Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре

1. Основные виды каменных строительных материалов и их поведение при нагреве до высоких температур

дымообразующий строительный каменный здание

По происхождению горные породы делятся на: магматические (изверженные), осадочные и метаморфические. Магматические и метаморфические слагают около 90% объёма земной коры, остальные 10% приходятся на долю осадочных пород, однако последние занимают 75% площади земной поверхности.

Строение породы определяется ее структурой и текстурой. Под структурой понимают особенности соединения минеральных зерен, их размеры и формы.

Под текстурой понимают взаимное расположение и распределение слагающих породу минералов. Различают следующие виды текстуры:

- массивная текстура: никакого порядка в размещении минералов не наблюдается;

- слоистая: порода состоит из слоев разного состава;

- сланцевая: все минералы плоские и вытянутые в одном направлении;

- пористая: вся горная порода пронизана порами;

- пузырчатая: в горной породе есть пустоты от выделившихся газов.

Неорганическими вяжущими веществами называются материалы (обычно в виде тонких порошков), способные при смешивании с водой или водными растворами некоторых солен образовывать пластично-вязкую массу, которая постепенно затвердевает, превращаясь в прочное камневидное тело.

Характерные признаки неорганических вяжущих веществ - способность смешиваться с водой (гидрофильность), образовывать с водой вяжущее тесто, переходить из тестообразного состояния в твердое.

Вяжущие материалы для бетонов, строительных растворов и изделий из них исходя из химического и минералогического состава подразделяют на следующие основные группы: известь, цементы, известьсодержащие гидравлические и подобные вещества, а также гипсовые вяжущие вещества, жидкое стекло и кислотостойкие цементы.

Вяжущие материалы делят на гидравлические, способные твердеть на воздухе и в воде, воздушные, способные твердеть только на воздухе, и автоклавного твердения, которые эффективно твердеют при тепловлажностной обработке.

Кислотостойкие вяжущие материалы способны достигать определенной прочности и сохранять ее только в среде, в которой имеются некоторые минеральные кислоты, но не в чистой воде или в воде, содержащей щелочи.

Вяжущие материалы по прочностным показателям разделяются на марки. Марка вяжущего характеризует его прочность при сжатии при стандартном методе испытания.

Вяжущие материалы оценивают также и по скорости твердения. Наибольшей быстротой твердения (несколько часов) отличается гипсовое вяжущее. Медленнее других твердеет воздушная известь (в течение нескольких месяцев).

Мономинеральные горные породы (гипс, известняк, мрамор и др.) при нагреве ведут себя более спокойно, чем полиминеральные. П?? претерпевают в начале свободное тепловое расширение, освобождаясь от физически связанной влаги в порах материала. Это не приводит, как правило, к снижению прочности и даже может наблюдаться ее рост при спокойном удалении свободной влаги. Далее в результате действия химических процессов дегидратации (если материал содержит химически связанную влагу) и диссоциации материал претерпевает постепенное разрушение (снижение прочности практически до нуля).

Полиминеральные горные породы ведут себя в основном аналогично мономинеральным, за исключением того, что при нагреве возникают значительные напряжения, обусловленные различными величинами коэффициентов теплового расширения у компонентов, входящих в состав горной породы. Это приводит к разрушению (снижению прочности) материала.

Известняк - мономинеральная горная порода, состоящая из минерала кальцита СаСО₃. Нагревание кальцита до 600 ^оС не вызывает значительных изменений минерала, а сопровождается лишь его равномерным расширением. Выше 600 ^оС (теоретически температура 910 ^оС) начинается диссоциация кальцита по реакции СаСО₃ = СаО + СО₂, в результате которой образуются углекислый газ (до 44% по массе от исходного материала) и рыхлый низкопрочный оксид кальция, что вызывает необратимое снижение прочности известняка.

При испытании материала при нагреве, а также после нагрева и остывания ненагруженном состоянии было установлено, что при нагревании известняка до 600 ^оС происходит увеличение его прочности на 78% в связи с удалением физически связанной (свободной) влаги из микропор материала. Далее прочность снижается: при 800 ^оС она достигает первоначальной, а при 1000 ^оС прочность составляет всего 20% от начальной.

После нагревания гранита до 200 ^оС и последующего остывания наблюдается увеличение прочности на 60%, связанное со снятием внутренних напряжений, возникших в период образования гранита в результате неравномерного охлаждения расплавленной магмы, и разницы величины коэффициентов температурного расширения минералов, составляющих гранит.

Вместе с тем, увеличение прочности в некоторой степени, видимо, также обусловлено удалением свободной влаги из микропор гранита.

При температуре выше 200 ^оС начинается постепенное снижение прочности, ??????е объясняется возникновением новых внутренних напряжений, связанных с различием коэффициентов термического расширения минералов.

Уже значительное снижение прочности гранита наступает выше 575 ^оС из-за изменения объёма кварца, претерпевающего модификационное превращение. При этом в граните невооруженным глазом можно обнаружить образование трещин. При этом суммарная прочность гранита в рассмотренном температурном интервале еще остается высокий: при 630 ^оС предел прочности гранита равен начальному значению.

2. Метод определения дымообразующей способности материалов (ГOCТ 12.1.044-89 п. 4.18). Классификация материалов по дымообразующей способности

Пожаровзрывоопасность веществ и материалов определяется показателями, выбор которых зависит от агрегатного состояния вещества (материала) и условий его применения.

Классификация материалов по распространению пламени

Методы определения показателей применяют для строительных материалов по мере установления классификации этих показателей и введения по ним нормативных требований.

Метод экспериментального определения коэффициента дымообразования твердых веществ и материалов.

Аппаратура

Камера сгорания, выполненная из нержавеющей стали. Внутренняя поверхность камеры теплоизолирована асбосилитовыми плитами толщиной 20 мм и покрыта алюминиевой фольгой толщиной 0,2 мм. В камере сгорания установлены электронагревательная панель и держатель образца. Электронагревательную панель размерами (120х120) мм монтируют на верхней стенке камеры под углом 45° к горизонтали. Электроспираль панели изготавливается из проволоки марки Х20Н80-Н (ГОСТ 12766.1) диаметром 0,8-1,0 мм.

Держатель образца размерами (100х100х20) мм крепят на дверце камеры сгорания. В держателе установлен вкладыш из асбосилита размерами (92х92х20) мм, в центре которого имеется углубление для размещения лодочки с образцом (углубление во вкладыше должно быть таким, чтобы нагреваемая поверхность образца находилась на расстоянии 60 мм, от электронагревательной панели).

Над держателем образца установлена запальная газовая горелка, представляющая собой трубку из нержавеющей стали внутренним диаметром 1,5-2,0 мм.

В камере сгорания имеются верхнее и нижнее отверстия сечением (30х160) мм, соединяющие ее с камерой измерений.

Камера измерений размерами (800х800х800) мм, изготовленная из нержавеющей стали, имеет в верхней стенке отверстия для возвратного клапана продувки, источника света и предохранительной мембраны. На боковой стенке камеры установлен вентилятор с частотой вращения. На передней стенке камеры имеется дверца с уплотнением из мягкой резины по периметру. В днище камеры должны быть отверстия для приемника света и возвратного клапана продувки.

Фотометрическая система, состоящая из источника и приемника света. Источник света (гелий-неоновый лазер мощностью 2-5 мВт) крепят на верхней стенке камеры измерений, приемник света (фотодиод) расположен в днище камеры. Между источником света и камерой измерений устанавливают защитное кварцевое стекло, нагреваемое электроспиралью до температуры 120-140°С.

Фотометрическая система должна обеспечивать измерение светового потока в рабочем диапазоне светопропускания от 2 до 90% с погрешностью не более 10%.

Подготовка образцов

Для испытаний готовят 10-15 образцов исследуемого материала размером (40х40) мм и фактической толщиной, но не более 10 мм (для образцов пенопластов допускается толщина до 15 мм). Лакокрасочные и пленочные покрытия испытывают нанесенными на ту же основу, которая принята в реальной конструкции. Если область применения лаков и красок неизвестна, то их испытывают нанесенными на алюминиевую фольгу толщиной 0,2 мм.

Подготовленные образцы перед испытаниями выдерживают при температуре°С не менее 48 ч, затем взвешивают с погрешностью не более 0,01 г. Образцы должны характеризовать средние свойства исследуемого материала.

Проверку режимов работы установки проводят с помощью стандартного образца. При этом значения коэффициента дымообразования должно быть в пределах:

· режим тления (без инициирующего пламени);

· режим горения (с инициирующим пламенем).

Проведение испытаний

Испытание образцов проводят в двух режимах: в режиме тления и в режиме горения с использованием газовой горелки (длина пламени горелки 10-15 мм).

Включают электропитание установки в таком режиме, чтобы плотность теплового потока, падающего на образец, составляла 35 кВт·м^-2. Контролируют плотность падающего теплового потока с помощью теплоприемника типа Гордона с погрешностью не более 8%.

Включают источник и приемник света. Устанавливают начальное значение светопропускания, соответствующее верхнему пределу измерений регистрирующего прибора и принимаемому за 100%.

Подготовленный образец помещают в лодочку из нержавеющей стали. Открывают дверцу камеры сгорания и без задержки устанавливают лодочку с образцом в держатель, после чего дверцу закрывают.

Испытание прекращают при достижении минимального значения светопропускания.

В случае, когда минимальное значение светопропускания выходит за пределы рабочего диапазона или находится вблизи его границ, допускается уменьшать длину пути луча света (расстояние между источником и приемником света) либо изменять размеры образца.

При испытаниях в режиме тления образцы не должны самовоспламеняться. В случае самовоспламенения образца последующие испытания проводят при уменьшенном на 5 кВт·м^-2 значении плотности теплового потока. Плотность теплового потока снижают до тех пор, пока не прекратится самовоспламенение образца во время испытания.

камеры сгорания. Установку вентилируют в течение 3-5 мин, но не менее, чем требуется для достижения исходного значения светопропускания в камере измерений.

Примечание. В случае, когда не достигается начальное значение светопропускания, защитные стекла фотометрической системы протирают тампоном из мягкой ткани, слегка смоченным этиловым спиртом.

В каждом режиме испытывают по пять образцов.

Оценка результатов

Коэффициент дымообразования вычисляют по формуле

где V - вместимость камеры измерения;

L - длина пути луча света в задымленной среде, м;

m - масса образца, кг;

Т₀, Т_min - соответственно значения начального и конечного светопропускания, %.

Для каждого режима испытаний определяют коэффициент дымообразования как среднее арифметическое по результатам пяти испытаний.

За коэффициент дымообразования исследуемого материала принимают большее значение коэффициента дымообразования, вычисленное для двух режимов испытания.

Сходимость и воспроизводимость метода при доверительной вероятности 95% не должна превышать 15%.

Условия и результаты испытаний регистрируют в протоколе.

3. Задача

Определить класс пожарной опасности огнезащищенной стеновой панели МДФ с фактическими показателями пожарной опасности - Г2, В2, Д2, Т2. Определить возможность применения данного материала в актовом зале ВУЗа вместимостью 250 человек.

Решение

Строительные материалы применяются в зданиях, сооружениях и строениях в зависимости от их функционального назначения и пожарной опасности.

Таблица 1

Требования пожарной безопасности к применению строительных материалов в зданиях, сооружениях и строениях устанавливаются применительно к показателям пожарной опасности этих материалов, приведенным в таблице 27 приложения к Федеральному закону.

Таблица 2. Перечень показателей, необходимых для оценки пожарной опасности строительных материалов

Таблица 3

Таблица 4. Область применения декоративно - отделочных материалов и покрытий полов в зальных помещениях

Классификация зданий, сооружений и пожарных отсеков по функциональной пожарной опасности

1. Здания (сооружения, строения, пожарные отсеки и части зданий, сооружений - помещения или группы помещений, функционально связанные между собой) по классу функциональной пожарной опасности в зависимости от их назначения, а также от возраста, физического состояния и количества людей, находящихся в здании, сооружении, возможности пребывания их в состоянии сна подразделяются на:

1) Ф1 - здания, предназначенные для постоянного проживания и временного пребывания людей, в том числе:

а) Ф1.1 - здания дошкольных образовательных учреждений, специализированных домов престарелых и инвалидов (неквартирные), больницы, спальные корпуса образовательных организаций с наличием интерната и детских учреждений;

б) Ф1.2 - гостиницы, общежития, спальные корпуса санаториев и домов отдыха общего типа, кемпингов, мотелей и пансионатов;

в) Ф1.3 - многоквартирные жилые дома;

г) Ф1.4 - одноквартирные жилые дома, в том числе блокированные;

2) Ф2 - здания зрелищных и культурно-просветительных учреждений, в том числе:

а) Ф2.1 - театры, кинотеатры, концертные залы, клубы, цирки, спортивные сооружения с трибунами, библиотеки и другие учреждения с расчетным числом посадочных мест для посетителей в закрытых помещениях;

б) Ф2.2 - музеи, выставки, танцевальные залы и другие подобные учреждения в закрытых помещениях;

в) Ф2.3 - здания учреждений, указанные в подпункте «а» настоящего пункта, на открытом воздухе;

г) Ф2.4 - здания учреждений, указанные в подпункте «б» настоящего пункта, на открытом воздухе;

3) Ф3 - здания организаций по обслуживанию населения, в том числе:

а) Ф3.1 - здания организаций торговли;

б) Ф3.2 - здания организаций общественного питания;

в) Ф3.3 - вокзалы;

г) Ф3.4 - поликлиники и амбулатории;

д) Ф3.5 - помещения для посетителей организаций бытового и коммунального обслуживания с нерасчетным числом посадочных мест для посетителей;

е) Ф3.6 - физкультурно-оздоровительные комплексы и спортивно-тренировочные учреждения с помещениями без трибун для зрителей, бытовые помещения, бани;

ж) Ф3.7. - объекты религиозного назначения.

4) Ф4 - здания образовательных организаций, научных и проектных организаций, органов управления учреждений, в том числе:

а) Ф4.1 - здания общеобразовательных организаций, организаций дополнительного образования детей, профессиональных образовательных организаций;

б) Ф4.2 - здания образовательных организаций высшего образования, организаций дополнительного профессионального образования;

в) Ф4.3 - здания органов управления учреждений, проектно-конструкторских организаций, информационных и редакционно-издательских организаций, научных организаций, банков, контор, офисов;

г) Ф4.4 - здания пожарных депо;

5) Ф5 - здания производственного или складского назначения, в том числе:

а) Ф5.1 - производственные здания, сооружения, производственные и лабораторные помещения, мастерские;

б) Ф5.2 - складские здания, сооружения, стоянки для автомобилей без технического обслуживания и ремонта, книгохранилища, архивы, складские помещения;

в) Ф5.3 - здания сельскохозяйственного назначения

Здание ВУЗа - Ф. 4.2, должно иметь:

Здание ВУЗа - Ф. 4.2, с вместимостью 250 человек должно иметь касс КМ2.

Фактические показатели пожарной опасности - Г2, В2, Д2, Т2 - относятся к КМ3.

Таким образом, применение материала на путях эвакуации в актовом зале ВУЗа вместимостью 250 человек не соответствует нормам.

Список литературы

дымообразующий строительный каменный здание

1. Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22.07.2008 №123-ФЗ.

2. ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определение.

3. ГОСТ 12.1.044-89 (СТ СЭВ 4831-84, СТ СЭВ 6219-88, МС ИСО 4589, СТ СЭВ 6527-88) «Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения».

4. Здания и сооружения: Учебник / Серков Б.Б., Фирсова Т.Ф. - М.: КУРС, НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 168 с.

5. Архитектура: поведение каменных материалов.

Размещено на Allbest.ru