Диссертация (1172926), страница 13
Текст из файла (страница 13)
К тому же,результаты лабораторной оценки пожарной опасности полимерных материаловносят, как правило, сравнительный характер, и возможность исследованиясводится к изучению одного из вероятных сценариев развития пожара.В данном разделе представлены результаты исследования влиянияразличных факторов (состава, плотности, макроструктуры материала) напоказатели пожарной опасности полимерных НП. Для экспериментальногоисследования были выбраны материалы, указанные в главе 2, а именно:77ПВХ-покрытия гомогенного и гетерогенного типов, ворсовые покрытия на основеполипропилена, полиамида, шерсти и нейлона, а также проведены исследованияпо определению взаимосвязи характеристик, применяемых для оценки пожарнойопасности материала, с тепловыми и температурными условиями протеканияпожара в помещении.3.1.1 Количественные параметры пожарной опасностинапольных покрытий на основе поливинилхлоридаМатериалы НП на основе поливинилхлорида могут быть гомогенного игетерогенного типов и различаются по способу изготовления.Различие этих материалов состоит, прежде всего, в однородности ихкомпозиционного состава.
Гомогенные материалы полностью однородны илимогут иметь основу, например, из вспененного ПВХ, армированного нетканымстекловолокном. Состав гетерогенных материалов включает несколько слоев:подложка, стеклохолст, вспененный слой ПВХ, пленка с рисунком дизайна изащитный слой.ЛинолеумПВХмногослойныйилиоднослойныйбезподосновыпредставляет собой рулонный материал, изготовленный методом экструзии споследующим дублированием с прозрачной печатной пленкой.
Применяютлинолеум в жилых, общественных и производственных зданиях.Линолеум ПВХ экструзионный на тканевой подоснове с печатной пленкойтолщиной 1,8 мм представляет собой рулонный материал, изготовленныйметодом экструзии, с последующим дублированием с печатной пленкой итканевой подосновой.ЛинолеумПВХмногослойныйизготовляютвалъцово-каландровымспособом из отходов производства ПВХ линолеума и погонажных изделий сдобавлением пластификаторов, пигментов и других компонентов. Используютпри производстве ремонтных работ в помещениях жилых зданий 4-го класса(временные помещения).Линолеум ПВХ на теплозвукоизолирующей подоснове состоит из верхнего78ПВХ слоя, пористого или войлочного слоя толщиной не менее 4 мм.
Полотнищалинолеума на заводе-изготовителе сваривают в ковры, размеры которых должнысоответствовать размерам помещения, чтобы при настиле требовалась тольконезначительная прирезка ковров в отдельных местах по периметру помещения, вдверных проемах, подоконных нишах.Материалы НП на основе поливинилхлорида отличаются по химическомусоставу и физико-механическим и теплофизическим свойствам, что определяетразличныймеханизм горения, сажеобразованияивыделение токсичныхкомпонентов продуктов распада.Горениеподобныхматериаловосложненоихтермопластичностью,способностью к образованию карбоксильных групп при разрушении связей притермодеструкции, а также выделением хлористого водорода HCl при разложении.Помимоэтого,поливинилхлоридавхимическойможеткомпозицииприсутствоватьполимеровмножествонаосновепластифицирующихдобавок: фталиевые (диоктилфталат, диизогептилфталат, дициклогексилфталат,бензилбутилфталат), адипиновая, азелаиновая и себациновая кислоты, фосфатныепластификаторы, эпоксидированные эфиры жирных кислот (льняное и соевоемасло), полиэфирные пластификаторы (олигомерные, полимерные) [6, 9, 35].Особенность определения пожарно-технических параметров для материаловНП на основе поливинилхлорида состоит в том, что с изменением химическогосостава,толщины,плотности,композиционныхсоставляющихсвойствапожарной опасности меняются достаточно в широких пределах.Как правило, указанные материалы имеют следующие результаты прилабораторных исследованиях их пожарной опасности (таблица 3.1).Как следует из приведенных экспериментальных данных, исследуемыематериалы имеют достаточно близкие численные значения результатов по оценкедымообразующей способности, и относятся к группе Д3 (Dm > 500 м2/кг).
Большаячасть материалов относится к группе воспламеняемости В2 (КППТП – 20 кВт/м2),группе токсичности Т2 (HCL50 = 56–64 г/м3).79Таблица 3.1 – Результаты экспериментальных исследований НП на класс пожарной опасностиТехнические характеристики НПРезультаты испытанийГруппаГруппаПоверхностная ТолщинаНаименованиеВ [19];плотность, материала РП [20];2КППТПКППТПкг/ммм22ПокрытиенапольноеПВХгетерогенноеПокрытиенапольноебытовое ПВХгетерогенноеПокрытиенапольноегетерогенноеПВХПокрытиенапольноегетерогенноеПВХ типаПВХгомогенноготипаПВХгомогенноготипаПВХгомогенноготипаГруппаД[17],, кВт/м, кВт/мм2 /кгГруппа ТКласс[17];пожарнойпоказательопасноститоксичности, г/м3Т23,02,9РП28,8В310Д312941,62,9РП46,1В315Д310342,02,85РП28,5В220Д37993,32,9РП29,4В220Д31009110,52,09,41,6РП210,1В315Д31062Т256КМ53,42,0РП111В220Д2317Т257КМ33,72,0РП36,8В220Д2451-КМ5644Т2592Т1112,53,0Т1КМ5КМ5КМ3КМ3Наибольший разброс численных значений КППТП наблюдается приопределении группы распространения пламени по поверхности (КППТП от 6до 11 кВт/м2) материалов НП.При этом, гомогенные покрытия отличаются более пожаробезопаснымипараметрами по распространению пламени по поверхности и воспламеняемости(КППТП (РП) – 8,2 кВт/м2, КППТП (В) – 20 кВт/м2, Dm = 356 м2/кг) по сравнениюс гетерогенными (таблица 3.2).80Таблица 3.2.
Сравнительные показатели критической поверхностной плотности тепловогопотока и минимальной оптической плотности дыма НП на основе ПВХ гомогенного игетерогенного типовПВХ - покрытиягомогенного типаКППТП, кВт/м2Минимальная оптическаяплотность дыма111,39,51,19,11,25,20,65110,39НапольныеполимерныеПВХ - покрытиягетерогенного типаКППТП, кВт/м2Минимальная оптическаяплотность дыма10,80,2210,90,21110,55110,548,90,12покрытия,какправило,могутобладатьспособностью к распространению пламени по поверхности при высокомпадающем тепловом потоке и, также, высоким значением приведеннойоптической плотности дыма (минимальная оптическая плотность дыма можетсоставлять 0,12).3.1.2 Количественные параметры пожарной опасностинапольных ковровых покрытийНапольные ковровые покрытия (далее – НКП) в зависимости от видаприменяемоговворсеполимера,восновном,подразделяютсянаполипропиленовые, полиамидные, шерстяные и т.
д. В зависимости от технологиипроизводства синтетические ковровые покрытия делятся на четыре группы:тканые, ворсово-прошивные (тафтинговые), клеевые (нетканые) и иглопробивные(войлочные). Если ворсовые ковры изготовляют дополнительно с вспененнойподосновой, то каждую группу этого материала можно классифицироватьследующим образом: тканый на вспененной подоснове или тафтинговый навспененной подоснове. Вспененную подоснову применяют для покрытия сневысоким или редким ворсом, чтобы обеспечить лучшую изоляцию перекрытияот ударных звуков и понизить показатель теплоусвоения покрытия.
Наибольшееприменение из этих материалов нашли материал ворсовой на вспененнойлатексной подоснове, тафтинговые покрытия для полов и ворсовой линолеум .81Напольныековровыепокрытияобладаютповышеннойпожарнойопасностью, нередко относятся к легковоспламенемым материалам, в составпродуктов горения, в основном, входит оксид углерода, диоксид углерода,синильная кислота. Горение ковровых покрытий сопровождается, как правило,достаточно большим количеством дыма. Результаты лабораторных исследованийпредставлены в таблице 3.3.Таблица 3.3 – Результаты экспериментальных исследований материалов НП на класс пожарнойопасностиМатериалосновы ковраПряжаполиэфирнохлопковая(50% ПЭ + 50% ХБ;65 % ПЭ +35 % ХБ)Пряжаполиэфирнохлопковая(50% ПЭ + 50% ХБ;65 % ПЭ + 35% ХБ),джутоваяпряжаСмешаннаяпряжа(60 % ПЭ + 40% ХБ) пряжаХБСмешаннаяпряжа(60 % ПЭ + 40% ХБ),джутоваяпряжаСмешаннаяпряжа(60 % ПЭ + 40% ХБ),джутоваяпряжаПоверхностГруппа Т;Толщина Группа Группа ГруппаКласснаяпоказательВ;материала, РП;Д,пожарнойплотность,токсичности,КППТП, КППТП,ммопасностим2/кгкг/м2г/м3кВт/м2 кВт/м2МатериалворсаВысотаворсаПряжачистошерстяная, ворсразрезной9,5 мм2,681,1РП35,3В315Д3730Т337КМ5Пряжачистошерстяная, ворсразрезной9,5 мм2,681,1РП35,3В315Д3786Т244КМ5Полипропилен, ворсразрезной,9 мм2,58–РП42,2В315Д31241Т335КМ58 мм и5 мм1,78–РП42,5В315Не определялосьКМ58,6 мми 5 мм1,87–РП42,4В315Не определялосьКМ5Полипропилен, ворскомбинированный(разрезнойипетлевой),Полипропилен, ворскомбинированный(разрезнойипетлевой),Основнымитехническимихарактеристикамиматериаловковровыхнапольных покрытий, влияющими на механизм термической деструкции,являются высота ворса, количество нитей в пучке, плотность ворса, общаятолщина изделия.82Наибольшей пожарной опасностью обладают НКП с ворсом на основеполипропилена.
При этом, большинство НКП относятся к группе материаловс высокой дымообразующей способностью и повышенной токсичной опасностьюпродуктов горения. Как правило, с увеличением высоты ворса показателипожарной опасности ухудшаются.Для оценки пожарной опасности напольных покрытий всех типов могутприменятьсягостированныеметодикиинормативныеколичественныепараметры, а именно: критический тепловой поток для оценки способности краспространению пламени по поверхности и удельная оптическая плотность дымадля оценки дымообразующей способности (в режиме термоокислительногоразложения материала (тления)). Данные параметры указаны только ляисследуемых в настоящей работе пожароопасных свойств и допустимы кприменению с учетом результатов исследования динамики тепловых потоков итемпературного режима пожара и последующего уточнения критических величинпадающего теплового потока, образуемого у поверхности покрытия пола.3.2 Исследование закономерностей дымообразования напольныхпокрытий при воздействии падающего тепловогопотока различной плотностиКак было отмечено в главе 1 (работы [16, 86–89]), одним из главныхнедостатков лабораторной оценки дымообразующей способности является оценкаудельной оптической плотности дыма без учета временных характеристик.Кроме того, результаты натурных экспериментов, представленные в работах[31, 76, 77], позволяют сделать вывод о том, что численное значение плотноститеплового потока, реализующейся в зоне нахождения материалов НП приразвитии пожароопасной ситуации близка к 15 кВт/м2 (13,6 и 14,5).Тепловоевоздействиеотрадиационнойпанелиприоценкедымообразующей способности материалов стандартным методом испытаний83устанавливается равным 35 кВт/м2 при условии, что материал не нагревается дотемпературы самовоспламенения Плотность теплового потока, равная 35 кВт/м2,фактически соответствует развитой стадии пожара, и в случае оценки пожарнойопасности НП может быть избыточной.Так, метод оценки пожарной опасности НП согласно EN 9239-1 учитываетизмерение оптических свойств дымовой среды при ее прохождении черезфотометрическую систему в выпускном патрубке выхлопной трубы, то есть вдинамическом режиме, в реальных условиях распространения пламени по образцуматериала.
Кроме того, применяются более представительные размеры образцаматериала, что существенно влияет на объективность оценки дымообразования,что также отмечается в [86] (таблица 3.4).В таблице 3.4 представлены результаты экспериментального исследованиявлияния геометрических размеров, средней массы образца на основныепоказатели испытаний по оценке дымообразующей способности (удельнойоптической плотности дыма) и распространения пламени по поверхности (длинараспространения пламени, критическая плотность теплового потока).Таблица 3.4Результаты экспериментальных исследований идентичных материалов НП надымообразующую способность (для образцов различных геометрических размеров) испособность распространять пламя по поверхности№п/пГеометрическиеразмерыобразцов, ммСредняя12345640×40×1020×20×940×40×220×20×640×40×925×25×32,72,11,661,511,691,87масса,m, гПоверхностнаяплотностьобразца, г/м2700700700700700700Времянаступленияминимальногосветопропускания,τ, с940705842544612468Коэффициентдымообразования,Dуд, м2/кгДлина РП,lрп, мм14509081300845516325354219345268105132Для испытаний были отобраны 5 образцов модульного полимерногонапольного покрытия с ячеистой структурой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
