Категорії приміщень за вибухопожежною і пожежною небезпекою 4 страница

вачу всередині конструкцій, виділенням великої кількості газоподібних продуктів розкладу полімерних матеріалів.

Все більш широке використання в приміщеннях будівель та споруд знаходять килимові покриття та текстильні матеріали підлог. Більшість з них вельми пожежонебезпечні, тому що є горючими матеріалами, мають високу димотворну здатність, при горінні виділяють токсичні продукти.

§ 40. Способи підвищення вогнестійкості залізобетонних конструкцій

Межу вогнестійкості залізобетонних конструкцій можна збільшити шляхом впровадження відповідних конструктивних рішень та використання матеріалів з покращеними термоміцними характеристиками. До конструктивних рішень належать:

збільшення площі перетину конструктивних елементів;

зниження навантажень на несучі конструкції;

збільшення товщини захисного шару бетону для поздовжньої розтягнутої арматури в елементах конструкцій, що працюють на прогин та розтягнення;

зміна умов обігріву конструкцій під час пожежі;

зміна схеми обпирання й роботи конструкції.

У процесі забезпечення потрібних меж вогнестійкості панельних конструкцій із залізобетону слід звертати увагу на захист вузлів кріплення та навішення панелей, герметизацію стиків між панелями. Рівень захисту вузлів кріплення, а також забивання прогалин в місцях прилягання навісних та самонесучих стін до елементів будівель мають забезпечувати межу вогнестійкості не нижче потрібного для конструкції в цілому.

§ 41. Методи захисту несучих металевих конструкцій

Щоб обмежити зниження міцності металевих конструкцій в умовах пожежі необхідно зменшити швидкість їх нагріву. Для цих цілей використовують спеціальний вогнезахист.

Використовують два методи захисту металевих конструкцій: тепловідвід та теплоізоляцію.

Тепловідвід здійснюється охолодженням порожнистих сталевих конструкцій рідиною, що циркулює, та заповненням порожнистих колон бетоном. У ряді зарубіжних країн побудовані будівлі з металевими каркасами, які заповнюються водою для збільшення межі їх вогнестійкості. Водою заповнюють колони каркаса будівлі, в окремих випадках - й балки перекриттів. Для цих цілей використовують воду з антикорозійними добавками, а для неопалювальних будівель - антифриз. Такі системи можуть бути з разовим наповненням під час пожежі, з постійним заповненням водою з природною або примусовою циркуляцією. Межа вогнестійкості захищених таким чином конструкцій, залежно від їх товщини та швидкості руху води, може досягати двох годин.

Для вогнезахисту методом теплоізоляції, в основному, використовують три способи:

збільшення товщини захисного шару шляхом обкладення цеглою, бетонуванням, штукатуренням;

встановлення теплоізолювальних облицювань (екранів); нанесення вогнезахисних покриттів.

Традиційним способом вогнезахисту сталевих колон є облицювання (обкладення) їх цеглою (рис. 6.6).

Рис. 6.6. Облицювання колони цеглою

Щоб запобігти руйнуванню цегляної кладки внаслідок неоднакового теплового розширення колони та кладки, між ними влаштовують невеликий зазор. Саму кладку армують за допомогою сталевих анкерів, які зварюють із захисної конструкцією.

Облицювання сталевих колон у півцеглини зберігається при всіх вогневих випробуваннях та забезпечує захист колон протягом 5 год. Колони, обкладені у чверть цеглини, за результатами випробувань, мали межу вогнестійкості 2 год 10 хв. У той же час, якщо в таких колонах простір між облицюванням та сталевим стрижнем заповнюють бетоном, шлаком, іншими негорючими матеріалами, то межа вогнестійкості такої конструкції може бути збільшена до 3 год.

Для захисних облицювань найчастіше використовують легкий бетон, керамічну цеглу, збірні плити з легких бетонів, порожнисте керамічне каміння, гіпсові, азбоцементні, скловолокнисті та мінеральні плити, штукатурку.

Вогнезахисні штукатурки виготовляють із суміші порожнистого заповнювача (перліт, вермикуліт) та в'яжучої речовини (цемент, вапно, гіпс, рідке скло). Способи захисту металевих конструкцій штукатуркою показані на рис. 6.7.

Рис. 6.7. Захист металевих конструкцій штукатуркою:

а - з використанням плоскої сітки; б - з використанням Г-подібних шпильок; в -колони двотаврового перетину; г - балок

Перед нанесенням штукатурки металеві конструкції ретельно очищують від бруду та іржі та армують сталевою сіткою 3 з розміром вічка до 100 мм, прикріпленою до захищуваної конструкції 2 анкерами 1 на відстані 10 мм від її поверхні. При використанні об'ємної сітки 5 (сітки рабиця) її можна накладати безпосередньо на поверхню конструкції.

При нанесенні штукатурки методом напівсухого торкретування в якості армуючих елементів можна використовувати Г-подібні шпильки 4, виконані з дроту діаметром 3-4 мм та завдовжки не менше 80 мм, які кріпляться до захищуваної поверхні з кроком 200 мм та після приварювання відгинаються таким чином, щоб відстань від її кінцевих крайок до поверхні конструкції не перевищувала 10 мм. Кінці шпильок, суміжні з кутами конструкції, повинні виступати за крайки грані на 10 мм.

Колони та балки, виконані зі швелера або двотавра поличками назовні, перед кріпленням армуючої сітки 5 обертають склотканиною або фольгою 6, які закривають порожнини та знижують витрати теплоізоляційних матеріалів. З метою збільшення жорсткості облицювання використовують армований каркас 7.

Шар штукатурки завтовшки 25 мм, нанесений по металевій сітці, підвищує межу вогнестійкості сталевої колони до 50 хв, а шар товщиною 50 мм - до 2 год.

Вогнезахисні штукатурки наносять як на заводі, де виробляють будівельні конструкції, так і безпосередньо на новобудові вручну або механізованими способами.

Для захисту металевих конструкцій широко використовують різні теплоізоляційні плити, виконані з керамзиту, вермикуліту, мінеральної вати, керамічного волокна, азбоцементу. Межа вогнестійкості сталевої колони, захищеної гіпсовими плитами завтовшки ЗО мм та шаром штукатурки 20 мм, досягає 2 год. До недоліків такого захисту слід віднести усадку гіпсових плит та наступне їх завалення при пожежі. Причиною усадки є фізико-хімічні процеси, які протікають у гіпсі під час нагрівання. Цю властивість плит усувають шляхом додання до гіпсу дрібного шлаку або деревної тирси об'ємом 2%.

Азбоцементні плити завтовшки 40 мм з шаром штукатурки 20 мм забезпечують захист сталевої колони також протягом 2 год. Керамзитові плити завтовшки 40 мм зі штукатуркою завтовшки 20 мм забезпечують двогодинний захист сталевої колони, а плити завтовшки 65 мм при тому ж шарі штукатурки збільшують межу вогнестійкості до 3,5 год.

Для підвищення вогнестійкості металевих конструкцій використовують й теплоізоляційні елементи, які оберігають захищувану поверхню від безпосереднього теплового впливу під час пожежі. З метою вогнезахисту горизонтальних конструкцій використовують вогнезахисні підвісні стелі, вертикальних конструкцій - вогнезахисні шкаралупи.

Одним з найперспективніших напрямків у галузі захисту сталевих елементів та конструкцій від вогню є використання спучуваних складів (фарб, обмазок), вогнезахисні властивості яких проявляються за рахунок збільшення товщини їх шарів та змінювання теплофізичних характеристик при інтенсивному тепловому впливові. Розглянемо дію таких складів на прикладі вогнезахисної інтумісцентної (такої, що спінюється під впливом високої температури) фарби Протект-1, розробленої на основі кислотного та вуглецевого донорів, стартових реактивів, органічного зв'язуючого.

Під впливом високої температури (більше 200 °С) кислотний донор розкладається й при цьому виділяється поліфосфатна кислота, під дією якої

вуглецевий донор перетворюється в складний фосфатний ефір і воду. Ефір утворює суміш вуглецю, фосфатної кислоти та води. Через те, що такі реакції проходять за температурою 200-250 °С, вода перетворюється у пару, а вуглецево-фосфатно-кисла суміш утворює піну, яка розширюється газами, що виділяються стартовими реактивами. Саме така піна й виконує вогнетер-мозахисні функції.

Сучасні засоби вогнезахисту металевих конструкцій наведено в табл. 6.2 (див. с. 119).

Порівняльні характеристики розглянутих та рекомендованих способів вогнезахисту металевих конструкцій наведені в табл. 6.3 (див. с. 120).

Існують деякі особливості вогнезахисту будівель з легких металевих конструкцій. Для будівель з полегшених металевих конструкцій передбачається улаштування протипожежних поясів з негорючих матеріалів завширшки 0,6 м у місцях прилягання зовнішніх стінових панелей з горючим утеплювачем до міжповерхових перекриттів.

Для зменшення швидкості поширення полум'я по горючій покрівлі її покривають шаром гравію завтовшки 20 мм по шару бітумної мастики завтовшки не більше 2 мм. Найрадикальнішим заходом зі зменшення рівня пожежної небезпеки таких будівель є заміна горючої теплоізоляції на важ-когорючу та негорючу (перлітові, перлітоцементні або мінераловатні плити). Порожнини в торцях ділянок покрівлі з профільованим настилом, що прилягає до вертикальної конструкції будівель, заповнюються негорючим матеріалом.

З метою зменшення ризику завалення при пожежі всієї будівлі з легких металевих конструкцій рекомендується на покритті будівель улаштовувати покрівельні протипожежні зони з негорючих матеріалів або покрівлі, що мають межу вогнестійкості, зрівняну з часом гасіння, а в самих будівлях - обмежувати пожежне навантаження та пожежонебезпечні процеси конструктивно-планувальними рішеннями. Також можна порекомендувати додатковий вогнезахист горючих теплоізоляційних шарів з боку профільного настилу негорючими листовими або плитними матеріалами, улаштування вогнезахисних підвісних стель у міжфермерному просторі.

§ 42. Вогнезахист деревини та конструкцій, що виконані з неї

Дерев'яні конструкції широко застосовуються в будівництві. Однак внаслідок горючості деревини вони створюють серйозну пожежну небезпеку.

До традиційних способів вогнезахисту дерев'яних конструкцій відносять штукатурення (рис. 6.8).

Шар штукатурки завтовшки 20 мм збільшує межу вогнестійкості дерев'яної колони до 1 год, дерев'яної перегородки до 0,75 год.

Ефективним способом зменшення пожежної небезпеки деревини є вог-незахисне просочування.

Вогнезахисному просочуванню можуть піддаватися пиломатеріали, заготівки, клеєні та суцільні дерев'яні конструкції, а також вироби практично з усіх порід деревини. За просочуваністю породи деревини поділяють на три групи:

1 - легкопросочувані;

2 - помірно просочувані;

3 - важкопросочувані.

У процесі відбору деревини для вогнезахисного просочування обов'язково необхідно врахувати її просочувальні властивості. Величини середнього перехідного коефіцієнта просочуваності наведені в табл. 6.4.

Таблиця 6.2 Засоби вогнезахисту будівельних конструкцій

№ п/п	Найменування засобу вогнезахисту	Коротка характеристика	Технічна документація
1.	Цементно-піщана	Використовується цемент марки не нижче М 400.	СН 290-74
	штукатурка	Нанесення - методом забризкування.
		Використовується армування стальною сіткою.
		Густина - 1800 кг м~3
2.	Перліто-вермику-	У склади на основі цементу, гіпсу або рідинного скла	Компоненти по
	літова штукатурка	вводять наповнювачі з перліту або вермикуліту,	ГОСТ 101 78-85;
		а також добавки мінеральної вати та азбесту.	ГОСТ 125-75;
		Густина - 300-400 кг м~3	ГОСТ 13078-80;
			ГОСТ 10832-83;
			ГОСТ 4640-84;
			ГОСТ 12871-67
3.	Плити перліто-фос	Виготовляють зі спученого перлітового піску,	ТУ 480-1-25-78
	фогелієві тепло-	рідкого скла та гідрофобізуючих добавок. Розміри
	ізоляційні	до 500x100 HIM, завтовшки - 60 та 80 мм.
		Густина - 250-300 кг-м 3
4.	Листи гіпсокартон-	Вогнезахисне обличкування конструкції складається з	ГОСТ 6266-81
	ні облегшені (ГКО)	металевого каркаса, обшивки з листів ГКО та анкерів,
		фіксуючих планок та кутків, нащільників та ін.
		з'єднаних деталей
5.	Плити жорсткі	Виготовляються з муллітокремнеземної вати на глиня	ТУ 36-2345-80
	теплоізоляційні	йому зв'язуючому. Термостійкість до 1200 °С.
	муллітокремне-	Розміри: 490x490x100 мм. Густина - 200 кг м~3
	земні ШВП-350
6.	Войлок мулліто-	Виготовляють у вигляді полотна завширшки 700 мм,	ГОСТ 23619-79
	кремнеземний	довжиною до 10 м, завтовшки 20 мм. Термостійкість
	МКРВ-200	до 1200 °С. Густина - 200 кг м'3
7.	Плити неспалимі	Виготовляють з полотен супертонкого базальтового	ТУ 576940-024-
	термостійкі на основі	та глинястого зв'язуючого з добавкою гідрофобізатора.	5042022414-96
	супертонкого базаль	Термостійкість - не менше 1170 °С.
	тового волокна	Розміри до 930x1200 мм, товщина від ЗО до 60 мм.
	ПНТБ	Густина - 140 кг-м~3
8.	Мати неспалимі	Виготовляють з полотен супертонкого базальтового	ТУ 576940-025-
	прошивні термостій-	волокна в обкладинках з термостійкої тканини або	5042022414-96
	кі на основі супер-	без неї. Термостійкість - не менше 1170 °С. Розміри
	тонкого базальто-	до 1500x1500 мм, завтовшки від 40 до 80 мм.
	вого волокна МНТВ	Густина не більше 50 кг-м~3
9.	Спучувальна фарба	До складу входять: смола ММФ-50/50%, Na-сіль	ГОСТ 26665-
	ВПМ-2	карбоксиметилцелюлози, амофос марки А, мелем,
		диціан-діамід, азбест марки К-6, скловолокно рублене.
		Для приготування робочого складу паста заводського
		виготовлення змішується з амофосом у співвідношенні
		7,4:2,6
10.	Вогнезахисні спучу-	Двокомпонентні склади на основі хлорсульфованого	ТУ 7719-162-
	вальні склади	поліетилену та терморозширеного графіту. Мають	00000335-95
	СГК-1, Ендотерм	високу атмосферостійкість та адгезію до захищуваних
	ХТ-150	конструкцій. Наноситься пензлем та розпилювачем
	Вогвезахисне	Склад на водній основі, являє собою густотерту пасту	ТУ 57-52-
	покриття	світло-сірого кольору. Наноситься пензлем та роз-
	«Файрекс-400»	пилювачем
12.	Вогнезахисне	Склад на основі мінеральних наповнювачів, що мають	ТУ 5775-
	спучуване	здатність до розширення при нагріві, та силікофосфат-	17297211-94
	покриття ОЗС-МВ	ного зв'язуючого. Наноситься пензлем та розпилювачем
13.	Вогвезахисне	Склад на основі вермикулітних слюд. Наноситься	ТУ 5767-001-
	спучуване покриття	шпателем, набризком за допомогою шпаклювального	08588148-94
	ПП-БВ-РФ	агрегату
14.	Спучуване покриття	Являє собою водяну систему органічних та неорганіч-	-
	FLAMMOPLAST	них компонентів. Наноситься пензлем та розпилю-
	SP-30	вачем
15.	Спучуване покриття	Являє собою безрозчинну водяну дисперсію компо-	-
	FLAMMOPLAST	нентів
	SP-A
16.	Спучувальна фарба	Спучувана матова біла акрилова фарба. Використовується	-
	COPON LS-2000	для захисту металоконструкцій всередині та іззовні
		приміщень. Наноситься пензлем та розпилювачем

Закінчення табл. 6.2

№ п/п	Найменування засобу вогнезахисту	Коротка характеристика	Технічна документація
17.	Спучувальна фарба	Спучувана однокомпонентна фарба. Використовується	_
	NULLFIRE	для захисту металоконструкції всередині та ззовні
		приміщень. Наноситься пензлем та розпилювачем
18.	Вогнезахисне	Може використовуватися з полімерною композицією	-
	покриття	К-9, що дозволяє виключити працемісткі процеси
	"Unitherm"	по очищенню поверхні від іржі, нанесенню грунту,
		антикорозійного покриття. Полімерна композиція
		К-9 просочує шар іржи. При нанесенні на металеві
		конструкції та повітроводи забезпечується межа
		вогнестійкості від 0,5 до 2 год. Може мати різну
		кольорову гамму

Таблиця 6.3 Порівняльна характеристика засобів вогнезахисту металевих конструкцій

N» п/п	Спосіб вогнезахисту	Об'ємна маса, кг-м 3	Товщина вогнезахисту (мм), при потрібних межах вогнестійкості, год
0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0
1.	Забетонування		_	_	-			_
2.	Вогнезахисне
	обличкування:
	цегла							-
	гіпсокартонні листи						-	-
3.	Вогнезахисні покриття:
	цементно-піщана
	штукатурка			ЗО				-
	перлітова штукатурка				ЗО			—
	фосфатне покриття
	марки ОФП-МВ				ЗО			-
4.	Спучувальна фарба
	ВПМ-2			_	—	_	_	-
5.	Вогнезахисне покриття
	"Polyplast-K"	-	-	-	-		-
6.	Матеріал вогнезахисний
	"PYRO-SAFE FLAMMO-
	PLAST SP А"		1,65	_	-	_	_	_
7.	Вогнезахисне покриття
	"Unitherm 38091"	—	-	1,8	—	-	—	-

Рис. 6.8. Вогнезахист дерев'яних конструкцій:

а - оштукатурений дерев'яний стояк; б - оштукатурена перегородка;

1 - дерев'яні конструкції; 2 - шар штукатурки; 3 - сітка

Таблиця 6.4

Порода деревини	Коефіцієнт просочуваності
ХВОЙНІ ПОРОДИ:
Сосна	1,0
Кедр	0,9
Ялина	0,7
Піхта	0,4
Модрина	0,5
ЛИСТЯНІ ПОРОДИ:
Береза	2,0
Вільха	2,0
Бук	1,4
Липа	1,1
Осика	1,1
Тополя	1,1
Дуб	0,3

Розглянемо основні способи вогнезахисного просочування деревини.

ПОВЕРХНЕВЕ ПРОСОЧУВАННЯ здійснюється нанесенням на поверхню деревини вогнезахисного засобу способами занурення, нанесення пензлем, обприскуванням.

Поверхневе просочування має забезпечувати проникнення антипіренів вглиб деревного комплексу, не менше: для 1-ї та 2-ї груп просочуваності — 3 мм; для 3-ї групи просочуваності — 1 мм.

ПРОСОЧУВАННЯ ВИМОЧУВАННЯМ здійснюється способом вимочуван-ня та способом прогрів - холодна ванна. При останньому використовуються три варіанти:

прогрів та просочування здійснюються у ванні з заміною гарячого розчину захисного засобу холодним без оголення виробів з деревини або заповнюванням ванни холодним розчином захисного засобу після прогріву просочуваної деревини парою;

здійснюється прогрів та просочування в одній ванні, залишаючи захисний засіб в гарячому розчині до остигання;

прогрів та просочування здійснюють у двох ваннах з перенесенням деревини, що просочується, з однієї ванни в іншу.

Просочування вимочуванням має забезпечити проникнення захисного засобу вглиб деревного комплексу, не менше: для 1-ї та 2-ї груп просочуваності — 5 мм; для 3-ї групи просочуваності — 3 мм.

АВТОКЛАВНЕ ПРОСОЧУВАННЯ здійснюється під тиском в автоклавах такими способами:

автоклавне просочування водорозчинними захисними засобами під тиском; просочування способрм вакуум - атмосферний тиск - вакуум; автоклавне-дифузійне просочування; сушіння-просочування.

Автоклавне просочування повинно забезпечити проникнення захисних засобів вглиб деревного комплексу, не менше: для 1-ї та 2-ї груп просочуваності — 15 мм; для 3-ї групи просочуваності — 10 мм.

Під час просочування в автоклавах або методом гаряче-холодних ванн використовуються в ролі захисних засобів солі сірчанокислого та фосфорнокислого амонію. Солі амонію зменшують температуру обвуглення деревини і тому ще в початковій стадії пожежі на її поверхні утворюється шар вугілля, зменшується теплота згоряння деревини, в результаті чого її самостійне горіння стає важким.

Як приклад можна навести рецептуру одного з просочувальних складів (компоненти вказані в частках):

діамонійфосфат - 7,5;

сульфат амонію - 7,5;

натрій фтористий - 2,0;

вода господарсько-питного або промислового водопостачання - 83,0.

Поглинання деревиною сухих солей антипірену при глибокому просочуванні має складати не менше 66 кг-м~3.

Тепер, беручи до уваги принцип ізоляції поверхні деревини від впливу теплового потоку, використовують різні лакофарбові покриття та обмазки, які спучуються під впливом полум'я та температури під час пожежі і таким чином запобігають розкладу деревини протягом часу, який потрібен для виявлення та гасіння пожежі в приміщенні.

Вогнезахищену деревину за ефективністю вогнезахисту поділяють на дві групи:

I - деревина, що належить до важкогорючих матеріалів;

II - деревина, що належить до важкозаймистих матеріалів. Вогнезахищена деревина І групи включає такі три підгрупи:

ІА - важкогорюча деревина, не здатна до самостійного горіння протягом тривалого часу в умовах розвиненої пожежі. При спеціальних випробуваннях середня втрата маси десяти зразків після двохвилинного впливу джерела запалювання повинна бути не більше 5%, максимальна температура димових газів - не більше 220 °С, самостійне горіння та тління відсутні;

ІБ - важкогорюча деревина, не здатна до самостійного горіння протягом тривалого часу в умовах розвиненої пожежі. При випробуваннях середня втрата маси десяти зразків має бути не більше 7%, максимальна температура димових газів - не більше 250 °С, час самостійного горіння та тління -не більше 1 хв;

ЇВ - важкогорюча деревина, не здатна до самостійного горіння в початковій стадії пожежі. Допустима втрата при випробуваннях маси десяти зразків має бути не більше 9%, максимальна температура димових газів — не більше 350 °С, час самостійного горіння та тління - не більше 1хв.

Вогнезахищена деревина II групи - це важкозаймиста деревина, не здатна до горіння від малокалорійних джерел запалювання. При відповідних випробуваннях середня втрата маси десяти зразків повинна бути не більше 25%.