Warmtetransport bij brand
De temperatuurontwikkeling in de brandruimte hangt af van de warmtetransport-mechanismen die vanuit de brandhaard optreden. In theorie gaat het om de volgende mechanismen:
- Warmtetransport door geleiding;
- Warmtetransport door stroming (convectie);
- Warmtetransport door straling.
Geleiding
Geleiding treedt op bij warmtetransport door vaste materialen. Hoewel dit transport in theorie ook optreedt in vloeistoffen en gassen, is het hier meestal volledig ondergeschikt aan het stromingstransport. Het warmtetransport door geleiding in het materiaal komt tot stand onder invloed van een temperatuur-verschil over het materiaal, waarbij de mate van geleiding wordt bepaald door de warmtegeleidings-coëfficient van het materiaal. In de praktijk speelt dit bijvoorbeeld bij de verhitting van stalen onderdelen van het gebouw en bij de sommige wapeningssytemen van beton.
In de praktijk speelt het warmtetransport door geleiding ter plaatse van de brandhaard een ondergeschikte rol. De convectieve warmte-afgifte en de warmte-afgifte door straling vanaf de brandhaard zijn bepalend.
Convectie
Convectie of stromingstransport treedt op in vloeistoffen en gassen. De warmte-inhoud van het materiaal wordt door het massatransport verplaatst. Dit stromingstransport komt tot stand door een drukverschil. Dit drukverschil wordt overigens, in geval van brand, vaak door een temperatuurverschil veroorzaakt.
Convectiewarmte kan in gebouwen tot op grote afstand van de brand licht ontvlambare materialen ontsteken. De ontstekingstemperatuur van papier, hout en textiel ligt op 185 - 235ºC. Constructies kunnen door hoge temperaturen bezwijken. Het meest bekende voorbeeld is staal; de sterkte van constructiestaal loopt bij 400oC sterk terug. Aluminium verliest zijn sterkte al boven de 190ºC.
Straling
Stralingsoverdracht komt niet via een materiaal tot stand, maar is het gevolg van emissie van infrarode (electromagnetische) straling aan het materiaaloppervlak. Dit kan een vast materiaal zijn, maar ook een vloeibaar of gasvormig materiaallichaam, zoals een vlam.
Français