Инновационные подходы в организации пожарной безопасности предприятий индустрии гостеприимства

Для отделки помещений  с большим скоплением людей и  путей эвакуации недопустимо  использование органических продуктов, в частности, МДФ-панелей, которые  чаще всего относятся к группам  Г3 и Г4. Для отделки стен и потолков в торговых залах нельзя использовать материалы с более высокой пожарной опасностью, чем класс КМ2.   

Обои на бумажной основе не входят в список продукции, подлежащей обязательной сертификации, и их можно  применять в качестве отделочного  материала для помещений с  повышенными требованиями к пожарной безопасности с учетом того, что  основание будет негорючим.

В качестве замены МДФ-панелям  используют гипсокартон с внешним покрытием из декоративной плёнки. Благодаря гипсовой основе гипсокартон относится к негорючим материалам, а декоративная пленка на основе полимеров переводит его в группу Г1, что позволяет применять его для отделки помещений практически любого функционального назначения, включая, вестибюли. Сегодня гипсокартон повсеместно применяется для строительства перегородок - самостоятельных строительных конструкций. Это необходимо учитывать при определении их класса пожарной опасности.

2. .Напольные покрытия

К горючести напольных  покрытий предъявляются менее жесткие  требования, чем к отделочным и  облицовочным материалам. Причина состоит  в том, что при пожаре пол находится  в зоне наименьшей температуры по сравнению со стенами и потолком. В то же время, для материалов, служащих в качестве напольного покрытия, важную роль играет такой показатель, как  распространение пламени по поверхности (РП).

Благодаря удобству монтажа и высоким  эксплуатационным характеристикам  широкое применение в качестве напольных  покрытий в коридорах, вестибюлях, холлах и фойе зданий получили “линолеумы”  – различные виды рулонных полимерных покрытий. Практически все материалы  такого типа относятся к группе сильно горючих (Г4) и обладают высоким коэффициентом дымообразования. Уже при температуре 300 С⁰ они поддерживают горение, а при нагреве свыше 450–600 С⁰ – воспламеняются. Кроме того, в продукты горения линолеумов входят токсичные вещества – двуокись углерода, СО и хлористый водород.

Поэтому их недопустимо использовать в качестве напольного покрытия для  коридоров и холлов, где, согласно требованиям, должны применяться материалы  не ниже КМ3, не говоря про вестибюли  и лестничные клетки, для которых  действуют более жесткие требования. То же можно сказать и о ламинате, который состоит из органических и полимерных материалов и, вне зависимости от типа, относится  к числу сильно горючих - непригодных для путей эвакуации.

Наиболее благополучными, с точки зрения пожарной безопасности, являются керамическая плитка и керамогранит. Они относятся к группе КМ0 и не входят в перечень материалов, подлежащих сертификации в области пожарной безопасности. Такая продукция подходит для помещений любого функционального назначения. Кроме того, в качестве напольного покрытия в коридорах и холлах можно использовать полужесткие плитки, изготовленные из поливинилхлорида с большим количеством минерального наполнителя (группа КМ1).     

3. Теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционные материалы, подлежащие сертификации в области  пожарной безопасности, можно разделить  на пять групп. Первая из них – пенополистиролы. Благодаря сравнительно низкой стоимости они получили широкое распространение в современном строительстве. Наряду с хорошими теплоизолирующими свойствами эта продукция обладает рядом серьёзных недостатков, в числе которых недолговечность, недостаточная влагостойкость и паропроницаемость, низкая стойкость к воздействию ультрафиолетовых лучей и углеводородных жидкостей, а главное – высокая горючесть и выделение при горении токсичных веществ.

Одной из разновидностей пенополистиролов является экструдированный пенополистирол. Он имеет более упорядоченную структуру из мелких закрытых пор. Такая технология производства повышает влагостойкость материала, но не снижает его пожарную опасность, которая остается столь же высокой. Воспламенение пенополистиролов происходит при температуре от 220 С⁰ до 380 С⁰, а самовоспламенение соответствует температуре 460 С⁰ - 480 С⁰. При горении пенополистиролы выделяют большое количество тепла, а также токсичные продукты. Вне зависимости от вида, все материалы данной категории относятся к группе горючести Г4. 

В качестве теплоизоляции  в составе штукатурных фасадных систем пенополистирол рекомендуется устанавливать с обязательным устройством противопожарных рассечек из каменной ваты – негорючего материала. Из-за высокой пожарной опасности применение материалов этой группы недопустимо в вентилируемых фасадных системах, так как они могут существенно повысить скорость распространения пламени по фасаду здания. При использовании комбинированных кровельных покрытий пенополистирол укладывается на негорючее основание из каменной ваты. 

Следующий вид теплоизоляционного материала – пенополиуретан – представляет собой неплавкую термореактивную пластмассу с ячеистой структурой, пустоты и поры которой заполнены газом с низкой теплопроводностью. Из-за невысокой температуры воспламенения (от 325 С⁰), сильной дымообразующей способности, а также высокой токсичности продуктов горения, в число которых входит цианистый водород (синильная кислота), пенополиуретан обладает повышенной пожарной опасностью. При производстве пенополиуретана активно применяются антипирены, которые позволяют снизить воспламеняемость, но, вместе с тем, повышают токсичность продуктов горения. В целом, использование пенополиуретана в зданиях с повышенными требованиями к пожарной безопасности сильно ограничено. При необходимости его можно заменить двухкомпонентным материалом - пенополиизоциануратом, который обладает более низкой воспламеняемостью и горючестью.      

Резольные пенопласты, изготовленные  из резольных фенолформальдегидных смол, относятся к группе трудногорючих. В виде плит средней плотности они применяются для теплоизоляции наружных ограждений, фундаментов и перегородок при температуре поверхности не выше 130 С⁰. Под воздействием пламени резольные пенопласты обугливаются, сохраняя в целом свою форму, и обладают малой дымообразующей способностью по сравнению пенополистиролом. Одним из главных недостатков данной категории материалов является то, что при деструкции они выделяют набор высокотоксичных соединений, в который, помимо угарного газа, входит формальдегид, фенол, аммиак и другие вещества, представляющие непосредственную угрозу жизни и здоровью людей.

Еще один вид теплоизоляции  – стекловата, для производства которой используется те же материалы, что и при изготовлении стекла, а также отходы стекольной промышленности. Стекловата обладает хорошими теплотехническими характеристиками, а температура её плавления составляет порядка 500 С⁰. Однако в силу некоторых особенностей к группе НГ относится теплоизоляция плотностью менее 40 кг/м3. 

В перечень теплоизоляционных  материалов входит каменная вата, которая  состоит из волокон, получаемых их каменной породы базальтовой группы. Каменная вата обладает высокими тепло- и звукоизоляционными характеристиками, стойкостью к нагрузкам  и различным видам воздействия  и долговечностью. Материалы данной группы не выделяют вредных веществ  и не оказывают негативного воздействия  на окружающую среду. Каменная вата –  наиболее надёжный материал с точки  зрения пожарной безопасности: она  является негорючей и имеет класс  пожарной опасности КМ0. Волокна каменной ваты способны выдерживать температуру до 1000 С⁰, благодаря чему материал эффективно препятствует распространению пламени. Теплоизоляция из каменной ваты может применяться без ограничения в этажности здания.

Оценка пожароопасности теплоизоляции проводилась в рамках специализированных семинаров, организованных ВНИИПО МЧС. Они сопровождались натурными огневыми испытаниями, в которых участвовали распространенные виды теплоизоляционных материалов – пенополистирол, пенополиуретан, резольный пенопласт и каменная вата. Под воздействием открытого пламени горелки пенополистирол расплавился с образованием горящих капель в течение первой минуты эксперимента, пенополиуретан сгорел в течение 10 минут. За 30 минут испытания резольный пенопласт обуглился, а каменная вата не изменила своей первоначальной формы, доказав свою принадлежность к негорючим материалам. Вторая часть испытаний – имитации возгорания кровли с теплоизоляционным слоем – показала, что горящий расплав пенополистирола, проникая во внутренние помещения, способствует распространению пожара и возникновению новых очагов возгорания. Таким образом, по результатам испытаний были сделаны выводы о высокой пожарной опасности наиболее часто используемых теплоизоляционных материалов.    

ПОЖАРООПАСНОСТЬ ПОЛИУРЕТАНОВ

Вспененные пластмассы уже несколько  десятилетий применяются как  тепло- и звукоизоляционные материалы  в разных отраслях техники во всём мире. Расширяются области применения этих материалов, в особенности пенополиуретанов (ППУ) и пенополиизоциануратов (ППИУ), происходит их массовое внедрение в промышленное и гражданское строительство и в России. Многочисленные опыты применения полимерных материалов в строительстве показывают, что особое внимание следует уделять пожароопасности этих материалов. Тяжёлые последствия пожаров на промышленных и гражданских сооружениях, в конструкциях которых использованы полиуретаны, иногда создают мнение о повышенной опасности этих материалов в условиях пожаров. В связи с этим было проведено значительное количество работ, посвященных исследованию горения и токсичности продуктов горения пенополиуретанов. Большая часть публикаций на эту тему появилась в 70-е годы, когда были получены основные результаты. Работы последних лет, как правило, лишь дополняют известные данные.

Настоящий краткий обзор предназначен для специалистов, использующих пенополиуретан и пенополиизоцианурат в народном хозяйстве, в том числе и для работников пожарной охраны.

Жёсткие пенополиуретаны и пенополиизоцианураты представляют собой пространственно сшитые, и, следовательно, неплавкие ячеистые полимерные материалы с закрытопористой структурой. Основу рецептур пенополиуретана и пенополиизоцианурата составляют полиольный компонентой полиизоцианат в соотношениях от 1:1 до 1:2, антипирен (в России практически только трихлорэтилфосфат), вспенивающий агент (С0₂ или хладоны). В состав рецептуры также входят пенорегуляторы и катализаторы, количество которых в композиции не превышает 2—3%, что позволяет пренебречь их участием в горении.

Вопреки кажущемуся очевидным представлению, полимеры, в том числе пенополиуретаны и пенополиизоцианураты, как и большинство горючих материалов, сами не горят; горят продукты их термического разложения. То есть, в условиях воздействия высоких температур вначале происходиттермическое разложение пенополиуретана и пенополиизоцианурата, а затем горение образовавшихся низкомолекулярных соединений. Таким образом, в результате горения пенополиуретанов и пенополиизоциануратов всегда образуется смесь низкомолекулярных продуктов термического разложения и продуктов их горения. Состав этой смеси зависит от условий горения.

Рассмотрим поведение пенополиуретана и пенополиизоцианурата при повышении температуры без доступа воздуха. Процесс диссоциации пенополиуретана в исходные компоненты — полиизоцианат и полиол — начинается после прогрева материала до плюс 170-200°С. Деструкция пенополиизоцианурата, содержащего, в отличие от пенополиуретана, более устойчивый изоциануратный цикл, начинается при температурах, превышающих плюс 300°С. При дальнейшем прогреве происходит термическое разложение полиизоцианата и полиола. Исследования показали, что при нагревании изоцианатной составляющей свыше 300°С она разлагается с образованием летучих полимочевин (жёлтый дым) в случае эластичных пенополиуретанов или образованием нелетучих поликарбодиммидов и полимочевин в случае жёстких пенополиуретанов и пенополиизоциануратов. При нагреве свыше 600°С образовавшиеся полимочевины и поликарбодиммиды разлагаются с выделением большого числа низкомолекулярных летучих соединений, таких как бензол, толуол, бензонитрил, толуолнитрил. Показано также, что ароматическое кольцо перечисленных азотосодержащих соединений расщепляется по закону случая с образованием акрилонитрила, большого числа ненасыщенных соединений.

Механизм разложения полиольных компонентов в настоящее время до конца не изучен ввиду своей сложности. При лабораторных исследованиях процесса разложения различных пенополиуретанов при нагреве до 450°С определены следующие соединения: двуокись углерода (углекислый газ), бутан диен, тетрагидрофуран, дигидрофуран, бутандион, вода, а также следы синильной кислоты и окиси углерода (угарного газа). Среди продуктов термического разложения пенополиуретанов, содержащих полиэтиленгликоли, обнаруживают метан, этан, пропан, бутан, этиленоксид, формальдегид, ацетальдегид, этиленгликоль, воду, угарный газ (следы). Кроме перечисленных веществ, в составе продуктов разложения полиолов найдены также пропилен, изобутилен, трихлорофторометан, акролеин, пропанал, хлористый метилен и следы других веществ, не содержащих атомы азота. Все перечисленные соединения образуются при нагревании пенополиуретанов и пенополиизоциануратов без доступа воздуха (кислорода). Отдельно следует упомянуть продукты разложения антипирена и вспенивающего агента. Экспериментально установлено, что фосфор и хлор в продуктах горения при недостатке кислорода присутствуют при температурах от 200°С до 400°С в основном в виде малолетучих соединений. При высоких температурах фосфор остаётся в обугленной части материала в виде полифосфорной кислоты.

Из приведённых данных следует, что основным токсическим компонентом  продуктов сгорания пенополиуретанов и пенополиизоциануратов на всех стадиях пожара, как при низкой, так и при высокой температурах, является угарный газ.

Лабораторными исследованиями установлено, что содержание следов синильной  кислоты в продуктах сгорания пенополиуретанов и пенополиизоциануратов в большинстве экспериментов в 10 раз меньше содержания угарного газа. Там же замечено, что созданные в лаборатории условия являются экстремальными и в практике реальных пожаров практически возникнуть не могут. Анализ продуктов сгорания пенополиуретанов в реальном пожаре показал, что концентрация следов синильной кислоты и окислов азота не достигала предельных значений.

Следует отметить, что следы синильной  кислоты и окислы азота образуются при горении органических соединений, содержащих азот, в том числе шерсти, кожи, синтетических тканей. Кроме того, все материалы органического происхождения при горении выделяют угарный газ. Пенополиуретаны и пенополиизоцианураты, по сравнению с другими органическими материалами, выделяют токсичные продукты при действии более высоких температур.

Так, при сравнении токсического действия продуктов термического разложения эластичного пенополиуретана, сосновой древесины и шерсти установлено, что продукты разложения древесины и шерсти вызывают 100% смертность подопытных животных при температуре прогрева материала 400°С. Продукты разложения пенополиуретана действуют аналогично лишь при нагреве материала до 500°С.