Диссертация (1172934), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Большая динамика прогрева данной конструкциинаблюдалась и в огневой камере, однако в условиях тепловой камеры прогрев109данной конструкции имел динамику сопоставимую с динамикой прогреваконструкции, обработанной огнебиозащитным составом 1.Полученные данные могут свидетельствовать о зависимости свойствобразующегося угля и его теплофизических характеристик от особенностейвысокотемпературного воздействия, в том числе от скорости нарастаниятемпературы. По полученным значениям объективного контроля температуры вконструкциях средствами математического аппарата программного комплексаMicrosoft Excel были подобраны полиномиальные зависимости, наиболееадекватнохарактеризующиединамикупрогрева ДК по достижениютемпературы 100 ºС на глубине конструкции 20, 40 и 60 мм.Для прогрева конструкции на глубине 20 мм в огневой камере установкиэти зависимости выглядят следующим образом:- для древесины:у=0,0073х3 – 0,1044х2 + 3,2014х + 8,9727, R2=0,9948(4.1)- для древесины с огнебиозащитным составом 1:у= - 0,0025х3 + 0,202х2 - 1,8454х + 22,9, R2=0,9947(4.2)- для древесины с огнебиозащитным составом 2:у= - 0,0008х3 + 0,0968х2 - 0,0782х + 19,019, R2=0,986(4.3)- для древесины с огнебиозащитным составом 3:у= - 0,0007х3 + 0,0819х2 + 1,2891х + 15,203, R2=0,9861(4.4)Доверительная вероятность для глубин 40 и 60 мм составляет 0,98 – 0,99 и0,82 – 0,94 соответственно.Для контрольной зоны прогрев образцов ограждающих ДК происходитменее интенсивно, обусловленный температурным режимом, заданным втепловой камере установки (рисунок 4.14).110Рисунок 4.14 – Данные контроля температуры прогрева конструкции в центреконтрольной зоны на глубине 20 мм от экспонируемой поверхностиАналогично для прогрева конструкции на глубине 20 мм в тепловой камереустановки были получены следующие зависимости:- для древесины:у=2,3128х + 4,4685, R2=0,9715(4.5)- для древесины с огнебиозащитным составом 1:у=1,7193х + 7,612, R2=0,639(4.6)- для древесины с огнебиозащитным составом 2:у=1,3466х + 8,1194, R2=0,9435(4.7)- для древесины с огнебиозащитным составом 3:у=1,3413х + 11,128, R2=0,9775(4.8)При использовании полученных зависимостей расчетным путем былоопределено время достижения температуры 100 ºС в тех точках, где этатемпература не была достигнута в условиях эксперимента.
Полученныерезультаты представлены в таблице 4.6.111Таблица 4.6 – Характеристика динамики прогрева в огневой камере конструкций пропитанныхогнезащитными составамиРасстояние отЧистая древесинаСостав 1Состав 2Состав 3экспонируемойt1 ,v2,t1 ,v2,t1 ,v2,t1 ,v2 ,поверхности, ммминмм/минминмм/минминмм/минминмм/мин20181,1330,61350,57240,8340391,062*0,6564*0,6351*0,786070*0,9101*0,59104*0,5796*0,631 – время достижения температуры 100 °С;2 – скорость прогрева конструкции до 100 °С;* расчетные значенияПолученные результаты свидетельствуют о том, что в условиях огневойкамеры, наилучшие результаты имеют кислые и нейтральные составы, последниев условиях интенсивного высокотемпературного воздействия разлагаются собразованием кислот и так же, как и кислые составы эффективно катализируютпроцесс углеобразования, но самое главное, они препятствуют возникновениютлеющего горения в условиях достаточности кислорода, в отличии от составов,содержащих соединения щелочных металлов.В то же время, при определении повреждений в контрольной зоне, приотнесении конструкции к классу пожарной опасности для составов 1 и 3отмечалась большая площадь повреждения, однако скорости обугливания приэтом в среднем оказались ниже, чем для конструкции обработанной составом 2.Таким образом, в условиях теплового воздействия и недостатка кислорода болеевысокую эффективность показывают щелочные и кислые составы, которые болееэффективно катализируют процесс углеобразования, обеспечивая при этомвысокоэффективнуютеплоизоляцию.Приэтомсточкизренияклассификационных признаков отнесения конструкций к классу пожарнойопасности конструкции оказываются на границе выхода в менее опасный класспожарной опасности.112Кроме этого, представленные экспериментальные данные демонстрируютспособность огнебиозащитных систем снижать динамику прогрева деревянныхконструкций.
Фактически для всех исследуемых оогнебиозащитных составовзначения скоростей прогрева конструкций до 100 °С имеют значения близкие кскоростям обугливания. Применение огнебиозащитных составов позволяетзначительно снизить толщину слоя перегретого выше 100 °С за фронтомобугливания от 25 до 49 % по отношению к образцам конструкции изнеобработаннойдревесины,чтонеобходимоучитыватьприрасчетномопределении пределов огнестойкости деревянных конструкций.4.4 Выводы по четвертой главе1) С использованием метода оценки эффективности огнезащитных составовустановлено отсутствие огнезащитного действия для щелочных составоввспучивающегося действия при их введении в объем древесины методомглубокой пропитки.
Эффективность кислотообразующих составов на основе азотфосфорсодержащих соединений либо имеет положительную зависимость отглубины пропитки (состав 1), либо нейтральную.2) Методами исследования пожарной опасности материалов установлено,что кислотообразующие составы обеспечивают перевод древесины в группунераспространяющих пламя по поверхности материала при поглощении более 25кг/м3, и слабораспространяющих пламя по поверхности при поглощении более 10кг/м3. Составы щелочного типа при введении в объем изделия фактически непрепятствуют распространению горения. Дымообразующая способность науровне группы Д2 (материалы с умеренной дымообразующей способностью) длявсех огнебиозащитных составов достигается при поглощении более 40 кг/м3.1133) Введение в структуру древесины огнебиозащитных составов в объемедостаточном для снижения пожарной опасности не оказывают негативноговлияния на ее физико-механические, теплофизические и адгезионные свойства;4)Сиспользованиемметодаоценкиклассапожарнойопасностиконструкций показана способность огнебиозащитных составов обеспечиватьпереводдеревянныхконструкцийвклассК2(45),припоглощенияхсоответствующих II группе огнезащитной эффективности.5) В процессе огневого испытания на класс пожарной опасноститемпература в огневой и тепловой камерах на всем протяжении эксперимента непревышает допустимых значений.
Средняя разница температур по отношению ктемпературам при испытании конструкций из необработанной древесинысоставляет от 50 до 100 °С;6) Применение глубокой пропитки огнебиозащитными составами неоказываетнегативноговлияниянаскоростьобугливаниядеревяннойконструкции;7) Огнебиозащитные составы позволяют в значительной степени снизитьдинамику прогрева конструкций, уменьшая толщину слоя древесины перегретоговыше 100 °С от 25 до 49 % в зависимости от вида применяемых огнебиозащитныхсоставов и расхода (уровня их поглощения).114ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.
В диссертационной работе впервые комплексно решена научная задачаобеспечения снижения пожарной опасности деревянных конструкций путемпримененияспособаимпульснойглубокойпропиткиогнебиозащитнымисоставами с сохранением физико-механических характеристик ДК, обеспеченияих биостойкости и долговечности. Полученные результаты свидетельствуют опотенциально широких возможностях применения данных технологий дляобеспечения пожарной безопасности на современных объектах деревянногодомостроения с учетом действующих нормативных документов в областипожарной безопасности и перспектив развития данного направления.2.
Установлено, что вид применяемого в условиях способа импульснойглубокой пропитки огнебиозащитного состава, его характеристики, особенноститехнологии и параметры режима пропитки оказывают влияние на физические,теплофизические,физико-механическиехарактеристикидеревянныхконструкций, а также на адгезию лакокрасочных покрытий к деревяннойподложке. Так, например, показано, что в некоторых случаях при увеличениисодержания в древесине сухих солей коэффициент теплопроводности повышаетсяна 10 – 16 %, а в некоторых случаях изменяется в диапазоне от 0,098 до 0,115Вт/м·К, что характерно для нативной древесины сосны.3.
Изучено влияние способов и режимов глубокой пропитки древесиныразличными видами огнебиозащитных составов на ее физико-механическиехарактеристики для основных видов напряженного состояния деревяннойконструкции(изгиб,скалываниевдольволокон,сжатие).Установленавозможность сохранения и повышения физико-механических показателейдеревянных конструкций на 7 – 9 % при использовании соответствующихрежимов импульсного способа пропитки при обеспечении требуемых показателейпо пожарной опасности материалов и конструкций из древесины.4.
Определены оптимальные режимы импульсной глубокой пропиткидревесины огнебиозащитными составами, отличающихся по своему механизму115огнезащитного действия, для эффективного снижения пожарной опасностидревесногоматериала.Проведенныеисследованияпозволилиперевестидревесину в группу материалов средней воспламеняемости (В2), с малойдымообразующейспособностью(Д1)инераспространяющихпламяпоповерхности материалов (ИРП=0).5. Комплекс экспериментальных показателей по пожарной опасностидеревянных конструкций с импульсной глубокой пропиткой огнебиозащитнымисоставами включены в базу характеристик горючих нагрузок FireCategories, FIMинтегральная модель пожара, PyroSim, предназначенных для моделированияопасных факторов пожара и расчета пожарного риска в зданиях и сооруженияхразличных классов функциональной пожарной опасности.6.Предложеныматематическиедеревянныхконструкцийвдостижениютемпературызависимостиприсутствии100°С,динамикиогнебиозащитныхкоторыемогутпрогревасоставовиспользоватьсяподлямоделирования поведения ДК в условиях пожара и расчетной оценки пределов ихогнестойкости.7.
Экспериментально подтверждена возможность эффективного повышениякласса пожарной опасности деревянных конструкций при проведении глубокойимпульснойпропиткиогнебиозащитнымисоставамисустановлениемоптимальных параметров этого процесса до класса К2(45). В условиях огневыхиспытаний по ГОСТ 30403-2012 применение данного способа пропитки позволяетснизить интенсивность процесса обугливания в пределах 10 – 15 %, что являетсяопределяющим при обеспечении требуемых показателей по огнестойкостидеревянных конструкций.8.Результатыдиссертационнойработывнедренывпрактическуюдеятельность научно-производственных предприятий ООО «Ловин-огнезащита»(г.
Москва) и ООО «Нитон» (г. Екатеринбург) по обеспечению требуемыхпоказателей пожарной опасности деревянных конструкций зданий и сооружений.116СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.Азаров, В. И. Химия древесины и синтетических полимеров [Текст] /В. И. Азаров, А. В. Буров, А. В. Оболенская // СПб.: СПбЛТА. 1999. – 628 с.2.Галочкин, А. И. Химическая модификация древесины: монография[Текст] / А. И. Галочкин – Ханты-Мансийск: Полиграфист.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
