Диссертация (1172926), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

4.20 (рисунок 1.10).Рисунок 1.10 – Лабораторная установка ГОСТ 12.1.044-89 п.4.20 [17]Установка включает в себя камеру сгорания образца (3×10-3 м3); держательобразца (120×120×25 мм); электронагревательный излучатель (120×120 мм),расположенной под углом 45° к горизонтали, экспозиционную камеру (0,1до 0,2 м3); предкамеру и клетку для подопытных животных. Для испытанийготовят не менее 10 образцов размером 40×40 мм фактической толщины,но не более 10 мм (максимальный размер образца 80×80 мм при невозможностиполучить токсический эффект 50 % летальности).

Материалы испытываютв режимах термоокислительного разложения (тления) и пламенного горения, привеличине падающего теплового потока от 10 до 65 кВт/м2 (10, 13,5, 18, 23, 28,32,5, 38, 44, 65 кВт/м2). Время теплового воздействия на образец обуславливаетсямаксимальным выходом CO и CO2, наблюдаемом в камере экспозиции.Приопределениитоксическогоэффектаучитываютгибельживотных,44наступившую во время экспозиции, а также в течение последующих 14 суток.Расчетная формула для определения показателя токсичности имеет вид:H Cl50 CLCO50gCO,(1.4)где CLCO – средняя смертельная концентрация оксида углерода в мг·м-3, которую50вычисляют по уравнению CLCO = 4502 + 2229 t-1 (t – время экспозиции в мин);50gCO – уровень выделения СО при сгорании условно «эталонных» материалов: длячрезвычайно опасных – больше 360 мг·г-1, высоко опасных 120–360 мг·г-1,умеренно опасных 40–120 мг·г–1, малоопасных – до 40 мг·г–1.1.2.4 Дымообразующая способностьнапольных покрытийВ работе [25] авторами был выполнен аналитический обзор методов оценкидымообразующей способности полимерных напольных покрытий.В отечественной терминологии дым определяют как «аэродисперснуюсистему, состоящую из продуктов неполного сгорания, золы, окислов металлов,сажи и смолистых веществ, частицы которой находятся во взвешенном состояниив газах» [9, 36, 90].В американской терминологии в нормативных документах в областипожарной безопасности термин «дым» звучит как «переносимые по воздухутвердыеилижидкиечастицы,выделяющиесяпригоренииилитермоокислительном разложении материала» (E 176).

В работе [13] указывается,что дым – это «облако горячих газов над пламенем, состоящее из многихкомпонентов, которые можно объединить в три группы: горячие испаренияи газы; несгоревшие продукты и сконденсированный материал; часть нагретогоогнем воздуха, попавшего в облако». В. Грин и Х. Лейн [8] к «дымам» относят«разнообразную группу аэродисперсных систем, состоящих из частиц с малойупругостью пара и с малой скоростью седиментации под действием силгравитации» [25].45Опасность дымообразования напольных покрытий при пожаре заключаетсяв потере видимости в дыму, поэтому исследования образования дыма связаныс определением предельно допустимого уровня ослабления света в дымовой среде[39, 42, 122].На сегодняшний день установлена взаимосвязь интенсивности тепловогоизлучения и сажеообразования некоторых веществ и материалов [6].

При этомдымовая среда имеет неустойчивую структуру в течение периода ее образованияи распространения, почти всегда происходит изменение размера и формы частицдыма вследствие их седиментации и диффузии, а также возникновение в самойсистемечастицотрицательныхиположительныхзарядов[158,37].Феноменологическая картина образования сажистых частиц дыма подробноописана в работе [120].Фундаментальные принципы измерения дымообразующей способностисвязаны с нахождением зависимостей гравиметрических характеристик дымовыхчастиц и их светопропускающей способности.

Исследования проводятся примало-, средне- и крупномасштабных испытаниях.Существует два основных направления в методологии исследованияматериалов на дымообразующую способность:1)статические испытания, проводимые в условиях замкнутой системы,присущих лабораторным установкам;2)динамическиеиспытания,направленныенаисследованиехарактеристик дымовой среды во временных режимах.Основным показателем дымообразующей способности материала являетсяоптическая плотность дыма (Нп/м) на единицу длины светового луча,проходящего через дымовую среду, которая характеризует уровень видимостив дыму.Для определения оптической плотности дыма применяются различныеспособы: оптические методы (измерение ослабления коллимированного пучкасвета), механические (отделение жидких и твердых дымовых частиц от дымовыхпотоков)иэлектрические(созданиеэлектрическихзарядоввобъемеионизационной камеры).

Измерения оптической плотности дыма основываются46на законе Бугера – Ламберта – Бэра об ослаблении монохроматического лучасвета при прохождении через поглощающую среду [14]:(1.5)I  I 0  eL ,где I – конечное светопропускание; I0 – начальное светопропускание; σ –коэффициент ослабления света (коэффициент экстинкции); L – длина оптическоголуча.Оптическая плотность дыма в общем виде рассчитывается по формуле:К   r  n  L I   Lμ  ln  0  ,2,303 I  2,303(1.6)где K – пропорциональная постоянная; r – радиус дымовой частицы; n –количество дымовых частиц.Оптическая плотность дыма связана с предельной дальностью видимостисоотношением [9]:(1.7)lпр  2,38  μКоличественным показателем дымообразующей способности материалачаще всего является удельная оптическая плотность дыма D, приведенная к массе(площади экспонируемой поверхности) образца, объему дымовой камеры и длинеоптическоголуча.Некоторыеметодыпредполагаютрасчетскоростидымовыделения и увеличения оптической плотности дыма.

Основные актуальныеметоды оценки дымообразующей способности напольных покрытий, изложенныев нормативных документах, а также классификационные показатели приведеныв таблице 1.15 [25].Таблица 1.15 Нормативные документы в области оценки дымообразующей способности НП[25]ГосударствоРоссияНормативныйдокументГОСТ 12.1.044–89*.ССБТ. Пожарнаябезопасность.Общие требования(п. 4.18)КлассификационныйпоказательПримечаниеКоэффициентРассчитывается как оптическаядымообразования, плотность дыма, приведенная км2/кгначальной массе образца,геометрическим размерам камерыизмерений, начальной и конечнойвеличине ослабления пучка света вдымовой среде, длине оптическоголуча47Продолжение таблицы 1.15СоединенныеШтатыАмерикиASTM-D-2843-99.Density of Smokefrom the Burning orDecomposition ofPlasticsASTM-E 84-00a[NFPA 255, UL 273].Surface BurningCharacteristics ofBuilding MaterialsАвстрияГерманияСкоростьдымовыделения(smoke densityrating), м∙минСреднее значение ослаблениясветопропускания по результатамтрех испытаний рассматриваетсякак функция времени, скоростьдымовыделения рассчитывается какинтегральная величинаИндексОптическая плотность дымадымообразования определяется при помощи(smoke index)построения кривой «ослаблениесвета – время»: площадьполученной под кривой фигурыумножается на 100 и округляется дозначения, кратного 5СпециальнаяРассчитывается как оптическаявеличинаплотность дыма, приведенная коптическойдлине оптического луча, площадиплотности дыма образца и объему камерыASTM-E 662-97[NFPA 258].

SpecificOptical Density ofSmoke Generated bySolid Materials(дополнительныйметод)ONORM B 3800-1.Максимальнаяабсорбция светаBehavior of buildingmaterials and(maximum lightabsorption), %components in fire –Building materialsRequirements andtests (VORNORM1988-12-01)DIN 4102-1. FireДымовыделение запериод испытания,behavior of buildingmaterials and%∙минbuilding components.Building materials,terminology,requirements andDIN 4102-14.

FireМаксимальноеbehavior of buildingослабление света,materials and%∙минbuilding components.Determination ofburning behavior offloor covering systemsusing a radiant heatsourceСреднее значение ослаблениясветопропускания по результатамтрех испытаний рассматриваетсякак функция времени;максимальное значениепоглощения света дымовой средойявляется пиком кривойСреднее значение ослаблениясветопропускания по результатамтрех испытаний рассматриваетсякак функция времени, скоростьдымовыделения рассчитывается какинтегральная величина–48Окончание таблицы 1.15ГерманияАвстралияЯпонияDIN EN ISO 92391:2010-11. Reactionto fire tests forfloorings – Part 1:Determination of theburning behaviourusing a radiant heatsourceAS/NZS 1530.3:1999.Methods for fire testson building materials,components andstructures Simultaneousdetermination ofignitability, flamepropagation, heatrelease and smokereleaseJIS K 7242-2-2008.Smoke generation –Part 2:Determinationof optical density by asingle-chamber testПроведенныйанализМаксимальноеослабление света,%∙мин–Индексдымовыделения(smoke developedindex)Максимальная оптическаяплотность дыма рассчитываетсяисходя из длины луча света,проходящего через среду дыма,средней величины ослабления светаза любую минуту испытаний.Среднее значение посчитанныхтаким образом величин являетсяиндексом дымовыделенияБезразмернаявеличинаоптическойплотности дымаРассчитывается как оптическаяплотность дыма, приведенная кдлине оптического луча, площадиобразца и объему камерыпозволилсформулироватьнекоторыеважныеобобщения [25]:– испытание материала может проходить в статических и динамическихусловиях; методы испытаний в статических условиях демонстрируют поведениематериала в закрытом или беспроемном помещении, в динамических условияхучитывается возможность движения дымовой среды под воздействием различныхфакторов (свободный газообмен в помещении, дымоудаление, распространениедыма по эвакуационным путям);– длина оптического луча, через который проходят слои дыма, варьируетсяот 0,3 до 0,9 м в различных испытательных приборах; оптическая система можетрасполагаться как вертикально, так и горизонтально, хотя горизонтальноерасположениеприсущебольшединамическимисследованиям.Подобноеустройство фотометрической системы имеет место и в статических испытаниях,но при этом есть опасность возникновения дымовых слоев различной оптическойплотности, вследствие чего результаты измерений могут быть искажены (XP249Smoke Density Chamber, ISO Dual Chamber Box); во избежание возникновениястратификации дымовой среды осуществляется контроль за циркуляцией воздухав камере измерений;– расположение, ориентация и стандартизированные размеры образцаматериала приняты для каждой установки в соответствии с условиями испытаний;– тепловое воздействие на образец может оказывать падающий тепловойпоток, излучаемый радиационной панелью, источником зажигания являетсягазовая горелка, имеющая соответствующее расположение и устройство;испытания проводят в режимах термоокислительного разложения (тления)и пламенного горения;–результатыклассификационныхиспытанийпоказателейсводятсякдымообразованияопределениюразличныхматериала:вычислениямаксимальной оптической плотности дыма (Нп/м); конечного светопропускания(%); максимального ослабления света (%∙мин); оптической плотности дыма,приведенной к массе (м2/кг) и единице площади образца материала (м2/м2);максимальной удельной скорости дымообразования (м2/м2∙мин).На сегодняшний день перспективным является моделирование динамикизадымления помещения в зависимости от удельной пожарной нагрузки, площадивыгорания и геометрии рассматриваемого помещения.В работе [90] предложена упрощенная зависимость для расчета процессазадымления в помещении с учетом экспериментальных данных о возможностиматериала образовывать дымовую среду:Dm  n уд  S рп   2V,(1.8)где  – коэффициент ослабления света, Dm – коэффициент дымообразующейспособности, n уд – удельная скорость выгорания материала, S рп – скорость ростаплощади пожара,  – время, V – объем помещения.В своей работе [30] Ю.С.

Характеристики

Список файлов диссертации