К вопросу о пожарной безопасности некоторых строительных материалов

В процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений строительные материалы, изделия и конструкции, из которых они возводятся,     подвергаются     различным     физико-механическим, технологическим и химическим воздействиям. Правильный выбор строительных и отделочных материалов и изделий зависит от наличия полной информации об их свойствах и показателях. В частности, пожарная безопасность строительных отделочных конструкций определяется их возможным возгоранием или взрывом, т.к. большинство продукции данной группы является горючей. В помещениях с массовым скоплением людей, а также в зданиях, где эвакуация затруднена из-за большой площади и этажности, отделочные материалы, такие как гипсокартон, плинтус, ДСП и т.д. могут создавать дополнительную угрозу жизни и здоровью людей, вызывая задымление, выделяя токсичные продукты горения и способствуя быстрому распространению пламени. Создание материалов пониженной горючести привело к повышенному выделению дыма и токсичных продуктов при разложении и горении. Серьезные последствия пожаров вызывают тревогу исследователей, изучающих причины пожаров и условия пожаробезопасного применения материалов в строительстве [1]. Разработка эффективных пожарно-профилактических мероприятий и успешное тушение возникших пожаров зависят от правильности и полноты оценки пожарной опасности материалов и систем в целом.

В течение длительного времени считалось [2], что там, где требуется повышенная пожаробезопасность, необходимо использовать композиции на основе поливинилхлорида (ПВХ), которые по своей природе обладают меньшей горючестью по сравнению с композициями на основе полиэтилена. Однако при сгорании ПВХ основными токсическими компонентами являются оксид углерода, хлористый водород, хлорметан, хлорэтан, фосген, хлорфуран и метилхлорфуран в случае же пластифицированного ПВХ оксиды пластификатора [3].

Целью настоящей работы является прогнозирование пожарной опасности отделочного материала с учетом условий их эксплуатации, основанное на экспериментальных исследованиях горючести, воспламеняемости, распространения пламени по поверхности.

Материалы и методы исследования. Экспериментально-теоретические разработки проблемы проводились применительно к декоративноотделочным и облицовочным материалам стен, полов и потолков, теплоизоляционным материалам строительных конструкций (табл. 1).

Объекты испытания выбраны исходя из потребностей рынка и частого их использования. Замер линейных размеров (длины l , ширины b , высоты h и толщины профиля s ) производился с помощью штангенциркулей ШЦ-II-250-0,1 и ШЦ-II-125-0,1 ГОСТ 166. Длина у всех образцов была одинаковая – 20 см.

Экспериментальная установка была собрана из лабораторного штатива-крепежа, защитного короба с дымоходом и горелки детально описанная в работе [4].

Таблица 1. Геометрические размеры объекта исследования. n=3, P=0,95

Результаты исследования и обсуждение

В ходе эксперимента измерено время возгорания образцов ( t вз ) и продолжительность горения ( t Г ) равных его участков. Пожароопасность выбранных отделочно-строительных материалов позволили оценить следующие основные характеристики: линейная и объемная скорость горения. Результаты измерений представлены в табл. 2.

Сравнение линейной и объемной скорости горения исследуемых образцов показало, что самой высокой скоростью горения обладают сендвич-пакет, затем идет линолеум и панель ПВХ. Установлено, время горения исследуемых материалов различно при одинаковом участке, пройденным огнем (10 см). Найдено, что медленнее всего горит стеновая панель. Кроме того, были выявлены основные изменения, характерные для образцов во время горения (рис. 1): короблению подлежат 4 , 6 , 7 , 11 ; усадка наблюдается у 4 , 6 , 7 , 11 и 12 ; оплавление и вспучивание обнаруживается лишь у ПВХ, полное сгорание у 1 . При горении образца 3 наблюдалось тление поверхностного покрытия и осыпание основы.

Таблица 2. Время возгорания и горения образцов. n=3, P=0,95

Рис. 1. Состояние образцов после испытания на горение.

1 – подвесной потолок; 2 – сосновый брус; 3 – гипсокартон; 4 – плинтус ПВХ; 5 – ламинированая ДСП; 6 – подоконник ПВХ; 7 – панель ПВХ; 8 – фанера; 9 – стеновая панель; 10 – ламинат; 11 – сендвич пакеты;

12 – линолиум.

Существенное влияние на распространение пламени оказывают частицы дыма, которые, будучи более активными излучателями, чем газы при той же температуре, способны усиливать теплопередачу за счет излучения на поверхность полимера. Выделение едкого дыма наблюдалось у 6 , 11 и 12 (рис. 1). Установлено, что у изделий из древесины ( 2 , 5 , 8 ), 9 и 10 не наблюдается коробление или вспучивание, однако при горении образуется дым.

Таким образом, при оценке пожарной безопасности отделочных строительных материалов предпочтение можно отдать стеновым панелям и виниловому ламинату, т.к. они меньше подлежат тлению, и во время пожара будут представлять наименьшую угрозу.