Аналитический отчет



бет1/3
Дата17.05.2020
өлшемі455.21 Kb.
  1   2   3
Аналитический отчет
(сокращенный вариант)

по обзору нормативной, справочно-информационной, технической литературы и научных публикаций по применению пенополистирола (ППС) в строительстве в качестве наружного теплоизоляционного слоя. Факторы и воздействия, влияющие на область его применения.

Подготовил: руководитель разработки НПБ 36-2002 «Нормы пожарной безопасности Республики Беларусь. Системы утепления ограждающих конструкций. Метод огневых испытаний», разработчик изменения №1 П3-2000 «Проектирование и устройство тепловой изоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений» к СНиП 3.03.01-87, пособия П5-02 «Проектирование и устройство тепловой изоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений. Система «Радекс» к СНиП 3.03.01-87, «Рекомендаций по повышению теплозащитных свойств ограждающих конструкций жилых зданий. Конструктивно-технологические решения по повышению теплозащитных свойств наружных ограждающих конструкций жилых пятиэтажных зданий серий 1-464 и 1-335 (Система ГП НИПТИС)» и др. нормативно-технических документов, разработчик системы утепления «Фасад – Мастер»,

аспирант кафедры ТГСВ БНТУ Король О.М.

г. Минск

ВВЕДЕНИЕ
В основу данной работы положены обобщенные автором результаты законченных и проводимых в республике и за рубежом научных исследований по проблемам применения в легких (мокрых) системах утепления (СУ) наружных ограждающих конструкций пенополистирола (ППС) и других горючих утеплителей(ГУ), а также проанализирован опыт его применения в ближнем зарубежье.

Эффективность и долговечность СУ здания зависит от ряда условий и в первую очередь от высоких теплотехнических характеристик применяемых теплоизоляционных материалов. Такие материалы являются, как правило, горючими и область их применения в СУ была ограничена 1-2 х этажными зданиями. Применение в высотном домостроении ППС в СУ является проблемной ситуацией с точки зрения противопожарного нормирования, как для легких штукатурных систем, так и с воздушной (вентилируемой ) прослойкой. Использование негорючих теплоизоляционных материалов ведет к удорожанию систем , и если рассматривать наиболее распространенную легкую штукатурную систему, это удорожание, по предварительным расчетам, не превышает 10% по сравнению со стоимостью 1 м2 СУ с негорючим утеплителем( а при использовании механической вентиляции, для создания здорового микроклимата в утепленном ППС здании, об удешевлении СУ говорить не приходится).Это обусловлено тем, что при утеплении зданий в частности уже разрешенным в некоторых системах ППС, необходимо выполнять рассечки по периметру проемов и под балконными плитами из минеральной ваты .Эта операция не технологична, трудоемка, сам узел не изучен с точки зрения теплотехники (применение разнородных материалов) и надежности , а также не урегулирован в нормативах конструктивно и с точки зрения трудозатрат. Как показала практика, ранее допущенные к применению комбинированные конструктивные решения, для двух серий «хрущевок» не нашли широкого применения также ввиду большей стоимости утепления по сравнению с применением минваты. Наряду с этим, существует ряд не изученных вопросов, связанных с долговечностью ППС при его применении в СУ, санитарно-гигиенические и экологические аспекты, вызванные неординарным поведением данного материала в процессе его эксплуатации. Первоначально данный материал не рассматривался для применения в строительстве, лишь потом, ввиду его теплотехнических свойств он был допущен к применению с 15 сантиметровой защитой бетона, которая с течением времени становилась все тоньше. Сегодня ППС разрешен к применению практически в отрытом виде. Какие последствия могут быть завтра можно только предполагать. Не получится ли так, как в той пословице, что «Скупой платит дважды».

Можно долго говорить о положительных и отрицательных свойствах ППС, защищать его штукатуркой либо «топить» в монолите бетона, устраивать вентиляцию или не ставить стеклопакеты и держать форточки открытыми и т. д. Суть не в этом! Приведенные ниже материалы свидетельствуют о том, что безопасные аспекты использования в строительстве ППС до конца не изучены. Мы можем «кивать» на ближайших соседей, смотреть на утепленные ППС здания и говорить, что это хорошо, при этом, не разрешая пить горячий чай детям из пластиковых стаканчиков, заботясь о здоровье своего ребенка. Изучая достаточно давно опыт термореновации зданий с ППС за рубежом, мне никто из зарубежных строительных чиновников не сказал, что ППС на фасаде здания это плохо. Об этом говорят пожарные, медики, экологи и люди, которые в них живут и стали заложниками ситуации. Почему при строительстве мансард существует практика учитывать мнение жильцов дома, а в данном случае навязывают применение до конца не изученного материала. А ведь строители призваны строить безопасное и экологически чистое, комфортное жилье. К сожалению ни в одной стране не существует отдельной строкой статистики по негативным проявлениям (пожарам, обрушениям и т.п.) полимерных материалов в фасадах зданий. Эти вопросы только начинает изучать цивилизованный мир. О чрезвычайных ситуациях рядовой гражданин узнает только тогда, когда данный факт не возможно по ряду причин скрыть от общественности, как правило через СМИ. Сколько локальных ЧС стараются не придавать огласке.

История знакомая и в нашей стране, послабление норм, написанных кровью людей, ради незначительной экономии сегодня может обернуться завтра более крупными потерями, в том числе людскими.

При всем уважении к производителям ППС (безусловно этот материал должен иметь свою нишу и в строительном деле) нужно отметить, что его использование в легких штукатурных СУ до конца не изучено.

При подготовке отчета использованы материалы моей диссертационной работы. Ввиду отказа МЧС использовать для разглашения результаты огневых испытаний СУ (хотя результаты есть в любом крупном проектном институте и какая может быть тайна при принятии таких важных решений, касающихся безопасности людей) в отчете рассматриваются данные испытаний с моим участием в процессе разработки соответствующих норм.

Выражаю благодарность за представленные материалы, оказание консультаций, помощи и отзывчивость Д. Лаковскому (Госстрой РФ), И. Хасанову (ВНИИПО МЧС РФ), А.Ананьеву (НИИСФ), В. Махину, А.Голикову (С-Петербургский филиал ВНИИПО МЧС РФ), Н. Пятигорской (УкрНИ ПКИСМИ), В. Козачуку (Изд. Дом АСС, Украина), И. Харченко (УкрНИИПБ), Н. Дышеневич (НИИ ГИНТОК им. Медведя, Украина), С. Вильчковскому (CNBOP, POLAND), М.Косереку, А Кольбрецкому, Я. Фанграт ( ITB, POLAND), М.Дрегер (ROCKWOOL, POLAND),А. Абрамову(PAROC), И. Комоско (Минприроды), А. Ипатьеву КИИ МЧС РБ), В. Новицкому (РНПЦ Гигиены), П. Дячеку, Д. Жукову (БНТУ) и многим другим.

Представленный материал окажет практическую помощь проектным и строительным организациям, эксплуатационным службам в правильном выборе, проектировании, монтаже и техническом обслуживании СУ.



Требования нормативных документов при устройстве СУ.

Один из немногих теоретиков пожарной науки в своей книге писал: «Обратимся к классикам, что же изменилось?

Первая особенность противопожарного нормирования заключается в первоочередности и первостепенности технических решений и организационных мероприятий по защите людей при пожарах.

Неужели данные лозунги потеряли силу и актуальность, остались в прошлом? Тогда какие применять сегодня?

Забота о благе человека является главной целью нашего общества…Наряду с созданием материальных и духовных благ, предполагается обеспечение комфорта, безопасных условий труда и безопасности человека в случае аварий и пожаров. Не случайно это основное требование ГОСТ 12.1.004»(2 стр.48).

Эти слова не потеряли свою актуальность и сегодня.

Рассматривая вопрос безопасного применения ППС в СУ обратимся к нормативным документам и в первую очередь к международным, которые поддерживает республика.

Это Директива 89/106 из свода Европейских директив Нового и Глобального подхода, которая гласит (приводятся выдержки):

Сооружение должно проектироваться и возводиться таким образом, чтобы в случае пожара:

Ограничивалось возникновение и распространение огня и дыма в пределах сооружения;

Ограничивалось распространение огня на соседние сооружения.

Сооружение должно проектироваться и возводиться таким образом, чтобы исключалась угроза для гигиены или здоровья жителей и соседей, в частности, вследствие следующих воздействий:

Выделения токсичных газов;

Наличия в воздухе опасных частиц или газов;

Скопления влаги в строительных элементах и на их поверхности во внутренних помещениях сооружения.

Сооружение, а также его системы и оборудование отопления, кондиционирования и вентиляции должны проектироваться и строиться таким образом, чтобы с учетом местных климатических условий энергопотребление при его эксплуатации оставалось незначительным, а жителям обеспечивался необходимый комфорт.

Эти оценки соответствия применяются в Европе и нашли свое отражение в проекте нового Закона «Об оценке соответствия требованиям технических нормативов».

В (24) указывается на то, что нужно соблюдать санитарно – гигиенические требования при использовании полимерных материалов в строительстве, в частности в интерьерах, а именно:

-материалы не должны выделять в окружающую среду вредных летучих веществ либо в количествах, не превышающих ПДК. При этом следует исключить возможность кумуляции этих веществ;

- выделяемые из материалов вещества не должны обладать канцерогенными, мутагенными, аллергенными и тератогенными свойствами;

-материалы не должны стимулировать рост микрофлоры, находящейся в окружающей воздушной среде;

-материалы не должны ухудшать микроклимат (температурно-влажностный и световой режим) помещений и нарушать физиологические реакции человека.

Основные нормативные документы, регулирующие действия в области строительства СУ следующие:
СНБ 2.04.01-97 «Строительная теплотехника» (4),п. 3.1 Ограждающие конструкции с системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха должны обеспечивать нормируемые параметры микроклимата помещений при оптимальном энергопотреблении.

П. 3.3 Технические решения ограждающих конструкций должны обеспечивать требуемый настоящими нормами тепловлажностный режим материалов конструкции, обеспечивающий долговечность конструкций и сохранение их теплозащитных характеристик.
Пособие «Проектирование и устройство тепловой изоляции ограждающих конструкций жилых зданий»(П3-2000 к СНиП 3.03.01-87), (5):

П. 4.4 Применение конструктивных решений тепловой изоляции ограждающих конструкций зданий должно осуществляться в соответствии с противопожарными требованиями действующих норм проектирования. Каждая из вновь разрабатываемых систем утепления с применением горючих утеплителей подлежит обязательным огневым испытаниям и должна иметь заключение, утвержденное в установленном порядке.

П. 6.2.2 При использовании полистирольных, полиуретановых и идентичных материалов следует предусмотреть меры по обеспечению внутреннего воздухообмена помещений для обеспечения комфортного микроклимата.

ГОСТ 30494- 96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.» (6),таблица 1 гласит:

В холодный период года в жилой комнате (взяты допустимые параметры, за исключением домов престарелых и инвалидов, дошкольных учреждений) температура воздуха должна составлять-18-24 град, относительная влажность- 60%, скорость движения воздуха-0,2 м/с; соответственно в теплый период - 18-28 град, относительная влажность-65%, скорость движения воздуха-0,5 м/с.

Состояние воздуха рабочей зоны регламентировано требованиями ГОСТ 12.1.005 «Санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», в котором установлены допустимые и оптимальные требования параметров воздушной среды (оптимальная относительная влажность воздуха в пределах – 40-60%), а т.ж. СанПиН 11-19.

Определение концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны производится методами, вошедшими в « Перечень методик выполнения измерений , применяемых в РБ», утв. Главгоссанврачем РБ от 13.10.93 и согласованным Белстандартом 11.10.93.
На СУ действует ряд Пособий и Рекомендаций, в которых оговорены основные требования к монтажу СУ.

Учитываются ли требования указанных нормативов при монтаже СУ с ППС, особенно когда утепляются жилые здания, а также другие объекты с длительным пребыванием людей.



Противопожарное нормирование

Изготовление высококачественных изделий связано с разработкой показателей качества материалов и конструкций, к которым можно отнести и пожарно-технические показатели. Наличие этих показателей позволяет предъявлять определенные требования к технологии их производства и учитывать в дальнейшем при нормировании области применения строительных конструкций и материалов. Применение горючих материалов в строительстве всегда ограничивалось ввиду их высокой пожарной опасности. Касаясь рассматриваемой проблемы, применение ППС в строительстве в качестве теплоизоляционного материала имело ограниченную область. Так например, в работе (7) рассматриваются вопросы применения горючих утеплителей в железобетонных несущих и самонесущих стенах жилых, общественных и производственных зданий I и II степеней огнестойкости. Авторы отмечают, что применение сгораемых утеплителей повышает пожарную опасность зданий в целом. В работе делается вывод о том, защита утеплителя в узлах взаимного примыкания конструкций должна обеспечиваться из условия ее нагрева по стандартному температурному режиму в течение одного часа, что соответствует эквивалентной продолжительности пожара в данных зданиях. По результатам исследований и опытов установлено, что время достижения температуры термического разложения ППС (условно принято 200град.) под слоем цементно-песчаной штукатурки толщиной 25-30 мм составляет 16 минут.

В работе (8)описываются результаты опытов 3-х слойных стеновых железобетонных стеновых панелей с гибкими связями, где в качестве утеплителя используется ПСБ-С. Утеплитель в панелях защищен слоем мелкозернистого бетона толщиной 50мм. Испытывались два фрагмента в течение 15 и 45 – ти минут соответственно. В первом случае наблюдалось оплавление ПСБ-С на толщину 10-20 мм, а во втором – полное расплавление ПСБ-С в панели.

При применении ГУ внутри конструкций более менее приемлемой являлась его защита слоем негорючего материала (например, бетона) толщиной не менее 50-60 мм. Но и это в ряде пожаров приводило к тому, что ГУ разрушался при прогреве конструкций и продукты термодеструкции становились угрозой для людей в соседних, не горящих помещениях, а такие конструкции в последующем теряли свои теплофизические показатели. Наибольшее распространение получили (с применением ГУ) на территории СССР легкие металлические конструкции (ЛМК). Но здания из этих конструкций представляли большую пожарную опасность, а нормы диктовали жесткие ограничения.

Исследованиями общего характера развития пожаров в зданиях из ЛМК было установлено, что скорость распространения огня по ППС самая высокая по сравнению с другими горючими материалами, она составляет 5 метров в минуту. Ввиду негативных пожароопасных свойств ППС ученые (9) рекомендовали его замену на негорючие утеплители.

Как правило, в тех случаях, когда в конструкциях утеплитель выполнен из ППС или пенополиуретана ( ППУ), панели в стенах или в покрытии имеют предел распространения огня в стенах более 40см, в покрытиях – более 25см. Если пользоваться старой терминологией, то по существу такие конструкции относятся к сгораемым, такой вывод сделан в работе




ПРОТИВОПОЖАРНОЕ НОРМИРОВАНИЕ ЗА РУБЕЖЕМ.
Противопожарные нормы развитых зарубежных стран создают возможность применения сгораемых, в том числе полимерных материалов и конструкций из них на основе так называемого "пожарного риска".

Смысл данного понятия заключается в следующем, применение легких конструкций и конструкций из либо с применением сгораемых материалов увеличивает эффективность первоначальных капитальных вложений, так как сокращает сроки и стоимость строительства, Зато в случае пожара компенсация, выплачиваемая страховыми компаниями меньше, чем нанесенный ущерб.

Вместе с тем, например, строительные нормы Германии и Австрии не допускают применения в строительстве горючих материалов с поверхностью, доступной для воздействия огня. Нормы Германии устанавливают 5 классов огнестойкости строительных конструкций. При этом в классах F120 и F180 ( где 120 и 180 – числовой показатель времени огнестойкости конструкции) основные элементы строительных конструкций (класс F120) и все элементы строительных конструкций (класс F180) должны выполняться из материалов негорючих. Нормы Швеции используют понятие "защищающей от воспламенения облицовки" и нормируют её применение двух классов поверхностного слоя конструкции. Класс первый при пожаре выделяет незначительное количество дыма, класс второй - умеренное. Применение полимерных материалов в качестве отделки наружных стен в американских нормах ограничено в зависимости от показателя распространения огня и температуры плавления материала. При высокой скорости распространения пламени и низкой температуре воспламенения толщина облицовочных материалов не должна превышать 2 мм, а общая площадь пламени должна быть не более 4 кв. метров. При малой скорости распространения пламени (до 50 мм/мин) и температуре плавления менее 120 град. толщина облицовок допускается не более 3-х мм. Общая площадь облицовок панелей в стеновых ограждениях не должна превышать 30% площади пола помещения. В большинстве стран сгораемые конструкции допускается применять в зданиях и сооружениях высотой до 7,5 метров и с ограниченной площадью применения. При требуемом пределе огнестойкости более 1 ч элементы конструкций должны быть несгораемые. В нормах имеются ограничения по применению сгораемых материалов в покрытиях в зависимости от площади помещения и противопожарных разрывов.


Токсичность продуктов горения и дымообразующая способность полимерных материалов.

При подготовке материала использованы результаты исследований С- Петербургского филиала ВНИИПО МЧС РФ ( В. С. Иличкин, А.А. Фукала), КИИ МЧС Беларуси (Ипатьев А.В.), БНТУ ( Яглов В.Н.) и зарубежных авторов.


Продукты горения при пожаре являются носителями теплоты, продуктов неполного и полного сгорания, токсичных веществ и твердых несгораемых частиц. Эти вещества так или иначе воздействуют на организм человека, их совместное действие усугубляет опасность. Различают раздельное и совместное воздействие опасных факторов пожара (ОФП) на человека. В литературе приводятся, как правило, сведения о раздельном воздействии ОФП.

Статистика и анализ пожаров показывают, что чаще всего люди гибнут от окиси углерода (СО), но как свидетельствуют последние исследования зарубежных ученых, часто гибель происходит и от цианистого водорода, который выделяется при горении полимеров. Кроме эффекта раздельного воздействия на организм человека опасных факторов пожара, различают комбинированный эффект, который может быть суммарным, синергическим и антагонистическим (1).



Гибель людей при пожарах происходит главным образом в результате отравлений летучими продуктами горения. Так, из ста­тистических данных о причинах смерти жертв пожаров следует, что из них 18 % гибнет от ожогов, 48 % - в результате отравления оксидом углерода, 16 % - под влиянием оксида углерода и циани­дов и/или имеющегося заболевания сердца, 18 % - от совместно­го воздействия тепла, оксида углерода и других факторов /2/.

Интенсивное образование и быстрое распространение токсич­ных газов по помещениям и путям эвакуации происходит уже в начальной стадии пожара. Эти газы представляют большую опас­ность даже при кратковременном вдыхании. Известно немало слу­чаев массовых отравлений со смертельными исходами.

Для пожарных проблема предупреждения отравлений имеет особое значение. По отношению к ним токсический фактор в условиях пожара рассматривается как профессиональная вредность /3/.

В составе продуктов горения полимерных материалов, как правило, содержатся вещества, раздражающие слизистые оболоч­ки глаз, дыхательных путей, а в некоторых случаях и кожные по­кровы. По механизму преобладающего действия на дыхательные пути различают сенсорные и легочные раздражители.

Сенсорные раздражители (хлористый водород, аммиак, акролеин) вызывают рефлекторные реакции верхних дыхательных путей, которые сопро­вождаются чувством жжения в носу и глазах, слезотечением, ув­лажнением кожи лица, чиханием, кашлем. Специфическим симпто­мом является уменьшение частоты дыхания, соответствующее вы­раженности раздражающего действия. Легочные раздражите­ли (диоксид азота, фосген), напротив, обусловливают увеличение частоты дыхания, действуют преимущественно на нервные оконча­ния нижних дыхательных путей, не вызывая при этом немедленно­го болевого ощущения.

Наряду с выделением токсичных веществ при пожаре происходит потеря видимости в результате образования дыма.. Кроме того, в состав частиц дыма, представляющего собой аэрозоль, входит ряд химических соединений, влияние которых на организм человека ограничено санитарными нормами.

Как отмечается в монографии (10) проведенный в 90-е годы в ближнем и дальнем зарубежье довольно широкий спектр исследований по причинам гибели людей позволил установить факторы гибели человека на ранних стадиях пожара при воздействии дыма и токсичных продуктов горения. Выявлено, также, что ухудшение видимости при задымленности зданий и промышленных сооружений может привести к дезориентации людей в задымленном помещении, панике(11-16).

Как показали результаты исследований Марьина М.И.(16) и др. и Ли-Чанга Т.Л.(17) и др., причиной гибели людей при пожарах может быть и ингаляционное поражение в результате вдыхания раскаленных частиц дыма, поражающих слизистые оболочки бронхов, легких, альвеол и приводящих к нарушению функции дыхания. Более того, целый ряд строительных отделочных материалов в условиях пожара выделяет летучие токсичные соединения, которые в процессе дыхания попадают в кровь и разрушающе воздействуют на центральную нервную систему человека.

Процесс горения представляет собой быстро протекающее химическое превращение, входящих в состав материалов веществ, сопровождающееся выделением значительного количества тепла и свечением раскаленных продуктов термического разложения. В большинстве случаев значительная часть продуктов горения имеет газообразное состояние, и их интенсивное окисление проявляется в виде пламенного горения. Граница встречных потоков газообразных продуктов термического разложения и окислителя (кислорода воздуха) образует фронт горения, или фронт пламени, имеющий максимальную температуру.


Материал

ПДК, мг/м3

Класс опас-ности

Соединение

Интенсивность пика

Пенополистирол марки 15 производства Республики Беларусь





4

2-метилбутан

614

300

4

пентан

256




4

2-метил-пентан

225




4

4-метилгептан

318




4

2,4-диметилгептан

156




4

пропилциклогексан

307




4

2,4-диметилгептен

105




3

стирол

136




4

изомеры декана

197

Пенополи-

стирол

производства (ФРГ)






4

2-метилбутан

394

300

4

пентан

259




4

2-метилпентан

137




4

4-метилгептан

290




4

пропилциклогексан

295




4

2,4-диметилгептен

105




3

стирол

92




4

изомеры декана

120

Примечание: в таблице приведены результаты исследований по (10).

Учитывая то, что одной из основных причин гибели людей на пожаре является отравление токсичными продуктами горения и то, что токсичность продуктов горения является одним из основных параметров пожарной опасности веществ и материалов, в (10) было проведено изучение сопровождающей процесс дымообразования газовой фазы.

Состав газовой фазы продуктов термической деструкции пенополистирола представляет собой смесь газов: стирола, относящегося к 3 классу опасности; пентана и др., относящихся к 4 классу опасности.

Теоретические вопросы термического разложения полимерных материалов подробно рассмотрены, например, в монографии С.Мадорского (Термическое разложение органических полимеров.- М.: Мир.- 1977.). На практике проблема пожарной опасности пенопластов


Каталог: upload -> iblock -> 9e9
iblock -> Вторая жизнь А320
iblock -> Методическая разработка что нужно знать о насилии над женщиной: мифы и факты с древних времен до наших дней ноябрь 2015 г
iblock -> Прогноз на матч Израиль Уэльс (28 марта 2015 года, 20: 00)
iblock -> Арсенал и Эвертон. Арсенал
9e9 -> Сабақтың атауы Есеп (Қанша қымбат?). Қосу және азайту Мақсаты
9e9 -> Действенная любовь (симпатия, уважение, близость). Формула семейного воспитания при этом такова: «хочу, чтобы мой ребёнок был счастлив, и буду помогать ему в этом»


Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет