автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Влияние средств огнезащиты на пожарную опасность древесины

На правах рукописи

КОРОЛЬЧЕНКО Ольга Николаевна

ВЛИЯНИЕ СРЕДСТВ ОГНЕЗАЩИТЫ НА ПОЖАРНУЮ ОПАСНОСТЬ ДРЕВЕСИНЫ

Специальность 05.26.03 - Пожарная и промышленная безопасность (строительство)

0046023

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва-2010

004602810

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Бельцова Татьяна Георгиевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Страхов Валерий Леонидович кандидат технических наук, доцент Сивенков Андрей Борисович

Ведущая организация: НИИ Всероссийского добровольного

пожарного общества по обеспечению пожарной безопасности

Защита диссертации состоится «2010г. на заседании диссертационного совета Д 212.138.09 при ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское ш., д. 26, ауд. № 601Г. Ь /У 100

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета

Автореферат разослан 2010г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ляпин А.В.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Древесина является одним из самых распространённых материалов для строительства. Обладая многими свойствами, выгодно отличающими её от других строительных материалов, она обладает существенным недостатком - легкой воспламеняемостью и горючестью. В связи с этим, на протяжении длительного времени ведутся поиски эффективных средств и способов снижения пожарной опасности древесины.

До последнего времени под огнезащитой древесины понималось снижение её воспламеняемости и горючести. Другие пожарно-технические характеристики (группа распространения пламени, дымообразующая способность при горении, токсичность продуктов горения) при разработке и применении огнезащитных композиций не учитывались. В то же время известно, что основными причинами гибели людей на пожарах являются воздействие дыма и токсичных продуктов горения.

В соответствии с принятой классификацией строительных материалов по пожарной опасности древесина является легковоспламеняемым сильногорючим материалом, сильнораспространяющим пламя по поверхности, материалом с высокой дымообразующей способностью и чрезвычайно опасным по токсичности продуктов, выделяемых при горении.

Для целей огнезащиты древесины применяются композиции, в состав которых входят минеральные соли, а также галоид- и фосфорсодержащие соединения. Обработка поверхности древесины подобными составами, в соответствии с существующими представлениями о процессах её воспламенения и горения, может приводить к снижению воспламеняемости и горючести и увеличению дымообразования и токсичности, выделяющихся при горении газообразных продуктов.

Комплексных исследований влияния средств огнезащиты на пожарно-технические характеристики о [-незащищённой древесины до сих пор не проводилось. При изучении литературы по данной тематике не найдены ссылки на исследования в этой области. Вместе с тем, для направленного поиска огнезащитных композиций с необходимыми свойствами, для решения вопросов применения средств огнезащиты на объектах строительства с целью обеспечения пожарной безопасности, необходимо изучение влияния этих составов на воспламеняемость и горючесть древесины, условия распространения пламени по её поверхности, дымообразование при горении и токсичность продуктов горения.

Работа проведена в рамках выполнения НИР МГСУ по решению проблемы «Обеспечение пожарной безопасности зданий и сооружений».

Целью исследования было выявление влияния средств огнезащиты древесины на комплекс её пожарно-технических характеристик для оптимизации условий применения на строительных объектах.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Обоснование выбора объектов исследования - огнезащитных составов

- для получения представительных данных по влиянию средств огнезащиты на пожарно-технические характеристики огнезащищённой древесины.

2. Оценка влияния средств огнезащиты на горючесть древесины.

3. Изучение степени влияния огнезащитных составов на воспламеняемость древесины.

4. Исследование зависимости условий распространения пламени по поверхности древесины от вида огнезащитного состава и плотности падающего теплового потока.

5. Определение влияния средств огнезащиты на дымообразующую способность древесины при её горении.

6. Оценка изменения уровня токсичности продуктов горения древесины в результате обработки огнезащитными составами.

7. Разработка «Рекомендаций по огнезащите древесины». Объектом исследования в диссертационной работе являлась древесина

сосны, обработанная различными огнезащитными составами.

Предметом исследования являлись процессы воспламенения и горения огнезащищенной древесины.

Методами исследования, использованными в диссертации, являлись стандартные методы:

-метод определения горючести строительных материалов; -метод определения воспламеняемости строительных материалов; -метод определения групп распространения пламени по поверхности строительных материалов;

-метод определения дымообразующей способности при горении строительных материалов;

-метод определения показателя токсичности продуктов горения строительных материалов;

-метод определения «огнезащитной эффективности» средств огнезащиты. Научная новизна

1) Впервые проведено комплексное исследование влияния средств огнезащиты на пожарную опасность сосновой древесины.

2) Установлено, что определение огнезащитной эффективности средств огнезащиты древесины по методике (ГОСТ 16363-98) не позволяет объективно характеризовать влияние огнезащитных составов на пожарную опасность защищаемой древесины.

3) Предложен комбинированный способ оценки эффективности средств огнезащиты древесины, заключающийся в определении ряда показателей, характеризующих реакцию огнезащищённой древесины на параметры начальной стадии пожара.

4) Установлены критические значения тепловых потоков, при которых происходит воспламенение древесины, обработанной огнезащитными составами.

5) Показано, что эффект огнезащиты при испытаниях на горючесть обработанной древесины проявляется:

а) в снижении потери массы при горении от 49% до 20%;

6) в уменьшении времени пламенного горения от 1810 сек. до 115 сек.;

в) в снижении тепловыделения при горении, выражающегося в уменьшении температуры отходящих газов до 270 °С.

6) Определены условия получения огнезащищённой древесины, не распространяющей пламя по поверхности.

7) Установлено влияние огнезащитных составов на дымообразование при горении огнезащищённой древесины и токсичность продуктов горения.

8) Установлен эффект влияния огнезащитных составов на воспламеняемость древесины, который проявляется в более интенсивном обугливании поверхностного слоя, создающего барьер для прогрева нижележащих слоев. В результате обработки изученными огнезащитными композициями деревянных конструкций удалось перевести древесину в группу РП1 (не распространяющих пламя) и РП2 (слабо распространяющих пламя).

9) Установлено подавление процесса дымовыделения при примененной огнезащитной обработке древесины до 50%. Впервые выявлены условия горения огнезащшценной древесины с реализацией максимального выхода газообразных токсичных веществ.

Научно-практическая значимость. Доказано отсутствие корреляции между результатами определения «огнезащитной эффективности» средств огнезащиты древесины и показателями пожарной опасности огнезащшценной древесины: группой горючести, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразованием и токсичностью продуктов горения, что делает необходимым определять пожарно-технические характеристики при оценке эффективности огнезащитных составов для древесины.

Определены практические направления в создании наиболее эффективных огнезащитных композиций для древесины, которые должны обладать эффектом вспучивания в условиях пожара.

Разработаны «Рекомендации по огнезащите древесины».

На защиту выносятся:

- результаты экспериментальных исследований по определению пожарно-технических характеристик (группа горючести, воспламеняемость, распространение пламени, дымообразование при горении, токсичность продуктов горения) огнезащитной древесины;

разработанные направления совершенствования эффективности огнезащитных составов для древесины;

- «Рекомендации по огнезащите древесины».

Апробация. Основные результаты работы доложены:

1. Т.Г. Бельцова, О.Н. Корольченко «Современные средства и способы огнезащиты деревянных малоэтажных зданий» материалы семинара «Малоэтажное строительство для Подмосковья». - М.: МГСУ, 2006 г.

2. Т.Г. Бельцова, О.Н. Корольченко материалы XII Московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы» - М.: МГСУ, 2007 г.

3. Т.Г. Бельцова, О.Н. Корольченко «Эффективность современных средств огнезащиты древесины» материалы научно-практической конференции

«Пожарная безопасность зданий и сооружений - 2008» - М: МГСУ, 2008 г.

4. 6-я Международная специализированная выставка «Пожарная безопасность XXI века»- М.: Эксподизайн, 2008 г.

5. Т.Г. Бельцова, О.Н. Корольченко «Некоторые пожарно-технические характеристики огнезащищенной древесины: воспламенение, дымообразование при горении и токсичность продуктов горения» / научные труды XII Международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов, «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» - М.: МГСУ, 2009 г.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 11 печатных работах, их них 1 - в журнале, определенном Высшей аттестационной комиссией («Вестник МГСУ»).

Объем и структура диссертации. Диссертация содержит 138 страниц компьютерного текста, 19 таблиц, 34 рисунков и состоит из введения, пяти глав, библиографического списка, включающего 107 ссылок и двух приложений.

Краткое содержание работы

Во Введении обоснована актуальность выбранной темы исследования, сформулирована цель диссертационной работы, показана научная новизна, приведены методы исследований, оценена практическая значимость работы, а также приведен краткий обзор структуры диссертации и основные научные достижения, выносимые на защиту.

В первой главе выполнен анализ литературного обзора по влиянию средств огнезащиты на пожарную опасность древесных материалов, в частности рассмотрен механизм горения древесины и возможные механизмы действия огнезащитных составов. Рассмотрены характеристики широко применяемых в строительстве средств огнезащиты, а также требования нормативно-технической документации к средствам огнезащиты и огнезащищённым материалам.

Процесс горения незащищённой древесины определяется закономерностями воспламенения и горения твёрдых органических материалов. Органические вещества составляют основную часть древесины. Главным образом это углеводы (целлюлоза) и ароматические соединения (лигнин).

Горение древесины может быть представлено следующими зонами:

зона без горения - зона прогрева твердой фазы, толщина которой в зависимости от условий теплообмена составляет 3-5 мм;

зона термического разложения - реакционная зона в конденсированной фазе, в которой происходит разложение целлюлозы и лигнина на летучие горючие продукты;

предпламенная зона в газовой фазе, в которой низкомолекулярные продукты термического превращения дополнительно разлагаются, здесь же начинается процесс воспламенения;

зона пламени (или реакционная зона) в газовой фазе, где протекают основные реакции окисления, выделяется основная часть тепла и наблюдается максимальная температура;

зона продуктов сгорания, в которой присутствуют продукты полного и неполного сгорания древесины.

На основе рассмотрения механизма воспламенения и горения древесины объяснены возможные способы её огнезащиты.

Задача огнезащиты заключается в необходимости подавления процессов воспламенения и горения древесины, нарушения активного участия трёх обязательных составляющих этого процесса: горючего материала, окислителя (кислорода воздуха) и теплового потока от зоны горения к поверхности древесины.

Для её решения разработаны десятки составов, которые могут быть классифицированы следующим образом: огнезащитные пропитки;

огнезащитные краски, наносимые слоем толщиной от 1 до 3 мм, (одновременно с огнезащитой они могут выполнять декоративные функции, скрывая при этом цвет и текстуру древесины);

прозрачные декоративные покрытия (лаки), наносимые слоем от 1 до 3 мм, сохраняющие структуру и цвет древесины.

В последние годы из числа пропиток, лаков и красок выделяются так называемые вспучивающиеся (терморасширяющиеся) покрытия, наносимые слоем от 1 до 3 мм, и в процессе нагрева внешним источником тепла увеличивающиеся в объёме в 20-30 и более раз и создающие защитный слой.

Во второй главе приведено обоснование использованных в экспериментах образцов сосновой древесины и характеристики огнезащитных составов, применяемых в строительстве для снижения пожарной опасности древесных материалов.

Анализ свойств древесины различных пород показал, что по химическому составу, физическим и механическим свойствам они достаточно близки между собой. Поэтому в качестве объекта исследований была выбрана сосновая древесина. Этот выбор обусловлен следующими соображениями:

сосновая древесина наиболее широко используется в строительном производстве;

сосновая древесина используется в качестве эталонного материала для оценки огнезащитной эффективности средств огнезащиты.

Для оценки влияния огнезащитных составов на показатели пожарной опасности огнезащищенной древесины выбраны представители четырех классов средств огнезащиты: пропитки, краски, лаки, обмазки.

Размеры образцов и порядок их подготовки к огневым испытаниям соответствовали требованиям методик, указанных в СНиП 211-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений».

В третьей главе приведены результаты экспериментальных данных по изучению горючести и воспламеняемости огнезащищенной древесины.

Результаты определения группы горючести огнезащищенной древесины приведены в табл.1.

Результаты испытаний огнезащищённой древесины на установке «Шахтная печь»

____Таблица 1

Огнезащитный состав Расход, г/м^ Группа горючести

Асфор 300 Г4

Асфор-Экстра 350 ГЗ

Пирилакс 280 ГЗ

Огракс-ПД-1 280 ГЗ

Негорин 350 Г4

Огракс ВС-К 350 ГЗ

СГК-1 350 ГЗ

ОЗК-45Д 350 ГЗ

МПВО 700 ГЗ

Незащищённая древесина относится к группе горючести Г4 -сильногорючих материалов. Обработка некоторыми составами (Асфор, Негорин) не приводит к изменению группы горючести. Остальные испытанные составы переводят древесину в группу ГЗ - нормальногорючих материалов.

Результаты испытаний показали, что эффект огнезащиты проявляется в снижении тепловыделения при горении, уменьшении времени самостоятельного горения и снижении потери массы при горении.

Результаты определения воспламеняемости древесины, обработанной огнезащитными составами, приведены в табл.2 и на рис.1 и 2.

Результаты определения воспламеняемости огнезащищённой древесины

Таблица 2

Наименование Величина критического падающего теплового потока, кВт/м2

12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5 30,0

Древесина незащищенная 580* 220 145 90 85 70 50 45

МПВО нв 140 125 120 110 100 100 90

Асфор нв 210 150 145 120 90 70 65

Огракс-В-СК нв нв 220 110 55 30 20 15

Негорин нв нв 370 60 55 50 50 45

Асфор - Экстра нв нв нв 730 230 150 125 110

СГК-1 нв нв нв 220 120 80 60 60

Огракс-ПД-1 нв нв нв 450 320 240 175 125

ОЗК-45Д нв нв нв 660 300 140 85 60

Пирилакс нв нв нв 780 255 200 130 80

Примечания:

* Цифры в таблице показываю время (в сек.) до воспламенения образцов.

Цифры являются средней арифметической величиной трех измерений.

** не - образцы не воспламенялись в течение 900 с воздействия теплового потока.

Наблюдения за изменением состояния поверхности образцов в процессе воздействия на них внешнего теплового потока показали, что заметные термические превращения начинаются уже при тепловых потоках 15кВт/м2. Дальнейшее увеличение плотности тепловых потоков сопровождается более интенсивным обугливанием поверхности, образованием трещин в поверхностном слое и воспламенением выделяющихся продуктов термического

разложения.

* 800

5 т 600 500 400 300 200 100 О

10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 30

q, кВт/м

Pus. 1. Зависимость времени до воспламенения от плотности поверхностного тетового потока для образцов древесины, обработанных пропитками

1-Древесина;2~Асфор-экстра; З-Асфор; 4 - Пирилакс; 5 - Огракс-ПД-1.

В соответствии с принятой классификацией все исследованные составы оставляют огнезащшцённую древесину в группе ВЗ - легко воспламеняющихся материалов. Эффект огнезащиты проявляется в увеличении плотности падающего теплового потока, при котором происходит воспламенение, и задержке времени до воспламенения огнезащищённой древесины по сравнению с незащищённой. При этом наибольший эффект появляется при невысоких плотностях тепловых потоков: от 15 до 20 кВт/м . При больших значениях плотности теплового потока период времени до воспламенения необработанной и защищённой древесины отличается незначительно.

Наибольший эффект для снижения воспламеняемости зафиксирован для составов, обладающих свойством вспучивания при нагреве внешним тепловым потоком. Эти наблюдения, согласующиеся с современными представлениями о процессах воспламенения конденсированных материалов, позволяют определить направления повышения эффективности огнезащитных составов - введение в их

рецептуры добавок, максимально увеличивающих степень вспучивания (терморасширения).

700 600 500 400 300 200 100

\ ¿2

<

\

\ с V /

N 1 Л с * б

3 , 3

П пг* 161 У4

q, кВт/м

10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 30

Рис. 2. Зависимость времени до воспламенения от плотности поверхностного теплового потока для образцов древесины, обработанных покрытиями

1 - Древесина, 2 - ОЗК-45Д; 3 - МПВО; 4 - Огракс-В-СК; 5 - Негорин; 6 - СГК -1

В четвертой главе диссертации исследовано влияние огнезащиты на распространение пламени по поверхности древесины.

Распространение горения или его прекращение зависит от свойств горючего материала (в нашем случае огнезащищённой древесины) и условий теплообмена возникшего очага с окружающей средой. Для исключения влияния подложки, к которой крепится конструкция из древесины, исследуемые образцы должны соответствовать критерию термически толстых материалов, толщина которых превышает глубину их прогрева при распространении пламени. Как было установлено нами к термически толстым могут быть отнесены образцы древесины при толщине не менее 14 мм. Поэтому в опытах использовались образцы толщиной 15 мм. Результаты определения группы распространения пламени приведены в табл.3.

Полученные данные позволяют отметить отсутствие корреляции между «огнезащитной эффективностью» исследованных составов и группой распространения пламени. Например, обработка древесины пропиткой Асфор (2-я группа огнезащитной эффективности) приводит к одинаковым результатам по условиям распространения пламени с составами 1-ой группы огнезащитной эффективности: Асфор-экстра, МПВО и Негорин.

Обращает на себя внимание несоответствие между результатами влияния одних и тех же огнезащитных составов на воспламеняемость древесины и на

условия распространения пламени.

Эффективность влияния на воспламеняемость снижается в ряду:

Асфор-экстра -> Пирилакс -> ОЗК-45Д -> Огракс ПД-1 МПВО -> Асфор -> Негорин -> Огракс В-СК -> СГК-1.

С точки зрения нераспространения пламени по поверхности самыми эффективными составами оказались: Пирилакс, ОЗК-45Д, Огракс В-СК и СГК-1

Критическая плотность поверхностных тепловых потоков, установленная в экспериментах по оценке воспламеняемости огнезащищённой древесины находится в пределах 15-20 кВт/м2. В то же время при определении группы распространения пламени в момент воспламенения плотность падающего теплового потока составляла от 8,0 до 11,0 кВт/м2. Более низкие значения плотности тепловых потоков, при которых наблюдается воспламенение в опытах по распространению пламени, по нашему мнению обусловлены следующими причинами.

Небольшой объём газовоздушного пространства над поверхностью исследуемых образцов в установке для определения воспламеняемости, отсутствие вентилирования затрудняет отвод продуктов термического разложения из зоны действия источника зажигания. Поскольку начальными продуктами разложения древесины всегда являются диоксид углерода и пары воды, то скапливаясь над поверхностью исследуемых материалов, они флегматизируют процесс горения. В этих условиях для создания в газовой фазе достаточных для устойчивого горения концентраций горючих продуктов термического разложения требуется дополнительная тепловая энергия.

Значительный объём экспериментальной установки для исследования условий распространения пламени, наличие дымохода для удаления продуктов термического разложения и горения приводит к вентилированию газового слоя над поверхностью образца за счёт конвективных потоков, формирующихся под действием радиационного нагревателя и созданию более благоприятных условий для возникновения горения.

Сопоставление длины распространения пламени по образцам древесины, обработанных одинаковыми огнезащитными составами, зафиксированной в опытах по оценке горючести и распространения пламени, показало, что при вертикальном расположении образцов (в установке «шахтная печь») и зажигании снизу пламя распространяется по всей длине образцов независимо от вида и расхода огнезащитного состава. При исследовании условий распространения пламени влияние огнезащитных композиций более заметно. Обработка составами Асфор-экстра, Негорин, МПВО и Асфор распространение пламени происходило по части поверхности древесины. Остальные составы предотвращали распространение пламени по поверхности.

Установленные расхождения по условиям распространения пламени при вертикальном и горизонтальном расположении образцов объясняются следующими причинами. При зажигании снизу вертикально ориентированных образцов создаются наиболее благоприятные условия для распространения фронта пламени, поскольку высоконагретые продукты горения за счёт совместного действия конвекции и радиации прогревают вышележащие слои

Результаты экспериментального определения группы распространения пламени огнезащищённой древесины

Таблица 3

№п/п Средство огнезащиты Длина распространен ия пламени, Ь мм Время, с Группа распространения пламени по ГОСТ Р 51032-97

КШШ1, кВт/м2 До воспл. Самост. горения

Древесина незащищенная 860 1,5 РП4

Щ зопитки

1 Пирилакс 0* >11 110 0 РП1

2 Огракс-ПД-1 50 11 27 0 РП1

3 Асфор 105 9,0 32 122 РП2

4 Асфор-экстра 245 9,9 65 0 РП2

Покрытия

5 СГК-1 0* >11 0 0 РП1

6 ОЗК-45Д 0* >10,9 35 174 РП2

7 МПВО 155 9,8 310 7 РП2

8 Негорин Лак-1 145 9,9 347 314 РП2

9 Огракс-В-СК 0* >11 0 0 РП1

* Горение в зоне действия источника зажигания.

древесины, подготавливая их к воспламенению.

Полученные данные свидетельствуют о возможности достижения в результате огнезащитной обработки древесины, группы РП 1 - материалов, не распространяющих пламя по поверхности. При этом эти данные нельзя использовать для оценки пожарной опасности вертикально ориентированных изделий из огнезащищённой древесины.

В пятой главе изложены результаты исследований влияния средств огнезащиты на дымообразующую способность и токсичность продуктов горения огнезащищённой древесины. Этот показатель особенно важен для оценки времени эвакуации людей при возникновении пожара в здании. Условия образования дыма при тлении и пламенном горении материалов существенно различаются.

В режиме тления дым образуется при нагреве углеродсодержащих материалов до температур, при которых происходит их термическое разложение и выделение летучих продуктов в газовую фазу.

Дым, образующийся при пламенном горении огнезащищённой древесины, отличается от дыма, выделяющегося при тлении. Он состоит почти целиком из твёрдых частиц. При пламенном горении древесины одним из конденсированных компонентов дьма является свободный углерод,

выделяющийся в виде сажи. Значительная масса аэрозольных частиц образуется в газовой фазе в результате неполного сгорания и высокотемпературных реакций пиролиза, при недостатке кислорода. Конечными продуктами этих реакций зачастую являются полициклические углеводородные соединения ароматической природы и полиацетилены, являющиеся очагами сажеобразования внутри пламени.

Существенную роль в процессе дымообразования играет химический состав горючего материала. У незащищённой древесины коэффициент дымообразования равен 700 м2/кг.

При исследовании влияния огнезащитной обработки древесины на дымообразование при горении в серии предварительных опытов были реализованы два режима горения: режим пламенного горения при воздействии на образцы теплового потока плотностью 35 кВт/м2 и режим тления.

Для всех исследованных составов значения коэффициентов дымообразования в режиме тления оказались примерно на порядок выше, чем в режиме пламенного горения. Поэтому основная серия экспериментов проводилась при горении образцов огнезащищённой древесины в режиме тления. На рис. 3 и 4 приведены экспериментальные данные по влиянию расхода огнезащитных пропиток и покрытий на дымообразование древесины в режиме тления.

Исходной точкой для сравнения эффективности огнезащитных составов является коэффициент дымообразования необработанной сосновой древесины (в режиме тления), который в наших экспериментах при исходной влажности древесины 12% масс, оказался равным 700 м2/кг. Во всех случаях поверхностная обработка древесины и пропитками и покрытиями приводит к снижению дымовыделения. Некоторые из испытанных составов обнаруживают достаточно высокие эффекты снижения дымовыделения. Так, использование пропитки Асфор-экстра при расходах свыше 200 г/м2, обеспечивает величину коэффициента дымообразования менее 500 м2/кг, что переводит обработанную ею древесину в группу Д2 - материалов с умеренной дымообразующей способностью. Ещё более значительный эффект снижения дымообразования обнаружен при обработке древесины составом МПВО. При общей тенденции к снижению дымовыделения следует отметить, что обработка огнезащитными составами (за исключением Асфор-экстра и МПВО) не переводит древесину в более низкую группу дымообразующей способности. Результаты определения группы дымообразующей способности древесины, обработанной огнезащитными составами, приведены в табл. 4.

Полученные нами результаты не противоречат данным других исследователей. При этом важно подчеркнуть, что средства огнезащиты «третьего поколения», выбранные нами в качестве объектов исследования во всех случаях приводят к понижению коэффициента дымообразования.

Рис.3. Зависимость коэффициента дымообразования огнезащищенной древесины от расхода огнезащитной пропитки при д-35 кВт/м" 1 - Асфор; 2 - Огракс - ПД; 3 - Пирилакс; 4 - Асфор-Экстра.

Фт,м2

О 100 200 300 400 500 600 700

(Расход, г/м2

Рис.4. Зависимость коэффициента дымообразоования огнезащищенной древесины от расхода огнезащитного покрытия при q = 35 кВт/м2

1 - Огракс- В- СК; 2 - Негорин; 3 - ОЗК-45Д; 4 - МПВО; 5 - СГК-1

Увеличение расхода пропиток по сравнению с рекомендуемыми производителями позволяет получить (см. рис. 3 и 4) материалы с умеренной дымообразующей способностью. Для этого необходимо увеличить расход пропиток: Пирилакс и Огракс ПД-1 с 280 до 300г/м2, Асфор - с 300 до 500 г/м2.

Дымообразующая способность огнезащищенной древесины

Таблица 4.

Огнезащитный состав Расход г/м2 Бт, м2/кг Группа дымообразующей способности

Древесина сосны (необработанная1) - 700 БЗ

Пропитки:

Асфор Асфор-экстра Пирилакс ОграксПД-1 300 350 280 280 580 470 500 510 ОЗ 02 БЗ ОЗ

Покрытия:

ОЗК-45Д 300 620 ОЗ

Огракс-В-СК 200 650 БЗ

СГК-1 500 505 ОЗ

Негорин МПВО 350 700 600 340 ОЗ Б2

Обнаруженная тенденция к снижению дымообразования при горении древесины при обработке огнезащитными составами свидетельствует о том, что степень этого влияния у разных составов различна.

В табл. 5 сопоставлены значения коэффициентов дымообразования древесины, обработанной различными составами с одинаковым расходом 300 г/м2.

Дьшообразование при горении древесины, обработанной огнезащитными составами с одинаковым расходом.

_ __Таблица 5.

Огнезащитный состав Расход г/м2 Бга, м2/кг

Огракс-В-СК 300 650

Негорин 300 610

СГК-1 300 610

ОЗК-45Д 300 600

Асфор 300 540

ОграксПД-1 300 500

Пирилакс 300 500

Асфор-экстра 300 450

МПВО 300 440

Горение древесины сопровождается образованием в газовой фазе токсичных соединений, основным из которых является оксид углерода (II). В процессе горения огнезащищённой древесины в продуктах её термоокислительного разложения и горения наряду с оксидом углерода (II) могут присутствовать хлористый водород, оксиды азота, синильная кислота и другие высокотоксичные соединения.

В соответствии с методикой оценки токсичности продуктов горения, со всеми огнезащитными составами были проведены предварительные испытания с целью выявления наиболее опасного в этом смысле режима горения. Предварительные испытания проводились в интервале плотностей тепловых потоков от 10 до 65 кВт/м2. В результате установлено, что наиболее опасным с точки зрения выделения токсичных продуктов является режим тления. В этом режиме выполнена серия основных испытаний. В этих опытах варьировались два параметра: плотность теплового потока (при фиксированном расходе огнезащитного состава) и расход огнезащитного состава (при постоянной плотности теплового потока).

Для выявления эффекта воздействия огнезащитных составов на токсичность продуктов горения были проведены эксперименты (в режиме тления) также незащищённой древесины при различных плотностях падающего теплового потока. Результаты исследований представлены на рис. 6.

Обработка древесины огнезащитными составами препятствует возникновению пламенного горения и увеличивает диапазон горения в режиме тления. С учётом полученной зависимости плотности теплового потока на токсичность продуктов горения древесины, были выполнены эксперименты с огнезащищенной древесиной. Результаты представлены на рис. 5 и 6. На рис. 5 приведены данные по огнезащитным составам, при обработке которыми древесины, повышается токсичность продуктов горения, на рис. 6 - данные по огнезащитным составам, при обработке которыми древесины, понижается токсичность продуктов горения.

Обработка древесины огнезащитными составами не приводит к существенному изменению токсичности продуктов горения, что объясняется незначительной массой наносимого состава (10 % масс.). Обработанные материалы, так же как и древесина относятся к группе ТЗ - высокоопасных материалов. Исключение составляет древесина, обработанная огнезащитным покрытием МПВО: по токсичности продуктов горения она относится к группе Т2 - умеренно опасных материалов (при расходе 700 г/м2).

Изменение расходов несущественно влияет на показатели токсичности. В качестве примера на рис.7 приведены данные по влиянию Асфора (повышает токсичность продуктов горения) и МПВО (снижает токсичность продуктов горения). Из этих графиков следует, что варьирование расходов огнезащитных составов в достаточно широких пределах влияет на показатель токсичности, изменяя его на 12-15 ед., не изменяя при этом группу токсичности.

30

20

25 30 35 40 ^"^45

Рис. 5. Зависилюсть показателя токсичности продуктов горения от величины падающего теплового потока для огнезащитных составов, увеличивающих токсичность

1- древесина; 2 - ОЗК - 45Д; 3 - Огракс - ПД; 4 - Пирилакс;5 - Негорин;

б-Асфор; 7 - Асфор-Экстра.

§ 80

^ 70 60 50 40 30

25 30 35 ^фф*

Рис. 6. Зависимость показателя токсичности продуктов горения от величины падающего теплового потока для огнезащитных составов, снижающих токсичность

1 -Древесина; 2 ~ Огракс - СК; 3 - МПВО; 4 - СГК - 1.

—•«■ МПВО, ч = 32,5 кВт/м2

—МПВО а = 38,0 кВт/м2 ■I ' МПВО ч = 44,0 кВт/м2 ■ ♦ Асфор ц = 32,5 кВт/м2 ■г "И1 "Асфор ч = 38,0 кВт/м2 '¿Iм 11 Асфор ч = 44,0 кВт/м2 0 200 400 600 г/м2 800

Рис. 7. Зависимость показателя токсичности продуктов горения древесины, обработанной составом Асфор и МПВО, от расхода состава при определенных значениях плотности теплового потока

Основные выводы:

1. Установлено влияние огнезащитных составов на пожарно-технические характеристики огнезащищённой древесины. Определена степень этого влияния. Показано, что эффективность огнезащитных составов проявляется в начальной стадии пожара, в условиях воздействия на конструкции и изделия из древесины незначительных тепловых потоков. При переходе пожара в развитую стадию эффект огнезащиты незначителен.

2. В результате огнезащитной обработки древесины возможен ее перевод из группы силыюгорючих материалов (Г4) в группу нормальногорючих (ГЗ). Снижение горючести проявляется в уменьшении скорости тепловыделения.

3. Наибольшее влияние огнезащитные составы оказывают на распространение пламени по поверхности древесины. Применение средств огнезащиты позволяет перевести древесину в группу материалов нераспространяющих пламя по поверхности (РП1). Следует подчеркнуть, что подобный вывод справедлив только для горизонтально ориентированных образцов древесины.

4. Влияние средств огнезащиты на токсичность продуктов горения неоднозначно: они могут несколько усиливать или ослаблять токсический эффект, оставляя огнезащитную древесину в группе ГЗ - высокоопасных по показателю токсичности продуктов горения материалов.

5. В работе обоснована необходимость замены применяемого в настоящее время показателя «огнезащитная эффективность» средств огнезащиты древесины на комплекс характеристик пожарной опасности древесины, обработанной огнезащитными составами.

6. Результаты исследования показали, что наибольший эффект в снижении пожарной опасности древесины и изделий из неё может быть достигнут путём создания вспучивающихся (терморасширяющихся) под действием повышенной температуры композиций, которые в условиях начинающегося пожара создают на поверхности древесины пористый негорючий слой, препятствующий её прогреву и

снижающий выход горючих газообразных продуктов.

7. На основании выполненных исследований разработано «Руководство по огнезащите древесины», включающее характеристики современных средств огнезащиты, оптимизацию выбора огнезащитных составов, оценку их применимости на конкретных строительных объектах и способы их нанесения на древесину.

Публикации по теме диссертации:

1. Бельцова Т.Г., Корольченко О.Н. Современные средства и способы огнезащиты деревянных малоэтажных зданий // материалы семинара Малоэтажное строительство для Подмосковья - М.: МГСУ, 2006, с. 18-22.

2. Корольченко О.Н., Бельцова Т.Г. Средства огнезащиты древесины // Пожарная безопасность в строительстве, №5, - М.: Издательство «Пожнаука», 2007, с. 12-18.

3. Корольченко О.Н. Дымообразование при горении огнезащищенной древесины // Пожаровзрывобезопасность, т. 17, № 1/08 - М.: Издательство «Пожнаука», 2008, с. 20-22.

4. Бельцова Т.Г., Корольченко О.Н. Распространение пламени по поверхности огнезащищенной древесины // Пожаровзрывобезопасность, т. 17, № 2/08 - М.: Издательство «Пожнаука», 2008, с. 52-55

5. Бельцова Т.Г., Корольченко О.Н. Показатели воспламеняемости огнезащищенной древесины // Пожаровзрывобезопасность, т. 17, № 4/08 - М.: Издательство «Пожнаука», 2008, с. 31-32.

6. Бельцова Т.Г., Корольченко О.Н. Эффективность современных средств огнезащиты древесины // Сборник трудов 7-ой Международной специализированной выставки Пожарная безопасность XXI века и 6-й международной специализированной выставки Охранная и пожарная автоматика- М.: Зксподизайн-Холдинг, Пожкнига, 2008, с. 108 - 109.

7. Трушкин Д.В., Корольченко О.Н., Бельцова Т.Г. Горючесть древесины, обработанной огнезащитными составами // Пожаровзрывобезопасность, т. 17, № 1/08- М.: Издательство «Пожнаука», 2008, с. 29-33.

8. Бельцова Т.Г., Корольченко О.Н. Эффективность современных средств огнезащиты древесины // материалы конференции Пожарная безопасность зданий и сооружений - 2008 - М: НИИ ВДПО ОПБ, 2008 - стр. 38-39.

9. Корольченко А. Я., Корольченко О. Н. Средства огнезащиты. Справочник. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Издательство «Пожнаука», 2009, — 560 с.

10. Бельцова Т.Г., Корольченко О.Н. Некоторые пожарно-технические характеристики огнезащищенной древесины: воспламенение: дымообразование при горении и токсичность продуктов горения // научные труды XII Международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов Строительство - формирование среды жизнедеятельности - М.: АСВ, 2009, с. 505-507

И. Корольченко О.Н., Бельцова Т.Г. Дымообразование и токсичность газообразных продуктов сгорания при горении огнезащищенной древесины II Вестник МГСУ, Спецвыпуск, № 1/2009 - М.: АСВ, 2009, с.540-547.

КОПИ-ЦЕНТР св. 7:07:10429 Тираж 100 экз. г. Москва, ул. Енисейская, д.36 тел.: 8-499-185-7954, 8-906-787-7086

Введение.

Глава 1. Анализ влияния средств огнезащиты на пожарную опасность древесных материалов.

1.1. Механизм горения и огнезащиты древесины.

1.2. Виды средств огнезащиты древесины.

1.3. Классификация строительных материалов по пожарной опасности.

1.4. Требования нормативно-технических документов к средствам огнезащиты и огнезащищенным материалам

1.5. Выводы. Постановка задачи.

Глава 2. Объекты исследования и их характеристики.

2.1. Образцы древесины.

2.2. Средства огнезащиты, использованные в экспериментах.

2.3. Методика и результаты определения группы «огнезащитной эффективности» средств огнезащиты.

Глава 3. Исследование горючести и воспламеняемости древесины, обработанной огнезащитными составами.

3.1. Физико-химические особенности процесса горения и воспламенения огнезащищенной древесины.

3.2. Методика проведения исследований.

3.3. Экспериментальные данные и их обсуждение.

3.4. Выводы.

Глава 4. Влияние средств огнезащиты на распространение пламени по поверхности древесины.

4.1. Физико-химические особенности процесса распространения пламени по поверхности огнезащищенной древесины.

4.2. Методика проведения исследований.

4.3. Экспериментальные данные и их обсуждение.

4.4. Выводы.

Глава 5. Дымообразование и токсичность продуктов горения огнезащищенной древесины.

5.1. Физико-химические особенности дымообразования и образования токсичных продуктов горения огнезащищенных материалов.

5.2. Методика проведения исследований.

5.3. Экспериментальные данные и их обсуждение.

5.4. Выводы.

Актуальность исследования

Проблема снижения пожарной опасности строительных объектов на протяжении последних десятилетий в Российской Федерации продолжает оставаться актуальной и для ее решения прилагаются значительные усилия. По данным официальной статистики ежегодно в стране происходит до 200 тысяч пожаров, на которых погибает 18-20 тысяч человек. По этим показателям Россия существенно опережает все страны мира (во всем мире на пожарах погибает около 75 тысяч человек в год).

В связи с этим в нашей стране постоянно предпринимаются меры для снижения уровня пожарной опасности объектов стройиндустрии: в 1993 г. был принят Федеральный Закон «О пожарной безопасности», ужесточаются требования пожарной безопасности нормативных документов (Строительные нормы и правила, Государственные стандарты, Нормы и правила пожарной безопасности). Значительное внимание проблеме обеспечения пожарной безопасности уделено в Федеральном Законе «О техническом регулировании» (2003 г.), на основании которого в настоящее время разрабатываются общие и специальные технические регламенты.

При пожаре в здании могут гореть различные вещества и материалы: строительные конструкции, облицовки строительных конструкций, упаковка, материальные ценности, изготовленные из горючих материалов.

Значительная доля ущерба от пожаров обусловлена разрушением строительных конструкций под воздействием огня. Рассчитанные в соответствии с законами строительной механики и выполнявшие свои функции много десятков лет до пожара деревянные строительные конструкции при огневом воздействии могут разрушиться в течение очень короткого времени. Например, при пожаре в здании Московского манежа обрушение горящих деревянных конструкций перекрытий привело к полному уничтожению материальных ценностей, находящихся в здании до начала пожара.

Горение конструкций и облицовочных материалов существенно затрудняет эвакуацию людей из горящего здания и нередко приводит к их гибели. В случае разрушения конструкций ущерб от пожара достигает максимального значения. Процесс уничтожения материальных ценностей при этом становится необратимым и дальнейшее тушение пожара уже не дает существенного эффекта.

Из выше изложенного со всей очевидностью вытекает значимость мероприятий по предупреждению возникновения пожаров в зданиях.

Одним из таких мероприятий является огнезащита строительных материалов и конструкций. Известно [3], что основные причины возникновения пожаров — это неосторожное обращение с огнем (51,9% случаев), нарушение правил эксплуатации электрооборудования (21,7% случаев). Т.е. пожары возникают при воздействии малокалорийных источников зажигания на горючие материалы. Вероятность воспламенения горючего материала определяется степенью его огнезащищенности. Таким образом, огнезащита становится важным фактором в системе мер по предупреждению возникновения пожара.

Под термином «огнезащита» в современной научно-технической литературе и нормативных документах понимается снижение пожарной опасности материалов и конструкций путем огнезащитной обработки.

Одним из основных объектов огнезащиты в области строительства является древесина и изделия из нее. Древесину широко применяют в строительстве благодаря ряду положительных свойств: высокой прочности при небольшой плотности, малой теплопроводности, легкости обработки, простоте скрепления отдельных элементов, высокой морозостойкости и сопротивляемости действию многих химических реагентов. Одновременно древесина обладает и существенным недостатком: она чрезвычайно пожароопасна.

Древесина по классификации СНиП 21-01-97[72] является легко-воспламеняемым сильногорючим материалом, сильнораспространяющим пламя по поверхности, материалом с высокой дымообразующей способностью и чрезвычайно опасными по токсичности продуктами, выделяемыми при горении.

По своим пожарно-техническим характеристикам древесина является одним из самых опасных материалов. В связи с этим, издавна предпринимаются попытки снижения ее пожарной опасности с использованием различных методов огнезащиты.

В области огнезащиты древесины предложены пропитки, лаки, краски, обмазки, снижающие возможность ее воспламенения от малокалорийных источников зажигания. При этом исключить горение огнезащищенной древесины в условиях развитого пожара не удается.

В течение длительного времени в отечественной практике противопожарного нормирования в строительстве в качестве единственного показателя пожарной опасности строительных материалов применялась группа горючести. По горючести материалы подразделялись на три группы: негорючие, трудногорючие и горючие. Задача огнезащиты строительных материалов на основе древесины сводилась к получению трудногорючих материалов.

Анализ статистических данных о пожарах в РФ, выполненный во второй половине XX в. показал, что основными факторами гибели людей на пожарах являются токсичные продукты и дым, выделяющиеся в процессе горения. Значительное число пожаров характеризуется тем, что горючими материалами, способствующими возникновению и развитию пожаров, являются древесина и ткани. Особенно это характерно для жилого сектора, где в 70% случаев древесина была основным горючим материалом, а число погибших от общего числа погибших при пожарах составило 92% [50].

Поэтому в СНиП 21-01-97 [71] для характеристики пожарной опасности строительных материалов были включены соответствующие показатели. Применительно к огнезащитным средствам это означает необходимость получения данных не только по горючести огнезащищенной древесины, но и по опасности воздействия продуктов горения на людей.

Наиболее значительные успехи в области огнезащиты древесины достигнуты в работах отечественных исследователей: Р. М. Асеевой, A. A. Лео-новича, Ф.А. Левитес, М.Н. Колгановой, Е.Н. Покровской, И. Г. Романенкова, Б. Б. Серкова, В. Л. Страхова, Н. А. Тычино. В работах этих ученых детально исследован механизм огнезащиты древесины, разработаны способы снижения ее воспламеняемости и горючести, предложены огнезащитные составы для снижения пожарной опасности.

Однако, дальнейший прогресс в развитии средств огнезащиты сдерживается наличием противоречий между нормативными документами, регламентирующими применение в строительстве средств огнезащиты для древесины.

Так, в СНиП 21-01-97 [71] отмечено (п.7.13): «эффективность средств огнезащиты, применяемых для снижения пожарной опасности материалов, должна оцениваться посредством испытаний для определения групп пожарной опасности строительных материалов», т.е. групп горючести, воспламеняемости, распространения пламени, дымообразующей способности и токсичности продуктов горения. Перечисленные показатели в достаточно полной мере характеризуют уровень пожарной опасности огнезащищенных строительных материалов.

На практике допуск огнезащитных составов для применения на строительных объектах осуществляется в соответствии с требованиями НПБ 232-96 [51] по результатам испытаний на определение группы «огнезащитной эффективности» по методике, предусмотренной НПБ 251-98 [52]. Сертификация средств огнезащиты в системе пожарной безопасности осуществляется также по результатам определения группы «огнезащитной эффективности» по НПБ 251-98.

Методики испытаний средств огнезащиты, предусмотренные СНиП 2101-97 и НПБ 251-98, имеют существенные различия, которые могут приводить к получению несопоставимых результатов. В методах определения показателей пожарной опасности строительных материалов (в т.ч. огнезащищенных) в максимальной степени учтены современные представления о теории возникновения и развития пожара в зданиях, учтены закономерности воспламенения и горения строительных материалов. Эти методы соответствуют рекомендациям международных стандартов в области оценки пожарной опасности строительных материалов.

Методика НПБ 251-98, разработанная в 60-х годах XX в., соответствует уровню знаний того времени о горении твердых материалов. Но она не учитывает влияния на процесс развития горения такого фактора, как величина внешнего теплового потока, падающего на горящий материал. Поэтому получаемые по этой методике результаты оценки влияния огнезащитных композиций не могут характеризовать поведение огнезащищенных материалов в условиях развития реальных пожаров.

Разработка новых и эффективных составов для огнезащиты древесины, в частности терморасширяющихся покрытий, создает предпосылки для существенного снижения уровня пожарной опасности этого строительного материала. Но достижение необходимого результата требует доказательств. Важен ответ на вопрос: могут ли современные средства огнезащиты обеспечивать снижение горючести и воспламеняемости древесины, влиять на условия распространения пламени по поверхности, снижать дымовыделение при горении и токсичность продуктов горения. Подобных исследований до настоящего времени не проводилось. Для проектирования систем огнезащиты изделий из древесины, для определения оптимальных расходов огнезащитных составов необходимы данные по их влиянию на пожарно-технические характеристики горючих материалов.

Таким образом, задача проведения практических исследований влияния средств огнезащиты на пожарную опасность древесины, а также прогнозирование поведения огнезащищенной древесины в условиях пожара является актуальной и представляет научный и исследовательский интерес.

Получение новых данных позволит повысить надежность проектных решений по выбору оптимальных огнезащитных составов и необходимых расходов средств огнезащиты для достижения заданного уровня пожарной безопасности. Кроме того, это может способствовать совершенствованию нормативной базы применения огнезащитных составов и содействовать расширению области и увеличению объемов их применения в строительстве.

Изложенное свидетельствует об актуальности исследований, целью которых является оптимизация снижения пожарной опасности древесины за счет применения огнезащитной обработки. Представляет интерес сопоставление влияния различных средств огнезащиты на пожарно-технические характеристики огнезащищенной древесины.

Цель работы и задачи исследования

Целью диссертационной работы является выявление закономерностей влияния средств огнезащиты древесины на комплекс ее пожарно-технических характеристик: группу горючести, воспламеняемость, распространение пламени по поверхности, дымообразующую способность и токсичность продуктов горения с целью оптимизации способов огнезащиты и тем самым снижения уровня пожарной опасности различных объектов.

Отметим, что подобное исследование выполняется впервые.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1. Обосновать выбор объектов исследования - огнезащитных составов для получения представительных данных по влиянию средств огнезащиты на пожарно-технические характеристики огнезащищенной древесины.

2. Оценить влияние средств огнезащиты на горючесть древесины.

3. Изучить степень влияния огнезащитных составов на воспламеняемость древесины.

4. Исследовать зависимость условий распространения пламени по поверхности древесины от вида огнезащитного средства и плотности падающего теплового потока.

5. Определить влияние огнезащиты на дымообразующую способность древесины при ее горении.

6. Оценить изменение уровня токсичности продуктов горения древесины в результате обработки огнезащитными средствами.

7. Разработать рекомендации по огнезащите древесины.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:

• Получены экспериментальные данные и выполнено теоретическое обоснование влияния средств огнезащиты на горючесть сосновой древесины.

• Определено влияние вида огнезащитного состава и плотности падающего теплового потока на воспламеняемость древесины.

• Установлена возможность снижения скорости распространения пламени по поверхности деревянных конструкций в результате обработки огнезащитными композициями.

• Показана возможность подавления процесса дымовыделения при горении древесины путем ее огнезащитной обработки.

• Установлено влияние средств огнезащиты на токсичность продуктов горения. Выявлены условия горения огнезащищенной древесины, при которых реализуется максимальный выход газообразных токсичных соединений.

Практическая значимость работы:

• Установлено отсутствие корреляции между результатами определения «огнезащитной эффективности» по методике НПБ 251-98 и стандартными методами оценки пожарной опасности строительных материалов, предусмотренных СНиП 21-01-97. На основании полученных данных рекомендовано проводить оценку эффективности огнезащитных составов для древесины путем экспериментального определения ее пожарно-технических характеристик.

• Определены направления создания наиболее эффективных композиций для огнезащиты древесины.

• Обоснованы оптимальные способы применения современных огнезащитных составов.

• Разработаны рекомендации по огнезащите древесины.

Достоверность полученных результатов обусловлена использованием экспериментальных методик, рекомендованных Национальными и Международными стандартами с оцененными параметрами по сходимости и воспроизводимости получаемых данных, внутренней согласованностью измеренных показателей пожарной опасности огнезащищенной древесины, соответствием полученных результатов современным теоретическим представлениям о влиянии средств огнезащиты на пожарную опасность древесины.

На защиту выносятся следующие новые и практические результаты диссертационного исследования:

1. Результаты экспериментальных исследований влияния средств огнезащиты на горючесть древесины.

2. Результаты экспериментальных исследований влияния огнезащитных составов и внешних тепловых потоков на воспламеняемость древесины.

3. Обоснование возможности снижения скорости распространения пламени по поверхности конструкций из древесины посредством огнезащитной обработки.

4. Способ подавления процесса дымовыделения при горении древесины введением в ее состав огнезащитных композиций.

5. Результаты экспериментальных исследований влияния средств огнезащиты на токсичность продуктов горения древесины.

6. Рекомендации по огнезащите древесины.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из Введения, пяти глав, Заключения, библиографического списка, включающего 107 наименований и двух Приложений. Общий объем диссертации 137 страниц компьютерного текста, иллюстрированного 32 рисунками и 17 таблицами.

5.4. Выводы

1. Обработка древесины огнезащитными составами приводит к снижению дымообразующей способности при горении.

2. Максимальные значения коэффициентов дымообразования огнезащищенной древесины наблюдается в режиме тления. Повышение плотности тепловых потоков, воздействующих на поверхность огнезащищенной древесины снижает дымоудаление.

3. Увеличение расхода огнезащитных составов приводит к подавлению процесса дымообразования. Эта закономерность характерна и для пропиток, и для огнезащитных покрытий.

4. Наибольший эффект снижения дымовыделения при горении обнаруживают огнезащитные композиции, обладающие способностью под воздействием внешних тепловых потоков создавать на поверхности терморасширяющийся коксовый слой.

5. Огнезащитная обработка не изменяет классификационную характеристику древесины по группе дымообразующей способности — ДЗ (материалы с высокой дымообразующей способностью) для большинства исследованных составов. Исключения составляют Асфор-Экстра и МПВО.

6. Увеличение расхода для поверхностной обработки древесины огнезащитных пропиток по сравнению с рекомендованными производителями позволяет снизить дымообразование при горении до группы Д2 — материалов с умеренной дымообразующей способностью.

7. Влияние средств огнезащиты на токсичность продуктов горения неоднозначно: они могут несколько ослаблять или усиливать токсический эффект, оставляя огнезащищенную древесину в группе ТЗ — высокоопасных по показателю токсичности продуктов горения материалов.

Заключение. Пожарная опасность огнезащищенной древесины

Выполненные исследования эффективности средств огнезащиты по методам, предусмотренным СНиП 21-01-97, показали следующее - применение огнезащитных составов позволяет:

- переводить огнезащищенную древесину в группу нормальногорючих материалов;

- снижать группу воспламеняемости до уровня умеренновоспламе-няемых;

- обеспечивать группу распространения пламени РП2 и даже РП1, т.е. материалов слабораспространяющих и нераспространяющих пламя по поверхности (при горизонтальном расположении конструкций).

В то же время огнезащищенная древесина остается материалом с высокой дымообразующей способностью (группа ДЗ) и высокоопасным по критерию токсичности продуктов горения (группа ТЗ).

Обобщенные данные о влиянии огнезащитных составов на пожарно-тех-нические характеристики огнезащищенной древесины приведены в табл. 8.1.

Требования СНиП 21-01-97 [71] существенно ограничивают возможности применения средств огнезащиты древесины. Например, «специальные» огнезащитные покрытия и пропитки, нанесенные на открытую поверхность конструкций, должны соответствовать требованиям, предъявленным к отделке конструкций. В частности, в зданиях всех степеней огнестойкости и классов пожарной опасности, кроме зданий IV степени огнестойкости и зданий класса СЗ, на путях эвакуации не допускается применять материалы с характеристиками, приведенными в табл. 6.1.

1. Абдурагимов, И. М. Исследование закономерностей термического разложения древесины под действием внешних тепловых потоков / И.М. Абдурагимов, А.С. Андросов, Б.В. Танченко // Физика горения и взрыва. — 1980. — №6.-С. 119-121

2. Андронова, А.В. Оптические и микрофизические свойства аэрозолей, полученных при горении различных материалов / А.В. Андронова, Е.М. Костина, Е.С. Кутов // Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. — 1988. — Т. 24, №3.-С. 235-243.

3. Андросов, А.С. Экспериментальное исследование воспламенения древесины под влиянием тепловых потоков / А.С. Андросов, М. Бартак // Пожаровзрывоопасность веществ и материалов: сборник научных трудов ВНИИПО МВД СССР, 1982.-С. 174-177.

4. Ардов, Д.И. Опыт защиты древесины в судостроении / Д.И. Ардов // Вопросы защиты древесины. M.-JL: Гослезбумиздат. 1999. — С. 146-152.

5. Асеева, P.M. Эффективность и механизм действия двух огнезащитных систем для древесины / P.M. Асеева, Б.Б. Серков, А.Б. Сивенков и др. // Пожаровзрывобезопасность. — 2007. — Т. 16, №5. — С. 23-30.

6. Асеева, P.M. Горение полимерных материалов / P.M. Асеева, Г.Е. Заиков. М.: Наука, 1981. - 280 с.

7. А.с. 1482155 СССР, МКИ С08 В 5/00. Способ получения фосфор-производной целлюлозы.

8. Афанасьев, С.В. Огнезащитные составы на основе амидофосфатов и механизм их действия / С.В. Афанасьев, А.А. Триполицын, В.Е. Рукшин, О.С. Рощенко // Пожаровзрывобезопасность. 2008. - Т. 17, №2. - С. 40-42.

9. Баженов, С.В. Огнезащитная эффективность металлоаммонийпиро-фосфатов и полифисфатов аммония в эпоксидных композициях / С.В. Баженов, Н.Г. Дуд еров, Ю.К. Начановский и др. // Пожаровзрывобезопасность. — 1992. -Т.1, №1. С. 17-21.

10. Балакин, В.М. Огнебиозащитные составы на основе полиамино-метилфосфатов для древесных материалов / В.М. Балакин, А.В. Потапов, Ю.И. Литвинец и др. // Материалы 11-й международной конференции студентов и аспирантов. Казань: КХТУ, 2005 — С. 222.

11. Балакин, В.М. Новые огнезащитные составы для древесины серии «Терминус» / В.М. Балакин, А.В. Потанов, Ю.И. Литвинец и др. // Материалы 26-й международной конференции и выставки «Композиционные материалы в промышленности». Ялта, 2006. - С. 14-16.

12. Балакин, В.М. Изучение огнезащитной эффективности азот- фосфорсодержащих составов для древесины / В.М. Балакин, Е.Ю. Полищук, Ю.И. Литвинец и др. // Пожаровзрывобезопасность. — 2007. — Т. 16, №5. — С. 39-40.

13. Баратов, А.Н. Пожарная опасность строительных материалов / А.Н. Баратов, Р.А. Андрианов, А.Я. Корольченко и др.. М.: Стройиздат, 1998.-380 с.

14. Бельцова, Т.Г. Огне, влаго, - биозащита древесины действием фосфор, - кремнийсодержащих соединений: дисс. канд. техн. наук, - М., 1990.- 128 с.

15. Бельцова, Т.Г. Показатели воспламеняемости огнезащищенной древесины / Т.Г. Бельцова, О.Н. Корольченко // Пожаровзрывобезопасность. — 2008.-Т.17,№4.-С. 31-33.

16. Бирюков, В.Г. Пожароопасные и физико-механические свойства огнезащищенной фанеры для вагонов метрополитена // Пожаровзрывобезопасность. 2006. - Т.5, №2. - С. 39-40.

17. Болодьян, И.А. О расчете предельных условий горения полимерных материалов / И.А. Болодьян, А.Ф Шевлаков, А.С. Мелихов // Пожарная профилактика. Вып. 13 : Сборник научных трудов ВНИИПО МВД СССР, 1977. -С. 81-88.

18. Болодьян, И.А. О предельных условиях горения полимеров / И.А.Бо-лодьян, Э.И. Долгов, А.Ф. Шевлаков и др. // Физика горения и взрыва. — 1979.4. С. 63-65.

19. Бородкин, А.Н. Оценка времени воспламенения целлюлозных конструкций при пожаре / А.Н. Бородкин, В.И. Присадков, В.Г. Шамонин и др. // Пожаровзрывобезопасность. — 1995. — Т.4, №4. — С. 53-55.

20. Воробьев, В.А. Горючесть полимерных строительных материалов / В.А. Воробьев, Р.А. Андрианов, В.А. Ушков. — М.: Стройиздат, 1987. — 126 с.

21. Воробьев, В.Н. Дымообразование при горении огнезащищенной целлюлозы / В.Н. Воробьев, В.А. Тарасов, М.А. Тюганова // в кн.: Теоретические и практические аспекты огнезащиты древесинных материалов. — Рига: Зинатне, 1985.-С. 218-226.

22. Гусев, А.И. Повышение огнестойкости строительных деревянных конструкций / А.И. Гусев, С.Н. Пазникова, Н.С. Кожевникова // Пожаровзрывобезопасность. 2006. - Т.15, №3. - С. 30-35.

23. ГОСТ 16363-98. Средства огнезащитные для древесины. Методы определения огнезащитных свойств.

24. ГОСТ 30244-94. Материалы строительные. Метод испытания на горючесть.

25. ГОСТ 30402-96. Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость

26. ГОСТ Р 51032-97. Материалы строительные. Метод испытания на распространение пламени.

27. ГОСТ 12.1.044-89. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.

28. ГОСТ Р 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

29. Драйздел, Д. Введение в динамику пожаров — М.: Стройиздат, 1990.

30. Егоров, Б.С. Исследование процесса обугливания антипирированной древесины и оценка качества огнезащиты по электросопростивлению обугленных остатков / Б.С. Егоров, И.Д. Чешко, А.А. Леонович // Пожаровзрывобезопасность. 1994. - Т.З, №1. - С. 15-18.

31. Еремина, Т.Ю. К вопросу оценки коэффициента эффективной теплопроводности вспученных составов / Т.Ю. Еремина, Н.М. Бессонов, П.В. Дьяченко // Пожаровзрывобезопасность. 2000. - Т.9, №5. - С. 13-18.

32. Жевлаков, А.Ф. Способность полимеров к горению при воздействии внешнего теплового потока / А.Ф. Жевлаков, Ю.М. Грошев // Пожарная опасность веществ и технологических процессов. Сборник научных трудов: ВНИИПО МВД СССР, 1988 С. 36-42.

33. Жевлаков, А.Ф. Распространение пламени по полимерным пленкам / А.Ф. Жевлаков, Ю.М. Грошев, А.С. Бобков // Пожарная профилактика. Сборник научных трудов. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1984. - С. 32-38.

34. Зельдович, Я.Б. Избранные труды. Химическая физика и гидродинамика. М.: Наука, 1984 — 374 с.

35. Иличкин, B.C. Термические превращения и токсичность продуктов горения древесины //B.C. Иличкин, А. А. Леонович, М.В. Яненко // ГИЦ МВД СССР.-М., 1990.- 136 с.

36. Иличкин, B.C. Токсичность продуктов горения полимерных материалов. С-Пб.: Химия, 1993.- 136 с.

37. Карно, Б.С. Термографические исследования фосфата этилендиамина в качестве антипирена для целлюлозосодержащих материалов / Б.С. Карно, С.Н. Мишков // Научные труды Московского государственного университета леса. 1998. - № 290. - С. 74-79.

38. Кодолов, А.И. Горючесть о огнестойкость полимерных материалов. -М.: Химия, 1976.-187 с.

39. Корольченко, А.Я., Пожарная опасность строительных материалов / А.Я. Корольченко, Д.В. Трушкин. — М.: Пожнаука, 2005. 232 с.

40. Корольченко, А.Я. Средства огнезащиты. / А.Я. Корольченко, О.Н. Корольченко: Справочник. — М.: Пожнаука, 2009 г. — 560с., илл.

41. Корольченко, О.Н. Дымообразование при горении огнезащищенной древесины // Пожаровзрывобезопасность. — 2008. — Т. 17, №1. — С. 20-22.

42. Лалаян, В.М. Теплоперенос при распространении пламени по поверхности полиметилметакрилата // Высокомолекулярные соединения. — 1979. -T.XXIA, №5.-С. 1139-1142.

43. Леонович, А.А. Огнезащита деревянных плит и слоистых пластиков / А.А. Леонович, Г.Б. Шалун. М.: Лесная промышленность, 1974. - 128 с.

44. Леонович, А.А. Теория и практика изготовления огнезащищенных древесных плит / А.А. Леонович. — Л.: Ленинградский уни-т, 1978. 176 с.

45. Леонович, А.А. Огнезащита древесины и древесных материалов. -С.-Пб.: РИО ЛТА, 1994. 148 с.

46. Леонович, А.А. Химический подход к проблеме снижения пожароопасное™ древесных материалов // Пожаровзрывобезопасность. — 1996. — Т. 5, №3. С. 10-14.

47. Леонович, А.А. Обеспечение огнезащищенности древесно-стружеч-ных плит с помощью амидофосфата КМ / А.А. Леонович, В.В. Васильев // Деревообрабатывающая промышленность. — 1997. — №5. — С. 6-7.

48. Можарова, Н.П. О целесообразности применения отечественных огнезащитных материалов // Пожаровзрывобезопасность. 2004. - Т. 13, №2. -С. 15-17.

49. Молчадский, И.С. Пожар в помещении. М.: ВНИИПО, 2005. - 456 с.

50. НПБ 232-96. Порядок осуществления контроля за соблюдением требований нормативных документов на средства огнезащиты (разработка, применения и эксплуатация).

51. НПБ 251-98. Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний.

52. Орлова, A.M. Огнезащита древесины / A.M. Орлова, Е.А. Петрова // Пожаровзрывобезопасность. — 2000. — Т.9, №2. С. 8-17.

53. Покровская Е.Н., Никифорова Т.П., Бельцова Т.Г., Снижение горючести древесных материалов с помощью фосфор- азотсодержащих соединений // Тезисы докладов Научно-технической конференции с международным участием, НРБ, Плевен, 1989.

54. Пазникова, С.Н. Влияние азотфосфорсодержащих огнезащитных составов на горючесть древесных материалов / С.Н. Пазникова, В.М. Балакин, В.В. Шагинурова // Технология древесных плит и пластиков: Межвузовский сборник трудов. Екатеринбург, 2004. - С. 70-75.

55. Патент 1069946 США. НКИ 106/1816, МКИС09КЗ/28. 1979.

56. Петрова, Е.А., Снижение горючести материалов на основе древесины: дис. . канд. техн. наук. — М., 2003. — 132 с.

57. Пожарные риски. Вып. 2. Динамика пожарных рисков / Под. ред. Н.Н. Брушлинского. М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2005. - 82 с.

58. Пособие МДС 21-1.98 к СНиП 21-01-97. Предотвращение распространения пожара.

59. Присадков, В.И. Разработка методов выбора рациональных систем противопожарной защиты промышленных зданий: дис. . д-ра техн. наук. — М., 1990.

60. ППБ 01-03. Правила пожарной безопасности в РФ.

61. Романенков, И.Г. Огнезащита строительных конструкций / И.Г. Ро-маненков, Ф.А. Левитес. — М.: Стройиздат, 1991. — 320 с.

62. Сарсембитова, Б.Т. О механизме действия фосфорсодержащих замедлителей горения полимеров / Б.Т. Сарсембитова, И.И. Никитин, К.М. Титов и др. // Изв. АНКаз ССр. 1986. - Т. 66. - С. 158-190.

63. Сарсембитова, Б.Т. Термическое превращение фосфата гексамети-лентетрамина / Б.Т. Сарсембитова, К.М. Титов, И.И. Никитина // Изв. АН Каз ССР, Серия химическая. 1988. - №6. - С. 80-85.

64. Сарсембитова, Б.Т. Фосфор- и азотсодержащие антипирены в инги-бировании горения полимеров / Б.Т. Сарсембитова, И.И. Никитина, К.М. Титов / Трактаты института хим. Наук АН Каз ССР. 1990. - Т. 73. - С. 175-192.

65. Семенов, Н.Н. Горение и взрыв. — М—JL: Наука, 1945. — 206 с.

66. Сивенков, А.Б. Огнезащитные покрытия на основе модифицированных полисахаридов. Ч. 2. Дымообразующая способность и токсичность продуктов горения / А.Б. Сивенков, Б.Б. Серков, P.M. Асеева и др. // Пожаровзрывоопасность. 2002. — Т.11, №2. — С. 21-26.

67. Снегирев, А.Ю. Учет коагуляции дыма при численном моделировании пожара в помещении / А.Ю. Снегирев, Г.М. Махвиладзе, Дж. Роберте // Пожаровзрывобезопасность. 1999. — Т. 8, №3. — С. 21-31.

68. СНиП 20.08-03. Сооружения промышленных предприятий.

69. СНиП 2.08-02. Общественные здания.

70. СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружений.

71. СНиП 31-01 -2003. Здания жилые многоквартирные.

72. Способы и средства огнезащиты древесины: Руководство. — Перераб. и дополн. М.: ВНИИПО, 1994. - 31 с.

73. Страхов, B.JI. Математическое моделирование работы огнезащиты, содержащей в своем составе воду / B.JI. Страхов, А.Н. Гаращенко, В.П. Руд-зинский // Пожаровзрывобезопасность. 1998. - Т.7, №2. - С. 20-25.

74. Страхов, B.JI. Математическое моделирование работы и определение комплекса характеристик вспучивающейся огнезащиты / B.JI. Страхов, А.Н. Гаращенко, В.П. Рудзинский // Пожаровзрывобезопасность. 1997. — Т.8, №3. -С. 21-30.

75. Страхов, B.JI. Расчет температурных полей во вспучивающихся материалах / B.JI. Страхов, Н.Г. Чубаков // Инженерно-физический журнал. -1983. Т.45, №3. - С. 472-474.

76. Страхов, B.JI. Расчет нестционарного прогрева и уноса массы вспучивающихся покрытий в горячих газовых потоках / B.JI. Страхов, Н.Г. Чубаков // Инженерно-физический журнал. — 1988. — Т.55, №4. С. 571-573.

77. Страхов, B.JT. Огнезащита строительных конструкций / B.JT. Срахов, A.M. Крутов, Н.Д. Давыдкин. М.: ТИМР, 2000. - 433 с.

78. Таубкин, С.И. Основы огнезащиты целлюлозных материалов / С.И. Таубкин. М.: Изд-во МКХ РСФСР, 1960. - 346 с.

79. Трушкин, Д.В. Совершенствование методологии определения пожарной опасности строительных материалов: дис. . канд. техн. наук. М., 2004. — 221 с.

80. Трушкин, Д.В. Горючесть древесины, обработанной огнезащитными составами / Д.В. Трушкин, О.Н. Корольченко, Т.Г. Бельцова // Пожаровзрывобезопасность. 2008. - Т. 17, №1. - С. 29-33.

81. Тычино, Н.А. Огнезащитная пропиточная композиция для древесины, образующая пористый теплоизолирующий на ее поверхности / Н.А. Тычино, А.Г. Янукович // Пожаровзрывобезопасность. 1997. - Т.8, №1. - С. 35-39.

82. Тычино, Н.А. Пленкообразующий антипирен связующее для древесностружечных плит / Н.А. Тычино // Древесные плиты: теория и практика: Материалы научно-технической академии. — Санкт-Петербург, 17-18 марта 1999 г.-С. 46-48.

83. Тычино, Н.А. Огнезащитная пропиточная композиция для древесины, образующая пористый теплоизолирующий слой на ее поверхности / Н.А. Тычино, А.Г. Янукович // Пожаровзрывобезопасность. 1999. — Т.8, №1. — С. 35-39.

84. Тычино, Н.А. Современные огнезащитные средства для древесины: результаты исследований // Пожаровзрывобезопасность. — 1999. — Т.8, №3. -С. 13-20.

85. Тычино, Н.А. Эффективность огнезащиты древесины с точки зрения нормирования // Пожаровзрывобезопасность. — 2001. — Т. 10, №3. — С. 13-16.

86. Тычино, Н.А. Средства огне- и биозащиты строительной древесины: задачи качества // Пожаровзрывобезопасность. 2003. - Т.12, №6. - С. 23-25.

87. Тычино, Н.А., Особенности строения и огнебиозащиты археологической древесины / Н.А. Тычино, И.Г. Федосенко, А.В. Баранов // Пожаровзрывобезопасность. 2007. - Т.16, №1. — С. 19-21.

88. Фосфорсодержащие антипирены и механизм их действия / Е.Н. Покровская, Ю.Н. Недомивин, Т.П. Никифорова // Теоретические и практические аспекты огнезащиты древесных материалов. — Рига, 1985. — С. 118-121.

89. Чешко, И.Д. Исследование процесса обугливания древесины при горении и изучение свойств обугленных остатков / И.Д. Чешко, Б.С. Егоров, А.А. Леонович и др. // Химия древесины. Рига: Зинанте, 1986. - С. 89-93.

90. Bockorn, Н. (Ed.). Soot Formation in Combustion. Mechanisms and Models. Springer, Verlay, 1994. - 591 p.

91. Cox, Y. Combustion Fundamentals of Fire. Academic Press, 1995.

92. Dyer, Y.A. Fire retardant treatment / Y.A. Dyer // Wood. 1963. -Vol. 28, №2.-P. 71-76.

93. Evans, D.D. Combustion of Wood Charcoal / D.D. Evans, H.W. Emmons / Fire Res. 1977. - №1. - P. 57-66.

94. Hirscheerg, M.M. Smoke Toxicity. Now Important Is It to Fire Safety? // Proceeding of 8 annual BCC Conference on recent Advances in flame Retardancy of Polymeric Materials. Stamford, Connecticut, USA, 1997.

95. Kanury, A.M. Ignition of materials review // Fire Research Abstracts and Reviews. 1972. - Vol. 14. - P. 24-52.

96. Kennedy, Y. M. Models of Soot formation and oxidation // Progr. Energy Combust. Sei. 1997. - Vol. 23. - P. 95-132.

97. De Ris. Spread of a laminar diffusion flame // 12 Symp. (int.). Combust. -The Combustion Institute, Pittsburg, 1969. P. 241-252.

98. Mikkola, E. Charring of wood based materials / E. Mikkola // Proceedings of 3-nd International Symposium on Fire Safety Science. Edinburg, 1991. - P. 547-556.

99. NBS Technical note 794. NBS Corridor Fire tests. Energy and radiation models. Us Department of Commerce, 1973.

100. USA 2106938. Fireproof of wood / H. Tramm, C. Cear, P. Kuhnel, W. Schuff. Опубл. 01.02.38.

101. USA 399097. Fire proofing shampoo composition and method / Y.A. Pearson. Опубл. 09.11.76.

102. Vandersall, H.J. Insumiscent coasting systems. There development and chemistry / HJ. Vandersall // J. Fire and Flammability. Vol. 2, April 1971. -P. 97-140.

103. Vintila, E. Ignifugaria in profunzime a lamnului / E. Vintila, M. Yheorhe, C. Nichitus et. al. // Ind. Lemm. 1962. - Vol. 13, №6. - P. 216-221.

104. Quintiere, J.Y. A simplified an approach to modeling wall fire spread in a room//Fire Safety J. 1981. - Vol. 3. - P. 201-212.

105. Williams, F. Chemical cinetics of pyrolysis / Heat Trausfer Fires: Thermophys., Social Aspect Ecom. Impact Washington, 1974. P. 191-237.

106. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ1. На правах рукописи042.01 0 5771. О, 1 -J I

107. КОРОЛЬЧЕНКО Ольга Николаевна

108. ВЛИЯНИЕ СРЕДСТВ ОГНЕЗАЩИТЫ НА ПОЖАРНУЮ ОПАСНОСТЬ ДРЕВЕСИНЫ

109. Специальность 05.26.03 «Пожарная и промышленная безопасность»1. Строительство)

110. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук1.h -Mi

111. Научный руководитель кандидат технических наук доцент Бельцова Т.Г.1. Москва 2010

112. Всероссийское добровольное пожарное общество

113. Научно-исследовательский институт по обеспечению пожарной безопасности1. Утверждаю»1. Зам. председателя ЦС ВДПО1. К.Н. Белоусов» 2008 г.

114. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОГНЕЗАЩИТЕ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ1. Введение.4

115. Требования нормативных документов к средствам огнезащиты .5

116. Виды огнезащитных составов и способы огнезащитной обработки древесины.7

117. Оценка эффективности средств огнезащиты.8

118. Технология огнезащитной обработки.9

119. Подготовка защищаемых поверхностей.942. Поверхностная пропитка.9

120. Обработка красками, лаками, эмалями.10

121. Нанесение паст и обмазок.11

122. Особенности огнезащиты деревоклеёных конструкций.12

123. Рекомендации по рациональным средствам и толщинам огнезащиты1. ДКК .13

124. Методика и результаты определения толщин огнезащиты, обеспечивающих требуемый класс пожарной опасности ДКК с огнезащитой. 17

125. Порядок и результаты определения толщин огнезащиты, обеспечивающих заданные пределы их огнестойкости ДКК с огнезащитой.20

126. Рекомендации по материалам, конструкции и толщинам огнезащитыстальных элементов узлов ДКК.23

127. Оборудование для нанесения огнезащитных составов.27

128. Контроль качества огнезащитных работ.37

129. Составы, применяемые для огнезащитной обработки.381. Список литературы.1161. Москва 2008

130. В настоящих Рекомендациях изложены общие сведения об огнезащите древесины, механизме действия и эффективности огнезащитных составов, особенностях технологии огнезащитной обработки и свойствах средств огнезащиты, рекомендуемых к применению.

131. Рекомендации разработаны на основе опыта огнезащитной обработки изделий и конструкций из древесины и достижениях современной науки в этой области.

132. Рекомендации предназначены для работников ВДПО. Они могут быть полезны для работников проектных, строительных организаций, а также предприятий, производящих средства огнезащиты для древесины.

133. Рекомендации разработаны О.Н. Корольченко и К.Н Белоусовым.1. Введение

134. Требования нормативных документов к средствамогнезащиты

135. СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружений 24.

136. Гарантийный срок хранения покрытия должен составлять не менее 6 месяцев.

137. НПБ 251-98 18. устанавливают общие требования к огнезащитным составам для древесины и материалов на её основе и методы их испытаний.

138. Средства огнезащиты допускается применять в местах, где имеется возможность ремонта или реставрации огнезащитного слоя в процессе эксплуатации.

139. В НПБ 251-98 18. в качестве основной характеристики средств огнезащиты приведена «группа огнезащитной эффективности» определяемая по величине потери массы при испытаниях в огневой трубе.

140. Эффективность средств огнезащиты, применяемых для повышения огнестойкости конструкций, должна оцениваться посредством испытаний по определению пределов огнестойкости этих конструкций 24.

141. Виды огнезащитных составов и способы огнезащитнойобработки древесины

142. Организациями ВДПО используется только первый из перечисленных способов. Поэтому второй и третий способы в настоящих Рекомендациях не рассматриваются.

143. Оценка эффективности средств огнезащиты

144. Для целей сертификации оценку средств огнезащиты производят по методу «керамической трубы» по методике НПБ 251-98 18. или ГОСТ 1636398 [5].

145. По результатам испытаний устанавливают: 1-ю группу огнезащитной эффективности (при потере массы при испытаниях не более 9%);2.ю группу огнезащитной эффективности (при потере массы при испытаниях более 9% , но не более 25%).

146. Технология огнезащитной обработки

147. Технология огнезащитной обработки включает в себя следующие этапы: подготовку обрабатываемых поверхностей и нанесение огнезащитных составов.

148. Подготовка защищаемых поверхностей

149. Огнезащитные составы следует наносить на изделия из древесины, влажность которых не превышает 15%.42. Поверхностная пропитка

150. Нанесение огнезащитных составов может производиться валиком, кистью, погружением, опрыскиванием. При использовании механизированного способа обработки следует учитывать увеличение расхода средства огнезащиты для достижения заданного результата.

151. При поверхностной обработке глубина проникновения антипиренов в древесину не превышает 1,0-1,5 мм. При использовании некоторых составов после их высыхания на поверхности древесины наблюдается появление налёта в виде мелких кристаллов.

152. Метод поверхностной пропитки применяется, в основном, для огнезащиты готовых строительных конструкций из древесины, эксплуатирующихся в условиях, исключающих попадание воды на защищаемые поверхности.

153. Современные пропиточные составы для огнезащиты древесины и особенности технологии их нанесения приведены в разд. 8 настоящих Рекомендаций.

154. Пропитанные олифой и окрашенные любыми красками и составами деревянные поверхности не должны подвергаться огнезащитной обработке пропиточными составами.

155. После завершения пропитки изделия из древесины не должны подвергаться механической обработке, поскольку она может привести к снятию поверхностного огнезащитного слоя.

156. При повторной ежегодной обработке конструкций из древесины допускается снижение расхода огнезащитного состава по сравнению с рекомендуемым в технической документации с обязательным контролем пожарно-технических характеристик.

157. Обработка красками, лаками, эмалями

158. Огнезащита древесины, конструкций и изделий из неё нанесением на поверхность красок, лаков и эмалей позволяет наряду с улучшением внешнего вида получать более высокие пожарно-технические характеристики.

159. Нанесение огнезащитных красок, лаков и эмалей можно производить кистью, валиком или при помощи распылительных устройств.

160. Как правило, для получения необходимого результата требуется нанесение огнезащитного состава в несколько слоев. Количество наносимых слоев и продолжительность сушки между ними должны указываться в технической документации.

161. Пасты и обмазки, наряду с пропиточными составами, являются традиционными средствами огнезащиты древесины, хотя ассортимент их достаточно ограничен. В настоящее время на рынке огнезащитных составов присутствуют: МПВО, ЭСМА, ОВПФ-1 и некоторые другие.

162. Разработанные отечественными производителями с использованием дешёвого сырья по достаточной простой технологии, они позволяют создавать на защищаемой поверхности слой покрытия, обеспечивающий высокую огнезащитную эффективность.

163. Общими недостатками паст и обмазок являются образование покрытия (после высыхания) менее декоративного вида и в некоторых случаях недостаточная устойчивость к внешним воздействиям: перепадам температур и повышенная влажность воздуха.

164. Особенности огнезащиты деревоклеёных конструкций1. Введение

165. Рекомендации по рациональным средствам и толщинамогнезащиты ДКК.

166. К способам огнезащиты конструкций из древесины относятся:

167. Облицовка негорючими плитными материалами.

168. Нанесение огнезащитных покрытий.

169. Пропитка поверхностных слоев древесины антипиренами.

170. Здесь не упоминаются такие общеизвестные, но совершенно не приемлемые для ДКК способы, как обетонирование и обкладка кирпичом.

171. Рекомендуемыми плитными материалами на основе минеральных вяжущих являются:цементно-силикатные плиты Promatect-H; вермикулитовые плиты ПВТН; вермикулито-силикатные плиты Минпласт А.

172. Плиты Promatect-H изготавливаются фирмой Promat GmbH (Германия) на основе термостойкого наполнителя и силикатного связующего, армированного волокнистым материалом. Размеры плит 1250x3000 мм, толщина от 8 до 60 мм. Плотность 870 кг/м3.

173. Плиты ПВТН (ТУ 5767-002-23110955-94) изготавливаются ЗАО «ЭТНА» (г. Петрозаводск) на основе вспученного вермикулита и жидкого стекла методом холодного прессования. Размеры плит 600x1200 мм, толщина от 25 до 60 мм. Плотность 600 кг/м3.

174. Плиты Минпласт А (ТУ 5.967-11866-2004) изготавливаются ООО «МИНПЛАСТ» (г. Москва) на основе вспученного вермикулита и неорганического связующего методом горячего прессования. Размеры плит 1220x2440 мм, толщина от 10 до 50 мм. Плотность 750 кг/м .

175. Монтаж подобных плит проводится с помощью саморезов. Они обеспечивают крепление плит между собой, а также крепление плит к защищаемым конструкциям.

176. Рекомендуемыми плитными волокнистыми материалами являются: базальтоволокнистые плиты ПНТБ; минераловатные плиты CONLIT-150.

177. Плиты CONLIT-150 изготавливаются фирмой ROCKWOOL A/S (Дания) из минерального волокна и органического связующего с добавкой гидрофобизатора. Размеры до 1200x2000 мм, толщина от 25 до 60 мм. Плотность 150 кг/м3.

178. Рекомендуемыми покрытиями в виде обмазок (штукатурок) на основе минеральных вяжущих являются:состав на основе цемента СОТЕРМ-1М;состав на основе гипса ПЕНОКС;составы на основе цемента Ньюспрей и Девиспрей.

179. Необходимо отметить, что по ГОСТ 30403 проведены испытания ДКК с покрытием ПЕНОКС. Установлено, что при толщине этого покрытия 18 мм обеспечивается класс пожарной опасности

180. Рекомендуемыми тонкослойными вспучивающимися непрозрачными покрытиями являются:вспучивающая краска на минеральной основе ОСП-1; вспучивающиеся краски на органической основе ОГРАКС-В-СК и1. Эврика.

181. Покрытие ОСП-1 (ТУ 2145-001-40606310-98) производится ЗАО «Омита» (г. Королев Москва). Это состав на основе жидкого стекла с термостойкими порошковыми и волокнистыми наполнителями. Используется с покрывным материалом ВВМ-7ФБС (ТУ 6-48-05785904-95).

182. Покрытие Эврика (ТУ 2316-024-40566225-00) производится ООО «НПО Ассоциация Крилак» (г. Москва), а покрытие ОГРАКС-В-СК (ТУ 5728-021

183. Перечисленные краски наносятся напылением с помощью стандартных окрасочных установок, а также кистью или валиком.

184. Покрытия типа ОГРАКС-В-СК и Эврика более эффективны по сравнению с ОСП-1, и их толщины существенно ниже, чем у этого покрытия. Это объясняется тем, что кратность вспучивания у покрытия ОГРАКС-В-СК составляет порядка 44, а у ОСП-1 она в 2,5-3 раза ниже.

185. Рекомендуемыми тонкослойными вспучивающимися прозрачными покрытиями (лаками) на органической основе являются: ФЕНИКС ДП, ПРО-ТЕРМ ВУД, Нортекс-лак-огнезащита, Латик.

186. Покрытия ФЕНИКС ДП (ТУ 5728-006-20942052-05) производится ООО «А+В» (г. Москва). Оно представляет собой суспензию пигментов, газообразующих веществ, наполнителей и целевых добавок в водной дисперсии на основе поливинилхлоридной смолы.

187. Огнезащитный лак Латик (ТУ 2113-002-58693309-03) производится ООО «НПО Ассоциация Крилак» (г. Москва), а Нортекс-лак-огнезащита (ТУ 2313014-24505934-02) ООО «НПО НОРТ» (г. Ижевск).

188. Протокол № 651 -К от 2.07.2005 г. сертификационных испытаний. Деревянная конструкция с огнезащитным покрытием «ПРОТЕРМ ВУД». // ИЦ ПБ «Пожполитест» АНО по сертификации «Электросерт», 2005. 26 с.

189. Протокол № 928-К от 21.12.2005 г. сертификационных испытаний. Деревяннаяконструкций со вспучивающимися покрытиями прогнозировалось получение класса пожарной опасности К1(15) 19.

190. Методика и результаты определения толщин огнезащиты, обеспечивающих требуемый класс пожарной опасности ДКК согнезащитой.