Анализ и оптимизация выбора огнезащитных покрытий строительных конструкций
|
Введение 3
Термины и определения 6
Перечень сокращений и обозначений 7
1 Анализ огнезащитных покрытий строительных
конструкций 8
1.1 Огнезащитные покрытия 8
1.2 Анализ огнезащитных покрытий строительных конструкций 16
2 Разработка рекомендаций по оптимизации выбора огнезащитных покрытий
строительных конструкций 25
2.1 Исследование и анализ методов выбора огнезащитных покрытий
строительных конструкций 25
2.2 Рекомендации по оптимизации выбора огнезащитных покрытий
строительных конструкций 30
3 Опытно-экспериментальная апробация предлагаемых методов оптимизации
выбора огнезащитных покрытий строительных конструкций 45
3.1 Программа создания и внедрения предлагаемых методов оптимизации
выбора огнезащитных покрытий строительных конструкций 45
3.2 Анализ и оценка эффективности внедрения предлагаемых методов
оптимизации выбора огнезащитных покрытий строительных конструкций 61
Заключение 66
Список используемой литературы 69
Приложение А Результаты огневого испытания 73
Термины и определения 6
Перечень сокращений и обозначений 7
1 Анализ огнезащитных покрытий строительных
конструкций 8
1.1 Огнезащитные покрытия 8
1.2 Анализ огнезащитных покрытий строительных конструкций 16
2 Разработка рекомендаций по оптимизации выбора огнезащитных покрытий
строительных конструкций 25
2.1 Исследование и анализ методов выбора огнезащитных покрытий
строительных конструкций 25
2.2 Рекомендации по оптимизации выбора огнезащитных покрытий
строительных конструкций 30
3 Опытно-экспериментальная апробация предлагаемых методов оптимизации
выбора огнезащитных покрытий строительных конструкций 45
3.1 Программа создания и внедрения предлагаемых методов оптимизации
выбора огнезащитных покрытий строительных конструкций 45
3.2 Анализ и оценка эффективности внедрения предлагаемых методов
оптимизации выбора огнезащитных покрытий строительных конструкций 61
Заключение 66
Список используемой литературы 69
Приложение А Результаты огневого испытания 73
Актуальность темы обусловлена необходимостью внедрения огнезащитных покрытий строительных конструкций. Обеспечение пожарной безопасности имеет огромное значение для любого гражданина, для владельцев собственности, для государства. Чрезвычайная пожарная ситуация, выведшая из-под контроля человека, представляет собой большую опасность и наносит значительный материальный ущерб, грозит здоровью и жизни людей. Достаточно часто в возникновении пожара виновен человек. Для предупреждения пожарных ситуаций создания необходимых условий безопасности применяются различные превентивные меры. Быстро развивающийся в современных условиях научный и технический прогресс предлагает модернизацию или совершенно новые технологии, что требует замены морально устаревшего оборудования. Такое оборудование более эффективно, более производительно, как правило, обладает более высокими скоростями, обладает повышенными требованиями к строительным конструкциям на выдерживание пожарных нагрузок.
Объект исследования: деятельность 3 ПСО ФПС ГПС ГУ МЧС России по Самарской области.
Предмет исследования: способы применения огнезащитных покрытий строительных конструкций.
Цель исследования: провести анализ и предложить оптимизацию выбора огнезащитных покрытий строительных конструкций с учетом параметров развития реального пожара.
Гипотеза исследования состоит в том, что повышение огнезащитных свойств покрытий строительных конструкций будет оптимизировано, если:
- провести экспериментальную оценку огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий с учетом параметров развития реального пожара на основе параметров эксплуатационной надежности строительных конструкций;
- на основании проведенных экспериментальных исследований выбрать оптимальное огнезащитное покрытие строительных конструкций.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- охарактеризовать теоретические аспекты огнезащитных покрытий строительных конструкций;
- провести анализ средств и способов для обеспечения огнезащиты покрытий строительных конструкций на объекте исследования;
- разработать способ применения огнезащитных покрытий строительных конструкций.
Теоретико-методологическую основу исследования составили: научные публикации, учебники, учебные пособия по теме исследования.
Базовыми для настоящего исследования явились также сведения, используемое в патентно-информационном анализе.
Методы исследования: статистический анализ, методы системного анализа, теории управления и имитационного моделирования.
Опытно-экспериментальная база исследования основана на базе 3 ПСО ФПС ГПС ГУ МЧС России по Самарской области.
Научная новизна исследования заключается в экспериментальной оценке огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий с учетом параметров развития реального пожара на основе параметров эксплуатационной надежности строительных конструкций.
Теоретическая значимость исследования заключается в возможности применить проведенный анализ результатов оценки огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий для реального повышения огнезащиты строительных конструкций.
Практическая значимость исследования заключается в том, что экспериментальные исследования оценки огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий позволят получить реальный эффект повышения огнезащиты строительных конструкций.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались:
- анализом публикаций российских и зарубежных авторов по теме исследования;
- изучением существующих технических разработок по теме исследования.
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в анализе существующих инженерных методах пожарообеспеченния, и применения отдельных решений в комплексном обеспечении пожарной безопасности рассматриваемых объектов.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования. Его результаты докладывались на следующих конференциях:
Участие в международной научной конференции технико-научного журнала «Точная наука» №149 (2023 год), выступление на тему: Огнезащита строительных конструкций.
На защиту выносятся:
- теоретическое обоснование применения параметров
эксплуатационной надежности строительных конструкций;
- выбор методики для оценивания эксплуатационной устойчивости огнезащитных покрытий, исследование влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность в соответствии с выбранными методиками.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, трех разделов, заключения, содержит 19 рисунков, 5 таблиц, список использованной литературы (38 источников). Основной текст работы изложен на 74 страницах.
Объект исследования: деятельность 3 ПСО ФПС ГПС ГУ МЧС России по Самарской области.
Предмет исследования: способы применения огнезащитных покрытий строительных конструкций.
Цель исследования: провести анализ и предложить оптимизацию выбора огнезащитных покрытий строительных конструкций с учетом параметров развития реального пожара.
Гипотеза исследования состоит в том, что повышение огнезащитных свойств покрытий строительных конструкций будет оптимизировано, если:
- провести экспериментальную оценку огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий с учетом параметров развития реального пожара на основе параметров эксплуатационной надежности строительных конструкций;
- на основании проведенных экспериментальных исследований выбрать оптимальное огнезащитное покрытие строительных конструкций.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- охарактеризовать теоретические аспекты огнезащитных покрытий строительных конструкций;
- провести анализ средств и способов для обеспечения огнезащиты покрытий строительных конструкций на объекте исследования;
- разработать способ применения огнезащитных покрытий строительных конструкций.
Теоретико-методологическую основу исследования составили: научные публикации, учебники, учебные пособия по теме исследования.
Базовыми для настоящего исследования явились также сведения, используемое в патентно-информационном анализе.
Методы исследования: статистический анализ, методы системного анализа, теории управления и имитационного моделирования.
Опытно-экспериментальная база исследования основана на базе 3 ПСО ФПС ГПС ГУ МЧС России по Самарской области.
Научная новизна исследования заключается в экспериментальной оценке огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий с учетом параметров развития реального пожара на основе параметров эксплуатационной надежности строительных конструкций.
Теоретическая значимость исследования заключается в возможности применить проведенный анализ результатов оценки огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий для реального повышения огнезащиты строительных конструкций.
Практическая значимость исследования заключается в том, что экспериментальные исследования оценки огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий позволят получить реальный эффект повышения огнезащиты строительных конструкций.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались:
- анализом публикаций российских и зарубежных авторов по теме исследования;
- изучением существующих технических разработок по теме исследования.
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в анализе существующих инженерных методах пожарообеспеченния, и применения отдельных решений в комплексном обеспечении пожарной безопасности рассматриваемых объектов.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования. Его результаты докладывались на следующих конференциях:
Участие в международной научной конференции технико-научного журнала «Точная наука» №149 (2023 год), выступление на тему: Огнезащита строительных конструкций.
На защиту выносятся:
- теоретическое обоснование применения параметров
эксплуатационной надежности строительных конструкций;
- выбор методики для оценивания эксплуатационной устойчивости огнезащитных покрытий, исследование влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность в соответствии с выбранными методиками.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, трех разделов, заключения, содержит 19 рисунков, 5 таблиц, список использованной литературы (38 источников). Основной текст работы изложен на 74 страницах.
Выбранная тема магистерской диссертации: «Анализ и оптимизация выбора огнезащитных покрытий строительных конструкций».
Пожар, как неконтролируемый процесс, сопровождается уничтожением ценностей, наносит не только материальный ущерб, но и экологический, несет угрозу здоровью и жизни граждан. Вопрос обеспечения пожаробезопасности зданий, строений - это очень важный для общества вопрос, поскольку процесс пожара и его ликвидация разрушает само строение, уничтожает отделочные материалы, снижает прочностные характеристики строительных конструкций. Для повышения огнестойкости сооружения строительные конструкции подвергают противопожарной обработке - наносится огнезащитное покрытие, которое позволяет сохранить при пожаре на определенное время характеристики несущих конструкций, элементов перекрытий, лестничных маршей. В настоящее время складывается такая ситуация, когда на вершине пирамиды по своей значимости находится проблема системы обеспечения пожарной безопасности. На сегодняшний день на государственном уровне субъекты, участвующие в законодательной деятельности, активно дискутируют по поводу того, насколько необходимо регламентировать на уровне национального законодательства требования, возлагающие на работодателей обязанность по производству непрерывной работы, направленной на достижение наивысшей безопасности персонала, одновременно принимая меры для адекватной охраны окружающей среды и экологии.
Во втором разделе исследования проведен анализ средств и способов для обеспечения огнезащиты покрытий строительных конструкций на объекте исследования, определены параметры эксплуатационной надежности строительных конструкций. Комплекс обследования строительных конструкций включает в себя следующие шаги:
- «первоначальное ознакомление с проектной документацией, рабочими и исполнительными чертежами, актами на скрытые работы;
- визуальный осмотр объекта, установление его соответствия проекту, выявление видимых дефектов (наличие трещин, протечек, коррозии металла, дефектов стыковых сварных и болтовых соединений), составление плана обследования здания или сооружения, проведение комплекса исследований неразрушающими методами;
- анализ состояния здания или сооружения и разработка рекомендаций по устранению выявленных дефектов» [32].
Для установления уровня эффективности огнезащитного покрытия была необходима организация специального испытания. Кроме данного испытания были проведены также эксплуатационные испытания, позволяющие установить влияние влажности, влияние агрессивных сред. В процессе испытания подвергали образец нагреву непосредственно в горящем огне на протяжении двух минут, после чего образец охлаждался.
По результатам испытаний можно сделать следующий вывод: применение огнезащитного покрытие №1 в следствие его неустойчивости к атмосферным условиям невозможно, данное покрытие не обладает заявленными автором патентного изобретения свойствами. Данный факт может иметь предположение, что автором технического предложения не проводились исследования на установление степени устойчивости защитного покрытия от воздействий атмосферных условий или использовались иные условия и способы оценок. Проведенные испытания показали низкий уровень огнезащитных свойств покрытия №2 на образце из металла, на основании чего можно утверждать, что его нельзя отнести к огнезащитным средствам. Можно предположить, что к данному факту имеет отношение адгезия низкого уровня между защитным покрытием и металлом. Проведенные исследования показали полную неустойчивость огнезащитного покрытия под номером 2 на металлическом образце при воздействии на него водой, агрессивной средой - покрытие было полностью уничтожено во время огневых, эксплуатационных испытаний и испытаний теплосменами. Нанесенное на деревянную поверхность огнезащитное покрытие под номером 2 показало неустойчивость при испытаниях, оно было разрушено водой, агрессивной средой. Оказанное действие теплосменами снизило огнезащитные свойства от 1 группы на 2. Проведенные опытные исследования с огнезащитным покрытием под номером 3 показали следующие результаты: под действием влаги, агрессивных сред, теплосменами изменился темп нагрева образцов (уровень температуры зафиксирован на отметке 250-300° C, тогда как образцы, не участвующие в эксплуатационных испытаниях, нагревались до 350° C. Данный факт доказывает наличие изменений, произошедших в огнезащитном средстве, однако они не оказали существенного влияния на огнезащитные свойства покрытия и на свойства адгезии. Оказанное влияние влагой снижает эффективность огнезащиты с 4 на 6 группу. Эксплуатационные условия не повлияли на свойства адгезии рассматриваемого покрытия. Можно сделать следующий вывод: характеристики огнезащитного покрытия №3 позволяют использовать его при заявленных эксплуатационных условиях.
Выбранные образцы из дерева были обработаны огнезащитным покрытием под номером 3, проведено огневое испытание. Выявлено уменьшение адгезии, что стало причиной снижения качества огнезащиты. При обработке металлических образцов огнезащитным покрытием №1 и №2 были установлены низкие уровни адгезии на них перед проведением лабораторных испытаний, по окончании их проведения образцы с покрытием №1 теряли свойства адгезии, образцы с покрытием №2 показали лучшие результаты по сравнению с тем, что было до начала эксплуатационных испытаний.
Следовательно, приведенные результаты проделанного исследования могут использоваться для установления эффективности огнезащитных покрытий, нанесенных на металлические поверхности, от воздействия на них факторов эксплуатации.
Пожар, как неконтролируемый процесс, сопровождается уничтожением ценностей, наносит не только материальный ущерб, но и экологический, несет угрозу здоровью и жизни граждан. Вопрос обеспечения пожаробезопасности зданий, строений - это очень важный для общества вопрос, поскольку процесс пожара и его ликвидация разрушает само строение, уничтожает отделочные материалы, снижает прочностные характеристики строительных конструкций. Для повышения огнестойкости сооружения строительные конструкции подвергают противопожарной обработке - наносится огнезащитное покрытие, которое позволяет сохранить при пожаре на определенное время характеристики несущих конструкций, элементов перекрытий, лестничных маршей. В настоящее время складывается такая ситуация, когда на вершине пирамиды по своей значимости находится проблема системы обеспечения пожарной безопасности. На сегодняшний день на государственном уровне субъекты, участвующие в законодательной деятельности, активно дискутируют по поводу того, насколько необходимо регламентировать на уровне национального законодательства требования, возлагающие на работодателей обязанность по производству непрерывной работы, направленной на достижение наивысшей безопасности персонала, одновременно принимая меры для адекватной охраны окружающей среды и экологии.
Во втором разделе исследования проведен анализ средств и способов для обеспечения огнезащиты покрытий строительных конструкций на объекте исследования, определены параметры эксплуатационной надежности строительных конструкций. Комплекс обследования строительных конструкций включает в себя следующие шаги:
- «первоначальное ознакомление с проектной документацией, рабочими и исполнительными чертежами, актами на скрытые работы;
- визуальный осмотр объекта, установление его соответствия проекту, выявление видимых дефектов (наличие трещин, протечек, коррозии металла, дефектов стыковых сварных и болтовых соединений), составление плана обследования здания или сооружения, проведение комплекса исследований неразрушающими методами;
- анализ состояния здания или сооружения и разработка рекомендаций по устранению выявленных дефектов» [32].
Для установления уровня эффективности огнезащитного покрытия была необходима организация специального испытания. Кроме данного испытания были проведены также эксплуатационные испытания, позволяющие установить влияние влажности, влияние агрессивных сред. В процессе испытания подвергали образец нагреву непосредственно в горящем огне на протяжении двух минут, после чего образец охлаждался.
По результатам испытаний можно сделать следующий вывод: применение огнезащитного покрытие №1 в следствие его неустойчивости к атмосферным условиям невозможно, данное покрытие не обладает заявленными автором патентного изобретения свойствами. Данный факт может иметь предположение, что автором технического предложения не проводились исследования на установление степени устойчивости защитного покрытия от воздействий атмосферных условий или использовались иные условия и способы оценок. Проведенные испытания показали низкий уровень огнезащитных свойств покрытия №2 на образце из металла, на основании чего можно утверждать, что его нельзя отнести к огнезащитным средствам. Можно предположить, что к данному факту имеет отношение адгезия низкого уровня между защитным покрытием и металлом. Проведенные исследования показали полную неустойчивость огнезащитного покрытия под номером 2 на металлическом образце при воздействии на него водой, агрессивной средой - покрытие было полностью уничтожено во время огневых, эксплуатационных испытаний и испытаний теплосменами. Нанесенное на деревянную поверхность огнезащитное покрытие под номером 2 показало неустойчивость при испытаниях, оно было разрушено водой, агрессивной средой. Оказанное действие теплосменами снизило огнезащитные свойства от 1 группы на 2. Проведенные опытные исследования с огнезащитным покрытием под номером 3 показали следующие результаты: под действием влаги, агрессивных сред, теплосменами изменился темп нагрева образцов (уровень температуры зафиксирован на отметке 250-300° C, тогда как образцы, не участвующие в эксплуатационных испытаниях, нагревались до 350° C. Данный факт доказывает наличие изменений, произошедших в огнезащитном средстве, однако они не оказали существенного влияния на огнезащитные свойства покрытия и на свойства адгезии. Оказанное влияние влагой снижает эффективность огнезащиты с 4 на 6 группу. Эксплуатационные условия не повлияли на свойства адгезии рассматриваемого покрытия. Можно сделать следующий вывод: характеристики огнезащитного покрытия №3 позволяют использовать его при заявленных эксплуатационных условиях.
Выбранные образцы из дерева были обработаны огнезащитным покрытием под номером 3, проведено огневое испытание. Выявлено уменьшение адгезии, что стало причиной снижения качества огнезащиты. При обработке металлических образцов огнезащитным покрытием №1 и №2 были установлены низкие уровни адгезии на них перед проведением лабораторных испытаний, по окончании их проведения образцы с покрытием №1 теряли свойства адгезии, образцы с покрытием №2 показали лучшие результаты по сравнению с тем, что было до начала эксплуатационных испытаний.
Следовательно, приведенные результаты проделанного исследования могут использоваться для установления эффективности огнезащитных покрытий, нанесенных на металлические поверхности, от воздействия на них факторов эксплуатации.
