Bevezetés

Cikksorozatunk ötödik részében bemutatjuk a fajlagos tűzterhek meghatározásának módszerét. Mivel alagúttüzek esetén jellemzően lokális tűzhatást lehet figyelembe venni, így cikkünkben csupán ezzel foglalkozunk és az ennek számításához szükséges ismereteket mutatjuk be. Nem vizsgáljuk azokat a lehetőségeket, amelyek egyenletes éghetőanyag-eloszlást tételeznek fel, mint a paraméteres tűzgörbék. A tűzteher ismeretében a leírást a hőkibocsátás meghatározásával folytatjuk, ahol utalunk a normatív lehetőségekre is, de az érték számításának módszerét is bemutatjuk részletesen. A hőkibocsátás számszerűsítését követően bemutatjuk azokat a lángcsóvamodelleket (Heskestad és Hasemi módszere), amelyek széles körben ismertek és akár állomási terek vizsgálatára is alkalmasak lehetnek, tipikusan olyan esetben, amikor a fenntartás során betárolt éghető anyagok, benzinmotoros eszközök jelenhetnek meg. Ezek részletes bemutatása szükséges, mivel ezek segítségével hídszerkezetek tűzterhelése is meghatározható ezen tűzmodellek segítségével. Ezen módszerek ismertetését követően mutatjuk be cikkünkben azokat a lehetőségeket, amelyeket vonalalagutak vizsgálatára fel lehet használni és jellemzően nagy hőkibocsátású járműtüzek esetén alkalmazható. Mivel az alkalmazott modellek lehűlési szakasszal rendelkeznek és a cikkünk korábbi részeiben bemutatott termikus modellünk a betonból készült szerkezetek esetén ennek vizsgálatát nem tette lehetővé, így azt is módosítottuk a feladat megoldása érdekében. A terjedelmi korlátok miatt ennek és validálásának bemutatásától eltekintünk. Az alkalmazott módosítás során az MS Excel környezetbe implementált programunkban egy olyan változtatást eszközöltünk, amelynek segítségével figyelembe tudjuk venni a beton anyagjellemzőinek irreverzibilis megváltozását. Így az anyagjellemzők számításánál nem az aktuális hőmérsékletet vesszük figyelembe az egyes zónákban, hanem az addig kialakult maximális hőmérsékletértéket alkalmazzuk.
A fajlagos tűzteher meghatározása
Függetlenül attól, hogy melyik tűzteljesítményen alapuló módszer alkalmazása mellett dönt a tervező vagy a szakértő, a tervezés és a diagnosztika során ismernie kell a fajlagos tűzteher nagyságát. Ennek meghatározásában segítségére van az MSZ EN 1991-1-2:2005 [5] E melléklete, amely alapján a fajlagos tűzteher tervezési értékének meghatározása az 1. képlet segítségével történik.

ahol:
qf,d: a fajlagos tűzteher tervezési értéke [MJ/m2],
qf,k: a fajlagos tűzteher karakterisztikus értéke [MJ/m2],
m: az égési tényező [-],
δq1: a tűz kialakulásának kockázatát kifejező tényező a helyiség nagyságának függvényében [-],
δq2: a tűz kialakulásának kockázatát kifejező tényező a rendeltetés függvényében [-],
δn: az aktív tűzvédelmi intézkedések hatását figyelembe vevő tényező [-].
A δn tényező a 2. képlet segítségével határozható meg, a benne szereplő egyes tényezők értékeit az 1. táblázat foglalja össze.

A 2. táblázat értékeit a szabványéhoz képest kiegészítettük. Figyelembe vettük azt az esetet, amikor valamely aktív tűzvédelmi intézkedés nem kerül beépítésre. Így jártunk el a δn1, δn3/δn4, δn5 értékek esetén.
A helyiség nagyságától függő δq1 tényező értékét a 2. táblázat foglalja össze az [5] alapján, míg a rendeltetéstől függő δq2 tényező értékét a 3. táblázat foglalja össze az [5] alapján.
Megjegyzés: Látható, hogy a tervezés során az egyes tényezők alagúttüzekre történő adaptálása nehézkes, a tervező egyéni meggondolásain alapuló folyamat. Ezzel szemben diagnosztikai feladat esetén, mivel a tényleges tűzterhelést kívánjuk figyelembe venni, így értékük egységnyire vehető fel.

A fajlagos tűzterhelés értékét célszerű módon érdemes két, egymástól jól elkülöníthető tűzterhelés összegeként meghatározni. Az egyik az állandó, míg a másik az időleges tűzterhelés. Az állandó tűzterhelésen az építménybe beépített, éghető anyagú épületszerkezeteiből származó tűzterhelést értjük (kábelek, burkolatok, egyéb beépített eszközök), míg az időleges tűzterhelés alatt a rendeltetésből vagy az alkalmazott technológiából fakadó tűzterhelést. Időleges tűzterhelést jelenthet például az építés és a fenntartás során megjelenő eszközök, anyagok vagy a közlekedés áramlását megvalósító közlekedési járművek.
Az állandó tűzterhelés számításánál minden esetben az éghető anyagok és azok tömegeinek értékéből kell kiindulni az [5] alapján. A tűzterhelés számítása a 3. képlet alapján történik.

ahol:
Qfi,k: a tűzteher karakterisztikus értéke [MJ],
Mk,i: az i jelű anyag mennyisége [kg],
Hu,i: az i jelű anyag névleges fűtőértéke [MJ/kg],
ψi: a védett tűzteher figyelembevételére szolgáló tényező [-],
Qfi,k,i: az i jelű anyag által képviselt tűzteher karakterisztikus értéke [MJ].
A ψi tényező alkalmazása nem kötelező. Célszerűen értékét 1,0-re felvéve a tervező a biztonság javára közelít a 4. képlet szerint.

A tűzterhelés karakterisztikus értékének ismeretében a fajlagos érték számítása az 5. képlet alapján történik.

ahol:
qf,k: a fajlagos tűzteher karakterisztikus értéke [MJ/m2],
Qfi,k: a tűzteher karakterisztikus értéke [MJ],
Af: a tűzszakasz összesített padlófelülete [m2].
Járművek, lokálisan tárolt anyagok esetén, ahol lokális tűzhatás feltételezhető, ott a padlófelület helyett célszerűen a jármű/anyag által elfoglalt padlófelületet célszerű számításba venni.