3. Перспективы развития методов оценки пожарной опасности строительных материалов и эффективности средств огнезащиты

Основным инструментом определения показателей пожарной опасности строительных, текстильных и огнезащитных материалов в настоящее время являются методы испытаний, подавляющее большинство из которых представлены в национальных и межгосударственных стандартах. С учетом аналитических выводов, сделанных в разделах 1 и 2, следует считать перспективными ряд первоочередных задач по разработке и совершенствованию методологической части стандартных методов и модернизации и автоматизации испытательного оборудования.

1. По методике ГОСТ 30402 [3], в качестве дополнительного показателя может определяться минимальное количество теплоты подведенное к единице поверхности образца и необходимое для воспламенения Q_в.

Q_в = ʃ₀^в q()d

где q() – плотность падающего теплового потока, воздействующего на образец в момент времени t, Вт/см².

В условиях стандартных испытаний q() =const. Тогда

Q_в =q_в_в, Дж/см²

Определение дополнительного параметра (Q_в) позволит использовать его в методах математического моделирования для аналитической оценки времени (момента) воспламенения, например, декоративно-отделочного материала в условиях пожара и эксплуатации.

2. ГОСТ 30244 [2] может быть переработан с учетом максимальной его унификации с Европейским подходом и классификацией, для чего методологическую часть следует заполнить методиками определения группы сильногорючих материалов (аналогично методике стандарта EN ISO 11925 [12]), удельной теплоты сгорания ( аналогично методике стандарта EN ISO 1716 [13]). Указанные изменения (дополнения) позволят подразделить негорючие материалы на подгруппы НГ1 при удельной теплоте сгорания до 2,0 МДж и НГ2 при удельной теплоте сгорания до 3,0 МДж (аналогично классам А1 и А2 Европейской классификации), а также относить сильногорючие материалы после испытаний по методу «Малой горелки» к группе горючести Г4 без проведения достаточного трудоемких экспериментов на установке «Шахтная печь» [2].

Кроме того, необходимо отметить (зарегламентировать) ряд материалов (сталь, бетон, кварцевое стекло и т.д.) заведомо относящиеся к группе негорючих материалов, сформулировать критерии отнесения к группе негорючих слоистые материалы.

3. При определении удельной массовой скорости выгорания (УМСВ) твердых веществ и материалов (в том числе строительных, текстильных и огнезащитных) целесообразно использовать методики испытаний, в которых контролируются либо температуры воспламенения, либо критические значения плотности теплового потока воспламенения с той целью, чтобы фиксировать максимальные значения УМСВ в режиме пламенного горения (после момента воспламенения). К таковым методикам могут быть отнесены, в первую очередь, методики экспериментального определения группы воспламеняемости (ГОСТ 30402) и температуры воспламенения (ГОСТ 12.1.044, п.4.7), которые при соответствующей доработке и оснащении оборудования весовыми устройствами и рычажными механизмами (рис.3) позволят экспериментально определять значения УМСВ.

Рис.3. Общий вид установки УМСВ

4. Линейную скорость распространения пламени по поверхности строительных, текстильных и огнезащитных материалов следует определять, используя действующие методики экспериментальной оценки способности к распространению пламени. К таковым могут быть отнесены методики определения индекса распространения пламени (ГОСТ 12.1.044, п.4.19), группы распространения пламени (ГОСТ Р 51032), поверхностной воспламеняемости и распространения пламени по поверхности (Кодекс ПИО 2010, Резолюция MSC 307(88)). Испытуемые образцы должны быть разделены на равные участки. Во время испытаний дополнительно необходимо фиксировать момент прохождения фронтом пламени каждого участка для последующего определения средней линейной скорости распространения пламени по формуле:

V= L /  ×10^-3

где, _i - время прохождения фронтом пламени каждого i-го участка поверхности образца (i = 1,2, ... 9), с; L - расстояние, на которое распространился фронт пламени, мм;

5. Практика испытаний твердых веществ строительных и текстильных материалов на токсичность продуктов горения показывает, что в методике ГОСТ 12.1.044 п. 4.20 имеются существенные недостатки: отсутствуетт понятие «время термического разложения образца», а в п. 4.20.3.3 указано, что концентрация кислорода в предкамере «должна быть не менее 16% об». Указанные недостатки приводят к получению некорректных результатов, так как продолжительное время разложения (до 30 мин.) и снижение концентрации кислорода ниже 16 % об. характерны для испытаний многих композиций. В связи с этим при совершенствовании методики по определению показателей токсичности продуктов горения следует ввести еще один (третий) режим испытаний при пониженных концентрациях кислорода (до 0%) и ввести (зарегламентировать) понятие « время термического разложения образца». Кроме того, целесообразно в п.4.20 представить конструктивное исполнение источника теплового воздействия (нагревателя), который позволял бы воспроизводить все режимы испытаний.

6. При оценке горючести твердых веществ и материалов по методике ГОСТ 12.1.044 П.4.3 используется классификация, согласно которой по результатам испытаний образцы относят к трудногорючим или горючим. Горючие материалы, в свою очередь, подразделяются на трудновоспламеняемые, средней воспламеняемости и легковоспламеняемые. Критериями отнесения к тому или иному классу являются потеря массы ∆ m, максимальное приращение температуры ∆ t _max и время t достижения t _max. Наличие группы материалов средней воспламеняемости противоречит общепринятым понятиям в области испытаний, в том числе и международным, практически не используется в противопожарном нормировании. В связи с этим, в дальнейшем группу материалов горючих средней воспламеняемости следует исключить, оставив группы горючих трудновоспламеняемых и легковоспламеняемых, которые будут отделяться в зависимости от времени t (в секундах) достижения t _max. С учетом опыта многочисленных испытаний время t может находиться в пределах 140-180 с.

7. В действующей редакции ГОСТ Р 53292-2009 «Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний» раздел 6.4 посвящен контролю качества огнезащитной обработки, для чего используется прибор ПМП-1 (приложение Д). Это прибор не может называться «прибором», так как он ничего не измеряет, не контролирует, метрологически не обеспечивается. Скорее всего его можно назвать устройством, позволяющим с помощью пламени обычной зажигалки воздействовать на снятую с деревянной конструкции, обработанной огнезащитным составом, стружку. По результатам этого воздействия с помощью качественных критериев оценивается качество огнезащитной обработки древесины. С учетом вышеизложенного, наиболее корректными могут быть следующие изменения в указанный стандарт:

Пламя зажигалки заменить на пламя спиртовой горелки установленных размеров и выполнять калибровку по плотности теплового потока с помощью специального датчика;

из стандарта исключить конструктивное исполнение прибора (устройства) ПМП, а сформулировать лишь общие требования к нему, методике испытаний и критериям оценки.

8. Экспериментальная оценка дымообразующей способности по методике ГОСТ 12.1.044 п.4.18 имеет некоторые недостатки, одним из основных которых является отсутствие процедур испытаний многослойных строительных (в том числе, декоративно-отделочных) материалов. При решении этого вопроса могут быть предложены два разных подхода. В первом случае необходимо зарегламентировать процедуру подготовки образцов для испытаний, требования к ним. Во втором – испытания могут быть проведены для каждого слоя в отдельности, а коэффициент дымообразования для всего многослойного материала определен по формуле:

,

где D_расч – расчетное значение коэффициента дымообразования для комбинации материалов;

i – номер материала в комбинации;

g_i – массовый процент i-го материала в комбинации;

D_i – экспериментально установленные значения коэффициента дымообразования i-го материала;

n– количество материалов в комбинации