ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ЭФФЕКТИВНЫХ ОГНЕЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ

Введение
1 Методологические исследования огнезащитных составов для
строительных конструкций и материалов 12
1.1 Научные и практические результаты в строительстве,
области создания огнезащитных составов для строительных конструкций из древесины 12
1.2 Противопожарное нормирование 15
2 Исследования по созданию новых огнезащитных составов для
строительных конструкций и материалов из древесины 48
2.1. Обоснование компонентов для огнезащитного состава 48
2.1.1 Патентный анализ научных исследований по созданию огнезащитных составов
2.1.2 Обоснование выбранных компонентов 50
2. 2 Метод испытаний огнезащитных средств 54
3 Экспериментально-теоретические исследования огнезащитных
свойств разработанного состава 68
3.1. Исследования на моделях 6 8
3.2 Расчет потери массы испытуемых образцов 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 78
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 80
ПРИЛОЖЕНИЕ А Патентный обзор огнезащитных составов для строительных конструкций из древесины и материалов на ее основе 84

Купить

В России за 2018 год произошло более 133 тыс. пожаров, погибло людей более 7 тыс. человек, материальный ущерб от пожаров составил более 14 млн. Людские и материальные потери происходят за счет обрушения строительных конструкций. Поэтому большое внимание уделяется огнезащите конструкций, с целью предупреждения их преждевременного обрушения [14].
Классификация средств огнезащиты представлена на рисунке 1.
ОГНЕЗАЩИТНЫЕ СОСТАВЫ
1
Классификационные признаки
По виду средства По условиям эксплуатации По способу обработки
пропиточный состав краска, лак паста, обмазка комбинированный состав на открытом воздухе, под навесом в закрытом неотапливаемом помещении в закрытом отапливаемом помещении в специальных условиях введение в объем нанесение на поверхность конструктивный комбинированный

Рисунок 1 - Классификация огнезащитных составов
Средства огнезащиты классифицируются по:
- виду материала объекта огнезащиты;
- способу огнезащитной обработки;
- по условиям эксплуатации;
- виду огнезащитного покрытия;
В зависимости от вида материала средства огнезащиты подразделяются на средства, предназначенные для:

- древесины и материалов на ее основе;
- металла и изделий из него (воздуховодов и т.п.);
- тканей, нетканых материалов и ковровых покрытий;
- оболочек электрокабелей;
- полимерных и других материалов.
По способу огнезащитной обработки средства огнезащиты подразделяются на:
- пропиточные составы и антипирены;
- покрытия;
- комбинированные.
В зависимости от условий эксплуатации средства огнезащиты подразделяются на предназначенные для:
- сухих отапливаемых помещений;
- условий повышенной влажности;
- атмосферных условий;
- специальных условий.
Средства огнезащиты по виду огнезащитного покрытия подразделяются на:
- обмазки;
- краски и лаки пропиточные составы и
- антипирены [7].
Несущие балки, колонны и прочие элементы в условиях пожара могут вести себя практически непредсказуемо. Металл сохраняет свою крепость ровно до того времени, пока его температура равна температуре окружающей среды [33].
Огнезащита металлоконструкций заключается в том, что на поверхности металла создается специализированный теплоизолирующий экран, который способен удерживать высокие температуры. Такой экран значительно замедляет процесс нагревания металлических конструкций при
МД-02069964-20.04.01-09-19 Лист
7
Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Деревянные строительные конструкции получили огромное распространение и популярность в нашей стране. Они экологичны, долговечны, удобны, а главное — практичны с точки зрения доступности строительного материала. Однако у деревянных построек есть один ощутимый недостаток — они уязвимы в огне [17].
При температуре 270°С поверхность древесины обугливается с выделением дыма и токсичных продуктов термического разложения, а при температуре 300°С происходит возгорание. При этом скорость обугливания составляет 0,7 мм/мин, а линейная скорость распространения огня достигает 4,4 мм/мин. То есть строительные конструкции из дерева без специальной огнезащитной обработки поверхности имеют класс пожарной опасности не выше К3 и их в качестве несущих элементов можно применять только в зданиях класса конструктивной пожарной опасности не выше C2 [11].
Кабель представляет собой сложную многокомпонентную конструкцию, сочетающую в себе наличие горючих материалов (электроизоляция, оболочки кабелей и т.п.) и внутренних источников теплоты, в виде нагретых электрическим током токопроводящих жил, которые в аварийных режимах эксплуатации могут стать источниками возгорания и дальнейшего развития пожара [4].
Еще одним путем распространения пожара в зданиях могут стать кабельные каналы. Каждая комната, каждое помещение, все здание опутано и пронизано каналами разного сечения, заполненными кабелями и проводами, изоляция которых изготовлена из различных горючих материалов: резины, поливинилхлорида, полиэтилена. Эти материалы отлично горят, выделяя при этом различные химические соединения, многие из которых являются вредными, токсичными или даже ядовитыми. Защитой от распространения огня по кабельным каналам могут стать
Различают огнезащиту окружающего пространства от возможного возгорания кабелей, например, в результате короткого замыкания и огнезащиту самих кабельных линий от пожара, возникающего в здании от других источников возгорания.
Огнезащита кабельных линий является, наряду с огнезащитой несущих и ограждающих конструкций, обеспечивающих геометрическую устойчивость здания, одним из основных элементов системы пожарной безопасности объекта в целим.
Следовательно, основной задачей специалистов по огнезащите металла, древесины, кабельных линий в последние десятилетия стала разработка новых эффективных огнезащитных составов, позволяющих снижать температуру нагрева метала, возгорание и горение древесины, распространение огня, выделение газообразных токсичных продуктов при горении кабельных линий [9].
Создание новых огнезащитных составов требует решения ряда комплексных научных проблем физико-химии вяжущих и наполнителей при обычных температурах и влажности окружающей среды, при высоких температурах в условиях пожара, термодинамики, реакций в твердых фазах, тепло- и массопереноса в капилярнопористых телах, механики твердого тела.
Актуальность данной магистерской диссертации обусловлена тем, что проблема снижения пожарной опасности строительных конструкций и материалов в большинстве случаев решается за счет применения высокоэффективных огнезащитных средств. На современном этапе развития средств огнезащиты существует необходимость применения инновационных наноструктурных компонентов.
Степень разработанности проблемы
В последние десятилетия аспектами огнестойкости строительных конструкций посвящены труды Стрельчука Н. А., Таубкина С. И., Баратова
Цель и задачи диссертационного исследования
Целью диссертационного исследования являются создание нового высокоэффективного состава для древесины на основе недорогих материалов.
Его применение позволит повысить уровень пожарной безопасности строительных объектов.
Для достижения поставленной цели исследования необходимо было решить следующие задачи:
- провести анализ существующих средств огнезащиты;
- выявить достоинства и недостатки существующих средств огнезащиты;
- на основе проведенных анализов предложить новый огнезащитный состав для древесины и материалов на ее основе.
Объектом исследования выступают огнезащитные составы для древесины.
Предметом исследования является исследование пожарной опасности строительных конструкций и материалов при применении эффективных огнезащитных средств.
Теоретическая и методологическая основа исследования
Информационную основу исследования составили нормативно-правовые акты Российской Федерации и субъектов Федерации, официальные данные и документы, материалы Федеральной службы государственной статистики, научные публикации и публикации в СМИ, официальные интернет-сайты государственных институтов, документы органов государственной власти ряда стран и международных организаций, материалы конференций и семинаров и результаты собственных исследований.
- проведен патентный обзор огнезащитных составов;
- выявлены тенденции развития огнезащитных средств для строительных конструкций и материалов из древесины;
- изучена методика исследования огнезащитных составов и веществ для древесины и материалов на ее основе
- предложен новый огнезащитный состав для строительных конструкций из древесины и материалов на ее основе;
- определена огнезащитная эффективность разработанного состава.
Элементы научной новизны исследования состоят в следующем:
- определены способы повышения огнезащитной эффективности;
- предложен новый огнезащитный состав на основе наноразмерного структурного наполнителя.
Практическая значимость исследования обусловлена возможностью применения полученного огнезащитного состава для строительных конструкций из древесины и изделий на ее основе, использующихся в строительстве.
Апробация результатов исследования
Результаты научного исследования и предложения нашли свое отражение в статье «Повышение огнестойкости строительных конструкций зданий и сооружений за счет применения средств огнезащиты» [32].

Купить