Класс пожарной опасности деревянных конструкций

Снижение пожарной опасности деревянных строительных конструкций

В данной статье приведены результаты исследований эффективности огнебиозащитного состава КСД-А (марка 1) для глубокой пропитки древесины в автоклаве и методом горячехолодных ванн. Показано, что эффективность состава непосредственно зависит от давления, температуры и продолжительности пропитки древесных материалов. Установлены оптимальные режимы пропитки древесины для достижения наибольшей эффективности в снижении пожарной опасности деревянных строительных конструкций.

Введение

Одним из наиболее применяемых видов огнезащитной обработки древесины является ее пропитка антипиренами. Эффективность огнезащитного состава зависит от многочисленных факторов, в том числе от способа его нанесения.

Различают следующие основные технологические способы обработки древесины антипиренам:

• Пропитка без внешнего давления (диффузионная, поверхностная пропитка);
• Пропитка вымачиванием (замачивание древесины в растворе антипирена и метод горячехолодных ванн);
• Пропитка под внешним давлением (пропитка с торца и пропитка в автоклавах).

В настоящее время широкое распространение получил способ поверхностной пропитки древесины антипиренами, однако надежную огнезащиту получить данным способом достаточно сложно, что во многом обусловлено слабым проникновением пропиточного раствора в древесину.

Проникновение антипирена в структуру древесного материала определяется многими факторами, такими как влажность древесины, пропитываемая часть древесины (ядро, заболонь), особенности строения, разновидность древесины и т.д. Относительно легко пропитываются безъядровые лиственные породы: береза, бук, клен, ольха, а также заболонь ядровых лиственных и хвойных пород древесины.

Трудно пропитываются спелодревесные хвойные породы: ель, пихта, а также ядро хвойных и лиственных пород — сосны, лиственницы, дуба, ясеня и др. В этом плане, несомненно, приоритетными способами обработки древесины представляются пропитка в горячехолодных ваннах и глубокая пропитка а автоклаве.

м3 древесины в год) в тех случаях, когда требуется хорошо пропитать различные количества древесины на месте строительства, не транспортируя ее на деревопропиточные заводы. Сущность способа горячехолодных ванн состоит в том, что древесина сначала выдерживается определенное время в ванне в горячем (80-95 оС) растворе антипирена, а затем — в менее нагретом, «холодном» (35-45 оС).

В горячей ванне воздух в полостях клеток древесины нагревается, расширяется и частично выходит наружу. После помещения древесины в холодную ванну оставшаяся в клетках паровоздушная смесь охлаждается и сокращается в объеме. В результате в клетках древесины образуется некоторый вакуум (полости), обеспечивающий подсос туда раствора.

Важнейшим условием, определяющим правильность применения этого способа пропитки, является отсутствие соприкосновения нагретой древесины с воздухом при смене ванн. По глубине пропитки и степени поглощения растворов этот способ приближается к пропитке под давлением.

При использовании автоклавной пропитки под давлением наблюдается глубокое и равномерное проникновение и сравнительно высокое поглощение антипирена, что обеспечивает более эффективную защиту древесины.

Различают два основных способа пропитки древесины в автоклаве: способ полного поглощения т способ ограниченного поглощения. Способ ограниченного поглощения, как правило, используется для пропитки древесины масляными растворами.

В случае применения водорастворимых антипиренов широко распространен способ полного поглощения, который заключается в том, что древесину загружают в автоклав, а затем удаляют из него воздух, создавая разрежение.

После этого в автоклав подается пропиточный раствор и создается давление в диапазоне от 0,9 до 1,5 МПа, что способствует более глубокому проникновению огнезащитного состава в структуру древесины.

Эффективность применения способов глубокой пропитки антипиренами для огнезащиты деревянных конструкций во многом обусловлена правильностью выбора технологических режимов пропитки древесины. К сожалению, в настоящее время практически отсутствует информация по выбору оптимальных режимов глубокой пропитки древесины огнезащитными составами, что затрудняет более эффективное применение их для огнезащиты деревянных строительных конструкций.

В настоящей работе была поставлена цель — определить максимально технологичные и экономически эффективные режимы глубокой пропитки огнебиозащитным составом КСД-А (марка 1) с установлением оптимального привеса сухих солей антипиренов, позволяющие обеспечить эффективное снижение пожарной опасности строительных конструкций из древесины.

Объекты и методы исследования

Глубокая пропитка древесины составом КСД-А (марка 1) проводилась с использованием малогабаритного автоклава для обеспечения требуемого режима пропитки древесины (температура и давление) и специальных ванн, оборудованных для горячехолодной пропитки.

Оценку огнезащитной эффективности состава для глубокой пропитки проводили по методу определения эффективности огнезащитных составов и веществ для древесины по ГОСТ Р 53292-2009.

Источник: http://www.infrahim.ru/sprav/publications/fire-protection/snizhenie_pozharnoy_opasnosti_derevyannykh_stroitelnykh_konstruktsiy/

Классификация строительных материалов, конструкций, зданий по пожарной опасности

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

Классификация строительных материалов, конструкций, зданий по пожарной опасности

Согласно ГОСТ 30244-94 [9], строительные материалы в зависимости от значений параметров горючести подразделяют на негорючие (НГ) и горючие (Г).

Горючие строительные материалы подразделяют:

–     погорючести: на слабогорючие (Г1); умеренногорючие (Г2); сильногорючие (Г3);

–     повоспламеняемости: на трудновоспламеняемые (В1); умеренновоспламеняемые (В2); легковоспламеняемые (В3);

–     пораспространению пламени: на нераспространяющие (РП1); слабораспространяющие (РП2); умереннораспространяющие (РП3); сильнораспространяющие (РП4);

–     подымообразующей способности: на с малой дымообразующей способностью (Д1); с умеренной дымообразующей способностью (Д2); с высокой дымообразующей способностью (Д3);

–     потоксичности: на малоопасные (Т1); умеренно опасные (Т2); высокоопасные (Т3); чрезвычайно опасные (Т4).

Порядок отнесения материалов к тем или иным группам горючести определен соответствующими нормативными документами.

Строительные конструкцииклассифицируют по их огнестойкости и пожарной опасности [10].

Показателем огнестойкости строительных конструкций является предел огнестойкости, который устанавливают по времени (в минутах) наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции, признаков предельных состояний:

2)       потеря целостности (Е) в результате образования в конструкциях сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя;

3)       потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений (I) или достижения предельной величины плотности теплового потока на нормируемом расстоянии от необогреваемой поверхности конструкции (W).

Предел огнестойкости для заполнения проемов (двери, окна, ворота и т. п.) в противопожарных преградах наступает при: потере целостности (Е), теплоизолирующей способности (I) в среднем более чем на 140 °С или в любой толчке более чем на 180 °С в сравнении с температурой конструкции до испытания или более 220 °С независимо от температуры до испытания, достижении предельной величины плотности теплового потока (W) и (или) дымогазонепроницаемости (S).

–        R 120 — предел огнестойкости 120 мин — по потере несущей способности;

–     RЕ 60 — предел огнестойкости 60 мин — по потере несущей способности и потере целостности независимо от того, какое из двух предельных состояний наступит ранее;

–     RЕI 30 — предел огнестойкости 30 мин — по потере несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности независимо от того, какое из этих предельных состояний наступит ранее.

https://www.youtube.com/watch?v=2E9c0Ws6TWg

Если для конструкции нормируются (или устанавливаются) различные пределы огнестойкости по различным предельным состояниям, обозначение предела огнестойкости состоит из двух или трех частей, разделенных между собой наклонной чертой. Например: R 120/EI 60.

Установлены следующие пределы огнестойкости (не менее, минут): 360, 240, 180, 150, 120, 90, 60, 45, 30, 15 мин и ненормируемый предел.

Пожарную опасность строительных конструкций определяют степенью участия их в развитии пожара, в образовании опасных факторов пожара, и она зависит от пожарной опасности материалов, из которых выполнена конструкция.

Технический регламент о требованиях пожарной безопасности устанавливает четыре класса пожарной опасности строительных конструкций:

1)       непожароопасные (К0);

2)       малопожароопасные (К1);

3)       умеренно пожароопасные (К2);

4)       пожароопасные (К3).

–     поогнестойкости (в порядке повышения пожарной опасности) на: здания I; II; III; IV; V степеней огнестойкости;

–     поконструктивной пожарной опасности (в порядке повышения пожарной опасности) на классы: С0; С1; С2; С3;

–     пофункциональной пожарной опасности на классы: Ф1; Ф2; Ф3; Ф4; Ф5.

Степень огнестойкости здания определяют огнестойкостью его строительных конструкций (табл. 5).

Таблица 5. Соответствие степени огнестойкости и предела огнестойкости строительных конструкций зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков

Степеньогнестойкости зданий, сооружений, строенийи пожарных отсеков	Предел огнестойкости строительных конструкций
Несущие стены и др. несущиеэлементы	Наружныененесущие стены	Перекрытиямеждуэтажные	Строительные конструкции
бесчердачных покрытий	лестничных клеток
настилы, в т. ч. с утеплителем	фермы,балки,прогоны	внутренние стены	маршии площадкилестниц
I	R 120	E 30	R EI 60	RE 30	R 30	REI 120	R 60
II	R 90	E 15	R EI 45	RE 15	R 15	REI 90	R 60
III	R 45	E 15	R EI 45	RE 15	R 15	REI 60	R 45
IV	R 15	E 15	R EI 15	RE 15	R 15	REI 45	R 15
V	Не нормируется

Здания (сооружения, строения, пожарные отсеки и части зданий, сооружений, строений — помещения или группы помещений, функционально связанные между собой) по классу функциональной пожарной безопасности в зависимости от их назначения, а также от возраста, физического состояния и количества людей, находящихся в здании, сооружении, строении, возможности пребывания их в состоянии сна подразделяют на следующие классы (табл. 6).

Таблица 6. Классы зданий по функциональной пожарной безопасности

Класс	Здания
Ф1	Предназначенные для постоянного проживания и временного пребывания людей
Ф2	Зрелищных и культурно-просветительных учреждений
Ф3	Организаций по обслуживанию населения
Ф4	Научных и образовательных учреждений, научных и проектных организаций, органов управления учреждений
Ф5	Производственного или складского назначения

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

Источник: http://zinref.ru/000_uchebniki/03850pojarnoe_delo/005_Pozharnaya_bezopasnost_POSOBIE_konik_2016/008.htm

Огнестойкость дерева и способы ее повысить

Под огнестойкостью деревянной конструкции понимается временной промежуток, по истечении которого в условиях распространения пожара она сохраняет свою целостность (несущую способность и конструктивную устойчивость).

Предел огнестойкости деревянных конструкций в среднем составляет от 30-ти до 45-ти минут, что несколько превышает те же показатели для металлических сооружений. Однако в сравнении с аналогичным параметром для железобетонных сооружений по своей защищённости они значительно уступают последним.

Основные этапы горения древесины

Горение материала древесины может быть представлено в виде двух последовательных стадий. На первом этапе происходит сгорание продуктов разложения в газообразной форме, которое сопровождается образованием яркого пламени.

Вторая стадия этого процесса представляет собой беспламенное догорание образовавшегося на начальном этапе угля.

Определяющее влияние на огнестойкость деревянной конструкции (частного дома, например) оказывает первая из этих стадий, в течение которой создаются оптимальные условия для поддержания распространения горения.

Несмотря на ограниченность по времени этот процесс сопровождается выделением значительного количества тепла.

Какое-то время оба этих процесса протекают практически одновременно, после чего выделение газов прекращается, а гореть продолжает один только уголь. При этом скорость, с которой выгорает основная масса древесного материала здания, определяется следующими факторами:

• объемный вес всей конструкции;
• влажность исходного строительного материала;
• температура окружающей среды;
• соотношение свободных пространств к объёмам, занимаемым древесиной.

Более плотный по своей структуре древесный материал (дуб, например) сгорает медленнее, чем та же осина, что объясняется различием в их теплопроводности.

При воспламенении древесины с повышенным показателем влажности определённое количество тепла расходуется на испарение влаги. В результате этого на разложение материала тратится меньше тепловой энергии. Естественно, что сухая древесина с учётом всего изложенного сгорает намного быстрее.

Температура горения и способствующие факторы

Температура, достигаемая на первой стадии самовозгорания, заметно превышает тот же показатель для беспламенного периода сгорания продуктов разложения. На начальной стадии тонкий слой угля образуется лишь на поверхности древесины, и он сначала не горит, несмотря на то, что находится в раскалённом состоянии.

Дело в том, что на этом этапе практически весь кислород расходуется на поддержание пламени и имеет ограниченный доступ к другим продуктам сгорания. Уголь начинает разлагаться только с того момента, когда полностью завершается этап пламенного горения.

Температура возгорания древесного материала, обеспечивающая поддержание устойчивого горения, для большинства сортов составляет 250-300 градусов.

Наглядным примером такого расположения являются стропила и обрешётка кровель. Вследствие этого неизбежен их взаимный разогрев с одновременным усилением воздушной тяги в продольных направлениях.

Всё перечисленное заставляет строителей предпринимать специальные меры защиты древесных сооружений от воздействия открытых очагов огня.

Поведение конструкций во время пожара

Особенность разрушения деревянных конструкций состоит в том, что при непосредственном контакте с открытым огнём, они разрушаются (обугливаются) со средней скоростью один миллиметр в минуту.

Наименьший размер сечения, мм	Скорость обугливания древесины V, мм/мин
клееной	цельной
120 мм и более	0,6	0,8
Менее 120 мм	0,7	1,0

В результате этого исходное сечение изготовленных из дерева элементов уменьшается, а вместе с тем понижается их прочность. Следствием этих процессов является полное разрушение всех составляющих этих конструкций.

При рассмотрении характера поведения древесных структур необходимо учитывать конструктивные особенности используемого материала, который может быть представлен следующими разновидностями:

• однородная древесная масса;
• клеёные армированные балки;
• фанерные структуры.

Однородные материалы в условиях пожара проявляют себя обычным образом, рассмотренным выше. Что касается сложных по составу конструкций (балок перекрытия, например), изготавливаемых методом склейки – на их поведение при горении значительное влияние оказывает термостойкость используемых клеевых составов.

При правильно подобранном клее скорость разрушения этих строительных элементов заметно снижается. То же самое можно сказать и о фанерных материалах, признаками термического распада которых является их постепенное расслоение.

https://www.youtube.com/watch?v=CaO2MelWlOw

Если не учитывать особенности нарушения клеевых связей – во всём остальном они ведут себя как обычные однородные структуры.

Класс пожарной опасности без обработки

Класс пожарной опасности деревянных конструкций (без их предварительной обработки защитными составами) определяется степенью их активности при развитии пожарной ситуации.

Классификация по этому признаку осуществляется на основании действующего ГОСТа 30403-96 и предполагает деление сооружений по огнестойкости (или пожарной опасности, что одно и то же) на четыре категории: К0, К1, К2, К3.

Считается, что данная конструкция удовлетворяет нормативным требованиям, если фактический предел пожарной опасности соответствует или превышает (находится выше по рангу в таблице) нормируемого показателя.

Характеристики каждого их этих классов для сооружений с различной допустимой уязвимостью приводятся в таблице.

Класс пожарной опасности конструкций	Допускаемый размер повреждения конструкций, см	Наличие	Допускаемые характеристики пожарной опасности поврежденного материала
горючести	воспламеняем ости	дымообразующей способности
теплового эффекта	горения
вертикальных	горизонтальных
КО			н.д.	н.д.	—	—	—
К1	до 40 >40	до 25 >25	н.д. н.р.	н.д. н.д.	н.р. Г2	н.р. В2	н.р. Д2
К2	более 40, но до 80 то же	более 25, но до 50 то же	н.д. н.р.	н.д. н.д.	н.р. Г3	н.р. В3	н.р. Д2
КЗ	не регламентируется

Разбитые на группы данные, помимо указанной классификации, также различаются по характерным признакам воспламеняемости и горючести.

Конструктивные меры защиты

Огнезащитные меры в отношении большинства деревянных домов и других строений обеспечиваются соответствующими конструктивными решениями, а также за счёт их обработки специальными химическими реактивами (антипиренами).

Защищённость этого вида реализуется повышением массы отдельных элементов, исключением заострённых рёбер и сильно выступающих частей («острожка граней»), использованием лишённых пустот древесных элементов.

Применяются также термоустойчивые утеплители, огнезащита поверхностей деревянных конструкций специальными обмазками. Используются защитные покрытия в виде асбестоцементных (гипсолитовых) листовых заготовок и штукатурка толщиной до 1,5 сантиметра.

Дополнительные меры противодействия распространению пожара предполагают соблюдение норм формирования противопожарных разрывов.

К этому можно добавить разбивку строений специальными перегородками и соответствующее обустройство стенных проёмов (окон и дверей) и огнестойких кровель. Все эти меры позволяют усилить конструкцию в смысле её способности противостоять распространению пожара.

Защитные химические составы

Защиту посредством химических препаратов принято различать по степени проникновения антипиренов в обрабатываемые материалы. Согласно этому признаку они делятся на трудносгораемые и трудновоспламеняемые.

К первой категории принято относить элементы, пропитка которых защитными составами осуществлялась под давлением.

Трудновоспламеняемые заготовки отличаются повышенным содержанием антипиренов, поверх которых дополнительно наносится слой огнезащитной краски.

С основными видами антипиренов и их составом можно ознакомиться в таблице.

Все известные деревянные конструкции по показателю огнестойкости существенно отличаются от других сооружений.

При оценке уязвимости изготовленных на основе древесины домов или подсобных помещений важен учёт всех факторов, влияющих на защищённость каждого из составных элементов.

Помимо того, не следует забывать о таком важном параметре древесных конструкций, как предельная величина их огнестойкости.

Источник: https://ProtivPozhara.com/zaschita/teorija-stojkosti/ognestojkost-dereva