CC BY
6
УДК 614.841
ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБНОСТИ К ВОСПЛАМЕНЕНИЮ И УСТОЙЧИВОМУ ГОРЕНИЮ МЯГКИХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕБЕЛИ
ОТ КАЛЬЯННЫХ УГЛЕЙ
Т. А. МОЧАЛОВА, О. Е. СТОРОНКИНА
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Российская Федерация, г. Иваново E-mail: [email protected], [email protected]
В настоящее время широко распространены кальянные комнаты. Необходимо отметить, что одним из факторов пожарной опасности при курении кальяна в кальянных комнатах является изобилие в интерьере изделий из текстиля. Пожар может произойти в результате воздействия маломощного источника зажигания - раскаленного угля для кальяна - на горючие текстильные материалы. Для установления очага пожара и определения его причины, а также для прогнозирования развития пожара необходимо понимать, как тот или иной вид ткани будет вести себя в условиях близких к условиям пожара.
В данной статье обсуждаются результаты экспериментального исследования способности к воспламенению и устойчивому горению отделочных текстильных материалов различного состава от кальянных углей в зависимости от условий газообмена. Показано, что наличие в составе ткани хлопка приводит к ее более быстрому прогоранию при контакте с кальянными углями, по сравнению с полностью синтетическими тканями; в условиях принудительной вентиляции зажигательная способность тлеющих кальянных углей возрастает; образцы отделочных текстильных материалов «Flok-soft», «Forest», «Enigma», при контакте с тлеющими кальянными углями марок «Carbopol» и «Cocos» плавятся, воспламенения и распространения пламени по поверхности не происходит.
Ключевые слова: текстильные материалы, кальянные угли, газообмен, распространение пламени, пожарно-техническая экспертиза.
RESEARCH OF THE ABILITY TO IGNITION AND STABLE COMBUSTION OF SOFT FURNITURE ELEMENTS FROM HOOKAH COALS
T. A. MOCHALOVA, O. E. STORONKINA
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education
«Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo E-mail: [email protected], [email protected]
Currently, hookah rooms are widespread. It should be noted that one of the fire hazard factors when smoking hookah in hookah rooms is the abundance of textile products in the interior. A fire can occur as a result of the impact of a low-power source of ignition - hot hookah coal - on combustible textile materials. To establish the source of a fire and determine its cause, as well as to predict the development of a fire, it is necessary to understand how a particular type of tissue will behave in conditions close to those of a fire. This article discusses the results of an experimental study of the ability to ignite and stable combustion of finishing textile materials of various compositions from hookah coals, depending on the conditions of gas exchange. It is shown that the presence of cotton in the composition of the fabric leads to its faster burn-out upon contact with hookah coals, compared to fully synthetic fabrics; under conditions of forced ventilation, the incendiary ability of smoldering hookah coals increases; samples of finishing textile materials "Flok-soft", "Forest", "Enigma", upon contact with smoldering hookah coals of the brands "Carbopol" and "Cocos" melt, ignition and flame spread over the surface does not occur.
Key words: textile materials, hookah coals, gas exchange, flame propagation, fire and technical expertise.
© Мочалова Т. А., Сторонкина О. Е., 2023
Пожары в помещениях зданий и сооружений довольно часто начинаются с возгорания изделий из текстиля.
В настоящее время во многих культурно-развлекательных заведениях и предприятиях общественного питания широко представлено кальянное меню. Обилие в интерьере кальянных комнат разнообразного текстиля (обивка мягкой мебели, подушки, ковровые покрытия, занавески, шторы, балдахины и т.п.) является одним из факторов их пожарной опасности. Для курения кальянов применяются кальянные угли, представляющие собой специальные твердотопливные композиции, способные длительное время тлеть, выделяя большое количество тепла. Тлеющие кальян-ные угли, случайно попавшие на обитую тканью мебель, нагревают материалы, что может привести к началу их тления, с последующим переходом к возгоранию, и стать источником пожара.
Таким образом, в помещениях кальянных комнат существует высокая вероятность возникновения пожара, в случае непосредственного контакта тлеющего кальянного угля с горючими материалами [1].
Пожарную опасность текстильных материалов определяют несколько факторов, среди которых горючесть, огнестойкость, воспламеняемость, а также ряд показателей пожарной опасности. Результаты исследования температуры самовоспламенения тканей описаны в работе [2].
Однако, как показывает практика, температура самовоспламенения не в полной мере отражает поведение текстильных материалов в условиях пожара. Этот показатель характеризует лишь условие возникновения пожара, а его развитие будет зависеть от многих факторов, связанных с индивидуальными особенностями строения ткани: химический состав волокна, структура ткацкого переплетения, поверхностная плотность материала, наличие специальных видов обработок, влажность и др. [3].
Ранее нами были проведены исследования по оценке влияния поверхностной плотности синтетических обивочных мебельных тканей на скорость их прогорания при контакте с кальянными углями [4].
Целью данной работы является исследование способности к воспламенению и устойчивому горению отделочных текстильных материалов различного состава от кальянных углей в зависимости от условий газообмена.
Объектами исследования служили ка-льянные угли и обивочные мебельные ткани смешанного состава, содержащие как натуральные волокна (хлопок) совместно с синте-
тическими, так и только синтетические волокна.
При проведении исследования нами использовались два вида кальянных углей:
- быстроразгорающийся уголь марки «Carbopol» в виде круглых таблеток диаметром 32 мм и высотой около15 мм.
- древесный уголь марки «Cocos» в виде брусков кубической формы.
Нами были определены максимальные значения температур тления углей обоих видов вне кальяна. Максимальная температура тления угля марки «Carbopol» составила 360 °С, а угля марки «Cocos» - 300 °С.
Методика проведения исследования способности к воспламенению и устойчивому горению отделочных текстильных материалов различного состава от кальянных углей в зависимости от условий газообмена заключалась в следующем. На первом этапе исследования определяли зажигательную способность каль-янных углей в отсутствие принудительной вентиляции по методике, описанной авторами работы [1]. Для этого на металлический поддон укладывали образцы ткани, после чего на поверхность ткани помещали предварительно разожженный при помощи газовой горелки (в металлическом тигле) кальянный уголь. При помощи секундомера фиксировали время сквозного прогара образцов ткани при контакте с тлеющим углем. При помощи пирометра «Testo 845» фиксировали значения максимальной температуры в месте контакта поверхности тлеющего угля и горючего материала (Ттл). На втором этапе исследования оценивали зажигательную способность кальянных углей в условиях принудительной вентиляции. Для создания принудительного воздушного потока использовали вентилятор, скорость движения газовой среды в области воздействия тлеющих углей на ткани измеряли с помощью портативного акустического анемометра (АПА-1/3). Скорость потока составляла 5 м/с.
Все испытания проводились при температуре окружающей среды 20±2°С.
В качестве объектов исследования использовались образцы трех видов современной отделочной ткани (производство Китай), сложной структуры и состоящие из различных волокон:
1) «Flok-soft» - состав: 65 % полиэстер, 35 % хлопок; поверхностная плотность -300 г/м2;
2) «Forest» - состав: 65 % полиэстер, 18 % акрил, 17 % нейлон; поверхностная плотность - 300 г/м2;
3) «Enigma» - состав: 100 % полиэстер; поверхностная плотность - 310 г/м2.
Результаты исследований способности ней смешанного состава от контакта с кальян-
к воспламенению и устойчивому горению тка- ными углями представлены в табл.
Таблица. Результаты испытаний
№ п/ п Вид ткани Марка угля Без дополнительного воздухообмена в помещении С дополнительным воздухообменом в помещении
Время прогорания ткани, с О О Распространение пламени по поверхности Время прогорания ткани, с Эо '"М Распространение пламени по поверхности
1. «Flok-soft» «Carbopol» 10 420 нет 7 510 нет
«Cocos» 25 390 нет 5 506 нет
2. «Forest» «Carbopol» 30 380 нет 5 522 нет
«Cocos» 50 326 нет 9 502 нет
3. «Enigma» «Carbopol» 12 450 нет 8 516 нет
«Cocos» 35 433 нет 12 501 нет
Как видно из табл., наличие в составе ткани хлопка (помимо 65 % полиэстера) приводит к ее более быстрому прогоранию при контакте с кальянными углями, по сравнению с полностью синтетическими тканями. Синтетические ткани на основе полиэстера считаются более огнестойкими, поскольку они противостоят возгоранию при значительно более высоких температурах, чем натуральные волокна [5, 6].
Также следует отметить, что кальянный уголь марки «Carbopol» изначально имеет более высокую температуру поверхности, поэтому с большей скоростью прожигает отделочные ткани, чем образец кальянного угля марки «Cocos».
Усиление газообмена ведет к снижению времени прогорания тканей. Температура
поверхности угля марки «Cocos» при усилении вентиляции возрастает более интенсивно, чем у угля марки «Carbopol», что, по-видимому, определяется различным химическим составом углей.
Как видно на представленных фотографиях (рис. 1 и 2) все исследованные образцы обивочной мебельной ткани при контакте с тлеющими кальянными углями обеих марок испытывают тепловые деформации и повреждения (плавятся). При этом воспламенения и распространения пламени по поверхности образцов не происходит. При осмотре образца, видно, что ткани в месте непосредственного контакта с тлеющим кальянным углем расплавились и затвердели, что характерно для по-лиэстерных волокон.
Рис. 1. Образец ткани «Flok-soft» в момент прогара при контакте с кальянными углями марок «Carbopol» (А) и «Cocos» (Б) при дополнительной вентиляции
А)
Б)
Полученные экспериментальные данные согласуются с результатами испытаний тканей «Энигма», «Флок-софт» и «Форест» на воспламеняемость низкокалорийным источником зажигания - тлеющим табачным изделием (как при отсутствии принудительной вентиляции, так и при ее наличии) [2, 7].
Список литературы
1. Удилов Т. В., Кузнецов К. Л., Азов-кина А. В. Исследование зажигательной способности кальянных углей // Вестник ВосточноСибирского института Министерства внутренних дел России, 2013, Вып. 4 (67). С. 107-114.
2. Сторонкина О. Е., Мочалова Т. А. Оценка воспламеняемости современных текстильных материалов декоративного назначения // Современные проблемы гражданской защиты. 2022. № 3 (44). С. 67-71. EDN BUPEJF.
3. Разработка подходов к определению пожарной опасности текстильных материалов / Д. В. Сорокин, И. А. Роммель, А. Л. Никифоров [и др.] // Пожарная и аварийная безопасность. 2019. № 1(12). С. 80-89. EDN YZCPUV.
4. Кулик Е. В., Мочалова Т. А., Сторон-кина О. Е. Воспламеняемость отделочных текстильных материалов от кальянных углей // Актуальные вопросы естествознания: сборник материалов VIII Всероссийской научно-практической конференции. Иваново: Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2023. С. 55-59. EDN UVNJOV.
5. Сторонкина О. Е., Мочалова Т. А., Калашников Д. В. Исследование показателей пожарной опасности текстильных материалов в целях судебной пожарно-технической экспертизы // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. 2021. № 4 (68).
Рис. 2. Образец ткани «Enigma» в момент прогара при контакте с кальянными углями марок «Carbopol» (А) и «Cocos» (Б) при дополнительной вентиляции
Полученные экспериментальные данные представляют ценную информацию для пожарно-технических специалистов при выявлении и фиксации локальных зон термических поражений и прогаров, указывающих на характер процессов, протекающих в исследуемых зонах, при расследовании пожаров в культурно-развлекательных заведениях, оборудованных кальянными комнатами.
С. 80-85. DOI 10.6060/snt.20216804.00012. EDN NZHRYB.
6. Сторонкина О. Е., Мочалова Т. А. Оценка пожароопасных показателей интерь-ерных тканей // Современные проблемы гражданской защиты. 2021. № 2 (39). С. 96-101. EDN CZERFR.
7. Сосина М. Е., Сторонкина О. Е., Мочалова Т. А. Исследование декоративных тканей на способность к возгоранию при воздействии источников зажигания малой мощности // Актуальные вопросы естествознания: сборник материалов VIII Всероссийской научно-практической конференции, Иваново: Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2023. С. 143-146. EDN CSEVTX.
References
1. Udilov T. V., Kuznetsov K. L., Azovki-na A. V. Issledovaniye zazhigatel'noy sposobnosti kal'yannykh ugley [Study of the incendiary ability of hookah coals]. Vestnik Vostochno-Sibirskogo instituta Ministerstva vnutrennikh del Rossii, 2013, № 4 (67), pp. 107-114.
2. Storonkina O. Ye., Mochalova T. A. Otsenka vosplamenyayemosti sovremennykh tekstil'nykh materialov dekorativnogo naznacheni-ya [Estimation of the flammability of modern decorative textile materials]. Sovremennyye problemy grazhdanskoy zashchity, 2022, vol. 3 (44), pp. 67-71. EDN BUPEJF.
3. Razrabotka podkhodov k opredeleniyu pozharnoy opasnosti tekstil'nykh materialov [Development of approaches to determining the fire hazard of textile materials] / D. V. Sorokin, I. A. Rommel', A. L. Nikiforov [et al.] // Pozharnaya i avariynaya bezopasnost', 2019, vol. 1 (12), pp. 80-89. EDN YZCPUV
4. Kulik Ye. V., Mochalova T. A., Stor-onkina O. Ye. Vosplamenyayemost' otdelochnykh tekstil'nykh materialov ot kal'yannykh ugley [Flammability of finishing textile materials from hookah coals]. Aktual'nyye voprosy yestestvoz-naniya: sbornik materialov VIII Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, Ivanovo: Ivanovskaya pozharno-spasatel'naya akademiya GPS MCHS Rossii, 2023, pp. 55-59. EDN UVNJOV.
5. Storonkina O. Ye., Mochalova T. A., Kalashnikov D. V. Issledovaniye pokazateley pozharnoy opasnosti tekstil'nykh materialov v tselyakh sudebnoy pozharno-tekhnicheskoy ek-spertizy [Study of indicators of fire hazard of textile materials for the purpose of forensic fire-
technical examination]. Sovremennyye nauko-yemkiye tekhnologii. Regional'noye prilozheniye, 2021, vol. 4 (68), pp. 80-85. DOI: 10.6060/ snt.20216804.00012. EDN NZHRYB.
6. Storonkina O. Ye., Mochalova T. A. Otsenka pozharoopasnykh pokazateley inter'yernykh tkaney [Evaluation of fire hazardous indicators of interior fabrics]. Sovremennyye prob-lemy grazhdanskoy zashchity, 2021, vol. 2 (39), pp. 96-101. EDN CZERFR.
7. Sosina M. Ye. , Storonkina O. Ye., Mochalova T. A. Issledovaniye dekorativnykh tkaney na sposobnost' k vozgoraniyu pri vozdeystvii istochnikov zazhiganiya maloy moshchnosti [Study of decorative fabrics on the ability to ignite when exposed to low-power ignition sources]. Aktual'nyye voprosy yestestvoz-naniya: sbornik materialov VIII Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Ivanovo: Ivanovskaya pozharno-spasatel'naya akademiya GPS MCHS Rossii, 2023, pp. 143-146. EDN CSEVTX.
Мочалова Татьяна Александровна
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Российская Федерация, г. Иваново
кандидат биологических наук, заместитель начальника кафедры E-mail: [email protected] Mochalova Tatjana Aleksandrovna
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters», Russian Federation, Ivanovo
candidate of biological sciences, deputy head of department E-mail: [email protected]
Сторонкина Ольга Евгеньевна
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Российская Федерация, г. Иваново
кандидат химических наук, доцент кафедры
E-mail: [email protected]
Storonkina Ol'ga Evgen'evna
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy
of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies
and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo
candidate of chemical sciences, associate professor
E-mail: [email protected]
