Api, pertama kali dikenal oleh manusia prasejarah dari sambaran petir yang membakar pohon serta panas alam yang berasal matahari dan gunungberapi. Mereka manfaatkan api tersebut untuk menghangatkan badan serta mengusir hewan buas yang berada disekelilingnya.

Lambat laun mereka mulai berfikir untuk dapat memanfaatkan api secara luas untuk kehidupan sehari-hari. Namun banyak kendala ditemui, sumber api dari panas alam seperti ilalang yang terbakar oleh sengatan matahari, dan yang pohon terbakar karena sambaran petir tidak selalu ada seperti yang mereka butuhkan. Disisi lain gunung berapi sangatlah berbahaya sehinga tidak mungkin bagi mereka untuk dapat mendekati gunung berapi tersebut bahkan banyak sekali siantaranya yang tewas pada saat mencoba melakukan hal tersebut.

Merekapun berpikir keras dan mulai melakukan berbagai macam eksperimen untuk bisa membuat api seperti yang mereka inginkan. Dan pada akhirnya mereka mendapatkan apa yang mereka inginkan, dengan cara menggesekkan dua benda padat seperti batu atau kayu secara terus menerus sehingga menimbulkan energi panas yang pada akhirnya menimbulkan nyala api.

Itulah dinamika penemuan api oleh manusia pra-sejarah yang prinsip-prinsip dasarnya masih kita anut dalam perkembangan kebudayaan dan dunia ilmu pengetahuan sampai saat ini.

Namun peradaban memang sudah jauh berbeda. Kita tidak perlu lagi menggosok-gosokkan kayu atau batu hanya untuk sekedar mendapatkan api, karena saat ini sudah banyak sekali pematik-pematik api yang dijual untuk kebutuhan sehari-hari mulai dari memasak, merokok, sampai dengan untuk kebutuhan industri dan aktivitas-aktivitas penting lainnya. Sejalan dengan dinamika perkembangan kehidupan manusia tersebut, api mempunyai posisi yang sangat penting sekali bahkan peranannya tidak akan pernah bisa dihilangkan dari  kehidupan manusia sampai kapanpun juga.

Sebenarnya apa saja sih unsur pembentuk api tersebut, dan bagaimana proses pembentukannya ?, dan apa yang disebut dengan proses pembakaran ?

Beberapa ahli pada zaman modern menyebutkan bahwa api terbentuk dari 3 unsur, antara lain energi panas, bahan bakar, dan aksigen. Apabila ketiga unsur tersebut tersedia dalam jumlah yang cukup dan bertemu didalam satu titik yang disebut sebagai titik penyulutan maka akan menimbulkan nyala api (flame). Inilah yang disebut dengan teori segitiga api atau “fire triangle theory”.  Lebih lanjut kita akan membahas satu persatu dari ketiga unsure pembentuk api tersebut.

Yang pertama, energi panas, atau yang biasa disebut dengan kalor. Energi panas yang dimaksud disini lebih diartikan sebagai ignition temperature yaitu suatu tingkatan panas yang diperlukan oleh suatu bahan untuk dapat terbakar atau menimbulkan nyala api. Apabila suhu (panas) pada atau disekeliling bahan telah mencapai atau melebihi titik terendah dari suhu bakarnya (ignition temperature), maka bahan tersebut akan terbakar. Semakin rendah suhu bakar dari suatu bahan, maka bahan tersebut dapat diklasifikasikan sebagai bahan mudah terbakar. Sedangkan energi panas atau kalor itu sendiri bisa dipicu oleh gesekan mekanis, arus pendek listrik, reaksi kimiawi serta panas alami yang berasal dari matahari.

Yang kedua adalah oksigen. Oksigen merupakan zat pengoksida atau oksidator yang paling baik diantara zat-zat yang lainnya. Oksigen tersedia cukup di bumi dengan tingkat mencapai 21% dari unsur pembentuk udara yang kita hirup sehari-hari. Tebentuk dari proses fotositesis tumbuh-tumbuhan, dan merupakan salah satu zat terpenting dalam proses pembakaran.

Ketiga, bahan bakar, merupakan materi atau zat yang dapat seluruhnya atau sebagian

mengalami perubahan secara kimia dan fisika bila terbakar. Bahan bakar bisa berbentuk padat, cair, maupun gas. Namun bahan bakar yang dimaksud disini bukan merupakan suatu materi atau zat yang terpisah dari bahan yang terbakar, melainkan kesatuan yang terintegrasi didalam bahan yang terbakar itu sendiri.

Api terus menerus melakukan proses rantai pembakaran sampai salah satu atau semua pembentuknya habis. Api yang timbul dari bahan yang telah terbakar akan memanaskan dan menaikkan suhu pada bahan lain disekitarnya, menyebabkan seluruh bahan atau materi yang ada di lingkungan tersebut turut terbakar. Apabila tidak dikendalikan, maka proses pembakaran tersebut akan berpotensi berubah menjadi kebakaran besar yang berakibat dapat fatal.

Dengan adanya unsur reaksi rantai ini, maka proses pembakaran tidak lagi digambarkan sebagai segitiga api, melainkan digambarkan sebagai bidang empat api atau fire tetrahedron.

Sesuai degan prinsip perpindahan kalor, api menyebar melalui tiga cara, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Konduksi merupakan proses penyebaran api melalui material yang dapat menghantarkan panas. Konveksi merupakan penyebaran api yang dipengaruhi oleh perbedaan suhu dan tekanan udara. Sedangkan radiasi merupakan penyebaran api melalui radiasi kalor yang dilepaskan oleh material yang terbakar ke material lain disekitarnya.

Proses perkembangan api dalam ruangan itu sendiri melalui lima tahap, yakni tahap (1) penyalaan sebagaimana yang kita bahas sebelumnya, kemudian tahap (2) pertumbuhan, (3) flashover, (4) tahap pembakaran penuh,  dan (5)tahap surut.

Dalam tahap pertumbuhan, api berkembang dipengaruhi oleh ketersediaan bahan bakar dan oksigen disekelilingnya. Jika material bahan bakar dan oksigen masih cukup tersedia, maka proses pertumbuhan api akan terus berlangsung sehingga menyebabkan suhu atau temperature didalam ruangan akan naik mencapai 300° C. Setelah mencapai suhu tersebut, lidah api akan terlihat mulai menyentuh langit-langit gedung dan menjulur keluar melalui bukaan yang ada seerti pintu dan jendela atau lainnya. Suhu akan terus berkembang mencapai >300 s/d 600° C dalam waktu yang sangat cepat sehingga api sulit sekali dikendalikan. Kondisi ini disebut sebagai tahap flashover yang disebabkan karena adanya ketidakstabilan termal pada ruangan. Pada tahap ini, material yang sebelumnya belum terbakar atau terbakar sebagian mendadak dan serentak terbakar secara keseluruhan. Setelah itu heat release atau energi panas yang dilepas semakin besar hingga mencapai 1200° C. Oksigen didalam ruangan yang terbakar tidak cukup lagi untuk mensupply kebutuhan proses pembakaran secara keseluruhan. Akibatnya, api akan mencari oksigen yang cukup dari luar ruangan melalui ventilasi dan bukaan. Api mulai keluar bangunan yang mengakibatkan seluruh banguan terbakar secara keseluruhan. Perubahanpun terjadi pada struktur bangunan akibat thermal stress. Lantai dan seluruh komponen pendukung mengalami kerusakan yang kemudian mengakibatkan bangunan tersebut runtuh. Tahap ini disebut sebagai tahap pembakaran penuh. Pada tahap ini pertumbuhan api sangat dipengaruhi oleh ventilasi. Yang terakhir adalah Tahap surut tercapai bila material terbakar sudah habis dan temperatur ruangan berangsur turun. Selain penurunan temperatur, ciri lain tahap ini adalah turunnya laju pembakaran. Pada tahap ini perkembangan api kembali sebagai fungsi dari material yang terbakar. Semakin menyusut bahan bahan yang dapat terbakar dalam ruangan maka api semakin surut.

Penghentian reaksi rantai

Penghentian reaksi rantai dimaksudkan untuk mengendalikan pertumbuhan api atau memadamkannya. Pada bangunan gedung, aktivitas penghentian reaksi rantai pembakaran diaplikasikan kedalam suatu system yang disebut sebagai Fire Protection System. Tujuannya yaitu mencegah timbulnya proses pembakaran yang tidak terkendali dan mencegah timbulnya kerugian yang lebih besar apabila terjadi kebakaran. Pembahasan mengenai system proteksi ini selanjutnya akan dituangkan dalam artikel “System Proteksi Kebakaran pada Bangunan Gedung”