Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


Tűzőr

 

Szolgáltatástechnika

dr. Barótfi István

Mezőgazda Kiadó

3.4. A tüzek megelőzésének és oltásának vegyi anyagai

3.4.1. A tűzmegelőzés, az égés és az oltás feltételei

A mindennapi életben és fogyasztásban is mind hatékonyabb tűzmegelőző és tűzoltási módszerek kidolgozása és alkalmazása válik szükségessé. Ezekben – a különböző építési, elektromos és egyéb biztonságtechnikai előírások mellett – egyre nagyobb szerep jut a különböző kémiai módszereknek és vegyi anyagoknak, ill. azok célszerű alkalmazásának.

Az égési reakciók mechanizmusának vizsgálatakor megállapították, hogy az anyagi rendszerek tűz-, ill. lángjelenségek kíséretében történő égése (az ún. „gyors égés”) csak akkor léphet fel, ha egyidejűleg három alapvető feltétel teljesül. Ezek a tényezők a következők :

– az éghető anyag,

– az égést biztosító közeg (ami főként az oxidációt lehetővé tevő oxigén),

– az anyag gyulladási hőmérsékletét elérő hőmérséklet.

A teljes égési folyamat maga több részfolyamatra bontható, amelyek közül az alapvető szakaszok a következők :

  1. Az anyag fokozatos felmelegedése, aminek sebessége függ az energiaközlés nagyságától, az éghető anyag tulajdonságaitól (hőkapacitásától, olvadási, ill. párolgási hőjétől, hővezető képességétől stb.).

  2. Az éghető anyag termikus bomlása (pirolízise), amelynek során az égési folyamatot befolyásoló éghető és/vagy nem éghető, gáz alakú, szilárd vagy folyékony bomlástermékek jönnek létre.

  3. A meggyulladás, ami függ az anyag lobbanáspontjától, az éghető bomlástermékek energiaközlés nélküli gyulladását jellemző öngyulladási hőmérséklettől.

  4. Az égés maga, amelynek az intenzitása az égési kémiai reakciók kinetikai faktoraitól függ.

  5. Az égés tovaterjedése, aminek sebessége az éghető anyag minőségétől, az égést elősegítő faktoroktól (az oxigén-hozzájutást elősegítő huzattól, a környezet hőmérsékletétől stb.) függ.

Mind az öt szakaszba különböző módszerekkel be lehet avatkozni, a részfolyamatok fizikai kémiáját figyelembe vevő megfelelő beavatkozások (égésgátló szerekkel, oltóanyagokkal, hűtőanyagokkal, oxigénelvonó anyagokkal) adják meg a tüzek megelőzésének és oltásának lehetőségét, ill. megvalósítását.

A tűz fogalma és így megelőzésének és oltásának kémiai módszerei eleve féltetelezik az első tényező – az éghető anyag – nyilvánvaló jelenlétét.

A cél tehát az, hogy a kémiai természetüknél fogva éghető anyagokat, a tűz megelőzése érdekében:

– helyettesítsük más, hasonlóan alkalmas, de nem éghető anyagokkal;

– eleve szigeteljük el az égést lehetővé tevő anyagoktól (pl. megfelelő, nem éghető bevonatokkal);

– csökkentsük lángra lobbanásuk valószínűségét gyulladási hőmérsékletük kémiai hatások útján történő növelésével (ún. égéskésleltetés, régebbi kifejezéssel lángmentesítés).

Ha pedig már a tűz fellépett, a cél az, hogy a tűz oltására olyan kémiai tulajdonságú anyagokkal avatkozzunk be, amelyek hatásosan

– lehetővé teszik az éghető anyag és az égést biztosító tápláló közeg egymástól való elválasztását;

– csökkentik az éghető anyag és az égést biztosító közeg közötti reakció sebességét;

– hűtik az égő anyagot, hogy annak az égés reakcióhője által megnövelt hőmérséklete az anyag gyulladási hőmérséklete alá csökkenjék.

Természetesen a fenti kémiai módszerek is csak akkor lehetnek igazán hatásosak, ha eleve betartják az olyan – számos korábbi tűzeset tapasztalatainak általánosítása alapján kidolgozott és hatóságilag rögzített – telepítési, építési, tárolási és kezelési előírásokat, amelyek csökkentik a tűz keletkezésének lehetőségét, megakadályozzák a már létrejött tűz továbbterjedését és megkönnyítik az oltását.

3.4.2. A tüzek megelőzésének kémiai módszerei és anyagai

Az éghető anyagokat sokféleképpen lehet helyettesíteni nem éghető anyagokkal.

A szerkezeti anyagok – pl.: fa, éghető műanyagok, gumi, textil stb. – esetenként és a célnak megfelelően főként fémekkel, szilikát- és oxidrendszerekkel (közönséges, ill. tűzálló téglák, beton, kőagyag stb.) és megfelelő, leginkább nagy klór- és fluortartalmú műanyagokkal (PVC, teflon stb.) vagy hőre keményedő anyagokkal (bakelit stb.) helyettesíthetők.

Nem szerkezeti anyagok esetén a rendkívül széles felhasználási terület és a legkülönbözőbb igények (pl. impregnálószerek, szigetelőanyagok, hűtőipari töltőgázok, szerves oldószerek, extraháló- és tisztítóanyagok stb.) következtében az éghető anyagok nem éghetőkkel való helyettesítésének igen nagy a variációs lehetősége. Hogy csak a néhány legfontosabbat említsünk: pl. nem éghető oldószer a tetraklór-metán és a triklór-etilén, nem éghető impregnáló anyagok a klórozott naftalin és a klórparafinok, nem éghető szigetelő-, kenő- és hidrofobizáló anyagok a különböző szilícium-organikus vegyületekből álló szilikonolajok, nem éghető gázok a nyomás alatt működő hűtőgépek különböző freon töltőgázai stb.

A hőre lágyuló műanyagok (pl. PVC) esetén figyelembe kell venni azt a tapasztalatot is, hogy az éghetőséget nemcsak a kémiai összetétel szabja meg, hanem erre bizonyos esetekben az összefüggő műanyag test – kábelszigetelés, cső, borítólemez stb. – tömege is hatással van.

Ennek oka az, hogy – bár kis tömegű PVC lángba tartva nem ég – az égés során a nagyobb tömegű műanyagból felszabaduló lágyítószer lobbanékony és éghető. A nagy kémény-, ill. kábeltüzek esetén a fém jó hővezetése a műanyag felforrósodását, további bomlását és ezzel a tűz terjedését és az égést méginkább elősegíti.

A PVC bomlása során ugyanakkor klór- és HCI-gáz is keletkezik, amely utóbbi a páratartalom hatására sósavvá alakulva a szerkezeti elemeket is oly mértékben károsíthatja, hogy azok meggyöngülve még kevésbé tudnak ellenállni a nagy hő hatásának, és az egész szerkezet összeomolhat (600 °C körül az acélgerendák mechanikai szilárdsága pl. már a felére csökken).

A műanyagok felhasználásakor tehát azok éghetőségvizsgálatát el kell végezni, ill. éghetőségüket ismerni kell.

Az éghető anyagok égést tápláló közegtől való megelőző elválasztásának fő módszere a nem éghető, ill. legalábbis jó hőtűrő festékekkel és lakkokkal történő bevonás. Az ilyen bevonatok főként a különböző klórkaucsuk-, szilikon, poliuretán-, metil-sztirol és fluórozott gyanta alapú lakkbevonatok.

A kémiai anyagokkal történő lángmentesítés (impregnálás), azaz a lángra lobbanási lehetőség csökkentésének fő objektumai a különböző fa, textil és papír alapú anyagok. Az éghető anyagokba különböző módszerekkel (vákuumitatással festéssel, merítéssel stb.) bevitt és ott belsőleg eloszlatott lángmentesítő anyagok hatásmechanizmusa olyan, hogy az anyagot egyrészt vagy önmagukban, vagy egy, a hő által megolvasztott réteg létrejöttével megvédik a levegő oxigénjének égést tápláló hatásától, másrészt a hő hatására a lángot hűtő, ún. oltógázok – vízgőz, CO2, SO2, N2 stb. – hasadnak le belőlük.

Ezeknek az anyagoknak az esetében nem hanyagolható el az a hatás sem, hogy a felületen eleve egy vékony elszenesedett réteget hoznak létre, ami egyrészt megvédi az alatta lévő részeket a tűz által okozott termikus behatásoktól, másrészt csökkenti az éghető gázok kifelé történő diffúzióját is, és ezáltal fékezi vagy megszakítja az oxidációs folyamatot.

Az ilyen mechanizmuson alapuló szervetlen lángmentesítő oldatok fő komponense általában a vízüveg (vizes Na2 SiO3, ill. K2SiO3-oldat), ami a védőréteget szolgáltatja. A másik fő komponens a jó impregnálást – azaz teljes behatolást, belső átitatást – elősegítő só; ezek vagy egyes ásványi savak ammóniumsói (NH4)2 HPO4, (NH4)2SO4, NH4Cl, vagy hamuzsír (K2CO3.2 H2O), bórax (Na2B4O710 H2O), CaCl26H2O, ZnSiF2 stb.

A főként vizes diszperzióban alkalmazott szerves komponenseket (pl. karbamid, paraformaldehid, keményítő stb.) tartalmazó lángmentesítő szerek fő védőhatása abban áll, hogy a meleg hatására egy felületi habréteget hoznak létre, és ez teszi lehetővé az éghető anyag elszigetelését a levegő oxigénjétől.

Hasonló – oxigéntől elzáró – hatást fejtenek ki a halogéntartalmú égésgátló szerek (pl.: foszfor-halogenidek, antimon-haloganidek). Működésük ugyanis egyrészt azon alapszik, hogy magas hőmérsékleten a belőlük keletkező gázok hígítják az éghető anyag termikus bomlásakor keletkező gázokat, másrészt azonban belőlük igen reakcióképes szabad gyökök is keletkeznek, amelyek gyorsan és könnyen egyesülni tudnak az OH-gyökökkel. Így az éghető anyag égését inhibiálják, negatív katalizátorként (antipirogén anyagként).

3.4.3. A tüzek oltásának kémiai módszerei és anyagai

A tüzek oltása az adott oltandó anyagnak megfelelő tulajdonságú, egy- vagy többkomponensű oltóanyagok alkalmazását igényli. Ezek közül egyesek egyféle típusú hatást (pl. csak hűtést vagy csak elszigetelést, elfojtást), mások többféle hatást is kifejtenek egyszerre (pl. hűtést és elszigetelést, hűtést és reakciósebesség-csökkentést stb.).

Az éghető anyag és az égést tápláló közeg egymástól történő elszigetelésének, ill. a tűz ilyen módon való elfojtásának fő módszere az inert oltógázokkal történő oltás. Az inert oltógázok közül leggyakrabban a CO2-ot és a N2-t, ill. a vízgőzt alkalmazzák. Az előbbi kettő főképpen zárt terek tüzeinek oltására alkalmas. A CO2 – az oltóporok mellett – az elektromos tüzek legfőbb és legalkalmasabb oltóanyaga.

Az éghető anyag és az égést tápláló közeg között a reakció sebességének csökkentésén alapuló oltási módszerek alapelve az oltásra alkalmazott adalékanyagok, főként a gáz alakú halogénszénhidrogének – mint pl. monobróm-metán, tetraklór-metán, különböző klór-fluor-metánok (freonok) vagy ezek elegyei – negatív katalitikus hatása. A magas hőmérsékletű lángban a bekerült oltógázból lehasadó szabad gyökök (pl. a Br-, C1 stb.) az égési láncreakcióban mint a láncvivőkkel reakcióba lépő, így a lánchosszat és ezen keresztül az égési reakció sebességét csökkentő negatív katalizátorok hatnak, inhibiálják az égési reakciót.

Az ilyen típusú oltási folyamatban mindig tekintettel kell lenni a halogénezett szénhidrogének eleve mérgező voltára, ill. a belőlük magas hőmérsékleten esetlegesen létrejövő termékek – pl. a COCl2 (foszgén!) – különlegesen mérgező tulajdonságára. Ezért erre a célra ma már inkább a nem toxikus freonokat (pl. a CBrClF2-t, az ún. BCF-t) használják.

Az égő anyag gyulladási hőmérséklete alá történő hűtésén alapuló oltási módszer legfőbb és legalkalmasabb anyaga a víz. A víz relatíve igen nagy párolgáshője következtében létrejövő hőelvonás akkor a legnagyobb mértékű, ha a víz finoman diszpergált, porlasztott állapotban kerül a hűtendő térbe. Az égési folyamat hője ekkor sokkal gyorsabban tudja felmelegíteni az egyes vízcseppeken át az egész bekerült vízmennyiséget, mintha az nem porlasztott, zárt vízsugár formájában kerülne be, így a gőzzé alakulás gyorsan megy végbe. Ez hirtelen nagy hőelvonást, ill. ennek következtében igen gyors, intenzív hűtőhatást eredményez.

A víz azonban nem minden anyagot nedvesít, és ilyen esetben könnyen és hatástalanul lepereg. Hogy az oltandó égő anyagokról az oltóvíz ne peregjen le, és hatását ott kifejtse, megfelelő – rövid poláris és hosszú szénláncú apoláris gyökökből álló, felületaktív – nedvesítőszereket (pl. szerves szulfocsoportokat, olajok szulfoklórozásával kapott szulfokloridok elszappanosítási termékeit, alkil-naftalin-szulfonátokat stb.) adagolnak a vízhez. Az így kapott oltófolyadék az ún. nedves víz, ami az oltandó anyagokra nézve hidrofil tulajdonságokkal rendelkezik.

A hűtőhatáson alapuló, nem vizes oltófolyadékok (mint pl. a szilikonolajok, lángcsökkentővel adalékolt olajok stb.) általában drágák és csak speciális esetekben – pl. könnyűfémek tüzeinél – kerülnek alkalmazásra akkor, amikor a vizes vagy adalékolt vizes oltás nem alkalmazható.

A kettős hatásmechanizmusú oltómódszerek legfontosabbika a hűtő- és elszigetelő- (elfojtó) hatást kombináló, habbal történő oltás.

A habbal történő oltás alapfolyadéka általában a víz (ritkán, pl. magnéziumtüzeknél ásványolaj). Alkalmas (az alkalmasságot nagymértékben befolyásolja az égő és oltó anyag minősége mellett az adalékanyagoknak a hab jó és ennek megfelelően gyors szétterülését biztosító határfelületi feszültségértéke is) felületaktív anyagokat elegyítve hozzá, belőle habképző berendezésekben levegővel vagy CO2-dal stabilis – a habképző folyadék eredeti térfogatának 50–100-, sőt korszerű anyagok és berendezések alkalmazása esetén több százszorosát is kitevő térfogatú – habot állítanak elő. A hab, megfelelően nagy mennyiségben az égő felületre juttatva, egyrészt megakadályozza a levegő oxigénjének a felületre jutását, másészt a hab diszperziós közege vizének elpárolgásakor a hőelvonás erős hűtőhatást fejt ki; sőt a hab egy részének megszűnésekor felszabaduló levegő vagy CO2 hozzájárul az elfojtó hatáshoz is.

A habbal történő oltásra először, de még ma is sokszor az ún. protein-, ill. fehérje alapú léghabokat használták, ill. használják (ezek a legolcsóbbak), amelyekben a diszperz fázis a levegő. Ma már elterjedtebbek, mert intenzívebbek a szintetikus tenzidoldatokkal gerjesztett habok. Mindkét fajta határfelületi feszültsége nagyobb, mint pl. az oltandó szénhidrogéneké és olajoké, ezért ezeket mechanikusan kell az oltandó felületre felvinni.

Lévén a hab stabilitása az oltóhatás szempontjából döntő jelentőségű, megfelelő stabilizáló adalékanyagokat is – mint pl. vízoldható akrilátok, vas-, nikkel-, cink- és kobalt-szulfát, cink-sztearát, poli (vinil-alkoholok) stb. – adagolnak a habanyaghoz. Ezek az ún. habkiadóssággal jellemzett anyagok. (Ez a mutatószám a hab térfogatának és az oldat térfogatának a hányadosa, és értéke a nehéz haboknál 20, a könnyű haboknál 200-tól 1000-ig terjed). Kellő habmennyiség és habvastagság esetén biztosítják, hogy az erősen habtörő, égő folyadékok (pl. az alkohol-, észter- és étertípusú vegyianyagok) se tudják a habot nagymértékben lebontani. Ennek következtében az égő folyadék a tűz teljes elfojtódása előtt esetleg – ha csak kis felületen is – érintkezni tudna a levegővel. Főként ilyen léghabokkal történik az oltás, égő folyadékok – vegyi anyagok, ásványolajok és termékeik – esetében.

Elszigetelő (elfojtó) és antikatalitikus hatás (sőt bizonyos mértékben a hűtőhatás) kombinációján alapul a gázleadásra képes oltóporok működési mechanizmusa. Leggyakrabban alkáli-hidrokarbonát alapú (45–48% NaHCO3 vagy KHCO3) a szemnagyság- és részecskeeloszlás-stabilitást növelő és a higroszkóposságot csökkentő adalékok) oltóporokat alkalmaznak. A tűz magas hőmérsékletén az oltókészülékből CO2 vagy N2 segédgáz nyomásának hatására a lángba bevitt NaHCO3 a

2 NaHCO3 (s) —— Na2CO3 (s) + H2O(g) + CO3 (g)

egyenlet szerint tud bomlani. A keletkező CO2 levegőtől való elszigetelő, lángelfojtó hatást, a keletkező víz csekély hűtőhatást fejt ki.

A tüzek oltóporral történő oltási mechanizmusában azonban mégsem ezek a hatások a döntőek, mégpedig azért, mert az előző egyenlet szerinti bomlás valójában csak kismértékben megy végbe, és a tűz megszűnése főképpen a lángba bevitt finom eloszlású, nagy diszperzitásfokú, bomlatlan porrészecskék égési reakciólánc-rövidítő, negatív katalitikus hatásának köszönhető.

Az inhibíciós mechanizmus lehet heterogén típusú, ahol az előző reakció szerint a keletkező „S” szilárd anyagon az égési „R’” láncvivő gyökök dezaktiválódnak vagy rekombinálódnak:

R’ + S RS, ill. RS + R’ RR + S,

vagy homogén típusú, amikor elgőzöléskor gáz alakú inhibitorok – alkálifém, alkáliföldfém, ill. alkáli-hidroxid – keletkeznek, és így dezaktiválják a lángvivő gyököket.

Az alkáli-hidrokarbonátokhoz hasonlóan – vagy még hatásosabban – viselkednek oltóporként használva az alkáli-oxalátok, ill. vas(II)-cianidok, amelyek a lángban elbomolva igen finom füstté (tehát igen nagy fajlagos felületű diszperz rendszerré) alakulnak, és így fejtik ki inhibíciós hatásukat.

Alkalmaznak oltóporként fő tömegében nem alkáli-hidrokarbonátot tartalmazó (vagy azt esetlegesen nem is tartalmazó), gázleadásra képes, ill. antikatalitikus inhibíciós oltóeffektust kifejtő egyéb anyagokat: pl. alkálifém-kloridot, (NH4)2 S04-ot, CaCO3-ot, (NH4)2 HPO4-ot, Al-sztearátot, bóraxot, dicián-amidot, különböző szerves polimerizációs termékeket stb., ill. porelegyeket is. Ezek közül egyesek a tűz magas hőmérsékletén egyszerre több tűzelfojtó (oxigént elszigetelő) hatást kifejtő gázt is fejlesztenek, egyrészt az oltópor bomlása, másrészt a belekevert éghető anyag oxigénlekötése folytán. Ilyen pl. az (NH4)2 SO4 és szénpor elegye, amelyek magas hőmérsékleten reagálnak, a következő egyenlet szerint:

2 (NH4)2 SO4 + 2 C + O2 = 4 NH3 + 2 CO2 + 2 SO2 + 2 H2O.

A gázleadásra nem képes oltóporok hatásmechanizmusa ugyanakkor kizárólag az antikatalitikus láncrövidítő hatáson alapul. Ilyen a nagyobb tüzeknél sok esetében alkalmazott mészkőliszt (CaCO3).

http://www.tankonyvtar.hu

Tűzoltó készülék (teljes film)

A tűz és a tűzjelzés története

A tűz hatása az emberi fejlődésre

Mielőtt a tűz elleni védekezéssel foglalkoznánk, ejtsünk néhány szót a tűz fontosságáról az emberiség fejlődésében; az emberré válás során betöltött szerepéről. Nem sokszor gondolunk arra, hogy milyen folyamatokat indított el és gyorsított fel a tűz aktív használatának és a tűz csiholásának megismerése, de tény, hogy – többek között – a tűz és annak használata emelte ki az ember ősét az állatvilágból, mentette meg a kihalástól és növelte a populációját. Egyes régészeti szakemberek szerint a neandervölgyi emberek is azért halhattak ki, mert bár esetenként használták a tüzet, de nem ismerték fel annak jelentőségét. Eltérő álláspontokat ismerhetünk a tűz használatának kezdetéről, de akár 1 millió, 800 ezer vagy 300 ezer évvel ezelőtt történt is, az biztos, hogy a homo sapiens megjelenését megelőzően a homo erectus, a felegyenesedett ember már megszelídítette a tüzet. Ennek következtében az élelmét jobban fel tudta dolgozni, a sütés-főzés következtében a hús tartósabbá vált, csökkent a baktériumok és paraziták okozta betegségek kockázata, a növények kemény rostjai pedig megpuhultak. A hús feldolgozása során denaturálták a fehérjéket, vagyis több kalóriához jutottak ugyanannyi élelemből. Ezen kívül az emésztés könnyebbsége lehetővé tette, hogy a felszabadult időt és energiát fejlesztésre fordítsák: szerszámok készítésére, állatok domesztikálására.

Ancient-Dance-OriginsControl-of-fire-by-early-humansHomo-sapiens-fire_c
A tűz biztonságot adott, melegítette az embereket és megvédte őket a vadállatoktól. A tűz melege és fénye meghosszabbította a napokat, megnőtt az együtt töltött idő. Ezzel összetartóbbá vált a csoport és a kommunikáció fejlődésnek indult. A sötétedés utáni tűz körüli üldögélés indíthatta el az emberi képzelőerőt: a meséléseket, énekléseket, vallásos szertartásokat. A tűz feletti uralom képessége később meghatározó szerepet játszott a földművelés kialakulásában és a földművelő társadalmak létrejöttében.
Míg az emberiség íratlan történelmében meghatározó szerepet jelentett a tűz és annak pozitív hatásai, az írott történelem során már sokkal többször kerül említésre a tűz káros vagy pusztító szerepe. A természetes úton keletkezett, illetve az ember felügyelete alól kikerült tűz gyakran vált halálos ellenséggé, ez ellen védekezni kellett: így indult útjára a tűzjelzés.

A tűz elleni védekezés kialakulása

A tűz elleni harc az ember ösztönös cselekvése. A tűzjelzés igénye már a korai társadalmakban is felmerült. Bár számunkra elsősorban az automatikus és elektromos tűzjelző rendszerek története érdekes, de röviden szemlézünk az elektromosság megjelenését megelőző időszak tűzjelzés történetéből.

Clip Az emberiség ősi időszakában nem merült fel a szervezett védekezés igénye, mert a vándorló törzsek sátrai és egyéb felszerelései egymástól viszonylag távol voltak, ezért nagyobb tűzvészek nem alakulhattak ki.
A letelepedés, a csoportokban élés, az anyagi vesztenivalók növekedése magával hozta a tűz pusztító hatásának felismerését. Rájöttek, hogy a kitörő tűz mindenkit egyaránt veszélyeztet, és a védekezést is szükségképpen közösen kell kialakítani. A tűzvédelem terén így korán kialakult a kollektív szolidaritás, az együttműködés. A kezdeti irányok sem változtak az évszázadok során: a tüzet minél korábban észlelni, mások számára jelezni, és megszüntetni.

 

Ókori ellentmondások

Az ókori Kínában a nagyobb településeken ugyan már próbálták megakadályozni a veszélyes tüzek kialakulását magasabb pontokon elhelyezett tűzfigyelők, valamint éjszakai tűzjárőrök alkalmazásával, ugyanakkor a tűz isteni eredetének tisztelete miatt a tűz oltásához már nem siettek annyira. Az oltást megelőzően a tűzoltók zászlódíszes pompába öltöztek, megvárták a zenekart, amely elvonult előttük.
Japánban is nagy jelentősége volt a tűzjelzésnek, mivel a többnyire fából és más könnyen éghető anyagból épült lakóházak, valamint a viszonylag sűrű földrengések számos esetben okoztak tűzvészeket. Kínához hasonlóan itt is alkalmaztak éjszakai tűzfigyelőket és tűzőröket, sőt léteztek már laktanyákban élő “tűzoltók” is, akiket nagy számban és főleg gyorsan tudtak mozgósítani tűzvész esetén. A tűz természetéről viszont ők sem tudtak sokat. Fudo istenség haragjának tartották a tüzet és a tényleges tűzoltáson kívül nagy szerepe volt a vallásos szertartásoknak, imáknak, füstölők alkalmazásának. Ez utóbbiakkal próbálták megbékíteni Fudo istent.

roma

Tűzvédelem a középkorban

lovaskocsi

Buffalo-i tűzoltóság: a 13. számú kocsi tűzriasztáshoz vonul

A városiasodás idejében a zsúfolt, fából épült házak között gyakori volt a tűzvész. Kevés olyan ókori és középkori település volt, ami legalább egyszer ne vált volna részben vagy egészben a tűz martalékává. Különösen igaz volt ez a XII.-XIV. század időszakára. A gyakori tűzvészek oka – a szándékos gyújtogatáson kívül – elsősorban az volt, hogy a többnyire fából készült épületek a keskeny utcákban sűrűn egymás mellé épültek. A szabadon álló tűzhelyek füstje a tetőn tódult ki, emiatt a gerendák könnyen lángra kaptak.
Védekezésképpen őrséget vagy felügyelőket neveztek ki, tornyokból tartották szemmel a környéket, őrjáratokat indítottak, oltóanyagot halmoztak fel, tűzjelzés gyanánt „tűzilármát” csaptak, harangokat, kolompokat kongattak, az oltáshoz segítőket mozgósítottak. Később már a szervezett megelőzés is részévé vált a védekezésnek és pl. építési rendtartást vezettek be, iparosokat köteleztek az oltásban való részvételre.
A XVII. században a személyes megfigyelés mellett megjelentek a tűzvédelem első eszközei. Ezek mechanikus tűzérzékelők voltak: olvadó fémből készült eszközök vagy éghető kötél.
Rövid, angol nyelvű képes áttekintés az érdekesség kedvéért: (forrás: buffalohistorygazette.net)

Elektromos tűzvédelem

Az egész városokra kiterjedő tűzvészek nem csak az ókorban, hanem az újkorban, és még a XX. században is történtek. Ilyen történelmileg emlékezetes tűzvész volt 64-ben Rómában, 1666-ban Londonban, 1676-ban Sopronban, 1723-ban Budán vagy 1906-ban San Franciscoban. A települések és a városok fejlődésével, a lakosság számának növekedésével egyre fontosabbá vált a keletkező tüzek minél korábban történő felismerése, a tűzjelzés és a tűzoltási technikák fejlesztése. Az elektromosság szélesebb körű alkalmazásáig a tűzjelzés hatékonysága elsősorban a tűzfigyelést végző emberek számán és éberségén múlott. Az elektromos, majd később az elektronikus tűzjelző eszközök, különösen a füstérzékelők felfedezése és elterjedése eredményezte azt, hogy a városokban, épületekben keletkező tüzek számos ember életét kioltó és óriási vagyoni károkat okozó hatását sikerült jelentősen korlátozni.

Werner von Siemens feltaláló (1816-1892)

Werner von Siemens feltaláló (1816-1892)

Johann Georg Halske (1814-1890)

Johann Georg Halske (1814-1890)

Európában az első mai értelemben vett tűzjelző berendezést 1851-ben Berlin tűzvédelmének fokozása érdekében fejlesztette ki Werner von Siemens és Johann Georg Halske. Ez a tűzjelzési mód a Siemens-Halske féle tűzjelző föld alatti vezetékhálózatot használt és az 1937-ben Samuel Morse által szabadalmaztatott vezetékes távíró felhasználására épült. Az oszlopokra szerelt tűzjelző szekrényeknél egy kar meghúzásával a szekrény a saját morse kódját egy tárcsával továbbította a fogadó központba. Ezzel nagyjából egy időben az amerikai Bostonban is megjelent egy hasonló tűzjelző rendszer William Channing és Moses G. Farmer kezdeményezésére. A kommunikációt itt is a Morse találmányára épülő távíró alkalmazásával valósították meg, de légvezetéken, amely ki volt téve az időjárás viszontagságainak. A 40 mérföld hosszú, távírópóznákra függesztett vezetékhálózatot használó rendszer 1852. áprilisában kezdett működni, pontosan 40 darab utcai tűzjelzőszekrényben elhelyezett kézi jeladóval.

 A bostoni távfelügyelet, ahová befutottak a jelzések, és egy korabeli utcai jelzésadó

A bostoni távfelügyelet, ahová befutottak a jelzések, és egy korabeli (1882.) utcai jelzésadó

Ezt a jeladót tűz észlelése esetén kulccsal vagy kézzel lehetett nyitni. A nyitás után a belső fogantyú elfordításával a szekrénybe szerelt elektromos távíró egy morze kódtárcsa segítségével automatikusan elküldte az adott szekrény számát a tűzjelző rendszer központi fogadóállomására. A beérkező tűzjelzés helyének automatikus beazonosítását követően a hivatalnokok működésbe hozták a tűzoltóság épületeiben, templomtornyokban és iskolákban felszerelt 19 riasztócsengőt. A kézi jelzésadókra alapozott tűzjelző hálózat kiépítése a következő évtizedekben rohamosan terjedt az amerikai városokban. 1884-ben már 150 városban működött ilyen fajta tűzjelzés. Az időközben jelentősen modernizált bostoni tűzjelző rendszer ma is működik és mintegy 1500 utcai, valamint 1000, különböző épületekben elhelyezett tűzjelző szekrényt tartalmaz.

Így néz ki a máig működő utcai kézi jelzésadó belső szerkezete, és egy Dorchesterben külsőleg is felújított példány

Így néz ki a máig működő utcai kézi jelzésadó belső szerkezete, és egy Dorchesterben külsőleg is felújított példány

Az első hődetektor (forrás: Wayne D. Moore)

Az első hődetektor (forrás: Wayne D. Moore)

A tűzjelzés történetének egyik fontos találmánya az elektromos hőérzékelő, amelyet 1863-ban a new-york-i Alexander Ross szabadalmaztatott. Kereskedelmi felhasználása azonban William B. Watkins nevéhez fűződik. Watkins a távíróra és a távíróhálózatra építve 1873-ban Bostonban létrehozta az első magántulajdonú tűzjelző távfelügyeletet biztosító cégét. A bostoni középületek, irodák, lakóházak egyes helyiségeinek mennyezetén elhelyezett ikerfém alapú, önvisszaálló hőérzékelők riasztási jelzései az automata távíró berendezések segítségével címzett módon jutottak el a tűzjelzést fogadó távfelügyeletre és a tűzoltóságra.
Később lett elismert találmány a hordozható elektromos tűzjelző rendszer, melynek szabadalmát Amerikában jegyezték be 1890-ben Francis Robbins Upton és Fernando Dibble nevére. Upton elektromos tűzjelző és -érzékelő készüléke egy nehézkes, de vezeték nélküli szerkezet volt, ami egy akkumulátorból, egy csengőből és egy hőérzékelőből állt. Valószínűleg erre a találmányra nem fordítottak akkoriban túlzott figyelmet, legalábbis a készülékek címkéjén szereplő elírásból erre következtethetünk: „Portable Electric Tire-Alarm” – Fire-Alarm helyett.

hordozható-c

 

Francis Robbins Upton

1852-ben született Massachusetts-ben, karrierjét matematikusként és fizikusként kezdte. Tanára, Heimholtz ajánlotta Edison figyelmébe, mint jó elméleti tudással bíró asszisztenst. Edison, aki nagyrészt autodidakta módon szerezte tudását, de tele volt megvalósításra váró ötletekkel, roppant hasznosnak találta Upton korszerű matematikai képzettségét. Annak ellenére is, hogy a korabeli tudományos élet szereplőit általában nem igazán ismerte el.

Edison és Upton együtt dolgoztak számos kulcsfontosságú találmányon, mint például: az izzólámpa, a fogyasztásmérő és a dinamó. Upton döntő szerepet játszott az 1882. évi Edison féle erőmű és elosztó rendszer üzembe helyezésében (Pearl Street, Alsó-Manhattan).

Nevével fémjelzett ösztöndíjat alapított a Princeton Egyetem 1958-ban.

 

 

1902-ben fejlesztett ki és szabadalmaztatott az angliai Birminghamben George Andrew Darby egy elektromos hőérzékelő és tűzjelző készüléket, ami a ma elterjedt hőérzékelők elődjének tekinthető.
Az 1930-as évek végén Walter Jaeger svájci fizikus fedezte fel az ionizációs füstérzékelő működési elvét, mintegy véletlenül. Eredetileg mérges gáz kimutatására alkalmas eszközt szeretett volna létrehozni. A legenda szerint próbálta, tesztelte az eszközt, de a mutató csak nem akart kimozdulni a gázokra. Ekkor fáradtan leült, rágyújtott, és meglepetten látta, hogy a műszer a cigarettafüst hatására jelez.
Egy másik svájci fizikus, Ernst Meili 1939-ben bányákban keletkező éghető gázok észlelésére próbált megfelelő eszközt kifejleszteni. A kísérletezés közben rájött, hogy a radioaktív sugárzás által ionizált térbe bekerülő füst megváltoztatja az ionáram értékét és ez a jelenség felhasználható tűzjelzésre is. Ernst Meili ennek alapján 1941-ben szabadalmaztatta a világ első elektronikus füstérzékelőjét, majd erre alapozva létrehozta a Cerberus nevű, elektronikus tűzjelző berendezéseket és füstérzékelőket gyártó céget. A céget a ’90-es évek végén felvásárolta a Siemens AG. Ezek a füstérzékelők még nagyon drágák voltak és csak nagyobb kereskedelmi és ipari létesítményekben alkalmazták őket.

smokedetchamberAz első megfizethető árú ionizációs füstérzékelőt az amerikai Colorado állambeli Duane D. Pearsall fejlesztette ki 1965-ben. Ezzel már a családi házak tűz elleni védelme is elérhetővé vált. Az érzékelők kezdetben tűzálló, fémházas kivitelben, cserélhető akkumulátorral készültek, később viszont már ceruzaelemekkel oldották meg az érzékelő energiaellátását. Az ionizációs füstérzékelő egy zárt kapszulában igen csekély mennyiségben, radioaktív ameríciumot tartalmazott. Pearsall cége a Statitrol Corporation 1975-ben kezdte meg a füstérzékelő tömeggyártását. 1977-re elérte a napi 500 db-os gyártási volument, amivel biztosítani tudta az eszköz széleskörű elterjedését. Pearsall 1980-ban eladta a találmányát az Emerson Electric-nek.
Az optikai füstérzékelőt Donald Steele és Robert Enmark fejlesztette ki és az eszközt 1972-ben szabadalmaztatták.
2013-ban az USA-ban a családi otthonok 94%-ában, Nagy-Britanniában 87%-ban létezett valamilyen füstérzékelő, bár ezek kb. 30%-a üzemképtelen volt a lemerült elemek miatt.

A tűzjelzés fejlődése Magyarországon

1882 Tűzoltó Egyesület alapszabály

A Magyar Országos Tűzoltó Szövetség Alapszabálya 1882-ből

Magyarországon már Szent István király korától adtak ki tűzvédelmet is érintő rendeleteket: a templomba járás kötelezettsége alól felmentést kaptak a tűzre vigyázók. 1788-ban II. József király adta ki híres tűzvédelmi pátensét, ami a mai OTSZ (Országos Tűzvédelmi Szabályzat) elődjének tekinthető. Ezt csak közel 100 év múlva újították meg, majd egyre rövidebb időszakonként követték egymást a rendeletek.

1874-ben megkezdődött a távíróvonalakra épülő tűzjelző rendszerek kialakítása, majd az automata tűzjelzés a telefonvonal elterjedésével még nagyobb teret nyert. 1880-tól már több magyar városban hoztak létre telefonos tűzjelző rendszert, elsőként Budapesten, Debrecenben, Sopronban működtek ezek. Budapesten már három utcai tűzjelző szekrény is megjelent Gróf Széchenyi Ödön jóvoltából, és a századfordulótól tűzjelző készülékeket telepítettek.

Ezek némileg hasonlóan működtek, mint a mai vészjelzők: a jelző személy egy betörendő üvegablak mögött lévő gomb megnyomásával zárja az áramkört, amely a tűzoltóságon bekapcsol egy, a riasztás földrajzi helyének megfelelő csengőt és izzólámpát. A képen látható Tűzoltó Egyesület Alapszabálya (1882-ből) rendelkezik a hivatásos és önkéntes létesítményi tűzoltók munkájáról, az anyagi és tárgy feltételek megteremtéséről.

 

Gróf Széchenyi Ödön

GszÖA magyar és a török tűzoltóság megszervezője, számos magyarországi vállalkozás és közcélú egyesület alapítója 1839. december 14-én született. Széchenyi István gyermekeként fivérével, Bélával Nagycenken töltötték gyermekéveiket. Ödön itt és Sopronban végezte tanulmányait, kitűnően beszélt franciául, németül, angolul, olaszul, de jártas volt a latinban és görögben. Korán megnyilvánuló műszaki érzéke a gépészet és a hajózás felé terelte, édesapjától és a szülői háztól pedig hazaszeretetét kapta örökbe. Életének meghatározó eseménye volt 1860-ban a Nagycenken és Fertőszentmiklóson kitört két tűzeset, amelyek során személyes példát mutatva vett részt a mentésben. Ez indította el a szervezett tűzoltóság létrehozása felé.
1862-ben már kormánybiztosként vett részt Londonban a harmadik nemzetközi világkiállításon, ahol megismerkedett a világhírű helyi tűzoltógárdával, a Fire Brigade-del. Nem vette félvállról a megismerkedést, be is lépett a tűzoltósághoz szolgálatra és elvégzett minden fáradságos, nehéz munkát, amelyet Shaw Eyre Massey, a nagytudású kapitány rábízott, nem nézve a fiatal, gazdag magyar mágnás rangját. Bár megfájdult a háta és kikérgesedett a tenyere, de megtanulta a szakkarbantartási munkákat; elszántságával, munkabírásával, kedves modorával kivívta a kapitány elismerését és a tűzoltó legénység megbecsülését. Öthetes ‘kiképzése’ után hazafelé tartva francia és német városokat látogatott meg, a helyi tűzvédelem tanulmányozására.
siklo1870Rádöbbent, hogy a hazai tűzoltóság helyzete felszerelésben és felkészültségben is elmaradott, így tapasztalatai alapján nekiállt megszervezni a fővárosi tűzoltóságot. Kezdeményezésére 1863-ban megalakult a Budapesti Önkéntes Tűzoltó Egylet, amely Londonból vásárolt tűzoltóautókkal folytatott kiképzést. Az önkéntes tagok mellett Széchenyi fizetett szertárnokot, gépészt és karbantartókat is kiharcolt, és így később, 1870-ben már párhuzamosan működött az önkéntes egylet és a 12 fős hivatásos tűzoltóság. Mindkettőnek gróf Széchenyi Ödön lett a főparancsnoka. Nevéhez fűződik még többek között a Budapesti Hajósegylet, a Magyar Kereskedelmi és Iparegylet, a Budavári Sikló; további nagyszabású teljesítménye, hogy elsőként jutott el Magyarországról Párizsba kizárólag vízi úton.

Ödön_Széchenyi_plaque1870-ben Konstantinápolyban pusztító tűzvész tombolt, amelyben vallási és diplomáciai épületek is leégtek. Széchenyi, aki ekkor már nem csak Magyarországon, hanem szerte a világban elismert szakembernek számított, odalátogatott és felajánlotta segítségét. Bár a tűzoltóság felállítása érdekében a helyi diplomaták is nyomást gyakoroltak a szultánra, majdnem négy évig nem történt semmi. Végül egy orosz és egy magyar tűzoltósági bemutató hatására Abdul-Azíz szultán Széchenyi mellett döntött és rábízta a török tűzoltóság megszervezését. A gróf 1874-ben kezdett neki ennek a munkának, Magyarországról való távozása sajnos törést okozott a hazai tűzoltóság fejlődésében. Konstantinápolyban mostoha körülmények között dolgozott, de itt is elismerték munkásságát. Keresztényként elsőként kapott pasai rangot az iszlám vallásra való áttérés nélkül. A munka nehézségei és elhúzódása miatt tervei ellenére sem költözött már haza, idős koráig dolgozott a tűzoltóságot segítve. 82 évesen Isztambulban halt meg, az ottani Tűzoltó Múzeum az ő nevét viseli.

 

 

A budapesti Párisi Nagyáruház a tűzvész után

A budapesti Párisi Nagyáruház a tűzvész után

A XIX. század elejétől tartó ipari fejlődés és az ennek következtében épülő gyárak, üzemek, raktárak, áruházak, lakótelepek felgyorsították a tűzjelzés és a tűzvédelem térhódítását is: életvédelmi és vagyonvédelmi szempontból egyaránt fontos volt, hogy tűzkárok ne keletkezzenek.
A századelő éveit tűzvédelmi szempontból Magyarországon, a fővárosban sikeresnek könyvelték el, hiszen az „éghető objektumok” számának növekedése nem hozta magával a tűzesetek drasztikus növekedését. Évente „csupán” 4-5 nagyobb tűzesetet dokumentáltak 1900 és 1908 között. Ennek az okai a tűzbiztosságot szem előtt tartó építészeti előírások és a rendszeres tűzrendészeti felülvizsgálatok voltak. A viszonylag ritka tűzesetek egyike, a tragikus kivétel az 1903-as tűzvész volt, amely a Párisi Áruházban ütött ki. A másnap reggeli látvány sokakat ledöbbentett.

 

 

tuzolto_cikkbe2 Az I. világháborút megelőzően gyakorlatilag kialakult a modern automata tűzjelzés rendszere. Főképpen a helyi önkormányzatok feladatköre volt a rendszerek kiépítése; természetesen a gazdagabb, nagyobb városokban terjedtek el inkább az elektronikai eszközök, vidéken maradtak a kezdetlegesebb eszközök. A vidék fejlesztését elősegítendő 1925-ben kiadtak egy rendeletet, amelyben kötelezővé tették a telefonvonallal rendelkező települések (városok, nagyközségek) számára, hogy a hatékony tűzjelzés érdekében a tűzoltó laktanyát és a különböző figyelőpontokon elhelyezett tűzőrségek székhelyeit távbeszélő állomásokkal kössék össze.

Magyarországon az ’50-es évektől 1968-ig az MMG gyártott és forgalmazott tűzjelző eszközöket: kézi jelzésadókat és hőmaximum érzékelőket. 1958-ban hozta forgalomba az MMG a TVA háromjelfogós központot, ami tüzet, szakadást és zárlatot tudott jelezni, ez a kor fejlett technológiájának számított. A ’70-es és a ’80-as években az MMG mellett a Műszeripari Kutató Intézet (MIKI), a SZOT Munkavédelmi Tudományos Kutató Intézet, valamint az Elektrovill foglalkozott tűzjelző berendezések és tűzjelző központok fejlesztésével és gyártásával. Később más cégek és intézmények is bekapcsolódtak a fejlesztésbe és a gyártásba. Magyarországon 1973-ban jelentek meg az első importból származó füstérzékelők és a ’70-es évek végén nálunk is alkalmazták a magas színvonalú tűzjelző termékeket gyártó svájci Cerberus cég tűzjelző központjait és füstérzékelőit. A ’80-as évek elején jelentős számban kerültek alkalmazásra az NDK-beli Robotron cég ionizációs füstérzékelői is.

Tűzjelző eszközök fejlődése a közelmúltban

Az 1990-es években a multiszenzoros érzékelőket dobták a piacra, amelyek egy testben többféle érzékelő szenzort tartalmaznak, így több tűzjellemzőt is képesek figyelni. Megjelentek az ionizációs érzékelők új generációi, amelyek fejlesztését a radioaktív sugárzás feletti aggodalom inspirálta. A vonali hőérzékelők is megújultak; kifejlesztették a szikraérzékelőt és a nagy érzékenységű füstérzékelőt. Ezek az újítások hozták magukkal, hogy az érzékelők már nem csupán igen-nem állapot felismerésére alkalmasak, hanem analóg módon folyamatos mérésre, a tűzjellemzők és a környezeti zavaró tényezők hatékony elkülönítésére, észlelésére és jelzésére is. A mikroprocesszorok megjelenésével új fejezet nyílt az automata tűzjelző rendszerek történetében. Az érzékelés egyszerűbb lett, az adatfeldolgozás automatikussá vált, a háttérbeli algoritmusok pedig könnyen kezelhető felhasználói felületeken jelenítették meg az információt.

Füstérzékelő beüzemelés előtt

Füstérzékelő beüzemelés előtt

Tűzvédelmi sziréna

Tűzvédelmi sziréna

Modern kézi jelzésadó

Modern kézi jelzésadó

Füstérzékelő zónakiosztással

Füstérzékelő zónakiosztással

 

 


A tűzjelző eszközök fejlődése természetesen együtt járt a tűzjelző központokéval. A kezdeti személyes észlelés és az erre alapuló kommunikációs jelzések után a főbb fejlesztési irányokat ugyanazok az igények jelentették: a tűz minél gyorsabb felismerése, az információ gyors továbbítása és az oltás mielőbbi megkezdése. A távközléstechnika nagyban segítette az információtovábbítást, a tűz megjelenését követően a távíró- majd telefonvonalon küldött jelzések a korábbinál jóval gyorsabban jutottak el a tűzoltókhoz. A tűzjelzés fejlődésének következő lépését az automata érzékelők megjelenése jelentette, amelyek már emberi közreműködés nélkül riasztották a központot vagy egyenesen a tűzoltóságot. Ezek az érzékelők már címzetten működtek, tehát a beérkező jelzés tartalmazta a tűz helyére vonatkozó információt is.

 

Minősített tűzjelző rendszer központja

Minősített tűzjelző rendszer központja

Az intelligens tűzjelző központ.

Az intelligens tűzjelző központ.

Hagyományos tűzjelző központnak tekintjük a nem címzett, igen-nem állapotú érzékelőket használó központokat, amelyek az egy hurokra felfűzött érzékelők között nem tesznek különbséget. Az 1980-es években jelentek meg a címezhető tűzjelző központok, de ezek még mindig kétállapotú érzékelők üzeneteit fogadták. Az analóg címezhető tűzjelző központok jelentették a nagy ugrást, mert az érzékelőktől már nagyságrendileg több információ érkezett: a mért tűzjellemző pontos értéke, a szennyezettség mértéke, állapotazonosító, stb. A mikroprocesszorok megjelenésével teret nyert az ‘intelligens’ tűzjelző rendszer, amelynek definiálása már nem egyértelmű. További információ a tűzjelző központokról itt olvasható.
És itt tartunk most: a közelmúltban és a napjainkban is alkalmazott berendezések, eszközök jellemzőit az adott menüpontokban részletesen bemutatjuk.

http://oktel.hu