Підвищення ефективності протипожежного захисту об’єктів із застосуванням вогнезахищеної деревини - Автореферат

З огляду на той факт, що саме деревина є основним провідником поширення полумя, практика висуває все більш високі вимоги до ефективності вогнезахисних засобів, а також до якості вогнезахищеної деревини. Сольові антипірени, що входять до складу вогнезахисних засобів (МС, ББ, БС та інш.) якими оброблюють деревяні елементи горищних покриттів (крокви, лати), під час експлуатації під дією вологого повітря висолюються з деревини, а з деревяних поверхонь, які знаходяться зовні споруд, вимиваються і через деякий час просочена деревина стає горючою. Цим зумовлено актуальність наукових досліджень, спрямованих на вирішення комплексу вищезазначених питань щодо підвищення ефективності протипожежного захисту обєктів різного призначення шляхом переведення застосованої в них деревини до групи важкогорючих матеріалів, підвищення терміну експлуатації вогнезахисних складів в умовах негативного атмосферного впливу, а також зниження рівня токсичності продуктів горіння обробленої ними деревини. У роботі використано комплексний метод досліджень, що включає теоретичні дослідження процесу утворення шару коксу на поверхні вогнезахищеної деревини, швидкості вигоряння та тепловиділення під час горіння зразків та динаміки процесу втрати вогнезахисних властивостей деревини в процесі експлуатації; експериментальні методи дослідження механізму вогнезахисної ефективності антипіренів на основі фосфатів та сульфатів амонію та тривалості ефективного захисту деревини від загоряння і біологічного руйнування; числові методи математичного аналізу; фізико-хімічні методи досліджень (хроматографія, оптична спектроскопія та гравіметричний аналіз) та методи лабораторних випробувань (оцінювання реагування матеріалів на дію теплового випромінювання, їх займистість та димоутворення), регламентовані діючими стандартами. Визначено оптимальне співвідношення складу суміші для вогнезахисту та експериментально підтверджено, що залежно від кількості компонентів просочувальної суміші в деревині (антипірену не менше за 60,0 кг/м3, антисептика - 0,778 кг/м3) займисті матеріали з деревини переходять до груп за показниками пожежної небезпеки: помірної горючості, важкозаймистих, які не поширюють полумя поверхнею, з помірною димоутворювальною здатністю, а за токсичністю продуктів горіння - помірно небезпечними згідно з ДБН В.1.1-7, що дозволяє застосовувати будівельні конструкції з вогнезахищеної деревини на обєктах різного призначення в тому числі з масовим перебуванням людей.Більшість антипіренів і антисептиків висолюються з деревини під дією вологого повітря протягом часу експлуатації, що призводить до втрати вогнезахисних властивостей, але кількість відомих літературних джерел з цього питання є обмеженою. Зокрема, загальні питання масопереносу розчинів різних речовин у капілярно-пористих матеріалах, до яких належить деревина розглянуто у роботі Борисова П.Ф. Враховуючи те, що процес нагрівання деревини відбувається при відносно великих температурах для розрахунку hk, використано таке рівняння: , (2) де f(ч, и0) = f1(ч)·f2( и0) - функція, яка характеризує вплив густини теплового потоку та вигоряння зразка і має вигляд: f1(ч) = ч0,6, f2( и0) = 1 0,3·и0 , (3) Для визначення характеристик тепловиділення матеріалів при їхньому горінні використовується рівняння, що повязує швидкість тепловиділення під час горіння матеріалу з масовою швидкістю вигоряння і нижчою теплотою згоряння: , (5) де Qi - нижча теплота згоряння деревини, Дж/кг; Механізм висолювання антипірену з деревини у період експлуатації є таким: молекули води з повітря адсорбуються капілярно-пористою структурою деревини з утворенням розчину сольового антипірену.Теоретично припущено та експериментально підтверджено, що за умови наявності полімерної плівки антисептика “Гембар” (0,778 кг/м3) на поверхні зразка уповільнюється процес висолювання антипіренів більше, ніж в 2,3 рази, а застосування полімерної гідрофобізувальної захисної суміші “Сілол АР” зменшує поглинання води вогнезахищеною деревиною більше, ніж у 3,5 рази, а також покращує вогнезахисну ефективність на 10 %. Експериментально виявлено вплив компонентів просочувальної суміші фосфатів та сульфатів амонію з полімерним антисептиком “Гембар” на ефективність вогнебіозахисту, встановлено зменшення кількості горючих газів в сумішах летких продуктів термодеструкції вогнебіозахищених зразків деревини: метану - не виявлено, водню - в 4 рази, оксиду вуглецю - в 3-3,5 разів, кількість азоту у продуктах піролізу при цьому збільшилась більше ніж на 80 %. Показано, що застосування гідрофобізувальної суміші “Сілол-АР” покращує вогнезахисну ефективність деревини, обробленої сумішшю ДСА-2 (за умови поглинання маси сухих солей - 46,9 кг/м3) на 10 %, а при обробленні меншою кількістю антипіренів (за умови поглинання маси сухих солей - 29,6 кг/м3) - забезпечує І групу вогнезахисної ефективності. Виявлено, що під час дії теплового потоку з критичною поверхневою густиною 20 КВТ/м2 відбувалось займання необроблених зразків деревини, займання вогнезахищених зразків деревини

Основний зміст роботи