Диссертация (Огнестойкость ограждающих деревянных легких каркасных конструкций с полимерной теплоизоляцией), страница 4

Принимают, что минимальный размер сечения элементов облегченного каркаса издревесины не превышает 80 мм [9].Рисунок 1.3 – Строительство жилого дома из ЛДКрК, Солнечногорский район,д. СмирновкаВ России существует большое количество компаний, которые строят малоэтажные объекты из легких деревянных каркасных конструкций (Теремъ, INDEXHOME, Зодчий, Технология, Твой дом и др.). К основным преимуществам технологии строительства деревянных легких каркасных сооружений относится:– высокоскоростное строительство;– экономическая эффективность (при строительстве не требуется применениеспециальной строительной техники);– возможность строить в районах крайнего севера;– огромный выбор теплоизоляционных, отделочных и облицовочных материалов, их доступность.За рубежом ведется активное строительство малоэтажных и среднеэтажныхзданий каркасного типа с облегченными деревянными конструкциями.

Полагают,что такие конструкции предпочтительны для зданий не выше 5–6 этажей [8, 9].Таким образом, исследование огнестойкости и пожарной опасности такихконструкций и применяемых в них материалов является актуальной задачей.191.2.Пожарная опасность и огнестойкость легких деревянныхкаркасных конструкцийАнализ пожаров, происшедших в зданиях с применением деревянныхконструкций, свидетельствует о том, что пожарная опасность таких объектовобусловлена образованием высокой скоростью тепловыделения при горениидревесины, интенсивной динамикой развития пожара, созданием условий дляобъѐмной вспышки, быстрым наступлением критических значений для человекаопасных факторов пожара (ОФП), в частности, высокой дымообразующейспособностью и токсичностью продуктов горения.Все факторы пожарной опасности объектов из древесины представляютзначительную угрозу для жизни и здоровья человека.

Необъективная илизаниженная оценка пожарной опасности объектов с наличием материалов иконструкций на основе древесины может привести к трагическим последствиям.Основные статистические показатели количества пожаров и их последствий вгородах и сельской местности РФ в период с 2010 года по 2015 год (Рисунок 1.4)[10].Рисунок 1.4 – Распределение количества пожаров в городах и сельской местности вРоссийской Федерации20Согласно статистическим данным 80 % пожаров происходит в жилом секторе, гибнет около 90 % от общего количества погибших при пожаре по стране.

Одноэтажные здания для людей являются наиболее пожароопасными (Рисунок – 1.5,1.6).Рисунок 1.5 – Распределение количества пожаров при пожаре в зависимости от этажностижилых зданий в Российской ФедерацииРисунок 1.6 – Распределение количества погибших людей при пожаре в зависимостиот этажности жилых зданий в Российской Федерации21Сравнение статистических данных показывает, что количество пожаров в городах значительно выше числа пожаров, происходящих в сельской местности.Однако, более высокое число жертв по отношению к количеству пожаров характерно для сельской местности. И этот факт связывают именно с широким использованием в сельской местности древесины и материалов на ее основе для строительства различных малоэтажных зданий и сооружений (Рисунок – 1.7).Рисунок 1.7 – Распределение количества погибших при пожаре в городах и сельскойместности в Российской ФедерацииВ качестве конкретных примеров можно привести ряд данных.

Так,например, 31 января 2009 года произошел пожар в муниципальном учреждении«Интернат малой вместимости для граждан пожилого возраста и инвалидов» вселе Подъельск республики Коми. Здание представляло собой одноэтажныйдеревянный дом размерами в плане 40 на 28 метров. На момент прибытия первогопожарного подразделения здание было охвачено огнем по всей площади, котораясоставила 1120 квадратных метров. В результате пожара погибли 23 человека.14февраля2009годапроизошелпожарвпоселкеМолодежный(Аксарайский) Красноярского района Астраханской области. Он унес 16 человек.Пожар возник в жилом деревянном двухэтажном доме – здании бывшего22общежития.

На момент пожара в здании находился 81 человек. Здание врезультате пожара полностью выгорело.4 ноября 2014 года произошел пожар в доме престарелых в поселке Велье–Никольское в 30 км юго–западнее Тулы. Дом престарелых, размещался вдвухэтажном кирпичном здании с деревянными перегородками. На моментпожара в учреждении находилось 279 пациентов и 12 человек медицинскогоперсонала. На месте происшествия обнаружено 32 погибших. Всего в тушенииогня принимали участие более 100 человек и 22 единицы техники. По некоторымсообщениям, площадь пожара составила 1,7 тыс. м2.Приведѐнные данные свидетельствуют о высокой пожарной опасностималоэтажныхстроительныхобъектовсприменениемдревесиныикатастрофических последствиях пожара с массовой гибелью людей и фактическойпотерей самого объекта.

Одной из причин этих последствий, как былоустановлено в ходе пожарно–технической экспертизы, явилось, быстрое распространение пламени по всем помещениям, отсутствие технических средствоповещения для своевременного обнаружения пожара на объектах. Другойпричиной является недостаточно изученность показателей пожаробезопасностиконструкций и применяемых в них материалов, что затрудняет выбор ихреального конструктивного исполнения.Анализ пожаров, происшедших в зданиях с применением деревянныхконструкций, свидетельствует о том, что пожарная опасность таких объектовхарактеризуется следующими особенностями:- интенсивной динамикой развития пожара;- быстрым наступлением критических значений опасных для человекафакторов пожара, в частности критически опасной температуры, высокойдымообразующей способности и токсичности продуктов горения;- высокими скоростями тепловыделения при горении материалов иконструкций на основе древесины;- созданием условий для общей вспышки на объекте.23В России при оценке возможности применения различных материалов встроительстве применяется комплекс показателей, которые отражены в стандартах: ГОСТ 30244-94, ГОСТ 30402-96, ГОСТ 30444-97, ГОСТ 12.1.044-89*.

Существующие показатели пожарной опасности строительных материалов и методы ихопределения зачастую не позволяют достоверно оценивать поведения этих материалов в условиях реальных пожаров. Любой показатель пожарной опасности зависит от химической природы материала, его размеров, геометрической формы,ориентации в пространстве, состава окружающей среды, газодинамики движениясреды, тепловых свойств источника зажигания, времени его воздействия и рядадругих факторов. Большинство же существующих методов определения показателей пожарной опасности материала позволяет проводить испытания в фиксированных условиях, часто несоответствующих условиям реального пожара.Рассмотрениевозможностиобеспечениябезопасностилюдейнастроительных объектах из древесины в случае возникновения пожара должнобазироваться на более глубоком знании огнестойкости и пожарной опасностивсех элементов строительных конструкций и характеристик применяемыхматериалов.

Объективная оценка этих характеристик, в зависимости от различныхфакторов, позволяет достоверно прогнозировать сценарии развития пожара наобъекте, предложить технические способы огнезащиты и средства обеспеченияпожарной безопасности, эффективные способы предотвращения, обнаружения,тушения пожара [11, 12, 13, 14].Современные нормативно-технические документы федерального уровняустанавливают требования к тепловой защите, пожарной безопасности и огнестойкости зданий и сооружений с целью защиты жизни, здоровья, имуществаграждан и юридических лиц, государственного и муниципального имущества припожарах [15, 16].ЛДКрК с несущими и ограждающими функциями являются многослойнымии состоят из деревянного каркаса и обшивок (облицовочных плит). Пространствомежду ними может быть пустым или заполнено теплоизоляцией.24В европейском стандарте по проектированию деревянных каркасных сооружений [17] и рекомендациях по огнестойкости деревянных конструкций [18], разработанных по результатам стандартных крупномасштабных испытаний и расчетов вклада отдельных слоев конструкций по методу конечных элементов, отражена роль разных комбинаций материалов в общей каркасной системе.

Установленаиерархия вклада различных слоев в огнестойкость деревянной конструкции в целом [19]. Особенно важен вклад в огнестойкость всей конструктивной системыслоев, подвергаемых прямому воздействию пожара. Показано, насколько негорючая теплоизоляция на минеральной основе, повышает огнестойкость деревянногокаркаса [20].Значительное число работ было проведено по экспериментальному исследованию огнестойкости и материальных характеристик элементов ЛДКрК: огнезащитных обшивок и облицовок деревянного каркаса, а также различных теплоизоляционных материалов на минеральной основе. Наиболее широко была изученаогнезащитная способность различных типов гипсовых штукатурок, гипсокартонаи ГВЛ. База данных о них включает более 350 результатов полномасштабныхкруговых огневых испытаний материалов по стандарту EN-13381-7 [21] в различных лабораториях мира [22].К сожалению, ассортимент материалов в качестве элементов легких ограждающих деревянных конструкций каркасного типа, рекомендуемых [17,18] припроектировании зданий и сооружений с учетом огнестойкости и пожарной безопасности, довольно ограничен.

Теплоизоляционные материалы на органическойполимерной основе вообще не рассматриваются. Помимо разного типа гипсовыхштукатурок имеются сведения о свойствах облицовочных материалов из древесины (фанера, ДВП, ДСП, OSB).OSB - сравнительно новый облицовочный материал из крупноразмерных деревянных частей с ортогональной структурой внешних и внутренних слоев. Егодовольно часто используют в легких деревянных конструкциях [23].Плиты OSB обладают высокой прочностью, износостойкостью, стойкостью кдеформациям, низким водопоглощением.