Токсичность продуктов горения

На что влияет группа горючести

В зависимости от того, какую группу горючести имеет материал, определяется его сфера использования. Чтобы правильно выбрать строительные материалы с учётом их горючести для возведения конкретного здания/сооружения, необходимо знать класс пожаробезопасности данного здания/сооружения и группу горючести строительных материалов. При установлении класса пожаробезопасности строительной конструкции учитывается пожарная безопасность техпроцессов, проведение которых запланировано на этом объекте.

В зависимости от пожароопасности, строительные конструкции принято делить не несколько классов:

• КО – непожароопасные;
• К1 – малая пожарная опасность;
• К2 – умеренная пожарная опасность;
• К3 – пожароопасные.

Важно понимать, что группа горючести (Г) устанавливается индивидуально для каждого стройматериала, в то время как класс пожароопасности (К) присваивается уже системе, включающей все составляющие строительной конструкции: отделке, утеплительным элементам и т.д. Поэтому стройматериалы, используемые для возведения того или иного объекта, выбираются в соответствии с классом этого объекта

Так например, если какой-то материал, который по пожароопасности входит в класс К1, разрешается использовать для одного класса зданий, то это вовсе не значит, то его можно использовать для иного класса (разделение зданий на классы пожароопасности регламентировано Законом № 123). Применимо к реальной ситуации это выглядит следующим образом: для облицовки торгово-развлекательного комплекса можно использовать композитные кассеты, которые имеют группу горючести Г1 и класс пожарной опасности К0 (в системе), но они не разрешены для облицовочных работ, выполняемых в детских дошкольных учреждениях – это запрещается законодательно.

Но, если говорить о классе пожароопасности самих стройматериалов (КМ) в зависимости от группы горючести (Г), то согласно требованиям российского закона, данные показатели должны находится в следующем соответствии:

• КМ0 – НГ;
• КМ1/КМ2 – Г1;
• КМ3 – Г2;
• КМ4 – Г3;
• КМ5 – Г4.

Помещения с большой проходной способностью и эвакуационные проходы не разрешается отделывать материалами на основе органического сырья, например, МДФ-панелями, которые обычно имеют группу горючести Г3 или Г4. Для оформления поверхностей в торговых залах допустимы стройматериалы с классом пожароопасности до КМ2.

Категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности

Вещества и материалы

Согласно ГОСТ 12.1.044-89 по горючести вещества и материалы подразделяются на следующие группы (за исключением строительных, текстильных и кожевенных материалов):

1. Негорючие.
2. Трудногорючие.
3. Горючие.

Негорючие – это вещества и материалы, неспособные гореть в воздухе. Негорючие вещества могут быть пожаровзрывоопасными (например, окислители или вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом).

Трудногорючие – это вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления.

Горючие – это вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.

Сущность экспериментального метода определения горючести заключается в создании температурных условий, способствующих горению, и оценке поведения исследуемых веществ и материалов в этих условиях.

Твердые (в т.ч. пыли)

Материал относят к группе негорючих, если соблюдены следующие условия:

• среднеарифметическое изменение температуры в печи, на поверхности и внутри образца не превышает 50 °С;
• среднеарифметическое значение потери массы для пяти образцов не превышает 50% от их среднего значения первоначальной массы после кондиционирования;
• среднеарифметическое значение продолжительности устойчивого горения пяти образцов не превышает 10 с. Результаты испытаний пяти образцов, в которых продолжительность устойчивого горения составляет менее 10 с, принимают равными нулю.

По значению максимального приращения температуры (Δt_max) и потере массы (Δm) материалы классифицируют:

• трудногорючие: Δt_max < 60 °С и Δm < 60%;
• горючие: Δt_max ≥ 60 °С или Δm ≥ 60%.

Горючие материалы подразделяют в зависимости от времени (τ) достижения (t_max) на:

• трудновоспламеняемые: τ > 4 мин;
• средней воспламеняемости: 0,5 ≤ τ ≤ 4 мин;
• легковоспламеняемые: τ < 0,5 мин.

Газы

При наличии концентрационных пределов распространения пламени газ относят к горючим; при отсутствии концентрационных пределов распространения пламени и наличии температуры самовоспламенения газ относят к трудногорючим; при отсутствии концентрационных пределов распространения пламени и температуры самовоспламенения газ относят к негорючим.

Жидкости

При наличии температуры воспламенения жидкость относят к горючим; при отсутствии температуры воспламенения и наличии температуры самовоспламенения жидкость относят к трудногорючим. При отсутствии температур вспышки, воспламенения, самовоспламенения, температурных и концентрационных пределов распространения пламени жидкость относят к группе негорючих.

Горючие жидкости с температурой вспышки не более 61 °С в закрытом тигле или 66 °С в открытом тигле, зафлегматизированных смесей, не имеющих вспышку в закрытом тигле, относят к легковоспламеняющимся. Особо опасными называют легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °С.

Зачем нужно определять группу горючести материала?

При оценке пожароопасности учитывается не только группа горючести Г1/Г2/Г3/Г4, но и ряд других свойств материалов. А именно:

1. Возгораемость (трудно-, умеренно- и легковоспламеняющиеся).
2. Скорость распространения огня (нераспространяющие, слабо-, умеренно- и сильно распространяющие).
3. Интенсивность дымообразования (малая, умеренная и высокая).
4. Степень токсичности газов, выделяющихся при горении (мало-, умеренно- и высокоопасные, чрезвычайно опасные).

На основании анализа совокупности всех пяти свойств и формируется класс пожарной опасности постройки. Сфера использования конкретного материала определяется его горючестью, группой оной. Правильно подобранное сырье и соблюдение технологических процессов делают не только готовую конструкцию безопасной для эксплуатации, но и минимизирует риск возникновения чрезвычайных ситуаций на строительном объекте.

Лакокрасочные материалы

Огнестойкая краска совмещает функции защиты и декоративные свойства. Она образует плёнку, которая сохраняет предметы от горения. Краски с эффектом вспучивания на водной и органической основе применяют для металлических поверхностей. Одним из достоинств является то, что её можно удалить с поверхности.

Огнестойкие наполнители в красках:

• вермикулит;
• перлит;
• каменная вата;
• базальтовые волокна.

Во время испытаний определяют группу огнезащиты товара. При взаимодействии с огнём вспучивающийся слой увеличивается в 70 раз. Так образуется коксовая прослойка, которая защищает объект. Распадаясь, краска выделяет компоненты, которые замедляют процесс горения.

Выбирая краску, обращают внимание на стоимость и материал используемой поверхности. В продаже есть следующие краски:

В продаже есть следующие краски:

• NEOMID по металлу (6 кг) стоит 1714 р.
• NEOMID для воздухоотвода (6 кг) – 1714 р.
• NEOMID для кабеля (6кг) – 1985 р.
• NEOMID по дереву (25 кг) – 8039 р.
• Термобарьер для металлических конструкций – 375 руб/кг.
• ФРИЗОЛ-ОК по металлу (25 кг) – 5750 р.
• Протект Ф для металлоконструкций (20 кг) – 4050 р.
• Pirocor по металлу – 250 руб/кг и другие.

Огнеупорная краскаИсточник nebezopasno.com

Все краски наносят кистями, валиками, распылителями. Толщину слоя, рекомендованные грунтовки производитель указывает на упаковке.

Виды огнеупорных плит

Сейчас в строительных работах применяется много различных теплоизоляционных материалов.

Наиболее популярные негорючие отделочные плиты, различающиеся по типу сырья:

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.
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.
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.
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.

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.
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.
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.
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.
Вермикулитовые плиты ПВТН. Изготавливаются на основе вспененного вермикулита. Прочные, огнестойкие, экологичные. Могут служить дополнительной тепло- и шумоизоляцией.
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

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.

Классификация строительных материалов

Определение группы горючести строительного материала

Пожарная опасность строительных, текстильных и кожевенных материалов характеризуется следующими свойствами:

1. Горючесть.
2. Воспламеняемость.
3. Способность распространения пламени по поверхности.
4. Дымообразующая способность.
5. Токсичность продуктов горения.

Строительные материалы в зависимости от значений параметров горючести подразделяют по группам на негорючие и горючие (для напольных ковровых покрытий группа горючести не определяется).

НГ негорючие

Негорючие строительные материалы по результатам испытаний по методам I и IV (ГОСТ Р 57270-2016. Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть) подразделяют на 2 группы.

Строительные материалы относят к негорючим I группы при следующих среднеарифметических значениях параметров горючести по методам I и IV (ГОСТ Р 57270-2016):

• прирост температуры в печи не более 30 °C;
• потеря массы образцов не более 50%;
• продолжительность устойчивого пламенного горения – 0 с;
• теплота сгорания не более 2,0 МДж/кг.

Строительные материалы относят к негорючим II группы при следующих среднеарифметических значениях параметров горючести по методам I и IV (ГОСТ Р 57270-2016):

• прирост температуры в печи не более 50 °C;
• потеря массы образцов не более 50%;
• продолжительность устойчивого пламенного горения не более 20 с;
• теплота сгорания не более 3,0 МДж/кг.

Допускается относить без испытаний к негорючим I группы следующие строительные материалы без окрашивания их внешней поверхности либо с окрашиванием внешней поверхности составами без использования полимерных и (или) органических компонентов:

• бетоны, строительные растворы, штукатурки, клеи и шпатлевки, глиняные, керамические, керамогранитные и силикатные изделия (кирпичи, камни, блоки, плиты, панели и т.п.), фиброцементные изделия (листы, панели, плиты, трубы и т.п.) за исключением во всех случаях материалов, изготавляемых с применением полимерного и (или) органического вяжущего заполнителей и фибры;
• изделия из неорганического стекла;
• изделия из сплавов стали, меди и алюминия.

Строительные материалы, не удовлетворяющие хотя бы одному из вышеуказанных указанных значений параметров I и II группы негорючести, относятся к группе горючих и подлежат испытанию по методам II и III (ГОСТ Р 57270-2016). Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяют и не нормируют.

Горючие строительные материалы в зависимости от значений параметров горючести, определяемых по методу II, подразделяют на четыре группы горючести (Г1, Г2, Г3, Г4) в соответствии с таблицей. Материалы следует относить к определенной группе горючести при условии соответствия всех среднеарифметических значений параметров, установленных таблицей для этой группы.

Г1 слабогорючие

Слабогорючие – это материалы, имеющие температуру дымовых газов не более 135 °C, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 65 %, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 20 %, продолжительность самостоятельного горения 0 секунд.

Г2 умеренногорючие

Умеренногорючие – это материалы, имеющие температуру дымовых газов не более 235 °C, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 85 %, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 50 %, продолжительность самостоятельного горения не более 30 секунд.

Г3 нормальногорючие

Нормальногорючие – это материалы, имеющие температуру дымовых газов не более 450 °C, степень повреждения по длине испытываемого образца более 85 %, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 50 %, продолжительность самостоятельного горения не более 300 секунд.

Г4 сильногорючие

Сильногорючие – это материалы, имеющие температуру дымовых газов более 450 °C, степень повреждения по длине испытываемого образца более 85 %, степень повреждения по массе испытываемого образца более 50 %, продолжительность самостоятельного горения более 300 секунд.

Таблица

Рекомендации по применению огнетушащих веществ

Основным средством локализации, ликвидации очагов пожаров, происходящих как на территории населенных пунктов, так и вне городской черты остается вода и ее различные растворы. Это самое доступное, недорогое, легко транспортируемое, подаваемое к местам пожара вещество, безвредное для людей; хорошо хранящееся, главное, весьма эффективное при тушении большинства горючих, сгораемых веществ, материалов как естественного, так и искусственного/синтетического происхождения – от древесины до пластмасс, пластиков.

В тех случаях, когда вода в силу своих физико-химических свойств не справляется с тушением органических веществ, например, при горении большинства товарных продуктов нефтепереработки; тогда эффективным средством тушения выступает пена, генерируемая из водных растворов пенообразователя как ручными, так и стационарными устройствами.

Если же горение веществ по каким-либо причинам сложно или невозможно ликвидировать с помощью воды или пены, то тогда применяют порошковые, газовые или аэрозольные огнетушащие составы, эффективно справляющиеся с этой задачей.

Среди огнетушащих средств, допустимых к применению при тушении различных веществ, прежде всего следует выделить воду и водные растворы со смачивателями и растворенными в ней солями различных кислот; пену, полученную из водных растворов различных видов пожарных пенообразователей.

Можно эффективно локализовать, ликвидировать как начинающиеся очаги, так и развивающиеся пожары следующих веществ и материалов:

• Горение твердых веществ.
• Пожары горючих жидкостей, в т.ч. нефтепродуктов, включая такие как гудрон, асфальт, парафин.
• Натуральный и синтетический каучук.
• Резину и изделия из нее.
• Каменный уголь.

А также многие другие вещества и материалы, список которых приведен в таблице:

Виды (типы)

Твердые горючие материалы как природного, так и искусственного происхождения в большинстве своём относятся к органическим веществам, что состоят в основном из углерода, азота, водорода, кислорода, с небольшим включением атомом кремния, хлора, фтора, причем большая часть элементов относятся к горючим.

Значительно меньшая часть – это неорганические соединения: щелочные, щелочноземельные металлы, негорючие неметаллы и их кислотные соединения.

Многие мелкоизмельченные твердые горючие материалы становятся взрывоопасными, что учитывается при проектировании систем вентиляции, установок пожаротушения тех промышленных объектов, где их образование является неизбежной частью технологического процесса производства.

Горючие, как и другие материалы, вещества, различаются прежде всего по агрегатному состоянию.

Горючие вещества (топливо)

Среди твердых сгораемых материалов стоит отметить:

• Древесину различных пород деревьев – от невесомой бальзы до твердых, плотных сортов граба, дуба в лесных природных массивах, лесопарках, а также заготовленную в виде балансовой древесины, технологической щепы, дров.
• Искусственные твердые материалы, полученные на деревообрабатывающих, целлюлозно-бумажных комбинатах, фабриках по производству отделочных материалов, мебели из древесины. Это листовые ДСП, ДВП, фанера; картон, бумага различной жесткости, технологическая целлюлоза.
• Отходы лесной, деревообрабатывающей промышленности – обзол, кора, щепа, сучья, опилки, древесная пыль.
• Зерновые культуры.
• Хвоя, листья, сено, солома, сухая трава, являющиеся сырьем для низовых пожаров.
• Шерсть, хлопок, вата, лен; текстильные материалы из них, а также изготовленные из горючих полимеров.
• Уголь, торф, горючие сланцы.
• Растительные смолы, канифоль.
• Различные виды пластмасс, пластиков, получаемых путем органического синтеза из углеводородного сырья.
• Битумы, парафин, плавящиеся при нагревании.
• Каучук, резина и изделия из них.
• Кожа.
• Активные металлы – калий, литий, алюминий, натрий, а также их соединения.
• Неметаллические неорганические вещества – селен, теллур, фосфор, мышьяк, кремний, бор, сера, их соединения – карбиды, сульфиды, гидриды.
• Горючие пыли: органические – мучная, угольная, сахарная; неорганические – алюминиевая, серная, железная, кремниевая.

Горючие жидкости:

• Углеводородное сырье – нефть, газовый конденсат,
• Горюче-смазочные материалы – от авиационного керосина до флотского мазута, различные виды масел для смазки механизмов машин, агрегатов.
• Лакокрасочная продукция на основе органических растворителей.
• Этиловый, метиловый спирты.
• Гексан, пентан.
• Легковоспламеняющиеся растворители – различные эфиры, уайт-спирит, бензол, керосин, дихлорэтан, толуол, ацетон, диоксан, этилацетат. Большинство из них способны создавать взрывоопасные смеси с воздухом в закрытых объемах.
• Растительные масла.
• Продукция лесохимической промышленности – скипидар, талловое масло.

Горючие, взрывопожароопасные газы:

• Природные газы – сланцевый, болотный, рудничный.
• Метан, водород, сероводород.
• Пропан, бутан, ацетилен, бутадиен, изобутан.
• Бытовая газовая смесь.

Не только легкосгораемые пыли, образовывающиеся при получении, переработке твердых материалов, но и пары горючих жидкостей, аэрозоли, газы образуют взрывоопасные смеси с воздухом, для взрывного воспламенения которых достаточно буквально одной искры; а производственные, складские помещения, где они обращаются, относят к категории А по взрывопожарной опасности.