Конструктивная защита с использованием антипирированной древесины

Полищук Е.Ю., Халепа П.В., Сивенков А.Б. Конструктивная защита с использованием антипирированной древесины /Полимерные материалы пониженной горючести. Сборник тезисов докладов IX международной конференции. 20-24 мая 2019 г. – Минск: Белорусский государственный университет, 2019 г. – С. 65-68

 

 

Конструктивная защита
с использованием антипирированной древесины

Полищук Е.Ю., Халепа П.В., Сивенков А.Б.

Академия ГПС МЧС России, г. Москва

 

Одной из ключевых задач системы пожарной безопасности является обеспечение необходимого уровня огнестойкости конструкций объектов строительства, обеспечивающих устойчивость зданий при пожарах в течении времени необходимого для безопасной эвакуации и проведения спасательных мероприятий подразделениями пожарной охраны. С этой целью многие строительные конструкции, независимо от того способны они гореть или нет, нуждаются в огнезащите. При этом на объектах I и II степени огнестойкости, в соответствии с требованиями п.5.4.3 СП 2.13130, для защиты стальных (с приведенной толщиной металла менее 5,8 мм) и железобетонных конструкций должна применяться исключительно конструктивная огнезащита.

Для этих целей традиционно применяются различные теплоизолирующие материалы на основе неорганических связующих или минеральных волокон. Ни один из вышеназванных способов защиты не является совершенным и имеет свои ограничения. Так, например, к недостаткам различных минерально-волокнистых теплоизолирующих материалов относится их склонность к слеживанию и осыпанию в процессе эксплуатации. Плитные материалы на основе неорганических вяжущих обладают относительно высокой удельной массой, что определяет формирование значительных нагрузок на строительные конструкции. Кроме того, в большинстве случаев такие материалы имеют относительно невысокие прочностные характеристики в отношении ударных нагрузок. Вместе с этим, применение неорганических материалов для целей огнезащиты предполагает дополнительную отделку внешних поверхностей, в том числе с использованием горючих материалов.

В качестве еще одного эффективного способа огнезащиты может быть предложено использование деревянных обшивок различной толщины и конфигурации. К основным потенциальным преимуществам древесины, как конструктивной защиты, относятся:

- способность клееных древесных материалов выполнять несущую функцию при нормальной эксплуатации и при стрессовых нагрузках, в условиях чрезвычайных ситуаций, не связанных с пожарами;

- высокие декоративно-эстетические характеристики древесины без дополнительной обработки;

- простота механической обработки и возможность получения бесшовных обшивок сложной конфигурации;

- деревянные конструкции в среднем в 1,5 – 1,7 раза легче, чем плитные материалы при одинаковой толщине.

К недостаткам древесины относится ее повышенная пожарная опасность, однако, данный недостаток может быть легко преодолен с использованием методов глубокой пропитки [1]. Кроме того, например, получившие широкое распространение вспучивающиеся огнезащитные покрытия, которые в ряде случаев наносятся на поверхность стальных конструкций толщиной более 2 – 3 мм, практически не имеют ограничений по применению несмотря на то, что характеризуются способностью гореть и выделять продукты термического разложения в условиях внешнего воздействия тепла пожара.

Механизм огнезащитного действия антипирированной древесины определяется ее высокими теплоизолирующими свойствами и реализуется за счет тепловой и эрозионной защиты с учетом протекания физико-химических процессов разрушения материала под влиянием интенсивных термодинамических воздействий, сопровождающихся уносом его массы.

Результаты исследований показывают, что даже без дополнительной обработки древесина способна обеспечивать высокую теплоизолирующую эффективность, сопоставимую с эффективностью плитных материалов. Так при воздействии стандартного температурного режима пожара на деревянную конструкцию толщиной 20 мм критическая для стальных конструкций температура (500 °С) достигается только через 40 минут (рисунок 1).

Глубокое антипирирование позволяет повысить устойчивость угольного слоя к окислительному разложению и, соответственно, увеличить время реализации теплоизолирующей функции со стороны деревянной обшивки. Как показывают результаты проведенных исследований через 40 минут огневого воздействия на необогреваемой стороне деревянной обшивки температура не превышает 120-180 °С (рисунок 2).

Рисунок 1. Динамика прогрева соснового бруса  на глубине 20 мм от обогреваемой поверхности

 

 

Рисунок 2. Динамика прогрева соснового бруса, импрегнированного огнезащитными составами 1, 2 и 3 на глубине 20 мм от обогреваемой поверхности

 

Таким образом, приведенные выше результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о возможности значительного снижения пожарной опасности древесного материала и повышения теплоизоляционных свойств образующегося угля [2, 3]. В этом плане представляются актуальными целенаправленные комплексные исследования возможностей древесины как элемента конструктивной огнезащиты для различных конструкций, в том числе для конструкций из негорючих материалов.

Литература

1. Нигматуллина, Д.М., Сивенков А.Б., Полищук Е.Ю., Стенина Е.И., Балакин В.М. Физико-механические и пожароопасные свойства древесины с глубокой пропиткой огнебиозащитными составами // Пожаровзрывобезопасность. — 2017. — Т. 25, № 10. — С. 30–40.

2. Арцыбашева О.В., Асеева Р.М., Полищук Е.Ю., Серков Б.Б., Сивенков А.Б. Огнестойкость деревянных конструкций с огнезащитными пропиточными составами // Технологии техносферной безопасности. Вып. 1 (77). 2018. С. 12-21. http://academygps.ru/ttb.

3. Нигматуллина Д.М., Полищук Е.Ю., Сивенков А.Б., Стенина Е.И., Балакин В.М. Пожарная опасность деревянных конструкций с глубокой пропиткой огнебиозащитными составами // Технологии техносферной безопасности. Вып. 3 (73). 2017. С. 64-71. http://academygps.ru/ttb.

Категория: Материалы IX конференции | Добавил: epyur (15.12.2020)
Просмотров: 67 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar