Строительные материалы и изделия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

строительный материал горючесть здание сооружение

Изучение дисциплины базируется на знании строительных материалов и изделий, конструктивных систем зданий и сооружений, строительных машин, технологии строительных процессов, охраны труда и техники безопасности в строительстве, основ экономики строительства. В ходе изучения появятся следующие знания: современные технологии возведения зданий и сооружений; основные методы выполнения отдельных видов и комплексов строительно-монтажных работ; методы технологической увязки строительно-монтажных работ; методику проектирования основных параметров технологического процесса на различных стадиях возведения здания; содержание и структуру проектов производства работ на возведение зданий и сооружений.

1. Классификация строительных материалов и их пожарная опасность

Классификация строительных, текстильных и кожевенных материалов по пожарной опасности основывается на их свойствах и способности к образованию опасных факторов пожара. Пожарная опасность строительных, текстильных и кожевенных материалов характеризуется следующими свойствами:

1) горючесть;

2) воспламеняемость;

3) способность распространения пламени по поверхности;

4) дымообразующая способность;

5) токсичность продуктов горения.

По горючести строительные материалы подразделяются на горючие (Г) и негорючие (НГ).

Строительные материалы относятся к негорючим при следующих значениях параметров горючести, определяемых экспериментальным путем: прирост температуры - не более 50 градусов Цельсия, потеря массы образца - не более 50 процентов, продолжительность устойчивого пламенного горения - не более 10 секунд.

Строительные материалы, не удовлетворяющие хотя бы одному из указанных в части 4 настоящей статьи значений параметров, относятся к горючим. Горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:

1) слабо горючие (Г1), имеющие температуру дымовых газов не более 135 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 65 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 20 процентов, продолжительность самостоятельного горения 0 секунд;

2) умеренно горючие (Г2), имеющие температуру дымовых газов не более 235 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения не более 30 секунд;

3) нормально горючие (Г3), имеющие температуру дымовых газов не более 450 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения не более 300 секунд;

4) сильно горючие (Г4), имеющие температуру дымовых газов более 450 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения более 300 секунд.

Для материалов, относящихся к группам горючести Г1-Г3, не допускается образование горящих капель расплава при испытании (для материалов, относящихся к группам горючести Г1 и Г2, не допускается образование капель расплава). Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяются и не нормируются.

По воспламеняемости горючие строительные материалы (в том числе напольные ковровые покрытия) в зависимости от величины критической поверхностной плотности теплового потока подразделяются на следующие группы:

1) трудновоспламеняемые (В1), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока более 35 киловатт на квадратный метр;

2) умеренно воспламеняемые (В2), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока не менее 20, но не более 35 киловатт на квадратный метр;

3) легко воспламеняемые (В3), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока менее 20 киловатт на квадратный метр.

По скорости распространения пламени по поверхности горючие строительные материалы (в том числе напольные ковровые покрытия) в зависимости от величины критической поверхностной плотности теплового потока подразделяются на следующие группы:

1) нераспространяющие (РП1), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока более 11 киловатт на квадратный метр;

2) слабо распространяющие (РП2), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока не менее 8, но не более 11 киловатт на квадратный метр;

3) умеренно распространяющие (РП3), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока не менее 5, но не более 8 киловатт на квадратный метр;

4) сильно распространяющие (РП4), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока менее 5 киловатт на квадратный метр.

По дымообразующей способности горючие строительные материалы в зависимости от значения коэффициента дымообразования подразделяются на следующие группы:

1) с малой дымообразующей способностью (Д1), имеющие коэффициент дымообразования менее 50 квадратных метров на килограмм;

2) с умеренной дымообразующей способностью (Д2), имеющие коэффициент дымообразования не менее 50, но не более 500 квадратных метров на килограмм;

3) с высокой дымообразующей способностью (Д3), имеющие коэффициент дымообразования более 500 квадратных метров на килограмм.

По токсичности продуктов горения горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы в соответствии с таблицей 2 приложения к настоящему Федеральному закону:

1) малоопасные (Т1);

2) умеренно опасные (Т2);

3) высоко опасные (Т3);

4) чрезвычайно опасные (Т4).

Для напольных ковровых покрытий группа горючести не определяется.

Текстильные и кожевенные материалы по воспламеняемости подразделяются на легко воспламеняемые и трудновоспламеняемые. Ткань (нетканое полотно) классифицируется как легко воспламеняемый материал, если при испытаниях выполняются следующие условия:

1) время пламенного горения любого из образцов, испытанных при зажигании с поверхности, составляет более 5 секунд;

2) любой из образцов, испытанных при зажигании с поверхности, прогорает до одной из его кромок;

3) хлопчатобумажная вата загорается под любым из испытываемых образцов;

4) поверхностная вспышка любого из образцов распространяется более чем на 100 миллиметров от точки зажигания с поверхности или кромки;

5) средняя длина обугливающегося участка любого из образцов, испытанных при воздействии пламени с поверхности или кромки, составляет более 150 миллиметров.

Для классификации строительных, текстильных и кожевенных материалов следует применять значение индекса распространения пламени (I) - условного безразмерного показателя, характеризующего способность материалов или веществ воспламеняться, распространять пламя по поверхности и выделять тепло. По распространению пламени материалы подразделяются на следующие группы:

1) не распространяющие пламя по поверхности, имеющие индекс распространения пламени 0;

2) медленно распространяющие пламя по поверхности, имеющие индекс распространения пламени не более 20;

3) быстро распространяющие пламя по поверхности, имеющие индекс распространения пламени более 20.

Методы испытаний по определению классификационных показателей пожарной опасности строительных, текстильных и кожевенных материалов устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности.

Пожарная опасность представляется во всех конструктивных элементах здания: отделочные и облицовочные материалы, напольные покрытия, кровельные и гидроизоляционные материалы, теплоизоляционные материалы.

1) Отделочные и облицовочные материалы - существует множество отделочных и облицовочных материалов, среди которых можно выделить полистирольные плитки, ПВХ- и ДСП-панели, обои, пленки, керамическую плитку, стеклопластики и т.д. Большинство продукции данного типа относятся к горючей. В помещениях с массовым скоплением людей, а также в зданиях, где эвакуация затруднена из-за большой площади и этажности, отделочные материалы могут создавать дополнительную угрозу жизни и здоровью людей, вызывая задымление, выделяя токсичные продукты горения и способствуя быстрому распространению пламени. Поэтому необходимо выбирать материалы не ниже класса КМ2. В зависимости от поверхности, на которую они нанесены, отделочные материалы могут иметь различные свойства. К примеру, в сочетании с горючими веществами обычные обои могут проявить себя как легковоспламеняющиеся, а нанесенные на негорючую базу - как слабо горючие. Поэтому при выборе отделочных и облицовочных материалов следует руководствоваться не только данными об их пожарной опасности, но и свойствами оснований. Для отделки помещений с большим скоплением людей и путей эвакуации недопустимо использование органических продуктов, в частности, МДФ-панелей, которые чаще всего относятся к группам Г3 и Г4. Для отделки стен и потолков в торговых залах нельзя использовать материалы с более высокой пожарной опасностью, чем класс КМ2. Обои на бумажной основе не входят в список продукции, подлежащей обязательной сертификации, и их можно применять в качестве отделочного материала для помещений с повышенными требованиями к пожарной безопасности с учетом того, что основание будет негорючим.

2) Напольные покрытия - к горючести напольных покрытий предъявляются менее жесткие требования, чем к отделочным и облицовочным материалам. Причина состоит в том, что при пожаре пол находится в зоне наименьшей температуры по сравнению со стенами и потолком. В то же время, для материалов, служащих в качестве напольного покрытия, важную роль играет такой показатель, как распространение пламени по поверхности (РП). Благодаря удобству монтажа и высоким эксплуатационным характеристикам широкое применение в качестве напольных покрытий в коридорах, вестибюлях, холлах и фойе зданий получили “линолеумы” - различные виды рулонных полимерных покрытий. Практически все материалы такого типа относятся к группе сильно горючих (Г4) и обладают высоким коэффициентом дымообразования. Уже при температуре 300 ОС они поддерживают горение, а при нагреве свыше 450-600 ОС - воспламеняются. Кроме того, в продукты горения линолеумов входят токсичные вещества - двуокись углерода, СО и хлористый водород. Поэтому их недопустимо использовать в качестве напольного покрытия для коридоров и холлов, где, согласно требованиям, должны применяться материалы не ниже КМ3, не говоря про вестибюли и лестничные клетки, для которых действуют более жесткие требования. То же можно сказать и о ламинате, который состоит из органических и полимерных материалов и, вне зависимости от типа, относится к числу сильно горючих - непригодных для путей эвакуации.

3) Кровельные и гидроизоляционные материалы - обычно пожароопасность кровельных материалов указана в сертификатах в виде группы горючести. Наименьшей опасностью отличаются кровли из металла и глины, а наибольшей - материалы на основе битумов, каучуков, резинобитумных продуктов и термопластичных полимеров. Хотя именно они придают кровельным материалам высокие эксплуатационные характеристики - водо- и паронепроницаемость, морозостойкость, эластичность, стойкость к негативным атмосферным воздействиям и образованию трещин. Одними из наиболее пожароопасных являются кровельные и гидроизоляционные материалы, в состав которых входят битумы. Они самовоспламеняются уже при температуре 230-300ОС. Кроме того, битум обладает высокой дымообразующей способностью и скоростью горения.

4) Теплоизоляционные материалы - теплоизоляционные материалы, подлежащие сертификации в области пожарной безопасности, можно разделить на пять групп. Первая из них - пенополистиролы. Благодаря сравнительно низкой стоимости они получили широкое распространение в современном строительстве. Наряду с хорошими теплоизолирующими свойствами эта продукция обладает рядом серьёзных недостатков, в числе которых недолговечность, недостаточная влагостойкость и паропроницаемость, низкая стойкость к воздействию ультрафиолетовых лучей и углеводородных жидкостей, а главное - высокая горючесть и выделение при горении токсичных веществ. Одной из разновидностей пенополистиролов является экструдированный пенополистирол. Он имеет более упорядоченную структуру из мелких закрытых пор. Такая технология производства повышает влагостойкость материала, но не снижает его пожарную опасность, которая остается столь же высокой. Воспламенение пенополистиролов происходит при температуре от 220 до 380 ОС, а самовоспламенение соответствует температуре 460-480 ОС. При горении пенополистиролы выделяют большое количество тепла, а также токсичные продукты. Вне зависимости от вида, все материалы данной категории относятся к группе горючести Г4.

2. Технические решения по снижению горючести строительных материалов

Огнезащитная обработка проводится специальными сертифицированными составами, которые способны создавать на поверхности деревянных или металлических конструкций изоляционный слой. Вступая в непосредственный контакт с огнем, огнезащитные составы вызывают химическую реакцию, протекающую со значительным поглощением тепла и выделением газовых и водных образований, сдерживающих распространение огня.

Пассивная защита строительных материалов от пожара и выбор конкретного состава, которым будет проводиться огнезащитная обработка, должны оговариваться уже на этапе проектирования здания. Проектировщики вносят в документ информацию о методах конструктивной защиты сооружения от огня и биологических вредителей. Планируя, какие именно виды материалов будут применяться при строительстве, необходимо сразу выбирать и тип огнезащитного покрытия.

Эффективными средствами защиты признаны специализированные химические составы и смеси, которые наносят на металлические, текстильные, коммуникационные, деревянные поверхности. Товарный ассортимент такой продукции достаточно велик. Это лаки, краски, штукатурки, пасты, антипирены, а также негорючие материалы (вермикулит, каменная вата, гипс, перлит, базальтовое волокно).

Выбор средств и способов защиты осуществляется в соответствии с данными технико-экономических расчетов. В таких расчетах указывается:

какой предел огнестойкости должен быть у обрабатываемых конструкций;

сложность их конфигурации; весовые ограничения для защитного покрытия;

условия дальнейшей эксплуатации здания и способы проведения монтажных работ;

результаты мониторинга окружающей среды и степень ее влияния на материал огнезащиты.

Квалифицированная огнезащитная обработка проводится специалистами, имеющими опыт работы в данной области. В начале проведения работ поверхность подлежит предварительной подготовке и очистке. При помощи ветоши убирается пыль и грязь, а если на материале присутствуют масляные или битумные пятна их снимают растворителем. В деревянных строительных конструкциях влагомером измеряется их исходная влажность, результаты замера показывают, какая впитывающая способность у изделия и время его высыхания после проведения обработки (в большинстве случаев деревянные материалы подвергаются защитной пропитке на деревообрабатывающих предприятиях).

Особое внимание в проведении огнезащитных мероприятий зданий и сооружений уделяется разработке эффективных способов предотвращения распространения огня и продуктов горения через вентиляционные коммуникации. Огнезащита воздуховодов проверяется в первую очередь при введении объекта в эксплуатацию. Незащищенность воздуховодов снижает уровень пожарной безопасности, поскольку именно по ним распространяется пламя и дым из комнаты в комнату и на соседние здания.

Монтаж вентиляционных шахт и коллекторов производится только после выполнения проектных работ. Схемы расположения, материал для коробов воздухообменников, дополнительные изоляционные средства огнезащиты, должны соответствовать СНиПу 41-01-2003 и правилам противопожарной безопасности. Согласно прописанным нормам, стальные листы для конструкций воздуховодов должны быть толщиной не менее 0,8 мм. Достоинствами стальных вентиляционных систем являются:

увеличенное сечение короба, а значит большая пропускная способность всей системы;

быстрый монтаж;

прочность монтажа, которую обеспечивают фланцевые соединители швов;

повышенные параметры жесткости.

Недостатки: увеличенная, по сравнению с аналогами, на 10-15% стоимость деталей и установки.

Дополнительная огнезащита воздуховодов проводится сертифицированными материалами отечественного или зарубежного производства. В перечень таких средств включены: вспучивающиеся тонкослойные краски и штукатурки, толстослойные, не вспучивающиеся рулонные минеральные покрытия, огнезащитные маты с фольгированной отделкой.

Существуют также традиционные методы повышения пожарной безопасности вентиляционных каналов. Выполняя монтаж системы, на определенные ее отрезки, устанавливаются огнесдерживающие клапаны. При возникновении пожара под воздействием высоких температур они закрываются, не пропуская огонь и дым в соседние помещения. Безотказную работу таких приспособлений обеспечивает постоянный контроль технического состояния магистральных вентиляционных каналов. Они в обязательном порядке должны подвергаться регулярному осмотру и очистке от загрязнений.

3. Испытание строительных конструкций на распространение огня

Предел распространения огня по конструкциям, выполненным полностью из негорючих материалов, следует принимать равным нулю без испытаний.

Испытание на распространение огня заключается в определении размера повреждения конструкции вследствие ее горения за пределами зоны нагрева -- в контрольной зоне. Распространение огня по конструкциям определяется на основании испытаний образцов на специальных огневых печах. Образцы конструкций для испытаний должны быть выполнены в соответствии с рабочими чертежами и техническими условиями на их изготовление. Образцы ограждающих конструкций должны иметь размеры не менее 2х2 м. Длина образцов стержневых конструкций должна обеспечивать возможность их крепления в соответствии со схемами, приведенными на черт. 3 и 4. Влажность материалов образца должна быть динамически уравновешенной с влажностью окружающей среды при относительной влажности 60 ± 15% и температуре20 ± 10 °С. Образцы, имеющие ребра и выступы, следует располагать на печи так, чтобы они не препятствовали распространению огня в контрольной зоне.

Испытания образцов конструкций на распространение огня проводятся при локальном воздействии огня по режиму, установленному СТ СЭВ 1000-78. Распространение огня по несущим конструкциям (перекрытиям, покрытиям, колоннам и др.) определяется, как правило, при испытании ненагруженных образцов при начальной температуре.

20 ± 10 °С и скорости движения воздуха не более 0,5 м/с^-1, если условия эксплуатации конструкций не требуют других условий испытаний. Температура в помещении, печи и испытуемого образца должна быть стабилизирована за 2 ч до начала испытаний. Стыки плит и панелей ограждающих конструкций должны находиться в зоне нагрева с продолжением их в контрольную зону. Установка образца на огневой печи и размещение термопар осуществляются в соответствии со схемами, приведенными на черт. 1--4. Зазор между нагреваемой поверхностью образца и наружной поверхностью печи должен быть 5 ± 0,5 см. Длительность теплового воздействия на образец составляет 15 мин ± 30 с. По истечении указанного времени пламя в печи гасится, и не позднее чем через 2 мин необходимо снять образец с печи или в зазор между образцом и огневой камерой ввести теплоизолирующий экран. Обследование состояния образца и измерение его повреждений в контрольной зоне вследствие горения проводятся после его полного остывания. Образцы ограждающих конструкций, лестничных площадок и маршей в процессе их испытания необходимо подвергать огневому воздействию с одной стороны.

Наружные и внутренние стены (в том числе перегородки) с несимметричным сечением следует испытывать отдельно с каждой стороны.

Плиты и настилы покрытий и перекрытий, а также подвесные потолки следует испытывать при огневом воздействии снизу.

Лестничные площадки и марши следует испытывать в горизонтальном положении отдельно с каждой стороны при огневом воздействии снизу.

Образцы наружных и внутренних стен (в том числе перегородок), а также лестничных площадок и маршей допускается испытывать только со стороны с заведомо большим пределом распространения огня.

Образцы стержневых конструкций должны подвергаться огневому воздействию с трех или четырех сторон в зависимости от условий эксплуатации. Образцы ступеней для испытаний должны быть собраны в марши.

Размер контрольной зоны должен быть не менее 0,75 м. Во время испытаний следует контролировать:

температуру в печи;

время появления и характер развития в образце трещин, отверстий и отслоений;

время и место раскрытия стыков плит, панелей и других элементов конструкций;

появление дыма и пламени, изменение цвета и состояния материалов и другие особенности поведения конструкций.

Оценка результатов испытаний:

1. За предел распространения огня принимается размер поврежденной зоны образца в плоскости конструкции от границы зоны нагрева перпендикулярно ей до наиболее удаленной точки повреждения (для вертикальных конструкций -- вверх, для горизонтальных -- в каждую сторону). Результаты измерения округляются до 1 см в большую сторону. Допускается принимать предел распространения огня по конструкциям равным нулю, если размер повреждения образца в контрольной зоне непревышает 5 см для вертикальных и 3 см для горизонтальных конструкций.

Черт. 1. Схема установки на огневую печь образца вертикальной ограждающей конструкции

1 - огневая печь; 2 - образец; 3 - проем огневой печи; 4 -- уплотнение из минеральной ваты; 5, 6 -- термопары (термопары 6 следует располагать на границе ближайшего к огневой печи слоя, выполненного из горючего или трудногорючего материала); 7 - контрольная зона; 8 - граница контрольной зоны

Черт. 2. Схема установки на огневую печь образца горизонтальной ограждающей конструкции

1-- огневая печь; 2 --образец; 3--проем огневой печи; 4 - уплотнение из минеральной ваты; 5, 6 -- термопары (термопары 6 следует располагать на границе ближайшего к огневой печи слоя, выполненного из горючего или трудно горючего материала); 7 - контрольная зона; 8 -- граница контрольной зоны

Черт. 3. Схема установки на огневую печь образца вертикальной стержневой конструкции

1 -- огневая печь; 2 -- образец; 3 -- проем огневой печи; 4 -- термопара; 5 -- контрольная зона; 6 -- граница контрольной зоны

Черт. 4. Схема установки на огневую печь образца горизонтальной стержневой конструкции

1 -- огневая печь; 2 -- образец; 3 -- проем огневой печи; 4 -- уплотнение из минеральной ваты; 5 - термопара; 6 -- контрольная зона; 7 -- граница контрольной зоны

Для измерения размеров повреждения слоистых конструкций необходимо путем вскрытия обследовать все слои.

2. Повреждениями считаются обугливание и выгорание материалов, а также оплавление термопластичных материалов. При этом не учитывается повреждение слоевпароизоляции толщиной менее 2 мм.

3. При определении предела распространения огня следует учитывать результаты огневых испытаний двух одинаковых образцов конструкции. Предел распространения огня по конструкции определяется как среднее арифметическое результатов испытаний не менее чем двух образцов. При этом показатели наиболее высокого и наиболеенизкого пределов распространения огня по двум испытанным образцам не должны отличаться более чем на 15% (от большего значения) . Если результаты отличаются более чем на 15%, то должны быть проведены дополнительные испытания. Если испытание проведено на одном образце, то для установления предела распространения огня по конструкции результат испытания необходимо умножить на 1,2.

Протокол испытаний должен содержать:

наименование организации, проводящей испытания;

наименование организации-заказчика;

наименование изделия с указанием технической документации на его изготовление;

дату испытаний;

наименование нормативного документа, в соответствии с которым проведено испытание;

чертежи и описание конструкции образцов;

данные о метеоусловиях при испытаниях;

для несимметричных внутренних стен и перегородок -- указание стороны, подвергнутой огневому воздействию при испытании;

описание поведения образца при испытании, запись контролируемых параметров, включая показания термопар, и результатов их обработки;

результаты измерения границ повреждения образца в контрольной зоне вследствие его горения;

заключение с указанием предела распространения огня по конструкции;

фотоснимок конструкции в процессе и после испытания, а при необходимости -- и после вскрытия внутренних слоев.

Список литературы

1. С. Назаров "На всякий пожарный случай"М. "Мир безопасности" 1999 г.

2. Автоматизированная информационно-справочная система требований пожарной безопасности (в соответствии с нормами строительного проектирования) «Экспертиза» http://fireman.ru.

3. Баратов А.Н., Андрианов Р.А., Корольченко А.Я., Михайлов Д.С., Ушков В.А., Филин Л.Г. «Пожарная опастность строительных материалов» 1988 г.

Размещено на Allbest.ru