Полищук Е.Ю., Авдеенко К.Н., Кенжехан С.К., Сивенков А.Б., Бутузов А.Б. Легкая конструктивная огнезащита деревянных конструкций /Полимерные материалы пониженной горючести. Сборник тезисов докладов IX международной конференции. 20-24 мая 2019 г. – Минск: Белорусский государственный университет, 2019 г. – С. 62-65

Легкая конструктивная огнезащита деревянных конструкций

Е.Ю. Полищук¹, К.Н. Авдеенко¹, С.К. Кенжехан², А.Б. Сивенков¹, А.Б. Бутузов³

¹ Академия государственной противопожарной службы МЧС России, Москва, Россия
² КЧС МВД Республики Казахстан ДЧС Алматинской области ОЧС Илийского района
³ ООО «Рус Корда»», Москва, Россия

В последние десятилетия во всем мире отмечается существенный рост интереса к использованию конструкционных возможностей древесины. Уже сегодня можно говорить, что благодаря развитию технологий производства различного рода древесных композиционных материалов, лишенных большинства недостатков, характерных для цельной древесины, уровень замещения бетонных и стальных конструкций будет только расти. 

Вместе с тем, во всем мире признается и повышенный уровень угроз, исходящих от материалов на основе древесины, в первую очередь с точки зрения вероятности их участия в возникновении и развитии пожаров.

В промышленно развитых зарубежных странах основным решением проблемы повышенной пожарной опасности деревянных конструкций сегодня становится повсеместное обязательное использование систем активной противопожарной защиты, позволяющих минимизировать последствия пожара на начальной стадии, и конструктивной огнезащиты с использованием тяжелых плитных материалов на основе гипсового или магнитного связующих.

Применение данных решений действительно позволяет значительно снизить число пожаров и уровень негативных последствий от них, однако, только после полного завершения строительства и ввода всех систем в эксплуатацию. Пожары, происходящие на стадии строительства, в большинстве случаев заканчиваются полным уничтожением объекта.

В России и странах таможенного союза упор традиционно делается на системы пассивной защиты, что значительно ограничивает возможности развития деревянного домостроения. Традиционно в отечественных нормах фигурируют требования к обработке деревянных конструкций составами I и II группы огнезащитной эффективности, которые, тем не менее, в соответствии с теми же нормами, не оказывают влияния на квалификационную принадлежность обработанных конструкций к определенному классу пожарной опасности и характеристики их огнестойкости. Кроме того, все предлагаемые сегодня на рынке средства неконструктивной огнезащиты имеют значительные ограничения по сроку и условиям эксплуатации, повторная же обработка не всегда реализуема на практике.

Решение проблемы может быть достигнуто несколькими традиционными способами, во-первых, это может быть глубокая пропитка деревянных элементов, что применимо к новым объектам, но, однако, не может быть применимо в дальнейшем для повторной обработки, если огнезащитный эффект будет утрачен в период эксплуатации.

Во вторых, так же как и в ведущих странах мира можно прибегнуть к повсеместному использованию для целей огнезащиты плитных теплоизолирующих материалов, однако в этом случае отсутствует защита конструкций на стадии строительства, кроме того определяются предпосылки для формирования условий скрытого развития пожаров под огнезащитной обшивкой, в случае локального нарушения ее целостности в процессе эксплуатации. Вместе с этим, упор на тяжелую конструктивную защиту ведет к значительному увеличению нагрузок на несущие элементы зданий и фундамент и, соответственно, к удорожанию строительства.

Альтернативой первым двум решениям может стать развитие технологий и рынка производства легких конструктивных огнезащитных покрытий пленочного типа, которые могут сочетать в себе свойства пропитывающих (за счет применение огнезащитных клеевых систем), вспучивающихся и конструктивных систем.

К главным преимуществам пленочных покрытий относится то, что они могут наноситься на древесные композиционные материалы конструкционного назначения в условиях как производственного технологического процесса путем введения стадии ламинирования, без изменения основной технологии производства, обеспечивая безопасность объекта защиты уже на стадии строительства, так и непосредственно на строительной площадке. Применение же для производства таких покрытий неорганической основы практически полностью снимает вопрос по длительности эксплуатации огнезащиты.

В качестве возможных примеров эффективного использования пленочных покрытий для огнезащиты древесины, материалов и конструкций на ее основе можно представить результаты испытаний покрытий на основе фольгированных, обработанных карбонизующимися составами и необработанных стеклотканей на их способность препятствовать воспламенению и распространению горения за пределы зоны прямого огневого воздействия.

В первом случае результаты испытаний по методике ГОСТ 30402-96 показывают, что применение чистых и обработанных карбонизирующимися составами тканей позволяет обеспечить уверенный перевод древесных материалов в группу воспламеняемости В2, с критической плотностью теплового потока не менее 20 кВт/м².

Применение фольгированных покрытий, наносимых на поверхность ориентированных стружечных плит с использованием промышленно выпускаемых клеевых систем на основе ПВА, позволяет повысить класс воспламеняемости до В1 с критической плотностью теплового потока не менее 35 кВт/м². Интересно отметить, что при тепловом потоке 30 кВт/м² фольгированные покрытия в течении не менее чем 15 минут способны обеспечить защиту древесины от обугливания при действии излучающего источника тепла (рисунок 1).

Рисунок 1. Состояние образца ОСП с фольгированным покрытием

после испытаний на воспламеняемость при тепловом потоке 30 кВт/м²

Оценка способности стеклотканных материалов, пропитанных карбонизующимися огнезащитными составами на основе модифицированных полисахаридов [1] противостоять распространению горения за пределы зоны огневого воздействия стандартного температурного режима пожара, осуществлялось с использованием установки для теплофизических испытаний и результаты были подробно рассмотрены в статье [2]. В частности, в ходе испытаний было установлено, что применение пленочных покрытий позволяет значительно снизить степень повреждения конструкций (рисунок 2).

                               а)                                   б)                             в)

Рисунок 2. Внешний вид образцов без огнезащиты (сверху) и с огнезащитным пленочным покрытием (снизу) после удаления угольного слоя: а) вид со стороны экспонируемой поверхности; б) вид сбоку; в) вид со стороны верхней (необогреваемой) поверхности

Резюмируя результаты проведенных исследований можно говорить о том, что развитие технологии производства и применения пленочных покрытий имеет значительный технический и коммерческий потенциал, что позволяет предложить их использование как для снижения пожарной опасности материалов и конструкций из древесины, так и для повышения огнестойкости деревянных строительных конструкций.

Литература

1. Асеева Р.М., Сахаров П.А., Сахаров А.М. Физико-химические характеристики окисленных полисахаридов/Химическая физика, Т.28, №9 – 2009. с. 89-96

2. Polishchuk E.Yu., Sivenkov A.B., Kenzhehan S.K. Heating and charring of timber constructions with thin-layer fire protection/ Magazine of Civil Engineering, № 5, 2018 – Pp.3-14

СМОТРЕТЬ СОДЕРЖАНИЕ СБОРНИКА