Оценка влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций
|
РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ЗАЩИТА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ ОГНЕЗАЩИТНЫМИ
СРЕДСТВАМИ 9
1.1 Огнестойкость металлических конструкций 10
1.2 Нормативные требования к огнестойкости зданий, сооружений и
строительных конструкций 16
1.3 Способы повышения пределов огнестойкости металлических
конструкций 18
1.4 Методы по определению влияния эксплуатационных факторов на
огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций 23
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ 38
2.1 Объекты исследования 38
2.2 Метод исследования 40
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА
СТОЙКОСТЬ ОГНЕЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ 43
3.1 Исследование влияния эксплуатационных физико-химических факторов на
стойкость огнезащитных покрытий 43
3.2 Оценка влияния эксплуатационных физико-химических факторов на
стойкость огнезащитных покрытий 52
4 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА
ОГНЕЗАЩИТНУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОКРЫТИЙ 54
4.1 Оценка огнезащитной эффективности 54
4.2 Анализ влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную
эффективность 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 68
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ЗАЩИТА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ ОГНЕЗАЩИТНЫМИ
СРЕДСТВАМИ 9
1.1 Огнестойкость металлических конструкций 10
1.2 Нормативные требования к огнестойкости зданий, сооружений и
строительных конструкций 16
1.3 Способы повышения пределов огнестойкости металлических
конструкций 18
1.4 Методы по определению влияния эксплуатационных факторов на
огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций 23
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ 38
2.1 Объекты исследования 38
2.2 Метод исследования 40
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА
СТОЙКОСТЬ ОГНЕЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ 43
3.1 Исследование влияния эксплуатационных физико-химических факторов на
стойкость огнезащитных покрытий 43
3.2 Оценка влияния эксплуатационных физико-химических факторов на
стойкость огнезащитных покрытий 52
4 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА
ОГНЕЗАЩИТНУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОКРЫТИЙ 54
4.1 Оценка огнезащитной эффективности 54
4.2 Анализ влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную
эффективность 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 68
Актуальность темы: В настоящее время в строительстве все чаще используется широкий ассортимент металлических конструкций. Это объясняется тем, что металлические конструкции отличаются быстрой и простой сборкой, а благодаря высокой прочности, надежности работы при различных видах напряженного состояния и долговечности, они способны воспринимать значительные нагрузки [32] .
Однако при большом количестве положительных свойств есть и отрицательные свойства металлических конструкций. С точки зрения пожарной безопасности - металлические конструкции не стойки к высоким температурам. Как известно, металл не горючий материал, но, тем не менее, под действием высоких температур в структуре металлов происходят изменения, что приводит к его деформации, и, как следствие, теряется несущая способность металлических конструкций. Во время пожара с повышением температуры прочностные характеристики стали значительно снижаются, что может привести к обрушению несущих металлических конструкций зданий и сооружений, и, как следствие, к гибели людей и значительному материальному ущербу. По данным МЧС РФ, за 2017 год в результате пожара было уничтожено более 34 тысяч строений [49].
Надежная защита строительных конструкций может быть обеспечена их огнезащитой. Качество огнезащитных средств подтверждается в форме сертификации. Но процедура сертификации огнезащитных средств для металлических конструкций подтверждает только соответствие на огнезащитную эффективность.
Необходимо отметить, что ряд огнезащитных средств работают в условиях воздействия эксплуатационных факторов: агрессивных сред, перепадов
температур, повышенной влажности и ультрафиолетового излучения и т.д. Однако при разработке огнезащитных средств основное внимание уделяется исследованию его огнезащитной эффективности, а показатели эксплуатационной устойчивости оцениваются в редких случаях. Одним из проблемных вопросов является исследование огнезащитных средств на показатели эксплуатационной устойчивости, так как для проведения ускоренных испытаний данных показателей не разработано соответствующих методик [38].
Безусловно, данные показатели можно проверить путем натурных испытаний, но они отличаются высокими трудоемкостью и временными затратами. Так как многие огнезащитные средства обладают сроком службы более 10 лет, а продолжительность испытаний соответствует прогнозируемому сроку
службы [11].
Таким образом, оценка влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий является актуальной проблемой, т.к. даже толстослойные покрытия (например, акрилатные толщиной 2 мм и более), работающие внутри сооружений, вынесенные из помещений в открытую атмосферу быстро утрачивают огнезащитную эффективность, а на открытых производственных площадках огнезащита многих технических сооружений еще более востребована, чем внутри помещений [50].
Следовательно, при эксплуатации металлических конструкций с огнезащитными покрытиями необходимо владеть достоверной информацией об устойчивости покрытия к воздействию внешних факторов среды.
Актуальность исследования выражена в необходимости изучения влияния условий эксплуатации на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций.
Цель работы: изучить влияние эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций.
Цель достигается выполнением следующих задач:
1. Изучить поведение металлических конструкций в условиях пожара и способы повышения их огнестойкости.
2. Осуществить поиск литературных источников, нормативно-технической
документации и патентов на огнезащитные составы для анализа существующих методик и способов оценки эксплуатационной устойчивости
огнезащитных покрытий.
3. Выбрать методику для оценивания эксплуатационной устойчивости огнезащитных покрытий;
4. Оценить эксплуатационную устойчивость огнезащитных покрытий для металлических конструкций в соответствии с выбранными методиками.
5. Разработать рекомендации о возможности применения выбранного метода для оценки эксплуатационной устойчивости огнезащитных покрытий для металлических конструкций.
Объектом исследования являются огнезащитные покрытия для металлических конструкций.
Предмет исследования - влияние эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций.
Научная новизна: в оценке влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций и установлении целесообразности применения методики ФГБУ ВНИИПО МЧС «Способы и средства огнезащиты древесины. Руководство» для металлических конструкций.
Апробация работы. Научные результаты, полученные в ходе проведения исследований, докладывались и обсуждались на международных научнопрактических конференциях:
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 3 статьи в сборниках: «Безопасность жизнедеятельности: проблемы и решения - 2017» материалы международной научно-практической конференции 25-26 мая 2017 г. ФГБОУ ВО «Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева», с. 239-242; "Научные исследования: теория, методика и практика" материалы III международной научно-практической конференции (Чебоксары, 19 ноября 2017 г.) ФГБОУ ВО «ЧГУ им. И.Н.Ульянова» с. 18-21; «Современные направления развития технологии, организации и экономики строительства» сборник научных трудов участников межвузовской научнопрактической конференции (12 апреля 2018 г.) Военная академия материально - технического обеспечения им. генерала армии А.В. Хрулёва с. 300-305.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы.
Объем работы: содержит 72 страницы машинописного текста, 8 таблиц, 20 рисунков. Библиографический список включает 50 источников.
Однако при большом количестве положительных свойств есть и отрицательные свойства металлических конструкций. С точки зрения пожарной безопасности - металлические конструкции не стойки к высоким температурам. Как известно, металл не горючий материал, но, тем не менее, под действием высоких температур в структуре металлов происходят изменения, что приводит к его деформации, и, как следствие, теряется несущая способность металлических конструкций. Во время пожара с повышением температуры прочностные характеристики стали значительно снижаются, что может привести к обрушению несущих металлических конструкций зданий и сооружений, и, как следствие, к гибели людей и значительному материальному ущербу. По данным МЧС РФ, за 2017 год в результате пожара было уничтожено более 34 тысяч строений [49].
Надежная защита строительных конструкций может быть обеспечена их огнезащитой. Качество огнезащитных средств подтверждается в форме сертификации. Но процедура сертификации огнезащитных средств для металлических конструкций подтверждает только соответствие на огнезащитную эффективность.
Необходимо отметить, что ряд огнезащитных средств работают в условиях воздействия эксплуатационных факторов: агрессивных сред, перепадов
температур, повышенной влажности и ультрафиолетового излучения и т.д. Однако при разработке огнезащитных средств основное внимание уделяется исследованию его огнезащитной эффективности, а показатели эксплуатационной устойчивости оцениваются в редких случаях. Одним из проблемных вопросов является исследование огнезащитных средств на показатели эксплуатационной устойчивости, так как для проведения ускоренных испытаний данных показателей не разработано соответствующих методик [38].
Безусловно, данные показатели можно проверить путем натурных испытаний, но они отличаются высокими трудоемкостью и временными затратами. Так как многие огнезащитные средства обладают сроком службы более 10 лет, а продолжительность испытаний соответствует прогнозируемому сроку
службы [11].
Таким образом, оценка влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий является актуальной проблемой, т.к. даже толстослойные покрытия (например, акрилатные толщиной 2 мм и более), работающие внутри сооружений, вынесенные из помещений в открытую атмосферу быстро утрачивают огнезащитную эффективность, а на открытых производственных площадках огнезащита многих технических сооружений еще более востребована, чем внутри помещений [50].
Следовательно, при эксплуатации металлических конструкций с огнезащитными покрытиями необходимо владеть достоверной информацией об устойчивости покрытия к воздействию внешних факторов среды.
Актуальность исследования выражена в необходимости изучения влияния условий эксплуатации на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций.
Цель работы: изучить влияние эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций.
Цель достигается выполнением следующих задач:
1. Изучить поведение металлических конструкций в условиях пожара и способы повышения их огнестойкости.
2. Осуществить поиск литературных источников, нормативно-технической
документации и патентов на огнезащитные составы для анализа существующих методик и способов оценки эксплуатационной устойчивости
огнезащитных покрытий.
3. Выбрать методику для оценивания эксплуатационной устойчивости огнезащитных покрытий;
4. Оценить эксплуатационную устойчивость огнезащитных покрытий для металлических конструкций в соответствии с выбранными методиками.
5. Разработать рекомендации о возможности применения выбранного метода для оценки эксплуатационной устойчивости огнезащитных покрытий для металлических конструкций.
Объектом исследования являются огнезащитные покрытия для металлических конструкций.
Предмет исследования - влияние эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций.
Научная новизна: в оценке влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций и установлении целесообразности применения методики ФГБУ ВНИИПО МЧС «Способы и средства огнезащиты древесины. Руководство» для металлических конструкций.
Апробация работы. Научные результаты, полученные в ходе проведения исследований, докладывались и обсуждались на международных научнопрактических конференциях:
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 3 статьи в сборниках: «Безопасность жизнедеятельности: проблемы и решения - 2017» материалы международной научно-практической конференции 25-26 мая 2017 г. ФГБОУ ВО «Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева», с. 239-242; "Научные исследования: теория, методика и практика" материалы III международной научно-практической конференции (Чебоксары, 19 ноября 2017 г.) ФГБОУ ВО «ЧГУ им. И.Н.Ульянова» с. 18-21; «Современные направления развития технологии, организации и экономики строительства» сборник научных трудов участников межвузовской научнопрактической конференции (12 апреля 2018 г.) Военная академия материально - технического обеспечения им. генерала армии А.В. Хрулёва с. 300-305.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы.
Объем работы: содержит 72 страницы машинописного текста, 8 таблиц, 20 рисунков. Библиографический список включает 50 источников.
В условиях пожара металл быстро теряет свою прочность, упругость и увеличивает пластичность. При высоких температурах также происходит увеличение деформаций ползучести, которые являются следствием увеличения пластичности металлов, что в конечном итоге приводит к потере несущей способности вплоть до разрушения зданий.
Использование большинства строительных металлических конструкций сопровождается необходимостью их огнезащиты для повышения предела огнестойкости. Средства огнезащиты можно разделить на несколько видов в зависимости от условий эксплуатации, толщины покрытия, поведения в условиях пожара. Для качественного выполнения огнезащиты учитываются различные факторы и выбирается соответствующий способ огнезащиты. ( или Применение того или иного способа огнезащиты определяется специфическими особенностями различных видом конструкций, областями их применения, значениями требуемых пределов огнестойкости, а также температурно- влажностыми условиями производства работ по огнезащите и эксплуатации этих конструкций).
Федеральным законом № 123 предусмотрено требование о наличии
информации об условиях эксплуатации средств огнезащиты. Проведенный анализ научной и нормативной литературы показал, что законодательно в России не установлено соответствующих стандартов и методик для оценки влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций.
В работе проведено исследование влияния эксплуатационных факторов на эффективность огнезащитных покрытий по металлу на основе руководства ФГБУ ВНИИПО МЧС «Способы и средства огнезащиты древесины. Руководство».
Проведенное исследование выявило влияние эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность. Время наступление предельного состояния всех исследуемых покрытий снизилось после воздействия эксплуатационных
факторов. Установлено, что огнезащитное средство № 1 не соответствует
заявленной характеристики - атмосферостойкость. Огнезащитное средство № 2 не устойчиво к эксплуатационным факторам. Огнезащитное средство № 3
соответствует заявленным условиям эксплуатации.
Проведенные эксперименты показали, что методика руководства ФГБУ ВНИИПО МЧС «Способы и средства огнезащиты древесины. Руководство» может быть применима к оценке влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций на начальном уровне. Испытания по данной методике простые в исполнении, не требуют сложного оборудования, что удобно для разработчика огнезащитного средства, позволяют разработчику в ходе создания огнезащитного средства постоянно испытывать и отслеживать изменение устойчивости огнезащитного средства.
Однако существует необходимость разработки единого государственного стандарта для оценки влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций, который будет использоваться при сертификации средств огнезащиты.
Использование большинства строительных металлических конструкций сопровождается необходимостью их огнезащиты для повышения предела огнестойкости. Средства огнезащиты можно разделить на несколько видов в зависимости от условий эксплуатации, толщины покрытия, поведения в условиях пожара. Для качественного выполнения огнезащиты учитываются различные факторы и выбирается соответствующий способ огнезащиты. ( или Применение того или иного способа огнезащиты определяется специфическими особенностями различных видом конструкций, областями их применения, значениями требуемых пределов огнестойкости, а также температурно- влажностыми условиями производства работ по огнезащите и эксплуатации этих конструкций).
Федеральным законом № 123 предусмотрено требование о наличии
информации об условиях эксплуатации средств огнезащиты. Проведенный анализ научной и нормативной литературы показал, что законодательно в России не установлено соответствующих стандартов и методик для оценки влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций.
В работе проведено исследование влияния эксплуатационных факторов на эффективность огнезащитных покрытий по металлу на основе руководства ФГБУ ВНИИПО МЧС «Способы и средства огнезащиты древесины. Руководство».
Проведенное исследование выявило влияние эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность. Время наступление предельного состояния всех исследуемых покрытий снизилось после воздействия эксплуатационных
факторов. Установлено, что огнезащитное средство № 1 не соответствует
заявленной характеристики - атмосферостойкость. Огнезащитное средство № 2 не устойчиво к эксплуатационным факторам. Огнезащитное средство № 3
соответствует заявленным условиям эксплуатации.
Проведенные эксперименты показали, что методика руководства ФГБУ ВНИИПО МЧС «Способы и средства огнезащиты древесины. Руководство» может быть применима к оценке влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций на начальном уровне. Испытания по данной методике простые в исполнении, не требуют сложного оборудования, что удобно для разработчика огнезащитного средства, позволяют разработчику в ходе создания огнезащитного средства постоянно испытывать и отслеживать изменение устойчивости огнезащитного средства.
Однако существует необходимость разработки единого государственного стандарта для оценки влияния эксплуатационных факторов на огнезащитную эффективность покрытий для металлических конструкций, который будет использоваться при сертификации средств огнезащиты.
