CC BY
12УДК 614.841.12:691.16
DOI: 10.31659/0585-430Х-2018-761-7-45-54
Н.В. СМИРНОВ, д-р техн. наук, Н.И. КОНСТАНТИНОВА, д-р техн. наук,
А.Ю. ШЕБЕКО, канд. техн. наук, А.А. МЕРКУЛОВ, инженер (firelab_vniipo@mail.ru),
А.В. ЗУБАНЬ, канд. техн. наук, Е.А. ПОЕДИНЦЕВ, инженер
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий»(ФГБУ ВНИИПО МЧС России) (Московская область, г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, д. 12)
О возможности применения горючих рулонных материалов для защиты кровли вокруг зенитных фонарей и люков дымоудаления
Представлена краткая характеристика материалов, применяемых для защиты кровли вокруг выбросных отверстий систем противодымной вентиляции. Проведены экспериментальные исследования по определению показателей пожарной опасности кровельных композиций с нанесенным на них горючим рулонным материалом на основе стеклоткани. Выполнено математическое моделирование воздействия тепловых нагрузок, реализующихся при выходе продуктов горения через фонари и люки дымоудаления на кровли зданий и сооружений различных классов функциональной пожарной опасности. Проведен сравнительный анализ эффективности горючего рулонного материала на основе стеклоткани с одним из традиционных способов защиты кровли вокруг зенитных фонарей и люков дымоудаления с точки зрения влияния на показатели пожарной опасности кровельных композиций.
Ключевые слова: показатели пожарной опасности, кровельная композиция, критическая поверхностная плотность теплового потока, температура воспламенения, математическое моделирование.
Для цитирования: Смирнов Н.В., Константинова Н.И., Шебеко А.Ю., Меркулов А.А., Зубань А.В., Поединцев Е.А. О возможности применения горючих рулонных материалов для защиты кровли вокруг зенитных фонарей и люков дымоудаления // Строительные материалы. 2018. № 7. С. 45-54. DOI: 10.31659/0585-430Х-2018-761-7-45-54
N.V. SMIRNOV, Doctor of Sciences (Engineering), N.I. KONSTANTINOVA, Doctor of Sciences (Engineering), A.Yu. SHEBEKO, Candidate of Sciences (Engineering), A.A. MERKULOV, Engineer (firelab_vniipo@mail.ru), A.V. ZUBAN, Candidate of Sciences (Engineering), E.A. POEDINTSEV, Engineer
The Badge of Honor Federal State Budgetary Establishment All-Russian Research Institute for Fire Protection, Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters (FGBU VNIIPO EMERCOM of Russia) (12, mkr VNIIPO, Balashikha, Moskovskaya oblast, Russian Federation)
About Possibility to Use Combustible Rolled Materials for Protection of the Roof around Skylights and Smoke Escape Hatches
A brief characteristic of materials used for protection of the roof around discharge outlets of the smoke ventilation systems is presented. Experimental studies for determining indicators of fire danger of roof compositions with an applied combustible rolled material on the basis of glass fiber fabric have been carried out. The mathematical simulation of the impact of thermal loads, realized when combustion products discharge through skylights and smoke escape hatches, on the roofs of buildings and structures of different classes of functional fire danger has been made. A comparative analysis of the efficiency of the combustible rolled material on the basis of glass fiber fabric with one of the "traditional" methods for protection of the roof around skylights and smoke escape hatches from the point of view of the impact on indicators of fire danger of the roofing compositions has been also made.
Keywords: fire danger indicators, roofing composition, critical surface density of heat flow, flashing point, mathematical simulation.
For citation: Smirnov N.V., Konstantinova N.I., Shebeko A.Yu., Merkulov A.A., Zuban A.V., Poedintsev E.A. About possibility to use combustible rolled materials for protection of the roof around skylights and smoke escape hatches. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2018. No. 7, pp. 45-54. DOI: 10.31659/0585-430X-2018-761-7-45-54 (In Russian).
Применение в конструкциях бесчердачных покрытий зданий и сооружений строительных материалов, снижающих их пожарную опасность, а также предотвращающих возможность скрытого распространения пламени по ним (в случае конструкций бесчердачных покрытий на основе стального профилированного настила с полимерным утеплителем) и, кроме того, снижающих возможность распространения пламени по кровле в случае наличия тепловых нагрузок от газообразных продуктов горения при их выбросе через зенитные фонари и люки дымоудаления, является важной и актуальной задачей. Предотвращение распространения пламени по конструкциям покрытий и по поверхности кровли обеспечит, с одной стороны, отсутствие эскалации пожара на смежные пожарные отсеки зданий и сооружений и, с другой стороны, предотвратит обрушение конструкции покрытия вследствие потери огнестойко-
сти, что потенциально может привести к человеческим жертвам среди людей, находящихся в здании, а также среди работников пожарной охраны, осуществляющих боевые действия по локализации и ликвидации пожара, и, кроме того, к значительному материальному ущербу.
В соответствии с требованиями [1, п. 7.11, п.п. г)] для систем вытяжной противодымной вентиляции следует предусматривать выброс в атмосферу продуктов горения на высоте не менее 2 м от кровли из горючих материалов. При этом требованиями указанного пункта допускается выброс продуктов горения на меньшей высоте при защите кровли негорючими материалами на расстоянии не менее 2 м от края выбросного отверстия.
В настоящее время для выполнения вышеуказанных требований применяются, например, гравийная засыпка, бетонная плитка, монолитные слои из раствора или бетона, стальные листы и т. д.
Тем не менее некоторые из указанных способов защиты кровли вокруг зенитных фонарей и люков дымоудаления не отвечают предъявляемым к ним требованиям. Так, в частности, при устройстве кровли с использованием современных рулонных полимерных материалов, например на основе поливинилхлорида, применение гравийной засыпки вокруг зенитных фонарей и люков дымоудаления имеет ряд существенных недостатков. Размер площади гравийной засыпки может составлять до 5—10% площади кровли зданий и сооружений из-за значительного количества дымоприем-ных отверстий, тем самым оказывая существенную дополнительную нагрузку на несущие конструкции покрытия. Кроме того, через достаточно короткий промежуток времени эксплуатации указанной засыпки гравий смывается с поверхности кровли потоками воды из-за дождя или переносится под воздействием ветровых нагрузок (в некоторых случаях — птицами). Это обстоятельство приводит к повреждению кровельного материала, при этом эффективность противопожарной защиты гравийной засыпки значительно снижается. Следует также отметить, что данное решение неприемлемо для использования на кровлях с уклонами. В случае использования для защиты кровли вокруг зенитных фонарей и люков дымоудаления монолитных слоев из раствора или бетона в процессе эксплуатации из-за атмосферных воздействий (влага, снеговая нагрузка, перепад температуры) наблюдается их разрушение и потеря герметичности кровельного ковра.
В настоящее время в рамках ряда проектных решений для защиты полимерного рулонного материала вокруг зенитных фонарей и люков дымоудаления, используемого в качестве водоизоляционного слоя кровли, применяется стеклоткань, являющаяся негорючим материалом согласно [2], что удовлетворяет требованиям [1]. Однако ее малая поверхностная плотность (до 100 г/м2) и способ крепления к поверхности полимерной мембраны путем нанесения слоя полиуретанового клея (пропитывающего незначительную по толщине ткань) не снижают опасности распространения пламени по поверхности кровли. Кроме того, указанный способ крепления ткани к поверхности полимерного материала кровли не является достаточно надежным, так как в результате атмосферного воздействия наблюдается вымывание клея и отслоение стеклоткани от водоизоляционного ковра.
В связи с этим встает задача разработки новых материалов для защиты кровли вокруг зенитных фонарей и люков дымоудаления, лишенных указанных выше недостатков.
В настоящее время разработан ряд решений для защиты кровли вокруг зенитных фонарей и люков дымо-удаления, подразумевающих применение горючих рулонных материалов. К одному из таких решений относятся рулонные материалы на основе стеклоткани с клеевым слоем для приклеивания к водоизоляционно-му ковру. Материалы такого рода не относятся к группе негорючих материалов, так как являются многослойными и содержат горючий слой (клеевой слой для приклеивания к водоизоляционному ковру), и в соответствии с ГОСТ 30244—94 [«Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть», п. 6.1] метод определения группы негорючих материалов может использоваться в качестве оценочного.
Таким образом, целью настоящей работы является оценка эффективности горючих рулонных материалов на примере материала на основе стеклоткани с горючим слоем для приклеивания к водоизоляционному ковру с точки зрения влияния на показатели пожарной опасности кровельных композиций и проведение сравнительного анализа с одним из традиционных способов
защиты кровли вокруг зенитных фонарей и люков ды-моудаления.
Краткая характеристика материалов,
применяемых для защиты кровли вокруг выбросных отверстий систем противодымной вентиляции
Ниже приведена краткая характеристика традиционных способов защиты кровли вокруг зенитных фонарей и люков дымоудаления.
Гравийная засыпка
Технология устройства плоских кровель с гравийной засыпкой применяется в нашей стране уже около полувека, поскольку она имеет ряд преимуществ перед другими, пусть и менее трудоемкими конструктивными решениями.
Кровли с гравийной засыпкой стали активно применяться в СССР с конца 1960-х гг. после серии серьезных пожаров на предприятиях, битумная кровля которых была ничем не защищена. Испытания кровель, выполненных из битумных рулонных материалов с гравийной засыпкой, проводились пожарной охраной в Москве и Самарканде в конце 1960-х гг. Исследования показали, что слой гравия толщиной 10—20 мм способен полностью предотвратить распространение пламени по поверхности кровли.
В результате испытаний в СНиП 11-26—76 «Кровли» были включены требования к устройству защитного слоя гравия толщиной 10—20 мм на кровлях с уклоном менее 10%, выполненных из рулонных и мастичных материалов. Эти требования были обусловлены в том числе необходимостью предохранения многослойного водоизоляционного ковра, выполняемого на основе дегтевых, битумных и битумно-полимерных материалов, от непосредственного воздействия атмосферных факторов и ультрафиолетового излучения.
Кровли с гравийной засыпкой оказались очень практичным решением, поскольку замедляли старение применяемых в то время недолговечных битумных рулонных материалов. Для регионов с высокими ветровыми нагрузками такое решение также оказалось весьма полезным.
В качестве гравийной засыпки применяются речная галька, гравий или щебень (фракция 20—40 мм). Наличие песка недопустимо, так как в процессе эксплуатации здания он может забить водосточную систему. Рекомендуемая толщина засыпки гравием не менее 50 мм. В зонах с повышенной ветровой нагрузкой по периметру кровли и в ее углах в связи с возможностью выдувания гравия от парапетов требуется более толстый слой гравия (толщина слоя рассчитывается в зависимости от действующей ветровой нагрузки).
К недостаткам кровель с гравийной засыпкой можно отнести дополнительную (до 50—70 кг/м2) нагрузку балласта на несущую конструкцию бесчердачного покрытия и ограничение уклона покрытия (не более 10%).
Бетонная плитка, монолитные слои из раствора или бетона, «зеленые кровли»
Бетонная плитка и монолитные слои из раствора или бетона используются, как правило, для создания эксплуатируемых кровель. В случае применения гравийной засыпки из остроконечного щебня не рекомендуется активно эксплуатировать кровлю, так как возможно механическое повреждение кровельной мембраны. Поэтому эксплуатируемые кровли (например, если на кровле имеется оборудование, требующее технического обслуживания) всегда покрываются тротуарной плиткой или монолитными слоями из раствора или бетона.
Функциональное назначение бетонной плитки и монолитных слоев из раствора или бетона может быть
различным, от простого пригруза до механической и теплоизоляционной защиты кровельного ковра. В первую очередь это связано с дальнейшей эксплуатацией поверхности бесчердачного покрытия, с обслуживанием оборудования, находящегося на нем, с высотным и климатическим расположением здания. Данная конструкция кровли требует высокого качества изготовления гидроизоляционного ковра, правильного устройства разделительных слоев и организации отвода воды. Часто встречается и частичное покрытие кровли защитным слоем, например создание пешеходных дорожек для персонала, обслуживающего различное оборудование, защита кровли вокруг зенитных фонарей и люков дымоудаления.
К недостаткам эксплуатируемых кровель можно отнести необходимость наличия основания с дополнительной несущей способностью на массу нагрузки 100—250 кг/м2 (армированный монолитный бетон, плиты из сборного железобетона, металлический профилированный лист с высоким профилем и др.).
Металлический лист
Металлический лист без декоративных и антикоррозионных полимерных покрытий относится к негорючим материалам в соответствии с ГОСТ 30244—94. При этом согласно вышеуказанному документу металлический лист с наличием таких покрытий уже не может относиться к негорючим, так как представляет собой многослойный материал с наличием горючих слоев. Металлические листы с полимерными покрытиями также подвергаются негативному воздействию окружающей среды (за исключением случаев, когда лист имеет покрытие из металла, например цинка). В том числе металлический лист в зависимости от его размеров (толщины) может значительно увеличить нагрузку на несущую конструкцию бесчердачного покрытия.
По причине наличия указанных выше недостатков в настоящее время разработаны альтернативные решения для целей защиты кровли вокруг зенитных фонарей и люков дымоудаления, примером которых могут служить горючие рулонные материалы.
Данные материалы обладают следующими преимуществами по сравнению с «традиционными» способами защиты кровли вокруг зенитных фонарей и люков ды-моудаления:
— простотой монтажа;
— материалы не создают дополнительную нагрузку на конструкции бесчердачных покрытий зданий и сооружений;
— монтаж материалов может быть осуществлен на кровлю с любым уклоном;
— применение материалов не ограничивается величиной ветровой нагрузки на кровлю;
— при использовании материалов не происходит какого-либо повреждения водоизоляционного ковра кровли, а применяемые технологии монтажа практически полностью исключают возможность отслоения материала.
Описание кровельных композиций, для которых были проведены экспериментальные исследования
по определению показателей пожарной опасности,
а также математическое моделирование воздействия тепловых нагрузок, возникающих при выходе продуктов горения через фонари и люки дымоудаления
В качестве объектов исследований в рамках данной работы рассмотрены широко применяемые в настоящее время в строительстве кровельные композиции на основе минераловатного, пенополистирольного и пенопо-лиизоциануратного утеплителей с водоизоляционным ковром из полимерной поливинилхлоридной мембра-
ны. В качестве защиты указанных кровельных композиций от тепловых нагрузок были рассмотрены гравийная засыпка толщиной 15 и 30 мм, стеклоткань, а также горючий рулонный материал на основе стеклоткани с клеевым слоем для приклеивания к водоизоляционно-му ковру. Для защиты водоизоляционного ковра кровельных композиций, изолированных от тепловых нагрузок засыпкой из гравия, во избежание механических повреждений применяли геотекстиль.
Разница рассмотренного в рамках настоящей работы горючего рулонного материала на основе стеклоткани и «обычной» стеклоткани, помимо наличия горючего клеевого слоя для приклеивания к водоизоляционному ковру, заключается в более высокой поверхностной плотности указанного материала, которая составляет порядка 500 г/м2 в отличие от указанной плотности «обычной» стеклоткани, составляющей до 100 г/м2.
Все необходимые для составления рассматриваемых в рамках настоящей работы кровельных композиций материалы (утеплители, полимерная ПВХ мембрана, геотекстиль, стеклохолст) предоставлены Корпорацией ТехноНИКОЛЬ.
Описание и характеристики кровельных композиций, сформированных для исследований, приведены в табл. 1.
Результаты экспериментальных исследований по определению показателей пожарной опасности кровельных композиций
Тепловые нагрузки на кровлю при выходе газообразных продуктов горения через фонари и люки ды-моудаления реализуются при воздействии на нее радиационного (лучистого) теплового потока и при последующем прогреве кровельной композиции, который характеризуется теплофизическими свойствами входящих в композицию материалов. Таким образом, критические значения указанных тепловых нагрузок для воспламенения и распространения пламени по кровельным композициям могут быть описаны величинами критической поверхностной плотности теплового потока (КППТП) и температуры воспламенения для каждой композиции.
В связи с этим для рассмотренных в рамках настоящей работы кровельных композиций были проведены экспериментальные исследования по определению КППТП и температуры воспламенения. Эти исследования проводили с использованием метода испытаний и средств измерений в соответствии с требованиями ГОСТ 30402—96 («Материалы строительные. Метод испытаний на воспламеняемость»). Процедура проведения экспериментальных исследований по определению КППТП изложена ниже.
Образец кровельной композиции размером 165x165 мм подвергался воздействию лучистого теплового потока в диапазоне от 5 до 40 кВт/м2. На заданном уровне теплового потока отмечали наличие или отсутствие пламенного горения путем подвода к экспонируемой поверхности образца с определенной частотой пламени газовой горелки. В процессе проведения экспериментальных исследований определялись два уровня теплового потока (с шагом 1 кВт/м2), при которых в одном случае отмечалось пламенное горение образца, а в другом — его отсутствие. На этих уровнях проводилось еще по два экспериментальных исследования. За критическую поверхностную плотность теплового потока принималось минимальное значение поверхностной плотности теплового потока, при котором отмечалось наличие пламенного горения.
Экспериментальные исследования по определению температуры воспламенения для рассмотренных в рамках данной работы кровельных композиций проводили
Таблица 1
Состав образцов кровельных композиций
№ Кровельный материал (водоизоляционный слой кровли) Основание под кровлю (теплоизоляционный слой)
1 - горючий рулонный материал на основе стеклоткани; - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита из минеральной ваты ТЕХНОРУФ В60 (ТУ 5762-010-74182181-2012, толщина - 50 мм)
2 - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита из минеральной ваты ТЕХНОРУФ В60 (ТУ 5762-010-74182181-2012, толщина - 50 мм)
3 - горючий рулонный материал на основе стеклоткани; - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита на основе пенополиизоцианурата (PIR) с двухсторонним покрытием алюминиевой фольгой (СТО 72746455-3.8.1-2014, толщина - 50 мм)
4 - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита на основе пенополиизоцианурата (PIR) с двусторонним покрытием алюминиевой фольгой (СТО 72746455-3.8.1-2014, толщина - 50 мм)
5 - горючий рулонный материал на основе стеклоткани; - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита пенополистирольная XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF 300 (СТО 72746455-3.31-2012, толщина - 50 мм)*
6 - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,8 мм) - плита пенополистирольная XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF 300 (СТО 72746455-3.31-2012, толщина - 50 мм)*
7 - горючий рулонный материал на основе стеклоткани; - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита пенополистирольная ПСБ (толщина - 50 мм)*
8 - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита пенополистирольная ПСБ (толщина - 50 мм)*
9 - слой гравия толщиной 30 мм; - геотекстиль (СТО 50099417-001-2010); - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита из минеральной ваты ТЕХНОРУФ В60 (ТУ 5762-010-74182181-2012, толщина - 50 мм)
10 - слой гравия толщиной 15 мм; - геотекстиль (СТО 50099417-001-2010); - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита из минеральной ваты ТЕХНОРУФ В60 (ТУ 5762-010-74182181-2012, толщина - 50 мм)
11 - слой гравия толщиной 30 мм; - геотекстиль (СТО 50099417-001-2010); - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита на основе пенополиизоцианурата (PIR) с двусторонним покрытием алюминиевой фольгой (СТО 72746455-3.8.1-2014, толщина - 50 мм)
12 - слой гравия толщиной 15 мм; - геотекстиль (СТО 50099417-001-2010); - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита на основе пенополиизоцианурата (PIR) с двусторонним покрытием алюминиевой фольгой (СТО 72746455-3.8.1-2014, толщина - 50 мм)
13 - слой гравия толщиной 30 мм; - геотекстиль (СТО 50099417-001-2010); - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита пенополистирольная XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF 300 (СТО 72746455-3.31-2012, толщина - 50 мм)*
14 - слой гравия толщиной 15 мм; - геотекстиль (СТО 50099417-001-2010); - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита пенополистирольная XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF 300 (СТО 72746455-3.31-2012, толщина - 50 мм)*
15 - горючий рулонный материал на основе стеклоткани; - алюминиевая фольга (толщина - 0,5 мм); - полимерная мембрана LOGICROOF V-RP (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита из минеральной ваты ТЕХНОРУФ В60 (ТУ 5762-010-74182181-2012, толщина - 50 мм)
16 - стеклоткань в два слоя; - стеклохолст ТехноНИКОЛЬ (ТУ 5952-001-13344965-2004, плотность - 100 г/м2); - полимерная мембрана LOGICROOF V-GR FB (СТО 72746455-3.4.1-2013, толщина - 1,2 мм) - плита из минеральной ваты ТЕХНОРУФ В60 (ТУ 5762-010-74182181-2012, толщина - 50 мм)
Примечание. *В качестве разделительного слоя образцов кровельной композиции между водоизоляционным ковром и теплоизоляцией применялся стеклохолст ТехноНИКОЛЬ (ТУ 5952-001-13344965-2004, плотность - 100 г/м2).
с использованием метода испытаний и средств измерений в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.044—89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения» [п. 4.7]. Процедура проведения экспериментальных исследований по определению температуры воспламенения изложена ниже.
При определении температуры воспламенения исследуемая композиция образца размером 25x25 мм, закрытая со всех сторон алюминиевой фольгой, кроме лицевой поверхности, помещалась в реакционную камеру, нагретую до определенной температуры в диапазоне от 25 до 600°С. В процессе исследования к поверхности образца с определенной периодичностью подводилось пламя газовой горелки. Методом последовательных приближений, с использованием новых образцов и изменяя температуру в реакционной камере, определяли минимальную температуру, при которой за время испытания (не более 20 мин) образец воспламеняется и горит более 5 с, а при температуре на 10оС меньше воспламенение образца отсутствует.
За температуру воспламенения образца принимали средние арифметические значения двух показаний температуры, отличающихся не более чем на 10оС, при одной из которых наблюдалось пламенное горение образца, а при другой — горение отсутствовало.
Результаты экспериментальных исследований по определению КППТП и температур воспламенения образцов кровельных композиций обобщены и представлены ниже в табл. 2.
Результаты математического моделирования воздействия тепловых нагрузок, реализующихся при выходе продуктов горения через фонари и люки дымоудаления
на кровли зданий и сооружений различных классов функциональной пожарной опасности
Для проведения расчетов были выбраны здания различных классов функциональной пожарной опасности с учетом [2, ст. 32], которые в соответствии с [1] оборудованы системами вытяжной противодымной вентиляции. Необходимо отметить, что характеристики применяемых систем противодымной защиты (ПДЗ) следует определять на основании положений документа [3]. Тем не менее в рамках настоящей работы был рассмотрен случай, при котором для целей дымоудаления применялось одно дымоприемное отверстие (люк), при этом площадь люка составляла меньшую площадь расположенной непосредственно под ним пожарной нагрузки. Указанный подход дает запас надежности с точки зрения воздействия на кровлю теплового излучения от газообразных продуктов горения, выходящих через дымоприемное отверстие. В расчетах компенсацию подачи наружного воздуха осуществляли путем размещения открытых проемов по периметру зданий в их нижней части.
Моделирование распространения опасных факторов пожара (ОФП) при реализации проектных пожаров в рассматриваемых зданиях различных классов функциональной пожарной опасности для целей определения воздействий тепловых нагрузок на кровлю при выходе продуктов горения через зенитные фонари и люки дымоудаления проводилось с помощью программного комплекса FDS 6, реализующего полевую модель тепло-массопереноса при пожаре согласно [4]. В качестве исходных данных для расчета распространения ОФП использовались данные [5].
Здание № 1. Одноэтажное здание надземного гаража площадью 7000 м2 и высотой 5 м. Здание имеет прямоугольную в плане форму с размерами в осях 100x70 м. Здание имеет класс функциональной пожарной опасности Ф5.2 [2]. Геометрические размеры люка дымоуда-
ления принимались равными 2x2 м. В качестве проектного пожара рассматривалось возгорание элементов отделки и интерьера салона автомобиля (сценарий проектного пожара № 1). Согласно данным [6], полученным экспериментально в крупномасштабных опытах специалистами различных стран, в случае пожара на автостоянках в горении участвует не более двух автомобилей. При условии, что площадь одного машино-места составляет 12 м2, результирующая площадь очага пожара составит 24 м2.
Также для данного здания был рассмотрен проектный пожар, связанный с возгоранием пролива жидкого моторного топлива, возникшего в результате разгерметизации топливного бака автомобиля (сценарий проектного пожара № 2). Объем топливного бака автомобиля с определенным запасом надежности принимался равным 80 л. Площадь очага пожара принималась как объем жидкого моторного топлива, поступившего в окружающее пространство, умноженный на коэффициент разлития, равный 150 м-1 (при проливе на бетонное или асфальтовое покрытие) в соответствии с [7, Приложение 4], и составила 12 м2.
Здание № 2. Здание деревообрабатывающего цеха площадью 1000 м2 и высотой 10 м. Здание имеет прямоугольную в плане форму с размерами в осях 50x20 м. Здание имеет класс функциональной пожарной опасности Ф5.1 [2]. Геометрические размеры люка дымоудаления принимались равными 2x2 м. В качестве проектного пожара рассматривалось возгорание на участке хранения древесины. Площадь очага пожара составляла 30 м2.
Здание № 3. Здание гипермаркета площадью 8000 м2 и высотой 10 м. Здание имеет прямоугольную в плане форму с размерами в осях 100x80 м. Здание имеет класс
Таблица 2
Результаты экспериментальных исследований по определению критической поверхностной плотности теплового потока и температуры воспламенения для кровельных композиций, перечень которых представлен в табл. 1
№ кровельной композиции (в соответствии с табл. 1) Критическая поверхностная плотность теплового потока, кВт/м2 Температура воспламенения, оС
1 18 305
2 8 300
3 13 285
4 9 290
5 17 310
6 9 295
7 21 290
8 12 290
9 более 40 -
10 менее 40 -
11 38 -
12 24 -
13 более 40 -
14 менее 40 -
15 33 -
16 12 -
Примечание. Для кровельных композиций № 9-16 температуру воспламенения не определяли.
Таблица 3
Данные по теплофизическим свойствам утеплителей, входящих в исследованные кровельные композиции
№ Наименование утеплителя Коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К) Плотность, кг/м3 Удельная теплоемкость, кДжДкг-K)
1 Минераловатный утеплитель ТЕХНОРУФ В60 (ТУ 5762-010-74182181-2012) 0,043 180 0,84 (по данным [10])
2 Экструзионный пенополистирол ТехноНИКОЛЬ CARBON PROF 300 (СТО 72746455-3.3.1-2012) 0,032 30 1,45
3 Теплоизоляционная плита PIR (СТО 72746455-3.8.1-2014) 0,024 30 1,47
Тыльная
Рис. 1. Схема расположения датчиков теплового потока относительно люка дымоудаления
функциональной пожарной опасности Ф3.1 [2]. Геометрические размеры люка дымоудаления принимались равными 2x2 м. В качестве проектного пожара рассматривалось возгорание находящихся в торговом зале на стеллажах товаров народного потребления (промтовары, текстильные изделия). Площадь очага пожара составляла 20 м2.
Здание № 4. Выставочный зал площадью 1600 м2 и высотой 6 м. Здание имеет квадратную в плане форму с размерами в осях 40x40 м. Здание имеет класс функциональной пожарной опасности Ф2.2 [2]. Геометрические размеры люка дымоудаления принимались равными 2x2 м. В качестве проектного пожара рассматривалось возгорание элементов выставочной экспозиции. Площадь очага пожара составляла 20 м2.
Все рассмотренные в рамках настоящего раздела статьи кровельные композиции подразумевают защиту горючим рулонным материалом на основе стеклоткани. Так как величина лучистого теплового потока от свойств кровельной композиции не зависит, а величина температуры на поверхности композиции определяется в основном теплофизическими свойствами применяемого утеплителя, влияние указанного материала сводится к отражению падающего на кровлю лучистого теплового потока, который при проведении математического моделирования описывается коэффициентом черноты (серости) верхнего слоя композиции. Для поверхностей с оттенками цвета от серого до белого (диапазон цветов, соответствующих указанному материалу) коэффициент отражения (величина, обратная коэффициенту черноты (серости)) варьируется в диапазоне от 0,42 (серый) до 0,9 (белый). Тем не менее в настоящей работе с определенным запасом надежности, который также учитывает возможность загрязнения верхнего слоя кровли, величину коэффициента черноты (серости) для кровельной композиции принимали равной 0,8.
Для расчета температуры на поверхности кровельных композиций теплофизические свойства указанных композиций принимали по теплофизическим свойствам входящего в композицию утеплителя. Данные по теплофизическим свойствам утеплителей, входящих в исследованные кровельные композиции, обобщены и представлены в табл. 3. Указанные данные предоставлены Корпорацией ТехноНИКОЛЬ, а также приняты в соответствии с [8].
Данные по толщинам кровельных композиций, рассмотренных в рамках настоящей работы, принятые для проведения расчетов температуры на поверхностях указанных композиций, обобщены и представлены ниже в табл. 4. При этом для каждого сценария проектного пожара во всех зданиях рассматривали возможность применения каждой кровельной композиции 1, 3, 5 в соответствии с табл. 1.
Таблица 4
Данные по толщинам кровельных композиций, рассмотренных в рамках настоящей работы
№ кровельной композиции (в соответствии с табл. 1) Толщина, мм
1, 2 150
3, 4 85
5, 6 130
Необходимо отметить, что в FDS 6 также учитывается перенос тепла посредством излучения. Тем не менее в связи с тем, что характерные скорости процессов тепломассопереноса, которые описываются в рассматриваемой модели, несопоставимы с характерными скоростями передачи тепла излучением, расчет переноса тепла излучением в рамках рассматриваемой модели может давать не вполне корректные результаты, особенно в том случае, когда источник излучения (нагретые до высокой температуры газообразные продукты горения) и его приемник (поверхность кровли) не взаимодействуют непосредственно в результате тепло-массопереноса (например, при выбросе газообразных продуктов горения через зенитные фонари и люки дымоудаления). Поэтому для решения задачи расчета воздействия лучистого теплового потока на кровлю от газообразных продуктов горения целесообразно использовать другие методы и подходы, а данные, полученные в результате моделирования с помощью FDS 6, использовать в качестве исходных для указанных методов и подходов.
В связи с этим расчет интенсивности падающего теплового потока на кровлю на различных расстояниях от края люка дымоудаления (были рассмотрены расстояния 1 и 2 м от края люка) проводили согласно [7, Приложение 6], где представлена модель «горящего» наклонного (при наличии ветровой нагрузки) цилиндра, размеры которого описываются размерами очага пожара и характеристиками пожарной нагрузки при заданной величине среднеповерхностной интенсивности теплового излучения. Среднеповерхностная интенсивность теплового излучения пламени принималась в расчетах как максимальное значение интенсивности теплового излучения от конвективной колонки на краю люка дымоудаления в месте расположения конструкции покрытия, рассчитанное с помощью программного комплекса FDS 6. Длина пламени принималась в расчетах как высота конвективной колонки над люком дымоудаления, температура газообразных продуктов горения в которой составляет более 100оС.
Таблица 5
Результаты расчетов интенсивности теплового излучения на кровлю от конвективной колонки для зданий различных классов функциональной пожарной опасности
№ здания Максимальная интенсивность теплового излучения на краю люка дымоудаления, кВт/м2 Максимальная интенсивность теплового излучения на расстоянии 1 м от края люка дымоудаления, кВт/м2
1, сценарий проектного пожара № 1 13,1 4,5
1, сценарий проектного пожара № 2 38,6 13,1
2 3,3 1,1
3 4,7 1,6
4 4,5 1,3
Таблица 6
Максимальные значения температуры на поверхности кровли на расстоянии 1 м от края люка дымоудаления для зданий № 1-4
№ кровельной композиции (в соответствии с табл.1) Температура на поверхности кровельной композиции, оС
Здание № 1 Здание № 2 Здание № 3 Здание № 4
Реализация сценария проектного пожара № 1 Реализация сценария проектного пожара № 2
1, 2 214 362 94 116 112
3, 4 215 363 94 117 112
5, 6 215 364 95 118 113
На рис. 1 представлена схема расположения датчиков теплового потока относительно люка дымоудаления.
Для определения температуры на поверхности кровельной композиции проводилось решение варианта одномерного уравнения теплопроводности для заданной кровельной композиции (с конкретными теплофи-зическими свойствами) с граничным условием на поверхности композиции в виде интенсивности теплового излучения, рассчитанного с учетом [7, Приложение 6], для заданного расстояния от края люка дымоудаления. При этом продольный теплоперенос по кровельной композиции не рассматривали в связи с малыми значениями коэффициентов теплопроводности, примененных в кровельных композициях утеплителей.
Время моделирования с определенным запасом надежности, в течение которого вся рассматриваемая в рамках проектных сценариев пожара твердая пожарная нагрузка оказывается охваченной пламенем, было принято равным 1800 с.
Далее в табл. 5 представлены результаты расчетов воздействия тепловых нагрузок, реализующихся при выходе продуктов горения через фонари и люки дымо-удаления на кровли зданий, описанных выше. При этом в табл. 6 приведены максимальные значения величин интенсивности теплового излучения на краях люка дымоудаления для рассматриваемых мест расположения датчиков теплового потока относительно люка дымоудаления (рис. 1) и максимальные показания интенсивности теплового излучения на расстоянии 1 м от края люка дымоудаления, рассчитанные в соответствии с [7, Приложение 6], где в качестве исходных величин для расчетов были приняты максимальные величины интенсивности теплового излучения на краях люка ды-моудаления. Также в табл. 6 представлены максимальные показания температуры на поверхности кровли на расстоянии 1 м от края люка дымоудаления, полученные путем решения одномерного уравнения теплопроводности при использовании в качестве исходных данных значений интенсивностей теплового излучения табл. 5. Расстояние 1 м было выбрано исходя из следующих соображений. Требование [1, п. 7.11, п.п. г)] направлено как на предотвращение возможности воспла-
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Время пожара, с
Рис. 2. Зависимость интенсивности теплового излучения от конвективной колонки на левом краю люка дымоудаления (см. рис. 1) от времени с момента возникновения пожара для здания № 1 при реализации сценария проектного пожара № 1
менения кровли в результате воздействия тепловых нагрузок от газообразных продуктов горения в месте ее примыкания к фонарям и люкам дымоудаления, так и на предотвращение распространения пламени по кровле. В связи с этим в том случае, если будет предотвращена возможность воспламенения кровли на расстоянии 1 м от края люка дымоудаления, следовательно, также будет предотвращена возможность распространения пламени по кровле за пределами указанного расстояния. Аналогичный подход применяется при определении группы распространения пламени строительных материалов в соответствии с ГОСТ 51032—97 («Материалы строительные. Метод испытания на распространение пламени»).
На рис. 2 для иллюстрации представлена зависимость интенсивности теплового излучения от конвективной колонки на левом краю люка дымоудаления (рис. 1) от времени с момента возникновения пожара для здания № 1 при реализации сценария проектного пожара № 1.
научно-технический и производственный журнал
Расстояние от края люка дымоудаления, м
Рис. 3. Зависимость интенсивности теплового излучения от конвективной колонки от расстояния до края люка дымоудаления для средне-поверхностной интенсивности теплового излучения 13,1 кВт/м2
На рис. 3 для иллюстрации представлена зависимость интенсивности теплового излучения от конвективной колонки с учетом расстояния до края люка дымоудаления для среднеповерхностной интенсивности теплового излучения 13,1 кВт/м2.
Обсуждение результатов экспериментальных и расчетных исследований
На основании многолетнего опыта исследований показателей пожарной опасности строительных материалов было установлено, что материал, являющийся негорючим (группа НГ) согласно ГОСТ 30244—94, относится к группе воспламеняемости В1 в соответствии с ГОСТ 30402—96 и не воспламеняется при воздействии поверхностной плотности падающего теплового потока до 50 кВт/м2. Поэтому для проведения исследований по установлению возможности обеспечения пожарной безопасности кровельных композиций с помощью использования различных покрывных материалов была выбрана методика в соответствии с ГОСТ 30402—96 и произведена оценка их КППТП.
Как видно из результатов экспериментальных исследований по определению КППТП различных по составу материалов кровельных композиций с нанесенным на них горючим рулонным материалом на основе стеклоткани, численные ее значения превышают (в некоторых случаях более чем в два раза) величины КППТП для кровельных композиций без указанного материала, что свидетельствует о существенном снижении пожарной опасности указанных композиций. Так, в частности, образцы кровельных композиций (№ 1, 3, 5, 7) с горючим рулонным материалом на основе стеклоткани имеют значения критической поверхностной плотности теплового потока, равные соответственно 18, 13, 17 и 21 кВт/м2, а образцы кровельных композиций (№ 2, 4, 6, 8) без указанного материала имеют значения критической поверхностной плотности теплового потока, равные соответственно 8, 9, 9 и 12 кВт/м2.
Экспериментальные исследования по определению КППТП образцов кровельных композиций с гравийной засыпкой показали следующее.
Слой гравийной засыпки толщиной 30 мм в значительной степени увеличивает величину КППТП. Например, для образца кровельной композиции № 9 с негорючим теплоизоляционным слоем из минеральной ваты при величине КППТП, равной 40 кВт/м2, воспламенения не происходит. Уменьшение толщины слоя до 15 мм при такой же величине КППТП уже приводит
к воспламенению образца композиции (образец № 10). Величина толщины слоя гравийной засыпки, равная 15 мм, описывает возможность уменьшения толщины исходного слоя гравийной засыпки в размере 30 мм в результате воздействия различных факторов (например, окружающей среды — в результате воздействия ветровой нагрузки, атмосферных осадков или переноса гравия птицами).
В случае использования в кровельных композициях горючей полимерной теплоизоляции наличие гравийной засыпки не обеспечивает их устойчивости к воспламенению при воздействии теплового потока 40 кВт/м2 (образцы № 11, 12). Кроме того, при наличии в кровельных системах термопластичных материалов в условиях теплового воздействия происходит образование расплава, его воспламенение и обрушение слоя гравия внутрь образца композиции (образцы № 13, 14).
Были проведены опыты с экспериментальной кровельной системой № 1 (образец № 15), при формировании которой учитывалось следующее обстоятельство. Воспламенение образца композиции № 1 при воздействии теплового потока происходит из-за выделения горючих газообразных продуктов термического разложения, в основном полимерных составляющих, входящих в состав композиции, — полимерной мембраны и клеевого слоя горючего рулонного материала на основе стеклоткани. Конструктивно экранируя от воздействия теплового потока образец системы с негорючим материалом (в данном случае одним слоем алюминиевой фольги), возможно добиться повышения величины КППТП. Полученные результаты экспериментальных исследований позволили сделать вывод о возрастании значения КППТП с 18 до 33 кВт/м2 (соответственно образцы № 1 и 20).
Экспериментальный образец кровельной системы № 2 (образец композиции № 16) с защитой поверхности полимерной мембраны двумя слоями стеклоткани и одним слоем стеклохолста воспламенился уже при значении КППТП 12 кВт/м2.
Таким образом, полученные экспериментальные данные позволили установить, что защита горючей поверхности кровли негорючими материалами (в данных исследованиях слой гравия, алюминиевая фольга, стеклоткань) не приводит к исключению воспламенения от теплового воздействия мощностью до 40 кВт/м2, а значит, не обеспечивает уровень ее пожарной безопасности на уровне негорючих материалов (НГ). При этом применение гравийной засыпки, регламентированное рядом нормативных документов, в частности [9], в целях защиты кровли от воспламенения и распространения пламени не является мероприятием, обеспечивающим отсутствие воспламенения кровельной композиции во всех возможных случаях.
Результаты проведенных в рамках настоящей работы расчетов показали, что почти для всех рассмотренных кровельных композиций (за исключением кровельной композиции № 3) горючий рулонный материал на основе стеклоткани предотвращает возможность воспламенения указанных композиций в непосредственной близости от края люка дымоудаления (на расстоянии 1 м от края люка) с точки зрения КППТП. Действительно, для наиболее опасного среди рассмотренных в рамках настоящей работы сценария проектного пожара (сценария проектного пожара в здании № 1 разгерметизации топливного бака автомобиля и последующего воспламенения пролива моторного топлива) величина максимальной поверхностной плотности падающего теплового потока на кровлю на расстоянии 1 м от края люка дымоудаления составляет 13,1 кВт/м2 (табл. 2), в то время как КППТП для кровельных композиций (№ 1, 5, 7) с горючим рулонным
научно-технический и производственный журнал 'Й^ОМ^лЛЬНуН
июль 2018
материалом на основе стеклоткани составляют соответственно 18; 17 и 21 кВт/м2 (табл. 2).
Также необходимо отметить, что для ряда рассмотренных сценариев проектного пожара (здания № 1, 2, 3) максимальная поверхностная плотность теплового потока в непосредственной близости от края люка дымо-удаления не достигает КППТП для всех рассмотренных в рамках настоящей работы кровельных композиций. Это говорит о том, что требование [1, п. 7.11 п.п. г)] имеет неоправданно большой запас надежности и нуждается в корректировке. Указанная корректировка должна быть основана (в соответствии с данными, полученными в рамках настоящей работы) на сведениях о классе функциональной пожарной опасности здания, его объемно-планировочных решениях, а также о находящейся (обращающейся) в здании пожарной нагрузке и физико-химических свойствах материалов, из которых составлена кровельная композиция. При этом в зависимости от отмеченных выше обстоятельств должны быть сформулированы требования к материалам (мероприятиям), предназначенным для защиты кровли вокруг зенитных фонарей и люков дымоудаления.
Представляет интерес проанализировать полученные результаты экспериментальных исследований по определению температуры воспламенения рассмотренных в рамках настоящей работы кровельных композиций. Показано, что отсутствует прямая взаимосвязь между результатами по определению КППТП для кровельных композиций с нанесенным на них горючим рулонным материалом на основе стеклоткани с соответствующими результатами определения температуры воспламенения. Так, например, для образцов кровельных композиций № 1 и 5 значения КППТП составляют соответственно 18 и 17 кВт/м2, в то время как соответствующие показания температуры воспламенения составляют 305 и 310оС. Данные различия обусловлены отличиями в примененных методиках и экспериментальном оборудовании для определения указанных показателей пожарной опасности. Все вышесказанное указывает на необходимость учета не только величины КППТП, но и температуры воспламенения для обоснования невозможности воспламенения и распространения пламени по кровельной композиции. Также следует отметить, что полученные результаты определения температуры воспламенения кровельных композиций с горючим рулонным материалом на основе стеклоткани, а также без него находятся в диапазоне от 285 до 310оС. Это обусловлено примененной методикой проведения экспериментальных исследований и, по-видимому, тем обстоятельством, что в образовании газообразных продуктов термической деструкции участвует в основном только кровельная мембрана из-за ее интенсивного прогрева не только с лицевой (верхней), но и с тыльной стороны.
Представляет интерес также провести анализ результатов расчета температур на поверхности кровельных композиций при выбросе газообразных продуктов горения через зенитные фонари и люки дымоудаления. Необходимо отметить, что полученные в рамках одного сценария проектного пожара максимальные температуры на поверхностях кровельных композиций близки между собой и практически не отличаются. Это обусловлено тем обстоятельством, что при расчетах температуры на поверхностях кровельных композиций тепло-физические свойства конкретной композиции принимались по теплофизическим свойствам входящего в нее утеплителя, которые при переходе от композиции к композиции изменяются незначительно. Получено, что для всех рассмотренных сценариев проектного пожара (за исключением сценария № 2, здание № 1) для всех кровельных композиций температура воспламенения
не достигается. При этом в сценарии проектного пожара № 2 здания № 1 все кровельные композиции с нанесенным на них горючим рулонным материалом на основе стеклоткани расчетные значения температуры на поверхности кровли превышают соответствующие значения температуры воспламенения. Указанный результат отличается от результатов сопоставления максимальных расчетных величин падающих на кровлю тепловых потоков с соответствующими величинами КППТП для рассмотренных в рамках настоящей работы кровельных композиций (только для кровельной композиции № 3 максимальная расчетная величина падающего на кровлю теплового потока больше соответствующей величины КППТП). Это объясняется следующими причинами:
— при проведении экспериментальных исследований по определению температуры воспламенения образец кровельной композиции, состоящий из нескольких слоев входящих в композицию материалов, закрыт со всех сторон, кроме лицевой поверхности, алюминиевой фольгой. Указанный подход к проведению экспериментальных исследований обеспечивает выход газообразных продуктов термического разложения только с лицевой поверхности образца кровельной композиции, при этом нагрев образца осуществляется не только с его лицевой стороны, но и с других сторон (чего не наблюдается при экспериментальном определении КППТП);
— размер образца кровельной композиции при определении температуры воспламенения составляет 25x25 мм, что также характеризует возможность нагрева образца не только с лицевой стороны (чего нет при экспериментальном определении КППТП);
— расчеты прогрева кровельных композиций проводили для максимальных значений падающего на кровлю теплового потока, что приводит к большим величинам поглощенного кровельными композициями тепла и соответственно большим величинам показаний температуры на поверхностях композиций. Это может быть проиллюстрировано следующим образом. В соответствии с подходом, примененным в настоящей работе, поглощенное кровельной композицией тепло определяется по формуле:
т О
где Q1 — поглощенное композицией тепло, Дж; qmax — максимальное значение теплового потока, падающего на кровлю за время развития пожара, кВт/м2; t — время развития пожара, с.
При этом фактически поглощенное композицией тепло определяется по формуле:
х
о
где Q2 — поглощенное композицией тепло, Дж; q(t) — значение теплового потока, падающего на кровлю в момент времени t, кВт/м2; t — время развития пожара, с.
Очевидно, что величина Q1, характеризующая прогрев кровельной композиции в соответствии с примененным в рамках настоящей работы подходом, больше величины Q2. Указанный подход с точки зрения расчетного определения температуры на поверхности кровельных композиций обладает запасом надежности.
Таким образом, с учетом вышесказанного наиболее надежными показателями, которые целесообразно использовать для сопоставления результатов расчетов воздействия тепловых нагрузок на кровлю при выходе газообразных продуктов горения через зенитные фонари и люки дымоудаления и результатов экспериментальных исследований, являются максималь-
ные величины падающих на кровлю тепловых потоков и КППТП соответственно.
Также необходимо отметить следующее. Воспламенение кровельных композиций может быть осуществлено не только путем теплового воздействия от газообразных продуктов горения при их выходе через зенитные фонари и люки дымоудаления, но и путем непосредственного поджога от внешнего источника зажигания, а также искр, выносящихся конвективной колонкой на поверхность кровли. Невозможность распространения пламени по кровле при воздействии указанных выше источников зажигания следует подтверждать результатами испытаний в соответствии с требованиями ГОСТ Р 56026—2014 («Материалы строительные. Метод определения группы пожарной опасности кровельных материалов») (аналог CEN TS 187:2012, Test 2).
Выводы.
Таким образом, по результатам выполненных в рамках настоящей работы экспериментальных и расчетных исследований по определению показателей пожарной опасности кровельных композиций с нанесенным на них горючим рулонным материалом на основе стеклоткани можно сделать следующие выводы.
Рассмотренный горючий рулонный материал на основе стеклоткани существенно повышает величины КППТП (до двух раз) для рассмотренных в рамках настоящей работы кровельных композиций.
Путем сопоставления максимальных расчетных величин падающих на кровлю тепловых потоков на расстоянии 1 м от края люка дымоудаления с соответствующими величинами КППТП для рассмотренных кровельных композиций показано, что данный горючий рулонный материал на основе стеклоткани предотвращает возможность воспламенения большинства рассмотренных в работе кровельных композиций на расстоянии 1 м от края люка дымоудаления.
Показано, что защита горючей поверхности кровли негорючими материалами (в рамках проведенных исследованиях — слой гравия, алюминиевая фольга, стеклоткань) не приводит к исключению воспламенения от теплового воздействия мощностью до 40 кВт/м2, а значит, не обеспечивает ее пожарной безопасности на уровне негорючих материалов (НГ). При этом применение гравийной засыпки, регламентированное рядом нормативных документов в целях защиты кровли от воспламенения и распространения пламени, например в [9], не является мероприятием, предохраняющим от воспламенения кровельную композицию во всех возможных случаях.
Сделанный вывод показывает, что требование [1, п. 7.11 п.п. г)] имеет неоправданно большой запас надежности и нуждается в корректировке. Корректировка должна быть основана (в соответствии с данными, полученными в настоящей работе) на сведениях о классе функциональной пожарной опасности здания, объемно-планировочных его решениях, а также на находящейся (обращающейся) в здании пожарной нагрузке и физико-химических свойствах материалов, из которых составлена кровельная композиция.
Авторы благодарят Корпорацию ТехноНИКОЛЬ за предоставление необходимых для выполнения данной работы материалов.
Список литературы
1. Отопление, вентиляция и кондиционирование.
Требования пожарной безопасности: СП 7.13130.2013
/ «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-ис-
следовательский институт противопожарной обороны» (ФГБУ ВНИИПО МЧС России), ОАО «Сантех-НИИпроект». Введен 25. 02.2013.
2. Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». http://www.consultant.ru/document/ cons_doc_LAW_78699/
3. Расчетное определение основных параметров про-тиводымной вентиляции зданий. Методические рекомендации к СП 7.13130.2013. М.: ВНИИПО, 2013. 58 с.
4. Fire Dynamics Simulator Technical Reference Guide / K. Mc Grattan [et al,]. FDS version 6.1. NIST Special Publication 1018, Sixth ed. 2014.
5. Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении. М.: Академия ГПС МВД России, 2000. 118 с.
6. Fire Safety in open cars parks. Modern fire engineering. European convention for constructional steel work. Brussel. 1993.
7. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах (утверждена приказом МЧС от 10.07.2009 г. № 404, изменения утверждены приказом МЧС России от 14 декабря 2010 г. № 649).
8. Франчук А.У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов. М.: НИИ строительной физики, 1969. 142 с.
9. Кровли. Актуализированная редакция СНиП II-26—76: СП 17.13330.2011 / ОАО «ЦНИИПромзданий». Дата введения 20.05.2011.
References
1. Heating, ventilation and air conditioning. Requirements for fire safety: SP 7.13130.2013. Research Institute of Fire Protection (FGBU VNIIPO EMERCOM of Russia), JSC "SantekhNIIproyekt." Added 25. 02.2013. (In Russian).
2. Federal Law No. 123-FZ of 22.07.2008 "Technical Regulations on Fire Safety Requirements". http://www. consultant.ru/document/cons_doc_LAW_78699/ (In Russian).
3. Estimated determination of the main parameters of smoke-free ventilation of buildings. Methodical recommendations to SP 7.13130.2013. Moscow: VNIIPO, 2013. 58 p.
4. Fire Dynamics Simulator Technical Reference Guide / K. Mc Grattan [et al,]. FDS version 6.1. NIST Special Publication 1018. Sixth ed. 2014.
5. Koshmarov Yu.A. Prognozirovanie opasnykh faktorov pozhara v pomeshchenii [Forecasting of dangerous fire factors in the room]. Moscow: Academy of the State Fire Service of the Ministry of the Interior of Russia. 2000. 118 p.
6. Fire Safety in open cars parks. Modern fire engineering. European convention for constructional steel work. Brussel. 1993.
7. The methodology for calculating estimated fire risk values at production facilities (approved by Order No. 404 of the Ministry of Emergency Measures of 10.07.2009, the changes were approved by Order No. 649 of the Ministry of Emergency Measures of Russia of December 14, 2010). (In Russian).
8. Franchuk A.U. Tablitsy teplotekhnicheskikh pokazateley stroitel'nykh materialov [Tables of heat engineering indicators of building materials]. Moscow: Institute of Building Physics. 1969. 142 p.
9. Roofs. Updated version of SNiP II-26—76: JV 17.13330.2011. JSC "TsNIIPromzdaniy". Date of introduction is 05/20/2011. (In Russian).
