1 группа горючести

Классы горючести

Имеющиеся у материала горючие свойства становятся основанием для отнесения его к одному из классов.

Негорючие материалы не горят при доступе к ним воздуха, однако их взаимодействие с другой средой может привести к образованию горючих продуктов. Например, если негорючий материал вступит в контакт с чистым кислородом.

Трудносгораемые материалы способны к возгоранию, если они оказались в источнике воспламенения. Как только воздействие огня прекращается, останавливается процесс их горения.

Сгораемые материалы обладают свойством возгораться даже без воздействия пламени, например при резком повышении температуры или при ударе. Горение материалов данного класса продолжается, даже когда источник пламени ликвидирован.

Негорючие материалы принадлежат к группе горючести НГ. Однако их число ограничено, и в строительстве применяют немало изделий с группой горючести Г2, то есть умеренногорючих. Существуют и более горючие стройматериалы, относящиеся к группе горючести Г3 (нормальногорючие) или группе горючести Г4 (сильногорючие). Их использование требует соблюдения дополнительных мер противопожарной защиты и возможно не на всех строительных объектах.

Группы горючести

Группа горючести строительного материала позволяет оценить вероятность возгорания. Ориентируясь на этот показатель, рассчитывается категория пожарной опасности помещения, всего здания или сооружения, определяется комплекс мер по ликвидации пожара.

К категории негорючих относят кирпич, бетон, асбест, каменную вату. Они обладают наиболее высокой степенью огнестойкости и безопасны для любых возводимых объектов, включая строения социальной инфраструктуры.

Негорючие стройматериалы классифицируют, учитывая их способность к воспламенению.

Изделия, относящиеся к группе Г1, классифицируются как слабогорючие материалы. Они не способны гореть вне источника пламени. К этой группе относят сотовый поликарбонат.

Маркировку Г2 имеют умеренногорючие стройматериалы. Время их самостоятельного горения вне источника пламени не должно превышать 30 секунд. Такими свойствами обладает ПВХ-сайдинг.

В группу нормальногорючих материалов с маркировкой Г3 попадают строительные изделия, которые продолжают гореть в течение 300 секунд после исчезновения источника пламени. Температура образовавшихся в ходе их горения дымовых газов не должна превышать 450ºС.

У сильногорючих материалов, которые относят к группе Г4, показатели сходны с группой Г3. Отличительная характеристика — температура дымовых газов: она превышает отметку 450ºС. Маркировку Г3 и Г4 имеет теплоизолятор пенополистирол, как вспененный, так и экструдированный.

Помимо условий горения, исследуются и другие свойства строительных изделий. Способность стройматериалов к возгоранию позволяет классифицировать их как трудновоспламеняемые, умеренновоспламеняемые или легковоспламеняемые. В ходе горения стройматериалы могут выделять токсичные вещества. По своей токсичности изделия разделяются на малоопасные, умеренно опасные, высокоопасные и чрезвычайно опасные. У строительных изделий исследуют также интенсивность дымообразования. Она может оказаться малой, умеренной либо высокой.

Все эти свойства указываются в сертификате пожарной безопасности и учитываются проектировщиками и строителями.

Огневые испытания строительных материалов

Поведение материала или системы материалов в условиях пожара проверяют в ходе огневых испытаний. Чем более стойким к воздействию пламени оказывается стройматериал, тем ниже будет группа присвоенной ему горючести.

В ходе натурных огневых испытаний оцениваются различные параметры, по их результатам изделие получает сертификат пожарной безопасности, где зафиксированы его свойства. Срок действия полученного сертификата ограничен несколькими годами. Когда срок действия документа заканчивается, изделие необходимо вновь отправить в лабораторию, где его характеристики будут подтверждать в ходе новых испытаний.

Проведение натурных огневых испытаний в России возможно в аккредитованной лаборатории. Такими лабораториями располагают МЧС России, НИИ им. Кучеренко.

Испытание материалов и строительных систем происходит в специальной печи. По результатам испытаний составляется протокол. В документе указан не только испытуемый материал, но и заказчик проведения этих исследований, а также организация, которая выполнила испытания.

Горючесть и коэффициент горючести веществ

12345

Введение

Методические указания предназначены для курсантов, слушателей и студентов Ивановского института ГПС МЧС России. В издании сведены воедино все необходимые расчетно-аналитические зависимости для решения задач по курсу «Теория горения и взрыва», что способствует усовершенствованию процесса преподавания дисциплины.

В методических указаниях приведены правила составления уравнения реакции горения, основные определения, формулы для расчета материального и теплового баланса процесса горения, расчета показателей пожарной опасности веществ и материалов, классификация веществ по коэффициенту горючести, классификация жидкостей по пожарной опасности. Указана литература, рекомендуемая при изучении дисциплины «Теория горения и взрыва».

Реакция горения

Уравнение материального баланса процесса горения

При составлении уравнения реакции горения необходимо соблюдать четыре правила.

1. Принимают, что происходит полное сгорание вещества, следовательно, в качестве продуктов горения образуются высшие оксиды составляющих его элементов: CO2, SO2, P2O5, H2O. При горении галогенсодержащих углеводородов выделяются: HCl, HF, HBr.

2. Азот при температуре горения ниже 2000 оС не вступает в реакцию. Поскольку в условиях реального пожара температура не превышает значения 1500 – 1600 оС, то принимают, что азот выделяется в свободном виде (N2).

3. Расстановка коэффициентов в схеме реакции горения проводится на один моль горючего вещества.

4. Кислород, входящий в состав горючего вещества (например, C2H6OS 2-тиолэтанол), участвует в реакции горения, как и кислород воздуха, в качестве окислителя.

C2H6OS + 4O2 + 4×3,76N2 ® 2CO2 + 3H2O + SO2 + 4×3,76N2

горючее воздух продукты горения

вещество

b = 4

Коэффициент, который стоит в реакции горения перед кислородом, называется стехиометрическим коэффициентом реакции горения и обозначается греческой буквой b. Так как в результате реакции горения получаются вполне определенные продукты горения, то есть соединения, в которых элементы имеют строго определенные и постоянные степени окисления, можно записать общее уравнение реакции горения:

СcHhOoSsРpHalhalNn + b (O2 + 3.76 N2) = c CO2 + s SO2 + Р2О5 + hal HHal + H2O + (3.76 b + ) N2 (1.1.1)

Стехиометрический коэффициент реакции горения в этом случае можно рассчитать по формуле:

b = (1.1.2)

Горючесть и коэффициент горючести веществ

По горючести вещества и материалы классифицируют на горючие, трудногорючие, негорючие .

Негорючие (несгораемые)– вещества и материалы, не способные к горению в воздухе.

Трудногорючие (трудносгораемые)– вещества и материалы, способные гореть 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.

Горючесть вещества оценивается по коэффициенту горючести, обозначаемому буквой К, который рассчитывается по формуле:

К = 4nC + 4nS + nH + nN – 2nO – 2nCl – 3nF – 5nBr , (1.2.1)

где:

nC, nS, nH, nN, nO, nCl, nF, nBr — число атомов соответственно углерода, серы, водорода, азота, кислорода, хлора, фтора, брома в молекуле вещества.

Если расчётное значение К £ 0 – вещество негорючее, 0 < К £ 2 — вещество трудногорючее, К > 2 – вещество горючее.

Достоинства негорючих панелей

Главное преимущество негорючих материалов — их огнестойкость.

Помимо этого, пожаробезопасные материалы имеют такие преимущества:

  1. Не выделяют токсичных и опасных веществ.
  2. Изготавливаются из неорганического сырья, не впитывают влагу, не плесневеют, не гниют.
  3. Имеют специальную огнеупорную пропитку.
  4. Прочные, плотные, долговечные. Способны выдерживать большие нагрузки.
  5. Универсальные. Подходят для внутренней и внешней отделки, для жилых и нежилых помещений. Можно использовать для стен, пола, потолка, кровли, фундамента.
  6. Выпускаются панели с внешним декоративным слоем, благодаря которому дополнительной отделки не требуется. Магазины предлагают большой выбор цветов, размеров и фактур.
  7. Негорючие плиты могут служить дополнительной звукоизоляцией и утеплителем.
  8. Панели легко монтировать. Не остается много строительного мусора и отходов. Монтаж можно производить на заранее подготовленную ровную поверхность при помощи клеевого состава. Металлическая обрешетка поможет скрыть возможные изъяны и рельеф поверхности.

Недостатком специальных материалов является их дороговизна.

В этом видео вы узнаете, как выбрать панель для стен:

Виды огнеупорных плит

Сейчас в строительных работах применяется много различных теплоизоляционных материалов.

Наиболее популярные негорючие отделочные плиты, различающиеся по типу сырья:

  1. СКЛ-панели. Негорючие листовые материалы, состоящие из силикатно-кальциевого наполнителя. Легкие, прочные, плотные, нетоксичные. Имеют специальную пропитку, гладкую поверхность, не впитывают влагу. Плиты хорошо поглощают посторонние шумы, могут использоваться как утеплитель, на их поверхности не образуется плесень. Есть панели, которые имеют декоративный внешний слой, и простые листы, требующие дополнительной отделки. Монтаж плит простой, его можно провести самостоятельно. Панели подходят для жилых (квартира, дом, дача, офис, баня) и нежилых (склад, мастерская, гараж) помещений. Такими плитами отделывают потолки, полы, фасады, кровли, стены.
  2. Стекломагнезитовый лист. Производится на основе оксида магния со специальными добавками и стекловолоконным двусторонним армированием. Может использоваться как черновая или финишная отделка. По характеристикам этот материал похож на СКЛ-панели, но он более жесткий и прочный, способен выдерживать большие нагрузки.
  3. Огнеупорный гипсокартон, обработанный специальными огнезащитными составами. Его легко отличить от других видов, т.к. поверхность листа имеет розовый оттенок. Защитные характеристики у него ниже, чем у вышеперечисленных видов. Он выдерживает действие открытого огня только 20 минут, но является очень популярным среди покупателей из-за доступной цены. Этот вид панелей нуждается в дополнительной отделке, так как не имеет декоративного покрытия.
  4. Стеклообои. Современный пожаробезопасный материал, изготавливается из стекловолокна. Полотна имеют разнообразную фактуру, выглядят эстетично. Производители предлагают готовые варианты и рулоны под покраску. Обои прочные, огнеупорные, не боятся влаги, ультрафиолета и механических повреждений, не деформируются.
  5. Минеральная вата. Негорючий отделочный материал, выпускается в рулонах или плитах. Используется для защиты перекрытий, кровли и несущих стен здания, может обеспечить дополнительную тепло- и звукоизоляцию.
  6. Гипсовые (гипсоволокнистые, гипсовиниловые) панели. В основе — гипс с различными добавками. Защитное покрытие надежное, долговечное. Эти панели можно мыть, они подходят для жилых и нежилых помещений. Монтаж производится на металлический каркас. Плиты имеют несколько недостатков: хрупкие и тяжелые, требуют осторожной транспортировки, их не рекомендуется использовать в слишком влажных помещениях, сложно разрезать материал, край нужно зачищать.
  7. Цементно-стружечные плиты. В их составе — цемент, древесные стружки и различные добавки. Панели применяются для внутренних и наружных работ, ими можно обшить стены, пол, потолок. Материал плотный, прочный, имеет гладкую поверхность, не впитывает влагу, выдерживает перепады температур.
  8. Отбойная доска. Негорючая панель, покрытая прочным пластиком, края отделаны кромкой. Экологически чистый и прочный материал, легко моется. Декоративная внешняя сторона может быть любого цвета. Панель выглядит эстетично, не требует дополнительной облицовки.
  9. Вермикулитовые плиты ПВТН. Изготавливаются на основе вспененного вермикулита. Прочные, огнестойкие, экологичные. Могут служить дополнительной тепло- и шумоизоляцией.
  10. Фибролитовые плиты. Состоят из древесного волокна (остатки деревообрабатывающей промышленности) и вяжущего вещества. Плита многослойная, пропитана цементом, имеет небольшой вес. Экологически чистая, безопасная, прочная. Ее легко монтировать, распиливать на части, она подходит для защиты любого помещения.

Фибролитовая плита – один из оптимальных вариантов

В настоящее время существуют негорючие и очень прочные ткани на основе полиэфирных веществ с защитной пропиткой. Они используются для оформления стен в помещении, изготовления огнеупорной одежды, для отделки салона автомобилей.

Негорючие материалы для отделки стен по внешнему виду делятся на три типа:

  1. Наборные плиточные. Негорючие плиты для стен имеют квадратную форму. Их не нужно резать. Можно комбинировать различные оттенки и фактуры в отделке или сочетать их с другими материалами. Остается меньше отходов, можно точно рассчитать нужное количество материала и не покупать лишнего, но при монтаже на поверхности будет много стыков, которые придется декорировать.
  2. Листовые. Имеют форму прямоугольника, могут быть различного размера. Листы позволяют проводить работы в короткие сроки. На поверхности получается меньше стыков.
  3. Наборные реечные. Похожи на вагонку. Их можно комбинировать между собой и с другими материалами. Монтаж более трудоемкий и занимает больше времени.

Советы по выбору

Для отделки фундамента в загородных домах рекомендуется выбирать неминеральные утеплители (пеностекло), а для кровли и фасадов — материалы из базальта (минеральную вату).

При покупке нужно прочитать информацию на этикетке. Там должны быть расписаны все характеристики панелей.

Кровельные материалы только тогда можно считать по-настоящему надежными, когда у них, кроме хороших эксплуатационных характеристик (прочности и долговечности), имеется высокий уровень пожаробезопасности.

При выборе можно обратиться за помощью к консультанту. Необходимо внимательно проверить товар, на нем не должно быть трещин и других повреждений. Упаковка должна быть герметичной. Цена зависит от фирмы, типа материала, его состава и степени огнеупорности.

Для определения вероятности появления пламени главное значение имеет горючесть веществ и разнообразных материалов. Эта характеристика определяют категорию пожарной опасности сооружений, помещений, производств; позволяет правильно выбрать средства для ликвидации очагов.

Группа горючести всех материальных составляющих объекта, определяет успешность борьбы с пожаром, минимизирует вероятность появления жертв.

Особенности различных веществ

Известно, что вещества могут находиться в различных агрегатных состояниях, которые важно учитывать, определяя группу горючести. ГОСТ предусматривает классификацию, основанную на количественных показателях.

Если вещество может гореть, до для пожарной безопасности наиболее оптимальна группа горючести Г1, чем Г3 или Г4.

Горючесть имеет большое значение для отделочных, теплоизоляционных, строительных материалов. На ее основе определяют класс пожарной опасности. Так, гипсокартонные листы имеют группу горючести Г1, каменная вата – НГ (не горит), а утеплить пенополистирол относится к группе горючести Г4, и снизить его пожарную опасность помогает применение штукатурки.

Газообразные вещества

Определяя класс горючести газов и жидкостей, нормативами вводят такое понятие как концентрационный предел. По определению – это предельная концентрация газа в смеси с окислителем (воздухом, например), при которой пламя может распространяться от точки возгорания на любое расстояние.

Если такого граничного значение не существует, и газ не может самовоспламеняться, то его называют негорючим.

Жидкие

Жидкости называют горючими, если существует температура, при которой они могут воспламеняться. Если жидкость перестает гореть в отсутствии внешнего источника нагревания, то ее называют трудногорючей. Негорючие жидкости вовсе не загораются в воздушной атмосфере при нормальных условиях.

Некоторые жидкости (ацетон, эфир) могут вспыхивать при 28 ℃ и ниже. Их относят к особо опасными. Загорающиеся жидкости при 61…66 ℃и выше относят к легковоспламеняющимся (керосин, уайт-спирит). Испытания проводят в открытом и закрытом тигле.

Твердые

В сфере строительства наиболее актуальным является определение группы горючести твердых материалов. Предпочтительнее использовать вещества группы горючести Г1 или НГ, как самые стойкие к воспламенению.

Классификация

Интенсивности процесса горения и условий его протекания определяют вероятность усиления пожара, возникновения взрыва. Исход происшествия зависит от совокупности свойств исходного сырья.

Общее деление

Согласно общегосударственному стандарту пожарной и взрывной опасности, вещества и разнообразные материалы из них делятся на следующие группы:

  • абсолютно негорючие;
  • трудно сгораемые;
  • горючие.

Негорючие вещества не могут гореть на воздухе, что не исключает взаимодействие с окислителями, друг с другом, водой. Следовательно, некоторые представители группы в определенных условиях представляют пожароопасность.

К трудно сгораемым относятся соединения, которые горят при поджигании на воздухе. Как только источник огня ликвидируется, горение прекращается.

Горючие вещества в определенных условиях загораются сами или в присутствии источника огня, продолжают интенсивно гореть.

Классификация по горючесть строительного сырья и продукции, рассмотрена в отдельном обновленном стандарте. Строительные общегосударственные нормы учитывают категории всех видов изделий, используемых в работе.

Согласно этой классификации негорючие стройматериалы (НГ) подразделяются на две группы в зависимости от режима испытаний и значений показателей, полученных при этом.

В 1 группу входит продукция, при исследовании которой температура внутри печи увеличивается не больше, чем на 50 ℃. Уменьшение массы образца не превышает 50 %. Пламя не горит вообще, а выделяющаяся теплота не превышает 2,0 МДж/кг.

Во 2 группу НГ входят материалы с такими же показателями увеличения температуры внутри печи и потери массы. Отличие в том, что пламя горит до 20 секунд, теплота сгорания не должна быть больше 3,0 МДж/кг.

Горючие материалы исследуют по аналогичным критериям, подразделяют на 4 группы или класса, которые обозначают буквой Г и цифрой, находящейся рядом с ней. Для классификации учитывают значения следующих показателей:

  • температура газов, выделяющихся с дымом;
  • степень уменьшения размеров;
  • величина уменьшения веса;
  • время сохранения пламени без источника горения.

К Г1 относится группа материалов с температурой дыма, не превышающей 135 ℃. Потеря длины укладывается в 65 %, веса – 20 %. Само по себе пламя не горит. Такая строительная продукция называется самозатухающей.

В Г2 входит группа материалов с температурой дыма, не превышающей 235 ℃. Потеря длины укладывается в 85 %, массы – 50 %. Самостоятельное горение продолжается не более 30 секунд.

К Г3 относится материалы, у которых температура дыма не превышает 450 ℃. Потеря длины составляет более 85 %, веса – до половины. Само по себе пламя горит не более 300 секунд.

В группу горючести Г4 вошли материалы, у которых температура дыма превышает 450 °С. Потеря длины превышает 85 %, массы – более 50 %. Самостоятельное горение продолжается более 300 секунд.

Допустимо использовать следующие приставки в названии каждой группы горючести в порядке увеличения цифрового индекса:

  • слабо;
  • умеренно;
  • нормально;
  • сильногорючие материалы.

Приведенные показатели горючести наряду с некоторыми другими характеристиками обязательно учитывают при разработке проектной документации, составлении смет.

Большое значение также имеет способность образовывать дым, токсичность продуктов горения, скорость возможного распространения огня, вероятность быстрого воспламенения.

Подтверждение класса

Образцы материалов подвергают испытаниям в лабораториях и на открытой местности по стандартным методикам отдельно для негорючих и горючих стройматериалов.

Если продукция состоит из нескольких слоев, нормативом предусмотрена проверка на горючесть каждого слоя.

Определения горючести проводят на специальном оборудовании. Если окажется, что у одного из компонентов горючесть высокая, то этот статус будет закреплен за продуктом в целом.

Установка для проведения экспериментальных определений должна находиться в помещении с комнатной температурой, нормальной влажностью, без сквозняков. Яркий солнечный или искусственный свет в лаборатории не должны мешать снимать показания с дисплеев.

Перед началом исследования образца прибор проверяют, калибруют, прогревают. Затем образец закрепляют в держателе внутренней полости печи и сразу включают регистраторы.

Главное, чтобы не прошло более 5 секунд с момента размещения образца. Определение продолжают до достижения баланса температур, при котором на протяжении 10 минут изменения не составляют больше 2 °С.

По окончании процедуры образец вместе с держателем вынимают из печи, охлаждают в эксикаторе, взвешивают и измеряют, причисляя их к группе горючести НГ, Г1 и так далее.

Метод проверки горючести

Все строительные материалы, включая отделочные, облицовочные, лакокрасочные виды покрытий, независимо от однородности или многослойности исследуют на горючесть единым методом.

Предварительно готовят 12 единиц одинаковых образцов с толщиной, равной реальным значениям во время эксплуатации. Если структура слоистая, берут пробы с каждой поверхности.

Затем образцы выдерживают при комнатной температуре и нормальной влажности окружающего воздуха минимум 72 часа, периодически взвешивая. Выдерживание следует прекратить при достижении постоянной массы.

Установка имеет стандартную конструкцию, состоит из камеры сжигания, системы подачи воздуха и отвода выделяющихся газов.

Образцы по очереди помещают в камеру, проводят измерения, фиксируют потерю массы, температуру и количество выделяющихся газообразных продуктов, время горения без источника пламени.

Анализируя все полученные показатели, определяют уровень горючести материала, принадлежность его к определенной группе.

При возведении строений применяют несколько разных видов стройматериалов: конструктивных, изолирующих, кровельных, отделочных с отличающимся назначением и нагрузками. На всю продукцию должны иметься в наличии и предъявляться потенциальным покупателям сертификаты.

Следует заранее ознакомиться с параметрами, характеризующими безопасность, твердо знать, что может означать каждое сокращение и цифры. Закон требует использовать для каркасов строительных потолков только материалы группы горючести Г1 или НГ.

При необходимости в расшифровке помогут консультанты специализированных магазинов, компаний. Для правильного выбора нужно назвать тип объекта, его назначение, условия будущей эксплуатации.

Специалисты смогут компетентно подсказать лучший материал для изоляции крыши в частном доме; отделки квартиры, школьной аудитории или производственного склада.

Приобретать стройматериалы по подозрительно низких ценам от неизвестных поставщиков категорически не рекомендуется. Такая дешевизна может в будущем иметь плохие последствия.