Строительные материалы, их свойства, классификация по пожарной опасности

1.

Тема 2. Строительные материалы, их свойства,
классификация по пожарной опасности.

2. Условия горения

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
Вопрос №1 Общие сведения о горении. Показатели, характеризующие
взрывопожароопасные свойства веществ и материалов
Процесс горения - быстро протекающие химические реакции окисления и
физические явления, без которых горение не возможно, сопровождающиеся
выделением тепла и свечением раскаленных продуктов горения с образованием
пламени.
Условия горения
наличие горючего вещества;
поступление окислителя в зону химических реакций;
непрерывное выделение тепла, необходимого для поддержания
горения.

3.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
Пожар развивается на определенной
площади или в объеме и может быть
условно разделен на три зоны, не
имеющих четких границ:
- горения,
- теплового воздействия,
- задымления.

4.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
Зоны на пожаре
Зона горения – часть пространства, в котором протекают процессы термического
разложения или испарения горючих веществ и материалов. Горение может быть
пламенным (гомогенным) и беспламенным (гетерогенным). Беспламенное горение
(кокс, древесный уголь, войлок, торф).
Зона теплового воздействия примыкает к границам горения. Передача теплоты
производится конвекцией, излучением, теплопроводностью. Границы зоны
проходят там, где происходит изменение состояния конструкций, невозможно
пребывание людей без средств тепловой защиты.
Зона задымления – часть пространства, примыкающего к зоне горения, в котором
невозможно пребывание людей без СИЗОД и в котором затрудняется ведение
боевых действий из-за недостатка видимости.
Практически установить границы зон при пожаре не представляется возможным,
так как происходит их непрерывное изменение, и можно говорить только об их
условном расположении.

5.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
Зоны на пожаре
Зона
задымления
Зона теплового
воздействия
Зона горения

6.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
Газообмен - движение воздуха, нагретого в
зоне теплового воздействия, вместе с
продуктами сгорания. Газообмен возникает
с момента возникновения горения.
Наиболее интенсивный газообмен при
наружных пожарах, в больших
производственных корпусах со световыми
фонарями, в бес фонарных зданиях с
дымовыми люками в покрытиях, в зданиях
повышенной этажности.
Незначительный газообмен дает обильное
выделение продуктов неполного сгорания и
теплового разложения, что осложняет
обстановку, создает опасность для жизни
людей.

7.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.

8.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
Зоны газообмена
При пожаре внутри горящего помещения создаются три зоны с различными
давлениями.
Верхняя зона – часть пространства, в котором давление газообразных продуктов
сгорания выше атмосферного. Эта часть пространства является зоной задымления.
Нижняя зона – часть пространства, в котором давление воздуха и газообразных
продуктов ниже атмосферного.
Нейтральная зона – плоскость, на уровне которой давление равно атмосферному.
Чтобы успешно бороться с пожарами, личный состав должен знать способы
управления газовыми потоками на пожаре.

9.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
Способы управления газовыми потоками на
пожаре.
Первый способ – изменение аэрации здания,
т. е. усиление естественного воздухообмена
в нем (открывание и закрывание окон,
дверей;
проделывание
отверстий
в
конструкциях).
Второй
способ
–
применение
принудительной
вентиляции
с
использованием пожарных дымососов.
Третий
способ
–
применение
соответствующих огнетушащих веществ
(применение пены, распыленной воды).

10.

Классификация веществ и
материалов по пожарной
опасности
10

11.

По горючести:
слабогорючие (Г1),
умеренногорючие (Г2),
нормальногорючие (Г3),
сильногорючие (Г4),
По воспламеняемости:
трудновоспламеняемые (В1),
умеренновоспламеняемые (В2),
легковоспламеняемые (В3),
По скорости распространения пламени:
нераспространяющие (РП1),
слабораспространяющие (РП2),
умереннораспространяющие (РП3),
сильнораспространяющие (РП4),
По дымообразующей способности:
с малой дымообразующей способностью (Д1),
с умеренной дымообразующей способностью (Д2),
с высокой дымообразующей способностью (Д3),
По токсичности продуктов горения:
малоопасные (Т1);
умеренноопасные (Т2);
высокоопасные (Т3);
чрезвычайно опасные (Т4).
11

12.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
В1 – материалы, воспламеняемые с большим трудом;
В2 – воспламеняются умеренно;
В3 – легко.
Следующая характеристика степени огнестойкости стройматериалов – возможность или невозможность
распространения пламени по своим поверхностям. Обозначается данный параметр аббревиатурой «РП». Итак:
РП1 – не распространяют пламя;
РП2 – слабо распространяют;
РП3 – умеренно;
РП4 – сильно.
Дым и токсичность
В Нормативных документах по ПБ не указывается, что дым и токсичность выделяемых продуктов сгорания влияют
на степень огнестойкости здания. И это правильно. Но при возникновении пожара, где главная задача не только его
потушить, но и вовремя провести эвакуацию людей, эти два фактора играют важную роль. Поэтому их обязательно
указывают в паспорте строения.
Задымленность или коэффициент выделение дыма строительными материалами обозначается буквой «Д». По
этой характеристики все строения разделяются на три группы:
Д1 – с малым выделением дыма;
Д2 – с умеренным;
Д3 – большое выделение.
По токсичности при горении все стройматериалы делятся на четыре группы:
Т1 – низкая опасность;
Т2 – умеренная;
Т3 – высокая;
Т4 – крайне опасная для людей.

13.

КЛАССЫ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ФЗ -123
Свойства
пожарной
опасности
строительных
материалов
Класс пожарной опасности строительных материалов
КМ0
КМ1
КМ2
КМ3
КМ4
КМ5
Горючесть
НГ
Г1
Г1
Г2
Г2
Г4
Воспламеняемость
-
В1
В1
В2
В2
В3
Дымообразующая способность
-
Д1
Д3
Д3
Д3
Д3
Токсичность
продуктов
горения
-
Т1
Т2
Т2
Т3
Т4
Распространение
пламени по
поверхности для
покрытия полов
-
РП1
РП1
РП1
РП2
РП4
13

14.

Соответствие класса конструктивной пожарной опасности и класса пожарной опасности
строительных конструкций зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков
Класс
конструктив
ной
пожарной
опасности
здания
Класс пожарной опасности строительных конструкций
Несущие
стержневые
элементы
(колонны,
ригели,
фермы)
Наружные
стены
с внешней
стороны
Стены,
перегородки,
перекрытия и
бесчердачные
покрытия
Стены
лестничных
клеток и
противопожар
ные преграды
Марши и
площадки
лестниц в
лестничных
клетках
С0
К0
К0
К0
К0
К0
С1
К1
К2
К1
К0
К0
С2
К3
К3
К2
К1
К1
С3
Не
нормируется
Не
нормируется
Не
нормируется
К1
К3
14

15.

Таблица 28
Область применения декоративно-отделочных, облицовочных
материалов и покрытий полов на путях эвакуации
Класс
функциональной
пожарной опасности
здания
Ф1.2; Ф1.3; Ф2.3;
Ф2.4; Ф3.1; Ф3.2;
Ф3.6; Ф4.2; Ф4.3;
Ф4.4; Ф5.1; Ф5.2;
Ф5.3
Ф1.1; Ф2.1; Ф2.2;
Ф3.3; Ф3.4; Ф3.5;
Этажность и
высота здания
Показатели пожарной опасности, не более указанных
для стен и потолков
для покрытия полов
Вестибюли,
Общие
Вестибюли,
Общие
лестничные
коридоры,
лестничные
коридоры,
клетки,
холлы, фойе
клетки,
холлы, фойе
лифтовые
лифтовые
холлы
холлы
не более 9 этажей Г1, В2, Д2, Т2 Г2, В2, Д3, Т2 В2, Д3, Т2,
В2, Д3, Т3,
или не более 28
РП2
РП2
метров
более 9, но не
Г1, В1, Д2, Т2 Г1, В2, Д2, Т2 В2, Д3, Т2,
В2, Д3, Т2,
более 17 этажей
РП2
РП2
или более 28, но
не более 50
метров
более 17 этажей НГ
Г1, В1, Д2, Т2 В2, Д3, Т2,
В2, Д3, Т2,
или более 50
РП2
РП2
метров
вне зависимости НГ
Г1, В1, Д2, Т2 В2, Д3, Т2,
В2, Д3, Т2,
от этажности и
РП2
РП2

16.

Таблица 29
Область применения декоративно-отделочных, облицовочных
материалов и покрытий полов в зальных помещениях, за
исключением покрытий полов спортивных арен спортивных
сооружений и полов танцевальных залов
Класс функциональной пожарной
опасности здания
Вместимость зальных
помещений, человек
Показатели пожарной опасности,
не более указанных
для стен и
потолков
Ф1.2; Ф2.3; Ф2.4; Ф3.1; Ф3.2; Ф3.6;
Ф4.2; Ф4.3; Ф4.4; Ф5.1
Ф1.1; Ф2.1; Ф2.2; Ф3.3; Ф3.4; Ф3.5;
Ф3.7; Ф4.1
для покрытий
полов
более 800
НГ
В2, Д2, Т2, РП1
более 300, но не более
800
Г1, В1, Д2, Т2
В2, Д2, Т2, РП1
более 50, но не более 300 Г1, В2, Д2, Т2
В2, Д3, Т2, РП2
не более 50
Г2, В2, Д3, Т2
В2, Д3, Т3, РП2
более 300
НГ
В2, Д2, Т2, РП1
более 15, но не более 300 Г1, В1, Д2, Т2
В2, Д2, Т2, РП1
не более 15
В2, Д3, Т3, РП2
Г2, В2, Д3, Т2

17.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
Классификация зданий по опасности возгорания
Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются, а точнее выбираются, с учетом класса пожарной
безопасности здания. Здесь два вида: «К» — определяет состояние несущих конструкций (стены, фундаменты,
лестницы, перекрытия и прочее), «С» — качественное состояние самого здания, как единого сооружения.
В категории «К» четыре класса по пределу огнестойкости:
«КО» — непожароопасно. Эти здания возводятся из негорючих материалов, у которых предел огнестойкости самый
высокий. Возможность разрушения происходит при температуре больше +500С при длительном воздействии огня.
«К1» — малопожароопасно. К огнестойкости несущих строительных конструкций этих зданий предъявляются
послабления. А именно: они могут по горизонтали и вертикали деформироваться под действием огня и высоких
температур в пределах 40 см.
«К2» — умереннопожароопасно. Допускаются повреждения несущих конструкций по вертикали – до 80 см, по
горизонтали до 50.
«К3» — пожароопасно. Происходит деформация вышеобозначенных параметров.
Что касается категории «С», то в основу классификации закладываются пределы огнестойкости отдельных
конструкций, составляющих общий каркас сооружения. То есть, «С» зависит от «К». Соотношение такое:
«С0» — это здания, в которых несущие конструкции соответствуют классу «К0»»
«С1» — это ситуации, в которых лестничные клетки и лестницы соответствуют «К0», наружные стены «К2», а
перегородки «К1»;
«С2» — лестницы соответствуют «К1», наружные стены «К3», перегородки «К2»;
«С3» — лестницы соответствуют повреждениям «К1», все остальные несущие и ненесущие конструкции не
рассматриваются.
Материал
Дерево
Кирпич
Бетон
Гипс
Сталь
Глина
Температура
плавления, С
250
1300
1500
900
1500
1400

18.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
Опасными факторами, воздействующими на людей и материальные ценности, являются:
·
пламя и искры;
·
повышенная температура окружающей среды;
·
токсичные продукты горения и термического разложения;
·
дым;
·
пониженная концентрация кислорода.
Ниже приведены предельные значения опасных факторов пожара:
Температура среды ............................................ 70°С
Тепловое излучение ........................................... 500 Вт/м
Содержание оксида углерода .............................. 0,1% (об.)
Содержание диоксида углерода ........................... 6% (об.)
Содержание кислорода ....................................... менее 17% (об.)
К вторичным проявлениям опасных факторов пожара, воздействующим на людей и материальные ценности,
относятся:
·
осколки, части разрушающихся аппаратов, агрегатов, установок, конструкций;
·
радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок;
·
электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части
конструкций, аппаратов, агрегатов;
·
опасные факторы взрыва по ГОСТ 12.1.010, происшедшего вследствие.

19.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
По агрегатному состоянию вещества и
материалы подразделяются на:

20.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
Номенклатура показателей и их применяемость для характеристики
пожаровзрывоопасности веществ и материалов приведены в табл.
Показатель
Группа горючести
Газы
+
Жидкости
+
Твердые
+
Пыли
Температура вспышки
-
+
-
+
Температура воспламенения
-
+
+
-
Температура самовоспламенения
+
+
+
+
Концентрационные пределы воспламенения
+
+
+
+
Условия теплового самовозгорания
-
-
+
+
Кислородный индекс
-
-
+
-
Коэффициент дымообразования
-
-
-
-
+
+
+
-
Способность взрываться и гореть при взаимодействии с
водой, кислородом воздуха и другими веществами
Показатель токсичности продуктов горения полимерных
материалов
Знак «+» обозначает применяемость, знак « - » неприменяемость показателя)
+
+
-
Значения данных показателей должны включаться в стандарты и технические условия на вещества, а также указываться в паспортах
изделий.

21.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
Температура ВСПЫШКИ (Твсп) - только для жидкостей - наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в
условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания;
устойчивое горение при этом не возникает.
Температура ВОСПЛАМЕНЕНИЯ (Тв) - кроме газов - наименьшая температура вещества, при которой вещество выделяет горючие
парьг и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенение.
Температура САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ (Тсв) - наименьшая температура окружающей среды, при которой наблюдается
самовоспламенение вещества.
УСЛОВИЯ ТЕПЛОВОГО САМОВОЗГОРАНИЯ - только для твердых и пылей - экспериментально выявленная зависимость между
температурой окружающей среды, количеством вещества (материала) и временем до момента его самовозгорания.
Температура САМОНАГРЕВАНИЯ - самая низкая температура вещества, при которой самопроизвольный процесс его нагревания не
приводит к тлению или пламенному горению.
Безопасной температурой длительного нагрева вещества считают температуру, не превышающую 90% температуры самонагревания.
СПОСОБНОСТЬ ВЗРЫВАТЬСЯ И ГОРЕТЬ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ВОДОЙ, КИСЛОРОДОМ ВОЗДУХА И ДРУГИМИ
ВЕЩЕСТВАМИ (взаимный контакт веществ) - это качественный показатель, характеризующий особую пожарную опасность
некоторых веществ.
КОЭФФИЦИЕНТ ДЫМООБРАЗОВАНИЯ - только для твердых - показатель, характеризующий оптическую плотность дыма,
образующегося при пламенном горении или термоокислительной деструкции (тлении) определенного количества твердого вещества
(материала) в условиях специальных испытаний.

22.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
Различают 3 группы материалов:
Группы материалов по дымообразующей
способности
Коэффициент дымообразования, м"/нг
Малая
до 50 вкл. (до 10 вкл.)
Умеренная
свыше 50 до 500 вкл. (св. 10 до 100 вкл.)
Высокая
свыше 500 (свыше 100)
У материалов с умеренной дымообразующей способностью количество дыма, когда
человек теряет способность ориентироваться, меньше или равно количеству продуктов
горения, при котором возможно смертельное отравление. Поэтому вероятность потери
видимости в дыму выше вероятности отравления.

23.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
ПОКАЗАТЕЛЬ ТОКСИЧНОСТИ ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ - отношение
количества материала к единице объема замкнутого пространства, в котором образующиеся при горении материала
газообразные продукты вызывают гибель 50% подопытных животных.
Сущность метода заключается в сжигании исследуемого материала в камере сгорания и выявлении зависимости
летального эффекта газообразных продуктов горения от массы материала (в граммах), отнесенной к единице объема
(1 кв м) экспозиционной камеры.
Класс опасности
Показатель токсичности, г/м3, при времени экспозиции, мин
5
15
30
60
Чрезвычайно опасные До 25*
До 17
До 13
До
10
Высокоопасные
25-70
17-50
13-40
Умеренноопасные
70-210
50-150
40-120
Малоопасные
Св. 210
Св. 150
Св. 120
10
30
30
90
Св
.
90

24.

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных свойствах
веществ и материалов, пожарной опасности зданий.
КОНЦЕНТРАЦИОННЫЕ ПРЕДЕЛЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ (ВОСПЛАМЕНЕНИЯ) - кроме твердых.
Нижний (верхний) концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения) - минимальное (максимальное)
содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по
смеси на любое расстояние от источника зажигания.
Некоторые примеры нижнего-верхнего концентрационных пределов, %:
·
ацетилен - 2,2-81;
·
водород - 3,3-81,5;
·
природный газ - 3,8-24,6;
·
метан - 4,8-16,7;
·
пропан - 2-9,5;
·
бутан - 1,5-8,5;
·
пары бензина - 0,7-6;
·
пары керосина - 1-1,3.
ГРУППА ГОРЮЧЕСТИ - классификационная характеристика способности веществ и материалов к горению.
По горючести вещества и материалы подразделяются на три группы: негорючие, трудногорючие и горючие.
НЕГОРЮЧИЕ (несгораемые) - вещества и материалы, не способные к горению в воздухе- Негорючие вещества могут быть
пожаровзрывоопасными (например, окислители или вещества, выделяющие продукты при взаимодействии с водой, кислородом
воздуха или друг с другом).
ТРУДНОГОРЮЧИЕ (трудносгораемые) - вещества и материалы, способныегореть в воздухе при воздействии источника зажигания,
но не способные самостоятельно гореть после его удаления.
ГОРЮЧИЕ (сгораемые) - вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться при воздействии источника
зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.
Горючие жидкости (ГЖ) с Твсп < 61°С в закрытом тигле или 66°С в открытом тигле относят к легковоспламеняющимся (ЛВЖ).
Особо опасными ГЖ называют ЛВЖ с Т <= 28°С.
Газы считаются горючими при наличии концентрационных пределов воспламенения (КПВ) трудногорючими - при отсутствии
КПВ и наличии Тсв; негорючими - при отсутствии КПВ и Тсв.
ЖИДКОСТИ считаются горючими при наличии Тв; трудногорючими - при отсутствии Тв и наличии Тсв; негорючими - при
отсутствии Тв,Тсв, Твсп, температурных и концентрационных пределов распространения пламени (воспламенения).
Горючие твердые материалы в зависимости от времени достижения максимальной температуры газообразных продуктов горения
исследуемого материала (t) подразделяют на:
·
средней воспламеняемости - 0,5 5 I 5 4 мин;

25. Классификация строительных материалов по группам горючести

Общие понятия о горении и пожаровзрывоопасных
свойствах веществ и материалов, пожарной опасности
зданий.
Классификация строительных материалов по группам горючести

26.

Спасибо за внимание!