Sarcina termică reprezintă cantitatea de căldură pe care o poate degaja prin combustie completă totalitatea materialelor combustibile, fixe și mobile, existente în spațiul afectat de incendiu.

Sarcina termica de incendiu  constituie cel mai important parametru al pericolului (riscului) de incendiu. In prezent se utilizeaza doua notiuni privind sarcina termica:

• Sarcina termica S_Q calculata conform STAS 10903/2-79, care este o sarcina potentiala cu  putere termica maxima data de puterea calorifica inferioara Q_i, in cazul arderii complete; din aceasta se calculeaza densitatea sarcinii termice q _scare este tot maxima;
• sarcina termica caracteristica  Q _fi,k care este o sarcina termica corectata, calculata potrivit standardului de referinta SR EN 1991-1-2;2004, prin folosirea puterii calorifice inferioare H_ui  tinand seama de umiditatea materialelor  si corectarea cu  coeficientul facultativ Ψ_i  care permite evaluarea sarcinii termice protejate; din aceasta se determina :

-densitatea sarcinii termice caracteristice q _f,k ;

-valoarea de calcul a densitatii sarcini termice q _f,d ;

Calculul sarcinii termice potrivit STAS 10903/2-79

Sarcina termica S_Q se determina cu relatia:

                     n

S_Q = Σ Q_i  M_i  in  [ MJ ]   in care:

                                    i = 1

M_i  – masa materialelor combustibile de acelasi fel, aflate in spatiul luat in considerare [kg];

n – numarul materialelor de acelasi fel;

Q_i – puterea calorifica inferioara PCI a unui material, solid sau lichid [MJ/kg] ori gazos [MJ/m³ N] ;

PCI se determina conform STAS 8790-71, care este inlocuit cu SR EN 1716/2002.

Densitatea sarcinii termice  q_s  se calculeaza cu relatia:

q_s = S_Q/A_s   in [ MJ/m² ] in care :

A_s – suma ariilor pardoselilor incaperilor ce alcatuiesc spatiul luat in considerare [m²]

Calculul sarcinii termice si densitatii acesteia conform SR EN 1991-1-2

Sarcina termica caracteristica   Q_fi,k este definita prin relatia:

Q_fi,k = Σ M_k,i  • H_{u i}• Ψ  = ΣQ_{fi, k, i}  in[ MJ ]  in care :

M_k,i  – cantitatea de material combustibil [kg],

H_ui   – puterea calorifica inferioara in [MJ/kg] determinata conform SR EN ISO 1716 prin relatia:

H_ui =H_u0 ( 1- 0,01 u) – 0,025 u  in [MJ/kg]    in care:

u   – umiditatea exprimata in procente din masa uscata,

H_{u0 –} puterea calorifica inferioara a materialelor uscate;

Ψ    – coeficient facultativ care permite evaluarea sarcinii termice protejate.

Sarcinile termice sunt:

-permanente, care nu variaza pe durata de viata a cladirii;

-variabile, care sunt susceptibile sa se modifice pe durata de viata a cladirii, fara a depasi 80 % din timp;

-specifice destinatiei;

-aferente constructiei ( elemente de constructie, acoperiri, finisaje etc);

Sarcinile termice amplasate in incinte incombustibile  proiectate pentru a rezista la expunerea la foc nu se iau in calcul, fiind considerate  sarcini termice protejate.

Densitatea sarcinii termice caracteristice q_f,k pe unitatea de suprafata se calculeaza prin relatia:

q_f,k = Q_fi,k / A in  [MJ/m²]  in care:

A – suprafata planseului ( A_f ) a compartimentului sau a spatiului de referinta, ori aria suprafetei interioare ( A_i ) a compartimentului, rezultand , dupa caz, q_f,k sau  q_i,k.

Valoarea de calcul a densitatii sarcinii termice  q_f,d   se calculeaza  conform Eurocodului 1 pe baza  densitatii sarcinii termice caracteristice q_f,k prin urmatoarea relatie:

q_f,d  = q_f,k  •   m • δ_q1   •δ_q2  •δ_{q n}   in [MJ/m² ]  in care:

q _fk  – sarcina termica caracteristica

m  – coeficientul de ardere – pentru materiale preponderent  celulozice m = 0,8

δ_q1 – coeficient care tine seama de riscul de initiere a incendiului datorat marimii compartimetului

δ_q2 – coeficient care tine seama de riscul de initiere a incendiului functie de destinatia spatiului

        ₁₀

δ_n     = Π δ_ni    – coeficient care ia in considerare unele masuri active de aparare impotriva incendiului „ i” .

      ^{i = 1}

Aceste masuri active sunt in general impuse din motive de securitate a vietii utilizatorilor.

Determinarea densitatii sarcinii termice se face luand  tinand seama de toate materialele combustibile din cladire sau din compartimentul de incendiu si  din partile combustibile ale constructiei, inclusiv acoperirile si finisajele.

Evaluarea  densitatii sarcinii termice se  face, de regula, pe baza clasificarii sarcinilor termice specifice cuantificate dupa tipuri de destinatii ale cladirilor luând in calcul, dupa caz, si sarcinile termice aferente constructiei, care nefiind clasificate trebuie determinate conform relatiilor generale.

In cazul incintelor speciale, care nu sunt clasificate , densitatea sarcinii termice se calculeaza intrun mod particular, ca proiect individualizat. In prealabil se poate face un studiu de caz privind sarcina termica corespunzatoare destinatiei incintei.       

Puterea calorică

Funcţie de densitatea sarcinii termice, riscul de incendiu în clădiri civile (publice), poate fi:

● mare: q_i = peste 840 MJ/m²

● mijlociu: q = 420-840 MJ/m²

● mic: q_i = sub 420 MJ/m²

EXEMPLU : Într-o cameră avem un birou din lemn de brad de aproximativ 50 kg. Avem și un dulap de lemn de aproximativ 50 de kg. În dulap avem haine din bumbac, aproximativ 50 de kg. Pe podea avem linoleum aproximativ 50 kg. În încăpere mai există diferite obiecte de PVC, respectiv aproximativ 20 kg. Suprafața camerei este de aproximativ 10 metri pătrați. Calculați riscul de incendiu !

Rezolvare :

Puterea calorică

1 kg lemn brad – 14 MJ

1 kg bumbac – 17 MJ

1 kg linoleum – 21 MJ

1 kg PVC – 30 MJ

Sarcina termică = 14 MJ x 100 kg + 17 MJ x 50 kg + 30 MJ x 20 kg

Sarcina termică = 2850 Mj

Densitatea sarcinii termice = 2850MJ/10m2=285MJ/m2

Identificăm astfel o densitate a sarcinii termice sub 420MJ/m2, deci un risc de incendiu MIC.

ATENȚIE ! Evaluați punctual situația și aveți grijă la spațiile reduse, unde de regulă se depozitează aglomerat.

Garajul, debaraua, demisolul, podul, mansarda, sunt zonele cele mai des întâlnite cu o densitate sa sarcinii termice foarte mare. În aceste situații se impun măsuri suplimentare precum pereți antifoc, instalații de detecție și stingere, organizare și separare pe tipuri de combustibili.