introductie
De nomenclatuur van bouwmaterialen bevat honderden titels. Elk materiaal verschilt tot op zekere hoogte van anderen qua uiterlijk, chemische samenstelling, structuur, eigenschappen, reikwijdte in constructie en gedrag bij brand. Tegelijkertijd zijn er niet alleen verschillen tussen materialen, maar ook veel gemeenschappelijke kenmerken.
Ken de brandeigenschappen van bouwmaterialen, evalueer het gedrag van constructies tijdens een brand, stel effectieve ontwerpmethoden voor brandbeveiliging van structurele elementen voor en voer berekeningen uit van de sterkte en stabiliteit van gebouwen onder blootstelling van brand door een ontwerpingenieur, een bouwingenieur en een ingenieur. Maar eerst en vooral is het de taak van de brandveiligheidstechnicus.
Het gedrag van bouwmaterialen onder brandomstandigheden wordt begrepen als een complex van fysisch-chemische transformaties die leiden tot een verandering in de toestand en eigenschappen van materialen onder invloed van intense hoge temperatuurverwarming.
Externe en interne factoren die het gedrag van bouwmaterialen bij een brand bepalen
bouwmateriaal verwarming metalen brandbeveiliging
Om te begrijpen welke veranderingen optreden in de structuur van het materiaal, hoe de eigenschappen ervan veranderen, d.w.z. hoe interne factoren het gedrag van een materiaal onder brandomstandigheden beïnvloeden, is het noodzakelijk om het materiaal zelf te kennen: zijn oorsprong, de essentie van productietechnologie, samenstelling, initiële structuur en eigenschappen.
Tijdens gebruik van het materiaal onder normale omstandigheden, wordt het beïnvloed door externe factoren:
toepassingsgebied (voor geconfronteerd met de vloer, plafond, muren, binnenshuis met een normale omgeving, met een agressieve omgeving, buiten de kamer, enz.);
luchtvochtigheid (hoe hoger deze is, hoe hoger de vochtigheid van het poreuze materiaal);
verschillende belastingen (hoe hoger ze zijn, hoe moeilijker het materiaal is om de effecten ervan te weerstaan);
natuurlijke effecten (zonnestraling, luchttemperatuur, wind, neerslag enz.).
Deze externe factoren beïnvloeden de duurzaamheid van het materiaal (verslechtering van de eigenschappen ervan tijdens normale werking). Hoe agressiever (intenser) ze het materiaal beïnvloeden, hoe sneller de eigenschappen veranderen, de structuur wordt vernietigd.
In geval van brand, naast de genoemde, wordt het materiaal ook beïnvloed door aanzienlijk meer agressieve factoren, zoals:
hoge omgevingstemperatuur;
de verblijftijd van het materiaal onder hoge temperatuur;
blootstelling aan blusmiddelen;
blootstelling aan agressieve omgeving.
Als gevolg van de invloed op het materiaal van externe brandfactoren in het materiaal, kunnen bepaalde negatieve processen optreden (afhankelijk van het type materiaal, de structuur, de staat tijdens de werking). De voortschrijdende ontwikkeling van negatieve processen in het materiaal leidt tot negatieve gevolgen.
De belangrijkste eigenschappen die het gedrag van bouwmaterialen in brandomstandigheden kenmerken
Eigenschappen zijn het vermogen van materialen om te reageren op externe en interne factoren: kracht, vochtigheid, temperatuur, etc.
Alle eigenschappen van materialen zijn met elkaar verbonden. Ze zijn afhankelijk van het type, de samenstelling en de structuur van het materiaal. Sommigen van hen hebben een significantere, andere - minder significante invloed op het brandgevaar en het gedrag van materialen in een brand.
Met betrekking tot de studie en verklaring van de aard van het gedrag van bouwmaterialen bij een brand, wordt voorgesteld om de volgende eigenschappen als de belangrijkste te beschouwen:
Fysische eigenschappen: bulkdichtheid, dichtheid, porositeit, hygroscopiciteit, waterabsorptie, waterdoorlatendheid, damp- en gasdoorlatendheid.
Mechanische eigenschappen: sterkte, vervormbaarheid.
Thermofysische eigenschappen: thermische geleidbaarheid, warmtecapaciteit, thermische diffusiviteit, thermische uitzetting, warmtecapaciteit.
Eigenschappen die het brandgevaar van materialen kenmerken: ontvlambaarheid, warmteontwikkeling, rookontwikkeling, afgifte van toxische producten.
Eigenschappen van materialen worden gewoonlijk gekenmerkt door geschikte numerieke indicatoren, die worden bepaald met behulp van experimentele methoden en middelen.
Eigenschappen die het brandgevaar van bouwmaterialen kenmerken
Onder het vuur wordt gewoonlijk verstaan de kans op voorkomen en ontwikkeling van een brand, ingesloten in een stof, toestand of proces.
Het brandgevaar van bouwmaterialen wordt bepaald door de volgende brand- en technische kenmerken: ontvlambaarheid, ontvlambaarheid, vlamverspreiding over het oppervlak, rookvormend vermogen en toxiciteit.
Ontvlambaarheid - een eigenschap die het vermogen van een materiaal om te verbranden kenmerkt. Bouwmaterialen zijn onderverdeeld in twee categorieën: niet-brandbaar (NG) en brandbaar (G).
Brandbare bouwmaterialen zijn onderverdeeld in vier groepen:
G1 (licht brandbaar);
G2 (matig brandbaar);
G3 (normaal ontvlambaar);
G4 (zeer brandbaar).
Ontvlambaarheid - het vermogen van een materiaal om te ontsteken uit een ontstekingsbron of wanneer het wordt verwarmd tot de zelfontbrandingstemperatuur. Brandbare bouwmaterialen op ontvlambaarheid zijn onderverdeeld in drie groepen:
B1 (vlamwerend);
B2 (matig ontvlambaar);
B3 (licht ontvlambaar).
Vlamverspreiding - het vermogen van een monster van een materiaal om tijdens de verbranding een vlam over het oppervlak te verspreiden. Brandbare bouwmaterialen op de verspreiding van de vlam op het oppervlak zijn verdeeld in vier groepen:
WP1 (niet-vermenigvuldigend);
RP2 (zwak verspreid);
RP3 (matig prolifererend);
FP4 (sterk propagerend).
Rook - het vermogen van een materiaal om tijdens verbranding rook af te geven, gekenmerkt door een coëfficiënt van rookvorming.
Rookgeneratiecoëfficiënt - een waarde die de optische dichtheid van de rook kenmerkt die wordt geproduceerd tijdens de verbranding van een monster van materiaal in de experimentele opstelling. Brandbare bouwmaterialen op rookvormend vermogen zijn verdeeld in drie groepen:
D1 (met een klein rookvormend vermogen);
D2 (met matige rookvorming);
DZ (met hoog rookvormend vermogen).
De toxiciteitsindex van de verbrandingsproducten van materialen is de verhouding van de hoeveelheid materiaal tot een eenheidsvolume van de experimentele opzetkamer, tijdens de verbranding waarvan de vrijgegeven producten de dood van 50% van de proefdieren veroorzaken. Brandbare bouwstoffen op de toxiciteit van verbrandingsproducten zijn onderverdeeld in vier groepen:
T1 (laag risico);
T2 (matig gevaarlijk);
TZ (zeer gevaarlijk);
T4 (extreem gevaarlijk).
Metalen, hun gedrag bij brand en manieren om de weerstand tegen de gevolgen ervan te vergroten
Zwart (gietijzer, staal);
Gekleurd (aluminium, brons).
Aluminiumlegeringen
Het gedrag van metalen in een brand
Wanneer het metaal wordt verwarmd, neemt de mobiliteit van de atomen toe, nemen de afstanden tussen de atomen toe en verzwakken de verbindingen daartussen. Thermische uitzetting van verwarmde lichamen is een teken van een toename van interatomaire afstanden. Defecten, waarvan het aantal toeneemt met toenemende temperatuur, hebben een grote invloed op de verslechtering van de mechanische eigenschappen van een metaal. Bij het smeltpunt bereikt het aantal defecten, een toename van de interatomaire afstanden en een verzwakking van de bindingen een zodanige mate dat het initiële kristalrooster wordt vernietigd. Metaal gaat in vloeibare toestand.
In het temperatuurbereik van het absolute nulpunt tot het smeltpunt zijn de veranderingen in het volume van alle typische metalen ongeveer hetzelfde - 6-7,5%. Op basis hiervan kan worden overwogen dat een toename van de mobiliteit van atomen en de afstanden daartussen, en dienovereenkomstig de verzwakking van interatomaire bindingen, kenmerkend is voor alle metalen in bijna dezelfde mate als ze worden verhit tot dezelfde homologische temperatuur. Homologe temperatuur is een relatieve temperatuur, uitgedrukt in fracties van het smeltpunt (Tm) volgens de absolute Kelvin-schaal. Bijvoorbeeld, ijzer en aluminium bij 0,3 TPl hebben dezelfde sterkte van interatomaire bindingen, en bijgevolg dezelfde mechanische sterkte. Op een schaal van Celsius zal dit zijn: voor ijzer 331 ° C, voor aluminium 38 ° C, d.w.z. σ in ijzer bij 331 oC gelijk aan σ in aluminium bij 38 ° C. Een toename van de temperatuur leidt tot een afname in sterkte, elasticiteit en een toename van de vervormbaarheid van metalen. Hoe lager het smeltpunt van een metaal of legering, des te lager is de sterkte bij lagere temperaturen, bijvoorbeeld in aluminiumlegeringen - bij lagere temperaturen dan in staalsoorten. Bij hoge temperaturen treedt ook een toename van de kruipspanning op, die een gevolg is van een toename van de plasticiteit van metalen. Hoe hoger de belading van de monsters, hoe lager de temperaturen, de ontwikkeling van kruipdeformatie begint en het monster breekt en bij lagere waarden van de relatieve vervorming. Bij toenemende temperatuur veranderen ook de thermofysische eigenschappen van metalen en legeringen. De aard van deze complexe en moeilijk uit te leggen. Naast de algemene patronen die kenmerkend zijn voor het gedrag van metalen tijdens verhitting, heeft het gedrag van staalsoorten bij brand voorwaarden die afhankelijk zijn van een aantal factoren. De aard van het gedrag wordt dus voornamelijk beïnvloed door de chemische samenstelling van het staal: koolstof of laaggelegeerd, en vervolgens de methode voor het vervaardigen of verharden van de wapeningsprofielen: warmwalsen, thermisch harden, koudtrekken, enz. Wanneer monsters van warmgewalste koolstofstaalwapening worden verhit, neemt de sterkte daarvan af en neemt de plasticiteit toe, hetgeen leidt tot een afname van de sterkte, vloeisterkte, een toename van de relatieve rek en samentrekking. Wanneer dergelijk staal afkoelt, worden de oorspronkelijke eigenschappen hersteld. Versterkte draad, gehard door hardverharding, waarbij verwarming ook onomkeerbaar de verharding verliest. Hoe hoger de mate van verharding (verharding), thee bij een lagere temperatuur, het verlies begint. De reden hiervoor is de thermodynamisch onstabiele toestand van het kristalrooster, verharding van gehard staal. Wanneer de temperatuur stijgt tot 300-350 ° C, begint het proces van rekristallisatie, waarbij het kristalrooster dat vervormd is als gevolg van koud werken opnieuw wordt gerangschikt in de richting van normalisatie. Het belangrijkste kenmerk van aluminiumlegeringen is laag, in vergelijking met staal, weerstand tegen hitte. Een belangrijk kenmerk van sommige aluminiumlegeringen is het vermogen om de sterkte te herstellen na verwarming en koeling, als de verwarmingstemperatuur 400 ° C niet overschrijdt. Laaggelegeerde staalsoorten zijn het meest bestand tegen hoge temperaturen. Koolstofstaal gedraagt zich iets slechter zonder extra verharding. Erger nog - ze werden, verhard door thermische methode. De staalsoorten, gehard door hardverharding, hebben de laagste weerstand tegen hoge temperaturen en zelfs lagere aluminiumlegeringen. Manieren om de weerstand van metalen tegen vuur te verhogen Het is mogelijk om de verlenging van de tijd die nodig is om de eigenschappen van metalen onder vuur te houden op de volgende manieren te garanderen: de keuze van producten van metalen die beter bestand zijn tegen brand; speciale vervaardiging van metalen producten die beter bestand zijn tegen hitte; brandbeveiliging van metalen producten (constructies) door toepassing van externe warmte-isolerende lagen. Stenen materialen en hun gedrag onder vuur
Classificatie van gesteente naar herkomst: Stollingsgesteente (stollingsgesteente, primair) Sedimentaire (secundaire) rotsen Metamorfe (gemodificeerde) rotsen Igneous (igneous, primary) rocks: massief: diep (granieten, syenieten, diorieten, gabbros); uitgestort (porfier, diabaas, basalt, enz.). klastische: los (vulkanische as, puimsteen); gecementeerd (vulkanische tufstenen). Sedimentaire (secundaire) rotsen: Chemisch (gips, anhydriet, magnesiet, dolomiet, mergel, kalkhoudende tufsteen, enz.). Organogeen (kalksteen, krijt, coquina, diatomiet, tripoli). Mechanische afzettingen: los (klei, zand, grind); gecementeerd (zandstenen, conglomeraten, breccia). Metamorfe (gemodificeerde) rotsen: Igneous (gneiss). Sediment (kwartsiet, marmer, leisteen). Classificatie van anorganische bindmiddelen: Lucht (luchtkalk, gips). Hydraulisch (Portland cement, hoog alumina cement). Zuurbestendig (vloeibaar glas). Kunstmatige materialen van steen: Onverbrande bouwmaterialen op basis van anorganische bindmiddelen: beton en gewapend beton; oplossingen; asbestcement; producten van gips en gips; silicaatproducten. Gecalcineerde bouwmaterialen: keramiek; steen smelt. Silicaat materialen: Geconfronteerd met platen Cellulaire producten (schuimsilicaat, gas silicaat). Het gedrag van stenen materialen bij een brand Veel onderzoekers van ons land bestuderen al tientallen jaren het gedrag van steenmaterialen onder vuur. De aard van het gedrag van stenen materialen bij een brand is in principe hetzelfde voor alle materialen, alleen kwantitatieve indicatoren verschillen. Specifieke kenmerken worden veroorzaakt door de actie van alleen interne factoren die inherent zijn aan het te analyseren materiaal (bij het analyseren van het gedrag van materialen in identieke omstandigheden van de werking van externe factoren). Kenmerken van het gedrag van natuursteenmaterialen bij een brand
Monominerale rotsen (gips, kalksteen, marmer, enz.) Gedragen zich rustiger bij verhitting dan polyminerale rotsen. In het begin ondergaan ze vrije thermische uitzetting, waardoor ze zich bevrijden van fysiek gebonden vocht in de poriën van het materiaal. In de regel leidt dit niet tot een afname van de sterkte, en zelfs de groei ervan kan worden waargenomen met een rustige verwijdering van vrij vocht. Dan, als gevolg van de werking van chemische processen van dehydratie (als het materiaal chemisch gebonden vocht bevat) en dissociatie, ondergaat het materiaal een geleidelijke vernietiging (vermindering van sterkte tot bijna nul). Polyminerale rotsen gedragen zich in principe op dezelfde manier als monominerale rotsen, behalve dat tijdens verwarming aanzienlijke spanningen optreden als gevolg van verschillende waarden van de thermische uitzettingscoëfficiënten van de componenten waaruit het gesteente bestaat. Dit leidt tot de vernietiging (vermindering van de sterkte) van het materiaal. We illustreren het gedrag van monominerale en polyminerale gesteenten bij verhitting met behulp van het voorbeeld van twee materialen: kalksteen en graniet. Kalksteen is een monomineraal gesteente dat bestaat uit het calciet-mineraal CaCO3. Het verhitten van calciet tot 600 oC veroorzaakt geen significante veranderingen in het mineraal, maar gaat alleen gepaard met zijn uniforme expansie. Boven 600 ° C (theoretisch is de temperatuur 910 ° C) dissocieert calciet door de reactie CaCO3 = CaO + CO2, wat resulteert in koolstofdioxide (tot 44 gewichtsprocent van het uitgangsmateriaal) en losse calciumoxide met lage sterkte, die een onomkeerbare afname in kalksterkte veroorzaakt. Bij het testen van het materiaal tijdens het verwarmen, evenals na het verhitten en afkoelen van de onbelaste toestand, werd gevonden dat wanneer kalksteen wordt verwarmd tot 600 ° C, de sterkte ervan met 78% toeneemt als gevolg van het verwijderen van fysisch gebonden (vrij) vocht uit de microporiën van het materiaal. Dan neemt de sterkte af: bij 800 ° C bereikt deze de initiële waarde en bij 1000 ° C is de sterkte slechts 20% van de initiaal. Er moet rekening worden gehouden met het feit dat bij het afkoelen van de meeste materialen na het verwarmen op hoge temperatuur de sterkte (vaker, afname) blijft veranderen. De afname van de sterkte van kalksteen naar het origineel treedt op na verwarming tot 700 ° C, gevolgd door afkoeling (in de warme toestand tot 800 ° C). Omdat het proces van dissociatie van CaCO3 verloopt met een aanzienlijke warmteabsorptie (178,5 kJ / kg) en het resulterende poreuze calciumoxide een lage thermische geleidbaarheid heeft, creëert de CaO-laag een hittebarrière op het materiaaloppervlak, waardoor de verdere verhitting van de kalksteen in de diepten enigszins wordt vertraagd. Bij contact met water treedt bij het blussen van een vuur (of vocht uit de lucht nadat het materiaal is afgekoeld) de hydratatiereactie die resulteert uit CaO gevormd tijdens het verwarmen bij hoge temperatuur van het ongebluste kalk weer op. Bovendien verloopt deze reactie met gekoelde kalk. CaO + H2O = Ca (OH) 2 + 65,1 kJ. Het resulterende calciumhydroxide neemt in volume toe en is een zeer los en breekbaar materiaal dat gemakkelijk kan worden vernietigd. Overweeg het gedrag van graniet bij verhitting. Aangezien graniet een polymineraal gesteente is dat bestaat uit veldspaat, kwarts en mica, zal het gedrag in brandomstandigheden grotendeels worden bepaald door het gedrag van deze componenten. Nadat graniet tot 200 ° C is verhit en vervolgens is afgekoeld, wordt een toename in sterkte van 60% waargenomen, die samenhangt met de verwijdering van inwendige spanningen die optreden tijdens de vorming van graniet als gevolg van ongelijke koeling van het gesmolten magma, en het verschil in de thermische uitzettingscoëfficiënten van de mineralen die het graniet vormen. Bovendien is de toename in sterkte tot op zekere hoogte blijkbaar ook te wijten aan het verwijderen van vrij vocht uit de microporiën van graniet. Bij temperaturen boven 200 ° C begint een geleidelijke afname van de sterkte, wat wordt verklaard door de opkomst van nieuwe interne spanningen die samenhangen met het verschil in de thermische uitzettingscoëfficiënten van mineralen. Reeds een significante afname van de sterkte van graniet treedt op boven 575 ° C als gevolg van veranderingen in het volume van kwarts, dat een modificatietransformatie ondergaat ( β- kwarts in α- kwarts). Tegelijkertijd is het mogelijk om de vorming van scheuren in graniet met het blote oog te detecteren. De totale sterkte van graniet in het beschouwde temperatuurbereik blijft echter hoog: bij 630 ° C is de treksterkte van graniet gelijk aan de beginwaarde. In het temperatuurbereik van 750 ... 800 ° C en hoger neemt de sterkte van graniet af vanwege de uitdroging van veldspaat en mica-mineralen, evenals de modificatietransformatie van kwarts uit α- kwarts in α- tridymite bij 870 oC. Tezelfdertijd vormen zich diepere scheuren in graniet. De sterkte van granitapri 800 ° C is slechts 35% van de beginwaarde. Vast staat dat de verhittingssnelheid invloed heeft op de verandering in de verandering in de sterkte van graniet. Dus, met snelle (één uur) verwarming, begint de sterkte ervan af te nemen na 200 ° C, terwijl na een langzame (acht uur durende) verwarming - alleen vanaf 350 ° C We kunnen dus concluderen dat kalksteen een hittebestendiger materiaal is dan graniet. Kalksteen behoudt bijna zijn sterkte na verwarming tot 700 ° C, de gift - tot 630 ° C en daaropvolgende koeling. Bovendien ondergaat kalksteen aanzienlijk minder thermische uitzetting dan graniet. Dit is belangrijk om te overwegen bij het beoordelen van het gedrag van kunststeenmaterialen in brandomstandigheden, waarbij graniet en kalksteen worden opgenomen als aggregaten, bijvoorbeeld beton. Houd er ook rekening mee dat na opwarming tot hoge temperaturen en de daaropvolgende koeling van natuursteenmaterialen hun sterkte niet wordt hersteld. Kenmerken van het gedrag van kunstmatige steenmaterialen bij verhitting Wanneer beton boven 200 ° C wordt verwarmd, treden er tegengesteld gerichte vervormingen op die krimp van het bindmiddel en het uitzettende aggregaat ondergaan, hetgeen de sterkte van het beton vermindert, samen met destructieve processen die in het bindmiddel en aggregaat voorkomen. Het uitzettende vocht bij temperaturen van 20 tot 100 ° C drukt tegen de wanden van de poriën en de faseovergang van water in stoom verhoogt ook de druk in de poriën van het beton, wat leidt tot een spanningstoestand die de sterkte vermindert. Met het verwijderen van vrij water kan de sterkte toenemen. Wanneer monsters van beton die zijn voorgedroogd in een droogkast bij een temperatuur van 105 ... 110 ° C tot constant gewicht worden opgewarmd, is er geen fysiek gebonden water, daarom is er geen scherpe afname in sterkte aan het begin van de verwarming. Wanneer het beton na verhitting afkoelt, komt de sterkte in de regel praktisch overeen met de sterkte bij de maximale temperatuur waarnaar de monsters zijn verwarmd. In sommige soorten beton neemt het licht af tijdens het koelen vanwege een langere aanwezigheid van het materiaal in een verwarmde toestand, wat heeft bijgedragen tot een diepere stroom van negatieve processen daarin. De vervormbaarheid van beton tijdens het opwarmen neemt toe als gevolg van de toename van de plasticiteit. Hoe hoger de relatieve belasting van het monster, hoe lager de kritische temperatuur, deze zal instorten. Volgens deze afhankelijkheid concluderen de onderzoekers dat met een toename van de temperatuur de sterkte van beton afneemt bij testen in gespannen toestand. Bovendien zijn bouwconstructies van zwaar beton (gewapend beton) vatbaar voor explosieve vernietiging tijdens een brand. Dit fenomeen wordt waargenomen in structuren waarvan het materiaal een vochtgehalte boven de kritische waarde heeft bij een intensieve temperatuurstijging in geval van brand. Hoe dichter het beton, hoe lager de damppermeabiliteit, hoe meer microporiën, hoe gevoeliger het is, ondanks zijn hogere sterkte. Licht en cellulair beton met een bulkgewicht van minder dan 1200 kg / m3 zijn niet vatbaar voor explosieve vernietiging. De specificiteit van het gedrag van licht en cellenbeton, in tegenstelling tot het gedrag van zwaar beton tijdens een brand, is een langere opwarmtijd vanwege hun lage warmtegeleidingsvermogen. Hout, het brandgevaar, methoden voor brandbeveiliging en evaluatie van hun effectiviteit
Fysieke structuur van hout: Spint. Core. De afhankelijkheid van het stortgewicht van houtsoorten Nee. Ras van hout Houtafbraakproducten: 35% steenkool; 45% - vloeibaar destillaat; 20% - gasvormige stoffen. Het gedrag van hout bij verhitting in een brand: ° С - de ontbinding van hout begint, vergezeld van de afgifte van vluchtige stoffen, die kunnen worden gedetecteerd door een karakteristieke geur. 150 ° C - niet-brandbare ontledingsproducten (water - H2O, koolstofdioxide - CO2) komen vrij, wat gepaard gaat met een verandering in de kleuren van het hout (het wordt geel). 200 ° С - het hout begint te verkolen en verkrijgt een bruine kleur. De gassen die in dit geval ontstaan, zijn brandbaar en bestaan voornamelijk uit koolmonoxide - CO, waterstof - H2 en dampen van organische stoffen. 250-300 ° C - ontbranding van ontbindingsproducten van hout vindt plaats. Het ideale schema voor de afbraak van hout: De afhankelijkheid van de massaverbrandingssnelheid van houten balken op het oppervlak van de dwarsdoorsnede. De afhankelijkheid van de massaverbrandingssnelheid van hout uit het stortgewicht 1. r 0 = 350 kg / m3; 2. r 0 = 540 kg / m3; 3. r 0 = 620 kg / m3. Houtbrandbeschermingsmethoden
Thermisch isolerende kleding (nat pleisterwerk, coating met niet-brandbare materialen; coating met intumescente lakken); Brandvertragende verven (fosfaatcoatings, IFC-verf, SK-L-verf); Brandvertragende coating (superfosfaat coating; kalk-klei-zout coating (IGS)); Impregneerpreparaten (impregnering met diep hout: brandvertragende drukoplossing, in warmkoude baden). conclusie
Om een gebouw zijn doel te laten bereiken en duurzaam te zijn, is het noodzakelijk om de juiste materialen te kiezen, zowel structureel als afwerend. U moet de eigenschappen van materialen, steen, metaal of hout kennen, elk van hen heeft zijn eigen eigenaardigheden van gedrag in brandomstandigheden. Tegenwoordig hebben we redelijk goede informatie over elk materiaal en de keuze ervan moet zeer serieus en opzettelijk worden bekeken, vanuit het oogpunt van veiligheid. Referenties
1.Gaidarov L.E. Bouwmaterialen [Tekst] / L.E. Gaidar. - M .: Techniek, 2007. - 367 p. 2.Gryzin A.A. Toewijzingen, structuren en hun stabiliteit in geval van brand [Tekst] / А.А. Gryzin. - M.: Prospectus, 2008. - 241 p. .Lakhtin Yu.M. Materials Science [Text]: leerboek voor instellingen voor hoger technisch onderwijs / Yu.M. Lakhtin - M.: Mashinostroenie, 1999. - 528 p. .Romanov A.L. Eigenschappen van bouwmaterialen en beoordeling van de kwaliteit ervan [Tekst] / A.L. Romanov. - Moskou: The World of Books, 2009. - 201 p. 5.SNIP 21-01-97 *. Brandveiligheid van gebouwen en constructies, blz. 5 Brandtechnische classificatie En water in een vuur. Afhankelijk van de mate van brandwerendheid zijn materialen onderverdeeld in: brandveilig, moeilijk brandbaar en brandbaar. Menselijke impact van bouwmaterialen Normen met de belangrijkste gevaarlijke factoren van vuur, de echte dynamiek van de ontwikkeling ervan. Toegepaste bouwmaterialen met onbekende of ...
... grootte heeft een significante invloed op hun eigenschappen. Meestal bevatten kleien een significante hoeveelheid deeltjes kleiner dan 0,005 mm ...
... je moet hun eigenschappen, productiemethoden, opslag- en transportregels en hun omstandigheden kennen ...
Anti-stofmaskers en ademhalingstoestellen worden gebruikt om de ademhalingsorganen te beschermen tegen stof en spuitbussen. Als er in de lucht schadelijke gassen en dampen zijn, gebruik dan universele of gasmaskers en gasmaskers. Antidust-ademhalingstoestellen beschermen tegen aerosols bij concentraties tot 200 MAC, en universele en gasmaskers bij concentraties van dampen en gassen tot 15 MPC. De basis van filterelementen in ademhalingstoestellen is 2-3 lagen gaas (beademingsapparaat "Petal"), microporeuze en fijnvezelfilters (ademhalingsmaskers F-62S, U-2K) worden gebruikt om te beschermen tegen fijnkorrelig stof met fibrogene werking.
In gasmaskers wordt vervuilde lucht gefilterd door een laag actieve kool. Voor selectieve absorptie van bepaalde soorten giftige gassen en dampen worden extra mondstukken gebruikt. Voordelen van fitzruyushchy SIZ bestaat uit bewegingsvrijheid tijdens het werk, het geringe gewicht en de compactheid. Het ontbreken van filtermedia - beperkte houdbaarheid, moeilijk ademhalen door filterweerstand, korte werktijd door vervuild filter.
Isolerende PBM (pneumosuit, pneumatische helm) worden gebruikt tijdens het werken, wanneer filtermiddelen niet de noodzakelijke bescherming van de luchtwegen bieden. Ze kunnen autonoom zijn en slang, d.w.z. eigen luchttoevoer of toevoer van lucht via slangen Het gebruik van isolerende PBM hangt samen met ongemakken: zichtbeperking, beperking van werk en beweging. In gevallen waarin de werkplek constant is, worden deze nadelen geëlimineerd door het gebruik van beschermende cabines uitgerust met een airconditioningsysteem en beveiligingssystemen tegen schadelijke stralingen en energievelden.
De ontvlambare eigenschappen van materialen worden gekenmerkt door hun neiging om te ontbranden. Volgens ontvlambaarheid zijn de bouwconstructies onderverdeeld in vuurvast, langzaam brandend en brandbaar.
Hard-brandende materialen blijven branden of smeulen alleen in de aanwezigheid van een bron van vuur. Deze omvatten mineraalwolplaten op een bitumenbundel, geïmpregneerd met kleimortel.
Brandbare materialen - branden na verwijdering van de vuurbron.
Brandwerendheid is het vermogen van een structuur om een drager of beschermende functie te behouden wanneer deze wordt blootgesteld aan vuur.
De brandweerstandslimiet is de tijd vanaf het begin van blootstelling aan brand tot het optreden van scheuren waardoor een vlam zich kan verspreiden naar aangrenzende kamers.
Alle gebouwen en structuren, afhankelijk van de brandbaarheid van materialen en de brandwerendheid van constructies, zijn verdeeld in 5 graden:
In 1 graad van brandwerendheid, zijn alle structurele elementen vuurvast met een brandweerstand van 0,5 - 2,5 uur.
In 2 graden - alle structurele elementen zijn ook brandveilig, maar met een lagere brandwerendheid (0,25 - 2,0 uur).
Graad 3 - structuren van vuurvaste en niet-brandbare materialen.
In 4 graden - constructies van langzaam brandende materialen.
In de 5e graad - gebouwd van brandbare materialen.
Alle productieprocessen voor brandgevaar zijn onderverdeeld in 6 categorieën (A, B, C, D, D en E). De gevaarlijkste categorie - A, de minste - D.
Categorie E - explosieve productie, waarbij stoffen worden gebruikt die kunnen exploderen wanneer ze in wisselwerking staan met water, zuurstof en explosief stof dat kan exploderen zonder daaropvolgende verbranding.
Ongecontroleerd branden, materiële schade aanrichten, wordt een vuur genoemd. Als branden geen schade veroorzaakt, wordt dit vuur genoemd. Vuur leu-che waarschuwen dan uitgestoten.
De belangrijkste oorzaken van branden op landbouwlocaties zijn:
1. Niet-naleving van de brandveiligheidsvoorschriften, met name het gebruik van open vuur, tijdens lassen en roken.
2. Onjuiste installatie en bediening van elektrische apparatuur, verlichtingsapparatuur, die leidt tot kortsluiting
3. Overtreding van de regels voor de werking van verwarmings- en verwarmingssystemen.
4. Zelfontbranding van hooi, stro, zaagsel, veen, steenkool door overtreding van de regels voor opslag en opslag.
5. Fouten in de lay-out van gebouwen, constructies en magazijnen (afgezien van de windroos, niet-naleving van brandpauzes in het gebouw).
Brandveiligheid wordt gewaarborgd door de juiste oplossingen voor de bouwplanning van de productielocaties. De brandveiligheidsplanning voorziet in brandbestrijding tussen gebouwen en constructies, die in geval van brand de verspreiding van vuur van het ene gebouw naar het andere voorkomen en brandmelders de gelegenheid bieden om ongehinderd te kunnen werken om mensen, dieren en materiële waarden te evacueren.
Brandpauzes tussen productie en stallen worden geaccepteerd:
1. Tussen gebouwen 3 graden brandwerendheid -12 m,
2. Tussen gebouwen 3 en 4 graden van brandwerendheid - 15 m,
3. Tussen gebouwen 4 en 5 graden van brandwerendheid - 18 m.
De afstand van het gebouw is 3 graden van brandwerendheid tot open hooipakhuizen, stro moet ten minste 39 m zijn en van gebouwen 4 en 5 graden van brandwerendheid - niet minder dan 48 m Afstand van gebouwen en structuren van ondernemingen (ongeacht hun mate van brandwerendheid) tot het naaldbos rotsen moeten minimaal 50 m, hardhout zijn - minimaal 20 m.
Het bouwen van extra faciliteiten of tijdelijke opslag van materialen is niet toegestaan bij brandonderbrekingen.
Om de verspreiding van vuur te voorkomen, wordt een vuurvast, vuurvast muurapparaat gebruikt - een firewall. Het rust direct op de fundering en moet boven het brandbare dak steken met niet minder dan 0.6 m, en boven het niet-brandbare dak - met 0.3 m.
Als het niet mogelijk is om te voldoen aan brandonderbrekingen aan het einde van het hoogste gebouw, is het ook noodzakelijk om een brandmuur (externe barrière) te installeren, of om een dergelijke muur in de kamer te construeren om deze in afzonderlijke secties te verdelen (interne barrière).
Een belangrijke eis inzake brandpreventie bij het ontwerp van landbouwfaciliteiten is een redelijk deel van het gebouw. Het gebied van gebouwen 3 graden van brandwerendheid mag niet groter zijn dan 3000 m2, 4 graden - 2000 m2, 5 graden - 1200 m. Het gebied van gebouwen en structuren 1 en 2 graden van brandwerendheid is niet beperkt.
In veeteeltruimten moeten ten minste 2 uitgangen voor de evacuatie van dieren aanwezig zijn en in kamers verdeeld in secties - ten minste 1 uitgang van elke sectie. Alle deuren op de vluchtwegen moeten zich openen naar de uitgang. Volgens de norm moet de breedte van de toegangspoort voor stallen en stallen minimaal 2 m zijn, voor herders 2,5 m, voor varkensstal - 1,5 m. De breedte van de doorgang in de ruimte voor dieren moet ten minste 1,5 m zijn.
In alle kamers is het verboden om evacuatiewegen, zolders, spaties onder de trap en bij de nooduitgangen te plaatsen. Het is verboden om te roken en open vuur te gebruiken (bijvoorbeeld bij het verwarmen van bevroren leidingen).
Vaak verschijnt bij het lezen van dergelijke koppen de eerste: "Ik wil niet lezen, het onderwerp is niet het meest aangename en God verhoede dat er nooit een vuur zou zijn." Een dergelijk onderwerp spreekt echter helemaal niet over hoe bepaalde constructies zich tijdens een brand kunnen gedragen. Dergelijke informatie waarschuwt voor mogelijke risico's en stelt u in staat uw huis te bouwen om ervoor te zorgen dat het zo beschermd is tegen brand en u tegelijkertijd beschermt.
Wat valt het eerst op? Vanzelfsprekend zijn dit de categorieën waarin materialen worden verdeeld op basis van de mate van ontvlambaarheid. Er zijn er drie:
Die bouwstoffen die worden verkregen door anorganische oorsprong worden beschouwd als materialen die behoren tot de tweede groep, dat wil zeggen niet-brandbaar. Deze omvatten:
Natuurlijke materialen zoals steen, zand, graniet, puin, marmer, grind, kalksteen en anderen.
Kunstmatige materialen zijn klei en vaste steen na het bakken. Het kan ook hol en poreus zijn. Lichtgewicht bakstenen met lichtgewicht brandbare additieven. Stenen uit keramiek (hol). Silicaatsteen dat de bakfase niet heeft gepasseerd. Blokken, evenals stenen, die zijn gemaakt van zwaar en lichtgewicht beton, kunnen zowel massief als hol zijn. Muurstenen, die zijn gemaakt van een mengsel van aarde en beton, maar ook producten voor gevelbekleding en architectonische elementen.
Tijdens een brand tonen onderdelen gemaakt van natuurlijke of kunstmatige stenen hun beste kwaliteiten en zijn ze de belichaming van betrouwbaarheid.
De belangrijkste eis die wordt gesteld aan wanden en wanden van natuurlijke en kunstmatige steen is gasondoorlaatbaarheid. Als de steen of het metselwerk duurzaam is en geen scheuren bevat, is het een uitstekende barrière vanuit een oogpunt van brandpreventie. Tijdens het instorten van vloeren, gedeeltelijk of volledig, wordt de belasting op de wanden en scheidingswanden anders.
Metaal is hetzelfde gezochte materiaal als steen. Het verliest echter in vergelijking met de mate van brandwerendheid. Vijftien minuten na het begin van de blootstelling aan direct vuur, veranderingen optreden met betrekking tot de mate van elasticiteit van metalen producten, evenals hun vloeibaarheid. Dit leidt tot een verandering in de staat van de samengedrukte staaf.
Langzaam brandende materialen combineren de eigenschappen van zowel brandbaar als niet-brandbaar materiaal. Van hen bouwen gebouwen met de gegeven parameters. Deze omvatten brandwerendheid, weerstand tegen agressieve omgevingen, goede warmtegeleiding, compressie en andere.
Onder brandbaar vallen onder meer beton dat wordt gebruikt voor asfalteren, maar ook materialen die beton bevatten met een klein gehalte aan organisch aggregaat en materialen die gips bevatten. Ze omvatten ook hun materialen van verschillende polymeren en hout, die zijn verwerkt door vlamvertragers. Vilt, dat gedrenkt was in een oplossing van klei, cementvezelmat en andere.
Brandbare materialen, veenplaten, hout, schuimplastic, linoleum, rubber, enz. Worden geteld als brandbare materialen die van organische oorsprong zijn. Kunststoffen hebben een groot nadeel - bij het branden stoten ze geuren uit, die het gevolg zijn van thermische ontbinding en uiterst schadelijk zijn voor de gezondheid.
Om de brandwerendheid van hout en kunststofproducten te verhogen, worden verschillende beschermende maatregelen gebruikt. Hout wordt zorgvuldig behandeld met vlamvertragers en additieven worden toegevoegd aan de samenstelling van kunststoffen, waardoor de mate van ontvlambaarheid van producten wordt verminderd.
Brandwerendheid is een belangrijke parameter die speciale aandacht vereist. Hij vertelt hoe lang het materiaal kan overleven als het wordt blootgesteld aan hoge temperaturen. Het is echter vermeldenswaard dat, naast brand, de structuur aanzienlijk wordt beïnvloed door operationele belastingen, evenals de druk van de waterstralen, de hoeveelheid water in een statische positie en vallende structuren. Om de mate van brandwerendheid van een materiaal te bepalen, wordt het blootgesteld aan temperaturen van 550 tot 1200 graden, omdat het deze temperaturen zijn die ontstaan bij brand.
Het is nu tijd om over te gaan tot het beschouwen van verschillende delen van gebouwen en hun mate van brandgevaar.
Foundation - is het ondergrondse deel van het gebouw, de fundering ervan. Hij is het die de volledige lading van de bouwconstructies waarneemt. Er worden geen brandvereisten aan opgelegd, aangezien de fundering is gemaakt van dergelijke materialen, waarvan de brandwerendheid aanzienlijk hoger is dan die van wanden en vloeren.
De muur vervult niet alleen de functies, maar ook de bescherming. Het verplaatst alle waargenomen belastingen op de fundering en oefent er druk op uit. De wanden zijn verdeeld in inwendig en uitwendig, longitudinaal en transversaal. Het zijn de dragende muren die de druk waarnemen en deze overbrengen naar de fundering.
Basis - maakt deel uit van de buitenmuur. Het steekt iets uit het vlak van de muur en lijkt op een voetstuk waarop het rust. Voert de functie uit van bescherming van de muur tegen mechanische schade.
De dakrand is een horizontale rand die zich bovenaan de muur bevindt, deze afwerkt of zich boven de raam- en deuropeningen bevindt. Het leidt water af dat afvoert van het dak van een gebouw, zodat het niet op een muur, raam of deur valt.
Een nis is een uitsparing in de muur die wordt gebruikt om een inbouwkast of kast te huisvesten, evenals voor apparaten die een kamer verwarmen en voor verschillende decoratieve doeleinden.
De borstwering is een kleine muur die langs de rand van het dak loopt. Nu wordt deze muur vervangen door metalen leuningen, die ook wel borstwering worden genoemd.
Balkon - een open ruimte met hekken, die wordt uitgegeven vanuit het vlak van de muur. De loggia maakt deel uit van het gebouw en is open aan de gevel. Balkons met loggia's zijn niet alleen de woonruimte en decoratie van het gebouw, maar beschermen ook tegen rook en vuur in geval van brand. Bovendien dienen ze als vluchtroutes voor mensen en helpen ze brandweermensen om de brandhaard te bereiken.
Vuurmuur - scheidt de compartimenten om de verspreiding van vuur te voorkomen. Ze scheiden de kamers ook met brandbare en onbrandbare structuren. Dergelijke wanden zijn alleen gemaakt van materialen die niet zijn blootgesteld aan verbranding.
In overeenstemming met het decreet van de president van de Russische Federatie van 9 november 2001 nr. 1309 "Over het verbeteren van de overheidsadministratie op het gebied van brandveiligheid", werd de staatsbrandweer overgedragen van het ministerie van Binnenlandse Zaken van Rusland aan het ministerie van noodgevallen van Rusland. In verband met de overdracht van de functies van de brandweer naar de EMERCOM van Rusland, voert dit ministerie ook toezicht uit op staatstoezicht in het land.
In overeenstemming met de federale wetgeving, is brandbeveiliging verdeeld in de volgende types:
Vuur - ongecontroleerde verbranding buiten een speciale haard, met materiële schade tot gevolg. Grote branden krijgen vaak het karakter van een natuurramp en gaan gepaard met ongelukken met mensen. Bijzonder gevaarlijke branden bij de opslag van ontvlambare en brandbare vloeistoffen en gassen.
De belangrijkste oorzaken van branden bij de ATP zijn:
Tijdens het rijden met rollend materieel zijn de meest voorkomende oorzaken van branden:
Het optreden van branden in gebouwen en constructies, de verspreiding van brand in deze zijn in grote mate afhankelijk van de brandgevaarlijke eigenschappen van structuren en materialen, van de kenmerken van het technologische proces. Om het brandgevaar van bouwmaterialen en -structuren te beoordelen, is het belangrijk om hun eigenschappen te kennen, zoals ontvlambaarheid en brandwerendheid. Volgens SNiP P-2 "Brandveiligheidsnormen voor het ontwerpen van gebouwen en constructies. Ontwerpnormen "bouwmaterialen voor ontvlambaarheid zijn onderverdeeld in drie groepen: brandbaar, vlamwerend en brandveilig. De ontvlambaarheidsgroepen van bouwmaterialen worden vastgesteld volgens de norm van de CMEA 383-76 en worden bepaald volgens de normen van de CMEA 382-7G en de CMEA 2437-80.
Brandbare materialen zijn materialen die, onder invloed van vuur of warmte, ontbranden of smeulen en blijven branden of smeulen nadat de vuurbron is verwijderd (hout, dakleer, vilt, enz.).
Materialen die worden blootgesteld aan vuur of hoge temperaturen, ontbranden, smeulen of verbranden en blijven branden of smeulen alleen in de aanwezigheid van een bron van vuur, en na verwijdering van de vuurhaard houden branden en verval op. Vlamvertragende materialen bestaan uit brandbare en ontvlambare componenten, zoals asfaltbeton, gips en betonmaterialen die meer dan 8% (massa) organisch vulmiddel, cementvezelmat, diep geïmpregneerd hout, anti-vlamvertragers, enz. Bevatten.
Niet-brandbare materialen zijn materialen die, onder invloed van vuur of hoge temperaturen, niet ontbranden, niet smeulen en niet verkoold zijn. Deze omvatten alle natuurlijke en kunstmatige anorganische materialen, gips en betonmaterialen die tot 8% (massa) organisch vulmiddel bevatten, minerale wolplaten op synthetisch, zetmeel of bitumineus bindmiddel met een gehalte tot 6% (massa), enz.
Brandwerendheid, d.w.z. het vermogen van een bouwconstructie om de effecten van hoge temperaturen onder brandomstandigheden te weerstaan en tegelijkertijd zijn operationele functies te behouden, wordt gekenmerkt door een brandweerstandsgrens. De brandwerendheid van bouwconstructies en elementen wordt bepaald door de tijdsperiode in uren vanaf het begin van de brandtest tot een van de volgende kenmerken verschijnt:
formaties in de structuur van doorgaande scheuren of doorgaande gaten waardoor de producten van verbranding of vlam binnendringen; bij 140 ° C of op een willekeurig punt op dit oppervlak van meer dan 180 ° C vergeleken met de temperatuur van de structuur vóór de test, of meer dan 220 ° C, ongeacht de temperatuur van de structuur vóór de test;
structureel verlies van draagvermogen, d.w.z. ineenstorting.
Bouwstructuren voor brandwerendheid zijn onderverdeeld in vijf graden - I - V. Brandwerendheid van gebouwen en constructies wordt bepaald door de mate van brandwerendheid van hun belangrijkste structurele elementen. Een belangrijke eigenschap van bouwconstructies is ook hun vermogen om de verspreiding van vuur te weerstaan, die wordt gekenmerkt door de limiet van de verspreiding van vuur (tabel 3.14).
Tabel 3.14. De minimumgrenzen van brandweerstand en de maximale grenzen van de verspreiding van brand op bouwconstructies
Afstanden van opslagplaatsen voor auto's tot gebouwen en structuren van ATP moeten worden gekozen in overeenstemming met de vereisten van SNiP P-93 "Ondernemingen voor auto-onderhoud" en, afhankelijk van de kenmerken van gebouwen en structuren, worden aanvaard door het volgende, m:
Gebouwen en structuren I en II graden van brandwerendheid van de muur
zonder openingen - niet gestandaardiseerd
Hetzelfde, vanaf de zijkant van de muren met openingen - 9
Gebouwen en structuren van III graad van brandweerstand van de muren zonder openingen - 6
Hetzelfde, vanaf de zijkant van muren met openingen, gebouwen en structuren van IV en V graden van brandwerendheid (ongeacht de aanwezigheid van openingen in de wanden) - 12
Kolommen met olieproducten distribueren - 6
Ondergrondse tanks voor aardolieproducten - 9
Op de juiste afstanden kunt u een van de noodzakelijke voorwaarden voor brandveiligheid bieden.
Brandbarrières beperken de verspreiding van vuur van het ene deel van een gebouw of structuur naar het andere. Deze omvatten vuurwanden, scheidingswanden, plafonds, deuren, poorten, luiken, vestibule-sloten, ramen, gaten.
Brandmuren moeten gebaseerd zijn op de funderings- of funderingsbalken en worden geplaatst op de volledige hoogte van het gebouw. Ze moeten 60 cm boven het dak uitsteken als minstens één van de afdekelementen, met uitzondering van het dak, of de ondersteunende structuren van het dak gemaakt zijn van brandbare materialen, en 30 cm, als alle elementen van de coating, behalve het dak of de ondersteunende structuren van het dak, gemaakt zijn van vlamvertragende en vuurvaste materialen.
Brandmuren mogen niet boven het dak uitkomen, als alle elementen van de coating en het dak, met uitzondering van het dak, van vuurvast materiaal zijn gemaakt. Bovendien moeten brandwanden in gebouwen met buitenmuren van brandbare of langzaam brandende materialen buiten het vlak van de buitenmuren uitsteken, over de dakrand en uitsteeksels van daken met 30 cm.
Buitenmuren van geprofileerde materialen (metalen platen of panelen van asbestcement met isolatie van brandbare of langzaam brandende materialen of met tape-beglazing) mogen brandwanden niet scheiden zonder buiten het buitenvlak van de muur te steken.
In brandwerende wanden is het apparaat van ventilatie- en rookkanalen toegestaan. Tegelijkertijd moet op de plaatsen waar ze zich bevinden de brandbestendigheidsgrens van de brandmuur aan elke kant van het kanaal ten minste 2,5 uur bedragen.
Vuurwanden en scheidingswanden beperken de verspreiding van vuur horizontaal. Om de verspreiding van het vuur verticaal te beperken, plaatst u brandwerende plafonds. Ze mogen geen openingen en openingen hebben waardoor verbrandingsproducten kunnen binnendringen in geval van vuur en grenzen aan dove (zonder beglazing) delen van buitenmuren.
Om de verspreiding van een brand van het ene gebouw naar het andere te voorkomen, is het noodzakelijk om brandpauzes tussen gebouwen en gebouwen te regelen, die worden bepaald in overeenstemming met SNiP 11-89 "Algemene plannen van industriële ondernemingen. Ontwerpnormen "afhankelijk van de mate van brandwerendheid van deze structuren (tabel 3.15).
Tabel 3.15. De kortste afstanden tussen industriële gebouwen en structuren van industriële ondernemingen
1 De afstand wordt tot 6 m teruggebracht als gebouwen en constructies zijn uitgerust met stationaire automatische brandblussystemen; gebouwen en constructies zijn uitgerust met een automatisch brandalarm; specifieke belasting van brandbare stoffen in gebouwen is minder dan of gelijk aan 10 kg per 1 m2 vloeroppervlak.
Neem voor de breedte van de opening tussen gebouwen en structuren de afstand in het licht tussen de buitenmuren of structuren. De breedte van de opening wordt vergroot door de grootte van de projectie van de structurele of architecturale delen van het gebouw, als deze zijn gemaakt van brandbare materialen en 1 m of meer zijn.
Het waarborgen van brandveiligheid is een van de belangrijkste taken bij de bouw en exploitatie van moderne hoogbouw, grote zakelijke centra en winkel- en amusementscomplexen. De specificiteit van dergelijke gebouwen - een grote lengte van vluchtroutes - dicteert verhoogde eisen voor de brandveiligheid van bouwconstructies en gebruikte materialen. En alleen als aan deze vereisten wordt voldaan samen met de oplossing van andere technische en economische problemen, wordt het gebouw geacht correct te zijn ontworpen.
Volgens de federale wet van de Russische Federatie van 22 juli 2008 nr. 123-FZ "Technische voorschriften inzake brandveiligheidseisen", hangt de keuze van bouwmaterialen direct af van het functionele doel van het gebouw of de ruimte.
De classificatie van bouwmaterialen wordt vaak uitgevoerd op basis van de omvang van het product. Volgens dit criterium is het onderverdeeld in constructieve, isolerende en afwerkende oplossingen, evenals in structureel isolerende en constructieve afwerkingsoplossingen.
Vanuit het oogpunt van brandveiligheid wordt een optimale classificatie voorgesteld in artikel 13 van de "Technische voorschriften", die bouwmaterialen in twee typen breekt: brandbaar en niet-brandbaar. Brandbare materialen worden op hun beurt verdeeld in 4 groepen - zwak brandbaar (G1), matig brandbaar (G2), normaal brandbaar (G3) en ten slotte zeer brandbaar (G4).
Bovendien worden ze geëvalueerd op basis van criteria zoals ontvlambaarheid, vermogen om vlam over het oppervlak te verspreiden, rookvormend vermogen en toxiciteit. De combinatie van deze indicatoren stelt u in staat een brandgevaarsklasse aan een specifiek materiaal toe te wijzen: van KM0 - voor niet-brandbare materialen tot KM1-KM5 - voor brandbare materialen.
Natuurlijke eigenschappen van materialen
De belangrijkste factor die het brandgevaar van materialen bepaalt, is de grondstof waaruit ze zijn gemaakt. In deze relatie kunnen ze worden verdeeld in drie grote groepen: anorganisch, organisch en gemengd. Laten we de eigenschappen van elk daarvan in meer detail bekijken. Laten we beginnen met minerale materialen, die tot de groep van anorganische behoren en, op één lijn met metalen structuren, dienen om een rigide raamwerk te creëren - de basis van moderne gebouwen.
De meest voorkomende minerale bouwmaterialen zijn natuursteen, beton, baksteen, keramiek, asbestcement, glas, enz. Ze zijn niet-brandbaar (NG), maar zelfs met een kleine toevoeging van polymere of organische stoffen - niet meer dan 5-10% qua gewicht - veranderen hun eigenschappen. Het brandgevaar neemt toe en van NG gaan ze over in de categorie vlamwerend.
In de afgelopen jaren zijn producten op basis van polymeren die tot anorganische materialen behoren en die brandbaar zijn, wijdverspreid geworden. Tegelijkertijd hangt het behoren van een bepaald materiaal aan de groep van brandbaarheid af van het volume en de chemische structuur van het polymeer. Er zijn twee hoofdtypen polymeersamenstellingen. Dit zijn thermo-plastics die, wanneer ze worden verwarmd, een cokeslaag vormen, die bestaat uit niet-brandbare stoffen en het materiaal beschermen tegen de gevolgen van hoge temperaturen, waardoor verbranding wordt voorkomen. Een ander type is thermoplasten (ze smelten zonder een hittewerende laag te creëren).
Ongeacht het type kunnen polymere bouwmaterialen niet worden omgezet in niet-brandbare materialen, maar het is mogelijk om hun brandgevaar te verminderen. Voor dit doel worden vlamvertragers gebruikt - verschillende stoffen die bijdragen aan het verhogen van de brandwerendheid. Vlamvertragers voor polymere materialen kunnen in drie grote groepen worden verdeeld.
De eerste omvat chemicaliën die een interactie aangaan met het polymeer. Deze vlamvertragers worden hoofdzakelijk gebruikt voor reactoplast, zonder verslechtering van hun fysisch-chemische eigenschappen. De tweede groep vlamvertragers - opzwellende additieven - vormt onder invloed van de vlam een geschuimde cellulaire cokeslaag op het materiaaloppervlak die verbranding voorkomt. En tenslotte is de derde groep stoffen die mechanisch worden gemengd met het polymeer. Ze worden gebruikt om de ontvlambaarheid van zowel thermoplasten, thermo-plastics en elastomeren te verminderen.
Van alle organische materialen zijn hout en producten daarvan - spaanplaat, vezelplaat, vezelplaat, enz. - het meest wijdverspreid in de constructie van moderne gebouwen. Alle organische materialen behoren tot de groep van brandbare en hun brandgevaar neemt toe met de toevoeging van verschillende polymeren. Verven en vernissen verhogen bijvoorbeeld niet alleen de ontvlambaarheid, maar dragen ook bij aan een snellere verspreiding van de vlam over het oppervlak, verhogen de rookontwikkeling en de toxiciteit. In dit geval worden andere toxische stoffen aan het CO (koolmonoxide) toegevoegd - het hoofdproduct van het verbranden van organische materialen.
Om het brandgevaar van organische bouwmaterialen te verminderen, zoals het geval is met polymere stoffen, worden ze behandeld met vlamvertragers.
Toegepast op het oppervlak, onder invloed van hoge temperaturen, kunnen vlamvertragers worden omgezet in schuim of een niet-brandbaar gas produceren. In beide gevallen belemmeren ze de toegang van zuurstof, voorkomen ze dat hout brandt en verspreiden ze de vlam. Effectieve vlamvertragers zijn stoffen die diammoniumfosfaat bevatten, evenals een mengsel van natriumfosfaat met ammoniumsulfaat.
Wat betreft gemengde materialen, ze bestaan uit organische en anorganische grondstoffen. In de regel worden bouwproducten van dit type niet in een aparte categorie ingedeeld, maar behoren ze tot een van de vorige groepen, afhankelijk van welke grondstoffen de overhand hebben. Fibroliet bestaande uit houtvezels en cement wordt bijvoorbeeld als organisch en bitumen - anorganisch beschouwd. Meestal behoort het gemengde type tot de groep van brandbare producten.
De toegenomen eisen voor brandveiligheid van grote winkel-, entertainment- en kantoorcentra, evenals hoge gebouwen, dicteren de noodzaak om een complex van brandpreventiemaatregelen te ontwikkelen. Een van de belangrijkste is het overheersende gebruik van niet-brandbare en weinig brandbare materialen. Dit geldt met name voor de dragende en insluitende structuren van het gebouw, het dak en de materialen voor het afwerken van de vluchtwegen.
Volgens de classificatie van NPB 244-97 zijn afwerking, gevelbekleding, dakbedekking, waterdichting en warmte-isolatiematerialen, evenals vloerbedekkingen onderworpen aan verplichte certificering op het gebied van brandveiligheid. Beschouw deze categorieën voor brandgevaar.
Afwerking en tegenoverliggende materialen
Er zijn veel afwerk- en gevelmaterialen, waaronder polystyreen tegels, PVC en spaanplaat panelen, behang, films, keramische tegels, glasvezel, etc. zijn te onderscheiden. De meeste producten van dit type zijn brandbaar. In ruimtes met een massale bijeenkomst van mensen, en in gebouwen waar evacuatie moeilijk is vanwege het grote gebied en de grote hoogte, kunnen afwerkingsmaterialen een extra bedreiging vormen voor het leven en de gezondheid van mensen, rook veroorzaken, giftige verbrandingsproducten afgeven en bijdragen aan de snelle verspreiding van de vlam. Daarom is het noodzakelijk om materialen te kiezen die niet lager zijn dan de KM2-klasse.
Afhankelijk van het oppervlak waarop ze worden aangebracht, kunnen afwerkingsmaterialen andere eigenschappen hebben. Bijvoorbeeld in combinatie met brandbare stoffen kan gewoon behang zich als ontvlambaar manifesteren en op een niet-brandbare ondergrond worden afgezet - als licht brandbaar. Daarom moet de keuze van afwerk- en bekledingsmaterialen niet alleen worden bepaald door de gegevens over hun brandgevaar, maar ook door de eigenschappen van de basis.
Voor decoratie van kamers met grote groepen mensen en vluchtroutes is het onaanvaardbaar om biologische producten te gebruiken, met name MDF-panelen, die meestal tot de groepen G3 en G4 behoren. Voor de decoratie van wanden en plafonds in de verkoopruimten mag u geen materialen gebruiken met een hoger brandgevaar dan de klasse KM2.
Op papier gebaseerde achtergronden zijn niet opgenomen in de lijst met producten waarvoor een verplichte certificering is vereist, en ze kunnen worden gebruikt als afwerkmateriaal voor gebouwen met verhoogde brandveiligheidseisen, rekening houdend met het feit dat de basis niet-ontvlambaar is.
Als vervanging voor MDF-panelen wordt gipsplaat gebruikt met een externe coating van decoratieve film. Dankzij gipsplaat op basis van gips is het een niet-brandbaar materiaal, en een decoratieve film op basis van polymeren transformeert het in de G1-groep, waardoor het kan worden gebruikt voor praktisch elk functioneel doel, inclusief lobby's. Tegenwoordig wordt gipsplaten universeel gebruikt voor de constructie van scheidingswanden - onafhankelijke bouwconstructies. Hiermee moet rekening worden gehouden bij het bepalen van hun brandgevaarklasse.
Vloerbedekkingen
De ontvlambaarheid van vloeren is minder streng dan die van de afwerking en het fineermateriaal. De reden is dat in geval van brand de vloer zich in de zone van de laagste temperatuur bevindt in vergelijking met de muren en het plafond. Tegelijkertijd wordt voor materialen die als vloerbedekking dienen, een belangrijke rol gespeeld door een dergelijke indicator als vlam verspreid over het oppervlak (RP).
Vanwege het gemak van de installatie en de hoge prestatiekenmerken, zijn "linoleums" op grote schaal gebruikt als vloerbedekkingen in de gangen, lobby's, hallen en foyer van gebouwen - verschillende soorten gewalste polymeercoatings. Bijna alle materialen van dit type behoren tot de groep van licht ontvlambare (G4) en hebben een hoge coëfficiënt van rookvorming. Al bij een temperatuur van 300 oC houden ze de verbranding in stand en ontbranden ze bij verhitting boven 450 - 600 oC. Daarnaast zijn toxische producten zoals koolstofdioxide, CO en waterstofchloride opgenomen in de verbrandingsproducten van linoleum.
Daarom is het onaanvaardbaar om ze te gebruiken als vloerbedekking voor gangen en hallen, waar, volgens de vereisten, materialen van ten minste KM3 moeten worden gebruikt, om nog maar te zwijgen over de lobby's en trappen waarvoor strengere eisen van toepassing zijn. Hetzelfde kan gezegd worden over laminaat, dat uit organische en polymere materialen bestaat en, ongeacht het type, tot de hoogst brandbare behoort - ongeschikt voor vluchtroutes.
De meest succesvolle, op het gebied van brandveiligheid, zijn keramische tegels en porseleinen tegels. Ze behoren tot de KM0-groep en zijn niet opgenomen in de lijst met materialen die moeten worden gecertificeerd op het gebied van brandveiligheid. Dergelijke producten zijn geschikt voor gebouwen van elk functioneel doel. Bovendien kunnen semi-stijve tegels gemaakt van polyvinylchloride met een grote hoeveelheid minerale vulstof (KM1-groep) worden gebruikt als vloerbedekking in de gangen en hallen.
Dakbedekkings- en waterdichtingsmaterialen
Meestal wordt het brandgevaar van dakbedekkingsmaterialen in de certificaten aangeduid als een groep ontvlambaarheid. Daken van metaal en klei zijn het minst gevaarlijk, en de grootste zijn materialen op basis van bitumen, rubbers, rubberbitumenproducten en thermoplastische polymeren. Hoewel zij het zijn die dakbedekkingsmaterialen hoge prestatiekenmerken geven - ondoordringbaarheid van water en damp, vorstbestendigheid, elasticiteit, weerstand tegen ongunstige atmosferische invloeden en scheuren.
Een van de meest brandbare materialen voor dakbedekking en waterdichting, waaronder bitumen. Ze ontbranden zelf reeds bij een temperatuur van 230-300 ° C. Bovendien heeft bitumen een hoog rookvormend vermogen en een hoge brandsnelheid.
Bitumen worden veel gebruikt bij de productie van gewalst materiaal (dakbedekkingsmateriaal, glassine, glasversterkte insula, waterdichting, folgoizol) en mastiekdak en waterdichtmakende materialen. Bijna alle dakmaterialen op basis van bitumen behoren tot groep G4. Dit legt beperkingen op aan het gebruik ervan in gebouwen met verhoogde brandveiligheidseisen. Ze moeten dus op een niet-brandbare ondergrond passen. Daarnaast wordt er bovenop een grindaanvulling uitgevoerd, evenals brandpreventiesneden die het dak van het gebouw in afzonderlijke segmenten verdelen. Dit is nodig om de brand te lokaliseren en de verspreiding van vuur te voorkomen.
Tegenwoordig zijn er tientallen soorten waterdichtmakende materialen op de markt - polyethyleen, polypropyleen, polyvinylchloride, polyamide, thiokol en andere membranen. Ongeacht het type behoren ze allemaal tot de groep brandbaar. De meest succesvolle, op het gebied van brandveiligheid, zijn waterdichtende membranen behorend tot de groep van ontvlambaarheid G2. In de regel zijn dit materialen op basis van polyvinylchloride met toevoeging van brandvertragers.
Thermische isolatiematerialen
Warmte-isolatiematerialen die zijn onderworpen aan certificering op het gebied van brandveiligheid zijn onder te verdelen in vijf groepen. De eerste van hen - polystyreen. Vanwege de relatief lage kosten worden ze veel gebruikt in de moderne bouw. Samen met goede warmte-isolerende eigenschappen, heeft dit product een aantal ernstige nadelen, waaronder fragiliteit, onvoldoende vochtbestendigheid en dampdoorlatendheid, lage weerstand tegen UV-stralen en koolwaterstofvloeistoffen, en vooral - hoge ontvlambaarheid en afgifte tijdens verbranding van toxische stoffen.
Eén type polystyreenschuim is geëxtrudeerd polystyreenschuim. Het heeft een meer geordende structuur van kleine gesloten poriën.
Deze productietechnologie verhoogt de vochtbestendigheid van het materiaal, maar vermindert niet het brandgevaar dat even hoog blijft. De ontbranding van polystyreenschuim vindt plaats bij een temperatuur van 220 tot 380 ° C, en zelfontbranding komt overeen met een temperatuur van 460-480 ° C. Bij het verbranden van schuim polystyreen stoten een grote hoeveelheid warmte, evenals giftige producten. Ongeacht het type behoren alle materialen in deze categorie tot de groep van ontvlambaarheid G4.
Als warmte-isolatie in de samenstelling van pleistergevelsystemen, wordt aanbevolen om polystyreenschuim te installeren met een verplicht apparaat van brandpreventie sneden gemaakt van steenwol - niet-brandbaar materiaal. Vanwege het hoge brandgevaar is het gebruik van materialen van deze groep onaanvaardbaar in geventileerde gevelsystemen, omdat ze de snelheid van vlamvoortplanting langs de gevel van het gebouw aanzienlijk kunnen verhogen. Wanneer gecombineerde dakbedekking wordt gebruikt, wordt het geëxpandeerde polystyreen gelegd op een onbrandbare basis van steenwol.
Het volgende type thermisch isolatiemateriaal - polyurethaanschuim - is een niet-smeltende thermohardende kunststof met een cellulaire structuur, waarvan de holtes en poriën zijn gevuld met gas met een lage thermische geleidbaarheid. Vanwege de lage ontstekingstemperatuur (van 325 OS), sterke rookvorming, evenals hoge toxiciteit van verbrandingsproducten, waaronder waterstofcyanide (blauwzuur), heeft polyurethaanschuim een verhoogd brandgevaar. Bij de productie van polyurethaanschuim worden vlamvertragers actief gebruikt, die de ontvlambaarheid kunnen verminderen, maar tegelijkertijd de toxiciteit van verbrandingsproducten verhogen. Over het algemeen is het gebruik van polyurethaanschuim in gebouwen met hoge eisen voor brandveiligheid zeer beperkt. Indien nodig kan het worden vervangen door een tweecomponentenmateriaal: polyisocyanuraatschuim met een lagere ontvlambaarheid en ontvlambaarheid.
Rezol-schuimen gemaakt van rezol-fenol-formaldehyde-harsen behoren tot de groep van langzame brandstoffen. In de vorm van platen met gemiddelde dichtheid worden ze gebruikt voor thermische isolatie van externe hekken, funderingen en scheidingswanden bij een oppervlaktetemperatuur van niet meer dan 130 ° C. Onder invloed van de vlam worden rezolschuimen verkoold, behouden ze hun algehele vorm en hebben ze een laag rookvormend vermogen vergeleken met polystyreenschuim. Een van de belangrijkste nadelen van deze categorie materialen is dat ze tijdens de vernietiging een set zeer giftige verbindingen uitstoten, die naast koolmonoxide formaldehyde, fenol, ammoniak en andere stoffen bevatten die een directe bedreiging vormen voor het leven en de gezondheid van mensen.
Een ander type isolatie - glaswol, voor de productie waarvan dezelfde materialen worden gebruikt als bij de vervaardiging van glas, evenals de industrie voor afvalglas. Glaswol heeft goede thermische prestaties en de smelttemperatuur is ongeveer 500 ° C. Vanwege enkele eigenaardigheden behoort thermische isolatie met een dichtheid van minder dan 40 kg / m3 echter tot de NG-groep.
De lijst van warmte-isolerende materialen omvat steenwol, die bestaat uit vezels verkregen uit de steen van de basaltgroep. Steenwol heeft hoge warmte- en geluidsisolerende eigenschappen, weerstand tegen stress en verschillende soorten blootstelling en duurzaamheid. De materialen van deze groep stoten geen schadelijke stoffen uit en hebben geen negatieve invloed op het milieu. Steenwol is het meest betrouwbare materiaal op het gebied van brandveiligheid: het is niet-brandbaar en heeft een brandgevaarklasse van KM0. Steenwolvezels zijn bestand tegen temperaturen tot 1000 ° C, zodat het materiaal de verspreiding van de vlam effectief voorkomt. Steenwolisolatie kan zonder beperking in de hoogte van het gebouw worden gebruikt.
Beoordeling van brandgevaar door thermische isolatie werd uitgevoerd in het kader van gespecialiseerde seminars georganiseerd door VNIIPO MES. Ze gingen vergezeld van grootschalige brandtests, waarbij veel voorkomende soorten thermische isolatiematerialen werden gebruikt: polystyreenschuim, polyurethaanschuim, rezol-schuimplastic en steenwol. Onder invloed van de open vlam van de brander smolt het polystyreenschuim met de vorming van brandende druppels binnen de eerste minuut van het experiment, polyurethaanschuim werd binnen 10 minuten afgebrand. Gedurende 30 minuten testen, verkoolde het rezol-schuim en steenwol veranderde de oorspronkelijke vorm niet, wat bewees te behoren tot niet-brandbare materialen.
Het tweede deel van de test - simulatie van een dakbrand met een thermische isolatielaag - toonde aan dat het verbranden van geëxpandeerd polystyreen smelt, binnendringt in het interieur, bijdraagt aan de verspreiding van vuur en de opkomst van nieuwe bronnen van vuur. Zo werden volgens de testresultaten conclusies getrokken over het grote brandgevaar van de meest gebruikte thermische isolatiematerialen.
Samenvattend moet nogmaals worden gewezen op het belang van effectieve brandpreventiemaatregelen bij het ontwerp en de bouw van gebouwen. Een van de centrale plaatsen wordt ingenomen door een beoordeling van brandgevaar en een deskundige keuze van bouwmaterialen, gebaseerd op bestaande normen en standaarden en rekening houdend met het functionele doel en de individuele kenmerken van het gebouw. Het gebruik van moderne materialen maakt het mogelijk om volledig te voldoen aan de brandveiligheidsvereisten en om de veiligheid van het leven en de gezondheid te waarborgen van mensen die zich in het gebouw bevinden nadat de bouw is voltooid.
Roman Illyuev
Persdienst van Rockwool Rusland
