aer comprimat unul principal şi trei

secundare;

12 – conductă de apă către duza de refulare;

3 – valve de control ale tuburilor; 13 – valvă acţionată cu aer;

4 – valve pneumatice de deschidere a tuburilor; 14 – valvă de joasă presiune cu solenoid;

5 – presostat cu supapă de siguranţă; 15 – valvă de declanşare manuală;

6 – vană principală cu deschidere prin solenoid; 16 – manometru, valvă de siguranţă şi ventilare;

7 – vane de deschidere manuală; 17 – rezervor de apă de joasă presiune;

8 – colector de gaze; 18 – filtru, scurgere, ajutaj de cuplare;

9 – reductor de presiune; 19 – presostat, alarmare în timpul funcţionării.

10 – valvă acţionată cu aer;

Modul de funcţionare a instalaţiei este următorul: sistemul de detecţie transmite un

semnal care comandă deschiderea vanei principale (6), prin deschiderea vanei se permite aerului

comprimat din tubul principal să circule către robinetele pneumatice de deschidere ale tuburilor

secundare, aerul din tuburile secundare, cât şi cel din tubul principal este colectat apoi de

colectorul de gaze (8), gazele trec apoi prin reductorul de presiune (9). O parte din gazele de

joasă presiune trec mai departe către vanele de acţionare cu aer (10) şi (13) pentru permiterea

apei şi aerului (mediu de atomizare) să ajungă la duzele de refulare, o parte din aer are rolul de

a intra în rezervorul de apă de joasă presiune pentru a forţa apa să iasă afară către duzele de

refulare şi o parte din aer are rolul de mediu de atomizare şi va circula către duze împreună cu

apa, dar pe conducte separate.

55

Duzele de pulverizare trebuie să fie marcate de producător cu principalele lor caracteristici

tehnice, şi anume: tipul duzei, diametrul orificiului de refulare şi protecţia anticorozivă.

Temperatura nominală de declanşare a duzelor prevăzute cu sistem de activare termică

trebuie să fie mai mare decât temperatura maximă a mediului ambiant în care sunt montate în

scopul evitării declanşării false.

După timpul de răspuns al duzelor cu funcţionare automată prin sistem de activare termică,

acestea pot fi: cu răspuns termic rapid, special sau standard.

Protecţie suplimentară la coroziune, cum sunt materialele cu rezistenţă mare la coroziune,

vor fi folosite în atmosfere foarte corozive.

Acolo unde poate apărea înfundarea sistemului cu corpuri străine, sistemul va fi dotat cu

duze de descărcare, valve de siguranţă sau alte mijloace aprobate pentru folosinţă.

Fig. 2 – Duză instalaţie ceaţă de apă

Duzele cu activare termică vor fi colorate în funcţie de temperatura standard de activare.

Stocul de piese de schimb vor include toate modelele de piese instalate după cum urmează:

– pentru sistemele care au mai puţin de 50 de duze nu mai puţine de 3 duze de rezervă;

– pentru sistemele care au între 50 și 300 de duze se prevede cel puţin 6 duze de rezervă;

– pentru sistemele care au între 301 și 1000 de duze se prevede cel puţin 12 duze de

rezervă.

Temperaturile standard individuale de activare a fiecărei duze sunt prezentate în tabelul 1.

Temperaturile standard individuale de activare a duzelor Tabelul nr. 1.

Temperatura

maximă a

mediului ambiant

(ºC)

Temperatura de

activare a duzei

(ºC)

Clasificare

temperatură Cod culoare

Culoare bulbului

de sticlă

38 57-77 ordinară incoloră

sau neagră oranj/roşu

66 79-107 intermediară alb galben/verde

107 121-149 înaltă albastru albastru

149 163-191 extra înaltă roşu mov

191 204-146 foarte înaltă verde negru

246 260-302 ultra înaltă oranj negru

329 343 ultra înaltă oranj negru

56

4. AVANTAJELE UTILIZĂRII ACESTUI TIP DE INSTALAŢIE LA FABRICI DE

PRELUCRARE A LEMNULUI

Utilizarea unei instalaţii de stingere cu ceaţă de apă la o întreprindere de prelucrare a

lemnului prezintă anumite avantaje. În primul rând, în compartimente de incendiu în care există praf

de lemn produs prin tăierea şi finisarea lemnului, acest tip de instalaţie poate asigura spălarea

atmosferei din interior şi, în acelaşi timp, scăderea riscului de explozie prin reducerea compoziţiei

de praf de lemn din aer sub limita inferioară de explozie.

Un alt avantaj al adoptării instalaţiei de stingere cu ceaţă de apă în acest domeniu îl

reprezintă proprietatea acesteia de a proteja anumite zone cu riscuri mari de incendiu de celelalte

zone. Astfel, în caz de incendiu, un compartiment de incendiu în care sunt depozitate, de exemplu,

lichide inflamabile, va fi protejat de radiaţia flăcărilor şi se va limita propagarea incendiului, evitând

riscul de explozie. Totodată, instalaţia poate proteja o cale de evacuare a unui compartiment de

incendiu în care îşi desfăşoară activitatea un anumit număr de persoane, oferind un grad de protecţie

până ce acestea se vor autoevacua.

BIBLIOGRAFIE

[1] Normativ privind securitatea la incendiu a construcţiilor, Partea a II-a, Instalaţii de stingere,

Indicativ P 118/2 – 2013.

[2] Andrei–Bogdan MUREŞAN, Lucrare de diplomă „Modelarea şi simularea curgerii fluidelor

prin instalaţiile de stingere a incendiilor cu ceaţă de apă”.

57

PROIECTAREA ŞI REALIZAREA UNEI ŞARPANTE DIN LEMN

Student sergent Anatoli FOCŞA

Căpitan lector univ. dr. ing. Dragoş-Iulian PAVEL


Abstract: This paper presents the civil construction domain and more specific the wood frame roofs

used in habitable attics.

In the next pages are presented:

– the advantages and disadvantages of using wood in constructions, comparing with other

materials;

– the components of a frame roof;

– the natural ventilation of a habitable attic and a frame roof, followed by an example of

calculations;

– calculation hypothesis used in roof frame projections.

Keywords: Wood, Attic, Frame Roofs, Construction, Elements.

1. INTRODUCERE

În ultimii ani, în România, s-a dezvoltat construcţia caselor din lemn, vilelor, caselor de

vacanţă şi de weekend şi continuă să fie în dezvoltare. Acest lucru se datorează atât modificărilor

care au avut loc în societatea românească, cât şi a posibilităţilor financiare ale persoanelor.

Majoritatea acestor construcţii sunt amplasate în zone rurale, în zone pitoreşti, dar şi la marginea

zonelor urbane unde poluarea este scăzută.

Mulţi dintre proprietarii acestor construcţii au ales case cu mansarde locuibile realizate cu

şarpante din lemn, cu scopul de a crea un volum mai mare de spaţiu locuibil pe aceeaşi suprafaţă de

construcţie şi pentru obţinerea unei flexibilităţi la partea superioară a construcţiei, utilizând materialul

lemnos, fapt care nu trebuie neglijat, ţinând cont de acţiunile care se pot exercita asupra construcţiei.

Utilizarea lemnului în construcţie, ca şi cazurile menţionate mai sus, ne obligă să studiem o

serie de avantaje şi de dezavantaje, precum şi comportarea acestuia la diferite fenomene (incendiu,

umiditate, încărcări etc.). Toate acestea au un rol important atât la proiectarea şi realizarea

construcţiilor din lemn, cât şi la protecţia acestora.

2. LEMNUL CA MATERIAL DE CONSTRUCŢIE

2.1 Avantajele şi dezavantajele lemnului utilizat în construcţie

Lemnul a jucat un rol de bază în istoria construcţiilor, fiind utilizat din comuna primitivă

până în zilele noastre, având multe avantaje, poziţionându-l în scara materialelor valoroase.

lemnul este un material ecologic: consumul de energie de la recoltare până la prelucrarea

sa în forma utilizată în construcţii este mic în comparative cu alte material cum sunt:

betonul, oţelul, cărămida etc. Nu generează deşeuri poluante şi se poate recicla uşor;

58

lemnul are rezistenţa relativ superioară altor material folosite în construcţii (raportul

greutate/rezistenţă);

inerţia termică, corelată cu rezistenţa la transmisia termică este foarte bună;

ambalarea elementelor presupune costuri scăzute în comparaţie cu alte materiale, fiind

disponibile o gamă foarte variată de elemente de asamblare;

se poate constitui în elemente prefabricate care au proporţiile superioare (elemente

lamelare, diverse materiale compozite etc.);

conferă siguranţă în caz de cutremur, constituindu-se structuri cu flexibilitate ridicată;

conferă siguranţă în caz de incendiu, comparativ cu alte material cum este oţelul,

acesta menţinându-şi capacităţile portante până la 60 minute în funcţie de tratamentele

aplicate, secţiunea elementelor etc.;

se poate folosi cu succes în combinaţie cu alte materiale, astfel se întâlnesc structuri

mixte cum ar fi: lemn-metal, lemn-beton;

permite îmbunătăţirea proprietăţilor portante prin pretensionare şi armare;

există metodologii clare de proiectare şi verificare care să confere siguranţă. La nivelul

Uniunii Europene mai sunt în vigoare: Franţa NF B 52-001, Elveţia SIA 164,

Germania DIN 4047. În România, sunt în vigoare normele europene, în paralel cu cele

româneşti NP 005-03, NP 005-06-2009, NP 019-2003, STAS 856-71, SR EN 380;

execuţia rapidă şi utilizarea imediată, fără timpi de aşteptare, a mansardei realizată din

lemn (comparativ cu elementele de rezistenţă din beton armat la care este necesară

execuţia structurii din oţel, turnarea betonului şi aşteptarea întăririi acestuia);

introducerea în realizarea mansardei a unor elemente de construcţie tipizate, cum ar fi:

popii, panele, căpriorii, cleştii (moazele), contravânturile etc. cu îmbinări realizate prin

chertare;

utilizarea materialului lemnos provenit dintr-un bogat potenţial forestier de care

dispune România;

scăderea preţului de cost al construcţiei ţinând cont de factori cum sunt reducerea

greutăţii proprii a construcţiei, scăderea timpului efectiv de lucru şi execuţia rapidă.

Lemnul, ca produs natural, de natură organică, având structura neomogenă şi anizotropă pe

lângă calităţi are şi o serie de inconveniente şi dezavantaje, cum ar fi:

variabilitatea foarte mare a caracteristicilor atât între specii, cât şi în cadrul aceleiaşi

specii ca urmare a unor surse de variabilitate foarte diverse;

variaţia caracteristicilor mecanice şi fizice pe diferite direcţii faţă de direcţia fibrelor;

datorită neomogenităţii structurii lemnului rezistenţele sunt diferite în lungul

trunchiului lemnului şi pe secţiune transversală, variaţia acestora fiind cuprinsă între

10 … 40%;

influenţa mare a umidităţii asupra caracteristicilor fizico-mecanice, a dimensiunilor şi

durabilităţii lemnului. Spre exemplu, variaţia umidităţii de la 5 până la 15% duce, la unele

specii de lemn, la scăderea cu aproape de 2 ori a rezistenţei la compresiune. Creşterea

umidităţii favorizează, de asemenea, degradarea biologică a lemnului, în special datorită

acţiunii ciupercilor şi creează probleme de sănătate pentru ocupanţii construcţiilor;

sortimentul limitat de material lemnos atât în ceea ce priveşte dimensiunile secţiunii

transversale, cât şi în privinţa lungimilor. Folosirea unor elemente, sub formă de grinzi

sau stâlpi, cu dimensiuni transversale mari (de obicei, peste 20 cm) sau cu lungime

mare (peste 5-6 m) duce, de multe ori, la preţuri ridicate. Această deficienţă se poate

59

elimina prin folosirea unor elemente compuse sau a unor elemente realizate din

scânduri încleiate;

defectele naturale ale lemnului (defecte de formă şi structură, crăpături etc.), defectele

cauzate de ciuperci, insecte sau de unele substanţe chimice, precum şi efectele

fenomenelor de contracţie şi de umflare reprezintă inconveniente importante ale

materialului lemnos de construcţie;

degradări produse de ciuperci şi insecte atunci când nu există un tratament

corespunzător împotriva acestora. [1]

Cunoaşterea proprietăţilor fizice şi mecanice de durată ale lemnului prezintă o importanţă

practică deosebită pentru proiectarea şi realizarea construcţiilor din lemn.

2.2 Lemnul în comparaţie cu alte materiale

În comparaţie cu alte materiale, valorile absolute ale rezistenţelor lemnului sunt relativ

mici. Din punct de vedere al valorilor de utilizare în construcţii, poziţia lemnului este în unele

cazuri superioară altor materiale cum este metalul. Aceste aprecieri sunt bazate pe aşa-numitele cote

de calitate obţinute prin raportarea unei anumite rezistenţe la densitatea materialului lemnos. Cotele

de calitate situează lemnul în rândul materialelor deosebit de valoroase.

În tabelul nr. 1 se arată poziţia reciprocă a diferitelor materiale din punct de vedere al

cotelor de calitate. Se poate vedea că, în funcţie de solicitările la care sunt supuse materialele,

acestea au proprietăţi diferite şi pot prezenta avantaje sau dezavantaje.

Cote de calitate ale diferitelor materiale [2] Tabelul nr. 1

60

3. ACOPERIŞUL TIP ŞARPANTĂ DIN LEMN

3.1. Definiţii

În Dicţionarul Explicativ al Limbii Române noţiunea de şarpantă este dată ca fiind un

schelet format din piese din lemn, de metal sau de beton armat, care susţine învelitoarea unui

acoperiş şi permite realizarea formei acestuia.

Şarpanta reprezintă elementul de închidere situat la partea superioară a construcţiei, având

atât un important rol practic prin protejarea clădirii de intemperii, cât şi un rol estetic, contribuind în

mare măsură la aspectul construcţiei, respectiv şi contra efracţiei. De altfel multe din construcţiile

din lemn se individualizează prin forma şarpantei. Şarpanta se compune din structura de rezistenţă,

stratul suport al învelitorii şi învelitoare.

Şarpanta este una dintre principalele piese ale acoperişului, sprijinind învelitoarea şi

celelalte elemente. De-a lungul timpului au apărut mai multe tipuri de şarpante, în funcţie de

materialul din care sunt construite şi de complexitatea lor.

3.2 Structura şarpantei din lemn

Fig. 1 – Elementele şarpantei [3]

1) Tălpile sunt grinzi cu secțiunea rectangulară, dispuse sub popi sau alte piese ale

şarpantei, cu latura mare pe verticală, având rolul de a repartiza sarcinile transmise de şarpantă la

planşeul de susţinere.

2) Popii sunt elemente solicitate la compresiune – vor fi executaţi din lemn ecarisat.

Îmbinarea dintre popi, tălpi şi pane se face cu cep, iar îmbinarea cu contrafişele se face cu prag.

3) Contrafişele sunt piese înclinate într-un sens sau în ambele sensuri, solicitate la

compresiune sau la întindere, având rol de a ridigiza şarpanta, asigurând o mai bună trimitere a

sarcinilor la piesele componente. Îmbinarile contrafişelor cu piesele şarpantelor se fac cu prag.

4) Panele sunt piese orizontale aşezate în lungul acoperişului care se reazemă pe popi.

Rolul panelor este de a prelua şi a transmite sarcinile din învelitoare la şarpantă prin intermediul

căpriorilor.

61

După locul unde sunt așezate sunt denumite astfel:

pană de coamă (pană de creastă) – la partea superioară a şarpantei;

pană intermediară (pană curentă) – pe generatoarea versantului;

cosoroabă (pană de streaşină) – pană aşezată pe zidurile exterioare ale clădirii.

5) Căpriorii sunt elementele care preiau sarcinile acoperişului, greutatea învelitorii, a

zăpezii ş.a. Sunt montaţi perpendicular pe poala învelitorii, pe linia cu cea mai mare pantă, aşezaţi

la distanţe egale unul de celălalt. Căpriorii se reazemă la poală pe cosoroabă, iar la coamă pe o pană

sau unul pe celălalt. Vor fi confecţionaţi din lemn ecarisat.

6) Cleştii au rolul de a consolida şarpanta şi sunt elemente solicitate la întindere. Se

execută din perechi de scânduri sau dulapi, care se fixează pe ambele părţi ale pieselor pe care le

consolidează (căpriori şi popi). Cleştii se fixează, de obicei, între popi împiedicând răsturnarea

acestora. Îmbinarea cleştilor cu piesele pe care le consolidează se pot realiza prin chertare.

Elementele secundare ale şarpantei din lemn sunt:

– astereala formată din scânduri alăturate de 18…24 mm grosime şi 12…20 cm lăţime,

dispuse paralel cu streaşina şi rezemând pe cel puţin trei căpriori, de care se prind în cuie;

uneori astereala se realizează din materiale derivate din lemn;

– şipcile de lemn (secţiuni de 1,8x4,8…4,8x4,8 cm), aşezate la distanţe derivând din tipul

de învelitoare utilizat şi care se reazemă pe căpriori.

3.3 Îmbinări folosite în prezent. Plăcuţele conectoare

Plăcuţele conectoare sunt fabricate din oţel moale galvanizat special pentru structurile de

rezistenţă. Multe tipuri comune de plăcuţe multicui se folosesc astăzi pentru îmbinări: M20 de 1,0 mm,

M200 de 2,00 mm şi unele plăcuţe conectoare speciale, inclusiv eclisele metalice (figura 2.).

Diferenţele de fabricaţie ale cuielor (dinţilor) produse prin ştantarea specifică pentru fiecare tip de

plăcuţă, în asociere cu diferenţele de grosime şi lăţime a oţelului folosit, permit o serie variată de

parametri de proiectare pentru fiecare model de plăcuţă conectoare. Mai mult, existenţa unei game

foarte variate de dimensiuni pentru fiecare tip de plăcuţă oferă proiectantului un sistem foarte

flexibil de proiectare diferenţiată pentru fiecare îmbinare necesară.

Pentru a satisface dificultăţile puse de condiţiile agresive de mediu la care sunt supuse

acoperişurile clădirilor agricole sau industriale, sau în scopuri decorative în cazul fermelor

prefabricate expuse, tipul M20 de plăcuţe conectoare cu o gamă mai restransă de dimensiuni este

disponibil în 20 de calibre de oţel inoxidabil.

Fig. 2, 3, 4 – Îmbinări tipice [4]

62

4. VENTILAREA MANSARDEI LOCUIBILE

4.1 Ventilarea naturală a mansardei

Prin ventilarea naturală se înţelege schimbul de aer realizat într-o încăpere sub acţiunea

combinată a doi factori:

– vântul;

– diferenţa de temperatură dintre exterior şi interior.

Ventilarea naturală a mansardei poate fi organizată sau neorganizată.

Când pătrunderea aerului exterior are loc prin neetanşeităţile şi rosturile elementelor de

construcţie (uşi, ferestre) ventilarea naturală se numeşte neorganizată.

Dacă în încăpere sunt practicate deschideri speciale cu dimensiuni determinate, amplasate

la anumite înălţimi şi care pot fi închise şi deschise după necesităţi, se realizează o ventilare

naturală organizată.

4.2 Subventilarea şi tehnica eliminării condensului [5]

Acoperişurile mansardate trebuie realizate cu materiale care satisfac cerinţele prevederilor

din ţara noastră. Pentru mărirea confortului interior peretele termoizolator trebuie astfel conceput ca

datorită difuziei vaporilor în structura peretelui şi pe partea interioară să nu apară condens. Din

acest punct de vedere, cei mai sensibili sunt pereţii înclinaţi. Pentru eliminarea vaporilor şi apei

condensate trebuie realizate orificii de aerisire. Înclinaţia acoperişului, sub învelitoare trebuie pusă

folie. În funcţie de tipul foliei trebuie să realizăm unul sau două straturi de ventilare. Apa

condensată în stratul superior trebuie condusă ori în jgheab, ori pe tabla de eliminare condens la

streaşină, altfel o să avem daune în structura clădirii.

În cazul folosirii foliilor impermeabile trebuie realizate două straturi de ventilare:

– primul între învelitoare şi astereală;

– al doilea între folie şi termoizolaţie.

Grosimea primului strat de ventilare coincide cu înălţimea contraşipcilor care trebuie alese

în funcţie de înclinaţia acoperişului astfel încât subventilarea să se poată realiza şi în zilele când nu

bate vântul. Rolul stratului de ventilare între ţiglă şi astereală este să usuce ţiglele şi şipcile de

eventuale infiltraţii ale apei.

Al doilea strat are rolul de a elimina condensul de pe partea inferioară a primei folii care e

impermeabilă. Această umiditate este principalul factor pentru realizarea celui de-al doilea strat de

ventilare, altfel umezeala rămâne sub folie şi va fi absorbită de termoizolaţie, în acest fel scăzând

gradul de izolare termică şi apare în partea interioară a structurii mucegaiul. Al doilea strat trebuie

realizat între căpriori, folie şi termoizolaţie. Al doilea strat nu poate lipsi în cazul folosirii foliilor

impermeabile.

În acest caz, condensul trece prin folie şi se elimină prin stratul de ventilare între folie şi

partea inferioară a ţiglei. Astfel nu se umezeşte termoizolaţia, iar prin eliminarea celui de-al doilea

strat de ventilare poate să crească înălţimea termoizolaţiei şi se simplifică realizarea detaliilor de

execuţie.

63

Fig. 5 – acoperiş rece Fig. 6 – acoperiş cald

Exemplu:

În situaţia următoare este prezentat cum se calculează secţiunea stratului de ventilare în

cazul unui acoperiş în patru pante. De obicei, se utilizează contraşipci cu dimensiuni 30/50, astfel

grosimea stratului de ventilare aproximativ 2,5-3 cm, conform DIN 4108 [5].

Învelitorile cu dimensiuni diferite trebuie să le calculăm separat:

(1)

(2)

I. Porţiunea şarpantei A: determinarea secţiunii minime de ventilare.

(3)

Determinarea grosimii de ventilare (m), l=5 cm lăţimea contraşipcii, distanţa între axe 100 cm.

(4)

Grosimea minimă a stratului de ventilare este 2,11 cm.

64

II. Streaşină:

(5)

Lăţimea streşinii este de 8 m:

(6)

Pentru determinarea grosimi minime a stratului de ventilare luăm 200 cm2/m. Banda de

aerisire scade secţiunea liberă cu 50%.

(7)

Acest rezultat este pentru porţiunea de şarpantă A şi C.

III.

Lăţimea streşinii este de 12 m:

(8)

Pentru determinarea stratului minim de ventilare luăm 200 cm2/m.

l=lăţimea căpriorilor, distanţa interax 100 cm:

(9)

Acest rezultat este pentru porţiunea de şarpantă B şi D.

IV. Coame, muchii:

La suprafeţele A şi C trebuie determinată grosimea stratului la muchii (la o gură de

ventilare)

(10)

În cazul muchiei de 6,58 m:

(11)

(12)

V. La suprafeţele B şi D, determinarea grosimii stratului se dermină ca şi la suprafeţele A şi C:

m=0,08 cm.

La suprafeţele B şi D mărimea grosimii stratului de ventilare minim:

(13)

În cazul coamei de 4 m:

(14)

65

(15)

Elementele care scad dimensiunea stratului de ventilare (contraşipci, căpriori, astereală...)

trebuie scăzute

5. IPOTEZE DE ÎNCĂRCARE

În calculul construcţiilor se ia în considerare posibilitatea de acţionare simultană a mai

multor încărcări, grupate în funcţie de posibilitatea de apariţie concomitentă, urmând a se găsi cea

mai defavorabilă situaţie pentru elementul de construcţie respectiv.

La calculul şarpantei (astereală, căpriori, pane) se consideră următoarele ipoteze de

încărcare:

ipoteza 1 – încărcare permanentă + încărcarea din zăpadă;

ipoteza a 2-a – încărcare permanentă + presiune vântului + 1/2 din încărcarea cu

zăpadă;

ipoteza a 3-a – încărcare permanentă + încărcarea utilă concentrată.

Ipoteza 1

]/[cossinsin

]/[coscos

1

2

1

mdaNbb

mdaNbb

pgggg

pgggg

zp

a

zy

a

py

a

y

zp

a

zx

a

px

a

x

(16)

Ipoteza a 2-a

]/[sincos2

sin2

1

]/[cos2

cos2

1

2

2

2

mdaNbp

bg

mdaNbpbp

bg

z

p

a

vy

a

zy

a

py

a

y

vz

p

a

vx

a

zx

a

px

a

x

gggg

gggg

(17)

Ipoteza a 3-a

]m/daN[,sinbggg

]m/daN[,cosbggg

papy

ay3

papx

ax3

(18)

]daN[,sinPP

]daN[,cosPP

ay3

ax3

(19)

6. CONCLUZII

Concluziile generale care se desprind din această lucrare sunt umătoarele:

mansardele locuibile prevăzute cu şarpante din lemn determină reducerea

semnificativă a încărcării proprii a construcţiei, datorită folosirii lemnului în structura de rezistenţă

a şarpantei, comparativ cu alte materiale de construcţie, cum ar fi betonul sau metalul;

execuţia rapidă şi utilizarea imediată, fără timpi de aşteptare;

66

introducerea în realizarea şarpantei a unor elemente de construcţie tipizate, cum ar fi:

popii, panele, căpriorii, cleştii, contravântuirile, cu îmbinări tipice, folosind plăcuţele conectoare,

care oferă o rigidizare şi stabilitate puternică;

scăderea preţului de cost al construcţiei ţinând cont de factori cum sunt reducerea

greutăţii proprii a construcţiei, scăderea timpului efectiv de lucru şi execuţia rapidă.

BIBLIOGRAFIE

[1] Dr. ing. Fekete-Nagy Luminița, Structuri din lemn.

[2] Drd. ing. Marius Giurgiu, Studiul privind optimizarea structurilor lamelare compuse din lemn,

utilizate în construcţii.

[3]http://www.mitek.ro/sarpanta-din-lemn-sau-accoperis-din-lemn-ce-este-sarpanta-si-ce-este-acoperisul/

[4] http://www.conectorilemn.ro/despre-conectori.html

[5] DIN 4108 – Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden (Protecţie termică şi economia

de energie în clădiri).

[6] Normativ privind proiectarea construcţiilor din lemn (revizuire NP 005-96), indicativ NP 005-03.

http://www.mitek.ro/sarpanta-din-lemn-sau-accoperis-din-lemn-ce-este-sarpanta-si-ce-este-acoperisul/

67

INSTALAŢII DE STINGERE A INCENDIILOR

CU SPRINKLERE CU PREACŢIONARE

Student sergent Dan COLNICEANU

Colonel conf. univ. dr. ing. Manuel SERBAN


Abstract: This paper presents the description and operation of the actuated valve with preaction trim

situated in a sprinkler installation with double synchronized preaction. Also this article is

intended to be useful for those who want to consolidate their knowledge in area of sprinkler

installations.

Keywords: Sprinkler, Clapper, Double Synchronized, Alert and Control Valve, ECS.

1. INTRODUCERE

Instalaţiile de sprinklere cu preacţionare dublu sincronizate sunt instalaţii de tip apǎ-aer în

care supapa de control şi semnalizare este activatǎ de un sistem automat de detectare şi semnalizare

a incendiului şi de declanşarea sprinklerelor. Sistemele dublu interblocate sunt proiectate astfel

încât supapa de control şi semnalizare să opereze numai la detectarea parametrilor diferiţi ai

incendiilor de către mecanismul de declanşare. Dacă apare un singur eveniment declanşator se va

auzi o alarmă sonoră însă supapa nu va funcţiona şi apa nu se va elibera decât la detectarea unui al

doilea eveniment declanşator. Sistemele dublu interblocate sunt, de obicei, utilizate în sistemele de

refrigerare unde apa care intră în sistemul de sprinklere, precum şi descărcarea accidentală a apei

sunt de o importanţă deosebită. [1]

2. SUBANSAMBLUL DE PREACŢIONARE

2.1. Descrierea supapei de control şi semnalizare

Supapa de preacţionare gestionează alimentarea cu apă la intrarea în ţevile şi sprinklerele

unui sistem. Sistemul de preacţionare este, de obicei, monitorizat cu ajutorului aerului comprimat

sau nitrogenului în vederea detectării de scurgeri în sistem. Supapa de control şi semnalizare este un

aparat de control şi semnalizare cu clapetă zăvorâtă şi diferenţial mic şi dispune de o diafragmă

unicat cu acţionare directă care separă partea de alimentare cu apă a sistemului de partea de

preacţionare cu sprinklere a acestuia. Mecanismul cu închidere ţine clapeta închisă cu ajutorul

presiunii apei de alimentare din amonte de robinetul principal de control. Dacă presiunea din

camera diafragmei este eliberată, zăvorul se retrage din clapetă şi supapa este activată. Designul

unic cu diferenţial mic, zăvor şi actuator al supapei permite autoresetarea acestuia fără a se mai

demonta capacul.

Supapa permite ca apa să acţioneze un clopot hidraulic de alarmare şi/sau alarme electrice

de presiune care rămân active până ce debitul de apă este întrerupt.

68

Supapa are o presiune de lucru nominală de 300 psi (2065 kPa). Presiunea necesară de aer

este de 13 psi (90 kPa).

Supapele de preacţionare nu au nevoie de un robinet de control separat în sistemul de

preacţionare. Ele dispun de un design cu curgere rectilinie care asigură un debit superior şi o

pierdere mică de presiune. Corpul supapei are un profil care permite montarea unui robinet de golire

care să completeze sistemul.

Supapa dispune de acces simplu la toate piesele sale componente din interior în vederea

unei întreţineri facile. Toate piesele componente interioare sunt demontabile.

Întreţinerea şi service-ul se pot face fără a demonta supapa din poziţia sa de funcţionare.

Garnitura de cauciuc de etanşare a clapetei poate fi înlocuită cu uşurinţă fără a demonta clapeta de

pe supapă. Profilul supapei permite montarea unui robinet de golire sau a accesoriilor din toate

configuraţiile disponibile. Supapa este protejată cu vopsea pe exterior şi interior pentru a se creşte

rezistenţa la coroziune a acesteia.

Subansamblul supapei de preacţionare include un robinet de testare a alarmei care permite

această testare fără reducerea presiunii din instalaţie. Supapa de preacţionare trebuie amplasată într-

un spaţiu în care temperatura să fie menţinută la o valoare mai mare de 4°C tot timpul anului, ferită

de intemperii, temperaturi de îngheţ sau deteriorări. [2]

În figura 1 este reprezentată o supapă de control şi semnalizare [1], iar în figura 2 modul de

montaj al acesteia în cadrul unei instalaţii cu preacţionare dublu sincronizată. [4]

Fig. 1 – Supapă de control şi semnalizare

2.2 Funcţionarea supapei de control şi semnalizare

Sistemul cu preacţionare utilizează o supapă de preacţionare care controlează intrarea apei de

alimentare în ţevile şi sprinklerele sistemului de preacţionare. Supapa de preacţionare este prevăzută cu

o clapetă cu faţă de cauciuc. Clapeta vine în contact cu inelul scaunului de la supapă, inel prevăzut cu

orificii de acces în camera intermediară a ACS-ului. Clapeta se află în contact cu zăvorul care, la rândul

său, se află în contact cu diafragma (figura 3). În poziţia neutră, presiunea apei de alimentare din amonte

69

de robinetul de alimentare este menţinută la o valoare constantă în camera cu diafragmă care ţine clapeta

în poziţie închisă. Apa stă în diafragmă datorită unuia din mecanismele de declanşare (pneumatic,

hidraulic sau electric). La sesizarea unui eveniment declanşator în sistemul de preacţionare presiunea

apei de alimentare din camera cu diafragmă este eliberată.

Fig. 2 – Instalaţie cu preacţionare dublu sincronizată

Această eliberare de presiune face ca zăvorul să se deplaseze în poziţia deschis, lăsând

astfel clapeta să pivoteze liber şi apa să pătrundă în sistem. Apa va curge prin toate sprinklerele

deschise din sistemul de ţevi. De asemenea, apa va intra şi în camera intermediară a supapei prin

orificiile din inelul scaunului.

Din camera intermediară, apa va trece în conducta de alarmă activând astfel alarmele din

sistem. Aceste alarme vor suna până la oprirea fluxului de apă. În acest caz, clapeta cu arc a supapei

revine în poziţie închisă şi supapa va funcţiona ca un clopot de alarmă până ce sistemul va fi repus

în funcţiune ca sistem de preacţionare.[2]

Fig. 3 – Părţile componente ale supapei de control şi semnalizare

70

2.3. Declanşarea pneumatică/electrică a instalaţiei de stingere

Sistemul cu preacţionare electrică/pneumatică este format dintr-un sistem de declanşare

electrică (ventil electromagnetic omologat, panou electric şi senzor corespunzător) şi un sistem de

sprinklere presurizat pneumatic. Supapa se va activa numai dacă apare o pierdere de presiune în

sistem şi dacă se detectează electric un eveniment declanşator. În cazul în care există o pierdere de

presiune şi sistemul de sprinklere nu dispune de detecţie electrică, supapa va intra în funcţiune

numai dacă se detectează un al doilea eveniment declanşator. Astfel, apa nu va curge dacă sistemul

de sprinklere este deteriorat accidental. În plus, supapa nu va funcţiona dacă există o detecţie, dar

nu există pierdere de presiune în sistemul de sprinklere. Alarmele se vor declanşa în ambele cazuri

şi vor alerta utilizatorul că există o situaţie de detecţie a unui parametru asociat unui incendiu.

Poziţiile de funcţionare ale supapei cu acţionare pneumatică sunt prezentate în figura 4, iar

în figura 5 este prezentată schema de funcţionare a valvei deluge cu acţionare hidropneumatică în

poziţie de aşteptare şi poziţia de lucru. [3]

Fig. 4 – Poziţiile de lucru ale supapei cu acţionare pneumatică

a. poziţia de aşteptare; b. poziţia de funcţionare; c. poziţia după încetarea funcţionării instalaţiei

d. poziţia de aşteptare

71

Fig. 5 – Schema de montare a supapei cu acţionare pneumatică

(a. poziţia de aşteptare, b. poziţia de lucru [3]) Legendă:

1 – corpul valvei deluge; 2 – clapeta de reţinere a valvei (diafragmă); 3 – dispozitiv de blocare a diafragmei;

4 – robinet de golire a instalaţiei; 5 – clapetă de sens; 6 – dispozitiv de semnalizare a prezenţei apei; 7 – filtru;

8 – robinet de golire a instalaţiei de detectare; 9 – manometer; 10 – robinet de testare a instalaţiei de semnalizare;

11 – robinet de golire a instalaţiei de semnalizare; N.D. – robinet normal deschis; N.Î. – robinet normal închis.

Declanşarea hidraulică poate fi cu acţionare pnemumaticǎ, un actuator de presiune scăzută

(figura 6).

Actuatorul de presiune scăzută este amplasat pe subansamblele supapei de control şi

semnalizare şi are rol de declanşare. Diafragmele împart actuatorul de presiune scăzută în trei

camere. Camera de aer superioară controlează activarea, iar camerele inferioară şi mediană

acţionează ca o supapă hidraulică.

La pornire, aerul din sistem este aplicat camerei superioare a actuatorului de presiune

scăzută. Dacă se trage în sus de manşonul aerisitorului automat, camera superioară se setează

manual. Presiunea aerului din camera superioară ţine închis aerisitorul automat şi exercită presiune

pe etanşarea hidraulică a camerei mediane.

La deschiderea conductei de încărcare a diafragmei, apa intră în camera inferioară a

actuatorului de presiune scăzută. De aici, apa trece în camera mediană printr-o deschidere, camera

fiind presurizată de către presiunea de aer din camera superioară. Deoarece zona din jurul

diafragmei inferioare (expusă presiunii apei în camera mediană) este mai mare decât zona camerei

inferioare, aceasta rămâne izolată etanş. Apa nu curge către ieşirea actuatorului de presiune scăzută,

iar presiunea alimentării cu apă creează o etanşare hidraulică.

Dacă presiunea aerului din sistem scade la 7 psi (48 kPa), forţa exercitată de către arcul de

comprimare în aerisitorul automat este mai mare decât forţa exercitată de către aer în camera

superioară. Astfel, aerisitorul automat se deschide şi toată presiunea aerului din camera superioară

este evacuată.

Diafragma superioară eliberează presiunea apei în camera mediană a actuatorului de

presiune scăzută, fapt care permite diafragmei inferioare să se ridice şi apa să curgă dinspre intrare

spre ieşire. Această curgere a apei eliberează presiunea din conducta de încărcare cu diafragmă a

72

supapei, permiţând retragerea diafragmei. Clapeta supapei se deschide, iar apa curge în sistemul de

sprinklere. [2]

Fig. 6 – Vedere în secţiune a actuatorului de joasǎ presiune pneumatic. [2]

Legendă:

1 – manşon aerisitor automat; 2 – şurub aerisitor automat; 3 – ansamblu aerisitor automat; 4 – camera superioarǎ;

5 – resort ondulat diafragma superioarǎ; 6 – resort ondulat diafragma inferioarǎ; 7 – ochi ieşire; 8 – camera

inferioarǎ; 9 – ansamblu diafragmǎ interioarǎ;10 – sitǎ filtru; 11 – entanşare filtru; 12 – ansamblu filtu; 13 – ochi

intrare; 14 – camerǎ mediană; 15 – ansamblu diafragmă superioară.

2.4 Declanşarea electrică (Electric-Pneumatic/Electric) a sistemului de stingere

Declanşarea electrică-pneumatică/electrică se face cu două dispozitive care transmit

semnal electric, un detector de incendiu (figura 7) şi un comutator de presiune scăzută montate în

sistemul de sprinklere. Ambele dispozitive electrice sunt cablate pe un panou de comandă omologat

(ECS), în configuraţie „inter-zonală”. Panoul de comandă electric acţionează un ventil

electromagnetic montat pe pistonul supapei. În cazul în care se activează un dispozitiv ca urmare a

detectării unui incendiu şi nu există pierdere de presiune în sistemul de sprinklere, panoul de

comandă nu va anclanşa ventilul electromagnetic şi supapa nu va funcţiona. [2]

ECS-ul nu va anclanşa ventilul electromagnetic şi supapa nu va funcţiona dacă există

pierdere de presiune în sistemul de sprinklere ca urmare a deteriorărilor sau activării unui

sprinkler şi nu există o detecţie de incendiu. Supapa va funcţiona numai dacă există atât un

eveniment de detecţie a unui incendiu, cât şi o pierdere de presiune. Dacă la echipamentul de

comandă se primesc ambele semnale, acesta va anclanşa ventilul electromagnetic. Acest lucru

INTRARE

INTRARE AER

IEȘIRE

AERISITOR ÎNSPRE

ATMOSFERĂ

73

va face ca presiunea apei de alimentare din camera cu diafragmă a supapei să fie eliberată şi apa

să pătrundă în sistem. [2]

Fig. 7 – Detectoare de incendiu utilizate pentru acţionarea supapei. [3]

Subansamblul de preacţionare electric/pneumatic poate fi cu autoconversie (figura 8).

Subansamblul de autoconversie este compus dintr-un modul cu solenoid de închidere şi un

actuator de joasă presiune. Subansamblul de autoconversie monitorizează alimentarea electrică la

panoul de comandă pentru alarme de incendiu (ECS) şi asigură permanent protecţia împotriva

incendiilor în cazul unei căderi de tensiune fără descărcarea bateriei de rezervă.

Dacă survine o cădere de tensiune, modulul cu solenoid de închidere primeşte un semnal

electric instantaneu pentru a se deschide. Modulul rămâne în poziţia deschis fără consum

suplimentar de curent. Acest lucru permite ca ECS-ul să monitorizeze în continuare sistemul şi să

declanşeze alarme în cazul unui incendiu până ce bateria de rezervă se descarcă sau se restabileşte

alimentarea de la reţea.

În poziţia deschis, aerul poate circula prin modulul cu solenoid de închidere către

actuatorul de joasă presiune şi converteşte sistemul în starea non-interblocată. O pierdere a debitului

de aer în sistem sau un semnal electric de la ECS va permite activarea supapei de preacţionare şi

umplerea cu apă a sistemului de conducte cu sprinklere. Sistemul continuă să acţioneze ca o supapă

de control şi semnalizare uscată până ce se restabileşte alimentarea de la reţea. La restabilirea

alimentării electrice, modulul cu solenoid de închidere primeşte un alt semnal instantaneu de la ECS

pentru a se închide. Sistemul de preacţionare revine la modul de funcţionare normal. Resetarea

manuală a sistemului nu este necesară. [2]

Actuatorul electric/pneumatic este un dispozitiv monobloc folosit la acţionarea supapelor

de preacţionare cu subansamblu uscat electric/pneumatic dublu-interblocat şi cu autoconversie.

Diafragmele împart supapa în patru camere. Camerele superioară şi median-superioară controlează

activarea, în timp ce camerele inferioară şi median-inferioară acţionează ca o supapă de control al

apei.

La încărcarea sistemului, aerul sub presiune intră în camera median-superioară a

actuatorului. Prin tragerea în sus a aerisitorului automat, amplasat pe subansamblul (figura 9), se

stabileşte presiunea aerului în această cameră. Apa sub presiune din conducta de încărcare cu

diafragmă intră în camera superioară, iar solenoidul normal închis, încorporat în actuatorul,

stabileşte presiunea apei. Nu este necesară activarea solenoidului pentru a seta sistemul.

74

Fig. 8 – Subansamblul de autoconversie. [2]

1 – furtun flexibil din oţel împletit; 2 – modul cu solenoid de închidere; 3 – manametru aer la subansamblu de

autoconversie; 4 – robinet manometru; 5 – actuator de joasă presiune; 6 – ansamblu 3 în 1 filtru/supapă/drosel;

7 – filtru; 8 –drosel; 9 – presostat de aer pre-reglat ansamblul de autoconversie.

Presiunea aerului din sistem din camera median-superioară exercită o forţă de închidere a

diafragmei din camera mediană a actuatorului. În plus, presiunea de alimentare cu apă exercită o

forţă pe diafragma mediană prin intermediul unui piston care face legătura între diafragma

superioară şi cea mediană. Aceste presiuni închid calea apei din camera median-inferioară. Dacă

conducta de încărcare cu diafragmă este deschisă, apa intră în camera inferioară a actuatorului; după

aceasta, apa trece prin orificiul de intrare în camera median-inferioară. Diafragma mediană reţine

apa în camera median-inferioară. Presiunea de alimentare cu apă din camera superioară împreună cu

presiunea aerului din sistem din camera median-superioară ţin închisă diafragma median-inferioară.

Deoarece zona din jurul diafragmei inferioare (expusă presiunii apei în camera mediană) este mai

mare decât zona camerei inferioare, aceasta rămâne izolată etanş. Apa nu curge către ieşirea din

actuatorul, iar presiunea apei de alimentare generează etanşarea hidraulică.

Dacă presiunea aerului din sistem scade la 7 psi (0,5 bar), resortul de comprimare al

aerisitorului automat exercită o forţă mai mare decât cea exercitată de presiunea aerului din camera

median-superioară. Astfel, aerisitorul automat se deschide şi toată presiunea aerului din camera

median-superioară este evacuată. În aceste condiţii, actuatorul nu se va activa, deoarece presiunea

apei din camera superioară menţine forţa de închidere pe etanşarea cu apă a camerei median-

inferioare. De asemenea, dacă a avut loc un eveniment de detectare electrică, solenoidul camerei

superioare se va activa şi va elibera presiunea apei din camera superioară. Actuatorul nu se va

activa, deoarece presiunea aerului din camera median-superioară exercită o forţă de închidere pe

etanşarea hidraulică a camerei median-inferioare. Actuatorul se va activa doar dacă apare o

detectare electrică sau o pierdere de presiune a aerului din sistem. În aceste condiţii, forţa de

închidere de pe etanşarea cu apă a diafragmei median-inferioare este anulată, iar presiunea apei din

camera median-inferioară este eliberată. Acest fapt permite ridicarea diafragmei inferioare şi

curgerea apei către ieşirea din actuatorul. Această curgere a apei eliberează presiunea apei de la

75

diafragma supapei de preacţionare şi permite retragerea diafragmei. Clapeta supapei de pre-acţionare se

deschide, iar apa curge în sistemul de sprinklere.

Fig. 9 – Vedere în secţiune actuator de joasă presiune electric/pneumatic.[2]

2.5 Declanşarea pneumatică/pneumatică a sistemelor de stingere

Sistemul cu declanşare pneumatică/pneumatică este format dintr-un actuator pneumatic

dublu care controlează supapa. Supapa va funcţiona numai dacă se activează sprinklerele atât pe

conducta pilot, cât şi în sistem. Dacă sprinklerele se activează numai pe conducta-pilot sau numai în

sistem (fără deschiderea unui sprinkler în cealaltă parte), supapa nu va intra în funcţiune. Deoarece

sistemul pneumatic/pneumatic utilizează două sisteme de detecţie pneumatică separate nu este

nevoie de un panou de declanşare electrică (ECS). Un sprinkler deschis va declanşa alarma de

presiune scăzută în toate situaţiile. [2]

3. CONCLUZII

Instalaţiile cu preacţionare oferă o siguranţă mai mare în exploatare faţă de cele clasice de

tip apă-apă şi aer-aer. Atât sistemele simplu sincronizate la care apa pătrunde în reţea după

declanşarea unui detector, cât şi cele dublu sincronizate la care apa pătrunde în reţeaua de sprinklere

numai după declanşarea atât a dispozitivelor de detectare, cât şi a sprinklerelor, pot funcţiona în

condiţii de temperatură scăzută, ele putând fi amplasate în sisteme frigorifice unde temperatura este

foarte scăzută sau în locuri de o importanţă deosebită în care materialele se pot deteriora în contact

cu apa. Astfel, o declanşare accidentală a unui cap de sprinkler ar produce pagube materiale

semnificative.

76

Pentru a evita o descărcare accidentală a apei în spaţiul protejat se vor folosi elemente de

declanşare care folosesc pentru a transmite semnalul pneumatic/electric la parametri diferiţi ai

incendiului, respectiv sprinklere care sunt sensibile la un anumit prag de temperatură şi detectoare

de fum.

Timpul de răspuns al instalaţiilor poate fi setat în funcţie de riscul la incendiu modificând

temperatura de declanşare a fiolei care ţine anclanşat sprinklerul sau prin folosirea unui detector cu

un anumit prag de declanşare şi implicit un anumit timp de transmitere a semnalului electric.

Sistemele dublu sincronizate întârzie cel mai mult refularea apei deoarece intrarea apei în

reţeaua de sprinklere va fi comandată atunci când valva primeşte cele două semnale, respectiv cel

de la sprinkler şi cel de la detectorul folosit. În schimb, la sistemul simplu sincronizat, în momentul

în care detectorul semnalizează incendiul, valva permite ca apa să intre în sistem, dar va fi refulată

doar atunci când declanşează sprinklerul din zona incendiată.

ACS-urile care funcţionau în cadrul sistemelor clasice au fost înlocuite cu supape de

control şi semnalizare. Aceste supape sunt mult mai eficiente deoarece atunci când presiunea din

reţea scade sub 7 psi (0,5 bar) diafragma se deschide la maxim, permiţând apei sa ajungă la capul de

sprinkler într-un timp foarte scurt. ACS-urile clasice funcţionau pe acelaşi principiu hidraulic doar

că nu aveau un prag de declanşare a diafragmei, astfel într-un sistem cu un număr mare de

sprinklere o scădere de presiune mică la un sprinkler îndepărtat nu activa ACS-ul, în acest caz,

riscul fiind foarte mare.

Cele trei tipuri de instalaţii cu preacţionare dublu sincronizată prezentate în acest articol se

pot folosi în diferite domenii în funcţie de riscul la incendiu, astfel ele pot proteja spaţiile prevăzute

în normativele care fac precizări la echiparea clădirilor cu instalaţii de sprinklere, cât şi orice spaţiu

care se doreşte a fi protejat împotriva incendiilor.

BIBLIOGRAFIE

[1] SR EN 12845/2009, Instalaţii fixe de luptă împotriva incendiului. Sisteme automate de

stingere tip sprinkler Calcul, instalare şi întreţinere.

[2] www.victaulic.com

[3] M. Şerban, L. Burlacu, L.V. Bălănescu, Sisteme de stingere a incendiilor cu valve de tip

Deluge, Conferinţa cu participare internaţională SIGPROT, Bucureşti, 2005.

[4] L. Burlacu, M. Şerban, Instalaţii sprinkler cu preacţionare, Conferinţa cu participare

internaţională SIGPROT, Bucureşti, 2005.

http://www.victaulic.com/

77

INSTALAŢII FIXE DE STINGERE A INCENDIILOR CU SPUMĂ

LA PARCURILE DE REZERVOARE CU CAPAC FIX

DE LICHIDE COMBUSTIBILE

Student sergent Alexandru IACOB



Abstract: In an industry that deals with large volumes of flammable materials, the risk of fire is always

present. Foam fire protection systems are implemented in oil storage tanks. Fire-fighting foam is

foam used for fire suppression. Its role is to cool the fire and to coat the fuel, preventing its

contact with oxygen, resulting in suppression of the combustion.

Keywords: Refinery, Storage Tank, Foam, Fire Protection System.

1. INTRODUCERE

Instalaţiile fixe de stingere sunt folosite la protejarea spaţiilor şi proceselor tehnologice în

care sunt prelucrate, depozitate şi vehiculate lichide inflamabile. Aceste instalaţii de stingere sunt

utilizate în industria petrochimică, rafinării, la depozite de lichide combustibile și gaze, parcuri de

rezervoare, hangare pentru avioane etc.

Legislaţia din ţara noastră obligă dotarea parcurilor de rezervoare și a rezervoarelor de

lichide combustibile cu instalaţii de stingere cu spumă pentru reducerea riscului de incendiu. [2]

2. PARCURILE DE REZERVOARE

Parcurile de rezervoare reprezintă un ansamblu format din mai multe rezervoare, ce au

legătură prin conducte cu rampele de expediere şi instalaţiile tehnologice.

Parcurile de rezervoare se compun din rezervoare, cuve de retenţie, conducte de legătură,

instalaţii de stingere a incendiilor fixe şi mobile, instalaţii de răcire şi protecţie a rezervoarelor,

instalaţii de transport şi transvazare, rezervoare cu apă pentru combaterea incendiilor, drumuri de

acces.

După poziţia rezervoarelor faţă de suprafaţa solului acestea sunt:

– rezervoare de suprafaţă (figura 1);

– rezervoare semi-îngropate;

– rezervoare îngropate;

– rezervoare subacvatice;

– rezervoare plutitoare.

După forma geometrică acestea sunt: cilindrice (orizontale sau verticale), sferice (figura 1),

elipsosferice, sferoidale, conice, paralelipipedice şi de forme speciale. [3]

78

Fig. 1 – Rezervor sferoidal neted, în formă de picătură

Rezervoarele cilindrice verticale cu capac fix reprezintă categoria în care sunt incluse

majoritatea rezervoarelor aflate în exploatare (figura 2).

Fig. 2 – Parc de rezervoare cilindrice verticale cu capac fix

Principalele substanţe combustibile rezultate din rafinarea ţiţeiului sunt: benzină, motorină,

petrol lampant, gudron şi păcură.

Incendiile din parcurile de rezervoare de lichide combustibile sunt în general de lungă

durată şi complexe, necesitând un număr important de forţe şi mijloace, precum şi cantităţi mari de

substanţe de stingere.

3. SPUMA

Spuma a fost şi este substanţa stingătoare principală de stingere a produselor petroliere,

depozitate în rezervor sau scurse şi acumulate în strat în caz de avarie la rezervoare, cuve de retenție

şi instalaţii tehnologice.

79

În funcţie de modul de generare, spumele se clasifică în:

– spumă chimică – faza dispersă este dioxidul de carbon, generat de reacţia chimică dintre

o substanţă bazică (bicarbonatul de sodiu) şi una acidă (sulfat de aluminiu), iar mediul de dispersie

este apa;

– spumă mecanică – faza dispersă este aerul, iar mediul de dispersie este apa, în care s-a

dizolvat în anumite concentraţii, 3-6%, spumant.

Spuma chimică se utilizează la stingerea incendiilor de produse petroliere şi de materiale

combustibile solide, care nu reacţionează cu soluţiile aprinse ale sărurilor.

Spuma mecanică este cea mai folosită substanţă de stingere în domeniul protecţiei

rezervoarelor de lichide combustibile. Emulsia de apă şi spumogen se realizează în amestecătoare

de linie, pompe şi pe liniile de furtun. Spuma se formează în ţevile generatoare de spumă sau

deversoare de diferite tipuri.

Coeficientul de înfoiere al spumei, notat cu E, reprezintă raportul dintre volumul spumei şi

volumul de soluţie spumantă.

În funcţie de coeficientul de înfoiere, spumele se împart în: [2]

– spume de joasă înfoiere, 1 < E ≤ 20;

– spume de medie înfoiere, 20 < E ≤ 200;

– spume de înaltă înfoiere, E > 200.

Efectele de stingere al stratului de spumă deversat peste suprafaţa liberă a unui lichid

combustibil (figura 2) sunt următoarele:

răceşte parţial suprafaţa aprinsă;

împiedică ieşirea vaporilor în zona flăcărilor şi astfel continuarea procesului de

ardere;

opreşte accesul oxigenului în zona flăcărilor;

se creează pe suprafaţa substanţei care arde o izolaţie termică (împiedică afluxul de

căldură din zona de ardere) (figura 3). [3]

LICHID COMBUSTIBIL

REDUCE EVAPORAREAR CE TE Ă Ş COMBUSTIBILULŞI PEREŢII

IZOLEAZĂ COMBUSTIBILULDE FLACĂRĂÎMPIEDICĂ ACCESUL

OXIGENULUI

Fig. 3 – Acţiunea de stingere a spumei mecanice

80

În figura 4 sunt prezentate fazele acţiunii de stingere a unei instalaţii fixe de stingere cu

spumă mecanică la un rezervor incendiat. [4]

Fig. 4 – Acţiunea instalaţiei de stingere cu spumă la un rezervor de benzină

4. INSTALAŢIA FIXĂ DE STINGERE CU SPUMĂ LA REZERVOARELE CU

CAPAC FIX

Pentru asigurarea protecţiei împotriva incendiilor a rezervoarelor de lichide combustibile,

de diferite capacităţi, acestea se prevăd cu instalaţii fixe de stingere şi răcire.

Din punct de vedere al alcătuirii constructive a instalaţiilor de stingere a incendiilor cu

spumă, acestea pot fi:

– fixe;

– semifixe;

– mobile. [5]

Instalaţiile de stingere a incendiilor cu spumă fixe sunt instalaţii la care toate componentele

sistemului de stingere cu spumă şi pentru furnizarea soluţiei spumante sunt instalate permanent

(figura 5).

Instalaţia fixă de stingere cu spumă cuprinde: [2]

1) Sursă de alimentare cu apă;

2) Sursă de alimentare cu spumanţi;

3) Aparate de dozare a consumului de spumanţi (preparare a soluţiei spumante);

4) Generatoare de spumă corespunzătoare ca număr şi capacitate (figura 6);

5) Reţea de transport şi distribuţie a substanţei de stingere (conducte de soluţie şi conducte

de spumă);

6) Capete de spumă prin care substanţa de stingere este debitată şi dirijată într-un mod

corespunzător în zona protejată;

7) Dispozitive de acţionare de la distanţă a diferitelor utilaje tehnologice (pompe, robinete

sau clapete din instalaţii etc.).

81

Fig. 5 – Schema instalaţiei fixe de stingere cu spumă mecanică la un rezervor

Schema instalaţiei de stingere cu spumă se adoptă în funcţie de:

– obiectul protejat (spaţiul interior sau exterior, rezervor sau cuvă etc.);

– procedeul utilizat pentru prepararea soluţiei şi debitarea spumei în zona incendiată;

– coeficientul de înfoiere al spumei.

Fig. 6 – Generator de spumă medie tip GWP:

1 – duză de pulverizare a soluţiei spumante; 2 – corpul generatorului;

3 – reţele duble pentru producerea spumei; 4 – cap de refulare a spumei.

În figura 7 este prezentată în detaliu o cameră de spumă. Aceasta are un rol foarte

important în funcţionarea instalaţiei, dar şi la verificarea funcţionării acesteia.

Fig. 7 – Cameră de spumă: 1 – corpul camerei; 2 – capac detaşabil; 3 – conducta de intrare a spumei;

4 – deversor de spumă; 5 – dispozitiv de etanşare (blindă).

82

Conducta de intrare a spumei (3), din figura 6, este prevăzută cu o flanşă pentru fixarea sa

pe peretele rezervorului şi una pentru montarea camerei de spumă. Conducta de intrare a spumei se

fixează prin sudură sau cu şuruburi pe peretele rezervorului, prevăzut la rândul lui cu o flanşă

specială.

În cazul deversoarelor tubulare, deflectorul are forma unei curbe care se montează la

capătul conductei de intrare a spumei, prin sudură sau filet.

La marile rezervoare, conducta deversorului poate lipsi, camera de spumă ataşându-se

direct la flanşa specială a rezervorului. Montajul se realizează cu sudură sau cu şuruburi. În acest

caz, deflectorul, realizat ca piesă detaşată, din tablă, se montează în interiorul rezervorului în faţa

orificiului conductei de ieşire a spumei.

Deflectorul de tablă poate fi alcătuit dintr-una sau din două piese. Deflectorul este executat

din două piese și poate fi montat şi din exteriorul rezervorului.

Printr-un procedeu simplu se pot monta din exterior şi deversoare tubulare, dacă se lărgeşte

corespunzător orificiul practicat în peretele rezervorului şi flanşa specială.

5. CONCLUZII

Riscul de incendiu este mare în parcurile de rezervoare datorită prezenţei unei cantităţi

foarte mari de substanţe combustibile. Rezervoarele cilindrice cu capac fix sunt cele mai utilizate

tipuri de rezervoare pentru depozitarea lichidelor inflamabile.

Spuma mecanică este substanţa stingătoare principală folosită la protecţia parcurilor de

rezervoare şi la stingerea incendiilor de produse petroliere. Pentru a proteja mediul înconjurător, în

ultimii ani s-a trecut la utilizarea pe scară largă a spumelor biodegradabile şi la eliminarea spumelor

chimice.

Legislaţia din ţara noastră obligă dotarea rezervoarelor de lichide combustibile cu instalaţii

de stingere cu spumă. [2]

Numai atunci când deflectorul are forma şi montajul corect, deversorul poate să-şi

îndeplinească rolul său complex de a contribui la reducerea vitezei fluidului, la îmbunătăţirea

repartiţiei sale în plan orizontal pe peretele rezervorului şi, în principal, la reducerea fenomenului de

imersie a spumei în stratul de lichid combustibil incendiat.

BIBLIOGRAFIE

[1] Mocioi Ionel-Alin, Curs – Substanţe de stingere.

[2] *** Normativ privind securitatea la incendiu a construcţiilor, Partea a II-a – Instalaţii de


[3] Şerban Manuel, Curs – Instalaţii de stingere a incendiilor.

[4] Frusinoiu Valentin, Securitatea la incendiu a parcurilor de rezervoare de lichide combustibile.

[5] *** Reabilitare şi modernizarea instalaţiilor de stingere cu spumă la rezervoarele pentru

depozitarea produselor petroliere.

[6] http://www.gepro.ro/documentatie_psd/servicii/proiectare/instalatii_de_stingere.pdf

http://www.gepro.ro/documentatie_psd/servicii/proiectare/instalatii_de_stingere.pdf

83

UTILIZAREA DISPOZITIVULUI AUTOMAT DESTINAT STINGERII

INCENDIILOR „BONPET” LA O INSTITUŢIE PUBLICĂ (AFER)

Eugen BĂRBULESCU (şef SPSU)

Florin PREDA (director general – EXAL GRUP S.R.L. Slătioara, Olt)

Autoritatea Feroviară Română (AFER)

Abstract: This paper demonstrates the importance of the work in emergencies to protect life, property

and the environment in general by the department of prevention of the Emergency Service of

AFER. In the same time, the work raises awareness of risks to which we are subject, in the

studied area, i.e. the knowledge of behavioral rules disaster.

Keywords: Management, Strategy, Fire Safety Activity, Public Institution, Romanian Railway

Authority (AFER).

1. PREFAŢĂ

Lucrarea „Utilizarea Dispozitivului Automat destinat Stingerii Incendiilor BONPET la o

instituţie publică (AFER)” a fost elaborată de către domnul Eugen Bărbulescu, şeful Serviciului

pentru Situaţii de Urgenţă, constituit în cadrul AFER, împreună domnul Florin Preda, director

general Exal Grup S.R.L. (distribuitorul autorizat al dispozitivului automat BONPET în România),

pe baza aplicaţiei studiului de caz realizat la Autoritatea Feroviară Română – AFER, unde s-au

montat un număr de 25 de bucăţi dispozitive BONPET.

Prin această lucrare se încearcă prezentarea unei abordări cât mai cuprinzătoare a

cunoştinţelor asimilate în domeniul situaţiilor de urgenţă, de către personalul de specialitate din

cadrul Serviciului pentru situaţii de urgenţă, şi transmiterea acestora, respectiv implicarea

colectivului de salariaţi ai AFER, la pregătirea în acest domeniu vital pentru supravieţuire.

La nivel de AFER gestionarea situaţiilor de urgenţă se realizează de către Compartimentul

de prevenire al Serviciului pentru Situaţii de Urgenţă AFER, care are ca scop principal prevenirea şi

reducerea gravităţii consecinţelor unui eveniment, precum şi pentru a elimina sau diminua pericolul

producerii unor situaţii de urgenţă, în spaţiile în care îşi desfăşoară activitatea salariaţii AFER, prin

măsurile stabilite în Programul anual cu activităţile care se desfăşoară la nivel de AFER, referitoare

la pregătirea salariaţilor în domeniul situaţiilor de urgenţă prin instructaje şi antrenamente practice

de alarmare, evacuare, adăpostire, intervenţie şi prim ajutor, care se desfăşoară la locurile de muncă

ale acestora. Toate documentele elaborate de către SPSU şi aprobate de către conducerea AFER,

respectiv de către Inspecţia de Prevenire IGSU la nivel de sector şi municipiului Bucureşti, se

transmit la toate compartimentele din cadrul AFER, în vederea instruirii salariaţilor şi menţionarea

în fişele individuale de instruire.

Personalul desemnat cu organizarea şi gestionarea situaţiilor de urgenţă (protecţie civilă şi

apărare împotriva incendiilor) la nivel de AFER, a urmat cursurile de specialitate şi este atestat în

domeniul situaţiilor de urgenţă, conform legislaţiei în vigoare, care prevede obligativitatea

încadrării cu personal de specialitate angajat/voluntar (şef SPSU, inspector de protecţie civilă, cadru

tehnic PSI), din rândul salariaţilor proprii.

84

La realizarea lucrării s-au folosit cunoştinţele şi materialele puse la dispoziţie de Catedrele

de Management şi Specialitate ale Centrului Naţional de Perfecţionare a Pregătirii pentru

Managementul Situaţiilor de Urgenţă (UM nr. 0490 Ciolpani), sub coordonarea domnului colonel

dr. Niculae Stan şi Serviciul Prevenire Sector 1 din cadrul Inspectoratului pentru Situaţii de Urgenţă

„Dealul Spirii” al Municipiului Bucureşti, sub coordonarea domnului colonel Gheorghe Niculescu.

În calitate de coautor al lucrării dl. Florin Preda, director general Exal Grup srl

(distribuitorul autorizat al dispozitivului automat BONPET în România), a pus la dispoziţie

cunoştinţele şi documentele caracteristice acestui produs premieră pe piaţa românească.

Aplicarea managementului prevenţiei în gestionarea situaţiilor de urgenţă care pot să apară

la o instituţie publică (AFER) se realizează în scopul dezvoltării, susţinerii şi îmbunătăţirii

modalităţii de gestionare a resurselor umane şi materiale şi pregătirea/educarea personalului de

intervenţie, care trebuie să rezolve problemele apărute în urma declanşării evenimentelor

periculoase.

2. DISPOZITIV AUTOMAT DESTINAT STINGERII INCENDIILOR BONPET

Tehnologia revoluţionară de stingere a incendiilor, parametrii foarte buni de acţionare,

posibilităţile de amplasare fără intervenţii majore asupra spaţiului protejat şi caracteristicile tehnice

ale Dispozitivului Automat Destinat Stingerii Incendiilor BONPET îl recomandă a fi utilizat în

majoritatea spațiilor închise:

– zone cu tehnica de calcul (calculatoare, reţele de calculatoare, bănci de date, sisteme de

informatizare si arhivare, tuneluri de cabluri etc.);

– zone pentru echipamente de telecomunicaţii (centrale telefonice, staţii radio-TV, centre

de comunicaţii, reţele telefonie GSM etc.);

– industrie (camere de comandă cu calculatoare de proces, zone cu sisteme automatizate,

linii automate de producţie, echipamente de producere a curentului electric, laboratoare, cuptoare

uscare/vopsire, depozite, centre de distribuţie a apei reci, calde și a agentului termic, staţii de

pompare, staţii de transformare sau de acumulatori, reţele de distribuţie a combustibililor, panouri

electrice și de comandă, sisteme de semaforizare, mijloace de transport terestre, aeriene si navale,

containere sau alte spații nesupravegheate etc.);

– comerţ/instituţii publice/spații de locuit (camere de tezaur, depozite de documente,

muzee, biblioteci, arhive, sedii administrative, magazine, hoteluri, apartamente, vile, garaje,

depozite, sisteme de colectare selectivă a deşeurilor etc.).

Dintre avantajele utilizării Dispozitivului Automat Destinat Stingerii Incendiilor BONPET

enumerăm:

– stingerea focului este extrem de rapidă, viteza de stingere fiind de ordinul secundelor;

– acţionează prin inhibarea chimică a procesului de ardere;

– nu este toxic pentru oameni, animale sau plante şi nu afectează mediul înconjurător;

– este un produs ecologic, biodegradabil şi nu depreciază stratul de ozon;

– nu este coroziv;

– în cazul mutării în alt spaţiu, cheltuielile de repoziţionare şi instalare sunt reduse;

– nu depinde de surse externe de apă, energie electrică sau presiune;

– acţiunea agentului de stingere este independentă de cantitatea de oxigen şi poate acţiona

fără probleme la altitudine sau în zone cu concentraţie scăzută de oxigen;

85

– cheltuielile de întreţinere sunt nule;

– nu necesită întreţinere sau control pe toată durata de viaţă faţă de alte sisteme de stingere

a incendiilor convenţionale;

– utilizarea produsului nu necesită cunoştinţe de specialitate, fiind accesibil oricărei

persoane;

– asigură protecţie împotriva unui incendiu 24 h/24 h;

– reducerea poliţelor de asigurare;

– protejarea investiţiei de capital.

Dispozitivul Automat Destinat Stingerii Incendiilor BONPET poate fi utilizat în trei

moduri:

2.1 Stingere automată

În cazul unui incendiu, conţinutul Dispozitivului Automat Destinat Stingerii Incendiilor

BONPET îşi măreşte volumul sub efectul temperaturii, iar presiunea în creştere sparge pereţii

subţiri de sticlă ai acestuia.

Astfel, agentul de stingere inundă zona protejată unde îşi va exercita capacitatea de

stingere intensivă.

Acest mod de utilizare este destinat stingerii incendiilor accidentale şi provocate în spaţiul

protejat.

2.2 Folosirea ca echipament manual şi individual de stingere a incendiului

În acest caz, Dispozitivul Automat Destinat Stingerii Incendiilor BONPET poate fi extras

din suport şi aruncat în zona incendiată.

Agentul de stingere dispersat prin spargerea dispozitivului acţionează rapid si eficient.

2.3 Stingerea incendiului prin diluarea agentului de stingere a incendiilor BONPET

cu apă

Prin diluarea agentului de stingere dintr-un Dispozitiv Automat Destinat Stingerii

Incendiilor BONPET cu 8-10 litri de apă, capacitatea de stingere a focului se îmbunătăţeşte

substanţial.

Eficiența soluţiei rezultate este păstrată timp de 24 ore de la spargerea dispozitivului.

Datorită duratei lungi de viaţă, a cheltuielilor nule de întreţinere și a garanţiei de 10 ani de la data

livrării, investiţia în Dispozitivele Automate Destinate Stingerii Incendiilor BONPET reprezintă o

cheltuială minimă în comparaţie cu protecţia oferită.

86

SISTEME DE DETECŢIE ŞI SEMNALIZARE A INCENDIILOR

DE LA BORDUL AERONAVELOR DE TRANSPORT PERSOANE




Abstract:This paperwork presents briefly the importance of the fire detection and signalization

installations installed on passenger aircrafts. Also, it is presented a fire detection and

signalization system based on gas detection resulting from the burning materials composing

all materials existing in an aircraft of this type and it is presented, too, a method of

protection of main compartments of an aircraft.

Keywords: Aircraft, Fire Extinguish System, Fire Detection, Smoke Detection.

1. GENERALITĂŢI

Dezvoltarea aviaţiei în ultimele trei decenii, prin realizarea unor avioane de pasageri de

mare capacitate, prin diversificarea şi extinderea domeniilor de utilizare a aeronavelor, a putut fi

posibilă atât datorită unor progrese considerabile înregistrate în domeniul aerodinamicii, a

instalaţiilor de bord, cât şi în domeniul sistemelor de propulsie. Ansamblul instalaţiilor de bord

joacă un rol foarte important în obţinerea unor performanţe superioare de zbor, în creşterea

fiabilităţii aeronavei şi a securităţii zborului, în asigurarea îndeplinirii misiunii pentru care este

proiectată şi destinată aeronava.

Pentru combaterea incendiilor produse la aeronavele aflate în zbor au fost proiectate şi

aplicate o serie de instalaţii de detectare şi stingere, cu funcţionare automată sau în regim manual.

La toate tipurile moderne de aeronave, în funcţie de sistemele de stingere adoptate, au fost stabilite

măsuri de intervenţie şi priorităţi în aplicarea acestora pentru combaterea efectelor incendiilor

survenite şi împiedicarea dezvoltării lor.

Sistemul de detecţie, semnalizare şi stingere a incendiilor la bordul unei aeronave

reprezintă un sistem de siguranţă automat având un rol deosebit de important în ceea ce priveşte

monitorizarea şi intervenţia promptă şi eficientă în cazul izbucnirii unui incendiu în

compartimentele aeronavei.

2. NECESITATEA INSTALAŢIEI DE DETECŢIE, SEMNALIZARE ŞI STINGERE

DE LA BORDUL AERONAVELOR

Riscul cel mai ridicat, în ceea ce priveşte producerea unui incendiu la bordul unei aeronave, îl

prezintă motorul, deoarece combustibilul este pompat din rezervoare în sistemul de alimentare şi apoi în

camerele de ardere, unde temperatura depăşeşte, în zona de ardere, 2.0000 C. De asemenea, temperatura

de intrare a gazelor arse în turbină ajunge să depăşească în mod curent 1.0000 C.

87

Pentru a se preîntâmpina apariţia unui incendiu la motor, constructorii folosesc table de

protecție realizate din aliaje de metale, care au punctul de topire foarte ridicat (molibdenul,

tungstenul, tantalul, titanul etc.), table cu care protejează celula avionului din zona de amplasare a

motorului (motoarelor).

Celula avionului este străbătută atât longitudinal (fuzelajul), cât şi transversal (aripa) de

sute de conductoare electrice. Pentru ca un eventual scurtcircuit să nu conducă la incendiu şi pentru

a avea cât mai puţine surse de incendiu la bordul avionului, se utilizează foarte mult materialele

ignifuge pentru izolaţia conductoarelor, dar şi a altor elemente constructive, pentru a nu exista riscul

de propagare a incendiului.

Toate elementele metalice ale avionului care se află în mişcare reciprocă sunt legate între

ele prin îmbinări metalice flexibile (metalizate), ceea ce elimină posibilitatea formării curenţilor

electrostatici, în special în zbor, în atmosferă agitată. Pentru a îndepărta curenţii electrostatici de pe

suprafaţa avionului sunt prevăzute descărcătoare electrice (statoeclatoare) la capetele planurilor şi

ampenajelor, precum şi la cărucioarele trenului de aterizare, pentru descărcarea electricităţii statice

în timpul rulajului.

Cu toate măsurile luate de prevenire a apariţiei unui incendiu, s-a prevăzut suplimentar, la

bordul avionului, o instalaţie de detecţie, semnalizare şi stingere a incendiilor pentru ca în cazul,

foarte puţin probabil, de apariţie a unui incendiu, acesta să poată fi imediat localizat şi stins.

Această instalaţie are rolul de a detecta, semnaliza şi stinge apoi incendiul apărut la bordul

avionului. Este alcătuită din instalaţiile fixe de stingere a incendiilor la motoare sau la rezervoarele

de combustibil şi mijloace de stingere a incendiilor portabile, pentru stingerea incendiului în

cabinele avionului sau compartimentele destinate călătorilor.

3. DETECTOARE DE FUM ŞI DETECTOARE DE INCENDIU CU SENZOR DE

GAZ

În prezent, noile tehnologii de detectare a incendiilor la aeronave sunt în stadiu de

evaluare. Scopul acestor evaluări şi teste este acela de a reduce drastic rata alarmelor false şi

îmbunătăţirea siguranţei în exploatare a avioanelor de transport persoane. Sunt în faza de testare

tehnologii moderne pentru detectoare de gaz, dispozitive de vizualizare (detecţia incendiilor prin

camere de luat vederi) şi tehnologii pentru multisenzori (detecţia simultană a cel puţin doi parametri

asociaţi incendiilor).

Un sistem de protecţie la incendiu într-o aeronavă include protecţia la foc activă şi cea

pasivă. Protecţia la foc pasivă este realizată prin utilizarea materialelor de construcţie neinflamabile

(sau ignifugate) în toate zonele aeronavelor incluzând căptuşelile, cablurile, finisajele etc. Sistemul

de protecţie activă la foc se compune din: detectoare de fum conectate la un echipament de control

şi semnalizare şi instalaţie de stingere a incendiilor cu apă pulverizată, ceaţă de apă sau gaze inerte

(de exemplu, azot). Multe spaţii ale aeronavelor sunt echipate cu sisteme de detecţie a incendiilor

(detectoare): compartimentele de marfă, compartimentele de instalaţii electrice şi toaletele. Cea mai

importantă şi cea mai critică zonă este compartimentul mărfurilor care nu este accesibil în timpul

zborului.

Pentru aplicaţii la sol, care includ şi protecţia clădirilor, noi tipuri de detectoare de incendiu

cu multisenzor sau cu senzor de gaz au fost proiectate şi realizate în ultimii ani. Principalul scop al

utilizării acestor detectoare este acela de a reduce numărul alarmelor false. De asemenea, rata

alarmelor false la aeronave şi consecinţele acestora trebuie să fie reduse drastic. Există câteva

88

restricţii şi cerinţe adiţionale care vin odată cu noile aplicaţii la aeronave. Pentru ca noua tehnologie

de detectoare de incendii să fie folosită la aeronave este necesară revizuirea testelor de

validare/integrare.

La EADS1 (European Aeronautic Defence and Space Company) Airbus, sunt analizate

tehnologiile noi în ceea ce priveşte detectoarele de incendiu pentru aplicarea acestora la aeronave,

în scopul îmbunătăţirii siguranţei alarmelor şi pentru a prevedea mijloace complementare de

înregistrare a focului şi fumului în compartimentele aeronavelor.

3.1 Zone protejate împotriva incendiilor la aeronave

a) Toaletele

Protecţia la incendiu a toaletelor este realizată cu un detector de fum lângă priza de

evacuare a aerului şi cu un stingător automat de incendiu, care se va activa în momentul detecției

fumului de către detector. În cazul activării unei alarme de incendiu, uşa toaletei poate fi deschisă şi

un membru al echipajului stinge incendiul cu un stingător portabil obişnuit. În figurile 1 şi 2 este

prezentată schiţa unei toalete şi locul de instalare a detectorului de fum.

Fig. 1 – Schiţa unei toalete de avion şi amplasarea detectorului

Fig. 2 –Instalarea în toalete a detectorului de fum

b) Compartimentul instalaţiilor electrice

În compartimentul instalaţiilor electrice sunt amplasate aproape toate instalaţiile electrice

necesare navigaţiei şi, în general, bunei funcţionări a aeronavei. Compartimentul este amplasat în

partea din faţă a avionului (figura 3).

În cele mai multe tipuri de aeronave, compartimentul nu este accesibil în timpul zborului.

Numai în aeronavele Airbus există un mic capac pentru accesul echipajului în caz de necesitate.

Compartimentul este ventilat forţat, aerul extras din compartiment trece printr-o conductă comună

1 EADS este o companie europeană în domeniul aerospațial, formată la data de 10 iulie 2000 prin fuziunea Aérospatiale

Matra din Franța, Construcciones Aeronáuticas SA (CASA) din Spania, și Daimler Chrysler Aerospace AG (DASA)

din Germania.

Perete despărțitor

Detector de fum

Tavanul toaletei

Aerisire

Grilaj

89

de aer, monitorizată de detectoare de fum ce vor indica apariţia fumului în tubulatura de extracţie

(figura 3). În figura 4 este prezentat modul de instalare a detectorului de fum.

Fig. 3 – Schema compartimentului instalaţiilor electrice

Fig. 4 – Modul de instalare a detectorului de fum

c) Compartimentele de marfă

Compartimentele cu un pericol mai mare de apariţie a incendiului ale aeronavei în care

sunt instalate, de asemenea, detectoare de fum, sunt compartimentele de marfă sau cele destinate

bagajelor.

La aeronavele de transport persoane, aceste compartimente sunt amplasate în mod obişnuit,

pentru majoritatea tipurilor de aeronave, sub cabina destinată pasagerilor, astfel: un compartiment în

partea din faţă a aeronavei şi un compartiment în partea din spate. În timpul zborului,

compartimentele sunt inaccesibile (izolate) pasagerilor sau echipajului (figura 5). [3]

Asta înseamnă că în cazul semnalizării unui incendiu în aceste compartimente, pilotul nu

are posibilitatea să verifice direct dacă alarma este reală sau falsă. Manevra pe care pilotul trebuie

să o facă, ca urmare a activării unei alarme de incendiu, este să pună în funcţiune instalaţia de

stingere şi să aterizeze cât mai curând posibil, eventual pe un aeroport improvizat.

Un pericol în plus îl reprezintă marfa transportată sau bagajele care nu pot fi verificate de

comandantul aeronavei. Cu toate că sunt restricţii în ceea ce priveşte mărfurile transportate, există

totuşi posibilitatea ca surse de aprindere periculoase să ajungă în avion în aceste compartimente. [3]

Detectoare de fum la bordul aeronavei

Conductă de aerisire

Corpul

detectorului

Conductă Conductă cu găuri

Detector de fum B

Perete despărțitor

90

Ca substanţă de stingere pentru instalaţiile de la bordul aeronavelor a fost folosit halonul,

dar acesta a fost interzis prin Protocolul de la Montreal, iar din anul 2003 s-a trecut la utilizarea ceţii

de apă sau a gazului inert ca substanţă de stingere a incendiilor la bordul aeronavelor.

Fig. 5 – Amplasarea şi instalarea detectoarelor de incendiu cu senzor de gaz în compartimentele de marfă

ale aeronavelor „Airbus” [3]

3.2 Componentele sistemului de detecţie şi principiul de detecţie utilizat

Semnalul procesat de detectoarele de fum din dotarea aeronavelor foloseşte momentan în

seria de aeronave produse de Airbus algoritmi de măsurare, a caracteristicilor parametrilor fumului,

special dezvoltaţi. [2]

Folosind frecvenţele specifice ale radiaţiei, modulaţie şi corelare în domeniul de timp se

permite diferenţierea între parametrii specifici de fum. Sistemul central de detectare al aeronavei

constă în detectoare de fum amplasate în diferite puncte vulnerabile ale acesteia şi Unitatea centrală

de detecţie a fumului (SDCU)2 care controlează şi citeşte semnalul emis de detectoare, precum şi

integritatea liniei de legătură a instalaţiei de detecţie şi semnalizare.

O diagramă bloc a arhitecturii sistemului de detecţie şi semnalizare realizat pentru protecţia

aeronavelor de transport persoane Airbus A380 este prezentată în figura 6. Din motive de siguranţă,

detectoarele de fum din compartimentul de marfă şi compartimentul instalaţiilor electrice sunt

instalate în perechi. Fiecare pereche de detectoare este alimentată de o sursă dublă de energie

electrică, una de bază şi alta de rezervă. Un detector din pereche este instalat pe primul circuit

(circuitul A) al SDCU, iar celălalt, pe cel de al doilea (circuitul B).

SDCU testează fiecare pereche de detectoare şi circuite, verifică dacă acestea funcţionează

(continuitate, alimentare corectă etc.) şi acţionează în caz de alarmă (desfăşoară algoritmul integrat

de funcţionare în aceste situaţii) de la un singur detector de fum care se activează.

În situaţia în care un detector intră în stare de alarmă SDCU sesizează acest lucru şi

comandă automat apoi oprirea instalaţiilor de ventilare şi încălzire (dacă aeronava este prevăzută cu

2 Similară ca funcţionalitate cu Echipamentul de control şi semnalizare din componenţa instalaţiilor de detecţie şi

semnalizare clasice, dar realizată special pentru protecţia aeronavelor.

Compartiment

de marfă-spate

Compartiment

de marfă-față

Detectoare de incendiu cu

senzor de gaz

91

asemenea instalaţii), pentru a preveni răspândirea fumului şi gazelor rezultate din ardere şi pune în

funcţiune instalaţiile de stingere din compartimentul în care s-a activat (a trecut în stare de alarmă)

detectorul (detectoarele).

Fig. 6 – Schema ciclului detecţie a fumului la aeronava de tip Airbus A380

3.3 Detectoare de incendiu cu funcţionare pe principiul măsurării absorbţiei de gaze

Southwest Sciences3 a dezvoltat o nouă metodă de detecţie folosind spectroscopia

absorbţiei optice pentru detecţia focului. Nuanţa gazelor produse de începuturile de incendii sunt

detectate prin măsurarea absorbţiei optice, folosind echipamente simple: diode cu emisie de raze

infraroşii (LED). Senzorii de acest tip complet echipaţi şi montaţi pe aeronave vor răspunde rapid la

un eventual incendiu, numărul de alarme false este zero (în urma numeroaselor teste efectuate în

laborator, dar şi pe aeronave), sunt mici, uşori, folosind puţină energie şi având posibilitatea

autotestării, prin intermediul SDCU sau individual. Reducerea numărului de alarme false se obţine

3 Companie din S.U.A. înfiinţată în anul 1985 cu scop de cercetare fundamentală şi aplicată în domeniul ştiinţelor

fizice.

Avertis

men

tele

afiș

ate

în c

ab

ină

– fu

m în

co

mp

artim

en

tul d

e m

arfă

– fa

ță

– fu

m în

co

mp

artim

en

tul d

e m

arfă

– s

pa

te

– fu

m în

co

mp

artim

en

tul p

asag

erilo

r

Detectoarele din compartimentele de

pasageri

Detectoarele din compartimentele de

pasageri

Detectoarele din compartimentul de

marfă

Detectoarele din

toalete

Detectoare opționale

Detectoarele din compartimentul de

marfă

Detectoarele din

toalete

Detectoare opționale

Ciclul A

Sursă de energie 1 Sursă de energie 2

Ciclul A

Ciclul B

Ciclul B

Unitatea

centrală de control a

detectoarelor

de fum

Baterie

Baterie

92

prin măsurarea concentraţiilor gazelor în scopul detectării începuturilor de incendiu. Această nouă

viziune de detector cu multiparametri a fost analizată ce centrul ştiinţific NIST (National Institute of

Standards and Technology)4.

Gazele analizate de cei de la Southwest Sciences sunt CO, CO2, acidul cianhidric (HCN) şi

acetilena C2H2. Monoxidul de carbon (CO) este important de analizat, deoarece nu se găseşte în

mediul ambiant în cantităţi mari, ceea ce permite sistemului de detecţie automat să confirme cu o

precizie mai mare existenţa unui incendiu, în plus, pe timpul incendiului se degajă în cantităţi mari

CO decât cel existent la nivelul ambiant, de la 350 ppm la 1500 ppm. De asemenea, arderile

mocnite produc mari cantităţi de CO. Prin monitorizarea atât a CO, cât şi a CO2 se reduce numărul

alarmelor false deoarece concentraţia acestor gaze în timpul arderii este cunoscută şi evident diferită

faţă de concentraţia emisă de încărcătura biologică. Acetilena nu se găseşte în mediul ambiant, la fel

ca şi acidul cianhidric, acestea fiind emise în timpul degradărilor termice ale plasticului şi spumei,

prezenţa lor indicând cu siguranţă existenţa incendiului.

Acest sistem de detecţie utilizează LED-urile ca sursă de lumină pentru senzor, având

avantajul de a fi ieftine, durabile şi mici ca dimensiuni (5 mm diametru). Lumina emisă de aceste

LED-uri au lungimea de undă de 0,85µm şi o putere de 11µW. Fiecare LED are un deflector de

formă parabolică. Schema principiului de detecţie pentru acest sistem este prezentată în figura 7.

Fig. 7 – Principiul echipamentului de detecţie a incendiului

Sistemul foloseşte două LED-uri a căror lumină trece printr-o celulă de absorbţie înainte de

a ajunge la detectorul propriu-zis. Semnalul pre-amplificat de la detector poate fi captat direct sau

folosind o placă tip analog-digital montată la nivelul unui computer personal.

4. CONCLUZII

Tehnologia prezentată este folosită în măsurarea concentraţiei gazelor cheie care pot

apărea în cazul unor incendii în aeronavele de transport persoane, şi nu numai. Folosirea LED-urilor

oferă o monitorizare continuă în situaţiile în care se cere o alternativă de detecţie ieftină şi de

dimensiuni mici, în spaţiile aeronavelor de transport mărfuri. Folosind mai multe LED-uri,

4 http://www.nist.gov/

http://www.nist.gov/

http://www.nist.gov/

93

echipamentul are capacitatea să compare măsurările absorbţiei pentru fiecare din gazele prezente,

mărind probabilitatea de a sesiza începuturile de incendiu.

Echipamentul poate de asemenea fi folosit în alte locaţii inaccesibile, cu pericol de

incendiu. El poate fi uşor implementat la un sistem sofisticat de supraveghere, aşa cum are în dotare

un Boeing, mărind securitatea în caz de incendiu, indiferent de zona de apariţie. Datorită

caracteristicilor sale poate fi folosit cu uşurinţă şi în: depozite, zone industriale, clădiri de birouri de

mari dimensiuni, zone comerciale. De asemenea, pentru navele spaţiale, oferind detecţie pe toată

perioada misiunilor spaţiale. Tehnologia prezentată este eficientă la monitorizarea calităţii aerului,

privind prezenţa unei largi game de gaze, în aproape orice spaţiu.

BIBLIOGRAFIE

[1]. Gavriliu V., Ene N., Enescu E., Popescu Gh., Avionul de transport modern şi instalaţiile de la

bord, Editura Tehnică, Bucureşti, 1994.

[2]. Gottuk, D.T., Peatross, M.J., Roby, R.J., and Beyler, C.L., Detecţia avansată a incendiilor

folosind Algoritmi de alarmare cu multisenzor, Conferinţa Internaţională despre Detecţia

automată a incendiilor „AUBE ’99”, 11th, Martie 16-18, 1999, Gerhard Mercator University,

Duisburg, Germany, Luck, H., Editor, pp. 237-246, 1999.

[3]. Blake D., Detecţia incendiilor în compartimentele de marfă a aeronavelor, Conferinţa

Internaţională privind înlocuirea halonilor ca substanţe de stingere a incendiilor, mai 2000,

Atlantic Hotel, Bremen, Germania (găzduită de EADS Airbus GmbH).

[4]. http://www.air-rescue.com

[5]. http://www.boeing.com

[6]. NFPA 402M, Recommended Practice for Aircraft Rescue and Fire Fighting Operational

Procedures for Aircraft Fire Departments.

http://www.air-rescue.com/

http://www.boeing.com/

94

ASPECTS OF INSURANCE AGAINST FIRE

Senior lecturer Gabriela Şerbănoiu, Ph.D.,

„Al.I. Cuza” Police Academy

Abstract: This article deals with aspects of insurance against fire, without being designed to be

exhaustive, at the same time offering a perspective on the topic, starting from the

premise that a fire insurance contract is a legally binding agreement under which one

party, known as the insurer, undertakes to indemnify the other party, the insured, in the

manner and to the extent agreed, against loss by fire, and ending with the idea of

insurability which is brought about instead of conclusions. This is a teachable idea too,

as our future graduates will be professionals in the field of firefighting, some of them

will work with insurance companies, but reality remains that they should also take

ethical responsibility in the operational departments of the Ministry. Insurability is a

teachable discipline considered to be complementary to the English course for

firefighters I published, related to.

Keywords: Fire Insurance Scheme, Taking Responsibility, Fire Coverage, Essentials of A Contract,

Fire Damage Repair, Capacity of the Parties, Types of Fire Insurance Policies, A Claim

For Loss, Legality.

1. THE FIRE INSURANCE CONTRACT

A fire insurance contract is a legally binding agreement under which one party, known as

the insurer, undertakes to indemnify the other party, the insured, in the manner and to the extent

agreed, against loss by fire. It is essential that the insurer's obligation to make good the destruction

or the damage should not merely be incidental to some other obligation. Where in a lease or

contract of bailment, the tenant or bailee gives an undertaking to make good any loss occasioned by

fire, this is obviously subsidiary to the main purpose of the agreement and the contract is not one of

insurance at all.

Moreover, even when a contract is one of insurance and fire risks are covered it is not

necessarily governed by fire insurance law. If, for instance, the contract covers a vessel or cargo

against loss caused by perils of the seas as well as fire, the contract is one of marine insurance. On

the other hand, an insurance evidenced by a policy in the usual marine form, if substantially against

fire risks only, must be treated, for purposes of the Assurance Companies Acts, 1909 to 1946, as a

fire insurance contract.

2. ESSENTIALS OF A CONTRACT

The essential features of a contract are:

1. An offer, intended to create legal relations, must be communicated to the offeree either

by words or by conduct.

95

2. The offeree must accept the offer in its completeness before it lapses or is revoked. If the

offerer indicates the manner in which the offer is to be accepted, the offeree must adopt that

manner.

3. There must be evidence of the intention of the parties to enter into a contractual relation.

This may be provided by the formal procedure of making the promise under seal, or it may be by

the existence of consideration.

4. The parties must be recognized by the law as having the capacity to contract.

5. The consent of the parties must be real; that is to say, the parties must not have been

threatened, unduly influenced, deceived or misled in a manner which would nullify their agreement.

6. The subject-matter of the contract must be legal and possible.

If one of these essentials is missing, the contract is void, voidable or unenforceable,

depending upon the circumstances. A void "contract" is a contradiction in terms for it never can be

a contract. A voidable contract is valid but, at the option of one of the parties can be avoided. An

unenforceable contract is also valid, but cannot be enforced in court because of some evidential

defect, i.e. a lack of evidence required by statute.

3. FIRE INSURANCE LAW

An offer to enter into a contract of insurance may come from either the insurer or the

prospective insured. The offer must be something more than a readiness to negotiate, such as may

be expressed in an advertisement; it must be a complete proposition which needs only to be

accepted by the other party. During the course of negotiations, offers may be made first by one and

then by the other party. For example, a property owner makes an offer if he submits a proposal

which simply requires acceptance: if, however, the insurer responds by offering to accept it subject

to some alterations in the normal terms, he is really making a counteroffer which the property

owner is free to accept or reject.

The issue of a prospectus or proposal form does not constitute an offer. Usually the

sending of a completed proposal form by an intending insured does constitute an offer which may

be accepted or declined, but where it is sent to an insurer merely to provide a description of a risk

and to enable him to prepare a quotation, it is one of the stages in the negotiations and the offer will

in all probability proceed from the insurer in the form of a quotation of the rate at which he is

prepared to accept the risk.

An offer does not need to set out in detail all the terms of the proposed insurance. It is none

the less complete if all the terms are known or determinable by some method other than future

agreement. An offer made through the post is not effective until it is received either by the offeree

or his agent.

4. ACCEPTANCE

A response into which new terms are introduced, even though it purports to be an

acceptance, is not so, but a counter offer, which in its turn needs to be accepted. An offer, once

rejected, cannot be accepted unless it is renewed. Acceptance concludes the contract; that is the

legal way of saying that the time when, and the place where, the contract comes into existence are

determined by the time and place of acceptance. The insurance may not come into force

96

concurrently; it may be effective as from a specified date or as soon as a condition has been

performed. In this complex context, LAPSE OR REVOCATION OF OFFER and FORM OR

CONSIDERATION are details that won’t be dealt with in this article. The evidence required by law

that the parties intended to enter into contractual relation is provided either by the signing, sealing,

and delivery of a deed, or by the existence of consideration, i.e. some quid pro quo. Because of the

formality involved in executing a deed, the law is satisfied that the parties intended to be bound by

their agreement. A deed (or specialty contract) is delivered by handing it to the other party or

someone on his behalf, or by uttering words expressing an intention to make the deed operative. It

is called an escrow if the delivery is made subject to a condition which must first be fulfilled before

the deed becomes operative. Fire insurance contracts are not usually made under seal because of the

additional work involved in executing a deed. The normal fire insurance contract is, therefore,

dependent for its validity upon the presence of consideration and, lacking the formalities of a deed,

is called a simple or parol contract.

In return for the insurer's undertaking to indemnify the insured, the latter generally pays a

premium which is charged at a rate per cent on the sum insured. When the members of a mutual

insurance association are liable to contribute to losses as they arise, however, the liability of each is

the consideration for the right to an indemnity. Every consideration must be a present act or a

present promise. A present act is called an executed consideration and a promise is called an

executory consideration. The law takes no account of the adequacy of consideration, but it must be

real and possess some value. It is not real if already the party from whom it passes is obliged to

render it, either because of a public duty or by reason of a previous contract with the other party. In

any action where the plaintiff alleges the existence of a contract, he must be able to show the giving

of consideration to the defendant.

5. CAPACITY OF THE PARTIES

Limitations are placed upon the capacity of certain persons to contract; these will be

considered only in relation to fire insurance.

Aliens. At common law, enemy aliens cannot enter into contracts with British subjects

during war. Whether a person is an enemy depends upon the place where he voluntarily resides and

not upon his nationality. Thus, a British subject may, by his voluntary residence in enemy territory,

become an enemy. In time of war it is usual to supplement the common law with Trading with the

Enemy legislation which makes it an offence to enter into contracts with enemies, and under this

legislation the term "enemies" may apply even to persons whose residence is not in enemy territory.

Traitors and Felons. Persons convicted of treason or felony have no capacity to contract

until they have served their sentence, been allowed out on licence, or received a pardon.

Lunatics. The management of the affairs of a lunatic, who is so found by inquisition, is

vested in his "committee/' A committee may make a binding contract on behalf of a lunatic. A

lunatic not so found by inquisition usually has a receiver to attend to his affairs. If any insurance is

necessary, the receiver will be permitted to charge the premium to the estate. A lunatic who himself

enters into a contract is bound by it, unless it can be shown that he was wholly incapable of

understanding what he was doing and the other party was aware of that fact.

Drunken Persons. A drunken person may also avoid a contract with a party who was aware

of his inability to understand the nature of the act.

97

Corporations. Corporations created by Royal Charter are not restricted in their contractual

capacity. If they exceed their express limitations, their actions will be binding, but their charter

becomes liable to forfeiture. Corporations created by, or in pursuance of, a statute cannot enter into

contracts which are inconsistent with, or not incidental to, the objects for which they were created.

Such contracts are said to be ultra vires.

Infants. An infant i.e. a person under twenty-one years of age may enter into a contract of

insurance provided, when considered as a whole, it is for his benefit. If it is not beneficial, he may

avoid it and recover the consideration. Recovery is not possible, however, where he has received

any benefit under the contract.

Married Women. Since the Law Reform (Married Women and Tortfeasors) Act, 1935,

marriage does not affect the contractual capacity of a woman.

Insurers. By reason of the Assurance Companies Acts, 1909 to 1946, only certain persons

or bodies may carry on the business of fire insurance in Great Britain.

6. REAL CONSENT

An agreement does not exist unless both parties have a common intention. The

circumstances which throw doubt on the genuineness of an agreement are mistake, fraud,

innocent misrepresentation, duress, and undue influence. Certain kinds of mistake render a fire

insurance contract void; fraud, innocent misrepresentation, duress, and undue influence make

the contract voidable by the party aggrieved. The only instances of mistake which do invalidate

a contract are:

(a) mistake as to the nature of the contract, the mistake being due to the fraud of a third

party,

(b) mistake as to the identity of the other party, where personal considerations are of the

essence of the contract,

(c) mistake as to the intention of the other party, the mistake being known to that party,

(d) mistake by both parties as to the existence or identity of the subject-matter of the

contract.

Mistake as to law gives no right to relief except where it is a mistake as to foreign law or as

to a private right.

Fraud occurs when one party makes a statement of fact knowing it to be false, or without

belief in its truth or recklessly, without caring whether it is true or false, provided, in each case, the

party making the statement intended that it should deceive and be acted on and it is successful in

inducing the other party to enter into the contract.

Innocent misrepresentation of a material fact which ought to be known to the party in fault

gives the other party a right to avoid the policy. In addition, there are some special kinds of

contract, of which fire insurance is one, in which each of the parties must not only not be guilty of

misrepresentation of a material fact, but must also disclose all such facts to the other. These

contracts are known as contracts of uberrima fides the utmost good faith.

Duress is actual or threatened violence or imprisonment against the person of the

contracting party or spouse, parent or child, with the object of inducing the contract by coercion.

Undue influence is the improper use of any power arising from the relative positions of the

parties.

98

7. LEGALITY

If the subject-matter of a contract is illegal either at common law or by statute the contract

will be void. Such circumstances seldom arise in connection with fire insurance. The insurance of a

brothel has been held illegal.

A fire insurance is a contract under which the insurer in return for a consideration

(premium) agrees to indemnify the insured for the financial loss which the latter may suffer due to

destruction of or damage to property or goods, caused by fire, during a specified period. The

contract specifies the maximum amount, agreed to by the parties at the time of the contract, which

the insured can claim in case of loss. This amount is not, however, the measure of the loss. The loss

can be ascertained only after the fire has occurred. The insurer is liable to make good the actual

amount of loss not exceeding the maximum amount fixed under the policy.

A fire insurance policy cannot be assigned without the permission of the insurer because

the insured must have insurable interest in the property at the time of contract as well as at the time

of loss. The insurable interest in goods may arise out on account of (i) ownership, (ii) possession, or

(iii) contract. A person with a limited interest in a property or goods may insure them to cover not

only his own interest but also the interest of others in them. Under fire insurance, the following

persons have insurable interest in the subject matter:

Owner

Mortgagee

Pawnee

Pawn broker

Official receiver or assignee in insolvency proceedings

Warehouse keeper in the goods of customer

A person in lawful possession e.g. common carrier, wharfinger, commission agent.

The term 'fire' is used in its popular and literal sense and means a fire which has 'broken

bounds'. 'Fire' which is used for domestic or manufacturing purposes is not fire as long as it is

confined within usual limits. In the fire insurance policy, 'Fire' means the production of light and

heat by combustion or burning. Thus, fire, must result from actual ignition and the resulting loss

must be proximately caused by such ignition. The phrase 'loss or damage by fire' also includes the

loss or damage caused by efforts to extinguish fire.

The types of losses covered by fire insurance are:

o Goods spoiled or property damaged by water used to extinguish the fire.

o Pulling down of adjacent premises by the fire brigade in order to prevent the progress

of flame.

o Breakage of goods in the process of their removal from the building where fire is

raging e.g. damage caused by throwing furniture out of window.

o Wages paid to persons employed for extinguishing fire.

The types of losses not covered by a fire insurance policy are:

o loss due to fire caused by earthquake, invasion, act of foreign enemy, hostilities or

war, civil strife, riots, mutiny, martial law, military rising or rebellion or insurrection.

o loss caused by subterranean (underground) fire.

o loss caused by burning of property by order of any public authority.

o loss by theft during or after the occurrence of fire.

o loss or damage to property caused by its own fermentation or spontaneous combustion

e.g. exploding of a bomb due to an inherent defect in it.

99

o loss or damage by lightening or explosion is not covered unless these cause actual

ignition which spread into fire.

A claim for loss by fire must satisfy the following conditions:

o The loss must be caused by actual fire or ignition and not just by high temperature.

o The proximate cause of loss should be fire.

o The loss or damage must relate to subject matter of policy.

o The ignition must be either of the goods or of the premises where goods are kept.

o The fire must be accidental, not intentional. If the fire is caused through a malicious or

deliberate act of the insured or his agents, the insurer will not be liable for the loss.

Types of Fire Insurance Policies:

o Specific policy:- is a policy which covers the loss up to a specific amount which is less

than the real value of the property. The actual value of the property is not taken into

consideration while determining the amount of indemnity. Such a policy is not subject

to 'average clause'. 'Average clause' is a clause by which the insured is called upon to

bear a portion of the loss himself. The main object of the clause is to check under-

insurance, to encourage full insurance and to impress upon the property owners to get

their property accurately valued before insurance. If the insurer has inserted an average

clause, the policy is known as "Average Policy".

o Comprehensive policy:- is also known as 'all in one' policy and covers risks like fire,

theft, burglary, third party risks, etc. It may also cover loss of profits during the period

the business remains closed due to fire.

o Valued policy:- is a departure from the contract of indemnity. Under it the insured can

recover a fixed amount agreed to at the time the policy is taken. In the event of loss,

only the fixed amount is payable, irrespective of the actual amount of loss.

o Floating policy:- is a policy which covers loss by fire caused to property belonging to

the same person but located at different places under a single sum and for one

premium. Such a policy might cover goods lying in two warehouses at two different

locations. This policy is always subject to 'average clause'.

o Replacement or Re-instatement policy:- is a policy in which the insurer inserts a re-

instatement clause, whereby he undertakes to pay the cost of replacement of the

property damaged or destroyed by fire. Thus, he may re-instate or replace the property

instead of paying cash. In such a policy, the insurer has to select one of the two

alternatives, i.e. either to pay cash or to replace the property, and afterwards he cannot

change to the other option.

I would like to conclude by saying that, even when a contract is one of insurance and fire

risks are covered, it is not necessarily governed by fire insurance law. If, for instance, the contract

covers a vessel or cargo against loss caused by perils of the seas as well as fire, the contract is one

of marine insurance. On the other hand, an insurance evidenced by a policy in the usual marine

form, if substantially against fire risks only, must be treated, for purposes of the Assurance

Companies Acts, 1909 to 1946, as a fire insurance contract.

BIBLIOGRAPHY

[1] A Law Dictionary: Adapted to the Constitution – John Bouvier (books.google.ro) – 1843. By

fire, Marsh. B. 1, c. 12, s. 3. 4. By capture, see tit. Capture; Marsh. Ins. B. 1, c. 12, s. 4;

2 Caines's C. Err. 158; 7 Johns. R. 449; 13 Johns. R. lfil; 14 Johns.

100

[2] Enterprise Risk Management, May 7, 2013.

[3] Group Rating Methodology, May 7, 2013.

[4] Insurers: Rating Methodology, May 7, 2013.

[5] Macmillan, 2006, English Dictionary for Advanced Learners.

[6] Methodology for Linking Short-Term and Long-Term Ratings for Corporate, Insurance, and

Sovereign Issuers,May 7, 2013.

[7] Nonsovereign Ratings That Exceed EMU Sovereign Ratings: Methodology and Assumptions,

June 14, 2011.

[8] Rating Government-Related Entities: Methodology And Assumptions, Dec. 9, 2010.

[9] Rating Implications Of Exchange Offers and Similar Restructurings, Update, May 12, 2009.

[10] Ratings Above The Sovereign--Corporate and Government Ratings, April 12, 2013.

[11] S&P's Insurance Industry and Country Risk Assessments Offer a Global View of the Forces

Shaping Insurance Markets, May 22, 2013.

[12] Şerbănoiu, Gabriela (coautor), English for Modern Policing, Editura Ministerului de Interne,

Bucureşti, 2002.

[13] Şerbănoiu, Gabriela, English Course for Firefighters, Editura Ministerului de Interne,

Bucureşti, 2012.

[14] Şerbănoiu, Gabriela, English for Business and Professions, Editura OSIM, Bucureşti, 2002.

[15] Standard & Poor's Ratings Definitions, May 30, 2013.

[16] Stanton, Nicki, 1995, Comunicarea, Societatea Ştiinţă şi Tehnică SA, Bucureşti.

[17] www.fireinsurance law

101

LES SAPEURS-POMPIERS ET LES EXPRESSIONS IDIOMATIQUES

Lector univ. dr. Melania-Georgiana GHIŢESCU

Académie de Police „Al.I. Cuza”, Bucarest

Résumé: Les expressions idiomatiques peuvent être définies comme les constructions ou les locutions

formées de deux ou de plusieurs mots qui ont un sens par leur tout et non par chacun des

mots qui les composent. Elles sont particulières à une langue et n’ont pas nécessairement un

équivalent littéral dans une autre langue.

Dans cet ouvrage on se propose de présenter quelques expressions idiomatiques qu’on peut

rencontrer dans le domaine du management des situations d’urgence. Même si elles

n’appartiennent pas à la terminologie spécialisée, elles doivent être connues par tous les

sapeurs – pompiers, parce que, par leur travail ils entrent en contact avec des gens

ordinaires, qui préfèrent utiliser le langage familier et beaucoup d’expressions idiomatiques

que les sauveteurs doivent connaître pour pouvoir mener à bon fin leur travail.

Mots clé: Sapeurs – pompiers, Expressions, Idiomes

Les expressions idiomatiques peuvent être définies comme les constructions ou les

locutions formées de deux ou de plusieurs mots qui ont un sens par leur tout et non par chacun des

mots qui les composent. Tous ces mots ne doivent pas être dissociés, pour pouvoir garder le sens

entier de l’expression.

Le mot „idiomatique” est un adjectif qui signifie „caractéristique d’une langue ou d’un

idiome5” et on peut ainsi comprendre que les expressions idiomatiques sont particulières à une

langue et n’ont pas nécessairement un équivalent littéral dans une autre langue: elles sont „tellement

propres à une langue, à un parler, qu’il sera ... difficile, sinon impossible, de les traduire telle quelle,

à l’identique”6. C’est pourquoi, pour pouvoir comprendre leur sens, il faut connaître premièrement

la culture et l’histoire du pays qui les a enfantées: „Et souvent, pour en comprendre l’origine il

faudrait embrasser toute la culture du pays qui leur a donnée le jour”7.

La langue française est riche en expressions idiomatiques. Certaines d’entre elles

„ressemblent à nos images quand d’autres en prennent le contre-pied ou n’ont plus rien à voir avec

nos propres références”8.

Selon le sens des mots qui entrent dans leur composition, les expressions idiomatiques

peuvent être classifiées en plusieurs catégories. On parle ainsi:

– des expressions comportant un élément du corps humain: - avoir un cœur d’or « être

dévoué et généreux »; se lever du pied gauche – « être de mauvaise humeur »; tourner le dos à

quelqu’un – « cesser de le fréquenter »; entre quatre yeux – « en tête à tête »;

5 Le mot idiome désigne « le parler spécifique d’une communauté donnée, à un moment donnée, correspondant à un

mode de pensée spécifique, étudié dans ce qu’il a de particulier par rapport au dialecte ou à la langue auxquels il se

rattache (Marie – Dominique Porée – Rongier, Le petit livre des expressions idiomatiques », Editions First, Paris, 2009). 6 Marie – Dominique Porée – Rongier, Le petit livre des expressions idiomatiques, Editions First, Paris, 2009, p. 26.

7 Idem, p. 30.

8 Idem, p. 44.

102

– des expressions en relation avec l’habillement: - c’est cousu de fil blanc – « cela ne

trompe personne »; ne pas mettre des gants – « agir sans protection »;

– des expression comportant le nom d’une couleur: - avoir le sang bleu – « être noble »;

avoir le feu vert – « avoir l’autorisation de faire quelque chose »; écrit noir sur blanc – « chose

évidente, qui peut être observée immédiatement »;

– des expressions comportant un nombre, une unité de mesure ou une lettre: - faire les

cents pas – « aller et venir pour tromper l’attente »; entre quatre murs – « se sentir enfermé dans

une situation, dans un endroit »; aux quatre coins du monde – « partout »;

– des expressions comportant un nom d’animal: - crier au loup – « avertir d’un danger »;

verser des larmes de crocodiles – « afficher une douleur feinte »; avoir une faim de loup – « avoir

très faim »;

– des expressions comportant un élément naturel: - un feu de paille – « quelque chose qui

dure peu »; être comme un poisson dans l’eau – « se sentir à l’aise, dans une situation, dans un

endroit »;

– des expressions en relation avec la maison, la cuisine: - écouter aux portes - « être

curieux et indiscret »; ouvrir une fenêtre sur – « donner une chance à quelqu’un pour avoir du

succès »; chanter comme une casserole – « chanter faux »;

– des expressions qui traduisent un sentiment ou une attitude: - en pincer pour – « être

amoureux de »; un coup de foudre – « une passion violente et soudaine pour quelqu’un ou quelque

chose »; jouer des coudes – « faire tout le possible pour réussir ce qu’on se propose »;

– des expressions en relation avec le monde: - tous les chemins mènent à Rome –

« moyens différents; effets pareils ».

En ce qui concerne le domaine du management des situations d’urgence, les

expressions idiomatiques peuvent être classifiées aussi en plusieurs catégories. On a ainsi des

expressions qui sont utilisées par les sapeurs-pompiers pendant leur travail et qui tirent l’origine

de l’histoire de ceux-ci, des expressions qui utilisent des termes rencontrés dans le domaine du

management des situations d’urgence, même si à présent ces expressions n’ont aucune liaison

avec ce domaine et des expressions qui peuvent être utilisées aussi par les sauveteurs étant

donné le fait que par la nature de leur travail ils doivent intervenir dans de nombreuses

situations, pour sauver et protéger les personnes, les biens et l’environnement, ou pour lutter

contre les périls ou les conséquences des accidents de toute nature (accidents, catastrophes

naturelles etc.).

1. EXPRESSIONS QUI SONT UTILISEES PAR LES SAPEURS-POMPIERS

PENDANT LEUR TRAVAIL ET QUI TIRENT L’ORIGINE DE L’HISTOIRE DE

CEUX-CI

„Sauver ou périr” – cette expression est la devise des sapeurs-pompiers de Paris, à partir

de 1942, avec l’adoption de l’insigne réglementaire et exprime la détermination du sauveteur „à

sublimer son acte en s’engageant volontairement au péril de sa vie”9. En ce qui concerne son

origine, on a dit, premièrement que sous l’occupation, on a lancé au Régiment le concours de

trouver une devise représentative pour leur travail. La maquette retenue a été celle du caporal – chef

9 www.pompiersparis.fr

103

Clément, qui a eu l’idée „d’associer les initiales S & P pour fusionner la devise « Sauver ou Périr »

avec « Sapeurs- Pompiers »”10

.

Une autre histoire de cette devise, plus ancienne cette fois, est liée à l’origine au sauvetage.

Elle figurait sur des médailles de récompense décernées par des sociétés de sauvetage vers 1830.

Elle apparaît aussi en 1868, comme titre d’un périodique destiné aux sauveteurs de France, intitulé

donc «Sauver ou Périr ».

On découvre aussi cette devise dans les photographies de 1880 -1890, quand „les gradés et

les sapeurs se font volontiers photographier en buste ou en pied et le photographe agrémente le

portrait d’attributs corporatifs qui rappellent l’activité de lutte contre l’incendie et de sauvetage des

soldats du feu. Le plus étonnant est de voir figurer, en partie supérieure des tirages, un drapeau

français dans les plis duquel est inscrite la devise « Sauver ou Périr »”11

.

Mais on rencontre cette devise bien avant dans la culture du corps des sauveteurs parisiens.

De cette manière, lors de la création officielle de l’amicale des anciens pompiers de Paris en 1927,

celle-ci avait pour devise „Sauver ou Périr”. On la retrouve aussi dans le titre d’un poème anonyme

en hommage aux morts au feu, lu à l’inauguration de cette amicale12

.

„Ça décale!” – Avant d’utiliser les Véhicules de Secours et d’Assistance aux Victimes

(VSAV) ou les célèbres Echelles Pivotantes, les sapeurs-pompiers allaient aux incendies avec les

pompes à vapeurs et les pompes à bras, tirés par les cheveux. Pour pouvoir partir le plus vite aux

interventions, les casernes étaient construites en pente et on plaçait des cales sous les roues des

pompes à vapeur, lorsque aucun départ en intervention n’était annoncé13

.

L’expression „ça décale” provient donc du verbe „décaler”, qui avait le sens d’enlever les

cales, pour pouvoir partir aux incendies, et est synonyme avec „partir en intervention”, même si le

temps des pompes à vapeurs et à bras est loin.

„Mort au feu!” – Il s’agit d’une phrase triste et malheureusement toujours d’actualité,

parce que le nombre des sapeurs-pompiers morts pendant les interventions s’allonge d’année en

année. Ainsi, chaque lundi au rassemblement, dans les Brigades des Sapeurs-pompiers de Paris on

a l’habitude de lire dans un ordre chronologique la liste de toutes ces personnes, pour attirer

l’attention des soldats sur l’importance de la vigilance et des mesures élémentaires qu’ils doivent

respecter pendant les interventions auxquelles ils participent ou lors des exercices qu’ils

effectuent14

.

„Tu tombes, on tombe!” – c’est une réplique devenue célèbre, après la diffusion du film

Backdraft, dans lequel il s’agissait de deux frères qui partageaient la même passion, la lutte contre

le feu. Bien que cette expression soit une réplique de cinéma, elle est représentative pour tous les

sapeurs-pompiers qui doivent être très unis, pour pouvoir mener à bon fin leur travail et qui doivent

être caractérisés par un esprit de cohésion et de dévouement.

10

Ibidem. 11

Ibidem. 12

Ibidem. 13

www.le-pompier-de-demain.e-monsite.com 14

Ibidem.

104

2. EXPRESSIONS QUI UTILISENT DES TERMES RENCONTRES DANS LE

DOMAINE DU MANAGEMENT DES SITUATIONS D’URGENCE, MEME SI A PRESENT

CES EXPRESSIONS N’ONT AUCUNE LIAISON AVEC CE DOMAINE

„Fumer comme un pompier” – bien qu’à présent cette expression idiomatique n’ait

aucune liaison avec le travail des sapeurs – pompiers, son sens étant de fumer beaucoup, „d’avoir

une forte tendance à la cigarette”, son origine est quand même liée à leur histoire.

Une première explication de l’apparition de cette expression est due au fait qu’autrefois,

les sapeurs - pompiers utilisaient des pompes à vapeurs pour envoyer de l’eau dans les tuyaux, et

leur utilisation produisait beaucoup de fumée.

Une autre explication prend les racines à l’époque où les vêtements ignifugés n’existaient

pas et on utilisait des uniformes fabriqués de tissus en coton ou en laine qui s’enflammaient

rapidement au contact du feu. Pour pouvoir éviter cet incident, les sapeurs-pompiers se faisaient

asperger d’eau avant d’entrer dans un endroit enflammé. A la fin de l’intervention leurs vêtements

fumaient, et cette image est restée depuis pour caractériser les personnes qui fument beaucoup15

.

Cette expression a connu plusieurs variantes, parmi lesquelles „fumer comme une

locomotive” ou „fumer comme un sapeur”.

Une expression pareille est „boire comme un pompier”, qui a le sens de consommer une

grande quantité d’alcool. Elle trouve ses racines dans le fait que les sapeurs-pompiers utilisent une

grande quantité d’eau pour éteindre les incendies.

„Jouer les pompiers de service” – cette expression a le sens d’intervenir avec tous les

moyens pour sauver une situation compromise et fait penser au travail des sapeurs-pompiers, qui

dans les situations les plus difficiles font tout leur possible pour réussir à sauver la vie des

personnes qui ont besoin de leur aide.

„Il n’y a pas de fumée sans feu” – le sens de cette expression est que d’habitude il y a une

cause pour tout ce qu’on nous dit, pour tout ce qui nous arrive, même si on ne veut pas le

reconnaître. L’association du feu et de la fumée est donc une représentation de la relation de cause à

effet, parce qu’on ne peut pas parler de la fumée sans avoir un feu allumé.

„Etre dans le feu de l’action” – signifie s’impliquer activement dans une action, au

moment où celle-ci est au top ou au plus haut, pris par l’adrénaline de la situation. Cette expression

tire l’origine du sens figuré du mot feu, qui désigne un phénomène ardent, d’excitation.

„Jouer avec le feu” – vouloir faire des choses dangereuses, sans tenir compte du mal qui

risque en découler. Dans ce cas le feu représente le diable, qui dans l’imagination humaine est le

symbole du mal et qui peut nous conduire vers le malheur et nous faire subir les conséquences de

nos actes, de notre comportement.

„Sauver sa peau” – le sens de cette expression est d’essayer de se sauver d’une situation

difficile, voire dangereuse. Elle est formée à partir du mot la peau qui, à partir du XIIe siècle

désigne les tissus vivants qui recouvrent le corps humain et donc dans un sens figuré elle représente

même la vie humaine.

15

Ibidem.

105

„Avoir l’air d’un accident de chemin de fer” – cette expression renvoie à une personne

qui se trouve dans un état triste et piteux ou qui a un aspect lamentable et catastrophé. Ses origines

remonte à la première guerre mondiale, quand beaucoup de soldats ont été mutilés, surtout au

visage. Certains d’entre eux ont été appelés par Georges Clemenceau pour témoigner de l’atrocité

de cette guerre et grâce à eux, plusieurs associations ont essayé d’aider les mutilés de la face en

organisant des jeux dont le gain leur serait versé comme la loterie nationale.

„Dater d’avant le déluge” – l’expression parle d’une personne qui ennuie avec ses récits

interminables, qui remontent à une période lointaine. Elle fait allusion au déluge de la bible, période

pendant laquelle il a plu sans cesse quarante jours et quarante nuits. Il s’agit d’une catastrophe

légendaire qui s’est produite à une époque très lointaine et si reculée que la mémoire en aurait perdu

le compte des années.

„En catastrophe” – le sens de cette expression est d’agir d’une manière soudaine et

dangereuse, sans prendre des précautions. Elle tire l’origine du dictionnaire des sous-mariniers qui

plongeaient en catastrophe. Elle a été utilisée aussi dans la terminologie de l’aviation pour parler de

ce qu’on appelle les atterrissages en catastrophe et à présent elle est entrée dans le langage courant

pour évoquer une action soudaine, effectuée sans prendre de précautions au préalable.

3. EXPRESSIONS QUI PEUVENT ETRE UTILISEES AUSSI PAR LES

SAUVETEURS ETANT DONNE LE FAIT QUE PAR LA NATURE DE LEUR TRAVAIL

ILS DOIVENT INTERVENIR DANS DE NOMBREUSES SITUATIONS, POUR SAUVER

ET PROTEGER LES PERSONNES, LES BIENS ET L’ENVIRONNEMENT, OU POUR

LUTTER CONTRE LES PERILS OU LES CONSEQUENCES DES ACCIDENTS DE

TOUTE NATURE (ACCIDENTS, CATASTROPHES NATURELLES, ETC.)

„Tirer la sonnette d’alarme” – le sens de cette expression idiomatique est d’attirer

l’attention sur un possible danger. La personne qui « tire la sonnette d’alarme » est la personne qui

donne l’alerte, qui annonce un danger potentiel. En ce qui concerne son origine, elle provient du

signal d’alarme des trains qui avait le rôle d’arrêter le train lorsqu’il s’agissait d’un danger.

„Crier au loup” – cette expression se base sur la métaphore du loup, symbole du mal dans

les contes pour les enfants. Elle renferme l’idée de prévenir d’un danger quelconque et tire ses

origines du fait qu’autrefois la population vivait à la campagne et avait la tendance de crier à la vue

du loup, pour prévenir d’un danger imminent dont il fallait se protéger. Dans l’inconscient

populaire, le loup est le symbole du danger et l’homme craint toujours de se retrouver face à lui.

„Sauver les meubles” – le sens de cette expression idiomatique est de sauver l’essentiel,

lorsqu’un désastre se produit. Elle est formée du verbe sauver (« faire échapper à quelque grave

danger »16

) et du nom les meubles qui, au XIIe siècle désignait tous les biens qui pouvaient être

déplacés. Ainsi, l’expression « sauver les meubles » signifie sauver les biens qui peuvent permettre

de survivre, de ne pas tout perdre, mais seulement dans le cas où la vie des personnes n’est pas mise

en danger.

16

Dictionnaire Le Petit Robert, Paris, 1991, p. 1.770.

106

„Garder son sang froid” – c’est une expression qui signifie garder son calme, sa présence

d’esprit, sa maîtrise de soi, dans toutes les circonstances. Dans leur travail, les sapeurs-pompiers

doivent toujours rester calmes, même s’ils se trouvent dans des situations très difficiles, pour

pouvoir prendre les meilleures décisions.

„Voler au secours de quelqu’un” – l’expression est formée à partir du verbe voler, qui,

au XIIe siècle avait le sens d’« aller très vite, d’une telle vitesse qu’on semblait ne pas toucher la

terre »17

. Il y a donc l’idée de rapidité qui prime, le désir d’être, en un instant, dans un autre endroit,

où on a besoin de nous : « Le vol représente la force du désir : désir d’annuler la distance, désir plus

fort que la réalité, désir qui, comme on dit, nous donne des ailes »18

.

Donc cette expression a deux nuances: elle représente premièrement la vive ardeur de celui

qui aide et en même temps l’urgence du secours qui doit être apporté aux personnes trouvées en

difficulté. D’ici on arrive à la conclusion que le sens de cette expression est de s’empresser pour

porter assistance à quelqu’un, chose d’ailleurs faite par les sapeurs-pompiers qui ne doivent pas du

tout attendre avant de partir pour une intervention, parce que dans leur travail c’est une question de

temps, d’heures, de minutes et même de secondes parfois.

„Planche de salut” – cette expression remonte au XIVe siècle est représente le dernier

moyen pour échapper à un grand ennui ou à une catastrophe. Pour les victimes des accidents et des

catastrophes, l’apparition des sauveteurs peut représenter une vraie « planche de salut », l’espoir

d’être sauvé et de rester en vie. D’ailleurs, le sens de l’expression provient de la planche à laquelle

s’accroche un naufragé, pour essayer de sauver sa vie et du nom « salut », qui provient du verbe

« saluer » qui autrefois avait le sens de souhaiter à quelqu’un de rester en vie ou en bonne santé.

„Venir à la rescousse” – le sens de cette expression est d’aider quelqu’un qui se trouve en

difficulté ou de venir au secours, à l’aide de quelqu’un. Elle est formée a partir du nom

« rescousse » qui, dans le droit maritime a le sens de reprendre à l’ennemi le navire ou les biens

qu’il a pris et donc, dans le domaine du management des situations d’urgence elle peut renvoyer

aux personnes ou aux biens qui sont sauvés par les sapeurs – pompiers.

„Avoir une crise de foie” – la signification de cette expression est d’avoir des problèmes

de digestion au point de ressentir des nausées. C’est une expression propre aux pays latins qui sert à

décrire un malaise qui n’a aucune liaison avec le foie, dont les pathologies sont plus dangereuses.

Elle repose donc sur une simple croyance et non pas sur un fait scientifique.

„Rendre l’âme” – la signification de cette expression est de mourir et tire ses origines de

la religion chrétienne où l’âme désignait le souffle du mourant avant de passer de vie à trépas. Selon

la religion chrétienne, l’âme appartient à Dieu, à son créateur, à qui elle doit être rendue au moment

de la mort pour être jugée.

„Avoir un pied dans la tombe ” – le sens de cette expression est d’être sur le point de

mourir et renvoie à la métaphore de la vie représentée par une marche qui aboutit à la tombe avec

pour dernier pas la glisse du deuxième pied dans le trou.

17

Idem, p. 2113. 18

www.rfi.fr

107

„Souffrir mille morts ” – il s’agit dans ce cas d’une souffrance extrême comparable au

fait de mourir mille fois comme si la mort représente la pire des souffrances. Le fait de multiplier

par mille les souffrances mortelles est une sorte de rhétorique qui exprime l’idée de supériorité.

On ne veut pas faire un inventaire de toutes les expressions idiomatiques qu’on peut

rencontrer dans le domaine du management des situations d’urgence, chose d’ailleurs impossible

étant donné leur grand nombre, mais seulement d’attirer l’attention sur leur existence, parce que par

leur travail, les sapeurs-pompiers entrent en relation avec des gens ordinaires, qui préfèrent utiliser

le langage familier et beaucoup d’expressions idiomatiques que les sauveteurs doivent connaître

pour pouvoir mener à bon fin leur travail.

BIBLIOGRAPHIE

[1] Marie – Dominique Porée – Rongier, Le petit livre des expressions idiomatiques », Editions

First, Paris, 2009.

[2] Dictionnaire Le Petit Robert, Paris, 1991.

[3] www.le-pompier-de-demain.e-monsite.com

[4] www.dictionnaire.reverso.net

[5] www.pompiersparis.fr

[6] www.rfi.fr

[7] www.fr.cyclopedia.net

http://www.le-pompier-de-demain.e-monsite.com/

http://www.rfi.fr/

http://www.fr.cyclopedia.net/

108

THE CONTRIBUTION OF HYDRO-INFORMATICS

TO THE REFILLING CAPACITY EVALUATION OF SMALL RESERVOIRS

UNDER SEMI-ARID CONDITIONS

Agriculturist M.Sc. Aglaia VLACHOPOULOU

Program Director, Dr. Dimitrios EMMANOULOUDIS

Department of Forestry and Natural Environment,

Technological Educational Institute of Eastern Macedonia and Thrace,

Agios Loukas, Kavala 65404, GREECE

Abstract: The Island of Thasos, in Greece, has been affected, many times, by the natural phenomenon

of forest fires. Consequences of these fires were the cremation of large quantities of wood

volume, the degradation of the ground and stripping with the risk of desertification. The

need to suppress the forest fires in the most quickly and effective way management, led to

draw using the hydro-informatics, a GIS-based decision support system which is a multi-

objective, hierarchical and network model, for finding the suitable positions to construct

reservoirs for fire fighting. The methodology includes the construction and analysis of

various parameters, raster files, to a central data base, containing the information layers

of: the catchment basins, the hydrographic and road network, the digital terrain model, the

allocation of existing reservoirs and the fire risk zones. Combined with measurements in the

field such a methodological approach provides a complete proposal and a database to fight

the forest fires.

Keywords: Forest fires, Fire management, Geographic Information Systems (G.I.S.), Hydro-

Informatics, Multi-Criteria Decision Analysis, Hierarchical models, Small reservoirs, Semi-

Arid conditions

1. INTRODUCTION

One of the dominant elements of the physical environment is the forest ecosystem which

contributes to improving the quality of human life and economic or social development of the

society. The fire forest occurrence in an area brings in the natural environment severe

environmental/ecological impacts, and significant economic, aesthetic and social impact on the

lives of people living in the wider burned area.

Forest fires, also known as wildfires, vegetation fires, grass fires, brush fires or bush fires

depending on the type of vegetation being burned, are natural disasters consisting of an

uncontrolled fire which contribute to forest loss, and can be a great danger to people who live in

forests as well as wildlife. Forest fires are generally initiated either by natural processes or by

human activity and can burn thousands of square kilometres. Although are included in the natural

disasters, in reality, are a key feature of the life cycle of forest ecosystem and a regeneration factor,

when appearing at normal rates.

Climate change in conjunction with the semi arid conditions of the Mediterranean led to

increased forest fires over the last decade.

109

Every year, especially during the summer, an average of 500, 00 ha burned in the Northern

Mediterranean sub-region. Despite all the efforts made to minimize this catastrophic phenomenon,

in Greece, the problem shows to be escalating significantly. The statistics of burned forest area is

alarming. An average of 523,582 hectares of forest and farmland is burned annually. The largest

annual disasters recorded in 2000 reached 1,600,071 ha. Most burned areas were identified during

the period 1996-2000 with an average annual value 699,619 acre [1].

All Mediterranean countries were challenged to reduce the increase of wildfires with

research and investment for fire suppression in the most efficient manner. The Greek government in

a way to reduce the fire outfitted an army of fire-fighters and a fleet of aircrafts. During the 1977-

87, fire protection claimed 10-15 percent of the entire budget of the Greek Forest Service [2]. More

efforts and more money invested in buying expensive fire equipment, mainly aircrafts, and during

the 1991-1997 the expenditures on fire protection, reached up to 18-26 percent of the entire budget

of the Forest Service [3].

The island of Thasos has been hit several times by forest fires. In 1984 first devastating fire

is manifested that scorched about 2.000 hectares, next year in 1985 there are most devastating fires

of modern times and burned 12.000 hectares, including the area that burned in 1984. With

skimming the fire that broke out in 18 August 1989, 7.000 hectares of public forest burned while

risking human lives.

The aim of this study is valid fire suppression, using the water resources of the island.

Initially effort was made to collect all the necessary data from competent services and

measurements, which were made in the field to record the provision of streams during the summer

months. Then, created a digitized map of the island and a database adequate to support the map,

which helps in taking decisions to construct small reservoirs in reach spots (laterally from the beds

of streams, which through small dams will be fed by the waters of the streams even at times when

there is a small flow), that can be used from fire fighting vehicles, when no other way of refilling is

feasible.

In this research, using the hydro-informatics, the investigation and assessment of flow

capacity of streams in areas of the island that have a high rate of fire occurrence took place. The

choice of implementation methodology such as Hydraulic – Simulation and Multi-Criteria Decision

Analysis (MCDA), was based on their ability to provide low-cost reliable and accurate flow

estimation of streams and refilling capacity of the reservoirs. Combined with measurements in the

field such a methodological approach can provide a complete proposal and database to fight the

fires with satisfactory results, and use the results in other applications for the sustainable

management of forests.

From all of the above, it seems clear enough the vital role of the GIS to fight forest fires.

The Forest Service will be able to take proper and timely decisions, not only with the required paper

maps and other related outputs of the area, but also with the knowledge of the spatial data, the

existence of accessible roads and the places where fire fighting vehicles can use and pump water.

GIS provides a mechanism to centralize and visually display critical information during an

emergency [4].

2. STUDY AREA

The study area is the island of Thasos, located in Northern Greece, opposite to the coast of

Eastern Macedonia. It is the most Northern Greek island and 12th largest by area (Fig. 1).

110

Figure 1 – The location of the study area (Island of Thasos) in Greece.

It has a surface 378.84 km² while the perimeter is around 102 km. Extends from 24o30’ to

24048’ East and 40

033’ to 40

049’ North. The shape of the island is almost rounded in length from

North to South of 24 km and a width of 19 km. The terrain is mountainous but not particularly

rugged; rising gradually from coast to centre and its highest peak is Psarion or Ypsarion with

altitude 1,203 m.

The island according to the geological map of Greece of the Institute Geo-logical Mineral

Exploration is a part of Rhodope massif. The hydro geological unities of the island are mainly

classified into the following formations: (a) metamorphic rocks, (b) marbles and (c) sedimentary

rocks (at the hilly and semi-hilly parts of the coastal parts) [5]. Groundwater potential of the

metamorphic rocks (apart from marbles) is rather limited; with the majority of the groundwater

wells which are installed at these areas having a discharge of 8-18m3/h [5]. The discharge of the

mountainous springs is most of the cases approximately 2m3/h, with annual fluctuations which

respond to the annual precipitation [6].

The climate of the island of Thasos differs from other Aegean islands ravaged by northerly

winds with little rainfall. The island receives more southerly and rarely northerly winds of mild

intensity, while the northern part of the island receives a double amount of rainfall than the south.

The climate is characterized as strongly Mediterranean, along the coastal and as a soft

Mediterranean inland.

The average annual temperature is approx. 15.8oC and the average annual precipitation is

approximately 770 mm. The meteorological conditions directly affect the appearance and behaviour

of forest fires, while they contribute to the study of the risk of forest fires. The recording of

meteorological parameters is extremely useful for the prevention, control and suppression of forest

fires.

2.1 Forest Fires in Thasos Island

From the year of 1984 and onwards, Thasos has suffered a number of major forest fires in

the interior of the island, which posed the greatest risk in forests. According to the management

research of the Forest Service of Thasos, woodlands constitute the 74% of the island area, with

287.750 acres, while from 1984 to 2000 and after, repeated savaging fires the remaining forest area

amounted to 28.000 acres (Fig. 2).

111

Figure 2 – A comparison of the total burned area from the year of 1984 and onwards [7].

3. METHODOLOGY AND MATERIALS

3.1 General

In regard of this research piloted a system of hydro-informatics to monitoring, evaluating

and improving the management of data for effective fire suppression. Its architecture involves an

integrated framework of GIS and MCDA technology systems equipped with interactive

communication capabilities. Hydro informatics is a strongly inter-disciplinary field, which links

water and environmental problems with various computational modeling methods and fast

developing information and communication technologies.

The last few years have witnessed an enormous interest in application of GIS in hydrology

and water resources. The increased interest, in a large measure, is in response to the growing public

sensitivity to environmental quality and management. The GIS technology has the ability to

capture, store, manipulate, analyze, and visualize the diverse sets of georeferenced data. On the

other hand hydrology is inherently spatial and distributed hydrologic models have large data

requirements. The integration of hydrology and GIS is therefore quite natural. The integration

involves three major components: (1) spatial data construction, (2) integration of spatial model

layers, and (3) GIS and model interface. GIS can assist in design, calibration, modification and

comparison of models [8].

The following schematic string of concepts describes the methodology that followed:

Figure 3 – Schematic string of concepts to suppress forest fires.

Primary

Hydrologic

Data

Use of

G.I.S

Expert

Choice

Multiple

Criteria

Decision

Analysis

MCDA

Results

Evaluation

Map with

possible

positions

of

reservoirs

Sustainable

Forest

Management

Suppress Forest

Fires

Fire Risk

Zone Map

112

3.2 Materials

As reference was used a topographic map of the island of Thasos, of the Military

Geographic Service in scale 1:50000. The collection of the cartographic data can be achieved by a

number of alternative procedures: extant maps through digitizing or scanning, photogrammetric

procedures or terrestrial surveying measurements.

Using the program ArcGis 9.3, georeferenced the topographic map and digitized the

information containing in this map. Results of all, was the creation of a data base containing the

information layers of: basins, hydrographical and road network, the distribution leaning, the digital

terrain model, the allocation of existing reservoirs, the land use allocation and the settlements.

Furthermore, was placed on the map the points of the field measurements, with the use of

GPS. With the aim of evaluating the data, through the method of MCDA and for calculating the

weight of the individual factors based on method of analytic hierarchy process, used the software

Expert Choice 2000 edition.

3.3 Primary Hydrologic Data – Research Studies in the Field

The recognition of the field and then mapping it requires the effective management of the

phenomenon of forest fires in all stages (prevention, protection, suppression and rehabilitation).

Based on the hydrological network of Thasos and in the fire frequency at the last thirty years, were

selected for research five major streams, which are: the streams of Rachoni, Prinos, Maries

“Genna”, Limenaria “Kastrou Lakos” and Theologos “Dipotamos” (Fig. 4).

The research in the field served to the recognition of the basin of the streams, in order to

find the existence of continuous or minimal flow, during the semi-arid conditions; in the summer, as

well as, to find a suitable location for the implementation of metering streams. The assessment of

the flow of the streams is the main variable in choosing the positions of the small reservoirs, using

the G.I.S program.

Research in this field, in conjunction with the methodological application, the hydrological

approach and the hydraulic simulation, is a complete proposal in the suppression of forest fires,

with satisfactory results, which depend on the scale of the fieldwork and the quality of the data

collected or generated.

Figure 4 – A 3D View from the total area of the five study major streams.

113

3.4 Methodology of the Creation the Map with the Positions of the Reservoirs

The methodology that followed for the creation of the thematic map with the positions of

the reservoirs is the development of empirical models or stochastic models. The empirical models

are the models, where the structure is determined by the observed relationship among experimental

data. It is necessary to understand the parameters that effect in the building of a model and taking

these parameters into account in depend of their importance.

Every parameter in the contribution of the model is not equal and some parameters play

more significant role than others.

With the use of GIS, made the analysis of the variables and the mainly spatial aspects, such

as topography (slope, D.E.M.), hydrographical network (the distance from the main streams and the

density of the drainage network), road network (the distance from the reservoirs and the streams),

fire risk zone map, existing reservoirs for fire suppression, flow capacity of the main streams, by

applying spatial analysis techniques, in order to select the proper site for the construction of small

reservoirs while refilling them, will be made by the flow of the streams.

The process includes the construction and analysis of many files (grids) with different

parameters to a central data base. The entire procedure is divided into two parts. The first part deals

with the construction of the grid with size pixel 20X20 m, for each of the variables, while the

second part; analyze these grids and reclassifies using the extension Spatial Analyst. In each of the

parameters, analyzed the influence way on the placement of the reservoirs and calibrated according

to the size of a scale, mainly from one to four or more, depending on their impact to the

construction of the reservoirs (Table 1).

Table 1 The parameters, that affects to the placement of the reservoirs and the weight rates

with the type of the effect.

Distance from the Hydrographical

Network

Weight

Rate

Class Name -

Effect

0 – 20 m 3 Very High

20 - 40 m 2 High

40 – 60 m 1 Moderate

> 60 m 0 Low (Not Ideal)

Distance from the Road Network Weight Rate Class Name -

Effect

0 – 25 m 3 High

25 - 45 m 2 Moderate

> 60 m 1 Low (Not Ideal)

Distance from the Existing Reservoirs Weight Rate Class Name -

Effect

>1000 m 2 Very High

0 - 1000 m 1 Very Low

Slope Weight Rate Class Name -

Effect

5 % 7 Very High

10 % 6 High

15 % 5 Moderate

20 % 4 Low

30 % 3 Very Low

40 % 2 Bad

50 % 1 Very bad

>50 % 0 Rejected

114

The final stage of this plan is the design of an advanced tool to interface a multi criteria

decision analysis support system, for the timely provision of solutions at critical situations. This tool

is responsible for proposing the appropriate placement of the small reservoirs to suppress forest

fires in an efficient way. In the hydrographical and the road network, to each parameter was used

the command “Multiple Ring Buffer” and identified the zones of influence or Buffer Zones,

depending on the influence of each factor. The command “Multiple Ring Buffer” creates a new

feature class of buffer zones using a set of buffer distances. The new features may be dissolved

using the distance values, or as a set of individual values (ArcGIS help menu). Thus, were created

influences zones depending on the distance to the networks, because each zone has its own value on

the construction of the reservoirs.

Defined the weight factor for each zone and created a new field to the attribute table,

according to their effect placed the weight rate. Subsequently became a reclassification of the held

information to four risk categories: low, moderate, high and very high. The new raster levels for

each pixel have taken the relevant price ratio (Fig. 5). For the reclassification followed the manual

classification method. Normally we use this method if we want to emphasize particular patterns by

placing breaks at important threshold values, or if we need to comply with a particular standard that

demands certain class breaks.

Figure 5 – The Hydrographical and the Road Network map after the reclassification

and according to the weight rates. Right of the maps: detail of the Buffer zones.

In the parameter existing reservoirs, was also used the same methodology through the

command “Multiple Ring Buffer” and identified the zones of influence, depending on the distance

from the existing reservoirs. The reclassification made in two rate categories: very high and very low.

While, to the parameter slope, became a reclassification of the slope in eight rate categories, from the

3D Analyst command, and depending from the slope percentage. The greater the slope of a region

means the harder is the construction of the reservoirs. On the other hand, the refilling of the small

reservoirs with the natural flow of the steams depends on the appropriate slope of the region. (Fig. 6)

Figure 1 – The existing reservoirs and the slope map, after the reclassification

and according to the weight rates.

115

To achieve best results, preceded the creation of a fire risk map of the island and it was

used as a key factor for the final thematic map.

The software that was used for calculating the weight of individual factors, based on the

method of Analytic Hierarchy Process, is the Expert Choice. The AHP is a MCDA making method

that helps the decision-maker facing a complex problem with multiple conflicting and subjective

criteria [9]. The AHP and Expert Choice software engage decision makers in structuring a decision

into smaller parts, proceeding from the goal to objectives to sub-objectives down to the alternative

courses of action.

Decision makers then make simple pair wise comparison judgments throughout the

hierarchy to arrive at overall priorities for the alternatives. By reducing complex decisions to a

series of one-on-one comparisons and then synthesizing the results. The most widely used method

for performing these comparisons is the use of scale Saaty (1972) [10]. AHP is based on four steps:

problem modelling, weights valuation, weights aggregation and sensitivity analysis.

According to this method, one of AHP’s strengths is the possibility to evaluate quantitative

as well as qualitative criteria and alternatives on the same preference scale of nine levels [9]. These

can be numerical, verbal or graphical. The method permits a hierarchical structure of the criteria by

focusing on specific criteria and sub-criteria when allocating the weights. (Fig. 7).

Figure 7 – Calculation of the weighting factors with the use of the Expert Choice 2000 edition.

The next step is the combination of the spatial factors on the basis of the weights that

correspond with the help of GIS with the following equation:

PR = ∑Wj Xj (1)

Where PR: the positions of the reservoirs, W: the size of each variable, X: the weight of

the criterion, j: the number of criteria affecting in the proper placement of the reservoirs for the

suppression of forest fires.

Result of all the above, is the creation of a digitized map, with the possible positions of the

reservoirs, where in conjunction with hydraulic calculations, document the results and evaluating

the refilling capacity from the stream discharging.

4. RESULTS

All weighted layers were overlaid together with different coefficient and an AHP map was

created for planning the locations of the fire fighting reservoirs. In the GIS environment and

through the command Raster Calculator:

PRM = (0.276 * HN + 0.243 * RN + 0.192 * S + 0.176 * FR + 0.113 * ER) (1)

116

Where PRM = the positions of the reservoirs map, HN = Hydrographical Network map,

RN = Road Network map, S = Slope map, FR = Fire Risk map and ER = Existing

Reservoirs map.

The new classified map of the study area contains a new level of information grouped into

four classes, namely: very good, good, medium and bad, depending on the effective placement of

the reservoirs. Applied the classification method of "natural breaks” to separate the class boundaries

and for grouping our data set.

Advantage of this method is that one important purpose of natural breaks is to minimize

value differences between data within the same class. Another purpose is to emphasize the

differences between the created classes [11]. To isolate the most ideal places became a

reclassification of the map with smaller range in the value “very good” (Fig. 8).

Figure 8 – Thematic map showing the scenario with the possible positions of the reservoirs,

for suppressing forest fires. With the red color are the most ideal positions after the reclassification.

5. CONCLUSIONS

The method adopted in this paper is derived from the combined use of the technology of

GIS and the empirical calculations, for estimating the refilling capacity of the reservoirs, after the

field measurements. Geographic Information Systems were used to construct and to analyze various

raster files for various factors – variables, and eventually to identify the areas of interest, i.e. those

117

that meet all the relevant criteria. Followed the appropriate weight of these factors according to their

contribution to construct the reservoirs, and concluded that this method is much reliable for

generating the final thematic map with the reservoirs positions.

The improvement and development of the model used, should aim to create an integrated

strategy for addressing and managing forest fires. While for achieving more reliable results require

further study, after using the GIS method, for the construction of reservoirs concerning the geology

of the area and manufacturing of small hydraulic works.

REFERENCES

[1] K. Tsagari, G. Garetsos, and N. Proutsos, Greece Forest Fires 1983-2008. Athens: WWF

Greece and ETHIAGE – IMDO & TDP, 2011, pag. 56.

[2] S. Pyne, World Fire. The Culture of Fire on Earth. Weyerhaeuser Environmental Books,

University of Washington Press, Seattle and London, 1997.

[3] Hellenic Ministry of Agriculture, 2001: www.minargic.gr/, December 2001.

[4] R. Johnson, GIS Technology for Disasters and Emergency Management. Esri, White Paper,

2000.

[5] Th. Tzevelekis, I. Gkiougkis, Chr. Katimada, I. Diamantis, Book Section, Quantitative

investigation of water supply conditions in Thassos, N. Greece. Advances in the Research of

Aquatic Environment., Springer Berlin Heidelberg, 2011, pag. 53-60.

[6] Ι. Diamantis, Th. Tzevelekis, Hydrogeological and hydrochemical conditions in the coastal

alluvial fans of Thasos island. Proceedings of the 2nd Hellenic Hydrogeological Conference.

Bulletin of Cyprus Association of Geologists and Mining Engineers, 6, 1992, pag. 131-148.

[7] D. Kontos, Ch.Marouglianis, St. Tsoupra, The revival of the forest after the destructive fire in

the island of Thasos. Speech processing, done within the world forestry day, kavala, Greece,

2006.

[8] V. P. Singh, & M. Fiorentino, Geographical information systems in hydrology. Dordrecht,

Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 1996.

[9] A. Ishizaka, & A. Labib, Analytic hierarchy process and expert choice: Benefits and limitations.

OR Insight, 22(4), 2009, pag. 201-220.

[10] D.Emmanouloudis, D.Myronidid, C. Ioannou, Flood risk analysis in Thasos Island with the

combined use of Multi-Criteria Analysis AHP and Geographical Information System (GIS).

Innovative computer applications in agriculture and the environment, Thessaloniki: EPEGE, 2,

2008, pag. 103-116.

[11] Geographic Information Technology Training Alliance (GITTA), Statistics for Thematic

Cartography, 2011. http://www.gitta.info - Version from: 25.2.2011

http://link.springer.com/search?facet-author=%22Th.+Tzevelekis%22

http://link.springer.com/search?facet-author=%22I.+Gkiougkis%22

http://link.springer.com/search?facet-author=%22Chr.+Katimada%22

http://link.springer.com/search?facet-author=%22I.+Diamantis%22

118

BASICS PRINCIPLES OF FIRE LINE PERSONNEL’S

SAFETY IN FOREST FIRES

Michail CHALARIS, Chemist, Ph.D.

Head of Strategic Planning, Hellenic Fire Corps

4, Mourouzi Str, GR-10674, Athens, Greece

Abstract: Fighting forest fires is a dangerous and exhausting work. As the safety of all employees is of

utmost importance, fire fighting and safety training must be given to all employees prior to

being assigned to fight wildfires. In this paper presented Safety Rules – referring to

interventions of staff at Forest Fire – which will be enlisted to Memorandum Actions for

such fires and must be kept under at least regular review (based on acquired experience and

suggestions of any person anyway involved). These rules do not restrain the first

responsible from undertaking initiative of extra "insurance" measure, if he judges that he

should do so, to protect the life and health of the staff and even canceling some individual

intervention actions of high risk.

Keywords: Health and Safety, Forest Fires, Firefighters, Safety Rules

1. INTRODUCTION

The first and highest call of a firefighter is the safety of those they are sworn to serve. To

answer that call, it is essential that firefighters understand how to protect themselves so they can

protect others. Moreover, the safety of personnel is the most weighty duty of every head (Officer

Response) in any incident; safe personnel defines directly and unilaterally the successful

management of every case.

An accident at the forefront of fire incident provokes complications and multiplies effects

(domino) that hinder the extinction/rescue, as it actually influences the psychophysical performance

of all who intervene. What’s more we end up spending more time, using more personnel and means.

The following quoted Safety Rules – referring to interventions of staff at Forest Fire –

which will be enlisted to Memorandum Actions for such fires and must be kept under at least

regular review (based on acquired experience and suggestions of any person anyway involved).

These rules do not restrain the first responsible from undertaking initiative of extra

"insurance" measure, if he judges that he should do so, to protect the life and health of the staff and

even canceling some individual intervention actions of high risk.

2. RESULTS AND DISCUSSIONS

2.1 General safety personnel rules in forest fires

The response to forest fires relates to the fact that each fire incident involves complex and

unpredictable risks; the head officer must pay full attention and have a complete and clear view of

what is happening. Beyond this, all staff must be focused on the situation to avoid hazards for the

safety and health. They must also transmit directly every relevant information.

119

Particular attention will be given to compliance with the following general rules:

I. The leader must ensure that he and his staff are not psychosomatically exhausted, as

they need to maintain their strength to deal with any unforeseen situation or imminent

danger (eg to escape and/or retreat). He must therefore cater for his or for the personnel’

s replacement in time.

II. Discipline and immediate information-sharing is a key safety factor.

III. Staff improperly dressed must be removed and return to mission wearing the necessary

emergency equipment, personal protective equipment and outfit that has been granted/

provided with. Proper clothing is an essential safety factor when fighting forest fires and

the head officer must check if the staff carries properly the fire-intervention outfit and in

whole the equipment has been distributed.

IV. Persons acting under the state of intense emotion should be removed and only return

when they are able to calmly cooperation on the incident

V. Head officer should ensure adequate staffing; Media (vehicles, tools, etc.) and materials

(fire extinguishing, fuel etc.).

VI. No one of the staff ever works alone or without visual contact with at least another one

(who is involved in the incident even in a small rate). The most advanced members of

the personnel/ the first in line must always have a good wireless communication with

those who stay back and of course with the Fire Truck.

VII. Two independent escape routes must always be at disposal, as there is always the

possibility of a blockade, since the velocity of a fire fluctuates and its direction alters

according to the regular changes of the conditions and can trap us.

VIII. Changes of the wind intensity and direction, as well as its relative humidity, are likely to

require change of the response plan, as it affects the process of combustion, the intensity

and speed of the spread of fire. In order for such an alternative plan to be applied, the

staff needs to be directly and constantly updated to avoid dangerous situations.

IX. In case the staff is not familiar with the terrain and its particularities or if there is no

good visibility (smoke or night), then there is an increased risk of injury (falls, branches,

snakes, abandoned ammunition etc.) so all movements must be done more carefully.

X. Fighting fire in an area with inclination may involve certain hazards: flaming materials

may flow from higher places towards the personnel or fire to be transmitted by through

spotting at lower points than the personnel and threaten them. Again, there should be an

assessment of the response feasibility from areas such inclination or from another point

with better conditions. Interference responding from points that favor the phenomenon

of the chimney should be particularly avoided.

XI. When we have phenomenon of spotting we may end up trapped between two fires. We

all need to be aware constantly of the possible movement of the fire front, the local

intensity and direction of the wind, the adopted tactics and progress. The

communication of all the personnel during the incident must always be good. To avoid

simultaneous emission of two or more users and to confront better the incident, the

person holding the overall coordination and operational responsibility has priority to

cordless calls over the others. Only in case of imperative necessity or particular risk,

communication can be stopped or if a third person occupies the communication channel

(eg. serious injury, accident, trapping in fire etc). In all cases the order of ˮradio silenceˮ

has the meaning ˮabsoluteˮ and ˮimmediateˮ to all fire departments and stakeholders.

XII. Incomplete understanding of the orders may lead to incorrect handling of the fire and

put the staff at risk.

120

2.2 Specific rules in case of trapping in a forest fire

I. Fear is actually a friend, always sobering and creative; however it should never evolve

into terror and even worse to panic with senseless and irrational behaviors.

II. To avoid exposure to radiation, protect in cavities or cracks in the soil, in water (pool,

water tank, bowl, streams, etc.) behind a rock, tree trunks or other bulky object that can

provide thermal cover.

III. Wells and / or caves should not be used as the oxygen they contain may be consumed.

IV. If you need to escape from a burned area do not delay.

V. Choose a location where the flame height is no more than 1.5 m and a maximum width

9m within the burnt area.

VI. Scroll to burnt area or region without inflammable materials, yet wherever you have

considerable thermal comfort (decrease radiation even with wet or not cloth, means and

materials) and breathable (even from breathing apparatus) air.

a) If requested, pass as quickly as possible by regions of high temperature or radiation.

b) If the flames are too high create burnt area and enter for protection from radiation.

c) If you do not have time to escape lay on ground face-down and cover your body in

the most convenient way (sleeves down and collar of the uniform raised, use a fire

refuge if provided etc.), so that the chances of survival are greater.

d) Do not run unless the routing is safe.

e) Put a wet towel or cloth in front of your nose; it helps to avoid inhalation of dense

smoke, to cool and filter the air in case the intensity of thermal radiation is low. Non

valid in the opposite case.

VII. If trapped near fire truck:

a) Do not hesitate to leave your vehicle if getting away is doubtful, while there is other

safer escape route.

b) Inform your head officer that you were exposed at danger.

c) Call -through the coordinator officer- the aerial means to throw rescue shots and to

guide you to a safe place.

d) Drive the vehicle in an area where there are no combustible materials beneath or

around it.

e) When you move into burnt area with the vehicle, activate the vehicle’ s self-

protection, as the engine may turn off automatically if left for a long time through

dense smoke.

f) In absolute trapping:

– Get inside the vehicle tank when it is filled with water (the filler port allows access) if

you can trust your capability in it, since the temperature in there is not expected to

increase significantly. A prerequisite for this action is to ensure an adequate amount of

oxygen for breathing. To ensure certain amount of oxygen, appropriate breathing

apparatus is necessary to work well when submerged in shallow, while the door of the

tank is not closed. Then, even if parts of the vehicle ignite (eg rubber, plastics, etc.), but

it is clear that the external radiation has been tolerated (the front / flames have passed

and the place is considered as burnt), exit the tank (in a manner already arranged before

entering, via e.g. scale). This action is should be avoided when water in the tank

exceeds 42 degrees Celsius (42o C), because the human body as there is danger of

stroke or fainting, resulting to drowning, heat stroke or getting burnt.

121

– Enclosed inside the cabin of the vehicle covering interior glass surfaces with

materials such as wet jackets, sleeping bags, blankets, etc., and definitely keep

respirators and masks with filter ready for use; also have a lumen in use in the cabin

(if there is water and after window through installation is being traversed has been

covered with wet materials). It is advisable to cover (if possible) with wet materials

the supply piping and the fuel tank of the vehicle and remove from the place any

other liquid fuels (containers and machines of internal combustion).

As soon as you estimate that acceptable and sustainable conditions have been restored

around you, your priority is to escape to a safe area, in order to achieve your self - rescue. Then,

once considered to have survived and feel safe, inform (others in hierarchy) and examine the

possibility of rescue vehicle and equipment.

Note that the choice of the two above actions for self-rescuing is extremely risky.

2.3 Specific rules against risks from shots of aerial means

I. There must be good communication between ground forces and air means, and direct

permanent staff briefing.

II. Measures that make visible to the aerial means the presence of ground staff (reflective

vests and lit beacons vehicles).

III. Removal of personnel 60 meters perpendicular to the direction of the aircrafts’ shots

and 200 m along with the direction.

IV. Intense caution in areas where retardant liquids have been used, because these are very

slippery especially on rocks or logs.

V. Lay on the floor face-down with the helmet on the head if you're in the shot-area, with

your head towards the direction from where the air means comes. Take cover behind

thick tree trunk only for the moment of shot (an exception to the rule of the preceding

paragraph II), so as not to be seen by the pilot, always wearing a helmet and any body-

protective you have.

VI. Place your tools in distance or throw them away, while expecting a shot, so you do not

get hurt in case they explode. Generally, look after so that any objects or branches are

blown towards you at the moment of the shot.

VII. Hold onto something solid not to get carried away by the water.

VIII. Put your head towards the direction from where the aircraft is coming, wearing a helmet

or using any suitable cover and do not run to escape unless there is a safe escape route.

IX. After the incident is over, and since the equipment and / or clothing are soaked with

retarder foam or other kinds of foams, the personnel needs to clean the equipment and

change dirty clothing-footwear before entering the vehicle.

3. RESULTS

All the aforementioned specific rules followed - executed and implemented according to

the component’s judgment as appropriate and they are being properly materialized; forest fires are

dynamic phenomena and one is never identical to the other, since even a small change of a single

parameter significantly alters its form the scene and of course indicates to (de facto) a state of

emergency.

122

Even improvisation is useful, which is a common process regarding the first stage of an

emergency which is rather common during the first stage of the emergency, since no project can

accurately predict each situation and all possible effects. Improvisation, however, must be based on

fluent knowledge of these basic safety principles.

Fire line personnel are expected to conduct their fire-fighting activities in a safe and

professional manner with the highest regard for the safety of themselves and others. Therefore the

present context must be included to the training program of the services as a training protocol.

Due to the fact that safety of fire line employees is of utmost importance we must prefer to

use professional fire fighters who are physically fit and trained in fire behavior and fire safety.

Un-trained, un-fit fire fighters can be dangerous to themselves and others.

REFERENCES

[1] FFNet, Forest Fire Net, Vol 3, Special Issue with the proceedings of the teleconference: “Short

and long term health impacts of forest fire smoke on the fire-fighters and the exposed

population”, Εuropean Center for Forest Fires of the Council of Europe (ECFF), October 2005.

[2] Statheropoulos Μ. and Goldammer J.G., Vegetation Fire Smoke: Nature, Impacts and

Policies to reduce negative consequences on humans and the environment, European and

Mediterranean Major Hazards Agreement (EUR-OPA), 4th International Wildland Fire

Conference, Sevilla, Spain, 13-17 May 2007.

[3] CEPA, Canadian Environmental Protection Act, National Ambient Air Quality

Objectives of particulate matter Part 1, Science Assessment document. Minister Public

Works and Government Services, ISBN 0-662-26715-X, Cat. No. H46-2/98-220-1E, 1999.

[4] Sandström T., Nowak D. and Van Bree L., Health effects of coarse particles in ambient

air: messages for research and decision-making, Eur. Respir. J., 26 (2005) 187-188.

[5] Statheropoulos Μ. and Karma S., Complexity and origin of the smoke components as

measured near the flame-front of a real forest fire incident: A case study, J A. Appl

Pyrolysis, 78 (2007) 430-437.

[6] Statheropoulos M, Karma S, “Analytical methods for air quality monitoring in a forest fire”,

ON-SITE Analysis & Homeland Security proceedings, January 28-31, Baltimore, U.S.A., 2007.

[7] Reinhardt T.E., Ottmar R.D., Hanneman A.J.S., Smoke exposure among fire-fighters at

prescribed burns in the Pacific Northwest. Res. Pap. PNW-RP-526. Portland, OR: U.S.

Department of Agriculture, Forest Service, Pacific Northwest Research Station 2000, 45 pp.

[8] Pinto J.P. and Grant L.D., Approaches to monitoring of air pollutants and evaluation of

health impacts produced by biomass burning. Health Guidelines for Vegetation Fire Events-

Background Papers, Lima, Peru, 6-9 October 1998, WHO/UNEP/WMO, 1999: 147-185.

[9] US NWCG, US National Wildfire Coordination Group, Fire Use Working team, Smoke

Management Guide for prescribed and Wildland fire, In: Hardy CC, Ottmar RD, Peterson

JL, Core JE, Seamon P. editors, December 2001, 226 pp.

[10] Fowler C.T., Human health impacts of forest fires in the Southern United States: A literature

review, J. Ecol. Anthrop., 7 (2003) 39-59.

[11] Chapman R.L., Dawes G.S., Rurak D.W. and Wilds P.L., Breathing movements in fetal

lambs and the effect of hypercapnia, Physiol., 302 (1980) 19-29.

[12] WHO/UNEP/WMO, Health Guidelines for Vegetation Fire Events - Guideline document.

In: Schwela DH, Goldammer JG, Morawska LH, Simpson O, editors. 6-9 October 1998,

Lima, Peru, 1999, 219 pp.

[13] Statheropoulos M., Dokas I. and Karma S., Risk assessment of forest fire smoke, using

Cause-Problem-Symptom analysis, FFNet, 4 (2006) 130-142.

[14] FFNet, Forest Fire Net, Vol 5, Forest fires in Greece during summer 2007: The data file of

a case study

123

LESSONS OF THE RED SLUDGE DISASTER IN HUNGARY, 2010

Dr. Antal PAPP, Colonel Ph.D.

College Professor, Director of Disaster Management Training Centre, Budapest, Hungary

Abstract: This paper aims at providing an informative fact-based description of how a tragic incident may

serve as a lesson to our specialists as well as provide guidelines and revelations with the

intention of improvement. On 4 October 2010, in the early afternoon, the wall of the sixteen

meter high dyke of cassette X of the slurry (sludge) reservoir of the alumina plant in Ajka,

belonging to MAL Company, breached. People felt it was a doomsday, because they had lost

their beloved ones, homes, tokens of memory. Although there was no ready scenario to manage

the disaster the intervention forces managed to normalize the situation. A decision,

unprecedented in Europe and in the world was made by introducing State control over the

privately owned MAL. It has been performed in a way and quality that other countries have

shown interest to learn about the method. You can read the summary of the heroic efforts made

by several thousands of Hungarians and it is a reminder for us to avoid similar disasters.

Keywords: Cassette, Reservoir, Sludge, Breach the Dyke, Intervention Forces, State Control, Disaster

1. INTRODUCERE

Hungary’s most severe industrial ecological disaster so far occurred on 04 October 2010,

when the western dyke of cassette X of the sludge reservoir on the site of the Hungarian Aluminium

Production and Sales Plc (MAL), a private company, breached. Consequently, the mixture of

approximately one million cubic meters of red sludge and alkaline water inundated, through the

Torna Creek, the lower parts of the settlements Kolontar, Devecser and Somlovasarhely. The

strongly alkaline and caustic industrial sludge flooded a large area causing inestimable human,

economical and ecological damages. Ten people were killed during and after the sludge flow,

almost 300 persons needed medical healthcare, 120 of them were hospitalized. The last injured

patient left the hospital on 02 December, 2010. According to the reviews, the sludge flow in the

three settlements dilapidated more than 300 residential properties. The number of harmed people

was over 700, the red sludge covered agricultural area of 1017 hectares.

124

2. INTERVENTION AND RESCUE

The Government immediately and decisively took measures to respond to the situation.

The primary and most important task was to ensure safety of the population, protect human lives

and to explore human risks. In the following, the elimination of damages in built-up areas started.

The Hungarian Parliament approved the extension of the emergency declared by the Government

on 06 October from 15.00 hours in the areas of Veszprém, Győr-Moson-Sopron and Vas Counties.

At the site of the sludge disaster, firefighters from the town Ajka, competent by their area

of operation, arrived already in the 8th

minute after the alert. Later, when the situation worsened and

extended, the director general of National Directorate General for Disaster Management (NDGDM)

ordered fire fighters, disaster management and civil protection personnel from other parts of the

country to deploy to the incident cite. The main responsibilities on the site were rescuing and its

coordination, organizing population protection, controlling the work of the response personnel,

distributing earthmoving machines and other vehicles, providing protective equipment and

125

organizing logistics. The collection of information, the clarification and updating of response

personnel and intervention equipment by their functions and numbers, their deployment to the

incident site, the compilation of reports on the events and tasks performed became systematic.

The affected area was closed by the Police, the traffic was regulated through checkpoints,

and only the residents were allowed to enter the settlements. A considerable number of the

population fled to their relatives from their damaged properties, however, the municipalities and

charitable organizations provided lodging for victims, so nobody was left without a shelter even

temporarily. The injured were looked after by the Ambulance Service or by other medical

institutions at their treatment points, clinics and nearby hospitals.

In the region of Kolontár and Devecser, for instance on 06 October 2010, 84 fire fighters

with 12 vehicles, 4 Emergency Detection Teams (EDT) with 12 persons, 103 police officers with 22

vehicles, 174 military personnel with 39 vehicles, 29 persons with 20 vehicles from the personnel of

disaster management and civil protection, 149 civilian persons with 43 machines, NPHMOS

(National Public Health Service) with 5 persons and 2 vehicles and 50 workers of MAL

participated in the elimination of the consequences of the disaster. The total number was 606 people

with142 units of equipments. Some two weeks later, on 20 October 2010, 1,125 persons with 292

vehicles and machines participated in the relief efforts. In November, a total of 8,535 persons and

4,881 units of equipment were working on the incident sites.

3. WATER QUALITY REMEDIATION

The rapid steps of water quality control could result to prevent the contamination reaching the

Danube. The temporary protective dykes were constructed within three months and currently the

implementation of facilities ensuring complete protection is drawing to a close. The basic strategic goal

of the water quality control was to stop the pollution reaching the Danube River, since threatening the

water source would have caused long-lasting damages. 8 water management regional directorates

participated in the in the protection, during the first week the average number of persons amounted to

170. Partial detention and neutralization of the spilled 1.5 million cubic meters alkaline (13.5 pH) was

carried out in 21 built-up places on the Torna Creek and the Marcal River. The chemical

decontamination (neutralization) was realized by dosing gypsum (23,500 tons of rea-gypsum) and acetic

acid (1,800 cubic meters) on 15 scenes, for the mechanical protection 11 bottom lines were established.

(In accordance with the EU regulations a material over11.5 pH is classified as dangerous due to its

corrosive effect.)

4. INTRODUCING STATE CONTROL

On 11 October 2010 the Hungarian Parliament amended the Law on National Defense and

Army (2004 Act No.CV). According to 197/A section of this Act state supervision could be

extended to business entities, on behalf of the Hungarian State acts the government Commissioner.

This legislative amendment gave the opportunity after the red sludge disaster to carry out state

supervision of MAL. The Parliament urgently discussed the proposal and called for urgent

publication of the President of the Republic. The amendment of the Act came into force on

12 October 2010. The Government’s aim was to relaunch the safe production of the plant as soon as

possible after the obligate downtime following the disaster, avert another eventual incident and start

126

the necessary mitigation of the damages. Another objective was to facilitate the continuous safe

operation of the plant as one of the largest employers in the region without loss of assets and

observing the authoritative rules.

The Government regulation says that the government Commissioner acts on behalf of the

State. Its competences and tasks are:

1 Review the financial position of the enterprise

2 Approve and countersign the commitments of the enterprise

3 Decide the matters within the competence of the supreme decision making body in the

context of the disaster situation. Forthwith about his decisions he informed the senior executives of

the enterprise. This law did not affect the main decision making right of the enterprise.

4 Financial and economic injunctions can be initiated against the enterprise.

After creating the necessary legal criteria, the Government issued its Decision on the

appointment and tasks of the government Commissioner acting on behalf of the Hungarian State

during the State supervision of MAL, appointing LTG Dr. György Bakondi government

Commissioner on 12 October 2010. His assignment was valid for up to two years. The activity of

the government Commissioner was directed by the Prime Minister, he was responsible for his

activities to the latter. His work was assisted by two deputies, the supervisors and experts.

5. CHANGE IN TECHNOLOGY

At the MAL alumina plant the bauxite is produced by dissolution process. This method

was developed by Karl Joseph Bayer in 1887. 90% of the world’s alumina production has been

manufactured by this technology. The resulting main product is alumina; the by-product is red

sludge with high iron (iron III-oxide) content and characteristic colour which contains both fluids

and solids. The fluid and solid components are separated by sedimentation and filtration. In March

2011 a new so-called dry process technology was introduced in which the sludge water content was

reduced to 30%. This high pressure filtrated material’s consistence is earthy, wet solid to the touch.

As a result of the technology development the liquid emission has been eliminated, there is no free

fluid phase in the reservoir, which may leak.

During the more than eight months of State supervision, the Government Commissioner

cooperated with the management and owners of MAL. He strove to maintain close contacts with the

administration and the specialized authorities. Based on this cooperation it became possible to

eliminate the uncontrolled risk in human resources and ecology.

127

6. LESSONS OF RESCUE, DECONTAMINATION, DEMOLITION AND

RECONSTRUCTION

To direct the rescue tasks the Operation Staff, the Supervisor for Population Protection and

Reconstruction, Governmental Coordination Centre for Reconstruction (GCCR) (from 4 November

2010), later the Disaster Management Staff for Reconstruction (DMSR) (from 1 July 2011) work on

the scene. From 15 October 2011 the Operational Staff of Veszprém County Disaster Management

Directorate controlled the deferred jobs, basically the secondary damages.

The protection management, the regional and local Protection Committees from the

beginning performed their tasks in order to protect the public of the settlements.

To recover the population compensation contracts were concluded. 110 victims could

move into newly built houses, who had chosen the residential park, 121 victims bought used

properties and 121 applied for cash compensation (in 53 cases for financing the reconstruction).

In accordance with the regulation issued by the Ministry of Interior the mitigation of

damages in movables organized by local governments extended period of time. Five hundred

ninety-six contracts were signed with 333 victims.

According to the plans by 4 October 2011, on the first anniversary of the red sludge spill, a

memorial park was inaugurated in Devecser, set up in memory of the victims of the disaster. Until

the end of the year 2011 the National Directorate General for Disaster Management arranged for

376 rightly accepted settlement of claims.

7. THE ACTIVITY OF THE GOVERNMENTAL COORDINATION COMMITTEE

When the disaster occurred the Governmental Coordination Committee (GCCE) was

alerted. It started the operation in the National Situation Evaluation Centre in the building of the

Ministry of Interior. According to the 1999 Act No LXXIV the representatives of the bodies of

128

national competence participated in continuous change work schedule. Summary of the sectoral

information, records of the available capacities, knowledge of the material, expertise and human

resources enabled the quick decisions for the leadership of the disaster management, the ministry

and the government. The operation of this reporting system facilitated the assessment of the

situation, the reports and the authoritative information to the media.

The background work was done by the industry bodies, the databases and laboratories were

available. Scientific institutions and boards performed essential jobs (e.g. GCC Scientific Council,

the University of Pannonia, the Sopron University) in identifying the vulnerability, the protective

actions and technologies.

The Operative Staff of GCCE ended his work on 3 November 2010; its duties were taken

over by the Governmental Coordination Centre for Reconstruction. In what follows its reports were

attached as enclosures to the National Directorate General for Disaster Management Central Duty,

on the base of these reports the director general submitted reports to the Minister of Interior.

8. THE ACTS OF THE SCIENTIFIC COUNCIL OF GOVERNMENTAL

COORDINATION COMMITTEE

Receiving the request of the director general of NDGDM, to establish the decisions the

specialists of the Scientific Council of GCC and the Hungarian Academy of Sciences assisted the

work. Mr. Tamás Németh the president of the Academy led the seats of the scientific council and its

sessions, institutes and experts with field experiences were invited to assess the impact of the sludge

effect on the buildings, to measure the soil contamination, to devise the possible rehabilitation of

the waters. The scientific council systematically worked together with the leadership of the disaster

management. With their accurate and authentic information, it was possible to get reasonable

picture of the event, to prevent guessing and rumours.

To ensure effective collaboration in the field of protection against disasters the leaders of the

NDGDM and the Hungarian Academy of Sciences signed a cooperation agreement. On 1 March

2011, a conference was held in the Academy with Implications and Experiences of Red Sludge

Disaster title.

9. NECESSITY OF THE ONE-PERSON LEADERSHIP

Without delay, to control and direct the elimination of the consequences of the industrial

disaster, the Government established an Onsite Operations Staff from the personnel of disaster

management. In the work of the staff relocated in Devecser, all the disaster management organs

took their share. The activities of intervention forces managed to normalize the situation in the

affected area.

The government primacy, the one-person leadership in protection and the support of the

staff were guaranteed. The Police and the Hungarian Defence Forces played important role in

safeguard public security.

On the authority of the Ministry of Interior, the director of NDGDM decided about the

entities and material assets, mobilization of the state reserves for the protection and directing

additional disaster manager officers to the site.

129

On 4 November 2010, the Operational Staff was replaced by the Governmental

Coordination Centre, the leader of which performed executive tasks as one-person, subordinated to

the director general of NDGDM. Assignment to this post corresponded to the impending

amendment of the Disaster Management Act.

10. THE ACTIVITIES OF THE OPERATIONAL STAFF ON THE SCENE

The primary actions on the scene were saving human and material resources, deployment

of intervention equipments and rescue forces (medical service, police and military forces) to the

incident site, controlling the work of the response personnel, distributing machines and other

vehicles and informing the media. Also responsibilities were protection of population, roads

decontamination, searching for corpses, collection of animal carcasses, pumping cellars, collecting

corroded gas cylinders. Another objective was, within a short time to prevent the red sludge

contamination reaching the Danube, to prevent harming to the aquatic environment.

In the initial period the Operational Staff in Kolontár settlement was installed in front of

the mayor’s office in a bus of the disaster management, the logistic base was settled in the local

community centre, the Operational Staff in Devecser seated in the Town Hall.

It was imperative to set up a command post in Kolontár because this settlement was the

most heavily damaged, people died here, and there was a second possibility of a dyke burst (the

northern wall of cassette X ).

It was continuous to gather and clarify information in order to have necessary response

personnel and equipments on the site. The information administration about the events and the

performed tasks enabled giving further information and writing reports.

The area was closed, nobody was left without a shelter even temporarily, and the injured

were treated by the Ambulance Service or by other medical institutions. Feeding those in need was

resolved three times a day at provisionally set up kitchens, initially here worked mainly volunteers.

Hundreds of personals and equipments participated in the rescue and decontamination

operations right from the start. In October on average daily 772 personals and 198 equipments

performed the tasks, even in the first period the total number of personals was 1336 and the

equipments was 292 a day: the staff of the disaster management, military forces, fire service, water

management, medical service, transport and rail workers. In addition the MAL Company sent

50 shovel workers to the scene.

The three Emergency Detection Teams (EDT) from Veszprém, Fejér and Komárom-

Esztergom counties, on 6 October 2010 as a first step, started the detailed list of damaged properties

(that time 292 buildings), recorded the residential list, compared the data with the local office and

registered the staying places of the residents. According to the local document office there were

956 inhabitants affected.

In Devecser two decontamination points were set up. The National Ambulance Service

operated a medical point in the Palace Garden where they treated the injured. People working in the

restricted area were provided with protective clothing and equipments by the disaster management.

The population was informed through loudspeakers, leaflets and by the local television channels

about the situation, the possible ways of reducing the health risk and the rules of conduct that have

to be followed.

The Emergency Detection Teams and fire fighters collected and disposed the industrial and

house hold gas cylinders that had been damaged by alkali. The carcasses of dead animals were

130

collected under control of the Central Agriculture Office. A collection point for damaged vehicles

was designated nearby the railway station. Animal rescue organizations started the medical

treatment and feeding of injured animals then delivered them to animal shelters.

11. THE ACTIONS OF GOVERNMENTAL COORDINATION CENTRE FOR

RECONSTRUCTION (GCCR)

In order to coordinate the regional tasks and the on-site management the GCCR established

four working groups in the field of operation management, legal, reconstruction and logistics.

Withdrawing the state of emergency, on 30 June 2011, the director general of disaster management

operated a smaller number of Disaster Management Staff for Reconstruction until 14 October 2011.

The Operation Management Working Group was responsible for organizing and

controlling decontamination (disaster management and fire officers were designated as street

commanders), providing further information for the population, alerting system, transportation,

construction official duties, demolition jobs, technical supervisor tasks, evacuation

organization, registration of the evacuated population, coordination of population return to the

original domicile.

The Legal Working Group prepared and made grant contracts in connection with

construction and reconstruction of buildings, used homes buying and financial supports. Based on

expert advice they organized the compensations for institutes and ventures, provided legal

assistance for those in need.

The tasks of Reconstruction Working Group were the development and management of

accurate records of damages about the damaged, demolished, reconstructed, newly built or

purchased properties and they registered the claimants. In collaboration with the Legal Working

Group they also notified and called up the public to declare and sign contracts.

The actions required from the Logistics Working Group were to maintain the work of the

GCCR by supplying technical and protective equipments for the implementing personnel,

coordination of the necessary repairs of technique, participation in the records of charity donations,

its storage and distribution. They also supervised the movable properties compensation.

In Devecser a rented guest house, called Pine Tree Pension hosted the GCCR’s operation

work where the needed IT and management tools were installed. This command post provided

facilities for the controlling tasks, keeping briefs, client services and for accepting the legal claims

of the inhabitants suffered damage.

On behalf of the Municipality the Reconstruction Working Group signed contracts in

596 cases for cash and in-kind compensation, treated 333 notified claims, approved 172 in-kind

compensations (supporting replacement of furniture). Sixteen citizens’ demands were rejected.

12. MEDIA

It was an unprecedented scale of interest by the media. The remaining intact parts of

Kolontár were almost totally occupied by the domestic and international journalists and by their

vehicles mounted with satellite dishes. TV crews and reporters caused potential accident hazards on

the damage area. Because of the classified period, for the order of the general director of NDGDM

the commander of the Operational Staff regulated the movement of the staff of the media.

131

Attendants took the press representatives to the damage sites in groups. At the gate of the closed

area a press point was set up, the broadcast units were sent outside the work area.

Inter alia on the spot filmed the BBC, the CNN, the Japanese TBS television, the German

ARD, the Deutsche Welle, the Austrian ORF Burgenland, the French AFP news agency, the

Aljazeera English and the German ZDF public television.

The government Commissioner, the members of the state supervision and the head of

GCCE welcomed Ms. Annemie Turtelboom the Foreign Minister from Belgium and Kristalina

Georgieva the Commissioner of the EU Humanitarian Aid and Crisis Management. On 6 May 2011

Janez Potocnik, from the European Commission for Environment, on 23 May 2011 the civil

protection directors of the European Union member states payed their respects. But delegations

arrived also from Vietnam and Taiwan.

The new residential park was allowed to view in every construction phase. Those who

were victims, in organized format could visit the parts of some settlements in Bereg where some

years ago, after a major flood new houses had been built up.

Having regard the strong interest, the government Commissioner underlined for the media

that the MAL Company switched to dry technology which is particularly import in terms of

population safety.

13. EXPERIENCES

The Red Sludge Disaster has been the most severe industrial catastrophe in Hungary’s

modern history. Given the number of casualties, injured, human and material damage it surpassed

the effects of natural disasters.

Based on the government’s cohesive and decisive actions, the rescue was implemented

professionally with the national leadership control of the Ministry of Interior and the disaster

management.

132

Drinking water sources and the Danube has not contaminated. Reliable defence works

have been constructed to prevent an eventual dyke breaching, the contamination of outlying and

inhabited areas has been returned to the cassettes of the MAL Plc.

The Governmental Coordination Centre of Reconstruction was constantly organizing the

properties restoration, reconstruction and mitigation. During the construction of the new residential

area they realized the regional architectural style, the rural type of living space.

The cooperation in the management between the ministries, branches and national bodies

was outstanding. The governmental coordination in the disaster management tasks worked well.

The disaster mobilized significant social forces and intentions to help.

The major numbers of damaged properties have been demolished, for the purpose to

replace them the government created a new type of resolutions.

The effective management of events required personal control and responsibility and the

introduction of a new concept of disaster management law. In this term the need was expressed by

the government and the Ministry of Interior.

During its eight months the State supervision of MAL private company has been

successful and achieved its goal.

The financial compensation of mitigation demanded the employment of large number of

teams working on legal affairs.

In the emergency situation the local municipalities met the obligations, and fulfilled the

requirements. More attention should be taken to the training of their leaders, in order to perform the

regulations on higher level. The necessity of safety desk officiers’s work is supported by the

experiences of the disaster management work of Devecser Municipality.

Protection work consumed approximately 33 billion HUF. A new type of cooperation was

established between the charity organizations and social organs. The rehabilitated areas, the

memorial park in Devecser and the national memorial site in Kolontár are the scene of national

solidarity.

The interest shown by the media from the all parts of the world was continuously intensive

therefore there was a need to develop the regulation of the information and communication.

Those participating in the rescue work, fire fighters, disaster management and civil

protection officers, policemen, soldiers, paramedics, experts of water management, environmental

professionals and civilians demonstrated their courage and devotion.

During the long-lasting remediation and reconstruction work the official staffs were able to

cope with the extra load, the GCCE staff has developed specialized competences, also the

intervening professionals of the disaster management.

All these experiences should be applied in further trainings, in scientific researches and

with any future emergencies or disasters.

133

INFLUENCE OF INLETS OF ROOMS BY THE USE OF SHEVS

Assoc. prof. eng. Radoslav KARTOV, Ph.D.. 1 Faculty of Fire Safety and Civil Protection, Academy of the Ministry of Interior, Bulgaria

Abstract: The influence of inlets of rooms by the use of Smoke and heat exhausted ventilation systems

(SHEVS) is analyzed. The relation of effectiveness of SHEVS in function of inlets is clarified.

The accent is on the velocity in inlets of natural and power SHEVS. The requirements for

inlets in different countries are compared. Suggestions on improving the efficiency of their

usage are made.

Keywords: SHEVS, Smoke Vent, Volume Exchange, Inlets, Outlets, Velocity

Fire fatalities are smoke fatalities. Fires are the reason for the death of about 300.000

people every year. Vast majority (over 95%) of them are in low and middle income countries. Rates

of fire-related burn deaths in these countries are 5.5 deaths of 100.000 people per year. This is

nearly six times higher than the 0.9 deaths of 100.000 people per year in high-income countries.

Despite this, the facts there are also troubling – 12 people die and another 120 are seriously injured

daily even in the developed European countries [1]. Meanwhile, the losses from fires are estimated

at 1% of the GDP of the countries in the developed world. Specialists have long been aware that

the reasons for these facts lie primarily in the influence of the smoke products. During the last

decades this negative tendency is getting stronger and stronger and is before 70% of the victims

have dies because of the smoke and not the fire, now the number of victims reaches 90% [2].

In this connection, on average, we could claim that the victims in the fires are victims of

the smoke. These facts impose for applying special measures for the struggle against the smoke.

One of the most efficient and practically approved measures is the Fire ventilation or affirmed as a

concept in the late 90s Smoke and Heat Exhausted Ventilation Systems [SHEVS]. Applying of

SHEVS in Bulgaria is being realized since June 2010 [3]. The new requirements led to essential

changes in the concepts of architects and engineers in the construction of buildings. Securing of the

buildings and guaranteeing of the efficiency of these systems is immediately connected with their

accurate measuring. Vital element in this connection appears to be the inlets, through which there is

a flow of fresh air in the premises. Its goal is compensating of the exhausted in natural or in a

forceful way the smoke gases.

During a fire in a premise the air balance is disturbed. This is determined by the additional

amount of smokes, which occurs because of the burning of the flammable materials and their

expansion under the influence of the temperature.

, / ........................................................(1)out in m exL L L L kg s

where:

Lout – volume of exhausted smoke gases, kg/s;

Linl –volume of the incoming in the premise fresh air, kg/s;

Lm – volume of the burning material, kg/s;

Lex - volume of the expanding smoke gases, kg/s.

134

In order for the balance to be restored enough quantity of air is needed. In this case only,

will there be and effective elimination of the smoke, due to the difference in the temperatures,

density of the heated surfaces and the surrounding air. In this connection, in the norm documents a

serious attention is paid to the inlets. When measuring the areas of the inlets and the outlets in the

natural SHEVS and the debits with mechanical SHEVS, of a great importance is which moment is

being observed the process of burning. If SHEVS start functioning in a later phase, it should be

expected that the air pump would work more efficiently, due to the stronger gravity pressure.

Essential disadvantage in this case, however, would be the larger amount of smoke, due to the

enlarged area of the fire and a larger amount of smoke products, due to their expansion.

2353 , / ..............................................................(2)r

ex

r

VL kg s

T

where:

- velocity of increasing of the temperature of the gases in the premise, K/s;

Vr - volume of the premise, m3;

Tr – average temperature in the premise, K

In a timely functioning of SHEVS, the volume of the incoming fresh air would be

comparable to the volume of the exhausted smoke. The volume of the incoming air will replace the

mass of the exhausted smoke products, ergo, the system will be balanced. In this case, it could be

assumed that both the velocity of the exhaustion of smoke and the velocity of the incoming air

would be juxtaposible in equal areas of the inlets and outlets. The aerodynamic free area of the

inlets could be defined in this way:

where:

μin – coefficient of the outgo through the inlets;

μout – coefficient of the outgo through the smoke vents;

Fin – area of the inlets, m2;

Fout – area of the outlets, m2;

у – height of the area free of smoke, m ;

H – height of the premise, m;

hvent – height of the inlet, m;

ρamb – density of the outer air, kg/m3;

ρr – average density of the air in the premise, kg/m3;

ρh – density of the exhausted through the smoke vents gases, kg/m3.

The efficiency of the exhausted gases is immediately connected to both the volume of the

incoming air and the places, from which it comes in, in order to replace the smoke products.

Keeping in mind that during a fire the gases balance is disturbed, in order for it to be

equalized, the debit of the incoming air must be significantly larger than it is in normal conditions.

2

2

2 353

, ....................... 3

22

rout out amb r h m

rin

ventin amb r amb

VF g H y L

TF m

hg y

135

Securing of areas for the inlets larger for these of the smoke vents would guarantee also a

smaller velocity of the incoming in the premise air.

Enlarging the area of the inlets is also connected with a certain problems for investors and

builders. Theoretically the larger opening attracts the plane of equal pressure. Enlarging the area of

the smoke vents will have a favorable effect on the rescuing activities when there is a fire in a

premise. What would happen, if we enlarge the area of the inlets? Theoretically, if the area of the

inlets for clean air is excessively enlarged, the smoke layer would drop. The practice shows that to

certain frontier, the enlarged area has a positive effect on the exhaustion of the smoke products. In

connection to this, the European norms require aerodynamic free area of the inlets to be at least with

50% more than the aerodynamic free area of the smoke vents in the largest smoke zone (smoke

section) in the premise[4]. Similar requirement is accepted in the German norms for development of

SHEVS (RWA) [5]. The norms of the European insurers foresee the inlets to have a geometrical

area which is at least 2 times larger, compared to the aerodynamic area of the smoke vents in the

largest smoke section [6]. The Hungarian requirements are related to the geometrical area of the

inlets to be at least two times equal to the geometrical area of the smoke vents in the largest smoke

section [7].

Keeping in mind that during a fire, air will be coming in both through the additional vents

and through the insolidities in the premise, in the Bulgarian norms is set that the aerodynamic area of

the inlets must be at least equal of this of the smoke vents in the largest smoke section. Similar are

the requirements in the French and Austrian norms [8,9].

When the inlets cannot insure directly clean air in the premise with the required SHEVS,

an exception is made, for the air to come in through the adjoining premise, contacting with the

atmosphere. When estimating the area of the required inlets, first the equivalent area of the parallel

and then of the subsequently set inlets must be estimated. The so obtained equivalent area must not

be smaller than the aerodynamic area of the smoke vents in the largest smoke section.

where:

μin,eq – equivalent coefficient of the outgo through the inlet;

Fin,eq – equivalent area of the inlets, m2;

μ1,2..n – coefficients of the outgo for paralleling and subsequent set vents;

F1, 2..n – areas of the paralleling and subsequently set vents, m2

Many discussions in the practice brings up the unclearness regarding the maximum speed

of the incoming air. While the speed, with which the smoke products are removed in the atmosphere

is of no importance, for the speed of the incoming air there are limitations due to the possible

danger from mixing the clean air with the smoke products, negative influence on the intensity of the

burning, as well as problems with the evacuation.

Preventing the mixing of the clean air with the smoke products, as well as their cooling off

is in function of the placement of the vents for clean air. Basic rules in this connection are one and

)5........(..........,1

..11

/1 2

222

2

2

2

2

1

2

1

,, mFFF

Fnn

eqinin eq

)4...(..........,... 2

2211,, mFFFF nneqinin eq

136

the same vent are not to be used both as an inlet and an outlet, as well as not to be used as incoming

air in a premise through the natural aperture and via ventilators. Aiming at effective smoke

exhaustion the inlets (constantly open or opening by signaling from SHEVS) it is needed for them to

be placed as close to the floor as possible, or maximally far away by the vertical from the smoke

vents. For the insuring if a clear frontier between the incoming clean air and the smoke layer, a

minimal distance of 1 meter between the upper end of the inlet and the lower end of the smoke layer

is needed. In this case the higher speed, with which the clean air comes in the premise (when the

smoke vents are located in the roof) would actually be of positive influence on the aerodynamics of

the processes in the premise, keeping in mind that the air exchange in proportional both to the

difference in the temperatures of the air and the smoke gases, as well as to the wind pressure.

where:

Pwin – wind pressure of the inlet, Ра;

Pwout – wind pressure in the outlets, Ра

Illustrated in fig.1: is the impact of the higher speed of the wind on the position of the tabular of

equal pressures in a premise, with a different placement of the inlets.

Fig. 1 – Impact of the wind pressure on the position of the tabular of the equal pressures

In all cases, however, aiming at avoiding vortex, incoming air must not be aimed directly

at the smoke layer.

)6...(/,

22222

smFF

HgPwPwFFL

routoutambinin

ramboutinramboutoutinin

137

Problems would arise in not insuring this minimal distance and with speed of the incoming

air higher than 1 m/s. Such speed would lead to turbulence of the air streams and would impediment

the emission of the smoke products. This is why in predicted side smoke emission, the façade

smoke vents must be placed mandatory on at least two facades, possibly on the opposite sides. The

same requirement concerns the inlets. Uncovering the vents (inlets/smoke vents) must be controlled

by a wind plant, which in a speed higher than 1 m/s uncovers the vents from the façade of the

building against the wind.

If a minimal distance of 1 m between the inlets and the outlets is insured, the vents for clean

air are allowed to be placed on only one façade.

The limited requirement in the European norms of maximum project speed of the incoming

air of 5 m/s concerns only the cases, in which it is anticipated for the air to come through airs and

emergency exits, through which it is anticipated for people to use. It is in the doors higher speed will

ultimately lead to difficulty with evacuation [4,10,11]. The literature sources point out that the

measurements of the actual speeds on pedestrians showed as a whole (despite some discomfort for

some separate individuals), that their movement is not seriously impeded in speed slower than 10 m/s.

It must not be forgotten that after the inlets, the value of the speed will abruptly drop and

with that there will be less problems regarding the misbalancing of the system and the intensifying of

the burning. According to the German norms, in order to avoid a wind vortex, the speed of the

incoming air in the vent when there is a mechanical SHEVS must not exceed 3 m/s [5]. The French

norms require a speed of 5 m/s with a mechanical incoming of air [8].

If there are obstacles for the implementation of the mentioned requirements, a compromise

for effective smoke exhaustion would be realized via the using of horizontal barriers above the inlet

or vertical barriers placed 3 meters from the inlets, which would insure a bigger confrontation and so

a slower speed of the incoming clean air.

The practice in Bulgaria during the last years showed that the slower set speed (2 m/s) of

the incoming air creates obstacles for builders and investors. In this connection the requirement is

brought to this, in the case of forced feeding ventilation, the air does not come in the premise with

speed higher than 5 m/s.

The clean air may also come through the smoke vents (on the roof of the premise) of a

neighboring smoke reservoir, if enough distance of minimum 5 meters to the opening through which

the smoke will be exhausted is insured. Due to its high intensity, this air is expected to fall to the

level of the floor of the premise and thus to replace and lift the exhausted smoke products. Aiming to

avoid the possible mixing with them, it is necessary the smoke barrier to be stipulated at a distance at

least 1 meter below the lower level of the smoke layer.

The air comes in a burning premise from one side due to the fact that, on one hand, the fire

need oxygen to continue its burning and on the other hand from the difference between the static

pressures and the wind pressure.

In the air exchange accomplished under the influence of the temperature difference, the

speed of the incoming air is in function from the height of the premise, the smoke-free zone and the

densities of the air and the smoke gases.

where:

hd - height of the inlets, m;

)7.........(......................................../,

22

sm

hyg

amb

dramb

in

138

In figure № 2 is shown the change of the speed in inlets in different heights of the premise

and the smoke-free areas.

ω=f(H,Y)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 2 4 6 8 10 12

H,m

ω,m/s

ω

80%

70

60

50

Fig. 2 – Speed of the air under the influence of the temperature difference in an inlet

From the graphics it is evident that the speeds of the air are higher in set more shallow

smoke layers. This leads to more intensified air exchange and thus to higher speeds of the air in the

inlets. The speeds also increase with the increasing height of the premise. As a whole, up until

premise heights to 5 meters, the speeds of the air are below the set norms of 5 m/s. Keeping in mind

that maximum speed in the inlet is 8,65 m/s, we can conclude that this would not lead to problems

with evacuation of the premises. The speed with which the air comes in the premise is to a large

degree influenced from both the inlets and the vents for smoke products exhaustion. This

dependency may be expressed by the equation (8):

)8.........(......................................../,2

2222

22

smFF

gFH

ambroutoutambinin

rambroutoutin

After some replacements are made, for the speed in the inlet we find the following

dependency:

2

2 2

2,127, / .............................................................(9)

0,434 0,222

outin

in out

HFm s

F F

Equation (9) shows that the connection between the speed in the inlets on one hand and the

height of the premise and the area of smoke vents on the other is proportional, unlike the connection

with the area of the inlets.

If the maximum admissible speed in the inlets is 5m/s, thus for the area of the inlets we get

the following dependency:

)10..(..................................................,555,5127,2303,0 2mHFF outin

139

Equation (10) in this case gives us the connection between the inlets and the outlets in

different heights of the premise. This connection is represented in table №1 with the coefficient kin.

Table № 1 H,m < 3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 > 10

kin 0,273 0,521 0,683 0,814 0,926 1,026 1,117 1,201 1,556

From the table it is evident that for insuring the elimination of the smoke products in

premises with greater heights, the necessity of foreseeing larger by area inlets is obl igatory.

For premises with heights up to 7-8 meters, though, it is enough the area of the inlets to be

equal to the one of the outlets. For the work of the “air pump” to be guaranteed in higher

premises, the aerodynamic free area of the inlets must exceed this of the smoke vents. This

assertion is this more accurate when the smoke free zone is considered close to the maximum

admissible. In this connection, the European, the German, the norms of the European insurers

and many others is foreseen for the area of the inlets to exceed from 1,5 to 2 times the area of

the smoke vents.

With a maximum admissible speed of 2 m/s, a considerable growth of the area of the inlets

is observed. This dependency may be observed in table № 2.

Table № 2 H,m < 3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 > 10

kin 1,78 2,1 2,37 2,62 2,84 3,05 3,25 3,43 4,23

If the areas of the inlets are set to be at least equal to these of the outlets, then the speed

with which the air comes into the premise will be in function with the height of the premise.

)11...(....................................................................../,8,1 smHin

This dependency is represented in the table №3.

Table № 3

H,m < 3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 > 10

ωin,m/s 3,11 3,6 4,02 4,41 4,76 5,09 5,4 5,69 ~ 7,5

In such approach (Fin=Fout) for premises with heights up to 8 meters, the speed of the

incoming air will not exceed the limitation values for successful evacuation of 5 m/s. A bit

heightened discomfort will be observed during an evacuation from premises with greater height.

However, it must be stressed one more time on the fact that this heightening of the speed will be

insignificant and will not impact the passing over through the exit doors, from which fresh air will

come in.

CONCLUSION:

Debatable requirements regarding the inlets have been examined and they will bring more

clarity both for the designers of the SHEVS and for the bodies of the national fire safety control and

the insurers, responsible for the life and health of the people and securing of the buildings.

The part of the inlets in realization of the air exchange in the premise during a fire, or

exhaustion of the smoke products is essential and the underestimation of this fact would

140

compromise the purpose of SHEVS. The effective work of SHEVS will be guaranteed in minimal

areas of the inlets corresponding to the outlets and with speed in them of 5m/s.

Literature:

[1] World Health Organisation (WHO),2011. Burn Prevention Success Stories Lessons Learned

online. Accessed Sept. 20.2011.

[2] RWA today, Effective Smoke Control and Natural Ventilation Combined, ZVEI Fachverband

Sicherheitssysteme.

[3] Наредба № Із-1971, 29 октомври 2009г., за строителнотехнически правила и норми за

осигуряване на безопасност при пожар, ДВ бр.96/2009.

[4] СД CEN/TR 12101-4:2009, Smoke and Heat Control Systems – Part 4: Installed SHEVS

systems for smoke and heat ventilation, 30 Jan 2010.

[5] DIN 18232, Rauch- und Warmefreihaltung, Berlin, 2003.

[6] Natural smoke and heat exhaust systems (NSEVS), planning and installation, Comite

European des Assurances 4020, February 1999.

[7] MSZ 595, Epitmenyek tuzvedelme. Fogalommeghatarozasok, Hungar, 1994.

[8] Instruction Technique 246, Relative au desenfumage, Des E.R.P., Paris, 2004.

[9] ONORM H 6029, Luftungstechnische Anlagen, Brandrauchabsaug Anlagen, Austria, 2009.

[10] Morgan H.P, Design Methodologies for Smoke and Heat Exhaust Ventilation, BRE, London,

1999.

[11] Bosley K., The Effects of Wind Speed on Escape Behaviour Through Emergency Exits, FRDG

research report 53, London, 1992.

http://www.bds-bg.org/standard/info.php?standard_id=52445

141

DISTANCE LEARNING

– COMPARISON OF TWO FORMS OF KNOWLEDGE TRANSFER.

RESEARCH RESULTS

Maj. Tomasz ZWEGLINSKI, Ph.D., M.A. Fire Eng.

Civil Protection and Civil Defense Division

Internal Security Department

Civil Safety Engineering Faculty

The Main School of Fire Service

Warsaw, Poland

1. INTRODUCTION

Since a bit more than 10 years the technological and communication revolution after its

successes in industry, and broader in global economy, finally reached the island called education. For

most of us that was quite hard to imagine that there could be other method of teaching than the

traditional one we grew up on in schools and got used to that by heart means a teacher plus a blackboard

plus a chalk. Quite slowly but surely in many teaching centers, institutes and other educational

establishments started to use new technologies to implement something what is called remote teaching

or distance learning method. Among them the most popular seems to be e-learning which is defined as a

use of electronic media and information and communication technologies (ICT) in education.

E-learning is broadly inclusive of all forms of educational technology in learning and teaching.

E-learning is inclusive of, and is broadly synonymous with multimedia learning, technology-enhanced

learning (TEL), computer-based instruction (CBI), computer managed instruction, computer-based

training (CBT), computer-assisted instruction or computer-aided instruction (CAI), internet-based

training (IBT), web-based training (WBT), online education, virtual education, virtual learning

environments (VLE) (which are also called learning platforms), m-learning, and digital educational

collaboration. These alternative names emphasize a particular aspect, component or delivery method.1

As it's shown above, the educational method has been developed a lot for recent years and

worked out a broad classification and divisions to different kind of e-learning sub-methods mainly

due to technology used and tools available. E-learning includes numerous types of media that

deliver text, audio, images, animation, and streaming video, and includes technology applications

and processes such as audio or video tape, satellite TV, CD-ROM, and computer-based learning, as

well as local intranet/extranet and web-based learning. Information and communication systems,

whether free-standing or based on either local networks or the Internet in networked learning,

underly many e-learning processes.

Such a rapid development of the method as well as more and more common worldwide usage

of it in broad pallet of users (from children to adult, from kindergarten to universities education) prove

that there is some sense in that process. Why…? Looking for a reason to the growth of the method we

may easily enlist advantages of distance learning, or more specific e-learning, which are:

– lower costs of education process per student (you can study at home, no costs of

transportation, no costs board and lodging while studying at university, etc.);

– lower costs of education for the training center (no need for face-to-face meeting of

teachers and students, at least limited number of them)2

142

– easy access to training materials in digital version (no limits for time of the day/night, no

limits to the particular place as long as there is an access to internet).

Many of the identified advantages reflect on the limitation of the costs of the educational

process as well as on making easier and more common access to knowledge, or perhaps better

saying is to educational materials which could be presented in less or more interactive way. If some

of the main e-learning added values are limitation of the costs of education, broader target group of

trainees (more common access to education) there arise at least two questions.

The first question concerns the universal problem of quantity or quality. If we enlarge a

number of recipients of the knowledge (quantity increases), thanks to communication technologies,

what about their qualifications achieved in the process - is quality increasing as well (?), perhaps in

specific conditions quantity and quality could be directly proportional(?). Is that kind of education

able to be an relevant alternative to the tested and proven face-to-face relation teacher-student

(“master-trainee relation”)?

Don’t we miss too much from quality running e-learning education? In this area a lot of

different questions arise which are present challenge for many researchers in the field. It seems that key

aspect of this problem leads as to the issue of motivation of particular student and secondly to

preparation of tailor-made educational materials for specific target groups of students (so called profile

of the groups – e.g. the youth will expect different kind of educational materials than the old).

It means that the entire technological aspect is only a frame, necessary but still a frame,

which enables the e-learning running while the key issue still stays in psycho-pedagogical aspects

as motivation, relevant materials (designed for specific receiver/trainee) which stay the same

nevertheless they concern traditional or modern (e-learning) methods of education. Therefore there

is a need to put a question what kind of educational materials (in what form) should we use

towards what kind of target groups to achieve best quality results in the e-learning process?

Another aspect I want to rise is whether the e-learning method could be a tool for

increasing level of public security? Since the civilization development brings us threats which are

more and more often defined us uncertainties (terrorism, climate changes and its consequences –

more dynamic and not expected natural disasters, environment degradation, etc.)3, many scientists

emphasize a role of society resilience as a possible way of counteraction to new threats. Resilience

is defined as the capacity of a system to absorb disturbance and reorganize while undergoing

change so as to still retain essentially the same function, structure, identity, and feedbacks4.

Having said that society resilience constitutes an ability of the society to identify on time

critical changes in its surrounding to prevent and avoid negative consequences of critical situations.

Furthermore when crises happens the society posses the ability to properly respond, sustain its

crucial roles and effectively rebuild societal, economic and environmental capacities. Building

society resilience is a long and challenging process which requires a lot of efforts of authorities as

well as the society itself (e.g. through non-governmental organizations). One of weapons we have in

hand building society resilience, however, which needs time, is broadly disseminated knowledge

among population concerning threats we are exposed to and ways of handling them.

Uncertainty which is a feature of today’s threats causes that authorities are not able to fully

cover potential risks (“authorities are not able to put a policeman on each street nevertheless which

country it concerns – democratic or autocratic, east or west, rich or poor”) being by law responsible

for security. Therefore common and wide spread education could be a reasonable countermeasure to

threats we face right now which enables building society resilience giving added value especially to

these elements which circled in green (see chart 1 especially green ellipses). Due to that what was

said above perhaps these roles could be fulfilled by e-learning method?

143

Chart 1 – Schematic process of risk management (Source: FP7 Acrimas Project)

2. METHODOLOGY

Article presents a part of findings of the author which were a subject of PhD thesis in 2012. The

idea of the thesis was to compare two forms of educational materials (educational movie and a manual)

trying to find out which of them is more effective in case of distance learning. These forms of materials

were chosen since it seems that they are still most popular forms which are used to bring knowledge from

“transmitter” (tutor, teacher, author) to “receiver” (student, pupil, trainee). Source of knowledge used for

the research was a US educational movie on “Chlorine Emergencies – an overview for first responders”

published by US Chlorine Institute in 2007. On base of it there was a manual prepared in one to one of

knowledge contained (perhaps better say – information contained) in the material.

Afterwards these two materials were up-loaded on internet platform where public could

download the material and learn from it about chemical threats (particularly chlorine), however, to

do that each person had to specify his/her profile based on following criteria: profession, education,

age, sex and result of “ex-ante reception test”. The test was fulfilled by respondents before they

enter the main research process to enable a division of them onto two groups: 1/ with basic first

respond knowledge, 2/ with advanced first respond knowledge. It means that in total there were

5 criteria of group division taken in the research process.

Task of a respondent was to register on the platform (assigning on the criteria mentioned

above), fulfill the “ex-ante reception test”, choose one form of education materials (movie or

manual) and learn from that. Afterwards the respondent was obliged to fulfill pedagogical test no. 1

(right after watching/reading the educational material) and to repeat fulfilling the pedagogical test

no. 2 after 2-month-time from the training (test no. 1 and 2 had the same questions, however,

questions and answers were relevantly mixed to avoid “automatic” answers from particular

respondent who did the test before) – see Chart 2 below.

ex-ante reception test

day of the training

pedagogical test no.1

pedagogical test no.2

statistic research Chart 2 – Timeline for the research process

Timing of the research process

2 days 3 months 2 months

144

It is worth to mention that the internet platform gave also some flexibility (what is by the way a

feature and a strength of e-learning above mentioned) in timing of fulfilling the process by respondents.

They were more less free on choosing date of entering the process as long as they keep the

set timeframes in between times shown on the Chart 2. The overall idea of the research process

which was shortly described above is presents in Table 1 below.

Table 1 – Overall concept of the research process

Data collected as a consequence of the above shown process were processed due to

statistical methods with a use of SPSS Statistica program.

There were statistical tests of significance carried on in the research process to identify

relations/tendencies in between different kind of educational forms vs. different profiles of

respondents. The adequate statistical tests of significance were selected on a base of below

presented algorithm (Chart 3). In the research process there were 3 specific tests selected:

– t-Student for dependent group - the same group (movie or manual) made the pedagogical

test no. 1 and no. 2 (searching on time as disturbance factor for the group);

– t-Student for independent groups – groups using movie or manual were different (nobody

learned both from movie and manual) – searching on educational form;

– U Manna-Whitneya (research methodology allows using this kind of test as a second try

if t-Student test for independent groups does not gives clear picture of relations in

between groups or a tendency in this relation).

145

Chart 3 – Algorithm to select a statistical test of significance due to research process conditions

The above described research process was designed to undertake an effort of answering

following problematic questions:

– Problem 1: What is an influence of different forms of knowledge transfer (movie/manual) on

level of knowledge achieved by students directly after a distance learning training?

Evaluation

homogeneity of

distribution

Test t-Student

for independent

groups

Character of the groups comparison

Independent Dependent

Test t-Student

for dependent

groups

Equality of variance

not assumed

Equality of

variance assumed

30< <29

Number of the group

Dependent

Independent

Character of the groups comparison

Character of the

groups comparison

Independent

Dependent

Test McNemara Test chi

Test

KołmogorowaSmirnoffa

Test Wilcoxona

Test

U Manna-Whitneya

Division due to scale of dependent

variable

Interval and quotient scale

No Yes

Evaluation of normality of distributionn

Nominal scale Ordinal scale

146

– Problem 2: What is an influence of different forms of knowledge transfer

(movie/manual) on sustainability of the knowledge in particular timeframe from the

training carried out?

– Problem 3: Is there a difference between achieved knowledge level and sustainability of the

knowledge depending on particular respondents’ groups profiles (age, education, sex etc.).

These few detailed research questions (for the article reasons here presented 3 questions

selected out of 7 formulated in the thesis) should lead to an answer for the main research problem

which was a question – how to prepare and conduct a distance learning training to achieve an

optimal effectiveness of the educational process? Solution of the problem should at least partly

fulfill the aim of the research which was an increase of distance learning training’s quality,

especially those which are carried out in the field of safety and security issues.

3. RESULTS

Table 2 and Table 3 present findings gained in the research process. These tables show and

analyze of data collected from the process including pedagogical tests (no. 1 and no. 2) average

results.

The analyze proves that more effective form of distance learning seems to be the training

movie (see column 1 Table 2). The finding is reliable since the test significance under 0,01 (p<0,01)

entitle us to assume that proven tendency in this relation could be transmitted on broader groups of

society. Training movie has been also found as a better form of education than a manual in further

research conducted due to the groups criteria division (see Table 3). There are two exceptions from

the rule that movie is better than manual. These are “laymen” (based on “profession” criteria –

Table 2) and +30 (age criteria – Table 3) groups where was notified that for these particular groups

manual seems to be more effective tool than a training movie, however, number of the respondents

in the “laymen” group in this case seems to be extremely low to make further conclusions (n=2).

Second finding concerning the fact that manual is more appropriate for the older groups (+30) could

be explained that people in this age are much more used to traditional form of learning (manual)

which they grew up on being in primary and secondary school when computers where not so much

popular and easy accessible tool as today.

To conclude we may assume that training movie seems to be a better tool for a target group

of students who are

– not beginners in the subject being learnt;

– university educated;

– relatively young (under 30);

– males.

In some columns there are acronyms (NAO – not able to observe) which informs that in

this particular criteria there were not respondents to be validated. Since participation in the research

process was not obligatory, not managed by the researcher (everybody could take part in the process

/ selection of the respondents was random) in some groups there were not respondents registered

what decreased the value of the process in some cases.

Considering the disturbing factor which is time from the training course, there was a

“factor of knowledge level decrease” formulated. This number shows how big is a decrease of

knowledge level in between pedagogical test no.1 and pedagogical test no.2. The finding from the

147

research is that the above specified optimal group (see above criteria) will also keep the level of

knowledge longer than other groups (characterized with other criteria).

In order to achieve longer sustainability of the knowledge, we should have used rather a

training movie than a manual for the above specified group.

Table 2 – Table of results/findings for experts/laymen division criteria

148

Table 3 – Table of results/findings for education, age and sex division criteria

A conclusion for the article would a bunch of considerations. One of requirements which

we are facing right now in education is rapid development of economy and industry which

generates jobs. Therefore we need to be able to achieve new knowledge as fast as possible, when it

is being created in reality of galloping innovations to keep self-attractiveness on jobs market. It

seems that these high requirement could be fulfilled only with e-education which could be cheap,

easy accessible and common. There are of course problems we are facing also for researchers on

this topic. For example it could be frustrating when you notice that the object of your research

(Internet) is developing and changing much faster than noticeable by a researcher conducting a

research process. Whatever more we say there is at least one certainty – business and research

together are aiming at the same direction which is Internet.

REFERENCES

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/E-learning

[2] A. Chmielewski, A. Wodecki, Pomiar efektywności systemu e-learningowego w szkolnictwie

wyższym, Polski Uniwersytet Wirtualny, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej in Lublin,

Katowice 2004, pp. 223.

[3] U. Beck, World Risk Society, On the Search for Lost Security, Scholar, Warsaw 2012.

[4] B. Walker, D. Salt, Resilience Thinking, Sustaining Ecosystems and People in a Changing

World, Island Press, USA 2006.

149

RISK MANAGEMENT IN EMERGENCY SITUATIONS IN SERBIA

Nenad ZIVKOVIC

Ljiljana ZIVKOVIC

Dusica PESIC

Milan BLAGOJEVIC

University of Nis, Faculty of Occupational Safety, Serbia

Abstract: This paper presents a system of risk management in emergency situations in Serbia. The

organizational structure of the system of risk management in emergency situations is

based on a model of an integrated system of protection, rescue and emergency

management. The main carriers of these activities for all emergency situations of natural

and technical character are: Department for Emergency Situations of Serbia and Sector

for Emergency Management with the Ministry of Interior of the Republic of Serbia.

The aim of this paper is to answer whether the development of the conception of

protection in emergencies has created the conditions for building a society resilient to

disasters in the Republic of Serbia.

Keywords: Emergency Situations in Serbia, Integrated System of Protection, Rescue and Emergency

Management

1. DEFINING RISK AND EMERGENCIES

Risk is an objective (mathematical) or subjective (inductive) possibility of danger actually

turning into an event. It points to the degree of possible loss (damage) depending on the exposure to the

risk. It can be represented as a function of probability of the risk and the degree of vulnerability. The

process of risk management, with the goal of minimizing the risk, requires an assessment of the risk.

Risk assessment is the overall process of identification, analysis and evaluation of risks. To be efficient

and sustainable, risk assessment should be integrated at all levels of protection and rescue, and it should

be supported by the authorities. The methodology of the assessment of the risk caused by natural

occurrences or activity of people, in other words the occurrence of emergencies, is shown in Figure 1.

Figure 1 – Process of Risk Assessment [1]

150

The definition and classification of emergencies are determined by various types of

hazards which jeopardize the security and which may lead to emergency situations in a particular

territory. Therefore, when the regular activities (prevention, operating and other) cannot prevent and

eliminate the consequences caused by hazards, then dangerous situation assumes the character of an

emergency.

According to the type of origin, there are natural, technical-technological, and war

emergencies, in other words types of hazards, Figure 2.

Figure 2 – Classification of Emergencies [2]

It is very difficult to formulate a single, comprehensive and precise definition of an

emergency to cover all of their features and characteristics. The United Nations treats an emergency

situation (except war) as a consequence of a disaster, which is defined as “a serious break in the

functioning of a society, which causes human and material losses or impairment of the natural

environment, which disables a country to use its resources for survival in the affected environment”.

Emergency Situations Act defines the meaning of the term emergency situation as “the

state when the risks and threats or consequences of disasters, emergencies and other situations

dangerous to the population, environment and property, are of such a degree and intensity that

151

their occurrence or effect cannot be prevented or eliminated by regular action of authorities, which

is why it is necessary to use special measures, power and resources with enhanced mode to mitigate

and eliminate them”.

According to the Ministry of Interior, on the territory of Serbia, about 700 people are killed

per year in emergency situations such as fires, technological accidents, explosions, etc, and material

damage is significant, as well. In emergencies, when risks and threats to the population,

environment and property are of such intensity that they cannot be prevented or eliminated by the

regular action of the authorities and services, special measures and security forces are applied. It is

obvious that an emergency situation can turn into a state of emergency if “the risks and threats or

consequences of disasters, emergencies and other situations dangerous to the population,

environment and property” reach such a degree and intensity that specific measures prescribed by

the regime of emergency situations for the elimination of crisis and danger are insufficient. Thus, an

emergency situation becomes, in fact, a specific, less severe form of the state of emergency [1].

2. NORMATIVE ESTABLISHMENT OF THE SYSTEM

At the end of 1990s, several major fires (“Smederevo Ironworks” - the cold rolling mill,

“Simpo” - furniture factory in Vranje, etc.) suggested that the former normative and organizational

structure of the fire protection and emergency action system does not meet the needs of the society.

The overlapping competence of the Ministry of Interior and Ministry of Defense, the unclear and

nonfunctional relations between the state bodies and territorial units bodies, the lack of

corresponding normative regulations in this area, as well as the obsolescence of the Act on the

Protection against Natural and Other Major Disasters from 1977, and the Fire Protection Act from

1988, pointed to the necessity of establishing a new approach in this area – an integrated system of

emergency management [2].

This strategic aim was achieved with the Emergency Situations Act and the new Fire

Protection Act, whose objectives are the protection of human life, environment and property, and

not only from fire, explosions and accidents, but also from various types of natural disasters,

technical and technological disasters (floods, earthquakes, landslides, storms on land, droughts,

avalanches, traffic accidents, accidents in mines and tunnels, etc.).

The principles that the integrated system of protection and rescue is based on are: the right

to protection, solidarity, publicity, preventive care, responsibility, gradualism in the use of power

and means, as well as an active policy of equal opportunities.

For the purpose of the efficient implementation of the acts mentioned above, there are

several other sub normative acts, such as regulations: the Regulation on the Composition and Work

of the Department for Emergency Situations; the Regulation on the Classification of Objects,

Activities and Land into Fire Risk Categories; the Regulation on the Mandatory Tools and

Equipment for Personal, Mutual and Collective Protection against Natural and Other Disasters; the

Regulation on the Content and Manner of Making Plans for the Protection and Rescue in

Emergency Situations; the Regulation on the Implementation of Evacuation.

Furthermore, a series of ordinances is applied: the Ordinance on the Conditions to Be

Fulfilled by Legal Personalities Registered to Train People Who Work on Fire Protection; the

Regulations on Special Training and Examination in the Field of Fire Protection; the Ordinance on

the Manner of Preparation and Content of the Plan on the Fire Protection of the Autonomous

Region, Local Authorities and Entities Classified in the First and Second Category of Vulnerability;

152

the Regulation on the Organization and Method of Use of Specialized Civil Protection Units; the

Ordinance on Amending the Ordinance on Technical Standards for the Protection of High Buildings

from Fire; Regulations on the Organization of Fire Protection According to the Fire Risk

Categories; the Regulations on the Content of Information on Emergency Dangers, Measures and

Procedures; the Regulations on the Professional Firefighting Units of the Local Government. The

authorized and qualified legal personalities for the protection and rescue in the Republic of Serbia

are being determined.

The National Strategy for the Protection and Rescue in Emergency Situations was passed

in 2011. The basis for the adoption of this strategy is the Emergency Situations Act, which defines

the establishment of the integrated system of protection and rescue, as well as other national and

international documents such as: the National Programme for the Integration of the Republic of

Serbia into the European Union; the National Sustainable Development Strategy; The National

Security of the Republic of Serbia Strategy; The Millennium Goals of Development (defined by the

members of the United Nations), as well as the Hyogo framework for the activities in the period

between 2005 and 2015, as a planning document of the United Nations for the disaster risk

reduction (Hyogo Framework for Action-HFA). The Internal Security of the European Union

Strategy and the European Union strategy for Supporting Disaster Risk Reduction the Developing

Countries were also taken into account during the development of the National Strategy for the

Protection and Rescue in Emergency Situations.

The purpose of the adoption of these strategies is the protection of life, health and property

of citizens, the protection of the environment and cultural heritage of the Republic of Serbia, which

defines certain national coordination mechanisms, guidelines of the programs for the reduction of

disasters caused by natural occurrences, and the risk of accidents. The National strategy clearly

defines a vision which, in the process of changes, is intended to motivate the action in the right

direction, while the stated mission directs the strategic development and provides a timeline for the

action. The vision of the strategy is – a developed, comprehensive, efficient and effective system for

the reduction of the risk and consequences of natural and other disasters via integrated emergency

management in the Republic of Serbia, which contributes to increased security and sustainable

development in the region. The mission of the strategy is – to create conditions for building a

society resistant to disasters via the development of an integrated and efficient system for the

protection and rescue in the Republic of Serbia by 2016. The National Strategy should provide an

efficient and effective system for the protection and rescue through strategic areas which are

harmonized with the Hyogo framework for action. Strategic objectives are defined within the

strategic areas, and they are described in detail in the Action Plan which defines the carriers of

implementation, performance indicators, timelines for the implementation and the necessary

financial resources.

Since the National Strategy for the Protection and Rescue in Emergency Situations and the

Fire Protection Strategy have been adopted, the next steps to be implemented are the Risk

Assessment and Protection and Rescue Plans, based on the various levels.

The European Union established the Community Civil Protection Mechanism with the

Council Decision 2007/779/EC. The Mechanism aims to facilitate cooperation in the interventions

of assisting civil protection in emergency situations when the preparedness of the country affected

by disaster is not sufficient for an adequate response due to insufficient available resources. As it is

stated in Article 10 of this decision, the Mechanism is open for the participation of the candidate

countries, and having in mind the fact that the process of Serbia's accession to the European Union

started, one of the priorities of the National Strategy is the inclusion of the Republic of Serbia in the

153

Mechanism. The Global policy in the field of disaster risk reduction, as well as national efforts for

the prevention and elimination of consequences of emergency situations, are especially necessary

and productive at the regional level. Therefore, the National Strategy provides the possibility of

effective regional cooperation, taking into account the increasing need of mutual response to the

challenges.

Emergency Situations Act defines “emergency managementˮ, while “disasters risk

reductionˮ is not mentioned. The Act on Amendments and Supplements to the Emergency Situations

Act has expanded the area of organization and establishment of the system of protection and rescue

in Serbia in a way which, in addition to the established system of emergency response, enables a

policy of strengthening the nation's resilience to disasters on a daily level and establishes an

efficient system of preventive protection against disasters. Furthermore, the Act extends the

authority of the Republic Department for Emergency Situations to coordinate the work of all the

subjects of the protection and rescue system in the matters of organization, planning, preparation

and implementation of measures and activities for disaster risk prevention and reduction, protection

and rescue, including the exchange of information, knowledge and technology; which provides the

basis for promoting the Republic Department for Emergency Situations to the National Platform for

Disaster Risk Reduction.

The National Platform for Disaster Risk Reduction is usually a national council or forum,

which brings together a number of different, mostly national, key stakeholders. It represents and

promotes disaster risk reduction at all levels, from local to national and international, and through a

coordinated approach with the expert analysis of priority topics and areas, it advises and proposes

joint actions and measures through a participatory decision-making process. The aim of the

platform is to contribute to the establishment and development of a comprehensive national system

of disaster risk reduction, depending on the needs and possibilities of individual countries.

Therefore, the Act on Amendments enables the formation of a body which represents all the key

subjects that may be of importance for the protection and rescue system, either directly or indirectly

(whether their function may influence the decision-making, or they are leaders of professional

services that can be engaged in the response to an emergency situation), as well as the

representatives of public agencies and others with a role in this important domain. In addition, such

a body must be authorized to issue a response in time, while in the period of regular sessions it can

participate in the creation of the system of protection and rescue by making decisions and

recommendations.

For the purpose of the efficient implementation of the Emergency Situations Act and the

Fire Protection Act from 2012, the Regulation for the Determination of the General Plan for Flood

Control in the Period Between 2012 and 2018 was passed. The General Plan for Flood Control

established the measures to be taken preventively and during the arrival of high water (external and

internal), the manner of the institutional organization of flood control, duties, responsibilities and

authorizations of the heads of defense, institutions and other entities responsible for flood control,

ice and flooding inland waters, the method of observation and recording of hydrological and other

data, etc. Moreover, the Regulation on the Local Government of the Professional Fire Units was

passed, which determined the minimum number of firefighters as well as the technical equipment

and training of the professional fire brigades, founded by the local government.

The adoption of the Fire Protection Strategy for the Period Between 2012 and 2017

was of particular importance to risk management in emergency situations. The overall aim of

the Strategy is to improve fire protection by taking preventive actions and applying the

measures for the security of all subjects, and informing citizens. The main objective of the

154

Strategy is the creation of new and improvement of existing conditions for the overall economic

and social progress based on a long-term improvement of fire protection. Therefore, taking into

account the concept of sustainable development, the Strategy aims to introduce fire protection

in all other strategic plans of the Republic of Serbia, and therefore integrate fire protection in all

areas of the strategy of the Republic of Serbia; and later in all the policies, programs, and

development plans and projects. The sectors and geographical areas of the Strategy where the

organizational and technical objectives of fire protection should be achieved are: normative

regulations, preventive protection, an area of cooperation between all the factors, especially the

cooperation with international stakeholders, consideration of capacity in knowledge, skills and

necessary equipment.

The criteria for fire risk management are also included in the existing technical regulations,

such as: Regulation for the Protection of Storage Fire and Explosion; Regulation on Technical

Norms for Fire Protection of High Buildings; Regulation on the Construction of the Liquefied

Petroleum Gas Plant and on Storing and Transferring Liquefied Petroleum Gas; Regulation on

Building Stations for Fuel Supply of Motor Vehicles, Storage and Refueling and more. The primary

importance in terms of determining the set of criteria of fire risk, the policies contain most

vulnerable objects, such as plants for the production, processing and storage of flammable liquids

and gases, objects where a great number of people gather and spend time, industrial facilities of

capital importance, defense industry and more.

3. ORGANIZATIONAL STRUCTURE OF SYSTEMS

The idea which unified all the activities aimed at the protection of life, health and property,

the preservation of the conditions necessary for life and preparing to overcome the situations in case

of fire, natural disasters, hazardous materials effects and other states, was realized in 2009, when

the Sector for Emergency Management was established under the Ministry of Interior.

The focus of the Sector for Emergency Management is the strengthening of institutional

structures and capacities for preventive action in case of emergencies.

The organizational chart of the system of risk management in emergency situations in the

Republic of Serbia is shown in Figure 3.

According to the Emergency Situations Act, the Republic Department for Emergency

Situations represents an operational, professional body established by the Government and it is in

charge of the affairs of protection and rescue in emergency situations coordination and

management. The Republic Department consists of the Minister of Interior as the chief of the

Department (whose function is the Head of the Sector for Emergency Management) and the

members of the Department. The members of the Department are: the members of the Government,

ministers and their associates in whose scope of work are actions in the field of public

administration and local self-government, defense, health, agriculture, waterpower engineering and

forestry, work and social policy and the environment protection, foreign affairs, transportation and

telecommunications, construction, mining, energy, media, finance, trade and services, and

professional employees of the Ministry of Interior, the Army of Serbia, the Serbian Red Cross and

Serbian Mountain Rescue Service. Also, the members include the representatives of the Republic

Hydrometeorological Institute of Serbia and Republic Seismological Bureau, public companies and

other legal entities, charities, civic associations and institutions which engage in the protection and

rescue in emergency situations. Professional, operational, administrative and technical tasks

155

important for the functioning of the Department are carried out by the organizational units of the

Sector for Emergency Management.

Figure 3 – The organizational chart of the system of risk management in emergency situations in the

Republic of Serbia

Sector for Emergency Management organizes and implements activities to protect life,

health and property of citizens, the preservation of the necessary conditions for life and preparation

to overcome the resulting situation during natural disasters and technological accidents and other

dangerous situations, which are the result of natural and anthropogenic factors.

Sector for Emergency Management performs normative, administrative, organizational,

technical, preventive, technical, educational, informative acts for the organization, planning,

implementation, control of the measures to protect life, health and property of citizens, and the

protection of the environmental conditions necessary for life and preparing to overcome situations

in case of fire, natural disasters, technical and technological accidents, effects of hazardous

materials and other conditions.

According to the Emergency Situations Act, emergency management represents a joint

activity of the Sector for Emergency Management and local government representatives in order to

react easily and fast in such situations. The role of the Sector is to coordinate the activities of all the

government institutions in the protection of people and their property. In this respect, the main

objective of the Sector for Emergency Management is further improvement of the service, and

strengthening of institutional structures and capacities for preventive action and minimizing risks.

156

Department for Prevention aims to unite all the preventive actions to protect life, health

and property of citizens. It is responsible for the inspection and control of the facilities with the aim

of protecting them from fire and explosion, which includes the location approval, technical

documentation and technical reception of facilities under construction, inspection control of

facilities in operation from the standpoint of fire and explosion protection. The Department is also

responsible for overseeing the production, sale and transportation of flammable and explosive

materials, as well as the investigation in the event of a fire or explosion. The basis of operation of

the Department for Prevention is the Fire Protection Act. The structure of the Department for

Prevention is shown in Figure 4.

Figure 4 – The structure of the Department for Prevention [2]

Department for Fire and Rescue Units coordinates the operation and use of fire and

rescue units on the entire territory of the Republic of Serbia. Fire and Rescue units are the first to

act in the protection and rescue of people, material and cultural property in the event of natural

disasters, technological accidents and disasters. These units work closely with other departments of

the Ministry of Interior - Directorate of Police (Gendarmerie - units and Diving Center of

Gendarmerie, Helicopter Units, Traffic Police, etc.), Army of Serbia, institutes, centers, agencies

and other services, if there is a need for their participation with the aim of a joint response to

emergencies. The structure of the Department for Fire and Rescue Units is shown in Figure 5.

Figure 5 – The structure of the Department for Fire and Rescue Units [2]

Department for Risk Management is the holder of the Assessment of the risk of accidents

(technical and technological accidents), which is an integral part of the National risk assessment.

Through the Department for Risk Management, the Sector organizes the work of the centers for

observation, information and alarm, where the data about the situation in areas relevant for the

157

protection and rescue system in the Republic of Serbia are being collected and processed –

continuously (24 hours). The Department coordinates the activities in emergency situations and

provides technical assistance to the emergency departments and other participants in the protection

of people and property in emergency situations.

Figure 6 – The structure of the Department for Risk Management [2]

Under this Department, the Division for Hail Protection and Division for Weather

Modification Methodology were formed.

Also within this administration, five special regional teams for rescue in the event of

earthquakes and ruins were formed in Belgrade, Novi Sad, Niš, Kraljevo and Valjevo and they

consists of the members of the Gendarmerie and the Sector for Emergency Management.

In the Republic of Serbia, there is no unique number that people can dial in case of an

emergency, but each emergency service has its own emergency number and dispatching center (192

- police, 193 – fire department, 194 - ambulance), whose coordination is not very efficient. Also,

system identification/locating of the caller is not functional (making the rapid response of

emergency services difficult) and the database for tracking all hazards, events, emergencies and

disasters is not well-developed.

Department for Civil Protection is the carrier of the National Plan for the Protection and

Rescue in Emergency Situations and part of the National Risk Assessment. Furthermore, through the

Department, the Sector forms and equips specialized civil protection units (teams for rescuing from

rubble, on water and under water, teams for RHB protection, rescuing from heights and depths, for

care, medical assistance, etc.). Within the Department for Civil Protection there is a special Division

for Unexploded Ordnance – UXO, which performs the destruction of unexploded ordnance. Civil

protection is above all the organization responsible for reviewing and preparing for the protection in

emergencies, defining a strategy of protection and rescue, developing feedback information based

158

on experience, etc. Civil Protection has an advisory role to play as a technical counselor of the state

related to the protection from disasters.

Civil protection units (specialized units and units of general purpose) are formed, equipped

and trained as the operating forces for performing the tasks of civil protection. These units are

formed in accordance with the Risk Assessment for the Republic of Serbia.

Figure 7 – The Structure of the Department for Civil Protection [2]

National Emergency Training Centre provides and implements training and professional

advancement of all the structures of protection and rescue system for preparation, planning, and

reacting in emergency events and situations in accordance with the Law and European standards.

Figure 8 – The structure of the National Emergency Training Centre [2]

Department for Emergency Management in Belgrade performs tasks which are

normative, administrative, organizational and technical, preventative, educational, informative, etc,

for the organization, planning, implementation, control measures to protect life, health and property

of citizens, and environmental conditions necessary for life and preparation to overcome situations

in case of fire, natural disasters, technical and technological accidents, effects of hazardous

substances and other dangerous situations of major proportions that may endanger the health and

lives of people and the environment, or cause severe damage, and tasks of assisting in rectifying the

consequences (reduction and rehabilitation) caused by emergencies.

159

Figure 9 – The structure of the Department for Emergency Management in Belgrade [2]

By adopting the Regulation on the Organization and Work of the Emergency Departments,

the legal basis for education departments at all levels has been created - from the republican level to

the level of local government. Furthermore, the Department for Emergency Management AP

Vojvodina was formed, city departments for emergency management in Belgrade, Kraljevo and

Loznica and Municipal Department for Emergency Situations in Prijepolje and Ljubovija.

4. CONCLUSION

Completing and uniting the appropriate matter in the Act involved creating the basic

normative bases for the harmonious and the timely response of many government agencies and

non-state subjects in emergency situations and, consequently, for the efficient protection and rescue

of people and property in such situations, while respecting the guidelines and suggestions of the

United Nations International Strategy for Disaster Risk Reduction (UNISDR).

By establishing the integrated system of emergency management, specifying the

management and executive functions of the subjects of the system, and concentrating the

professional tasks protection and rescue in the Sector for Emergency Management, the legal

conditions for the implementation of the necessary preventive and operational measures were

created, as well as for the fulfillment of the tasks of protection and rescue of people and property

from the consequences of natural and other disasters, as well as the recovery of these consequences.

The normative and structural organization of the system of risk management in emergency

situations in the Republic of Serbia provides the prerequisites for disaster risk reduction and

creation of a society resistant to disasters.

Acknowledgement: The paper is a part of the research done within the project III43014.

160

REFERENCES

[1] Sekulski D., et al.; On Methodology for Risk Assessment of Events with Catastrophic

Consequences, Faculty of Technical Sciences, Novi Sad, 2012., str. 45.

[2] Jugovic S., The Real Position of the Emergency Department in the Republic of Serbia,

Criminal Police Academy, Beograd, 2013, str. 121.

[3] Emergency Situations Act ("RS Official Gazette", No.111/2009).

[4] Fire Protection Act ("Official Gazette of RS", No.111/2009).

[5] Fire Protection Act ("Official Gazette of RS", No. 37/88) and ("RS Official Gazette",

No. 53/93, 67/93, 48/94 and 101/05).

[6] Act on Amendments and Supplements to the Emergency Situations Act ("RS Official

Gazette", No.111/2009, 92/2011 and 93/2012).

[7] National Strategy for the Protection and Rescue in Emergency Situations ("RS Official

Gazette", No.86/2011).

[8] Rulebook of the Professional Fire Brigade Units and Local Government Units ("Official

Gazette of RS", No. 18/2011).

[9] Strategy for Fire Protection in the Period Between 2012 and 2017 ("RS Official Gazette",

No.21/2012).

161

SEPARATION DISTANCE BETWEEN BUILDINGS

IN FUNCTION OF FIRE PROTECTION

Dusica PESIC

Darko ZIGAR

Ljiljana ZIVKOVIC

Nenad ZIVKOVIC

Milan BLAGOJEVIC

University of Nis, Faculty of Occupational Safety, Serbia

Abstract: In most cases, the fires from residential building to adjacent buildings spread through the

exterior openings. Determination of the optimal separation distance between buildings is a

task of economic and safety analyses, although it is known that increasing separation

distance increases fire protection of an adjacent building, but decreases the cost

effectiveness of urban solutions. Great efforts have been made in order to find a

compromise between these two aspects, and for this reason, several methods for

determining the separation distance between buildings in terms of fire protection have been

developed. In this paper, the methods for determination of the separation distance between

buildings have been given, and the simulations results of fire spreading from the burning

building to an adjacent building obtained by software package Fire Dynamics Simulator

have been presented.

Keywords: Fire Spread, Separation Distance, Legislation, Simulation, Incident Heat Flux, Temperature

1. INTRODUCTION

Fire spread between the buildings and expected consequences are dependent on the fire

severity, distance between the buildings, fire resistance of external walls and the risk that occupants

in the adjoining building are exposed to.

The spread of fire from a burning building to an adjoining building can occur in a number

of different ways. The available data indicate the fact that in most cases, the fire from residential

building to adjoining buildings spread through the exterior openings. Flame and radiative heat come

out through windows or other openings in the facade of a burning building.

Ignition due to radiation is the most common way of fire spread between the buildings. The

parameters that influence the heat transfer by radiation from a burning building to a receiving

surface of adjoining building are projections of flames from openings, the emissivity of the flame

and the configuration factor, as well as the distance between the buildings. Radiative heat flux at the

exposed facade of adjacent building is very important parameter too.

There is no internationally accepted method for design of the buildings that takes into

account the external fire spreading between buildings. National building codes are generally based

on more or less prescriptive provisions, without background about the origin of the provisions. In

most building codes and calculation methods for fire spread, a value of 12.5 kW/m2 is used as the

maximum tolerable level of radiation at the exposed facade to external fire.

Taking into account that there is a possibility of fire spread from a burning building to an

adjoining building, the minimum safe separation distance between buildings should be determined.

162

Minimum separation distance depends on the fire severity, percentage of opening in the exposed

wall, and the ratio of width to height or height to width of buildings. In most building codes,

different calculation methods for determining safe separation distance between the buildings and

acceptable unprotected areas have been given.

With the rapid development of computer technology, Computational Fluid Dynamics

(CFD) modeling is widely used for fire studies nowadays. In order to determine safe separation

distance between two residential buildings, Large Eddy Simulation (LES) method of the software

package Fire Dynamics Simulator (FDS) has been used in this article.

2. CODES WITH REGARDS TO EXTERNAL FIRE SPREAD BETWEEN

BUILDINGS

In many countries, the separation distances between residential buildings are recommended

in different building codes.

The requirements in England regarding external fire spread are set out in the Building

Regulations, Part B - External fire spread [1]. The code recommends the methods for calculating the

separation distances between buildings.

The objective of the calculation methods is to make sure that the building is separated from

the relevant boundary by at least half the distance at which the total radiant heat flux received from

all unprotected areas in the external wall would be 12.6 kW/m2. This is based on the assumption

that the emitted radiation from the unprotected areas in the wall is 84 kW/m2 for buildings in the

residential, office and recreation purpose groups, and 168 kW/m2 for buildings in the commercial,

industrial, storage or other non-residential purpose groups. The method is also called the “mirror

image” concept, which means that another building is located on the other side of the relevant

boundary (Fig. 1).

Figure 1 – The “mirror image” concept

With a properly designed sprinkler system installed in the building, the separation distance

D/2 from the relevant boundary may be halved. However, the distance to the boundary is not

allowed to be less than 1.0 m.

The distance from the relevant boundary and the maximum acceptable unprotected areas

are calculated using two methods.

Method 1 should be used for dwelling houses, flats and other residential buildings.

Furthermore, the external walls should not be longer than 24 m and the building height no more

163

than three levels. The minimum distance from the relevant boundary to the sides of the building and

the maximum acceptable unprotected areas are shown in Table 1.

Table 1 – Separation distances and maximum unprotected areas (method 1)

Minimum distance X between external wall and

relevant boundary, [m]

Maximum acceptable unprotected

area, [m2]

1 5.6

2 12.0

3 18.0

4 24.0

5 30.0

6 No limit

Figure 2 shows the principles of method 1 and the distance to the relevant boundary.

Figure 2 – Principles of method 1

Method 2 can be used for any building, regardless of the purpose group of the buildings.

However, buildings should not be higher than 10 m. The distance from the relevant boundary to the

side of the building and the amount of acceptable unprotected areas are presented in table 2.

Table 2 – Separation distances and maximum unprotected areas (method 2)

Separation distance between external wall and relevant

boundary, [m] Maximum unprotected

area as a percentage of

total wall area, [%] Residual, office, assembly,

recreation buildings

Shop, commercial, industrial,

storage, other non-residual buildings

- 1 4

1 2 8

2.5 5 20

5 10 40

7.5 15 60

10 20 80

12.5 25 100

In the United States of America, the code which determines separation distances between

buildings is the NFPA 80A – Recommended Practice for Protection of Buildings from Exterior Fire

Exposures [3]. The scope of the NFPA 80A is to protect combustible material on the outside as well

as the inside of a building exposed to an external fire source. Separation distances are determined

assuming that the facades are made of cellulosic materials, with the ability to withstand ignition

when exposed to a maximum radiation level of 12.5 kW/m2. Table 3 sets out guide numbers that

should be used when determining the separation distances between buildings. To be able to

164

determine a guide number from the table, it is necessary to know the fire severity, percentage of

openings in the wall and the ratio of the width-to-height or height-to-width of the compartment.

Table 3 – Guide numbers for determination of separation distances (NFPA 80A)

Fire severity Guide number

Percent openings Ratio width-to-height or height-to-width

Light Moderate Severe 1.0 1.3 1.6 2.0 2.5 3.2 4 5 6 8 10 13 16 20 25 32 40

20

30

40

10

15

20

5

7.5

10

0.36

0.60

0.76

0.40

0.66

0.85

0.44

0.73

0.94

0.46

0.79

1.02

0.48

0.84

1.10

0.49

0.88

1.18

0.50

0.90

1.23

0.51

0.92

1.27

0.51

0.94

1.30

0.51

0.94

1.32

0.51

0.94

1.33

0.51

0.95

1.33

0.51

0.95

1.34

0.51

0.95

1.34

0.51

0.95

1.34

0.51

0.95

1.34

0.51

0.95

1.34

50

60

80

25

30

40

12.5

15

20

0.90

1.02

1.22

1.00

1.14

1.37

1.11

1.26

1.52

1.22

1.39

1.68

1.33

1.52

1.85

1.42

1.64

2.02

1.51

1.76

2.18

1.58

1.85

2.34

1.63

1.93

2.48

1.66

1.99

2.59

1.69

2.03

2.67

1.71

2.08

2.80

1.71

2.08

2.80

1.71

2.08

2.79

1.71

2.08

2.80

1.71

2.08

2.81

1.71

2.08

2.81

100

-

-

50

60

80

5

30

40

1.39

1.55

1.82

1.56

1.73

2.04

1.74

1.94

2.28

1.93

2.15

2.54

2.13

2.38

2.82

2.34

2.63

3.12

2.55

2.88

3.44

2.76

3.13

3.77

2.95

3.37

4.11

3.12

3.60

4.43

3.26

3.79

4.74

3.36

3.95

5.01

3.43

4.07

5.24

3.48

4.15

5.41

3.51

4.20

5.52

3.52

4.22

5.60

3.53

4.24

5.64

-

-

-

100

-

-

50

60

80

2.05

2.26

2.63

2.30

2.54

2.95

2.57

2.84

3.31

2.87

3.17

3.70

3.20

3.54

4.13

3.55

4.93

4.61

3.93

4.36

5.12

4.33

4.82

5.68

4.74

5.30

6.28

5.16

5.80

6.91

5.56

6.30

7.57

5.95

6.78

8.24

6.29

7.23

8.89

6.56

7.63

9.51

6.77

7.94

10.05

6.92

8.18

10.50

7.01

8.34

10.84

- - 100 2.96 3.32 3.72 4.16 4.65 5.19 5.78 6.43 7.13 7.88 8.67 9.50 10.33 11.15 11.91 12.59 13.15

In order to calculate the required separation distance, the guide number should be

multiplied with the lesser dimension of the width and height exposed to fire, and then add 1.52 to

take into account the flame projections out of openings and prevent ignition due to flame

impingement on the exposed building. Separation distance, D, could be calculated from the

following equation

52.1 gZD (1)

where g is guide number from table 3, Z is lesser dimension of width and height of the exposing fire.

In Serbia, separation distances between buildings are proposed by the Law on Fire

Protection, the Law on Planning and Construction, Regulations on general conditions of the lots

and building and contents, conditions and procedure for issuing acts on zoning requirements for

buildings, Regulations on technical norms for fire safety of high-rise buildings, as well as

Technical recommendation for structural fire protection for residential, business and public

buildings.

Regulations on general conditions of the lots and building and contents, conditions and

procedure for issuing acts on zoning requirements for buildings [4] prescribe the minimum distances

between the objects. The distances between multi-storey buildings and buildings that are built in a

row must be equal to at least half of the height of a higher building. If the buildings at the opposing

side facades do not contain windows, the distance can be reduced to a quarter of the height of a

higher building. This distance cannot be less than 4 m if one of the buildings walls contains

windows. The minimum distance between family housing must be 4 m.

Regulations on technical norms for fire safety of high-rise buildings [5] require that, if the

opposing walls of the adjacent buildings have the openings through which the fire could spread

from one building to another, the minimum distance between these openings should be determined

by calculation. If the calculation is not possible, the distance should be half of the height of a higher

building.

Technical recommendation for structural fire protection for residential, business and public

buildings [7] prescribes the metodology for determination of the separation distance between the

buildings. Considering the possibility of fire spread, the separation distance between buildings (i.e.

their nearest windows) can be determined by the conditions necessary for ignition of the curtains on

165

the window of the adjacent building caused by the flame radiation through the windows of the

burning building. At the same time, during time interval of 30 min, radiative heat flux on the curtain

area must be less than 8 kW/m2. Separation distance, D, can be calculated from the following

equation.

4cos2

AH

aD (2)

where a is window factor, H is height of a higher building, A is windows areas.

3. NUMERICAL MODEL

3.1 Methodology

FDS, developed by National Institute of Standards and Technology (NIST) is now a

popular CFD tool in fire related researches. It consists of hydrodynamic model, combustion model

and model of thermal radiation. Hydrodynamic model solves numerically a form of the Navier–

Stokes equations for thermally driven flow and thermally expandable, multicomponent mixture of

ideal gases. The governing equations are [2]:

Conservation of mass

'''bm

t

u

(3)

which is often written in terms of the mass fractions of the individual gaseous species, Yα

''',

''' bmmYDYY

t

u (4)

Conservation of momentum

ijbpt

fguuu (5)

Transport of sensible enthalpy

''''''''qu bss qq

Dt

Dphh

t (6)

Equation of state for a perfect gas

M

RTp

(7)

where ρ is density, u is velocity vector, u = [u,v,w]T, T is temperature, Dα is diffusion coefficient, Yα

is mass fraction of αth species, '''m is mass production rate per unit volume of species α by

chemical reactions, ''',bm is mass production rate per unit volume of species α by evaporating

particles, p is pressure, g is gravity vector (0,0,-g), fb is external force vector, τij is viscous stress

tensor, hs is sensible enthalpy, ''q is heat flux vector, '''q is heat release rate per unit volume from a

chemical reaction, '''bq is energy transferred to the evaporating droplets, ε is dissipation rate, R is

universal gas constant (8.314 J/molK), M is molecular weight of the gas mixture and t is time.

Equations presented above can be treated as Direct Numerical Simulation (DNS) or

Large Eddy Simulation (LES). For DNS, the dissipative processes of viscosity, thermal

conductivity and material diffusivity are computed directly. In LES, the large-scale eddies are

resolved while those smaller than the grid cell sizes, also known as sub-grid scale (SGS) eddies,

166

are modeled. This is based on the assumption that the smaller eddies contribute small quantity

of the total kinetic energy of the flow. On the SGS, the model uses a refined Smagorinsky

sub-grid turbulence model to predict the sub-grid scale motion of viscosity, thermal

conductivity, and material diffusivity [6].

The combustion model is based on the mixture fraction concept, which is quantitatively

represented by the fuel and the products of combustion. There is a two-step chemical reaction of

combustion, as follows:

MNSCOOHOMNOHC M2NSCO'CO2OH2

'Obazyx 222

vvvvvvv (8)

22

'CO COO

2

1COv (9)

where vk is stoichiometric coefficient of species k.

The radiative transport equation for an absorbing, emitting, and scattering medium is

4

''' ),(),(4

),(),(),(),(),(),(s dsxIss

xxBsxIxxksxI s

s (10)

where ),( sxI radiation intensity at wavelength λ, s is direction vector of the intensity, ),( xk is

local absorption, ),( x is scattering coefficients, ),( xB is emission source term, describing how

much heat is emitted by the local mixture of gas, soot and droplets/particles.

3.2 Model configuration

FDS requires the inputs as follows: geometry of the facility, computational cell size,

location of the ignition source, heat release rate, thermal characteristics of materials and boundary

conditions.

For simulation of fire spread, two one-floor residential buildings with dimensions of 9.4 m

x 7.4 m x 6.3 m (length, width and height, respectively) have been designed. In order to reduce the

volume of 3-D simulation domain, only the part of the building where the possibility of fire spread

was investigated has been designed (Fig. 3).

The surfaces of the walls and ceiling of the buildings were covered with gypsum boards.

Floors in the premises and stairs were covered with synthetic carpets. Fire load of the burning

building consisted of wooden tables, chairs, kitchen furniture, cabinets, as well as upholstered beds

and armchairs. Both buildings had wooden roofs, wooden doors with dimensions of 1.6 m x 2.0 m

and windows with dimensions of 1.2 m x 1.2 m. At the burning building, the glasses on the door

and windows at the ground floor were cracked in 120 seconds of simulated time, while the glasses

of upstairs windows were cracked in 180 seconds. Due to the fact that the examined scenario was

aimed at determining the minimum conditions necessary for ignition of the window curtains on the

adjoining building, the windows of the adjoining building were covered with cotton curtains with a

flash point of 280 C. Gauge of incident heat flux and temperature gauge were placed on the

curtains within the building in which the possibility of fire spread was investigated. The properties

of the used materials are given in table 4.

167

Figure 3 – The 3-D simulation domain

Table 4 – Properties of materials

Material Thickness,

m

Density,

kg/m3

Thermal

conductivity,

W/mK

Flash point,

C

Combustion

velocity,

kg/m2s

gypsum board 0.013 1440 0.48 400 -

carpet 0.006 750 0.16 290 0.05

spruce 0.028 450 - 360 -

pillows and

curtains (cotton) - 40 - 280 0.03

The heat release rate of a fire is generally quantified by the fire source area and heat release

rate per unit area. For this investigation, the fire source with dimensions 0.6 m x 0.6 m was in the

kitchen. The heat release rate per unit area was 360 kW/m2.

When applying LES simulation, the grid size is a key parameter which has to be considered

very carefully, because it should be appropriate to produce reliable simulation results. The size of

the grid cell generally depends on the heat release rate of the fire source and the air properties.

These factors are combined to give a characteristic fire diameter D* , which is defined as follow [2]

5

2

*

gTc

QD

p

(11)

where, Q is heat release rate, cp is specific heat, ρ∞ is ambient air density, T∞ is ambient air

temperature, and g is acceleration due to gravity.

In general, the better the numerical solution of the equations is obtained, when the finer the

numerical grid is. For this investigation, the grid was 0.1 m x 0.2 m x 0.1 m in the three spatial

directions (x-, y- and z- direction).

The ambient temperature was set to 303 K in the whole computational domain. The

instantaneous or “real” perpendicular wind was specified, e.g., an initial velocity boundary

condition of 0.3 m/s with a uniform profile was set at the right side of the simulation domain. The

top and the other three sides of the domain were all set to be naturally opened in order to simulate

the real conditions for open space.

The simulations were carried out for different conditions. The possibility of fire spread for

the cases of distances between buildings 3.2 m, 4.0 m and 4.8 m was investigated here. The above

mentioned distance values were chosen in order to examine the validity of Serbian legislation under

which the separation distance between the buildings for these types of residential buildings must not

be less than 4 m.

168

4. RESULTS

Case 1: Buildings distance of 3.2 m

140 s (glass is cracked) 170 s (fire spreads to adjacent

building)

200 s (both buildings are on fire)

Figure 4 – Growth and spread of fire at buildings distance of 3.2 m

140 s 170 s 200 s

Figure 5 – Temperature regime of fire in the vertical plane x = 1.6 m

Figure 6 – Incident heat flux and temperature of the curtain surface at lower window


203 s (upper window is on fire) 215 s (lower window is on fire) 373 s (both buildings are on fire)

Figure 7 – Growth and spread of fire at buildings distance of 4 m

169

203 s 215 s 373 s


Figure 9 – Incident heat flux and temperature of the curtain surface at upper window



163 s (fire spread on the roof) 207 s 700 s

Figure 11 – Growth of fire without spreading to adjacent building

163 s 207 s 700 s


170


4. DISCUSSION

On the basis of the results presented, it can be concluded that fire spread from the burning

building to the adjacent building in cases when their separation distances were 3.2 m and 4.0 m. In the

case when the distance between buildings was 3.2 m, fire spread by igniting the curtains on the lower

window in 170 seconds, while in the case when the distance between buildings was 4.0 m, fire spread in

203 seconds by igniting the curtains on the upper window.

Serbian legislation requires that separation distance between buildings should be 4.0 m as a

function of fire protection. However, the results of simulations showed that the distance between

residential buildings of 4.0 m is not safe separation distance for fire spread from a burning building to an

adjacent building.

In case when distance between the buildings was 4.8 m, the fire did not spread. However, the

analysis of the results of incident heat flux showed that its value in specific time intervals was 12.0 kW/m2,

which is very close to the adopted values of critical heat flux of 12.5 kW/m2 in building codes in many

countries.

It should be noted that this research did not include the presence of wind which strongly

influences the fire spread. The dimensions of the windows in the building were 1.2 m x 1.2 m, but the

analyses of many experimental investigations proved that window area had crucial influence on the

radiative heat transfer. Quantification of these aspects of the described problem could be a subject

of further investigations.

Acknowledgement: The paper is a part of the research done within the project III43014.

REFERENCES

[1] Approved Document B, Section B4 – External fire spread, The Building Regulations 1991, 2000

edition, Department of the Environment and the Welsh Office, HMSO, London, 2000.

[2] McGrattan K, Hostikka S, Floyd J, Baum H, Mell RRW, McDermott R, Fire Dynamics

Simulator (version 5.4) Technical Reference Guide. National Institute of Standards and

Technology, Washington, 2009.

[3] NFPA 80A: Recommended Practice for Protection of Buildings from Exterior Fire Exposure, National

Fire Protection Association, Quincy, MA, 2001.

[4] Pravilnik o opštim uslovima o parcelaciji i izgradnji i sadržini, uslovima i postupku izdavanja akta

o urbanističkim uslovima za objekte za objekte za koje odobrenje za izgradnju izdaje opštinska,

odnosno gradska uprava ("Sl. glasnik RS", br. 75/2003)

[5] Pravilnik o tehničkim normativima za zaštitu visokih objekata od požara ("Sl. list SFRJ",

br. 7/84, "Sl. glasnik RS", br. 86/ 2011)

[6] Smagorinsky J, General circulation experiments with the primitive equations. The basic

experiment. Mon Weather Rev 91(3):99–164, 1963.

[7] Tehnička preporuka za zaštitu od požara stambenih, poslovnih i javnih zgrada, Savezni

zavod za standardizaciju, Beograd, Srbija, 2002.

171

Secţiunea a II-a

LUCRĂRI CU CARACTER ŞTIINŢIFIC

172

MODELAREA CONVECŢIEI TERMICE LA CURGEREA

PESTE O PLACĂ PLANĂ

Student sergent Daniel-Vicenţiu CONSTANTIN

Colonel conf. univ. dr. ing. Emanuel DARIE


Abstract: The present work refers to the study of both free and forced convection heat transfer using a

heated plate. Our measurements aimed to obtain the temperature distribution along the

plate at equilibrium for different input powers of the heater and several values of the angle

of the plate. There are taken into account the free and forced convection regimes.

Keywords: Convection, Thermal Conductivity, Heat, Plate, Nusselt Number.

1. INTRODUCERE

Căldura este definită ca fiind energia transferată datorită existenţei unei diferenţe de

temperatură. Ea se transferă de la regiunile cu temperatură mai ridicată către regiunile cu

temperatură mai scăzută. În mod obişnuit, ne referim la diferitele tipuri de mecanisme de transfer de

căldură ca fiind moduri de transfer de căldură prin conducţie, convecţie şi radiaţie.

Convecţia, uneori identificată ca fiind un mod distinct de transfer de căldură, se referă la

transferul de căldură de la o suprafaţă de separare la un fluid în mişcare, sau la transferul de căldură

printr-un plan de curgere în interiorul unui fluid în mişcare. Dacă mişcarea fluidului este indusă de

către o pompă, o suflantă, un ventilator sau unele dispozitive similare, procesul se numeşte

convecţie forţată.

Dacă apare mişcarea unui fluid ca urmare a diferenţei de densitate produsă de diferenţa de

temperatură, procesul este numit convecţie naturală sau liberă.

În această lucrare autorul urmăreşte să stabilească distribuţia câmpului de temperaturi de-a

lungul unei plăci plane pentru diverse unghiuri de înclinaţie a acesteia, în regim de convecţie

forţată, precum şi liberă.

2. ECUAŢIILE GENERALE ALE CURGERII CONVECTIVE

În cazul convecţiei libere sau naturale, viteza de curgere depinde atât de proprietăţile

mecanice ale fluidului din sistem, cât şi de procesele de transfer termic ce pot apărea. Convecţia

liberă este produsă de către forţele tip Arhimede care rezultă în urma diferenţelor de densitate din

fluidul aflat în acest proces. În majoritatea situaţiilor, gradienţii de densitate sunt produşi de către

variaţiile de temperatură din fluid. Exemplele de convecţie liberă includ un termosifon în buclă

închisă de unică fază (cazul unui reactor nuclear imediat după căderea pompelor), un perete Trombe

(un dispozitiv de încălzire solară pasiv), şi mişcarea vibrantă a aerului fierbinte deasupra şoselelor

în timpul zilelor toride de vară.

173

Diferenţa esenţială între convecţia liberă şi cea forţată se exprimă cel mai bine prin

ecuaţiile care guvernează cele două moduri de convecţie. Ecuaţiile stratului-limită pentru cazul

convecţiei libere laminare de-a lungul unei suprafeţe verticale încălzite sunt (neglijându-se disipaţia

vâscoasă şi gradienţii de presiune):

Energia:

Impulsul:

(1)

unde este coeficientul de expansiune termică, . Un lucru important de subliniat

este faptul că aceste ecuaţii sunt cuplate. În cazul convecţiei forţate, ecuaţia de impuls nu include

termenul referitor la forţa de tip Arhimede, şi de aceea nu depinde de gradienţii de temperatură din

interiorul fluidului.

3. STUDIU EXPERIMENTAL PRIVIND CONVECŢIA LIBERĂ ŞI FORŢATĂ

3.1. Descrierea dispozitivului experimental

Fig. 1 – Stand experimental

174

3.2. Cazul convecţiei libere

Se studiază convecţia liberă orientând mai întâi placa plană într-o poziţie verticală şi fără a

se folosi un ventilator. Se setează puterea încălzitorului şi se monitorizează temperatura suprafeţei

până ajunge într-o stare staţionară. Setările de putere se fac în apropierea valorii maxime.

Acest proces de încălzire este posibil să dureze aproximativ 40-45 minute. După ce

încălzitorul atinge o stare staţionară, se înregistrează temperaturile suprafeţei şi temperatura

mediului ambiant. Se înregistrează tensiunea de intrare a încălzitorului, precum şi semnalul de

ieşire al senzorului de flux termic sau al termocuplului utilizat. Cu ajutorul măsurătorilor

mărimilor termice de intrare se poate calcula fluxul de căldură pe suprafaţă, q'' in W/ prin

împărţirea puterii de intrare cu aria suprafeţei. Trebuie avut în vedere că încălzitorul are două

feţe. Trebuie, de asemenea, să se verifice dacă cele două metode pentru determinarea lui q'' sunt

în bună concordanţă una cu cealaltă. Dacă diferenţa depăşeşte 10% şi măsurătoarea efectuată cu

ajutorul unui senzor de flux termic indică o valoare mai coborâtă trebuie să se reducă semnalul

de intrare de căldură de la încălzitor. Fără a se modifica puterea de intrare se schimbă orientarea

plăcii plate. Din nou se atinge starea de echilibru pe suprafaţă şi se înregistrează temperaturile

şi ieşirea în tensiune de la senzorul de flux termic (sau de temperatură). Se iau cel puţin două

orientări diferite.

Aceste experimente vizând convecţia naturală trebuie să fie realizate în medii liniştite.

Eventualii curenţi prin încăpere pot afecta rezultatele experimentale.

3.3. Cazul convecţiei forţate

Se păstrează puterea de intrare la aceeaşi valoare şi se pune placa în poziţie verticală după

care se pune în funcţiune ventilatorul la turaţie mică. Cu ajutorul unui anemometru se înregistrează

viteza fluxului incident peste încălzitor. Se aşteaptă până se atinge starea de echilibru termic, şi se

înregistrează temperaturile şi fluxul de căldură.

Se înregistrează, de asemenea, condiţiile pentru cel puţin trei viteze diferite ale

ventilatorului. Timpul de încălzire trebuie sa fie mai scurt decât în cazul condiţiilor de

convecţie liberă. De asemenea se va efectua cel puţin un experiment în care placa să aibă o

înclinare diferită.

4. ANALIZA ADIMENSIONALĂ A TRANSFERULUI TERMIC

Numărul Nusselt, Nu, este definit după cum urmează:

(2)

unde h este coeficientul de convecţie, este lungimea caracteristică, si sunt

temperaturile peretelui şi ambientului, şi k este conductivitatea termică a fluidului. Numărul

Nusselt poate fi un număr local, unde este distanţa de la capătul plăcii până la punctul

de interes ( =x) şi este temperatura în acel punct , sau valoarea medie ,

stabilită prin luarea în considerare a întregii lungimi a plăcii( şi a temperaturii medii.

Temperatura medie este de cele mai multe ori greu de definit, şi astfel se ia în considerare

175

temperatura la jumătatea lungimii ( la x=L/2). În cazul convecţiei libere, criteriul

adimensional dominant este numărul Rayleigh,

Ra =

Coeficientul de expansiune termică pentru un gaz ideal este egal cu inversul temperaturii

absolute a fluidului. Toate proprietăţile trebuie să fie evaluate la temperatura filmului,

În cazul convecţiei forţate laminare ( ) peste o suprafaţă aflată la un flux

termic constant, numărul Nusselt local teoretic este:

(3)

iar valoarea medie este:

(4)

Pr este criteriul adimensional Prandtl al fluidului, (Pr=0,7 pentru gaze). Pentru convecţia

liberă laminară a aerului peste o placă verticală ( 0< < ), valoarea medie este:

(5)

5. ASPECTE TEORETICE PRIVIND INTERPRETAREA REZULTATELOR

EXPERIMENTALE

Se poate arăta că pentru convecţia liberă laminară peste o placă verticală, ecuaţiile (1)

admit o soluţie de similitudine, care combină cele două variabile independente într-una singură.

Pentru aceste ecuaţii soluţia este după cum urmează. Se defineşte criteriul adimensional Grashoff

prin:

(6)

şi fie:

(7)

În continuare se poate arăta că viteza verticală u poate fi calculată în termenii unei funcţii

f care depinde numai de :

(8)

176

iar profilul de temperatură poate fi determinat cu ajutorul temperaturii adimensionale:

(9)

care, de asemenea, depinde numai de . Introducând aceste definiții în ecuațiile (1) și simplificând,

ecuaţiile devin:

(10)

(11)

Condiţiile la limită sunt:

f(0)= (0)=0 ; (12)

( )=0 ; (13)

Aceste două ecuaţii diferenţiale ordinare pot fi rezolvate numeric pentru o anumită valoare

specificată a numărului Prandtl al fluidului. [1]

6. STRATUL-LIMITĂ TERMIC

După cum este cunoscut, soluţia de similitudine a lui Blasius pentru viteza în stratul limită

poate fi extinsă astfel încât să includă calculul distribuţiei de temperatură din stratul limită termic.

Este de asemenea important de subliniat referitor la coeficientul de transfer termic că acesta depinde

de numărul Prandtl şi de poziţia de-a lungul plăcii. Se introduce următoarea mărime adimensională

corespunzătoare temperaturii T(x,y):

(14)

reprezintă temperatura suprafeţei plăcii plate, iar este temperatura curentului de pe

faţa superioară a plăcii. Ecuaţia de energie satisfăcută de mărimea este:

(15)

Mărimile u si v sunt componentele vitezei după axa Ox şi respectiv Oy, iar este

coeficientul de difuzivitate termică. Folosind elementele teoriei stratului-limită se poate neglija

derivata a doua în raport cu x a lui faţă de derivata a doua în raport cu y. În cazul mărimilor u si v

avem reprezentarea lor în termenii funcţiei lui Blasius f( , şi se va presupune că , unde

177

este variabila de similitudine a lui Blasius. Având în vedere toate cele prezentate mai sus se poate

obţine următoarea ecuaţie pentru :

(16)

Rezolvând aceasta ecuaţie, se folosesc următoarele condiţii la limită:

(17)

Tratând ecuaţia (16) ca ecuaţie de ordinul 1 în se obţine următoarea soluţie:

(18)

Integrând încă o dată pentru a obţine mărimea şi folosind faptul că se anulează în

punctul se obţine:

(19)

Se poate evalua C punând condiţia ca să tindă la 1 atunci când . Astfel obţinem:

(20)

Substituind această expresie în ecuaţia (19) obţinem:

(21)

7. CONCLUZII

În această lucrare autorul prezintă câteva aspecte teoretice privind fenomenele de transfer

termic prin convecţie. Se propune un montaj experimental în vederea măsurării principalilor

parametri caracteristici acestor fenomene. Astfel, se are în vedere determinarea distribuţiei de

temperatură de-a lungul unei plăci plate, aflată în stare staţionară, pentru diferite valori ale puterii

încălzitorului şi diferite unghiuri de înclinare ale plăcii. Se va avea în vedere studiul atât al

regimului de convecţie liberă, cât şi al celui de convecţie forţată, precum şi compararea rezultatelor

astfel obţinute cu cele din literatura de specialitate.

BIBLIOGRAFIE

[1] Incropera F.P. and DeWitt. D.P. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. John Wiley and

Sons, New York, 1985.

[2] Holman J.P., Heat Transfer. McGraw-Hill, New York, 1981.

178

UTILIZAREA SIMULĂRII NUMERICE CA METODĂ PENTRU

ALEGEREA SISTEMELOR DE STINS INCENDII

Student sergent Lucian DUMITRU

Colonel conferențiar univ. dr. ing. Manuel ŞERBAN

Lector univ. dr. ing. Liviu-Valentin BĂLĂNESCU


Abstract: The present study is a model aimed to obtain values for water spray temperatures necessary

for efficient firefighting process. Deepening thermal and physical studies of spray

evaporation processes have resulted in obtaining geometrical parameters, nozzle diameter

and angle dispersion, in conjunction with water spray pressure and temperature.

Keywords: Experimental Setup, Water Spray, Concentration, Fire Extinguishing, Simulation.

1. INTRODUCERE

Protecţia împotriva incendiilor este o problemă deosebit de complexă, studiată în continuu

în vederea perfecţionării. Deşi variantele de soluţionare sunt diferite pe plan internaţional, sunt

recunoscute ca elemente de bază trei categorii principale:

– elemente de protecţie pasive – elemente şi materiale de construcţie specializate pentru

asigurarea protecţiei la foc;

– elemente de protecţie active – instalaţii automate de semnalizare şi stingere a incendiilor;

– elemente pasiv-active – mijloace destinate intervenţiilor la incendii, acţionate manual.

2. INSTALAŢII DE STINGERE CU APĂ

2.1. Instalaţii de stingere cu sprinklere

Instalaţiile de stingere cu sprinklere se utilizează în combaterea incendiilor cu scopul de a

obţine:

– stingerea incendiilor în încăperi cu pericol mare de incendiu, unde, din cauza

propagării rapide a flăcărilor sau din alte considerente, nu pot fi utilizate cu eficienţă

alte sisteme de stingere;

– localizarea incendiilor prin realizarea unor perdele de apă cu care se protejează goluri din

pereţii despărţitori, porţiuni din încăperi cu pericol de incendiu, exteriorul clădirilor şi

altele similare, împiedicând propagarea incendiului;

– răcirea suprafeţelor bunurilor ce pot fi afectate de căldură în caz de incendiu.

Tipuri de instalaţii:

– instalaţii de stingere cu sprinklere în sistem apă-apă;

– instalaţii de stingere cu sprinklere în sistem apă-aer;

– instalaţii de stingere cu sprinklere în sistem mixt.

179

2.2. Instalaţii de stingere cu ceaţă de apă

Apa sub formă de ceaţă are capacitatea de a stinge incendiile unde se degajă o mare putere

calorifică: incendii de lichide inflamabile, gaze (hidrocarburi, solvenţi), de echipamente electronice,

cabluri, lemn, hârtie.

Este cel mai simplu şi ieftin sistem de stingere, utilizând o mică cantitate de apă.

Domeniile de utilizare sunt multiple, şi anume:

– depozite de lichide combustibile;

– posturi trafo;

– rezervoare cu gaze;

– tuneluri de cabluri etc.

Componentele principale ale instalaţiilor de stingere a incendiilor cu ceaţă de apă sunt

următoarele:

– surse de alimentare cu apă;

– rezervoare pentru stocarea rezervei de apă necesară stingerii;

– staţia de pompare a apei din rezervoarele de stocare prin reţeaua de conducte până la

capetele de pulverizare;

– reţeaua de conducte de alimentare cu apă a capetelor de pulverizare;

– capetele de debitare a apei sub formă de ceaţă;

– armături,aparate şi dispozitive de comandă,siguranţă şi control;

– instalaţia proprie de detectare, semnalizare şi comandă în caz de incendiu;

– sursele de alimentare cu energie electrică.

3. COMPUTAŢIONAL FLUID DYNAMICS (CFD). GENERALITĂŢI

CFD este o tehnică de proiectare şi analiză complexă cu ajutorul calculatorului. Folosind

CFD, putem construi un model de calcul ce reprezintă un sistem sau dispozitivul de studiat. Se

aplică ecuaţiile generale ale curgerii fluidelor pentru a obţine mărimile curgerii şi fenomenelor

fizice – asociate.

În general, CFD creează posibilitatea simulării curgerii turbulente, a transferului de căldură

şi masă, a curgerilor multifazice, a reacţiilor chimice, a interacţiunii fluid-structură şi a fenomenelor

acustice.

Primele coduri CFD au fost dezvoltate pentru industria aerospaţială în anii 1960. De

atunci, utilizarea CFD s-a răspândit la toate industriile legate de mecanică fluidelor direct sau

indirect. Astăzi, utilizatorii industriali importanţi ai CFD includ industriile de automobile, energie,

turbomaşini, chimie, mediu şi multe altele.

3.1. Programul ANSYS

ANSYS este un program CFD (computational fluid dynamics), utilizat pentru a simula

fluxul de fluide într-o varietate de aplicaţii. Produsul ANSYS CFX le permite inginerilor să testeze

sisteme într-un mediu virtual. Acest program extensibil a fost aplicat la simularea apei care curge pe

lângă coca navei, motoare cu turbină de gaz (inclusiv compresoare, turbine şi arzătoare),

aerodinamica aeronavelor, pompe, ventilatoare, aspiratoare etc.

180

Programul ANSYS CFX îşi are rădăcinile în programele CFX-TASCflow (dezvoltat de către

Advanced Scientific Computing (ASC), de la Waterloo, Ontario, Canada) şi CFX-4 (a fost anterior

Flow3D, dezvoltat în Marea Britanie şi comercializat la sfârşitul anilor 1980 şi începutul anilor 1990).

3.2. Crearea geometriei modelului (GEOMETRY)

Pentru realizarea simulării s-a ales un model de cap de pulverizare utilizat în instalaţiile de

stingere cu ceaţă de apă, acesta fiind montat în poziţie verticală cu deflectorul în jos. Acest cap de

debitare s-a desenat în programul Ansys folosind dimensiunile reale (figura 1).

Fig. 1 – Geometria modelului de sprinkler ales

3.2.1. Împărţirea în elemente finite (MESH)

Ţinând cont că un computer poate executa doar operaţii matematice simple, acestea trebuie

aduse la o formă algebrică, adecvată programării. Această transformare este cunoscută drept

discretizarea ecuaţiilor.

Stabilitatea calculului numeric a ecuaţiilor discretizate nu poate fi prevăzută analitic, ea se

demonstrează în practică. Această stabilitate este pusă la încercare, în special, în zona

discontinuităţilor. Atât ecuaţiile lui Euler, cât şi ecuaţiile Navier-Stokes admit discontinuităţi.

Odată stabilită forma domeniului de analiză, acesta trebuie desenat şi ulterior discretizat

(figura 2). Discretizarea la sprinkler s-a făcut de 0.1 mm, pe focar de 1 cm, iar la pereţii camerei de

1 dm (face sizing).

Fig. 2 – Împărţirea în elemente finite

181

Tabel cu numărul de elemente finite care formează întregul domeniu Tabelul nr. 1

Domeniu Noduri Elemente

Default Domain 862734 3378320

3.2.2. Aplicarea condiţiilor la limită (SETUP)

Condiţiile la limită sunt restricţii impuse pe frontierele domeniului de analiză. Aceste

restricţii pot fi de două tipuri:

– condiţii la limită de tip Dirichlet (numite şi esenţiale), în care se impun valorile variabilei

dependente pe frontiera specificată;

– condiţii la limită de tip Neumann (numite şi naturale), în care se impune gradientul

variabilei dependente în direcţie normală pe frontiera specificată.

Dacă pe frontiera specificată se impun atât condiţii Dirichlet, cât şi Neumann, este vorba

despre condiţii de tip Cauchy. Dacă pe frontiera specificată se impun combinaţii liniare de condiţii

Dirichlet şi Neumann este vorba despre condiţii de tip Robin. Dacă pe diferite părţi ale frontierei

domeniului se impun condiţii la limită de tipuri diferite se spune că este vorba despre condiţii mixte.

Condiţiile la limită din simulare sunt următoarele (figura 3):

– analysis tipe – se alege un timp de rulare a simulării de 180 s;

– domeniul include întregul ansamblu de component, în această opţiune se definesc

particulele atât de aer, cât şi de apă (particule care alcătuiesc jetul de fluid) particulele folosite sunt

particule mici cu diametrul de 400 microni, particule medii cu diametrul de 600 microni şi particule

mari cu diametrul de 900 microni;

– inlet – curgere subsonică cu viteza de 2.6 m/s, 3 tipuri de particule având viteză egală şi o

temperatură de 250

C;

– focar – este o suprafaţă de 1 m2, căreia i se aplică o temperatură de 400

0 C cu o radiaţie

de 8.000 W;

– pereţi (fără forţă de frecare, particulele cad perpendicular pe podea);

– podeaua având o temperatură de 250

C;

– înălţimea de amplasare a sprinklerelor este de 2,2 m;

– sprinkler – sunt definite toate părţile componente ale capului de pulverizare.

Fig. 3 – Aplicarea condiţiilor la limită în programul Ansys

182

3.2.3. Rezolvarea ecuaţiilor (Solutions)

În cadrul acestei etape, programul rezolvă calculele fără intervenţia utilizatorului pe baza

condiţiilor la limită impuse în etapa anterioară. Este singura etapă care se execută fără intervenţia

utilizatorului.

În figura 4 este reprezentat graficul soluţiilor impuse de condiţiile la limită.

Fig. 4 – Rezolvarea ecuaţiilor în programul Ansys

3.2.4. Afişarea rezultatelor (RESULTS)

Afişarea rezultatelor se realizează în urma efectuării calculelor matematice din etapa

anterioară. Această etapă este foarte importantă deoarece ajută la interpretarea rezultatelor în funcţie de

parametrul ales. S-a ales secţionarea cu un plan în poziţie verticală prin axa de simetrie a focarului.

În figura 5 se observă o temperatură ridicată în aproape toată încăperea aceasta fiind în

jurul focarului de aproximativ 4000 C.

Fig. 5 – Secţiune cu un plan vertical după 5 secunde de la declanşarea sprinklerului

183

În figura 6 se observă că temperatura din încăpere a început să scadă, temperatura din focar

a scăzut cu aproximativ 1000

C.

Fig. 6 – Secţiune cu un plan vertical în zona focarului după 15 secunde de la declanşarea sprinklerului

Fig. 7 – Secţiune cu un plan vertical după 25 secunde de la declanşarea sprinklerului.


184


După lichidarea incendiului, temperatura din zona incendiată a ajuns aproape de aceeaşi

valoare cu temperatura ambientală, cu excepţia focarului.

Fig. 10 – Secţiune cu un plan vertical după stingerea incendiului

În figura 11 se observă variaţia temperaturii interioare, pe înălţime deasupra focarului pe o

perioadă de la 0 la 180 s.

Temperatura aerului din încăpere după 30 de s este de aproximativ 240o

C, iar în partea de

sus a încăperii este mult mai mică. Se observă faptul că la t=60 s are loc o creştere bruscă a

temperaturii la nivelul plafonului datorită faptului că la contactul particulelor de apă cu focarul are

loc o evaporare bruscă a acestora transportând o parte din căldura focarului către plafon.

185

Din simulare rezultă că este suficientă o funcţionare a sprinklerului timp de 300 s ca să se

realizeze stingerea completă a incendiului.

Fig. 11 – Variaţia temperaturii deasupra focarului

4. CONCLUZII

În practică, este important să se aleagă, în funcţie de tipurile de materiale protejate, dar şi de

tipurile probabile de focar, instalaţii de stingere care produc un diametru mediu al picăturilor ce vor avea

durata de viaţă necesară pentru ca acestea să ajungă şi să se evapore chiar în zona de ardere.

Picăturile fine de apă realizează un schimb termic cu energia produsă în zona de

combustie, împiedicând creşterea temperaturii. Acest schimb de energie este proporţional cu

suprafaţa acoperită de picăturile de apă nu cu volumul acestora. La un volum egal, cu cât picăturile

sunt mai mici, cu atât suprafaţa pe care se realizează schimbul energetic este mai mare.

Un efect secundar este scăderea concentraţiei de oxigen. La apropierea picăturii de apă de

focarul incendiului, aceasta se va evapora treptat, expandându-se de aproximativ 1.600 ori,

înlăturând astfel oxigenul. Norul de picături de apă filtrează radiaţia infraroşie, împiedicând astfel

creşterea temperaturii, dar joacă şi rolul unui izolant şi împiedică dispersia fluxului termic.

Utilizarea programelor de simulare numerică a fenomenelor care se produc în spaţiile în

care pot avea loc incendii, dar şi de simulare a funcţionării diverselor tipuri de instalaţii de stingere

a incendiilor este în avantajul proiectanţilor, arhitecţilor, dar şi a utilizatorilor, aducând un plus de

siguranţă şi securitate oamenilor, bunurilor materiale şi mediului.

BIBLIOGRAFIE

[1] *** - Normativ privind securitatea la incendiu a construcţiilor, Partea a II-a, Instalaţii de


[2] *** - Computaţional Fluid Dynamics.

[3] http://www.ansys.com/Support/Training%20Center/Courses/Introduction%20to%20ANSYS%

20CFX-

http://www.ansys.com/Support/Training%20Center/Courses

186

IDENTIFICAREA ŞI ANALIZAREA HAZARDURILOR/RISCURILOR DE

ACCIDENTE. METODELE DE PREVENIRE

Colonel drd. Florin ŞTEFAN

Căpitan dr. Iulian-Narcis NICOLAE

Inspectoratul pentru Situaţii de Urgenţă

„Şerban Cantacuzino” al Judeţului Prahova

1. INTRODUCERE

Accidént, accidentá, accidentál, accidentalitáte, accidentáre, accidentát. Cu

semnificaţia sa generală, accidentul (lat. accidens, accidentis; fr., engl. accident assurance contre

les accidents, accident insurance; germ. Akzidens; it. accidente) se înţelege ca fiind evenimentul

(uneori incidentul!) fortuit, imprevizibil, neaşteptat şi, de obicei, neplăcut, care survine în decursul

unei acţiuni, putând s-o perturbe, respectiv care întrerupe mersul normal al lucrurilor, provocând

avarii/avarieri, deteriorări fizice (inclusiv răniri, mutilări etc.) sau chiar distrugeri (inclusiv

decesul!), adeseori percepute ca fapt întâmplător, de regulă, banal, care cauzează anormalitatea

(inclusiv nenorocirea!). Cu semnificaţie singulară, prin accident se mai înţelege: însuşirea

trecătoare, neesenţială a unui lucru (fil.); neregularitatea terenului/solului (geogr.); modificarea

întâmplătoare a unui sunet, fără caracter de lege (accidentul fonetic lingv., în sintagma); alteraţia

(pl. accidenţi – muz.), respectiv semnul care indică această modificare a intonaţiei unei note

(muzicale!); fenomenul neaşteptat care survine în cursul unei boli (accident vascular – med.) etc.

Accidentul tehnic/tehnologic (pl. accidentele tehnice/tehnologice) se defineşte ca fiind

evenimentul (incidentul!) întâmplător şi neprevăzut, survenit în decursul funcţionării, procesării,

exploatării etc. – conforme (normale) sau neconforme (anormale), a – unui(ei) element,

componente, structuri (portante), subsistem sau sistem (tehnic, tehnologic etc.), care cauzează o

cedare (terminologie fiabilistă!), deteriorare sau avarie/avariere.

Aşa cum se defineşte în capitolul introductiv şi cum se tratează în mod explicit în Anexa II,

partea IV/A, a Directivei SEVESO II, raportul de securitate va demonstra caracterul adecvat al

măsurilor luate prin identificarea sistematică a scenariilor posibilelor accidente majore şi a

evenimentelor (cauzelor lor) declanşatoare. De regulă, scenariile se bazează pe presupunerea

pierderii containerului de securitate, dar nu toate scenariile sunt neapărat de acest tip,

autodescompunerea, izbucnirea ulterioară a unui incendiu sau a unei explozii pot fi, de asemenea,

relevante în astfel de cazuri.

În principal, reperele corespunzătoare pentru identificarea şi analizarea hazardurilor/

riscurilor de accidente sunt următoarele:

A) descrierea detaliată a scenariilor accidentelor majore posibile şi probabilitatea apariţiei

lor manifeste sau condiţiile în care apar, incluzând un rezumat al evenimentelor care ar putea juca

un rol în declanşarea fiecăruia dintre aceste scenarii, cauzele fiind interne sau externe

subsistemului/sistemului vizat;

B) evaluarea mărimii şi gravităţii consecinţelor accidentelor majore identificate, incluzând

hărţi, imagini sau descrieri echivalente, arătând zonele care sunt predispuse la a fi afectate de acele

accidente, obiecte ale prevederilor articolelor 13(4) şi 20 din Directiva SEVESO II;

187

C) descrierea parametrilor tehnici/tehnologici şi a echipamentului folosit pentru securitatea

subsistemelor/sistemelor.

În oricare proces de analizare/analiză a hazardului/riscului, principalele succesiuni sunt:

identificarea pericolelor hazardurilor; selectarea scenariului privind accidentul/evenimentul

nominalizat; evaluarea probabilităţii scenariului (riscului) corespunzător; evaluarea

consecinţelor scenariului corespunzător; ierarhizarea riscurilor; fiabilitatea şi disponibilitatea

sistemelor de securitate. [1]

Referitor la identificarea pericolelor hazardurilor, există o serie de instrumente pentru

evaluări sistemice şi sistematice, care sunt selectate în funcţie de complexitatea cazului individual.

Mai mult, nivelul de detaliu cerut depinde de utilitatea preconizată a raportului de securitate. Părţi

esenţiale din identificarea pericolelor hazardurilor sunt indicaţii referitoare la metodele de

identificare folosite, domeniul de analizare/analiză şi constrângerile asociate. Identificarea

pericolelor hazardurilor este urmată de desemnarea scenariilor cu accidente de referinţă, care

constituie baza pentru a determina dacă măsurile de securitate, actuale sau prevăzute, sunt adecvate.

Pentru evaluarea probabilităţii (riscurilor) şi consecinţelor scenariilor, care reprezintă paşi

esenţiali în procesul de analizare/analiză a hazardurilor riscurilor, pot fi urmate abordări destul

de diferite, care toate – implică metodologii în general clasificabile ca fiind [2-5] fie calitative –

(semi)cantitative, fie deterministe – probabiliste.

2. METODOLOGIILE CALITATIVE/(SEMI)CANTITATIVE

Probabilitatea de apariţie şi consecinţele unui scenariu de accident major pot fi evaluate:

în termeni calitativi folosind categorii, bunăoară deosebit de probabil şi până la extrem

de improbabil – pentru probabilitate, respectiv de la extrem de grav şi până la neglijabil – pentru

consecinţe;

fie în termeni (semi)cantitativi prin furnizarea de cifre (evenimente pe an, număr de

accidente pe an).

În general, alegerea fie a abordării calitative, fie a celei (semi)cantitative este puternic

influenţată de filozofia specifică a culturii securităţii în sistemul fiecărui stat membru al U.E. Mai

mult, se bazează pe nivelul informaţiilor detaliate şi al datelor disponibile, de asemenea, pe nivelul

rigorii şi încrederii cerute pentru acceptul reglementativ. Este probabil ca profunzimea şi tipul

evaluării hazardului riscului să fie proporţionale cu natura pericolelor de accident major

prezentate de amplasament, cu mărimea posibilei pagube, cu complexitatea procesului/

procesărilor/exploatării activităţilor şi cu dificultatea în deciderea, respectiv justificarea caracterului

adecvat al măsurilor de control al hazardului riscului adoptate. Natura mai simplă a abordării

calitative constă în aceea că poate să funcţioneze numai cu un indicator al riscului şi nu constituie

caracterizarea sa numerică. Costurile de urmare a unei analize (semi)cantitative detaliate sunt,

oricum, mult mai mari şi trebuie să fie apreciate în raport cu posibilele beneficii. În plus, pentru

multe situaţii, găsirea datelor corecte şi de încredere, pentru a realiza o analiză (semi)cantitativă

completă, poate fi foarte dificilă. În această din urmă situaţie, adoptarea unei abordări etapizate ar

putea fi o strategie rezonabilă. O astfel de abordare începe, de obicei, cu o evaluare calitativă la un

nivel al sistemului/instalaţiei, care este apoi folosit ca proces iniţial de diagnosticare. Fiind realizată

această evaluare, evident, rezultatele ar trebui să fie analizate pentru a se decide dacă ar fi benefică

o analiză cantitativă mai amănunţită. [1]

188

În unele şi anumite alternative, procesul de selectare a scenariilor pentru analizare/analiză a

hazardului riscului ia în considerare, în mod implicit, probabilitatea de derulare a unui anumit

scenariu (cu un principiu general asupra considerării în contextul consecinţelor; considerarea unor

scenarii foarte improbabile, dar cu consecinţe foarte mari). Bunăoară, când cauza (evenimentul)

declanşatoare (declanşator) este considerat(ă) ca fiind foarte improbabilă, atunci scenariul ar putea

fi considerat ca noncredibil şi, astfel, de neluat în seamă pentru analizare/analiză ulterioară.

Asemenea abordare particulară este, evident, un tip de abordare calitativă.

Pentru evaluarea consecinţelor, practica normală sugerează că anumite consideraţii

cantitative sunt, de fapt, indispensabile (limite-prag, curbe de izorisc etc.), mai ales în cazul

scenariilor cu riscuri/consecinţe mari. Desigur, aşa ceva este deseori necesar pentru activităţile

asociate cu planificarea de urgenţă şi cu planificarea teritorială.

3. METODOLOGIILE DETERMINISTE/PROBABILISTE

Distincţia în această privinţă este mai greu de definit. Deşi definiţiile sunt larg folosite în

mai multe domenii de inginerie industrială, ele depind în mare măsură de aplicarea specifică şi nu

există întotdeauna o înţelegere coerentă a lor.

În contextul analizării/analizei pentru siguranţă securitate împotriva accidentelor

majore, sensul abordării probabiliste este relativ clar şi este asociat cu evaluarea care ia în

considerare, în mod explicit, probabilitatea şi consecinţele unor episoade de accidente posibile într-o

manieră integrată.

Diagrama „papion” (figura 1) ar putea fi folosită pentru a descrie scenariile cu accidente

majore, pentru a include cauzele fundamentale.

Abordarea deterministă este, în general, asociată cu evaluarea siguranţei – securităţii

entităţii în ceea ce priveşte consecinţele unui subset-limită, prestabilit, de episoade cu accidente. În

acest sens, abordarea deterministă presupune că un scenariu a fost selectat şi că se cunosc deja

toate datele referitoare la acesta. Ca şi cu anumite abordări calitative, incertitudinea asociată cu

probabilitatea apariţiei este luată în considerare în mod implicit, în procesul de selecţie a

scenariului, dar nu este luată în considerare în procedura efectivă de evaluare. În partea cea mai

importantă, incertitudinea este luată în considerare prin introducerea unor coeficienţi/factori de

siguranţă/securitate vizavi de riscul hazardul de explozie, respectiv vizavi de riscul hazardul

de emisie de substanţă(e) periculoasă(e).

Fig. 1 – Diagrama „papion” (PCS pierderea containerului de securitate).

189

Centrul diagramei „papion” reprezintă evenimentul pierderii containerului de

securitate (PCS) „evenimentul de vârf”. Partea stângă prezintă cauzele globale posibile, care

ar putea conduce la apariţia evenimentului de vârf. Barele verticale din partea stângă a

papionului se referă la măsurile care sunt stabilite pentru a preveni emiterea de substanţe

periculoase, de asemenea, la măsurile pentru a controla factorii de extindere. Partea dreaptă a

papionului descrie desfăşurarea posibilelor avarii consecinţe, care rezultă din evenimentul de

vârf. Barele verticale din partea dreaptă a papionului se referă la măsurile de prevenire ca

evenimentul de vârf să dăuneze oamenilor, mediului şi instalaţiilor. Astfel, măsurile sunt

instaurate pentru a controla emisiile şi posibilii factori de extindere, de asemenea, pentru a

limita consecinţele acestora (bariere, diguri, echipament rezistent la explozie, sisteme de

protecţie împotriva incendiilor etc.).

Următoarea listă nonexhaustivă prezintă cele mai relevante tipuri de evenimente care

descriu consecinţele urmăririi PCS evenimentului de vârf (avaria): incendiu fulger; incendiu

la rezervor; jet de foc; ENV/UNCV (explozie a norului de vapori); nor toxic; EELF/BLEVE

(explozie expansivă a fluidului lichid/lichefiat în fierbere); poluarea solului/aerului/apei. A se nota

că asemenea evenimente pot surveni: în unităţi de proces/procesare; în unităţi de

depozitare/stocare; în conducte; în unităţi de încărcare/descărcare; în transport de substanţe

periculoase pe amplasament.

Substanţele periculoase pot fi prezente în diferite stări fizice (temperatură, presiune, formă

agregată). Raportul de securitate trebuie să demonstreze că, dintre aceste elemente de scenarii

posibile, au fost selectate scenariile relevante. Selecţia poate urma strategii, precum: probabilitatea

evenimentului; consecinţele; cât de cuprinzător sau de reprezentativ este scenariul.

Scenariile cu accidente majore pot servi diferitelor scopuri, astfel:

1. pentru a demonstra că, în practică, un anume scenariu nu mai prezintă pericol de

accident major, datorită măsurilor existente;

2. pentru a demonstra că anvergura efectelor unui anume scenariu a fost limitată, datorită

măsurilor de protecţie existente;

3. pentru a demonstra eficienţa şi eficacitatea măsurilor de diminuare instaurate;

4. pentru a stabili dacă activitatea ar trebui să fie considerată ca fiind de neacceptat;

5. pentru a stabili dacă sunt necesare măsuri ulterioare de diminuare, care sunt relevante –

în mod specific – în cadrul raportului de securitate.

Pentru scopurile 1 sau 2 este necesar să se ia în considerare cauzele posibilului accident,

cele mai relevante dintre acestea fiind cele menţionate în continuare.

Cauzele operaţionale sunt determinate conform metodologiei alese; cel puţin,

următoarele ar trebui luate în considerare:

limitele parametrilor proceselor/procesărilor fizice şi chimice;

pericolele în decursul modurilor specifice de operare (pornire/oprire);

avariile la containerul de securitate (PCS în figura 1);

avariile şi defectele tehnice/tehnologice ale echipamentului şi sistemelor;

efectele de expulzare de la alte echipamente;

factorii umani care implică procesarea, exploatarea, testarea şi mentenanţa;

incompatibilitatea şi contaminarea chimică;

sursele de aprindere (încărcare electrostatică etc.).

Cauzele interne pot fi asociate incendiilor, exploziilor sau emisiilor de substanţe

periculoase la instalaţii, în cadrul entităţii pe care raportul de securitate o acoperă şi care afectează

190

alte instalaţii, conducând la întreruperea procesării/exploatării normale (ruperea unei conducte de

apă într-un turn de răcire, astfel ducând la întrerupere în capacitatea de răcire pe amplasament).

Cauzele externe de luat în considerare, în principal, sunt următoarele:

impactul evenimentelor ( incendii, explozii, emisii toxice etc.) asupra entităţilor

învecinate (efectele Domino), de asemenea, asupra stării entităţilor terţe, reţelelor de

transport ş.a.m.d.;

transportul de substanţe periculoase în afara amplasamentului drumuri, căi ferate,

conducte, navigaţie, arzătoare de ulei sau de gaze, aer etc.);

interdependenţa tehnic/tehnologic funcţională cu sistemele active ale entităţilor

învecinate:

conductele şi alte utilităţi comune;

reţelele şi centrele de transport drumuri publice, căi ferate, aeroporturi etc.);

sursele de pericole naturale precipitaţii extreme, vânt, furtuni, fulgere, inundaţii,

alunecări de teren, activitate seismică etc., respectiv ceea ce constituie PNDDT

Pericol Natural Declanşator de Dezastre Tehnologice;

posibilele atacuri teroriste, care ar putea afecta securitatea entităţii vizate;

alte cauze, asociate proiectării, structurării constructive şi construcţiei propriu-zise,

managementului securităţii tehnice/tehnologice, care pot viza, totodată,

managementul ciclului de viaţă al entităţii, echiparea, dezafectarea, modificările de

echipament sau de proces/procesare, sistemul de permise de muncă, mentenanţa etc.

„Evenimentul de vârf” şi cauzele asociate acestuia se constituie în ceea ce, de regulă şi

după caz, se denumeşte „arbore de cedare/defectare/deteriorare/avariere /evenimente/etc.” sau se

regăseşte în partea stângă a „papionului” din figura 1, în figura 2 exemplificându-se un eveniment

ipotetic aşa-zis „nerestricţionat”.

Pentru a decide asupra probabilităţii manifeste a fiecăruia dintre scenarizările conturate,

judecata logică şi legică primordializează eficienţa măsurilor tehnice, pe de o parte, şi

acţiunile/,,măsurile” de intervenţie umană, pe de altă parte. [6]

Tipologia globală a măsurilor respective ar putea face distincţie între cele care sunt

funcţional permanente şi independente de stadiul procesului/procesării tehnic/tehnologice (evident,

toate măsurile pasive sunt permanente!) şi cele care sunt activate de stadiul procesului/procesării

tehnic/tehnologice evident, acestea din urmă putând fie să dezactiveze acţiuni (sisteme de blocare,

de prevenire a anumitor acţiuni de la a fi îndeplinite elemente de securitate privind exploatarea

sigură a proceselor), fie să iniţieze una sau mai multe alte acţiuni ( deschiderea unei supape de

siguranţă, oprirea de urgenţă etc.). Întotdeauna, măsurile activate necesită o secvenţă de detectare-

diagnosticare/diagnostic-acţionare/acţiune, care – spre realizare – presupune folosirea hardware-ului, a

software-ului şi a acţiunilor umane, în mod individual sau în combinaţie, astfel fiind constituite

blocurile de măsuri.

Mai detaliat, se poate vorbi despre:

A) măsuri pasive de hardware (nu este necesar niciun mecanism în ceea ce priveşte

securitatea un dig de protecţie în jurul rezervorului, o îngrădire pentru o reţinere totală); măsurile

pasive de hardware au un grad destul de mare de valabilitate;

B) măsuri active de hardware (necesită o sursă externă de energie, pentru a îndeplini

funcţia de securitate, dar operează fără implicarea omului opriri automate, sisteme de răcire de

urgenţă);

191

C) măsuri pasive comportamentale (comportament ce constă în păstrarea distanţei faţă de

zonele delimitate, reţinere de la atingerea sau modificarea componentelor sistemului

tehnic/tehnologic, iar acest comportament constituie el însuşi o măsură fără implicarea hardware-lui

păstrarea distanţelor de securitate, zonele interzise, zonele în care fumatul este interzis);

D) măsuri active comportamentale (comportament ce constă în a acţiona, în moduri

diferite, la momentul interacţionării cu părţi periculoase din sistemul tehnic/tehnologic, iar acest

comportament constituie el însuşi o măsură fără implicarea hardware-lui evacuarea în cazul unei

alarme de incendiu sau a unei alarme toxice, metode sigure de muncă în cazul utilizării substanţelor

chimice);

E) măsuri mixte, când atât hardware-ul, cât şi comportamentul sunt implicate, respectiv şi

în teorie, când orice combinaţie de A şi/sau de B cu C şi/sau cu D este posibilă, dar unde

combinaţia lui B cu D este cea mai importantă, datorită faptului că B şi D interacţionează (→ rutine

de oprire cauzate de avertizări).

Fig. 2 – Exemplificare ilustrativă pentru un eveniment ipotetic aşa-zis „nerestricţionat”

În mod normal, procedurile de decizie pe baza abordării deterministe consumă mai puţin

timp şi sunt mai potrivite pentru multe cazuri. Această abordare ar putea fi, în mod sigur,

considerată ca acceptabilă pentru toate sistemele/instalaţiile care nu sunt caracterizate printr-un grad

ridicat de complexitate. Abordarea deterministă este, de obicei, asociată cu criteriile de decizie

bazate pe consecinţe şi este, de asemenea, extrem de asociată cu folosirea termenilor calitativi, în

vreme ce abordarea probabilistă se asociază mai mult cu elemente cantitative şi este prevăzută ca o

metodologie „bazată pe risc”.

Tabelul 1 prezintă o imagine generală asupra diferenţelor principale dintre cele două

categorii de abordări – deterministă şi probabilistă − fără a implica pretenţia unor definiţii unice şi

complete ale elementelor menţionate.

În prezent, metodologiile folosite în diferitele state membre ale UE nu intră, întotdeauna,

într-una dintre aceste două categorii generale, dar ar putea aparţine unei combinaţii între cele două,

în funcţie de pasul individual de analiză care este implicat. De exemplu, pentru unele metodologii, o

abordare deterministă poate fi folosită pentru selecţia scenariilor semnificative (abordarea „celui

mai rău caz posibil”), în vreme ce o abordare probabilistă ar putea fi folosită pentru evaluarea

eficienţei măsurilor de securitate şi pentru definirea unei strategii de reducere a riscului. În mod

192

special, unele consideraţii – ca cele referitoare la evenimentele declanşatoare rare (atacuri

intenţionate) sau forme specifice de consecinţe (de mediu) – ar putea fi supuse numai unei descrieri

calitative. Pot fi făcute şi alte distincţii posibile între metodologiile existente şi acestea diferă vizavi

de distincţia strictă calitativă/cantitativă sau deterministă/probabilistă. De exemplu, în unele

metodologii, riscul de la diferitele surse/cauze este cumulat pentru a evalua riscul total. [1]

Tabelul nr. 1

Diferenţe principale între metodologiile de abordare

privind prevenirea hazardurilor/riscurilor

Menţiunile Abordarea deterministă

(,,bazată pe consecinţe”)

Abordarea probabilistă (,,bazată

pe risc”)

Criteriile de decizie Consecinţe (avarii, pagube etc.

exprimate în cifre absolute) Risc de avarii, pagube etc.

Evenimentele

declanşatoare

Evenimente preselectate; evenimentele

în afara acestei liste închise nu sunt

luate în considerare

Caută să ia în considerare toate

evenimentele relevante, posibile în

cadrul procedurii

Descrierea avariei O singură avarie postulată Mai multe avarii postulate

Conduita operatorului Considerare calitativă, în funcţie de caz Erorile de diagnosticare/ /execuţie

sunt luate în considerare numeric

Caracterizarea analizei ,,Conservativă”

(principiul preventiv) Caută să fie posibil cât mai realistă

Aprecierea incertitudinii ,,Factor de securitate” fix

(valoare discretă)

Evaluare numerică a riscului

(distribuţia valorilor)

În acest caz, eficacitatea măsurilor este evaluată ca întreg şi reducerea riscului este obţinută

printr-un studiu al sensibilităţii. La alte metodologii, analiza este efectuată prin luarea în considerare a

fiecărui posibil eveniment declanşator, pe rând, împreună cu scenariul rezultant al accidentului

(abordarea riscului unic). În acest ultim caz, limita superioară a riscului este cea care rezultă de la cel

mai mare risc individual. Asemenea abordare permite efectului pe care îl are fiecare măsură, în parte,

care a fost pusă în practică, să prevină apariţia unui accident major şi să limiteze consecinţele sale.

BIBLIOGRAFIE

[1] Pavel A. ş.a. – Rezervoare petroliere, vol. 3, Bucureşti, Editura ILEX, 2013.

[2] Goose M.H. – Al Measures Necesary under the EC Seveso II Directive, Demonstration of

Safety, Step by Step, Crown Copyright, 2004.

[3] Anderson G. ş.a. – On the Aggregation of Local Risk Models for Global Risk Management,

2005, Apr.

[4] Sobh Mahmoud – Using Strategic Risk Analysis in Investment Projects, în: Economy and

Trade Scientific Magazine, 2002.

[5] Bârsan-Piu N., Popescu I. – Managementul riscului. Concepte, metode, aplicaţii, Braşov,

Editura Universităţii „Transilvania”, 2003.

[6] Witty R., Scott D. –Disaster Recovery Plans and Systems are Essential, Gartner First Take,

FT-14-5021 [Stanford, CT], Gartner, Inc., 2001.

193

OPTIMIZAREA SOLUŢIILOR DE EVACUARE A FUMULUI

ŞI GAZELOR FIERBINŢI DIN PARCAJE SUBTERANE

Locotenent ing. Cristian Andrei MICU

Locotenent-colonel dr. ing. Dragoş ROŞU

Inspectoratul pentru Situaţii de Urgenţă „Mihail Grigore Sturdza” al Judeţului Iaşi

Abstract: This paper presents a study of how to establish, from project phase, the optimal solution for

a smoke exhaust facility using jet fans, for an underground parking garage.

1. INTRODUCERE

Lucrarea de faţă reprezintă o continuare a articolului „Evacuarea fumului din parcaje

subterane” din Buletinul Pompierilor nr. 1 din 2013, fiind prezentate acum concluziile unui studiu

de caz.

Motoarele cu ardere internă, în funcţionare consumă cantităţi însemnate de oxigen

producând gaze care conţin CO şi alţi compuşi toxici (bioxid de sulf, aldehide, acroleina,

benzopirina, oxizi de azot, aliaje de plumb). Aceste gaze sunt periculoase pentru sănătatea umană,

în funcţie de durata de expunere şi de concentraţia lor.

2. PREZENTAREA MODELULUI PE CARE SE VA EFECTUA STUDIUL DE CAZ

Se va realiza un studiu de caz pentru un hotel cu 2S+P+8E. Parcajul subteran are două

niveluri, fiecare având o suprafaţă de 6.620 m2

şi o capacitate totală de 272 locuri de parcare.

Parcajul subteran este dotat cu instalaţie de stingere a incendiilor cu sprinklere, hidranţi interiori şi

perdele de sprinkler tip deschis pentru protecţia golului rampei de acces între nivelurile parcajului.

Ambele niveluri ale parcajului subteran au patru căi de evacuare distincte (case de scări), protejate

prin SAS (ventilat în suprapresiune). Accesul în parcajul subteran se face de la cota 0 printr-o

rampă de acces cu două sensuri direct în primul nivel al parcajului, iar la nivelul 2 al parcajului

subteran, accesul se face prin altă rampă de acces cu două sensuri.

194

Fig. 1 – Modelul 3D realizat pe baza planurilor de arhitectură

3. CALCULUL NECESARULUI DE VENTILARE PENTRU UTILIZAREA ÎN

SITUAŢIE DE NORMALITATE A SISTEMULUI DE VENTILARE19

Ventilarea parcajelor se bazează pe un proces de diluţie, debitul de aer proaspăt introdus

trebuie să asigure reducerea concentraţiei de gaze la limita valorilor admise. Ventilarea se realizează

în aşa fel încât conţinutul de CO la o înălţime de 1,5 m de la nivelul pardoselii să fie mai mic sau

egal cu 0,001% în interval de o oră. La pornirea unei maşini, CO din aer ajunge la 0,0035-0,004%.

Dacă schimbul de aer este bine realizat, CO se disipează repede. Un motor produce o cantitate mai

mare de CO când este rece decât atunci când este cald.

Norma VDI 2053-1987 şi normele altor ţări consideră că diluarea monoxidului de carbon

este acoperitoare şi pentru celelalte nocivităţi.

Asociaţia Germană a Inginerilor recomandă următoarele valori de emisie ale motoarelor (e):

Tabelul nr. 1 – Valori de emisie ale motoarelor

e - cantitatea de CO emisă [g]

S < 80 m 80 m < S < 500 m

Motor cald 0,008*S

Motor rece 7,6 0,89 * S0,49

unde „S” reprezintă distanţa medie parcursă de autoturism în interiorul parcajului subteran.

În conformitate cu standardul german VDI 2053, formula de calcul pentru cantitatea de

emisii de CO este:

unde:

P = procentul de locuri de parcare eliberate sau ocupate pe oră (frecvenţă de parcare);

În funcţie de destinaţia clădirii, pot fi folosite următoarele valori aproximate ale lui P:

Tabelul nr. 2 – Frecvenţa de parcare

Destinaţia clădirii Frecvență de parcare (P)

Complexe de locuințe 20-60%

Centre comerciale 70-150%

Blocuri de birouri 50-70%

Centre de sport 100%

Teatre 100%

19

German Standard VDI 2053:2004 - 1 Air treatment system for car parks.

195

e = cantitatea de emisie a motorului [g];

ρCO = densitatea CO [kg/m3]; ρCO = 1,16 kg/m

3 la o temperatură de 20

0 C.

Debitul de aer necesar ventilării:

2

COadmis= concentraţia admisibilă de CO în ppm;

COext= concentraţia de CO în aerul exterior în ppm;

COext=10-20 ppm pe străzi cu circulaţie medie;

COext=30 ppm pe străzi cu circulaţie intensă de autovehicule;

COext=0-5 ppm în zone rezidenţiale;

fg=factor de sistem, variind de la 1 la 1,5, astfel:

fg=1 pentru sistemele tip jet;

fg=1,25-1,5 pentru sistemele ce utilizează tubulatură;

Unde:

n1= numărul de locuri de parcare ce trebuie ventilate la nivelul considerat;

n2...nn=numărul de locuri de parcare accesate prin intermediul n1;

S1 = distanţa medie parcursă până la n1;

S2...Sn = distanţa medie parcursă până la n1 de către autoturisme ce intră/ies n2...nn;

Din geometria parcajului subteran, rezultă că distanţa cea mai mare parcursă de un

autovehicul pentru a parca în cel mai îndepărtat loc faţă de punctul de acces este de 291 metri.

Parcajul subteran va fi ventilat cu sistem de ventilatoare tip jet.

P=50%;

n1=136 locuri de parcare (subsol 1);

n2=136 locuri de parcare (subsol 2);

Distanţa medie totală condusă (S) se calculează ca fiind suma dintre jumătate dintre

distanţa parcursă (sn), distanţă pentru manevrele de parcare (sman) şi lungimea de intrare/ieşire

rampă (srmp).

Sn = (sman + 0,5 * sn + srmp);

srmp = 35m;

sman = 10 m;

s2 = 134 m;

s1 = 112 m;

S1 = 10 + 0,5 * 112 + 35 = 101 m;

S2 = 10 + 0,5 * 134 + 35 = 112 m.

Pentru maşinile care pleacă din parcajul subteran (au motorul rece), avem:

4

5

Se consideră: COadmis= 50 ppm (jumătate din concentraţia minimă ce are efecte asupra

organismului uman);

COext=10 ppm, hotelul fiind amplasat într-o zonă cu circulaţie medie;

fg=1 pentru sistemul de ventilare cu ventilatoare tip jet;

196

6

Qiesire=25,67 m3/h;

Pentru maşinile care intră în parcajul subteran (au motorul cald), avem:

7

8

Qintrare=2,5 m

3/h;

Qtotal=Qieşire+Qintrare=25,67 m3/h + 2,5 m

3/h = 28,17 [m

3/h/autoturism];

Se adoptă Qtotal= 30 [m3/h/autoturism];

Debitul de aer necesar ventilării întregului parcaj subteran este:

Qtotal parcaj= Qtotal*272=8160 m3/h = 2,26 m

3/s;

Se va adopta un debit total de evacuare necesar diluării noxelor de 9000 m3/h (2,5 m

3/s).

Debitul de admisie:

Q admisie = 0,75 * 9000 m3/h. = 6750 m

3/h= 1,87 m

3/s;

4. CALCULUL NECESARULUI DE VENTILARE ÎN CAZUL UTILIZĂRII ÎN

SITUAŢIE DE INCENDIU A SISTEMULUI DE VENTILARE

Conform prevederilor „Normativului de securitate la incendiu a parcajelor subterane pentru

autoturisme”, indicative NP 127:2009, evacuarea fumului în caz de incendiu prin tiraj mecanic se

asigură prin guri de evacuare a fumului dispuse la partea superioară a fiecărui nivel şi guri de

admisie a aerului la partea inferioară, asigurându-se un debit de extracţie a fumului de minimum

600 m3/h pentru fiecare autoturism, dacă spaţiul este echipat cu instalaţii automate de stingere tip

sprinkler.

Calculul debitului de extracţie în caz de incendiu:

Qevac incendiu = 600 m3/h * numărul de locuri de parcare = 600 m

3/h * 272 = 163 200 m

3/h =

45,3 m3/s;

Debitul admisiei mecanice a aerului în caz de incendiu trebuie să fie 75% din debitul

evacuat, cu o toleranţă de plus sau minus 10%.

Qadmisie incendiu=0,75 * Qevac incendiu = 0,75 *163 200 m3/h=122 400 m

3/h = 34 m

3/s;

5. SIMULAREA FUNCŢIONĂRII SISTEMULUI DE VENTILARE CU AJUTORUL

UNUI SOFT CFD

Simularea funcţionării instalaţiei de ventilare se poate face cu ajutorul programelor de

tipul computational fluid dynamics, atât pentru situaţia în care sistemul este utilizat pentru

diluarea noxelor rezultate de la autoturisme, cât şi în caz de incendiu. Scopul acestui studiu este

de a găsi soluţia optimă, în care să se realizeze cu resurse minime cele două funcţii ale

sistemului. Întrucât cele două funcţii vor fi asigurate de acelaşi sistem, dimensionarea acestuia

197

se va face în funcţie de cea mai defavorabilă situaţie, şi anume în cazul producerii unui incendiu

în parcajul subteran. Pentru a realiza acest lucru se vor adopta mai multe ipo teze (scenarii) care

vor fi analizate în vederea stabilirii modului de asigurare a cerințelor esenţiale de calitate ale

construcţiei.

În simulările efectuate, condiţiile iniţiale ale mediului utilizate au fost cele normale

(temperatura ambientală interioară şi exterioară = 200

C, presiunea iniţială în parcajul subteran =

presiunea atmosferică = 101325 Pa, umiditatea relativă = 40%, viteza vântului = 0 m/s, acceleraţia

gravitaţională = 9,81 m/s2).

Pentru construcţia modelului 3D au fost definite materialele ca fiind suprafeţe inerte

(suprafeţe care acceptă schimb de căldură) şi au fost definite deschideri, conform planurilor de

arhitectură.

În scopul reducerii timpului de calcul s-a studiat ventilarea nivelului doi al parcajului

subteran, definind domeniul de calcul doar pentru acest nivel.

Reţeaua de calcul (mesh) a fost definită din celule cu dimensiunea 0,4 m x 0,5 m x 0,25 m,

rezultând un total de 331.000 celule. Rezultatele cele mai bune se obţin cu dimensiuni cât mai

scăzute ale celulelor, însă timpul de calcul creşte foarte mult. Pentru realizarea simulărilor s-a

utilizat softul FDS (Fire Dynamics Simulator), cu interfaţa sa grafică Pyrosim, dezvoltat de către

Institutul Naţional de Standarde şi Tehnologie – NIST din S.U.A, iar timpul de calcul pentru fiecare

variantă adoptată a fost de aproximativ 16 ore.

În simulări, suprafaţa incendiată a fost definită ca fiind supraţa echivalentă a unui

autovehicul (2,5 m x 4 m).

5.1 Varianta I – Ventilarea şi desfumarea mecanică a parcajului subteran utilizând

2 ventilatoare de introducere, 14 ventilatoare jet şi 2 ventilatoare de evacuare

În această variantă s-au utilizat

două canale de introducere a aerului

proaspăt şi două canale de evacuare. Pentru

introducere au fost folosite două

ventilatoare cu un debit de până la 35 m3/s,

iar pentru evacuare au fost folosite două

ventilatoare cu un debit de până la 47 m3/s.

Pentru a determina zonele în care

aerul are tendinţa să stangneze se va

considera situaţia în care toate ventilatoarele

funcţionează. Gurile de introducere sunt

amplasate la partea inferioară a parcajului,

cu latura superioară la maxim 1 m de

pardoseală, iar gurile de evacuare în

treimea superioară a pereţilor parcajului.

Pentru dirijarea aerului în interiorul

parcajului subteran au fost folosite 14

ventilatoare tip jet, definite mai sus.

Amplasarea acestora s-a făcut conform Fig.

Fig. 2 – Varianta I – amplasarea ghenelor de

introducere, evacuare şi a ventilaroarelor tip jet

198

t = 50 s t = 100 s t = 150 s

Vit

eza

la z

= 1

m

Vit

eua

la z

= 2

,5 m

Fig. 3 – Varianta I – studiul distribuţiei vitezelor

Rezultatele obţinute sunt prezentate sub forma variaţiei spaţiale a vitezei maselor de aer în

parcajul subteran.

Din analiza CFD a distribuţiei vitezelor pentru varianta I se observă faptul că ventilatoarele

tip jet amplasate lângă ghenele de introducere a aerului în parcaj nu sunt eficiente. În consecinţă,

ventilatoarele tip jet amplasate în acea zonă vor trebui îndepărtate, pentru a nu consuma inutil

energie. Aerul are tendinţa să se întoarcă spre punctele de admisie, printr-un vortex. Astfel, noxele

sau gazele fierbinţi se vor deplasa către punctele de admisie a aerului în loc să fie evacuate prin

ghenele de evacuare. De asemenea, se observă că aerul are o viteză redusă între cele două ghene de

introducere a aerului (0,14 m/s). Viteza aerului la înălţimea de 1 m este mai mică de 1 m/s într-o

proporţie destul de mare din suprafaţa totală a nivelului considerat al parcajului.

Urmare a acestor observaţii, se va recurge la o repoziţionare a ventilatoarelor tip jet şi la

redistribuirea gurilor de introducere şi evacuare.

5.2 Varianta II – Ventilarea şi desfumarea mecanică a parcajului subteran utilizând 4

ventilatoare de introducere, 12 ventilatoare jet şi 6 ventilatoare de evacuare

1. Situaţia în care sistemul este folosit pentru diluţia concentraţiei de CO

În momentul în care concentraţia monoxidului de carbon trece de pragul admis de 50 ppm,

detectorul de CO transmite semnal de alarmă către centrala de detecţie a monoxidului de carbon

(C.D.). Aceasta transmite semnal de acţionare către unitatea centrală de control a sistemului de

ventilare (U.C.C.). U.C.C. comandă:

Pornirea ventilatoarelor de desfumare la capacitate de 50%;

Pornirea ventilatoarelor tip jet/impuls la treapta întâi (debit de 1 m3/s);

199

Ventilatoarele tip jet transportă

noxele prin inducţie până la ghenele de

evacuare. Timpul de funcţionare a

sistemului va fi în funcţie de scăderea

concentraţiei de CO la nivelul acceptat (sub

50 ppm). În cazul în care concentraţia din

compartiment creşte în continuare (până la

100 ppm) cu sistemul în funcţiune, se va

emite o alarmă de evacuare a parcajului şi

pornirea ventilatoarelor la capacitate

maximă.

t = 50 s t = 100 s

Vit

eua

la z

= 1

,75

m

t = 150 s t = 200 s

Fig. 5 – Varianta II – distribuția vitezelor pentru situaţia în care sistemul e folosit pentru diluţia

concentraţiei periculoase de CO

În vederea realizării economiei de energie şi pentru a transporta pe drumul cel mai scurt

noxele şi/sau gazele fierbinţi, parcajul va fi împărţit în două zone de detecţie. Ventilatoarele

utilizate pentru transport vor fi reversibile. În funcţie de zona în care este detectată concentraţia

crescută de CO de către instalaţia de detecţie a monoxidului de carbon, sau de zona în care este

detectat incendiul de către instalaţia de detecţie şi semnalizare a incendiului, acestea vor comanda

unităţii centrale de control ale instalaţiei de ventilare/desfumare, direcţia în care este necesar a se

transporta noxele/fumul, către cel mai apropiat punct de evacuare. Acest lucra va realiza localizarea

şi limitarea propagării noxelor/fumului în zone neafectate.

2. Situaţia în care sistemul este folosit pentru desfumare.

În această variantă, avem 4 guri de introducere a aerului, fiecare cu un debit de 8,5 m3/s şi

6 guri de evacuare cu un debit de 8,5 m3/s (conform calculului efectuat la punctul 3, pentru situaţia

Fig. 4 – Varianta II – amplasarea ghenelor de

introducere, evacuare şi a ventilatorarelor tip jet

200

de incendiu debitul necesar de admisie fiind de 34 m3/s şi cel de evacuare de 45,3 m

3/s), amplasate

conform Fig. . S-au utilizat 12 ventilatoare tip jet şi o parte din acestea au fost repoziţionate faţă de

varianta anterioară. Acestea funcţionează la un debit de 1,95 m3/s.

Detectoarele de fum vor transmite semnal de alarmă către centrala de detecţie incendiu

(C.D.I.). C.D.I. transmite semnal către serviciul privat pentru situaţii de urgenţă şi către unitatea

centrală de control a sistemului de ventilare (U.C.C.). U.C.C. comandă într-un interval de maxim

60 de secunde:

pornirea ventilatoarelor de pe ghene la turaţie maximă;

pornirea ventilatoarelor tip jet la treapta a doua;

semnal luminos şi sonor pentru evacuarea parcajului.

Ventilatoarele tip jet transportă fumul prin inducţie până la ghena de evacuare, de unde va

fi preluat de către ventilatoarele montate pe ghenă. În caz de incendiu, oprirea sistemului se face

doar manual.

t = 50 s t = 100 s t = 150 s

Vit

eza

la z

= 0

,5 m

Vit

eza

la z

= 1

,75 m

Vit

eua

la z

= 2

,5 m

Fig. 6 – Varianta II – studiul distribuţiei vitezelor

În urma acestei simulări se observă o distribuţie acceptabilă a vitezelor în parcaj, fiind

eliminate/limitate zonele în care aerul are o viteză redusă de deplasare sau stagnează. Faţă de prima

variantă a sistemului, aceasta foloseşte mai puţin cu două ventilatoare tip jet, iar ventilatoarele de

introducere şi evacuare sunt mai multe, dar de o capacitate mai mică, deci mai ieftine.

201

t = 50 s t = 100 s t = 150 s V

aria

nta

I

Vit

eua

la z

= 2

,5 m

Var

ian

ta I

I

Vit

eua

la z

= 2

,5 m

Fig. 7 – Comparaţia distribuţiei vitezelor la z=2,5 între varianta I şi varianta II

Pentru a valida varianta II a configuranţiei sistemului, se va simula producerea unui

incendiu la un autoturism.

Pro

pag

area

fu

mu

lui

t = 25 s t = 50 s t = 100 s

t = 150 s t = 175 s t = 200 s

202

T

emp

erat

ura

la

z =

1,7

5 m

t = 25 s t = 50 s t = 100 s

t = 150 s t = 175 s t = 200 s

Tem

per

atu

ra l

a z

= 2

,5 m

t = 25 s t = 50 s t = 100 s

t = 150 s t = 175 s t = 200 s

203

V

izib

ilit

atea

la

z =

1,7

5 m

[m

]

t = 25 s t = 50 s t = 100 s

t = 150 s t = 175 s t = 200 s

Vit

eza

la z

= 2

,5 m

t = 25 s t = 50 s t = 100 s

t = 150 s t = 175 s t = 200 s

Fig. 8 – Analiza scenariului de incendiu cu instalaţia de desfumare

Putem observa că după t = 125 secunde putem aprecia că instalaţia de desfumare reuşeşte

să localizeze propagarea fumului şi a căldurii în alte zone ale parcajului, menţinând o vizibilitate

acceptabilă (30 m), uşurând astfel acţiunea de intervenţie a forţelor specializate. În acest caz,

temperatura aproximativă la nivelul grinzilor este de 1000

C faţă de 1150

C în situaţie ventilării

natural organizate.

Pentru a aprecia varianta cea mai bună din stadiul de proiect CFD, se stabilesc următorii

indicatori de performanţă:

I1 = raportul dintre uniformitatea vitezei şi numărul de ventilatoare tip jet folosite (cu

cât e mai mare raportul cu atât soluţia este mai economică);

I2 = viteza medie în secţiunea considerată;

204

I3 = viteza minimă în secţiune (valoarea negativă reprezintă modificarea direcţiei

maselor de aer);

I4 = uniformitatea vitezei (raportul dintre viteza minimă şi viteza medie);

I5 = temperatura medie în situaţia de incendiu după un timp stabilit (după localizarea

propagării efluenţilor);

I6 = timpul de localizare a propagării efluenţilor incendiului (gradientul de propagare a

efluenţilor);

I7 = vizibilitatea în cazul producerii unui inceniu [m];

I8 = distanţa de transport a noxelor/fumului până la punctele de evacuare (performaţa

creşte cu scăderea distanţei de transport – indicator ce se poate îmbunătăţi prin realizarea zonelor de

detecţie/evacuare şi o distribuţie judicioasă a punctelor de evacuare);

I9 = păstrarea liberă a căilor de evacuare în cazul producerii unui incendiu.

Aceşti indicatori nu sunt restrictivi, putând fi definiţi şi alţii în funcţie de aspectele

urmărite. De asemenea, numărul soluţiilor studiate poate fi mărit.

Stabilirea soluţiei optime se face întocmind o ierarhizare a acestora, acordând puncte

pentru fiecare scenariu în parte, în funcţie de indicatorii de performanţă stabiliţi.

Tabelul nr. 1 – Cuantificarea indicatorilor variantelor de ventilare

Varianta I Varianta II

I1 0,0085 1 0,0208 2

I2 1 m/s 2 0,88 m/s 1

I3 0,12 m/s 1 0,22 m/s 2

I4 0,12 1 0,25 2

I5 55 oC 1 50

oC 2

I6 180 sec 1 120 s 2

I7 >25 m 2 >25 m 2

I8 s-au

adoptat 2 zone în

ambele variante

2 s-au

adoptat 2 zone în

ambele variante

2

I9 2/4 1 3/4 2

Total 12 17

Din tabel se observă că varianta II este cu 41% mai eficientă faţă de varianta I.

CONCLUZII

Pentru stabilirea soluţiei optime se pot defini indicatori de performaţă. Aceştia se

cuantifică pentru fiecare soluţie în parte şi se face un clasament al soluţiilor. Cea care obţine cele

mai multe puncte este soluţia care se va adopta şi optimiza.

Din perspectiva managementului valorii (totalitatea activităţilor de natură managerială care

urmăresc perfecţionarea produselor şi proceselor prin prisma relaţiei dintre valoare şi utilitate pe

deoparte şi consumul de mijloace pe de altă parte), se pot utiliza metode de analiză a valorii pentru

a evalua fiecare element al instalaţiilor de ventilare/desfumare (analiza valorii este o metodă care îşi

205

propune să realizeze pentru produs, proces, proiect sau serviciu, parametrii tehnico-funcţionali,

tehnico-economici şi estetici aşa cum sunt ceruţi de necesităţile sociale, cu cele mai mici costuri).

Domeniul în care a fost elaborată lucrarea este de actualitate şi reprezintă o problemă

majoră, astfel încât oferă multe posibilităţi cercetărilor ulterioare. Direcţiile de cercetare pentru

viitor legate de optimizarea instalaţiilor de ventilare/desfumare sunt:

îmbunătăţirea algoritmilor de calcul pentru modelarea numerică a mişcării

neizoterme şi a evoluţiei concentraţiei poluanţilor în parcaje subterane;

aplicarea metodelor de analiză a valorii pentru ventilatoarele tip jet.

BIBLIOGRAFIE

[1] Assessment of Vehicle Fires in New Zealand Parking Buildings By Yuguang Li Supervised by

Michael Spearpoint, Fire Engineering Research Report 04/2, May 2004.

[2] Prof. dr. ing. Mihai Nagi, Ventilarea şi climatizarea clădirilor – îndrumător aplicativ,

Colecţia „Student”.

[3] McGrattan, K., Klein, B., Hostikka, S., Floyd, J., Fire Dynamics simulator (Version 5) User’s

Guide. NIST Special Publication 1019-5, January 2008.

[4] Forney, G.P., User’s Guide for Smokeview Version 5 – A Tool for Visualizing fire Dynamics

Simulation Data. NIST Special Publication 1017-1, January 2008.

[5] Normativ de securitate la incendiu a parcajelor subterane pentru autoturisme – indicativ NP

127: 2009, Monitorul Oficial nr. 74/02.02.2010, partea I.

[6] German Standard VDI 2053:2004 - 1 Air treatment system for car parks.

[7] Code of practice on functional recommendations and calculation methods for smoke and heat

control systems for covered car parks - BS 7346-7:2006, England.

[8] Protection incendie dans les bâtiments – Conception des systèmes d’évacuation des fumes et

de la chaleur (EFC) des parkings intérieurs - NBN S 21-208-2, Belgia.

[9] SR CEN/TR 12101-5:2007 – Sisteme de control a fumului şi gazelor fierbinţi. Partea 5: Ghid

de recomandări funcţionale şi metode de calcul pentru sisteme de ventilare pentru evacuarea

fumului şi gazelor fierbinţi. ASRO, 2005.

206

FENOMENE FIZICO-CHIMICE INTERFIZICE

PRIVIND SUPRAFAŢA MATERIALELOR METALICE

LA DEPUNEREA DE STRATURI SUPERFICIALE

Drd. ing. Victor IONESCU

Orice suprafaţă metalică solidă este caracterizată prin microgeometrie (ondulaţii şi

rugozităţi) şi defecte de suprafaţă (microfisuri, pori, capilare) între ele neexistând o separare netă,

unele putând să le conţină şi pe celelalte, după cum se pot transforma unele în altele. Forma unei

suprafeţe este generată de forţele interatomice și în interiorul corpului solid, de forţele dintre atomii

de suprafaţă şi de forţele exterioare, ponderea cea mai mare în formarea suprafeţei având-o ultimile.

Între suprafeţe şi mediu există un schimb continuu de atomi prin evaporare cu exteriorul şi

prin difuzie cu interiorul.

Considerând o suprafaţă metalică de 1 cm2, numărul de atomi care se evaporă într-o

secundă, n, este dat pe baza teoriei cinetice de relația (1.1):

n=p(2.m.k.T) (1)

unde: p = presiunea atomului; m = masa atomului; k = constanta lui Boltzmann; T = temperatura

absolută.

La temperatura camerei, raportul dintre numărul de atomi care se evaporă şi suprafaţa unui

atom este de ordinul a 103. De exemplu, în cazul wolframului a cărui presiune de evaporare la

temperatura camerei este de p = 10-40

atm., numărul de atomi care se evaporă este n = 10-20

atomi/cm2s, iar durata medie de rămânere a atomilor la suprafaţă este de 10

37 sec.

Rezultă că, la temperaturi de 200

C, atomii de la suprafaţă au o stabilitate apreciabilă,

executând numai o mişcare de vibraţie în jurul poziţiei lor de echilibru dinamic. La temperaturi mai

mari decât jumătate din temperatura de topire, au loc atât mişcări pe orizontală, cât şi pe verticală în

planul suprafeţei, modificându-i forma, aceasta nemairămânând perfect plană.

Problemele suprafaţelor corpurilor solide metalice sunt complicate şi mai mult de

prelucrările mecanice efectuate pentru obţinerea formei.

În cazul suprafeţelor rectificate mecanic, se remarcă un strat superficial, în care nu se mai

poate pune în evidenţă structura cristalină a metalului.

Acest strat amorf a primit denumirea de strat Beilby şi se comportă ca un lichid vâscos ce

nivelează neregularităţile suprafeţei.

Suprafeţele de separare ale grăunţilor cristalini au dimensiuni considerabile. De exemplu, un

cub de aluminiu cu latura de 10 mm conţine 6x106 cm

2 de suprafeţe de contact care au, în general,

energii libere diferite. Aceste suprafeţe sunt mărite şi mai mult de goluri, incluziuni sau fisuri.

Considerând numai energia cinetică a electronilor care se găsesc incluşi în interiorul

metalului ca într-o cutie în care există un câmp potenţial constant şi mai mic decât cel exterior,

conform principiului lui Pauli, energia gazului de electroni, EN, va fi:

EN = (l2+n

2+p

2) (2)

unde: l,n,p = numere cuantice care determină diferite niveluri de energie a electronilor.

207

a= (3)

unde: h = constanta lui Planck; N = numărul de electroni; m* = masa efectivă a unui electron; S =

latura cubului de material care conţine N3 electroni.

Conform teoriei elementelor finite:

S(N) = = (4)

unde: M = numărul de procente în interiorul unui octant pozitiv sferic cu raza r şi are valoarea după

Vinogradov:

M = (5)

în care: O = termen rezidual în funcţie de (r)7/5

.

Numărul de puncte care se găsesc într-un domeniu cuprins între r şi r+dr este egal cu

dM(r). Înlocuind valoarea lui M şi efectuâd integrarea, rezultă:

(6)

Valoarea razei R se obţine din relaţia:

N3=2x[ ]

Rezultă: R=bN, unde b = (3/ )1/3

.

Valoarea energiei cinetice a gazului de electroni va fi:

EN = a x (7)

Primul termen din paranteză reprezintă energia volumetrică a gazului de electroni, al doilea

termen proporţional cu N2 reprezintă energia cinetică suplimentară a electronilor ca urmare a

existenţei suprafeţei, iar al treilea termen, o corecţie în funcţie de numărul de electroni.

Dacă V este volumul metalului (cub cu latura a), A sunt suprafeţele sale (6a2) şi

= densitatea gazului de electroni, atunci:

N3

= V x + a3 x (8)

N2 =

Neglijând termenul rezidual, relaţia energiei cinetice va fi:

EN (9)

Tensiunea superficială este energia suplimentară a electronilor raportată la unitatea de

suprafaţă.

(10)

şi dacă în locul gazului de electroni se utilizează numărul de atomi în unitatea de volum, Cs,

determinat de relaţia:

(11)

unde: NA – numărul lui Avogadro; z = numărul de electroni liberi pentru fiecare atom;

G = greutatea atomică; = densitatea metalului.

208

Se obţine pentru relaţia:

= 5,6 x 104 x (12)

Suprafaţa metalică ideal curată este caracterizată printr-o energie liberă mărită (tensiune

superficial mărită) şi metastabilă din punct de vedere termodinamic.

Trecerea într-o stare stabilă se face prin acumularea moleculelor de o anumită speţă în

stratul superficial, cunoscută sub numele de absorbţie, acumulare care conduce la micşorarea

energiei libere (valoarea tensiunii superficiale scade la minim).

Suprafeţele metalice ideal curate au o existenţă foarte scurtă (fracţiuni de secundă) în

ruptura materialului sau în primele momente după prelucrarea mecanică. Orice suprafaţă metalică

reală este caracterizată prin existenţa şi compoziţia straturilor superficiale care depind de condiţiile

termodinamice (p, T) şi de natura mediului înconjurător. În plus, o suprafaţă metalică reală este

caracterizată printr-o anumită geometrie (rugozitate + ondulaţii), suprafaţa reală de contact a două

corpuri solide fiind mult mai mică decât suprafaţa totală (Sc/St 106). Pe suprafaţa materialelor

metalice se desfăşoară majoritatea proceselor funcţionale tehnice: mişcări, susţineri, îmbinări,

modificându-se chiar geometria în timpul utilizărilor.

În fiecare material se naşte un câmp de tensiuni şi deformaţii specifice şi dependent de

timp. Suprafaţa materialelor metalice este locul interacţiunii şi eliberării la nivel macroscopic a

câmpurilor exterioare la care este supus materialul (de temperatură, presiune, electromagnetice etc.)

cu acelea interioare.

Interfaţa (graniţa, frontiera) care le separă este fizic reală, având dimensiuni geometrice

definite de starea materială în care se găseşte: solidă, lichidă, gazoasă, plasmă sau clusteri.

Condiţia existenţei unei interfeţe solid-solid este dată de posibilitatea redistribuirii atomilor

din cele două solide. Se pot imagina următoarele cazuri:

Sistemul are în ansamblu energia liberă minimă în raport cu orice alte stări posibile.

Interfaţa este rigidă deoarece deplasările datorate variaţiilor de temperatură, compoziţie sau/şi

presiune nu se pot dezvolta.

Starea este de anexistenţă comună.

Sistemul are o energie liberă mai mare decât starea stabilă de energie minimă. Prin

interfaţă se produc continuu modificări către echilibru.

Dacă încă există o barieră energetică între cele două solide, apare necesitatea unei activări

cu o energie exterioară pentru realizarea trecerii în starea stabilă.

Posibilităţile de redistribuire a atomilor se pot realiza prin difuzie sau prin germinare şi

creştere. Difuzia este favorizată în solid de prezenţa defectelor reţelei (vacanţe, dislocaţii).

Existenţa vacanţelor este compatibilă cu echilibrul termodinamic deoarece măreşte atât

energia internă , cât şi entropia . Energia liberă

(13)

ar putea fi micşorată pe calea apariţiei de vacanţe în corpul solid. O suprasaturare cu vacanţe face ca

acestea să se poată reuni pe plane cristaline determinate în care procesul de coexistenţă a unui solid

cu altul este maxim.

Pe de altă parte, vacanţele se pot deplasa într-un corp solid ca urmare a unei energii de

activare Q şi a existenţei unui număr de atomi n cu energia Q.

209

Aceşti doi parametri depind de natura forţelor de legătură din solid şi de distribuţia

rezultantei câmpurilor energetice în corp, deoarece la temperaturi mai mari de 0 K unii atomi pot

avea energii foarte mari, iar alţii energii foarte mici.

Influenţa fenomenelor fizico-chimice asupra calităţii stratului depus

La interfaţă matrice metalică – material complementar şi materialul de adus – metal de

bază se desfăşoară procese fizice şi chimice complexe, care se inflenţează reciproc şi care pot

schimba în sens favorabil sau negative calitatea piesei pe care se face depunerea, în cazul nostru

paleta de turbină.

În principiu, interfaţa care apare între matricea metalică şi materialul complementar,

respectiv material de adus şi material de bază, poate fi de patru tipuri:

– nereactivă şi fără zone de penetrare;

– nereactivă şi cu zone de penetrare;

– reactivă;

– difuzivă.

În timpul operaţiei de pulverizare în jet de plasmă, apar interfeţe reactive şi difuzive. În

afara acestor fenomene de formare de diverşi compuşi chimici la interfaţă, de penetrare şi difuzie,

interacţiunea fizică se manifestă prin acţiunea forţelor de tensiune superficială sau a celor de

segregare.

De asemenea, trebuie luate în considerare forţele de atracţie temporare dintre atomii

particulelor şi ai aliajului lichid, ionizaţi diferit. Mărimea acestor forţe este determinată de

polarizabilitatea atomilor. Energia potenţială între doi atomi liberi, E1,2 se poate calcula folosind

ecuaţia lui London:

E1,2= , (14)

unde: – constantele de polarizabilitate ale celor două materiale; I1, I2 – energiile de ionizare;

R – distanţa dintre polul inductor şi cel indus.

Dacă fiecare strat monoatomic este alcătuit din atomi de acelaşi tip, atunci:

Wad = n x E1,2 (15)

unde: Wad – energia de adeziune ca urmare a forţelor de dispersie; n – numărul de perechi de atomi

pe unitatea de suprafaţă.

Structura interfeţei depinde şi de modul de relaxare a tensiunilor interne care apar ca

urmare a diferenţei dintre coeficienţii de dilatare termică ai metalului şi stratului depus, sau a

efectului de frecare creat de stratul depus şi care pot conduce la apariţia microfisurilor.

Interacţiunea chimică, în general, poate fi reprezentată de reacţia care are loc între atomii A

ai metalului lichid şi atomii B ai stratului superficial al solidului (particulă sau substrat) conducând

la formarea compusului chimic AmBn:

mA + nB = AmBn (16)

Influenţa interacţiunii chimice este mai puternică decât cea de natură fizică şi depinde de

poziţia metalului în tabelul periodic.

Gradul de umectare a unei particule solide de către un lichid se apreciază pe baza

determinării unghiului de contact care intră în ecuaţia lui Young:

(17)

210

sau:

cos = (18.)

unde indicii s,l,g se referă la solid, lichid respectiv gaz.

Deci coeficientul de umectare este direct proporţională cu tensiunea superficială a fazei

lichide şi depinde şi de valoarea unghiului de umectare .

Suprafaţa particulei poate fi neregulată şi pentru a avea în vedere variaţia unghiului de

umectare, se introduce în ecuaţie un factor de rugozitate Ψ acesta devenind:

K = (19)

unde: Ψ=1 pentru suprafeţe perfect netede; Ψ=2,2 pentru suprafeţe cu grad mare de rugozitate.

Energia de adeziune Wa, definită prin relaţia lui Dupré:

Wa= (20)

devine, dacă se foloseşte ecuaţia lui Young:

Wa= (21)

Dar se poate determina prin metoda picăturii depuse pe o plăcuţă, prin măsurarea

parametrilor geometrici ai picăturii şi introducerea valorilor obţinute în formula:

(22)

unde: – densitatea topiturii; g – acceleraţia gravitaţională; X – parametrul orizontal al picăturii,

care reprezintă ½ din axa mare a elipsei circumscrise; Z – parametrul vertical al picăturii, sau

semiaxa mică a elipsei circumscrise. Există şi alte relaţii empirice pentru determinarea tensiunii

superficiale. Pentru aluminiu =10,5 [N/m].

Aluminiul formează carburi, dar prezenţa stratului de alumină (Al2O3) la suprafaţa topiturii

împiedică realizarea unui contact direct între cele două componente, înrăutăţind astfel condiţiile de

umectare (WaAl 1000 J/m2).

Fierul reacţionează puternic cu carbonul formând carburi, iar energia de adeziune Wa

2000 J/m2.

Desfăşurarea reacţiilor de la interfaţă modifică în timp interfaţa într-o suprafaţă de

separaţie metal-carbură. Mărimea forţei implicate în transferul particulei din faza gazoasă în faza

lichidă este dependentă de proprietăţile fizice ale celor două componente şi de caracteristicile de

umectare a particulelor solide de către metalul lichid.

În cazul unei particule sferice, pentru a pătrunde în topitură, aceasta trebuie să străbată o

distanţă egală cu 2r (r fiind raza particulei).

Forţa totală care acţionează asupra particulei la intrarea în baza lichidă va fi:

=F1+F +Fa (23)

unde: F1 – forţa de inerţie; F – forţa determinată de energia superficială; Fa – forţa ascensională.

Dacă axa y a sistemului xOy asociat particulei are sensul pozitiv spre suprafaţa topiturii,

particular va fi încorporată dacă şi va pluti dacă .

211

Forţa de inerţie se determină cu relaţia:

F1 = mp x ap, (24)

unde: mp – masa particulei, ap – acceleraţia particulei.

Forţa determinată de energia superficială se determină cu relaţia:

Fa = (25)

unde: Ap – suprafaţa totală a particulei; E = ; – tensiunea interfazică particulă-gaz;

– tensiunea interfazică particulă-lichid.

Deoarece, la echilibru, după ecuaţia lui Young:

, (26)

forţa determinată de tensiunea superficială va fi:

(27)

sau pentru o particulă sferică se obţine:

, (28)

unde, – tensiunea superficială a topiturii; – unghiul de umectare; – densitatea particulei;

– masa particulei.

Pentru o particulă de formă cubică se obţine:

(29)

Deci, pentru o particulă de formă oarecare, putem considera valabilă relaţia:

(30)

unde: K1 – coeficient de formă.

Forţa ascensională este dată de relaţia:

Fa= (31)

unde: – volumul particulei; – densitatea fazei lichide; – acceleraţia particulei.

Deci, forţa necesară pentru ca particula să pătrundă în topitură va fi:

(32)

Dacă se notează:

(33)

unde: – forţa determinată de diferenţa dintre densitatea particulei şi a aliajului lichid.

212

Ecuaţia forţei totale devine:

, (34)

Analizând ultima relaţie, avem următoarele situaţii:

a) – în condiţiile de umectare ( 0; )

– dacă , . Particula va fi înglobată în topitură.

– dacă .

Particula va fi înglobată în topitură, în funcţie de valoarea acceleraţiei acesteia (cazul

nostru).

– dacă =0

b) în condiţii de neumectare ( )

– dacă

Particula va fi înglobată sau nu în topitură, în funcţie de valoarea acceleraţiei acesteia.

– dacă 0

Particula va pluti la suprafaţa topiturii.

– dacă

Particula va pluti la suprafaţa topiturii.

La depunerea în condiţii a Al2O3, .

Din condiţia (la limită) rezultă acceleraţia minimă necesară pentru înglobare

( ):

, (35)

de unde:

(36)

Valoarea acceleraţiei critice este determinată de caracteristicile fizice ale particulei şi de

condiţiile de umectare. Valoarea acestei acceleraţii se modifică dacă se ia în considerare şi influenţa

stratului de oxizi format la suprafaţă. Pentru un regim tranzitoriu (dvp/dt˃0), ecuaţia de mişcare a

particulei solide (pp˂pl) de formă sferică în lichidul staţionar de pe suprafaţa paletei va fi:

m x (37)

unde: dvp/dt – acceleraţia particulei; Fa – forţa arhimedică; G – greutatea particulei; FR – forţa de

rezistenţă la înaintare.

După un timp, cu creşterea vitezei creşte şi forţa de rezistenţă la înaintare, acceleraţia

anulându-se.

213

FR=Fa-G, (38)

sau:

, (39)

unde: – coeficient de rezistenţă la înaintare; g – acceleraţia gravitaţională.

Din condiţia de echilibru a forţelor care acţionează asupra particulei, se obţine pentru

viteza particulei, expresia (ecuaţia lui Rottinger):

, (40)

unde coeficientul de rezistenţă la înaintare se determină pe baza relaţiei lui Oseen:

(41)

În regimul laminar de deplasare a particulelor solide, caracterizat prin valori subunitare ale

numărului Reynolds, ataşat particulei, (Rep<1), coeficientul de rezistenţă la înaintare se determină

prin relaţia:

, (42)

Forţa de înaintare devine deci:

ɳ (43)

unde: ɳ - vâscozitatea lichidului.

Viteza particulei va fi:

, (44)

numită relaţia lui Stokes.

Această relaţie neglijează prezenţa altor particule în topitură şi este valabilă pentru

dimensiuni ale particulei mai mici de 0,01 mm. Pentru ca rezultatele referitoare la viteza

particulelor să se aproprie de situaţii reale, se pot folosi diferite expresii ale legii lui Stokes. Astfel,

dacă se are în vedere prezenţa mai multor particule în topitură, se recomandă utilizarea relaţiei:

v= , (45)

unde: – viteza particulei, determinată cu relaţia lui Stokes; – concentraţia volumetrică a

particulelor; K – coeficient de distribuţie a particulelor (K = 1,3 1,9).

În cazul unei solidificări dirijate după o singură direcţie, cu o interfaţă solid-lichid plană la

nivel macroscopic şi o particulă de formă sferică, dacă se neglijează posibilele deplasări determinate

de diferenţa de densitate, analiza termodinamică a procesului de transfer a particulei dintr-o fază în

alta, se poate face pe baza variaţiilor de energie liberă.

La trecerea particulei din poziţia 2 în 3 şi din 3 în 4, variaţiile de energie liberă şi

se pot exprima astfel:

= , (46)

= , (47)

unde: , şi reprezintă tensiunile interfazice particulă-solid şi solid-lichid.

214

Variaţia totală de energie liberă F, rezultă prin însumarea celor două ecuaţii:

23+ 34= ps – pl (48)

Dacă < 0 , particular este înglobată în faza solidă, iar dacă > 0, particular este

rejectată continuu în faza lichidă din faţa frontului de solidificare.

Deci, în general, când frontul de cristalizare vine în contact cu o particulă insolubilă pot să

apară două situaţii distincte:

– materialul solidificat reţine particula;

– materialul solidificat nu înglobează de la început particula, care este împinsă în faza

lichidă.

Analiza fenomenului numai pe baze termodinamice nu este suficientă deoarece, uneori,

previziunile făcute pe suport ternodinamic sunt confirmate de practică. De aceea, analiza mai exactă

a fenomenului se face pe baze cinetice, luându-se în considerare următoarele aspecte:

– natura forţelor de respingere dintre particula solidă şi frontul de solidificare;

– mecanismul transferului de masă;

– influenţa particulei asupra configuraţiei frontului de solidificare.

Un astfel de model (propus şi dezvoltat de Ştefănescu D.M.) analizează efectul pe care îl

produce prezenţa unei particule asupra configuraţiei solid-lichid şi stabileşte condiţiile în care

particulara va fi inclusă sau nu de la început în faza solidă.

Se presupune că matricea are aceeaşi conductivitate termică λm în stare solidă şi lichidă,

care, însă, poate fi diferită de conductivitatea termică a particulei λp. Pentru determinarea câmpului

de temperatură, se foloseşte ecuaţia de transfer termic conductiv, scrisă în coordonate cilindrice.

. (49)

Condiţiile la limită cuprind:

– gradientul de temperatură G în direcţia z este constant;

– temperatura la interfaţă particulă-matrice prezintă continuitate (TP = Tm);

– bilanţul termic la interfaţă (r=R, unde R este raza particulei) se exprimă prin egalitatea:

λm x r=R=λp x r=R; (50)

– temperatura de referinţă T0=(Tm)r=R, r

Prin rezolvarea ecuaţiei diferenţiale, ţinând cont de condiţiile la limită, rezultă:

TM=T0- , (51)

Tp=T0 - , (52)

unde: K=

Modelul este simplificat deoarece nu ia în considerare căldura latentă de solidificare şi

variaţia cu temperatura a proprietăţilor termofizice.

În funcţie de valoarea K, izotermele care sunt perpendiculare pe liniile de flux termic vor fi

concentrate pe particule (K>1), vor ocoli în parte particula (K<1) sau nu vor fi afectate de prezenţa

acesteia (K=1).

215

Prezenţa unei particule cu λp< λm în faţa frontului de solidificare, va reduce fluxul local de

căldura dintre faza lichidă şi la interfaţa lichid-solid, în dreptul particulei va apărea o proeminenţă

de material solidificat care tinde să împingă continuu particula în lichid. În aceste condiţii, suprafaţa

de separare lichid-solid nu se mai menţine plană, rezultând o dezvoltare celulară sau dendritică a

fazei solide.

Asupra particulei aflate la distanţa d (câteva distanţe atomice) faţă de frontul de

solidificare, acţionează forţele descrise în continuare:

1) Forţa gravitaţională – FG, depinde de diferenţa dintre densităţile particulei şi aliajului

lichid :

FG = , (53)

Sensul de acţionare a acestei forţe este dat de semnul diferenţei

2) Forţa de rezistenţă la înaintare – FR, pentru o interfaţă perfect plană are forma:

Ve=

unde: ɳ – vâscozitatea dinamică a lichidului; v – viteza de deplasare a particulei în topitură.

Dacă se admite faptul că în dreptul particulei interfaţa nu este perfect plană, ci reprezintă o

suprafaţă sferică, având o rază de curbură R1, FR se exprimă astfel:

FR=6 x x ɳ x v x , (54)

sau, ţinând seama de egalitatea: K= :

FR=6 x x ɳ x v x K2, (55)

3) Forţa determinată de energia interfazică – F1, pentru o interfaţă plană rezultă din

relaţia:

F1=2 x , (56)

unde:

= , (57)

unde: 0 = ps – pl - ; a0 = (rp şi rm sunt razele atomice ale materialului particulei

şi materialul matricei); n = exp.(n=2 7). Dacă se ţine seama de curbură, de raza R1 şi dacă a0 + d

şi a0 + d , forţa determinată de energia interfazică are forma:

F1 = 2 x , (58)

Pentru şi , la echilibru rezultă:

FG + F1 – FR = 0 (59)

Deci:

x , (60)

de unde rezultă viteză de echilibru ve:

216

ve= , (61)

La viteze v de deplasare a limitei de separaţie solid-lichid mai mari decât vcr, particular va

fi înglobată de la început în faza solidă.

Efectul de împingere al materialului dispersat spre limita de grăunte (v vcr), efect negativ,

se micşorează la creşterea fracţiei volumetrice de particule, care determină mărirea vâscozităţii

topiturii. Influenţa razei particulei asupra vitezei critice de solidificare, s-a determinat pe cale

experimentală, rezultând dependenţa:

vcr x R2 = ct. (62)

unde: z =0,28 0,90

Un rol important asupra fenomenelor de respingere sau de înglobare îl are forma particulei.

Dacă suprafaţa de separaţie este celulară o mare parte dintre particule sunt prinse şi reţinute

la limita dintre cristale, în timp ce restul sunt respinse. În urma acestui proces rezultă o ordonare a

materialului dispersat sub forma unor şiruri paralele.

În cazul solidificării dendritice, particulele de dimensiuni mici sunt înglobate în spaţiile

dintre ramurile dendritelor, iar cele de dimensiuni mai mari sunt respinse în lichid.

Caracterul distribuţiei poate fi apreciat printr-un coeficient de neuniformitate definit

astfel:

, (63)

unde: n – densitatea de particule; k – numărul de secţiuni transversal analizate; m – numărul de

zone analizate pe fiecare secţiune; S şi I – secţiunile de la partea superioară, inferioară a probei. În

cazul ideal a unei repartizări perfect uniforme, .

CONCLUZII

Studiul efectuat evidenţiază că o importanţă deosebită şi o necesitate o are calitatea, sub

toate aspectele, a suprafeţei pieselor respectiv stratului superficial, din punct de vedere fizic, a

tensiunilor remanente, precum şi a proprietăţilor mecanice şi tehnologice.

Proprietăţile fizico-chimice ale stratului superficial caracterizează rezistenţa la uzură,

coroziune, eroziune etc.

În cazul cercetării de faţă – depunerea prin pulverizare a stratului superficial de Al203,

având în vedere că particula lichidă de alumină este proiectată cu viteză mai mare pe suprafaţa

rugoasă a piesei (suprafaţa rece), iar timpul de contact este foarte scurt, principalul fenomen privind

aderenţa este ancorarea.

BIBLIOGRAFIE

[1] Calea Gheorghe, Tehnologia materialelor, I.P.B., 1988.

[2] Constantinescu Maria, Protecția anticorozivă a metalelor, Editura Tehnică, București, 1979.

[3] Dunamita T., Producerea și utilizarea atmosferelor controlate pentru tratamente termice,

Editura Tehnică, București, 1976.

217

[4] Irimia Ioan, Cercetări teoretice și experimentale preliminare privind creșsterea disponibilității

unor componente din circuitul apă-abur al centralelor electrotermice prin tehnologii de

acoperiri funcționale, referat nr. 3; U.P.B., Facultatea de Ingineria si Managementul

Sistemelor Tehnologice, Tehnologia Materialelor și Sudare; aprilie 2004.

[5] Leca A. s.a., Proprietăți termofizice și termodinamice, vol. 1 și 2, Editura Tehnică, București,

1994.

[6] Mateescu Gheorghe, Tehnologii avansate, straturi subțiri depuse în vid, Editura Dorotea, 1998.

[7] Negoiu Dumitru, Tratat de chimie anorganică, vol. I și II; Editura Tehnică, București, 1972;

[8] Pavel Alexandru, Oboseala termologociclică, Editura Tehnică, București, 1996.

[9] Pietsch Kar-Heinz, Tratarea suprafețelor. Strat metalic conținând PTFE pentru piese puternic

solicitate; Mașini și Management, octombrie 1996 (articol preluat din Maschinen Market,

nr. 52 IB04654), pag. 6-7.

[10] Safta Voicu Ionel s.a., Defectoscopie nedistructivă industrială, Editura Sudura, Timișoara,

2001.

[11] Schelbert Ernest s.a., Matchad – Prezentare și probleme rezolvate; Editura Tehnică, București,

1994.

[12] Șerban Mihai, Raport științific nr. 1 – Stadiul actual al tehnologiilor de acoperire superficială

a materialelor, 2005.

[13] Tîrziu Mircea, O nouă metodă pentru controlul nedistructiv al sudurilor, Sudura ASR, nr. 4/2000.

[14] Ursu Costel, Raport științific nr. 1 – Cercetări teoretice și experimentale privind creșterea

disponibilității unor elemente utilizate în evenimente de stingere a incendiilor, 2010.

[15] Vermeșan Elena, Chimie metalurgică, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1981.

[16] --- SR EN ISO 10289; CT157, Metode de încercare la coroziune a acoperirilor metalice și a

altor acoperiri anorganice pe substraturi metalice.

[17] --- SR ISO 9224, Coroziunea metalelor și aliajelor; Corozivitatea atmosferelor.

218

Secţiunea a III-a

VARIA

219

APLICAŢII ALE UNOR PROBLEME DE EXTREM

ÎN TEORIA RISCURILOR.

PARTEA a II-a

Student fruntaș Samuel BILA

Student fruntaș Andrei OPREA

Student fruntaș Claudiu STAN




Abstract: In this article, thirteen applications are developed in algebra and calculus necessary for the

assessment of the extreme. Applications are required to use numerical methods in risk theory.

Keywords: Numerical Value, Extreme

Aplicaţia nr. 1

Se consideră funcţia RRf : dată prin 0,22 axaxxf . Să se evalueze exact

valoarea minimă a funcţiei xf .

Rezolvare

Derivata întâi a funcţiei xf este:

322' xaxxf . (1)

Derivata a doua admite expresia:

0,,062'' 4 axaxf , (2)

deci funcţia f admite un minim dat de

40' axxf . (3)

Valoarea minimă a funcţiei f este:

f.min aa , 0a (4)

Aplicaţia nr. 2

Dacă Rzyx ,, şi 3 zyx să se evalueze exact cea mai mică valoare pe care o poate

lua expresia 222 zyx .

Rezolvare – Soluţia 1

Deoarece:

zxyzxyzyxzyx 22222

zxyzxyzxyzxy29 (5)

220

.393 zxyzxyzxyzxy (6)

Înlocuind în relaţia de mai sus rezultă:

332922222 zxyzxyzyxzyx . (7)

Soluţia 2

Din:

yxz 3 , (8)

înlocuită în 222),( zyxyxf , (9)

rezultă

222 )3(),( yxyxyxf 962622 22 yxyxyx . (10)

atunci:

0624),(

yx

x

yxf, 04

),(2

2

x

yxf; (11)

0642),(

yx

y

yxf, 02

),(2

2

y

yxf; (12)

Rezultă că:

1 yx 1z , (13)

sunt puncte de minim pentru funcţia f care admite valoarea 3.

Aplicaţia nr. 3

Dacă Rzyx ,, şi 1,0,1 aazyx să se evalueze exact cea mai mare valoare pe

care o poate lua expresia zxyzxy .

Rezolvare

Din:

azyx 1 azyx 1 . (14)

atunci :

)1()1(),,( azyzyzazyyzxyzxyazyf

zyazayzy )1()1(22 . (15)

Rezultă :

012),,(

zay

y

azyf, 02

),,(2

2

y

azyf; (16)

012),,(

yaz

z

azyf, 02

),,(2

2

z

azyf. (17)

De mai sus rezultă:

3

1 azy

. (18)

atunci:

3

11

aazyx

. (19)

221

În aceste condiţii, maximul este:

zxyzxy3

)1( 2a, 1,0a (20)

Aplicaţia nr. 4

Dacă Rba, şi 122 ba să se evalueze exact cea mai mare valoare pe care o poate lua

funcţia abbayxf ),( .

Rezolvare

Din:

21202 22222 ababbaabbaba , (21)

pentru

122 ba . (22)

Pe de altă parte:

ababbaba 212222 , (23)

şi cum

22212

babaab . (24)

atunci:

221 abba . (25)

Cea mai mare valoarea pe care o poate lua ),( yxf este 1,91.

Aplicaţia nr. 5

Fie Ryx , şi 1 yx . Să se evalueze exact valoarea minimă a expresiei

22),( yxyxf .


Din:

2

2 yxxy

yx

xy

, 0, yx , (26)

rezultă

4

)( 2yxxy

. (27)

În acelaşi context:

2

)(

4

)(2)(2)(

222222 yxyx

yxxyyxyx

. (28)

Rezultă astfel:

5,0),(.min yxf . (29)

222

Soluţia 2

Se utilizează funcţia de gradul al II-lea. În aceste condiţii, funcţia din text devine:

)(122)1(),( 22222 xfxxxxyxyxf . (30)

Derivata întâi admite expresia:

)12(2)(/ xxf , (31)

cu soluţia ecuaţiei sale

0)(/ xf 5,0 x . (32)

Deoarece coeficientul termenului cu gradul doi este pozitiv, relaţia (1) admite un minim

egal cu:

5,0),(.min yxf . (33)

Aplicaţia nr. 6

Fie 0, yx şi 1 yx . Să se evalueze exact valoarea minimă a funcţiei

33),( yxyxf .


Din:

xyyx 11 , (34)

rezultă

3333 1 xxyx 133 2 xx . (35)

Deoarece coeficientul lui 2x este pozitiv, rezultă că funcţia:

133 2 xxxf , (36)

admite un minim dat de

5,0x , (37)

care implică un minim al funcţiei din text egal cu 25,0 .

Soluţia 2

Din:

xyyx 11 , (38)

rezultă

3333 1 xxyx 133 2 xx . (39)

Derivata întâi a funcţiei admite expresia:

133 2 xxxf , (40)

este

36' xxf , (41)

de unde pentru

2/10' xxf . (42)

Deoarece:

06// xf , (43)

rezultă că funcţia f admite un minim dat de

4/12/1 f . (44)

223

Aplicaţia nr. 7

Fie Rzyx ,, şi 1 zyx . Să se evalueze exact valoarea cea mai mică pe care o poate

lua funcţia ),( yxf 222 zyx .

Rezolvare

Deoarece:

zxxzyzzyxyyx 2;2;2 222222 , (45)

prin adunare membru cu membru rezultă

222222 zyxzxyzxyzyx 3132

zyx , (46)

şi deci

31min 222 zyx . (47)

Aplicaţia nr. 8

Dacă 0zy2x4 , 0,, zyx , să se evalueze exact valoarea şi natura extremă a funcţiei

14),( 2 xzyyxf .


Deoarece:

181614 222 xyxxzy 1)4( 22 xy 1 , (48)

rezultă

1)14.(min 2 xyy . (49)

Soluţia 2

Se utilizează calculul cu derivate exacte şi/sau parţiale.

Aplicaţia nr. 9

Se dă funcţia ),,( zyxf )]92222([loglog 222

52017 yxzyx . Să se evalueze

exact valoarea minimului funcţiei f pentru Rzyx ,, .

Rezolvare

Se observă că expresia din paranteza logaritmului se poate reevalua prin punerea sa sub

forma:

5)2()2( 222 zyx . (50)

Minimul logaritmului se atinge atunci când expresia de mai sus devine minimă.

Minimul se obţine pentru:

2 yx şi 0z , (51)

şi admite valoarea 0.

224

Aplicaţia nr. 10

Se consideră funcţia 3 111)( xxxf , Rx . Să se evalueze exact cea mai mică

valoare pe care f o poate avea. pe domeniul său de definiţie.

Rezolvare

Domeniul maxim de definiţie al funcţiei f este dat de condiţia:

01x ),1[ x . (52)

Funcţia admite un minim dacă şi numai dacă expresia din modul este nulă, respectiv:

3 111 xx = 0 1xx = 0 0)1(2 xx , (53)

de unde rezultă

02,1 x şi .13 x (54)

Se acceptă doar valoarea 1x , de unde rezultă:

2)1( f . (55)

Aplicaţia nr. 11

Se consideră funcţia 0,0, bxxbxxf . Să se evalueze exact valorile Rx pentru

care se realizează extremul funcţiei f şi valoarea acestuia.

Rezolvare

Derivata întâi a funcţiei f admite expresia:

21' xbxf . (56)

Derivata a doua a funcţiei f este:

02'' 5 xbxf , 0b . (57)

În aceste condiţii, extremul este un minim dat de valoarea numerică a soluţiilor ecuaţiei

0' xf în funcţia f.

Soluţiile ecuaţiei:

0' xf , (58)

sunt:

bx 2,1 , (59)

de unde se acceptă doar

bx 1 . (60)

atunci:

bbf 2 . (61)

Aplicaţia nr. 12

Se consideră integrala dxbxaxI

1

1

22 )( , Rba , . Să se evalueze exact cea mai mică

valoare posibilă pe care o poate lua integrala.

225

Rezolvare

dxbxabxaxxbaxdxbxaxI )222()( 32

1

1

2224

1

1

22

1

1

42

3322

5

232

35

xbabx

xa

xbxa

x)15201030(

15

1 22 baba . (62)

Fie: ),( baf )3426(3

1 22 baba , (63)

atunci

0

a

f

3

1 a ; 0

2

2

a

f ; (64)

4

30

b

b

f; 0

2

2

b

f. (65)

În concluzie:

43,31 ba . (66)

Rezultă că cea mai mică valoare posibilă este 72

43 .

Aplicaţia nr. 13

Dacă Ryx , şi 1 yx , să se evalueze exact extremul funcţiei xyyxf ),( .


Funcţia din text se mai scrie:

xxxxxyyxf 2)1(),( . (67)

Deoarece coeficientul termenului lui 2x din funcţia:

cbxaxxf 2)( , (68)

este negativ, rezultă că se pune în discuţie existenţa unui extrem dat de:

0)(/ xf 012 x2

1 x . (69)

Extremul este un maxim deoarece:

02)(// xf . (70)

Valoarea extremului este egal cu 25,0 .

Soluţia 2

Deoarece:

4

1

2

1

2

yxyxyx

yx, (71)

rezultă .25,0),(max. yxf (72)

BIBLIOGRAFIE

[1] Popescu, G., Evaluarea riscurilor. Aplicaţii matematice, Editura Matrix Rom, Bucureşti, 2013.

226

EVALUAREA UNOR LIMITE

PENTRU CARE SE UTILIZEAZĂ 5

cos

ŞI5

sin

.

APLICAŢII CONEXE

PARTEA I

Student fruntaș Lucian-Cristian MIRCEA


Student fruntaș Teodor MAXIM




Abstract: The article develops 17 applications in Algebra, Trigonometry and Calculus to solve 5

cos

and 5

sin

using numerical values and. Applications are required to use numerical methods

in risk theory.

Keywords: Numerical Value, Trigonometric Limit, Application.

Aplicaţia nr. 1

Să se evalueze valorile numerice pentru 5

cos

,5

sin

, 10

cos

,10

sin

.

Rezolvare

Deoarece:

10

3cos

10

2

2cos

10

2sin

, (1)

se deduce că

10sin

10sin

10

2cos.

10cos

10

2

10cos

10

3cos

10cos

10cos12

10sin

10cos

10cos 222

10sin

10cos21

10cos2

10cos 32

10cos3

10cos4 3

. (2)

Atunci:

10cos

10sin2

10

2sin

10cos3

10cos4 3

. (3)

Relaţia (3) se scrie: 010

cos10

sin210

cos310

cos4 3

227

0010

sin2310

cos410

cos 2

/ : 0

10cos

0110

sin210

sin4 2

. (4)

Ecuaţia (4) admite soluţiile:

4

51

10sin

. (5)

Deoarece:

2,0

10

0

10sin

30,0

4

15

10sin

. (6)

Pe de altă parte:

2

5cos1

10sin 2

10

sin215

cos 2 = 80,0

4

51

. (7)

Din relaţiile anterioare, se deduce că:

58,04

5210

5cos1

5sin 2

. (8)

Deoarece:

2,0

5

0

5sin

58,0

4

5210

5sin

. (9)

Atunci, din:

110

sin10

cos 22

4

5210

10sin1

10cos 2

. (10)

Deoarece:

2,0

10

0

10cos

95,0

4

5210

10cos

. (11)

Aplicaţia nr. 2


tan

, 5

ctg

10tan

,

10

ctg .

Rezolvare

Din aplicaţia nr. 1, rezultă:

725,080,0

58,0

5cos

5sin

5

tg ; 38,1

58,0

80,0

5sin

5cos

5

ctg ; (12)

31,095,0

30,0

10cos

10sin

10

tg ; 16,3

30,0

95,0

10sin

10cos

10

ctg . (13)

228

Aplicaţia nr. 3


sin

, 20

cos

,20

tg ,

20

ctg .

Rezolvare

Rezultă:

5sin

5cos

2

2

4cos

5sin

5cos

4sin

54sin

20sin

15,058,080,071,0 ; (14)

5sin

5cos

2

2

4sin

5sin

5cos

4cos

54cos

20cos

98,058,080,071,0 ; (15)

15,098,0

15,0

20cos

20sin

20

tg ; 53,6

15,0

98,0

20sin

20cos

20

ctg . (16)

Aplicaţia nr. 4

Să se evalueze limita nn

nn

n

5cos

5sin

5sin

5cos

lim

.

Rezolvare

Limita din text devine:

nn

nn

n

5cos

5sin

5sin

5cos

lim

nlim

nn

nn

)58,0()80,0(

)80,0()58,0(1

80,0

58,01

180,0

58,0

lim

n

n

n. (17)

Aplicaţia nr. 5

Să se evalueze limita

n

ntg

10lim

.

Rezolvare


n

ntg

10lim

n

n

n

10cos

10sin

lim

n

n

n 95,0

30,0lim 031,0lim

n

n. (18)

229

Aplicaţia nr. 6


n

ntg

5lim

.

Rezolvare

n

ntg

5lim

n

n

n

5cos

5sin

lim

n

n

n 80,0

58,0lim . 072,0lim

n

n. (19)

Aplicaţia nr. 7


nn

n

10cos

10sin

10cos

10sin

lim

.

Rezolvare


nn

nn

n

10cos

10sin

10cos

10sin

lim

nlim

nn

nn

)95,0()30,0(

)95,0()30,0(1

95,0

58,01

195,0

30,0

lim

n

n

n. (20)

Aplicaţia nr. 8


nn

n

b

a

5cos

5sin

10cos

10sin

lim

, 10 ba .

Rezolvare


nn

nn

n

b

a

10cos

10sin

10cos

10sin

lim

nlim

nn

nn

b

a

)95,0()30,0(

)95,0()30,0(

230

1

195,0

30,0

95,0

195,0

30,0

95,0lim

n

n

nb

a

. (21)

Aplicaţia nr. 9


5

cos58,02

5sin58,02

lim

n

n

n.

Rezolvare


5cos58,02

5sin58,02

lim

n

n

n

nn

nn

n )58,0(58,02

58,058,02lim

n

n

n 58,03

58,0lim

3

1. (22)

Aplicaţia nr. 10


5cos...

5cos

5cos

5sin...

5sin

5sin

lim2

2

n

n

n

.

Rezolvare


5cos...

5cos

5cos

5sin...

5sin

5sin

lim2

2

n

n

n

n

n

n 80,0...80,080,080,0

58,0...58,058,058,0lim

32

32

80,01

80,0180,0

58,01

58,0158,0

limn

n

n

n

n

n 80,014

58,0138,1lim 0,34. (23)

Aplicaţia nr. 11


5...

55

5...

55lim2

2

n

n

n

ctgctgctg

tgtgtg

.

231

Rezolvare


5...

55

5...

55lim2

2

n

n

n

ctgctgctg

tgtgtg

n

n

n 38,1...38,138,138,1

725,0...725,0725,0725,0lim

32

32

138,1

138,138,1

725,01

725,01725,0

limn

n

n

138,163,3

725,0163,2lim

n

n

n0. (24)

Aplicaţia nr. 12


nn

n

4

5210arcsin

4

5210arccos

4

15arcsin

4

51arccos

lim .

Rezolvare

nn

nn

n

4

5210arcsin

4

5210arccos

4

15arcsin

4

51arccos

lim

nn

nn

n

510

105lim

nn

nn

n 62,031,0

31,062,0lim

162,0

31,062,0

62,0

31,0162,0

limn

n

n

n

n

115,0

5,01lim

n

n

n. (25)

Aplicaţia nr. 13

Să se rezolve ecuaţia 4

51cos

x ,

2,0

x .

Rezolvare

Din aplicaţia nr.1, rezultă 5

x .

Aplicaţia nr. 14


5210sin

x ,

2,0

x .

232

Rezolvare

Din aplicaţia nr. 1, rezultă 5

x .

Aplicaţia nr. 15


5210

tgx ,

2,0

x .

Rezolvare


x .

Aplicaţia nr. 16


521051

tgx ,

2,0

x .

Rezolvare


x .

Aplicaţia nr. 17


knk

kn

1 4

5210arccoslim .

Rezolvare


knk

kn

1 4

5210arccoslim

knk

kn

1 5lim

n

n 5...

555lim

32

5

1

51

51

5lim

n

n. (26)

BIBLIOGRAFIE


[2] Cota, A., Rado, M., Korthy, E., Răduţiu, M., Popa, F.E., Vornicescu, F., Matematică, Manual

pentru clasa a X-a, Geometrie şi trigonometrie, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1987.

233

EVALUAREA UNOR LIMITE PENTRU CARE SE UTILIZEAZĂ

5cos

ŞI

5sin

.

APLICAŢII CONEXE

PARTEA a II-a

Student fruntaș Lucian-Cristian MIRCEA


Student fruntaș Teodor MAXIM



Abstract: The article develops 12 applications in Algebra, Trigonometry and Calculus to solve 5

cos

and 5

sin

using numerical values and. Applications are required to use numerical methods

in risk theory.

Keywords: Numerical Value, Trigonometric Limit, Application.

Aplicaţia nr. 1


10cos...

10cos

10cos

10sin...

10sin

10sin

lim2

2

n

n

n

.

Rezolvare


10cos...

10cos

10cos

10sin...

10sin

10sin

lim2

2

n

n

n

n

n

n 95,0...95,095,0

30,0...)30,030,0lim

2

2

95,01

95,0195,0

30,01

30,0130,0

limn

n

n

02,095,0119

30,0142,0lim

n

n

n. (1)

Aplicaţia nr. 2


10...

1010

10...

1010lim2

2

n

n

n

ctgctgctg

tgtgtg

.

234

Rezolvare


10...

1010

10...

1010lim2

2

n

n

n

ctgctgctg

tgtgtg

n

n

n 16,3...16,316,3

31,0...)31,031,0lim

2

2

116,3

116,316,3

31,01

31,0131,0

limn

n

n

30,0116,346,1

31,0145,0lim

n

n

n. (2)

Aplicaţia nr. 3


nn

n

ctgtg

ctgtg

2020

2020lim

.

Rezolvare


nn

nn

n

ctgtg

ctgtg

2020

2020lim

nn

nn

n 53,615,0

53,615,0lim 1

195,0

58,0

153,6

15,0

lim

n

n

n. (3)

Aplicaţia nr. 4


20cos...

20cos

20cos

20sin...

20sin

20sin

lim2

2

n

n

n

.

Rezolvare


20cos...

20cos

20cos

20sin...

20sin

20sin

lim2

2

n

n

n

n

n

n 98,0...98,098,0

15,0...)15,015,0lim

2

2

98,01

98,0198,0

15,01

15,0115,0

limn

n

n

310498,0149

15,01176,0lim

n

n

n. (4)

235

Aplicaţia nr. 5


20...

2020

20...

2020lim2

2

n

n

n

ctgctgctg

tgtgtg

.

Rezolvare


20...

2020

20...

2020lim2

2

n

n

n

ctgctgctg

tgtgtg

n

n

n 53,6...53,653,6

15,0...)15,015,0lim

2

2

153,6

153,653,6

15,01

15,0115,0

limn

n

n

0153,618,1

15,01176,0lim

n

n

n. (5)

Aplicaţia nr. 6

Să se demonstreze că 20

sin20

tg .

Rezolvare

În textul aplicaţiei nr. 3, s-a utilizat faptul că:

15,020

sin20

tg , (6)

calculul fiind evaluat cu două zecimale.

În realitate, există o oarecare diferenţă.

O metodă de rezolvare este aceea de a calcula cu 3 zecimale valorile cerute.

atunci:

5sin

5cos

2

2

4cos

5sin

5cos

4sin

54sin

20sin

156,0587,0809,0707,0 ; (7)

5sin

5cos

2

2

4sin

5sin

5cos

4cos

54cos

20cos

986,0587,0809,0707,0 . (8)

Rezultă:

158,0986,0

156,0

20cos

20sin

20

tg ; 320,6

156,0

986,0

20sin

20cos

20

ctg . (9)

236

Aplicaţia nr. 7


20

20sin

lim

n

n

n

tg

.

Rezolvare


20

20sin

lim

n

n

n

tg

n

n

n 158,0

156,0lim 098,0lim

n

n. (10)

Aplicaţia nr. 8


n

nth

40lim

.

Rezolvare


n

nth

40lim

n

n

e

e

1

1lim

20

20

.

n

n0783786,0lim 0. (11)

Aplicaţia nr. 9

Să se evalueze limita 1

1

40lim

n

n

ncth

.

Rezolvare


1

1

40lim

n

n

ncth

1

1

20

20

1

1lim

n

n

n

e

e

75,1275,121 . (12)

Aplicaţia nr. 10


5cos

5sin

lim

chch

chsh

n

n

n.

237

Rezolvare


5sin

5cos

lim

shsh

chch

n

n

n

80,0

58,0lim

shsh

chchn

n

n

09,2

97,1lim

n

n

n ch

sh0. (13)

Aplicaţia nr. 11


knk

kn

1 4

51arccoslim .

Rezolvare


knk

kn

1 4

51arccoslim

knk

kn

1 5lim

n

n 5...

555lim

32

5

1

51

51

5lim

n

n. (14)

Aplicaţia nr. 12


knk

kn

1 4

5210arccoslim .

Rezolvare


knk

kn

1 4

5210arccoslim

knk

kn

1 10lim

n

n 10...

101010lim

32

10

1

101

101

10lim

n

n. (15)

BIBLIOGRAFIE


[2] Cota, A., Rado, M., Korthy, E., Răduţiu, M., Popa, F.E., Vornicescu, F., Matematică, Manual

pentru clasa a X-a, Geometrie şi trigonometrie, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1987.

238

180 DE ANI DE LA ÎNFIINȚAREA

PRIMEI UNITĂȚI DE POMPIERI MILITARI DIN ROMÂNIA

IAȘI – 1835

Căpitan Elena-Silvia BOLOHAN

Inspectoratul pentru Situații de Urgență „Mihail Grigore Sturdza” Iaşi

REZUMAT:

Articolul prezintă un succint istoric al formării, în anul 1835, a primei unităţi militare de

pompieri din România, sub numele de Roata de pojarnici a oraşului Iaşi, şi o trecere în revistă a

dezvoltării armei pompierilor şi activităţilor acestora, până în prezent.

1. INTRODUCERE

Istoria consemnează încă de prin secolul al XVII-lea numeroase focuri care au afectat în oraşul

Iaşi, făcând scrum, deopotrivă, bordeie şi curţi boiereşti. Amestecate în chipul cel mai bizar cu putinţă,

conacele trainice, de piatră, erau alături de căsuţe pitice, acoperite cu paie, stuf sau şindrilă, acoperişuri

în pericol să ducă vâlvătaia focului mai departe, chiar şi la cea mai neînsemnată scânteie. Pârjolurile

căpătau proporţii înspăimântătoare, răspândindu-se rapid din mahala în mahala, fără ca vreo mână

omenească să poată interveni la timp. În urma unui astfel de prăpăd oraşul rămânea pustiu, cocioabele

numai scrum, iar în praful uliţelor puţinii supravieţuitori îşi jeleau soarta.

2. PRIMELE ORGANIZĂRI

În asemenea împrejurări, stăpânirile vremii se îndărătniceau să facă „oleacă“ de ordine şi

să încropească măsuri pentru ca următorul foc să nu mai aibă aceleaşi urmări.

Aşa se face că, pe la 1777, Divanul Domnesc a dat grija „focurilor“ în seama podarilor

oraşului, care aveau datoria de a interveni în grabă într-o astfel de situaţie.

În anul 1809, la sesizarea Administraţiei ruse, Divanul Moldovei ia măsuri «pentru

întâmplare de foc»: se cumpără caii necesari şi sacalele cu apă, tulumbe de la Kiev, se înmulţeşte

numărul hornarilor, iar locuitorii sunt obligaţi să vină cu uneltele lor şi să ajute la stingerea focului.

Pe la 1815, prin hotărâre domnească, toate mănăstirile din Iaşi trebuiau să aibă, în mod

obligatoriu, 6 căzi pline cu apă, gata să fie utilizate în caz de pojar, 6 căngi şi 6 topoare. De

asemenea, erau interzise construcţiile din lemn şi păstrarea unor cantităţi însemnate de păcură sau

praf de puşcă în dughene.

Cinci ani mai târziu, catagrafia oraşului Iaşi consemna, între slujitorii Agiei, primii

15 tulumbagii şi 8 apari, acestea constituind primele încercări de organizare a ceea ce astăzi numim

unitate de pompieri.

239

3. VESTITORUL DIN TURNUL GOLIEI

În mai multe rânduri oraşul a fost mistuit de flăcări necruţătoare. Primul mare incendiu s-a

petrecut în 1821, pagubele pricinuite fiind de nemăsurat, fiindcă tulumbagiii Agiei n-au acţionat,

fugind care-ncotro să-şi salveze viaţa.

Documentele vremii arată apoi că, la 1822, au ars peste 250 de case, 11 biserici şi şase

sinagogi.

Şirul pârjolurilor a continuat cu marele foc de la 19 iulie 1827. „La 1827, iulie în 19 a fost

focul cel mare în care s-a topit ispisoace ale pământului, aflătoare în arhiva Vistieriei şi a

Divanului, ce se ţinea de condicarul Curţii sau iuzbaşa“, scria cronicarul Manolache Drăghici.

Acest din urmă eveniment a determinat autorităţile timpului ca rudimentarele

organizări ale tulumbagiilor să iasă din letargie şi să poruncească atât măsuri pentru prevenirea

incendiilor, cât şi grabnica aprovizionare a oraşului cu cele trebuitoare hranei şi reconstrucţiei

locuinţelor distruse. „Multe dintre necurmatele focuri întâmplate la Iaşi erau cauzate de «răi

voitori şi vagabonţi.»“.

De aceea, stăpânirea măreşte numărul oamenilor necesari la mânuirea tulumbelor,

organizează aprovizionarea cu apă prin înmulţirea sacagiilor şi aparilor, iar în turnul Goliei, care

era mult mai înalt atunci, se aşază un vestitor. Oraşul era supravegheat pe baza câmpului vizual.

Unde se vedea că iese fum nefiresc, erau anunţaţi pojarnicii.

4. MĂSURI DE PREVENIRE A INCENDIILOR

Regulamentul Organic pus în aplicare în Moldova la 1 ianuarie 1832 este documentul care

statorniceşte primele măsuri de apărare a oraşelor împotriva incendiilor: „Spre a se feri oraşul de

primejdia focului, la care a fost supus în atâtea rânduri, se vor lua toate măsurile feritoare

obicinuite la asemenea împregiurări, din care cea dintâi măsură este prevăzută prin legiuire ca să

fie îndestulare de apă în oraşe. Osebit de aceasta, 4 havuzuri de piatră, largi şi încăpătoare de apă,

se vor zidi în pieţele oraşului, unde vor sta şi sacalele şi uneltele focului întru păstrare“.

Documentul mai prevedea înfiinţarea unei bresle de tulumbagii, alcătuită din 24 de oameni,

conduşi de un căpitan, scoaterea cantităţilor mari de „materii arzătoare“ din oraş („cherestea,

păcură, stuh, fân“), iar locuitorii oraşului să aibă pe la casele lor unelte trebuitoare în cazul unei

„întâmplări de foc“: funii, căngi, scări, căzi cu apă.

Deşi prevăzute în mod expres, aceste măsuri nu au fost puse în aplicare, uneltele fiind

stricate, iar interesul Sfatului Municipal în a le repara, extrem de scăzut.

Astfel că focurile au continuat nestingherite să decimeze oraşul. La 25 iunie 1833 un foc

mare, pornit din mahalaua Tătăraşilor, a făcut scrum 262 de case şi 2 biserici, însă autorităţile şi

marii boieri nu s-au trezit din nepăsare nici în acest ceas, averile lor fiind adăpostite de ziduri sigure

de piatră.

Despre incendiul izbucnit în Tătăraşi gazeta Albina Românească scria: „Îngustimea

uliţelor, mulţimea căsuţelor fără siguranţie făcute şi negrijirea de a acoperi casele cu oale sau cu

tablă în acest feliu repede păşind din vale în deal, flacăra în al ei curs cuprindea bordeie, biserici,

şi care şi în culme ajungând, s-au dezbinat în două ramuri, una spre Sf. Vineri, alta spre Beilic“.

Totuşi, această întâmplare nefericită avea să mişte cât de cât lucrurile şi, mai ales,

atitudinea autorităţilor. La ordinul generalului Kisselef, Sfatul administrativ propune înfiinţarea unei

„roate (companii) de pojarnici”, înzestrată cu toate uneltele necesare în caz de foc.

240

În noiembrie 1833 se întocmeşte un proiect „pentru formarisirea Comandei de foc, supt

numire de pojarnici, pentru oraşul Eşi“. Această „roată“ era alcătuită din 3 ofiţeri, 9 unterofiţeri

(subofiţeri), 2 barbancici (cei care aveau grijă de cai), 90 de soldaţi pojarnici şi un conoval (fierar).

Se hotărăşte, tot atunci, construirea a 12 maşini pentru adus apă, fiind angajaţi în acest scop

2 meşteri din Iaşi, Carl Rihter şi Iohan Kapusanschi, cu preţul de 800 de lei maşina. Tot ei se

angajează să facă şi 100 de cofe.

Tulumbe noi de la Petesburg sunt aduse la Iaşi cu boii, de la Sculeni. Pentru ca pojarnicii

să nu umble pe jos până la sacale şi tulumbe, se construieşte şi o «droagă» pentru transportul lor.

Proiectul este înaintat spre aprobare Cancelariei Domneşti la 3 ianuarie 1835, iar pe 22 mai

este consemnată oficial existenţa şi funcţionarea „roatei.“

5. ROATA DE POJARNICI – PRIMA COMPANIE DE POMPIERI

De la 15 mai 1835 „roata“ a început să funcţioneze, sub comanda căpitanului Bacinschi şi

a locotenenţilor Racliş şi Măcărescu.

Pojarnicii au fost luaţi de la diferite arme. La începuturi n-au existat ofiţeri de pompieri ca

formaţie: unul era cavalerist, altul infanterist, altul artilerist. Primul căpitan-comandant de pompieri

consemnat la Iaşi a fost Bacinschi, cel al cărui nume îl poartă astăzi o stradă din oraş.

Pojarnicii ieşeni aveau la dispoziţie 76 de cai, 24 de sacale, 4 tulumbe şi 5 căruţe.

Anexa la Regulamentul de înfiinţare a „roatei“ prevedea că „toate instrumenturile de pojar“

trebuie ţinute sub acoperiş vara, iar iarna la loc ferit de îngheţ. De asemenea, paharele de aramă

de la tulumbe trebuiau unse cu seu după fiecare utilizare, la fel ca şi furtunurile, care erau

confecţionate din piele.

Că lucrurile fuseseră organizate în stil cazon, cât se poate de serios, o dovedeşte şi faptul că

proiectul aprobat la 1835 prevedea şi portul unei uniforme specifice: „vor avea mundire, după

forma de pedestrime a Miliţiei... cu guler vânăt şi cu 6 bunghi albi. Pantalonii cu postav sur,

căzăceşti, cu vipisca vânătă“.

6. LA NIVEL NAŢIONAL

Treptat, lucrurile au început să intre pe un făgaş normal, iar companiile de pojarnici să fie

înfiinţate în mai toate oraşele Moldovei. Acestea se aflau în subordinea Ministerului Trebilor

Dinlăuntru (Ministerul Afacerilor Interne), iar pe plan local răspundeau în faţa Eforiei.

După Războiul de Independenţă s-a hotărât desfiinţarea pompierilor şi, timp de 10 ani,

toate cazărmile asigurau prin rotaţie acest serviciu. După câţiva ani autorităţile au înţeles că nu se

poate funcţiona astfel, mai ales că avuseseră loc incendii puternice, şi s-au reintrodus companiile de

pompieri.

Caracterul militar şi structura organizatorică specifică aveau să fie întărite prin Înaltul

Decret Regal nr. 702/1874, care modifica Legea pentru organizarea armatei: pompierii intrau în

subordinea Ministerului de Război ca unităţi şi subunităţi în compunerea artileriei teritoriale. Tot

atunci, Batalionul de pompieri Iaşi devenea baterie de artilerie.

După Războiul de Independenţă, cele 14 baterii de pompieri-artilerişti au trecut în

subordinea regimentelor de artilerie, până în 1912 când, prin Înaltul Decret Regal nr. 2222, s-a

înfiinţat Inspectoratul Pompierilor Militari.

241

7. DEZVOLTARE ŞI MODERNIZARE

Procesul de reformă a instituţiei pompierilor s-a reluat odată cu numirea colonelului

Gheorghe Pohrib ca inspector general al pompierilor (între 1920 şi 1937). Prin pasiune şi

competenţă, acesta a reuşit să îmbunătăţească dotarea companiilor de pompieri din oraşele mari ale

ţării, cu cele mai performante maşini de stins incendii. În dotarea pompierilor militari se regăseau

autospeciale, materiale şi accesorii necesare salvării persoanelor de sub dărâmături, degazării,

ridicării şi distrugerii bombelor neexplodate, înştiinţării populaţiei, primul ajutor medical etc.

Pregătirea efectivelor proprii şi a populaţiei lua proporţii, la exerciţiile de apărare pasivă

participând cele mai înalte autorităţi ale statului, inclusiv regele Carol al II-lea. Eforturile care s-au

depus au determinat ca, pe durata celui de-al Doilea Război Mondial, pompierii militari să-şi

îndeplinească în cele mai bune condiţii misiunile. Pe timpul bombardamentelor sovietice de la

începutul războiului şi atacurilor aviaţiei anglo-americane, sub ploaia de bombe şi foc, pompierii

militari au stârnit admiraţia şi recunoştinţa populaţiei şi autorităţilor vremii.

Perioada postbelică aducea modificări importante: Comandamentul Corpului Pompierilor

Militari redevenea Inspectoratul General al Pompierilor şi pe teritoriul ţării existau Grupuri de

pompieri.

Comandamentul Pompierilor Militari şi mai apoi Inspectoratul General al Corpului

Pompierilor Militari au înfiinţat şi şcoli de pregătire pentru personalul propriu: Facultatea de

Pompieri din Bucureşti, care pregăteşte astăzi, în cadrul Academiei de Poliţie Alexandru Ioan Cuza,

ofiţerii inspectoratelor pentru situaţii de urgenţă şi Şcoala de Subofiţeri de Pompieri și Protecție

Civilă Pavel Zăgănescu de la Boldeşti.

În 2004 România a adoptat un modern şi complex mecanism de prevenire şi gestionare a

situaţiilor de urgenţă, adaptat cerinţelor standardelor NATO şi ale Uniunii Europene: Sistemul

Naţional de Management al Situaţiilor de Urgenţă. Acesta cuprinde cadrul legal şi instituţiile menite

să asigure, în mod unitar şi integrat, apărarea vieţii cetăţenilor, a bunurilor şi a mediului împotriva

provocărilor din ce în ce mai frecvente şi cu efecte devastatoare determinate de dezastre pe plan

global şi regional.

8. POMPIERII DE AZI

Foştii pojarnici ieşeni intervin astăzi în toate situaţiile de urgenţă. Ordonanţa de Urgenţă a

Guvernului nr. 21/2004 consfinţeşte reforma sistemului naţional de management al situaţiilor de

urgenţă din România.

De-a lungul anilor, mai multe distincţii au încununat activitatea pompierilor militari ieşeni.

Ca un omagiu adus instituţiei, unitatea a primit în anul 1995 Drapelul de Luptă şi denumirea

întemeietorului acesteia – Mihail Grigore Sturdza.

În anul 2000 Drapelul de Luptă a fost decorat cu Steaua României în rang de Cavaler.

În 2004, la profesionalizare, în conformitate cu prevederile art. 23 din H.G.R. nr. 1492

privind principiile de organizare, funcţionarea şi atribuţiile serviciilor de urgenţă profesioniste,

odată cu înfiinţarea Inspectoratului pentru Situaţii de Urgenţă al judeţului Iaşi, şi Drapelul de luptă

acordat Grupului de Pompieri Militari Iaşi a devenit drapel al tradiţiilor.

Prin unificarea Grupului de Pompieri Mihail Grigore Sturdza al Judeţului Iaşi cu

Inspectoratul de Protecţie Civilă al Judeţului Iaşi, s-a creat o structură cu atribuţii complexe,

Inspectoratul pentru Situaţii de Urgenţă Mihail Grigore Sturdza al judeţului Iaşi. Organizaţi în

242

structura Inspectoratului pentru Situaţii de Urgenţă, pompierii militari au adăugat la „clasica”

intervenţie de stingere a incendiilor, şi multe alte misiuni: de descarcerare, acordare a primului

ajutor medical, limitare şi înlăturare a efectelor produse de situaţiile de urgenţă, intervenţia la

inundaţii, cutremure sau alunecări de teren şi alte catastrofe.

Obiectivul de bază al Inspectoratului pentru Situaţii de Urgenţă al judeţului Iaşi este să

asigure, într-o concepţie unitară şi cu profesionalism, rezolvarea problemelor operaţionale ce

vizează apărarea vieţii, a bunurilor şi protecţia mediului, monitorizarea tipurilor de risc, efectuarea

analizei şi evaluării situaţiei operative, organizarea intervenţiei, a activităţilor specifice de medicină

la dezastre, de asistenţă medicală de urgenţă şi descarcerare prin:

– asigurarea unor intervenţii prompte, cu eficienţă maximă, încadrate în timpii de răspuns

stabiliţi la nivel european;

– reducerea pierderilor de vieţi omeneşti, a pagubelor materiale şi a efectelor negative

asupra mediului;

– menţinerea la niveluri acceptabile a riscurilor posibil a fi prognozate;

– asigurarea aceluiaşi grad de protecţie a cetăţenilor, indiferent de zona unde s-ar afla pe

teritoriul judeţului;

– realizarea unei repartiţii judicioase a forţelor şi mijloacelor pe principiul timpului de

răspuns.

În prezent, Inspectoratul pentru Situaţii de Urgenţă Mihail Grigore Sturdza al Judeţului

Iaşi are patru subunităţi operative de intervenţie: două detaşamente de pompieri în municipiul Iaşi, o

secţie de pompieri în municipiul Paşcani şi o staţie de pompieri în oraşul Târgu Frumos. În scopul

reducerii timpului de răspuns şi a eficientizării acţiunilor de intervenţie în situaţii de urgenţă, s-au

înfiinţat şi două puncte de lucru în localităţile Hîrlău şi Răducăneni.

În anul 2011, în cadrul Inspectoratului pentru Situaţii de Urgenţă al judeţului Iaşi s-a

realizat Dispeceratul integrat ISU-SMURD-SAJ; obiectivul principal al dispeceratului îl reprezintă

asigurarea unui sistem integrat de reacţie în scopul rezolvării cu operativitate şi eficienţă a

apelurilor de urgenţă preluate prin 112. Prin înfiinţarea Dispeceratului integrat s-a realizat alocarea

eficientă a resurselor şi aplicarea unui management unitar tuturor forţelor şi mijloacelor implicate în

rezolvarea solicitărilor cetăţenilor, în scopul salvării vieţii şi bunurilor acestora.

9. DOTAREA CU ECHIPAMENTE ŞI UTILAJE DE INTERVENŢIE

Inspectoratul pentru Situații de Urgență Iaşi are astăzi în dotare echipamente şi mijloace de

intervenţie performante destinate stingerii incendiilor, acordării primului ajutor medical şi salvării

vieţii din diferite medii ostile.

Dotarea Inspectoratului pentru Situații de Urgență este într-un permanent proces de

reînnoire, cu autospeciale dintre cele mai moderne, necesare asigurării unor intervenţii eficiente şi

asigurării gradului de securitate a salvatorului şi a celui salvat.

Complexitatea intervenţiilor solicită la maxim capacităţile fizice şi profesionale ale

pompierilor, care uneori au plătit preţul suprem pentru salvarea semenilor lor.

Viaţa de pompier militar nu este uşoară. Ea obligă la multe privaţiuni şi oferă puţine

privilegii, pentru că pompierul este prezent nu doar ca să salveze, ci şi să aline suferinţa celui care l-

a chemat în ajutor. Cel mai adesea anonim, el este eroul cotidian care vine în ajutorul semenilor şi îi

apără de ameninţarea catastrofelor.

243

Riscându-şi viaţa pentru a o apăra pe cea a aproapelui său, pompierul este astăzi printre cei

mai iubiţi cetăţeni, iar el se mândreşte cu asta.

La 15 mai 2015 prima unitate de pompieri militari din România a împlinit 180 de ani de

existenţă în slujba cetăţenilor, sărbătoriţi în prima săptămână a lunii mai prin mai multe manifestări

aniversare, între care o impresionantă paradă militară, în cadrul căreia Inspectoratul pentru Situații

de Urgență a primit noul Drapel de luptă al unităţii.

Aprecierea de care se bucură activitatea pompierilor ieşeni în rândul cetăţenilor,

recunoaşterea muncii de către autorităţile locale reprezintă un imbold pentru continuarea

glorioaselor tradiţii ale unităţii.

BIBLIOGRAFIE:

[1] Pagini din istoria pompierilor, Muzeul Pompierilor, 1976.

[2] Panţuru, Ion, File din istoria pompierilor români, 1983.

[3] Istoria pompierilor militari bucureşteni, Bucureşti, 1996.

[4] Revista Pompierii Români – colecţia 1990-2014.

buletinul pompierilor 1-2015

Documents