Создание материалов пониженной горючести привело к повышенному выделению дыма и токсичных продуктов при разложении и горении. Серьезные последствия пожаров вызывают тревогу исследователей, которые изучают причины пожаров и условия пожаробезопасного применения материалов в строительстве! Разработка эффективных пожарно-профилактических мероприятий и успешное тушение возникших пожаров зависят от правильности и полноты оценки пожарной опасности материалов и систем в целом. Однако оценка пожароопасности по одному, двум параметрам, как правило, недостаточна.
Основным направлением обеспечения пожарной безопасности зданий, сооружений и предприятий является системный подход, связанный о анализом реальной пожарной опасности и разработкой соответствующих мер пожаротушения.
В настоящее время практически во всех промышленно развитых странах происходит пересмотр показателей пожарной опасности, связанный с повышением требований к их достоверности и точности, с исключением условных или практически неиспользуемых показателей, введением в систему оценки новых показателей, характеризующих важные стороны пожарной опасности и имеющих практическое применение.
Неадекватность испытаний, отсутствие в большинстве случаев корреляции между лабораторными испытаниями и условиями пожаров заставляют специалистов, работающих в области оценки характеристик пожароопасности материалов, разрабатывать новые методы, модифицировать уже имеющиеся.
В Великобритании, Франции, ФРГ и других странах созданы специальные службы для решения этих задач. В нашей стране аналогичные проблемы решает Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны. Повышение достоверности и точности значений показателей пожарной опасности может осуществляться по следующим направлениям: совершенствование экспериментальных методов, унификация и стандартизация их, разработка и совершенствование расчет-но-аналитических методов, оценка достоверности данных, их аттестация.
Использование маломасштабных методов испытаний в последние годы сопровождается многочисленными критическими замечаниями, вызванными тем, что результаты лабораторных испытаний не совпадают с условиями пожаров. Однако рациональное использование подобных методов помогает получить в лабораторных условиях обширную и ценную информацию о характеристиках пожароопасности исследуемых материалов. Независимо от масштаба испытаний получаемые данные должны быть четкими и не вызывать различного подхода в их использовании. Предполагается, что совершенствование методов исследований и создание точных моделей воспламенения и горения строительных материалов может привести к созданию маломасштабных методов, достаточно полно отражающих поведение строительных материалов при пожарах.
Введение в нашей стране основополагающего стандарта, регламентирующего пожарную безопасность объектов народного хозяйства, предъявляет новые требования к методам оценки пожарной опасности материалов. Для принятия обоснованных инженерных решений при разработке систем предотвращения пожаров и пожарной защиты необходимо располагать сведениями об условиях воспламенения, горения и тушения.
В настоящее время оценка пожарной опасности строительных материалов в мировой практике производится более чем по 200 методам. Многообразие подходов в исследовании пожароопасности материалов определяется не столько различными их химическими и физическими свойствами, сколько условиями их применения в строительстве.
В связи с тем, что национальные системы пожарной опасности имеют свои особенности, они рассмотрены в отдельности.
2.1. Система оценки, принятая в Советском Союзе
В Советском Союзе разработана унифицированная система оценки пожарной опасности веществ и материалов, учитывающая их агрегатное состояние, регламентированная ГОСТ 12.1.044—84*, в котором приведены основные показатели пожарной опасности, указана область их применения и рекомендуемые методы их определения.
Под пожарной опасностью понимают возможность возникновения и развития пожара с вовлечением в него окружающих материалов. К пожароопасным материалам относят те, которые могут возгореться от малокалорийных источников зажигания и способствовать быстрому развитию пожара.
Разработка эффективных пожарно-профилактических мероприятий и успешное тушение возникающих пожаров зависят от полноты оценки пожарной опасности материалов, а также от правильности применения получаемых показателей пожароопасности. При разработке систем обеспечения пожаробезопасности следует устанавливать перечень показателей, необходимых для оценки пожарной опасности в конкретных условиях.
При оценке пожарной опасности строительных материалов необходимо учитывать возможность изменения физико-химических свойств при длительном хранении, в условиях эксплуатации, при нагреве и контакте с химически активными веществами.
Существенные изменения пожароопасных характеристик могут произойти в результате воздействия агрессивных сред.
Перечень показателей, необходимых для оценки пожароопасности материалов и объектов, в целом определяется разработчиком систем обеспечения пожаробезо-пасности.
Значения показателей пожаровзрывобезопасности включаются в раздел «Требования безопасности» стандартов и технических условий на материалы, в нормативно-техническую документацию, регламентирующую пожаровзрывобезопасность технологических производств и строений. Кроме указанных в основополагающем стандарте показателей, допускается определение других, более детально характеризующих пожарную опасность применяемых материалов.
В настоящем разделе рассмотрена система оценки строительных материалов, принятая в России
(табл. 2.1).
Таблица 2.1. Схема испытания строительных материалов иа пожарную опасность
К твердым материалам согласно ГОСТ 12.1—044—84* относят материалы, имеющие температуру гтавления (каплепадения) выше 50 0С.
В связи с увеличением объема полимерных композиционных материалов, внедряемых в строительство, введение комплексной стандартизованной оценки пожароопасности в нашей стране явилось своевременным и обоснованным. Все большее значение приобретает внедрение в практику оценки пожароопасности международных стандартов, разработка которых осуществляется специальными комитетами ИСО и СЭВ. Решение проблемы пожаробезопасности состоит также в познании специалистами сложных физико-химических процессов и законов, обуславливающих поведение материалов, конструкций и систем в целом при пожаре, а также в разработке таких испытаний, которые дают информацию, позволяющую прогнозировать поведение материала (системы) при возникновении, развитии и тушении пожара.
Повышение уровня надежности оцениваемых данных по стандартным методам, разработка соответствующих руководящих норм, справочников, стандартов по терминологии и инструкции на базе накапливаемого фонда данных характеристик пожароопасности являются важным делом в общей системе обеспечения пожарной безопасности народного хозяйства 6 нашей стране.
Основным классификационным показателем для строительных материалов в странах СЭВ является горючесть. По горючести строительные материалы разделяют на три группы:
·
негорючие (несгораемые) — материалы, не способные к горению в воздухе нормального состава (СТ СЭВ 382—76);
·
трудногорючие (трудносгораемые) — материалы, способные загораться под воздействием источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления (СТ СЭВ 2437—80);
·
горючие (сгораемые) материалы, способные к самостоятельному горению в воздухе нормального состава. Группу материалов, не соответствующих требованиям указанных стандартов СЭВ, относят к горючим.
Единая терминология для противопожарных норм строительного проектирования в рамках СЭВ изложена в стандарте (СТ СЭВ 383—76).
В связи с тем, что подробно методы испытаний на пожарную опасность будут рассмотрены ниже, они в данной главе не приводятся.
2.2. Зарубежные системы оценки пожарной опасности материалов
Система, принятая в США. В США применяется более 100 методов для оценки пожарной опасности полимерных и строительных материалов. Такое большое количество разнообразных методов испытаний объясняется стремлением более полно учесть факторы, влияющие на процессы воспламенения и горения; физические и химические свойства исследуемого материала; поведение его при нагреве; расположение источника зажигания и т. д. Однако все эти мергоды можно свести к определению основных, наиболее часто применяемых показателей: горючести, воспламеняемости, скорости тепловыделения, сопротивления воздействию пламени, скорости распространения фронта пламени по поверхности материала, дымообразования, токсичности продуктов горения.
Методики определения показателей пожарной опасности подразделяются на исследовательские и приемочные. Методики первой группы применяются при разработке составов новых материалов с заданными свойствами и для контроля сохранности контролируемых характеристик пожароопасности.
Методики второй группы предназначены для классификации материалов и области их применения на основе законодательств различных штатов. На первом этапе испытаний на пожарную опасность производится разделение материалов на негорючие и горючие. Негорючие материалы дальнейшим испытаниям не подвергаются. Для горючих материалов определяют: температуру вспышки и самовоспламенения, скорость распространения пламени по поверхности материала, дымообразующую способность и токсичность продуктов горения. В системе оценки предусмотрено изучение влияния процесса естественного старения материалов, находящихся в эксплуатации, на их пожарную опасность. В США отсутствует единый государственный стандарт для оценки пожарной опасности материалов, а имеются несколько систем стандартов, также отсутствуют государственные единые нормативные документы;
регламентирующие пожарную безопасность при производстве, хранении и применении материалов. В каждом конкретном случае вопросы пожарной безопасности решаются на основе законодательств отдельных штатов.
Таблица 2.2. Классификация строительных материалов по скорости распространения пламени, принятая в США
Наиболее распространенным в США является стандарт NFPA 255-72, в котором классификационным критерием является скорость распространения пламени по поверхности материала (табл. 2.2).
Система, принятая в Великобритании. В Великобритании разработана унифицированная система оценки пожарной опасности строительных материалов, объединенная государственными стандартами BS 476. Первоначально все материалы оцениваются на горючесть (BS 476, Part. 4) и подразделяются на горючие и негорючие, последние дальнейшим испытаниям не подвергаются.
Для горючих материалов определяют следующие характеристики: воспламеняемость, тепловыделение, скорость распространения пламени по поверхности материала, дымообразование, токсичность продуктов горения. Классификационным показателем оценки пожарной опасности для облицовочных материалов является скорость распространения пламени, определяемая в соответствии со стандартом (BS 476, Part. 7).
Классификация строительных материалов по скорости распространения пламени представлена в табл. 2.3.
Пожарное законодательство в Великобиртании охватывает в основном два направления в общей системе обеспечения пожарной безопасности в строительстве: предотвращение распространения пожара в пределах здания и за его пределами; защита людей от пожара, находящихся в здании.
Сочетание этих двух подходов в сфере законодательств создает основу для принятия профилактических мер противопожарной защиты зданий и обеспечения безопасности людей в случае возникновения пожара. Нормативные требования по организации пожарной профилактики в строительстве находятся в компетенции национальных Строительных правил, стандартов, инструкций и постановлений местных властей. В Великобритании нет единых Строительных Норм и Правил, которые бы регламентировали общие государственные требования пожарной безопасности в строительстве.
Отсутствует также единый государственный орган, который в масштабе страны осуществлял бы строгий контроль и надзор за соблюдением установленных мер противопожарной защиты существующих зданий и обеспечением требований пожарной безопасности в период их проектирования н строительства. Применение материалов в строительстве устанавливается строительными нормами Англии, Уэльса и Шотландии.
Таблица 2.3. Классификация строительных материалов по стандарту (ВS 476)
Система, принятая во Франции. Во Франции для оценки пожарной опасности строительных материалов предусмотрена государственная система стандартов (NFP 92-501-507).
В зависимости от толщины материала (термически толстые и термически тонкие)
установлены различные типы испытаний. Для плавящихся материалов и разрушающихся в процессе огневых испытаний предусмотрен отдельный метод и своя классификация (NFP 92-507). Стандартные методы испытаний на пожарную опасность учитывают применение материалов. Так, метод (NFP 92-505) предназначен для испытания материалов, используемых для облицовки потолков, а стандарт (NFP 92-506) применяется для материалов, служащих в качестве покрытий полов.
Первоначальную оценку любого материала проводят на соответствие классу Ml (NFP 92-501). Если материал соответствует требованиям этого класса, то он подлежит испытанию на соответствие группе негорючих материалов, т. е. классу МО в калориметрической бомбе согласно стандарту (NFM 03-005). Если материал не отвечает требованиям классов МО и M1, то он испытывается по другим, предусмотренным стандартами методам для установления его окончательной классификации. Материал относят к негорючим, если низшая теплотворная способность i≤2520 Дж/кг.
В системе оценки пожарной опасности, принятой во Франции, предусмотрено повторное испытание материалов, находившихся в условиях эксплуатации, т. е. после естественного старения.
В табл. 2.4 приведены классификации материалов, не разрушающихся в процессе испытания, а в табл. 2.5 — для разрушающихся (плавящихся).
Таблица 2.4. Классификация материалов толщиной более 5 мм, не разрушающихся в процессе испытания
Таблица 2.5. Классификация материалов, разрушающихся (плавящихся) в процессе испытания
Во Франции основным фактором при оценке пожароопасности строительных материалов, предназначенных для жилых зданий, является определение воспламеняемости, для общественных зданий — скорость распространения пламени по поверхности материала.
Применение материалов в строительстве регламентируется французскими нормами.
Система, принятая в ФРГ. Основополагающим документом, определяющим пожарную опасность строительных материалов и элементов конструкций в ФРГ, является государственный стандарт (DIN 4102—70). Применяемые методы испытаний предназначены для оценки характеристик пожароопасности материалов и элементов конструкций. В основу классификации положено разделение материалов на негорючие и горючие. Горючие материалы классифицируются по воспламеняемости.
Классификация строительных материалов согласно DIN 4102—70 приведена в табл. 2.6.
Кроме указанных характеристик пожарной опасности строительных материалов, в ФРГ предусмотрена оценка их на дымообразование и токсичность продуктов горения.
Следует отметить, что показатели токсичности и дымообразования еще не обоснованы в полной мере и поэтому не нашли отражения в соответствующих нормативных документах.
Таблица 2.6. Классификация строительных материалов в соответствии с DIN 4102*-70
Приведенный анализ систем оценки пожарной опасности строительных материалов в промышленно развитых странах Россия, США, Великобритании, Франции и ФРГ показал, что в основном в национальных системах уже определился основной перечень показателей пожарной опасности горючесть, воспламеняемость, скорость распространения пламени по поверхности материала, дымообразование и токсичность.
Несмотря на успехи в разработке единых показателей пожароопаснооти для строительных материалов, следует отметить, что подходы в мировой практике к оценке по-жароопасности еще имеют существенные различия, методы и условия испытаний неадекватны, и поэтому получаемые результаты невозможно интерпретировать однозначно и прогнозировать на их основе поведение материалов в условиях пожара. Подтверждением неблагополучного состояния в этой проблеме могут служить данные об увеличении во всех странах мира числа пожаров. Основное значение в этом росте имеет значительное увеличение полимерных материалов в строительстве, электроннонасыщенность квартир и сооружений.
Катастрофические пожары за последние годы произошли в больницах, гостиницах, торговых центрах, на предприятиях общественного питания. Поэтому все большую значимость приобретает внедрение в практику международных стандартов оценки пожароопасных показателей материалов, разработка которых осуществляется специальными комиссиями ИСО и СЭВ.
ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
А.Н. БАРАТОВ, Р.А. АНДРИАНОВ, А.Я. КОРОЛЬЧЕНКО, Д.С. МИХАЙЛОВ, В.А. УШКОВ, Л. Г. ФИЛИН
Стройиздат, 1988 |
