Тепловое поведение и токсичные выбросы огнеупорной древесины при проведении испытаний конусного калориметра греческой пожарной службой D. Tsatsoulas, Kritis 46 & Martiou, 54008 Thessaloniki, Греция.
Исследованы термические свойства и токсичные выбросы продуктов деревообработки, распространенные в промышленных зданиях на севере Греции, обработанных или не обработанных огнезащитными средствами.
Восемь видов древесины, обработанной или необработанной тремя типичными огнестойкими добавками, подвергались постоянным падающим тепловым потокам 35, 50, 65 и 80 кВт/м2 в конусном калориметре, соединенном с FTIR анализатором.
Результаты испытаний, представленные в данной статье, охватывают следующие характеристики:
1) время до зажигания
2) скорость выброса тепла (ПЗР)
3) средняя (300 с) ПЗР
4) эффективная теплота сгорания (МДж/кг)
5) образование дыма
6) выбросы токсичных видов.
Основные результаты экспериментального анализа заключаются в том, что под воздействием антипиренов: либо отсутствие воспламенения образцов, либо значительная задержка зажигания (при меньших значениях интенсивности облучения) по сравнению с необработанными образцами.
Тепловые выбросы значительно снижаются по показателям "пиковых" и "первых 300 с" средних выбросов (в диапазоне от 2 до 5 до типа применяемого огнезащитного средства).
В случае образцов с задержкой воспламенения, в которых не было "зажигания" или значительной задержки зажигания, выбросы были аналогичны или менее токсичны по сравнению с голыми образцами. NH3 был исключением, поскольку оба огнезащитных вещества содержали аммоний в своем химическом составе, который высвобождался в процессе накаливания образцов.
На основании результатов этого исследования предлагается применение огнезащитных средств на деревянных поверхностях в тех случаях, когда нет воспламенения или возгорание происходит с большой задержкой. Это может быть безопасным и экономически эффективным подходом к снижению потерь при пожарах в промышленных зданиях.
Использовался стандартный конусный калориметр, изготовленный в соответствии со стандартами ISO 5660 (1993) и ASTM E1354 (1992), поставляемый компанией Fire Testing Technology Ltd. (Технология пожарных испытаний).
Все испытания проводились в горизонтальной ориентации при потоках тепла 35, 50, 65 и 80 кВт/м2.
В соответствии со стандартом была использована краевая рама, в результате чего площадь поверхности образца составила 0,0088 м2 и подверглась воздействию источника излучения. Калибровка прибора производилась в начале каждого дня. В течение всего испытания дверца шкафа оставалась закрытой, чтобы убедиться, что сквозняки из окружающей среды не повлияли на результаты.
Портативный FTIR-анализатор TEMET GASMET серии CR был подключен к конусному калориметру для экспериментов с первичными образцами, которые были отобраны для окраски с использованием огнестойких добавок, и со всеми образцами с запалом пламени мощностью 35, 50, 65 кВт/м2.
Он оснащен многопроходной золоченой ячейкой с длиной пути 2 м и объемом 0,22 л. Для получения усредненного по времени спектра использовался MCT-детектор с жидкостным азотом, который сканирует 10 спектров в секунду. Для исследований пожаров, было использовано общее время отклика 5 с, что более чем достаточно для решения проблемы выделения токсичных газов в нынешних пожарах, которое обычно длилось 10 мин.
Изготовители откалибровали прибор (используя эталонные концентрации газа) для всех значимых видов, присутствовавших в пробе. Единственной калибровкой, необходимой перед испытанием, было обнуление прибора на азоте. Калибровка была проверена на некоторые газы, CO, CO2, бензол и метан с использованием сертифицированных пролетных газов, и соглашение было удовлетворительным.
Результаты.
Древесина обладает многими хорошими свойствами в качестве материала. Она широко используется в строительстве благодаря простоте своей обработки, физико-механическим свойствам, эстетическим и экологическим аспектам.
Древесина также используется во многих областях, таких как облицовочные материалы, мебель, напольные покрытия, крыши, полки, поддоны, деревянные леса для морских и наземных работ, а также упаковочные ящики.
Все это может значительно увеличить пожарную нагрузку отсека, способствовать распространению пламени и ускорять возникновение вспышек. По этим причинам различные национальные и международные нормы в отношении строительных материалов направлены на контроль использования облицовки стен и потолка на основе характеристик таких материалов в ходе стандартизированных испытаний, например, измерения скорости распространения пламени по поверхности. Материалы классифицируются по скорости распространения и расстоянию распространения пламени по их поверхности.
Классификационные группы варьируются от 0 до 4, класс 0 - негорючие материалы или материалы с достаточно низким поверхностным пламенем, соответствующим критериям класса, в то время как класс 4 - все материалы с поверхностным распределением пламени, превышающим критерии, необходимые для удовлетворения классов 0-3 . Древесина обычно классифицируется как материал класса 3, иногда как материал класса 4.
Как правило, требование к материалу, чтобы его можно было использовать в качестве поверхностного прокладочного материала для стен и потолков, составляет класс 0-1, поэтому дерево не подходит для использования в качестве поверхностной прокладки и, если оно используется, это может значительно усилить пожар.
Вышеизложенное наглядно свидетельствует о важности контроля огнестойкости и воспламеняемости древесины, используемой в различных формах в различных конструкциях. Таким образом, можно повысить огнестойкость древесины, применяя огнестойкие добавки. С добавлением огнезащитного средства, такого как пропитка, классификационная группа древесины может быть повышена до уровня класс 1.
Строительные нормы и правила класса 0 могут быть достигнуты путем применения антипирена. Таким образом, древесина может быть использована в качестве поверхностного облицовочного материала, при правильном обращении.
Был проделан значительный, но ограниченный объем работ по поиску огнезащитных средств для деревянных поверхностей. Предыдущие исследования показали, что огнезащитные добавки, применяемые к древесине, положительно влияют на поведение древесины при возгорании, с точки зрения воспламенения и наиболее важной переменной для описания пожарной опасности является коэффициент