Утепление жилых зданий было и остается приоритетом в масштабном и индивидуальном строительстве. Но утепление мягкими материалами имеет и обратную сторону – это должен быть негорючий материал, пожаробезопасный и экологичный, так как термостойкие материалы необходимы при утеплении множества мест в конструкции, начиная от пола и стен, и заканчивая дымоходами и вентиляцией.

Современная высокотемпературная теплоизоляция – это не только защита жилья от утечки тепла наружу, но и обеспечение безопасности проживания, так как огнеупорный утеплитель сводит риски пожаров к нулю. Универсальность такой термоизоляции позволяет использовать их в промышленных, производственных и бытовых строительных объектах любого типа.

Как классифицировать негорючие утеплители для стен, по каким параметрам и характеристикам, нужно знать более подробно, так как, выбирая огнестойкий утеплитель для разных строений, помещений и условий эксплуатации, необходимо учитывать все возможные факторы риска.

Параметры и характеристики утеплителей

Кислородный индекс характеризует свойства пожаробезопасности посредством отображения минимального объема кислорода в единице объема теплоизоляционного материала. Согласно значений кислородного индекса выделяют три порога горючести утеплителей:

1. 40% – композитные полимеры;
2. 31% – негорючие теплоизоляционные материалы из волокнистых и ячеистых составляющих;
3. 20% – горючие утеплители.

Волокнистые теплоизоляторы представлены в основном негорючими утеплителями из минеральных веществ, например, из стекла или базальта. Такая высокотемпературная теплоизоляция способна выдерживать температуру ˃ +500°С, поэтому ее применение рекомендовано для узкоспециализированных мест и конструкций:

1. Для утепления цилиндрическими фольгированными элементами разного рода трубопроводов;
2. Для теплоизоляции ПВХ оконных и дверных рам тонкими матами или плитами методом прошивки;
3. Для утепления стен, перекрытий, пола и кровли базальтовыми материалами.

Согласно ГОСТ 4640-93 минеральная термоустойчивая вата может быть каменной, стеклянной, шлаковой, а по кислородному индексу (30%) должна принадлежать к классу НГ – негорючие материалы.

Теплопроводность и влагопоглощение теплоизоляционных материалов

Теплопроводность – основная эксплуатационная характеристика любого утеплителя. Теплопроводность не зависит от плотности материала, поэтому при выборе утеплителя следует обращать внимание на этот факт. Чем ниже теплопроводность, тем теплее будет здание или помещение, защищенное такой изоляцией.

Следующий важный параметр – влагопоглощение. Водяные пары в атмосфере есть всегда, и при определенной их концентрации в утеплителе они могут превратиться в конденсат, который сразу уменьшит свойства теплопроводности. Для предотвращения образования конденсата применяют пароизоляционные прослойки, например, если это утеплитель для бани, где всегда влажность будет повышенной.

Огнестойкость – это способность сопротивляться открытому огню. Этот параметр важен для дымохода, для печей и печных труб, а также для других элементов отопительной системы, подвергающихся сильному нагреву. В таких зонах риска всегда следует применять жаростойкий утеплитель – минвата, шлаковата и аналогичные материалы.

В таблице приведены типы утеплителей, которые имеют высокие жаростойкие характеристики:

Свойства	Шлаковая вата	Стеклянная вата	Минеральная вата	БТВ	БСТв
Максимальная температура, 0 С	≤ 250	-60/+450	≤ 300	-190/+700	-190/+1000
Ø, мкм	4,0-12,0	4,0-12,0	4,0-12,0	5,0-15,0	1,0-3,0
Влагопоглощаемость за сутки, ≤ %	1,95	1,75	0,095	0,035	0,025
Колючесть	Есть	Есть	Нет	Нет	Нет
Связующие вещества при креплении на поверхность	Есть	Есть	Есть	Есть	Нет
, Вт/(м К)	0,40-0,48	0,038-0,046	0,077-0,12	0,038-0,046	0,033-0,038
Объем связующих компонентов в утеплителе, %	2,5-10	2,5-10	2,5-10	2,5-10	–
Класс горючести (НГ/Г)	Негорючий материал	Негорючий материал	Негорючий материал	Негорючий материал	Негорючий материал
Испарение токсинов	Есть	Есть	Есть	Если применяется связующее	Нет
Теплоемкость, Дж/кг К	1000	1050	1050	500-800	800-1000
Виброустойчивость	Нет	Нет	Нет	Нет	Есть
Прочность по сжатию, %	–	–	40	40	31,2
Упругость, %	–	–	60	71	75,5
Температура деформирования, 0 С	250-300	450-500	600	700-1000	1100-1500
Длина волокна, мм	16,0	15,0-50,0	16,0	20,0-50,0	50,0-70,0
Коэффициент шумопоглощения	0,75-0,82	0,75-0,92	0,75-0,95	0,75-0,95	0,95-0,99
% в водной среде	7,85	6,25	4,55	1,65	1,65
Химическая стойкость (уменьшение массы), % в щелочной среде	7,05	6,05	6,45	2,75	2,75
Химическая стойкость (уменьшение массы), % в кислотной среде	68,75	38,95	24,05	2,25	2,25

Теплоизоляционный материал минвата – это негорючий утеплитель, который поступает в продажу в виде рулонов и матов. Плитной минватой легче проводить утепление кровли, поверхностей пола и стен. Матами утепляют трубопроводы и криволинейные поверхности, промышленное оборудование и элементы строительных конструкций.

Минеральная огнеупорная вата производится из боя стекла, кварцевого песка, кальцинированной соды и других добавок, которые при плавлении образуют волокна. Волокнистая термостойкая вата пропитывается смолами и попадает под пресс. Утеплитель должен обладать высокой жаростойкостью, минвата – отличный негорючий материал, так как ее спекание происходит при температуре ≥ 1000°С. Из-за этого высокого параметра огнеупорный материал эффективен при утеплении саун и бань, жаростойких стен и перегородок, для дымохода печных труб, и т.д.

Наиболее эффективные параметры, которыми обладает негорючая минеральная вата:

1. Маленький коэффициент теплопроводности;
2. Высокий коэффициент звукопоглощения;
3. Высокий коэффициент паропроницаемости.

Пеностекло – огнеупорный материал с точки зрения экологичности с высокой температурой плавления (≥ 450°C), негорючий. Варианты производства пеностекла:

1. Блоки (плиты) имеют размер ширина 650 х 450 мм, 600 х 600 мм, 600 х 500 мм, толщину 30-120 мм, используются для утепления вертикальных плоскостей. Крепятся на цементный раствор со смещением, так же, как шамотный или силикатный кирпич;
2. Гранулированное пеностекло применяется как сыпучий изоляционный материал;
3. Пеностекло в виде щебня, крошки или боя разных фракций также используется как засыпка.

Гранулы или щебень из пеностекла эффективны при утеплении пола и чердака. В таблице приведены основные характеристики материала:

Характеристики и свойства	Значение
Размеры (длина, ширина), мм	475 x 400, 400 x 200, 400 x 250, 400 x 125	600 x 450
Толщина, мм с шагом 10 мм	60, 80, 100, 110	30-160
Плотность, 10%, кг/м 3	170-190	130
Теплопроводность сухого утеплителя, Вт (м К)	0,08	0,046
Теплопроводность условия «А», Вт (м К)	0,08	0,046
Теплопроводность условия «Б», Вт (м К)	0,09	0,046
Паропроницаемость, мг/(м ч Па), ≤	0,03	0,0005
Прочность на сжатие, МПа	0,7	1,67
Прочность на изгиб, МПа	–	0,5
Влагопроницаемость при кратковременном и частичном погружении, ≤	5%	0,5, кг/м 2
Влагопроницаемость при долговременном погружении, кг/м 2 , ≤	5%	0,5, кг/м 2
Рабочая температура 0 С	-30/+400	-260/+480
Группа горючести	НГ (негорючий материал)	НГ (негорючий материал)

Негорючая электропроводка

Электрические провода должны соответствовать следующим правилам:

1. Укладываться в негорючие металлические лотки, кабель-каналы, гофрированные шланги или в негорючую ткань;
2. Соединение и делается только пайкой, а также пир помощи коннекторов или контактных пластин;
3. В помещениях с повышенной влажностью устанавливаются термостойкие влагонепроницаемые светильники;
4. Электропроводка делается пожаробезопасным кабелем или проводом.

Правильный термин – кабель, не распространяющий горение, или огнестойкий кабель. Огнестойкий кабель (провод) может работать не только в проводке зданий, но и во всевозможных системах пожаротушения. Таблица содержит краткий перечень наименований таких изделий:

Блоки из газобетона для утепления стен

Негорючим утеплителем с высокими параметрами огнестойкости является газобетон с невысокой плотностью. Для теплоизоляции стен, потолков, пола и чердаков необходимы газобетонные блоки с плотностью ≤ D 400.

Отрицательных моментов при применении таких изделий два:

1. Слой утепления потребуется больше, чем обычно. Например, толщина минваты может быть в два раза меньше, чем слой газобетона для такого же качества утепления. Поэтому применение газобетона может иметь критичные последствия при утеплении небольших зданий или помещений;
кг/м 3 Марка D 500 Марка D 600, Марка D 700, Марка D 800, Класс прочности по сжатию В 2; В 2,5 В 2,5; В 3,5 В 3,5; В 5,0 В 5,0; В 7,0 > В 7,0 Теплопроводность, Вт (м К)

Сухих блоков

Блоков с влажностью 4%

0,095 0,118 0137 0165 0,182 Паропроницаемость газобетона, мг/(м ч Па) 0,23 0,20 0,160 0,150 0,140 Морозоустойчивость газоблоков ≤ F 35 F 35 F 35 F 35 F 35 Усадка блоков в мм/м ≥ 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Негорючий материал – группа горючести НГ согласно ГОСТ 30244-94

Точность геометрических параметров изделий по ширине – 0,7 мм, по длине и высоте – 0,8 мм

Дополнительное утепление слоя из газобетона проводится минватой – ее крепят на каркас или послойно при помощи дюбелей с широкими шляпками. Недостаток такой теплоизоляции в том, что минеральную вату придется защищать декоративными отделочными материалами – сайдингом, вагонкой, и т.д.

При получении веществ и материалов, применении, хранении, транспортировании, переработке и утилизации.

Для установления требований пожарной безопасности к конструкции зданий, сооружений и системам противопожарной защиты используется классификация строительных материалов по пожарной опасности.

Показатели пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов

Перечень показателей, необходимых для оценки пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов в зависимости от их агрегатного состояния, приведен в таблице 1 приложения к Федеральному закону ФЗ-123 («Технический регламент о пожарной безопасности»).

Методы определения показателей пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов, устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности.

Показатели пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов используются для установления требований к применению веществ и материалов и расчета пожарного риска.

Перечень показателей, необходимых для оценки пожарной опасности веществ и материалов в зависимости от их агрегатного состояния

Показатель пожарной опасности	Вещества и материалы в различном агрегатном состоянии			Пыли
	газообразные	жидкие	твердые
Безопасный экспериментальный максимальный зазор , миллиметр	+	+	-	+
Выделение токсичных продуктов горения с единицы массы горючего, килограмм на килограмм	-	+	+	-
Группа воспламеняемости	-	-	+	-
Группа горючести	+	+	+	+
Группа распространения пламени	-	-	+	-
Коэффициент дымообразования, квадратный метр на килограмм	-	+	+	-
Излучающая способность пламени	+	+	+	+
Индекс пожаровзрывоопасности, Паскаль на метр в секунду	-	-	-	+
Индекс распространения пламени	-	-	+	-
Кислородный индекс, объемные проценты	-	-	+	-
Концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения) в газах и парах, объемные проценты, пылях, килограмм на кубический метр	+	+	-	+
Концентрационный предел диффузионного горения газовых смесей в воздухе, объемные проценты	+	+	-	-
Критическая поверхностная плотность теплового потока, Ватт на квадратный метр	-	+	+	-
Линейная скорость распространения пламени, метр в секунду	-	-	+	-
Максимальная скорость распространения пламени вдоль поверхности горючей жидкости, метр в секунду	-	+	-	-
Максимальное давление взрыва, Паскаль	+	+	-	+
Минимальная флегматизирующая концентрация газообразного флегматизатора, объемные проценты	+	+	-	+
Минимальная энергия зажигания, Джоуль	+	+	-	+
Минимальное взрывоопасное содержание кислорода, объемные проценты	+	+	-	+
Низшая рабочая теплота сгорания, килоДжоуль на килограмм	+	+	+	-
Нормальная скорость распространения пламени, метр в секунду	+	+	-	-
Показатель токсичности продуктов горения, грамм на кубический метр	+	+	+	+
Потребление кислорода на единицу массы горючего, килограмм на килограмм	-	+	+	-
Предельная скорость срыва диффузионного факела, метр в секунду	+	+	-	-
Скорость нарастания давления взрыва, мегаПаскаль в секунду	+	+	-	+
Способность гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами	+	+	+	+
Способность к воспламенению при адиабатическом сжатии	+	+	-	-
Способность к самовозгоранию	-	-	+	+
Способность к экзотермическому разложению	+	+	+	+
Температура воспламенения , градус Цельсия	-	+	+	+
Температура вспышки , градус Цельсия	-	+	-	-
Температура самовоспламенения , градус Цельсия	+	+	+	+
Температура тления , градус Цельсия	-	-	+	+
Температурные пределы распространения пламени (воспламенения), градус Цельсия	-	+	-	-
Удельная массовая скорость выгорания , килограмм в секунду на квадратный метр	-	+	+	-
Удельная теплота сгорания , Джоуль на килограмм	+	+	+	+

Классификация веществ и материалов (за исключением строительных, текстильных и кожевенных материалов ) по пожарной опасности

Классификация веществ и материалов по пожарной опасности основывается на их свойствах и способности к образованию опасных факторов пожара или взрыва.

По горючести вещества и материалы подразделяются на следующие группы:
1) негорючие - 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);
2) трудногорючие - вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления;
3) горючие - вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться под воздействием источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.

Методы испытаний на горючесть веществ и материалов устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности .

Классификация строительных, текстильных и кожевенных материалов по пожарной опасности

Классификация строительных, текстильных и кожевенных материалов по пожарной опасности основывается на их свойствах и способности к образованию опасных факторов пожара.

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 .

Скорость распространения пламени по поверхности

По скорости распространения пламени по поверхности горючие строительные материалы (в том числе напольные ковровые покрытия) в зависимости от величины критической поверхностной плотности теплового потока подразделяются на следующие группы:

1) нераспространяющие (РП1) , имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока более 11 киловатт на квадратный метр;

2) слабораспространяющие (РП2) , имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока не менее 8, но не более 11 киловатт на квадратный метр;

3) умереннораспространяющие (РП3) , имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока не менее 5, но не более 8 киловатт на квадратный метр;

4) сильнораспространяющие (РП4) , имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока менее 5 киловатт на квадратный метр ..

Дымообразующая способность

По дымообразующей способности горючие строительные материалы в зависимости от значения коэффициента дымообразования подразделяются на следующие группы:

1) с малой дымообразующей способностью (Д1) , имеющие коэффициент дымообразования менее 50 квадратных метров на килограмм;

2) с умеренной дымообразующей способностью (Д2) , имеющие коэффициент дымообразования не менее 50, но не более 500 квадратных метров на килограмм;

3) с высокой дымообразующей способностью (Д3) , имеющие коэффициент дымообразования более 500 квадратных метров на килограмм ..

Токсичность

По токсичности продуктов горения горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы в соответствии с таблицей 2 приложения к Федеральному закону №123-ФЗ:

1) малоопасные (Т1) ;
2) умеренноопасные (Т2) ;
3) высокоопасные (Т3) ;
4) чрезвычайно опасные (Т4) .

Классификация горючих строительных материалов по значению показателя токсичности продуктов горения

Класс опасности	Показатель токсичности продуктов горения в зависимости от времени экспозиции
	5 минут	15 минут	30 минут	60 минут
Малоопасные	более 210	более 150	более 120	более 90
Умеренноопасные	более 70, но не более 210	более 50, но не более 150	более 40, но не более 120	более 30, но не более 90
Высокоопасные	более 25, но не более 70	более 17, но не более 50	более 13, но не более 40	более 10, но не более 30
Чрезвычайно опасные	не более 25	не более 17	не более 13	не более 10

Классификация отдельных видов веществ и материалов

Для напольных ковровых покрытий группа горючести не определяется.

Текстильные и кожевенные материалы по воспламеняемости подразделяются на легковоспламеняемые и трудновоспламеняемые. Ткань (нетканое полотно) классифицируется как легковоспламеняемый материал, если при испытаниях выполняются следующие условия:

1) время пламенного горения любого из образцов, испытанных при зажигании с поверхности, составляет более 5 секунд;

2) любой из образцов, испытанных при зажигании с поверхности, прогорает до одной из его кромок;

3) хлопчатобумажная вата загорается под любым из испытываемых образцов;

4) поверхностная вспышка любого из образцов распространяется более чем на 100 миллиметров от точки зажигания с поверхности или кромки;

5) средняя длина обугливающегося участка любого из образцов, испытанных при воздействии пламени с поверхности или кромки, составляет более 150 миллиметров.

Для классификации строительных, текстильных и кожевенных материалов следует применять значение индекса распространения пламени (I) - условного безразмерного показателя, характеризующего способность материалов или веществ воспламеняться, распространять пламя по поверхности и выделять тепло. По распространению пламени материалы подразделяются на следующие группы:

1) не распространяющие пламя по поверхности, имеющие индекс распространения пламени 0;

2) медленно распространяющие пламя по поверхности, имеющие индекс распространения пламени не более 20;

3) быстро распространяющие пламя по поверхности, имеющие индекс распространения пламени более 20.

Методы испытаний по определению классификационных показателей пожарной опасности строительных, текстильных и кожевенных материалов устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности

По способности к горению (горючести) пожароопасные вещества подразделяют на горючие, трудно горючие и негорючие.

Горючие вещества и материалы по воспламеняемости подразделяются на три группы:

1) легко воспламеняющиеся;

2) вещества «средней воспламеняемости»;

3) трудно воспламеняющиеся.

Легко воспламеяющиеся – горючие вещества повышенной пожарной опасности, которые при хранении на открытом воздухе или в помещении способны без предварительного подогрева возгораться при кратковременном (до 30 с) воздействии источника зажигания с низкой энергией (от пламени спички, искры, сигареты и др.)

1. Негорючие Не способные к горению в воздухе. Ткань асбестовая, ткань асбестостеклянная, пенноасбест, металлы, применяемые в строительстве, строительные материалы: песок, глина, гравий, цемент и изделия из них (кирпич, бетон) и др.

2. Трудно горючие Способные возгораться в воздухе от источника зажигания, но не

способные гореть после его удаления. Состоящие из горючих и негорючих материалов: стеклотекстолит СК-9А, стеклотекстолит ФН-Ф, фетр, пенобетоны с наполнителем из полистирола, три хлор этилен С2НCl3, слабые водные растворы спиртов и др.

3. Горючие Способные самовозгораться, а также возгораться и самостоятельно гореть после удаления источника зажигания.

Твердые:

органические: древесина, уголь, торф, каучук,хлопок, картон, резина, стеариновая кислота и др.; неорганические: металлы (калий, натрий, литий, алюминий и др., и их соединения);

неметаллические: (сера, фосфор,кремний и др. и их соединения), втом числе пыли (органические –угольная, древесная, сахарная, мучная и др.; неорганические – железная, алюминиевая, кремниевая, серная и др.)

Жидкие :

нефть и нефтепродукты, спирты, кислоты, парафины, углеводороды1 и др., в том числе синтетические материалы, плавящиеся при нагревании.

Газообразные :

водород, углеводороды, аммиак и др., а также пары горючих жидкостей.

Легко воспламеняющиеся твердые вещества (материалы): целлулоид, полистирол, древесная стружка, торфоплиты (возгораются от пламени спички, спиртовки, газовой горелки).

Средней воспламеняемости : древесина, уголь, бумага в пачках, ткань в рулонах (необходим источник зажигания с высокой энергией, способной прогреть до температуры воспламенения).

Трудно воспламеняющиеся : мочевина (карбамид) СН4ON2, гетинакс марки В (прессованная бумага, обработанная синтетической смолой резольного типа), древесина после огнезащитной обработки, полихлорвиниловая плита.

Негорючие вещества . Отнесение многих веществ и материалов к группе негорючих в значительной степени условно, так как речь идет о горении в атмосферном воздухе (содержание О2 ~ 21% об.). Однако эти вещества могут взаимодействовать при контакте с озоном (О3), фтором F2, жидким кислородом.

Кроме того, есть несколько групп негорючих веществ, которые являются пожароопасными:

1. окислители: KMnO4, Cl2, HNO3, O2жидк., Na2O2, H2O2 и др.;

2. вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой и друг с другом (карбид кальция СаС2, Na, негашеная известь, CaO, H2SO4 + + Me  H2 (горит);

3. термически нестойкие вещества (карбонат аммония), (NH4)2СО3  Н2СО3 + 2NH3;

4. вещества, способные к взрывчатому превращению без участия кисло-

рода воздуха (нагрев или удар), 4BaN6  Ba + Ba3N2 + 11N2 + 297 кДж.

Трудно горючие вещества . Такие вещества неоднородны по пожарной опасности и делятся на три группы:

Первая группа : горение возможно лишь при наличии мощного источника зажигания, например, при пожаре.

Вторая группа : способна при нагревании выделять горючие пары и газы, имеющие определенную область воспламенения.

Третья группа : некоторые ВВ – нитрат аммония NH4NO3, NH4NO3 = НNO3 + NH3 – 170 кДж (при нагревании).

Выделяющийся NH3 способен гореть (но если источник убрать – процесс прекратиться).Иначе протекает процесс, если нитрат аммония подвергается действию теплового импульса или мощного детонатора:

NH4NO3  N2 + 2H2О + 0,5О2 + 126 кДж.

1. Негорючие – неспособные к горению в атмосфере воздуха нормального состава. Достаточным критерием для отнесения к этой группе является неспособность материала гореть при температуре среды 900°С, к этой группе относятся естественные и искусственные органические материалы и применяемые в строительстве металлы.

2. Трудногорючие – способные гореть под воздействием источника зажигания, но не способные к самостоятельному горению после его удаления. К ним относятся: древесина, подвергнутая эффективной огнезащитной обработке путем нанесения покрытия или пропитки (бешефит); войлок, пропитанных глинистым раствором, некоторые полимеры и другие материалы.

3. Горючие – способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания. По воспламеняемости горючие вещества подразделяются налегковоспламеняющиеся и трудновоспламеняющиеся.

Легковоспламеняющиеся – это горючие вещества (материалы, смеси), способные воспламеняться от кратковременного воздействия пламени спички, искры. Наколенного электропровода и тому подобных источников зажигания с низкой энергией. К ним относятся практически все горючие газы (например, водороды, метан, окись углерода и т.п.), горючие жидкости (ГЖ) с температурой вспышки не более 61°С в закрытом тигле или 66°С в открытом тигле (например, ацетон, бензин, бензол, толуол, этиловый спирт, керосин, скипидар и др.), а также все твердые вещества (материалы), которые возгораются от пламени спички или горелки, прем горение распространяется по поверхности горизонтально расположенного испытуемого образца (например, сухая древесная стружка, полистирол и др.).

Трудновоспламеняющиеся – это горючие вещества (материалы, смеси), способные воспламенятся только под воздействия мощного источника зажигания (например, поливинилхлоридная конвейерная лента, карбамидный пенопласт для герметизации поверхности горного массива в подземных выработках, гибкие электрические кабели с изоляцией из поливинилхлорида, вентиляционные трубы из виниле кожи и др.).

ПОЖАРНАЯ ТАКТИКА

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИИ

Тема: Пожар и его развитие

Архангельск, 2015

Литература:

2. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123 ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

3. Теребнев В.В., Подгрушный А.В.Пожарная тактика – М.:- 2007 г.

Я.С. Повзик. Справочник РТП. Москва. 2000 г.

5. Я.С. Повзик. Пожарная тактика. Москва. Стройиздат. 1999 г.

6. М.Г.Шувалов. Основы пожарного дела. Москва. Стройиздат. 1997 г.

Учебные вопросы:

1. Вопрос Общее понятие о процессе горения. Условия, необходимые для горения (горючее вещество, окислитель, источник воспламенения) и его прекращения. Продукты горения. Полное и неполное горение. Краткие сведения о характере горения твердых горючих материалов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, газов, горючих смесей паров, газов и пылей с воздухом

2. Вопрос

Общее понятие о процессе горения. Условия, необходимые для горения (горючее вещество, окислитель, источник воспламенения) и его прекращения. Продукты горения. Полное и неполное горение. Краткие сведения о характере горения твердых горючих материалов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, газов, горючих смесей паров, газов и пылей с воздухом.

Горением называется всякая реакция окисления, при которой выделяется тепло и наблюдается свечение горящих веществ или продуктов их распада.

Для возникновения горения необходимы определенные условия, а именно совмещение в одном месте в одно время трех основных составляющих:

· горючего вещества, в виде горючих материалов (дерево, бумага, синтетические материалы, жидкое топливо и т.д.);

· окислителя, в качестве которого при горении веществ чаще всего выступает кислород воздуха, кроме кислорода окислителями могут быть химические соединения, содержащие кислород в своем составе (селитра, перхлориты, азотная кислота, окислы азота) и отдельные химические элементы: хлор, фтор, бром;

· источника воспламенения, постоянно и в достаточном количестве поступающего в зону горения (искра, пламя).

источник зажигания

О 2 горючее вещество

Отсутствие одного из перечисленных элементов делает невозможным возникновение пожара или приводит к прекращению горения и ликвидации пожара.

Большинство пожаров связано с горением твердых материалов, хотя начальная стадия пожара может быть связана с горением жидких и газообразных горючих веществ, используемых в современном промышленном производстве.

Воспламенение и горение большинства горючих веществ происходит в газовой или паровой фазе. Образование паров и газов из твердых и жидких горючих веществ происходит в результате нагревания. При этом жидкости кипят с испарением, а с поверхности твердых происходит улетучивание, разложение или пиролиз материалов.

Твердые горючие вещества при нагревании ведут себя по разному:

· некоторые (сера, фосфор, парафин) плавятся;

· другие (дерево, торф, каменный уголь, волокнистые материалы) разлагаются с образованием паров, газов и твердого остатка угля;

· третьи (кокс, древесный уголь, некоторые металлы) при нагревании не плавятся и не разлагаются. Выделяющиеся из них пары и газы смешиваются с воздухом и при нагревании окисляются.

Свечение пламени происходит оттого, что излучается свет раскаленными частицами углерода, которые не успевают сгореть.

Смесь горючего вещества с окислителем называется горючей смесью. В зависимости от агрегатного состояния горючей смеси, горение может быть:

Гомогенным (газ-газ);

Гетерогенным (твердое-газ, жидкость газ).

При гомогенном горении горючее и окислитель перемешаны, при гетерогенном имеют поверхность раздела.

В зависимости от соотношения в горючей смеси окислителя и горючего вещества различают два вида горения:

· полное горение – горение бедных смесей, когда окислителя значительно больше горючего вещества и образующиеся продукты не способны к дальнейшему окислению – углекислый газ, вода, оксиды азота и сера.

· неполное горение – горение богатых смесей, когда окислителя значительно меньше горючего вещества, происходит неполное окисление продуктов разложения веществ. Продукты неполного горения – угарный газ, спирты, кетоны, кислоты.

Признаком неполного горения является дым, представляющий собой смесь парообразных, твердых и газообразных частиц. В большинстве случаев на пожарах наблюдается неполное горение веществ и сильное выделение дыма.

Возникновение горения может произойти несколькими путями:

· вспышка – быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождаемое образованием сжатых газов. Она не всегда приводит к возгоранию, так как выделяющегося тепла не хватает;

· возгорание – возникновение горения под действием внешнего источника зажигания;

· воспламенение – возгорание с применением пламени;

· самовозгорание – возникновение горения под действием внутреннего источника зажигания (теплоэкзо-термических реакций).

· самовоспламенение – самовозгорание с появлением пламени.

Характеристика горючих веществ

Вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания, называются горючими в отличие от веществ, которые на воздухе не горят и называются негорючими. Промежуточное положение занимают трудно горючие вещества, которые возгораются при действии источника зажигания, но прекращают горение после удаления последнего.

Все горючие вещества делятся на следующие основные группы.

1. Горючие газы (ГГ) - вещества, способные образовывать с воздухом воспламеняемые и взрывоопасные смеси при температурах не выше 50° С. К горючим газам относятся индивидуальные вещества: аммиак, ацетилен, бутадиен, бутан, бутилацетат, водород, винилхлорид, изобутан, изобутилен, метан, окись углерода, пропан, пропилен, сероводород, формальдегид, а также пары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

2. Легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) - вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки не выше 61° С (в закрытом тигле) или 66° (в открытом). К таким жидкостям относятся индивидуальные вещества: ацетон, бензол, гексан, гептан, диметилфорамид, дифтордихлорметан, изопентан, изопропилбензол, ксилол, метиловый спирт, сероуглерод, стирол, уксусная кислота, хлорбензол, циклогексан, этилацетат, этилбензол, этиловый спирт, а также смеси и технические продукты бензин, дизельное топливо, керосин, уайтспирт, растворители.

3. Горючие жидкости (ГЖ) - вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки выше 61° (в закрытом тигле) или 66° С (в открытом). К горючим жидкостям относятся следующие индивидуальные вещества: анилин, гексадекан, гексиловый спирт, глицерин, этиленгликоль, а также смеси и технические продукты, например, масла: трансформаторное, вазелиновое, касторовое.

4. Горючие пыли (ГП) - твердые вещества, находящиеся в мелкодисперсном состоянии. Горючая пыль, находящаяся в воздухе (аэрозоль), способна образовывать с ним взрывчатые смеси. Осевшая на стенах, потолке, поверхностях оборудования пыль (аэрогель) пожароопасна.

Горючие пыли по степени взрыво- и пожароопасности делятся на четыре класса.

1-й класс - наиболее взрывоопасные - аэрозоли, имеющие нижний концентрационный предел воспламенения (взрываемости) (НКПВ) до 15 г/м 3 (сера, нафталин, канифоль, пыль мельничная, торфяная, эбонитовая).

2-й класс - взрывоопасные - аэрозоли имеющие величину НКПВ от 15 до 65 г/м 3 (алюминиевый порошок, лигнин, пыль мучная, сенная, сланцевая).

3-й класс - наиболее пожароопасные - аэрогели, имеющие величину НКПВ, большую 65 г/м 3 и температуру самовоспламенения до 250° С (табачная, элеваторная пыль).

4-й класс - пожароопасные - аэрогели, имеющие величину НКПВ большую 65 г/м 3 и температуру самовоспламенения, большую 250° С (древесные опилки, цинковая пыль).

Ниже приводятся некоторые характеристики горючих веществ, необходимые для прогнозирования аварийных ситуаций.

Показатели взрыво-пожароопасности горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей

Таблица 1.

вещество	условные обозначения	температура вспышки	концентрационные пределы взрываемости (воспламенения)
		tвсп, ° С	нижний (НКПВ)	верхний (ВКПВ)
			% по объему	г/м 3 при 20° С	по объему	г/м 3 при 20 °С
ЭФИРЫ СЛОЖНЫЕ И ПРОСТЫЕ
Амилацетат	ЛВЖ		1.08	90.0	10.0	540.0
Бутилацетат	ЛВЖ		1.43	83.0	15.0	721.0
Диэтиловый спирт Окись этилена	ЛВЖ ВВ	-4 3 -	1.9 3.66	38.6 54.8	51.0 80.0	1576.0 1462.0
этилацетат	ЛВЖ	-3	2.98	80.4	11.4	407.0
СПИРТЫ
Амиловый	ЛВЖ		1.48	43.5	-	-
Метиловый	ЛВЖ		6.7	46.5	38.5	512.0
Этиловый	ЛВЖ		3.61	50.0	19.0	363.0
УГЛЕВОДОРОДЫ ПРЕДЕЛЬНЫЕ
Бутан	ГГ	-	1.8	37.4	8.5	204.8
Гексан	ЛВЖ	-23	1.24	39.1	6.0	250.0
Метан	ГГ	-	5.28	16.66	15.4	102.6
Пентан	ЛВЖ	-44	1.47	32.8	8.0	238.5
Пропан	ГГ	-	2.31	36.6	9.5	173.8
Этан	ГГ	-	3.07	31.2	14.95	186.8
УГЛЕВОДОРОДЫ НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ
Ацетилен	ВВ	-	2.5	16.5	82.0	885.6
Бутилен	ГГ	-	1.7	39.5	9.0	209.0
Пропилен	ГГ	-	2.3	34.8	11.1	169.0
Этилен	ВВ	-	3.11	35.0	35.0	406.0
УГЛЕВОДОРОДЫ АРОМАТИЧЕСКИЕ
Бензол	ЛВЖ	-12	1.43	42.0	9.5	308.0
Ксилол	ЛВЖ		1.0	44.0	7.6	334.0
Нафталин	ГП4	-	0.44	23.5	-	-
Толуол	ЛВЖ		1.25	38.2	7.0	268.0
СОЕДИНЕНИЯ, СОДЕРЖАЩИЕ АЗОТ И СЕРУ
Аммиак	ГГ	-	17.0	112.0	27.0	189.0
Анилин	ГЖ		1.32	61.0	-	-
Сероводород	ГГ	-	4.0	61.0	44.5	628.0
Сероуглерод	ЛВЖ	-43	1.33	31.5	50.0	157.0
НЕФТЕПРОДУКТЫ И ДРУГИЕ ВЕЩЕСТВА
Бензин (температура кипения 105° С) Бензин (то же 64...94 °С) Водород	ЛВЖ ЛВЖ ГГ	-36 -36 -	2.4 1.9 4.09	137.0 - 3.4	4.9 5.1 880.0	281.0 - 66.4
Керосин	ЛВЖ	>40	0.64	-	7.0	-
Нефтяной газ	ГГ	-	3.2	-	13.6	-
Окись углерода	ГГ	-	12.5	145.0	80.0	928.0
Скипидар	ЛВЖ		0.73	41.3	-	-
Коксовый газ	ГГ	-	5.6	-	30.4	-
Доменный газ	ГГ	-	46.0	-	68.0	-

Температура вспышки - наименьшая температура жидкости, при которой около ее поверхности образуется паро-воздушная смесь, способная вспыхивать от источника и сгорать, не вызывая при этом устойчивого горения жидкости.

Верхний и нижний концентрационные пределы взырваемости (воспламенения) - соответственно максимальная и минимальная концентрация горючих газов, паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, пыли или волокон в воздухе, выше и ниже которых взрыва не произойдет даже при наличии источника инициирования взрыва.

Аэрозоль способна взрываться при размерах твердых частиц менее 76 мкм.

Верхние пределы взрываемости пыли весьма велики и внутри помещений практически трудно достижимы, поэтому они не представляют интереса. Например, ВКПВ пыли сахара составляет 13.5 кг/м 3 .

ВВ - взрывоопасное вещество - вещество, способное к взрыву или детонации без участия кислорода в воздухе.

Температура самовоспламенения - самая низкая температура горючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

Общее понятие о пожаре. Краткая характеристика явлений, происходящих на пожаре. Опасные Факторы пожара и их вторичные проявления. Классификация пожаров. Газовый обмен на пожаре. Условия, способствующие развитию пожара, основные пути распространения огня.

Пожар – неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства. (№ 69-ФЗ «О пожарной безопасности» от 21.12.1994 г.).

Пожаром считается неконтролируемое горение вне специального очага , наносящее материальный ущерб (справочник РТП, П.П. Клюс, В.П.Иванников).

Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий помимо горения общие явления, характерные для любого пожара независимо от его размеров и места возникновения (массо-и теплообмен, газообмен, дымообразование). Эти явления взаимосвязаны и развиваются во времени и пространстве. Только ликвидация горения может привести к их прекращению.

Общие явления могут привести к возникновению частных явлений, т.е. таких, которые могут или не могут происходить на пожарах. К ним относятся: взрывы, деформация и обрушение технологических аппаратов и установок, строительных конструкций, вскипание или выброс нефтепродуктов из резервуаров и др.

Также пожар сопровождается социальными явлениями, наносящими обществу не только материальный, но и моральный ущерб. К ним относятся гибель людей, термические травмы, отравления токсичными продуктами горения, возникновение паники. Это особая группа явлений, вызывающая значительные психологические перегрузки и стрессовые состояния у людей.

Признаки пожара:

– процесс горения;

– газообмена;

– теплообмена.

Они изменяются во времени, пространстве и характеризуются параметрами пожара.

К основным факторам, характеризующим возможное развитие процесса горения на пожаре, относятся: пожарная нагрузка, массовая скорость выгорания, линейная скорость распространения пламени по поверхности горящих материалов, интенсивность выделения тепла, температура пламени и др.

Под пожарной нагрузкой понимают массу всех горючих и трудногорючих материалов, находящихся в помещении или на открытом пространстве, отнесённую к площади пола помещения или площади, занимаемой этими материалами на открытом пространстве (кг/м 2).

Скорость выгорания – потеря массы материала (вещества) в единицу времени или горения (кг/ м 2 с).

Линейная скорость распространения горения – физическая величина, характеризуемая поступательным движением фронта пламени в данном направлении в единицу времени (м/с).

Под температурой пожара в ограждениях понимают среднеобъёмную температуру газовой среды в помещении.

Под температурой пожара на открытых пространствах – температуру пламени.

На пожаре выделяются газообразные, жидкие и твёрдые вещества. Их называют продуктами горения, т.е. веществами, образовавшимися в результате горения. Они распространяются в газовой среде и создают задымление.

Дым – дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоящая из газов, паров и раскаленных частиц. Объём выделившегося дыма, его плотность и токсичность зависят от свойств горящего материала и от условий протекания процесса горения.

Дымообразование на пожаре – количество дыма, м 3 /с, выделяемого со всей площади пожара.

Концентрация дыма – количество продуктов горения, содержащихся в единице объёма помещения (г/м 3 , г/л, или в объёмных долях).

Площадь пожара (S П) – площадь проекции поверхностного горения твёрдых и жидких веществ и материалов на поверхность земли или пола помещения.

Площадь пожара имеет свои границы : периметр и фронт.

Периметр пожара (P П) – это длина внешней границы площади пожара.

Фронт пожара (Ф П) – часть периметра пожара, в направлении которой происходит распространение горения.

Формы площади пожара

В зависимости от места возникновения горения, рода горючих материалов, объемно-планировочных решений объекта, характеристики конструкций, метеорологических условий и других факторов площадь пожара имеет круговую, угловую и прямоугольную форму рис 2 - 5.

Круговая форма площади пожара (рис. 2) встречается, когда пожар возникает в глубине большого участка с пожарной нагрузкой и при относительно безветренной погоде распространяется во все стороны примерно с одинаковой линейной скоростью (склады лесоматериалов, хлебные массивы, сгораемые покрытия больших площадей, производственные, а также складские помещения большой площади и т. д.).

Угловая форма (рис. 3, 4) характерна для пожара, который возникает на границе большого участка с пожарной нагрузкой и распространяется внутри угла при любых метеорологических условиях. Эта форма площади пожара может иметь место на тех же объектах, что и круговая. Максимальный угол площади пожара зависит от геометрической фигуры участка с пожарной нагрузкой и места возникновении горения. Чаще всего эта форма встречается на участках с углом 90° и 180°.

Прямоугольная форма площади пожара (рис. 5) встречается, когда пожар возникает на границе или в глубине длинного участка с горючей загрузкой и распространяется в одном или нескольких направлениях: по ветру - с большей, против ветра - с меньшей, а при относительно безветренной погоде примерно с одинаковой линейной скоростью (длинные здания небольшой ширины любого назначения и конфигурации, ряды жилых домов с надворными постройками в сельских населенных пунктах и т. д.).

Пожары в зданиях с помещениями небольших размеров принимают прямоугольную форму от начала развития горения. В конечном итоге при распространении горения пожар может принять форму данного геометриче­ского участка (рис. 6)

Форма площади развивающегося пожара является основной для определения расчетной схемы, направлений сосредоточения сил и средств тушения, а также требуемого их количества при соответствующих параметрах осуществления боевых действий. Для определения расчетной схемы реальную форму площади пожара приводят к фигурам правильной геометрической формы (рис. 7 а,б,в): кругу с радиусом R (при круговой форме), сектору круга с радиусом R и углом α (при угловой форме), прямоугольнику с шириной стороны а и длиной b (при прямоугольной форме).

Рис.7. Расчётные схемы по формам площади пожара

А) круг; б)прямоугольник; в) сектор

Круговая форма площади пожара

Площадь пожара – S П = pR 2 S П = 0,785 D 2

Периметр пожара – P П = 2pR

Фронт пожара – Ф П = 2pR

Угловая форма пожара

Площадь пожара – S П = 0,5 aR 2

Периметр пожара – P П = R(2+a)

Фронт пожара – Ф П = aR

Линейная скорость распространения – V Л = R/t

Прямоугольная форма пожара

Площадь пожара – S П = a b .

При развитии в двух направлениях S П = a (b 1 +b 2)

Периметр пожара – P П = 2 (a+b).

Приразвитии в двух, направлениях P П = 2}