Podobná témata vědecké práce o stavebnictví a architektuře, autorem vědecké práce je Chernevich O.V.

Využití metod synchronní termické analýzy ke studiu uhlí při požárně technických kontrolách

Text vědecké práce na téma “Studie požární bezpečnosti vytápění kamen”

VÝZKUM POŽÁRNÍ BEZPEČNOSTI VYTÁPĚNÍ KAMEN

O.V. Chernevich, vědecký tajemník, kandidát technických věd, Výzkumný ústav požární bezpečnosti a problémů

mimořádné situace Ministerstva pro mimořádné situace Běloruské republiky,

Hlavní formou zásobování objektů teplem je vytápění kamny. V blízké budoucnosti budou topná kamna, která tvoří asi 80 % z celkového množství tepla vyrobeného ve venkovských oblastech, stále široce používána v jedno a dvoupodlažních budovách, a to jak ve stávajícím bytovém fondu, tak v nové výstavbě [ 1].

Je známo, že k drtivému počtu požárů dochází v obytném sektoru obydlených oblastí. Požáry, ke kterým dochází v obytných budovách, často vedou ke smrti a zranění. Hlavními příčinami vzniku požárů jsou nesprávná konstrukce a obsluha topných kamen a komínů, otevřená dvířka topenišť (kamna, krby), uvolňování hořícího popela v blízkosti budov, neopatrnost a nedbalost při manipulaci s ohněm.

Nebezpečí požáru topení kamen spočívá v přítomnosti vysokých teplot na povrchu prvků kamen (stěny, potrubí, potrubí), které mohou být zdrojem vznícení hořlavých materiálů a hořlavých stavebních konstrukcí. Teplota na povrchu článků tepelně nenáročných topenišť závisí na druhu spalovaného paliva, režimu topeniště a může dosáhnout i více než 600 oC [2].

Teplota v topeništi tepelně náročných kamen může být více než 1000 500 ° C a v kouřovodu v oblasti mezipodlažního stropu – XNUMX ° C. Stupeň ohřevu bočních ploch a překrytí topeniště, stejně jako kouřových kanálů, závisí na tloušťce stěn, druhu a množství spalovaného paliva a době hoření.

Prvky pecí zahřáté na vysoké teploty mohou být zdrojem vznícení materiálů umístěných v místnosti a hořlavých stavebních konstrukcí (stěny, příčky, stropy, střechy), pokud přiléhají k povrchu pecí nebo kouřovodů.

K požáru může dojít i v důsledku dopadu plamene, spalin a jisker na hořlavé materiály a konstrukce trhlinami a netěsnostmi ve zdivu kamen a kouřovodů a spalovacích otvorů. Možnými příčinami vzniku trhlin je špatná volba materiálu pro pokládku pecí a kanálů, nerovnoměrné sedání budovy a pecí po výstavbě, nekvalitní zdivo [2].

Příčinou požárů od topení kamen může být absence nebo nedostatečná velikost řezů, zářezů a vzdáleností mezi topením

povrchy prvků pecí a hořlavých (těžko spalitelných) stavebních konstrukcí, provozování nekorigovaných pecí, kouřovodů a řízků a porušování pravidel pro bezpečný provoz pecí.

ČTĚTE VÍCE
Co se stane, když je na transformátor přivedeno konstantní napětí?

Vytápěcí kamna také představují nebezpečí požáru, pokud jsou vybrána bez zohlednění tepelných ztrát místností, ve kterých jsou instalována. Tepelný výkon instalované pece při běžném provozu by se měl rovnat tepelným ztrátám obsluhovaných prostor. Pokud je průměrný přenos tepla pece menší než tepelná ztráta, bude teplota vzduchu v obsluhované místnosti nižší než požadovaná. V tomto případě lze dosáhnout zvýšení přenosu tepla pece porušením režimu spalování pece, což povede ke zvýšení teploty teplosměnných ploch.

Vytápěcí kamna pro domácnost mohou bezpečně fungovat, pokud jsou na ně splněny požadavky na požární bezpečnost. V tomto ohledu Výzkumný ústav požární bezpečnosti a havarijních problémů provedl výzkum ke zjištění požárního nebezpečí vytápění kamny za účelem zlepšení požárně bezpečnostních norem a předpisů pro projektování, instalaci a provoz topných kamen na tuhá paliva.

Rýže. Schéma uspořádání termočlánků na kamnech s kamnovou lavicí 1 – v topeništi pece; 2 – v komíně, v průsečíku se stropem; 3 – na stěně tloušťky 65 mm v úrovni topeniště; 4 – na přední stěně tloušťky 120 mm nad topeništěm; 5 – na povrchu desky; 6 – na lůžku; 7 – na komíně v místě, kde přechází do potrubí; 8 – na komíně, v místě křížení se stropem (tloušťka stěny komína 120 mm); 9 – na střeše nad ohybem plynovodu; 10 – na potrubí na křižovatce s komínem; 11 – na stěně o tloušťce 120 mm; 12 – pod potrubím uprostřed; 13 – na zadní stěně pece na

úroveň kouřového kanálu

Na pokusném místě ústavu byla postavena topná a varná vícekanálová kamna s kamnovou lavicí o rozměrech 770*1020 mm v půdorysu z plných cihel třídy M 175-200. Stěny topeniště po obvodu topeniště a v místě kouřovodů byly provedeny v různých tloušťkách 65 a 120 mm, tloušťka stěn komína byla 120 mm. Na křižovatce stropu

budovy ke komínu pece, tloušťka stěny trubky po jejím obvodu byla 120 mm. Kamna jsou napojena na komín pomocí zděné trubky (vodorovný kouřový kanál). Délka trubky je 2200 mm. Stěny a dno jsou zděné na hraně (čtvrtina cihly) a se střechou z jedné řady plochých cihel. Na zdění byla použita hlína s vysokým obsahem nečistot.

Pro dosažení maximálních teplot byla pec během zkušební doby doplňována palivem při dohořívání, o čemž svědčí teplota spalin.

ČTĚTE VÍCE
Musím před pověšením tapety odstranit lepidlo na tapety?

Během testů byly zaznamenávány hodnoty termočlánků instalovaných uvnitř pece, na vnějších stěnách a komínu pece (obr.).

Dynamiku teplotních změn na vnějším povrchu stěn, uvnitř kamen a vodorovného komína při spalování dřevem ukazuje tabulka.

Závislost teploty na povrchu stěn, uvnitř kamen a komína

od doby spálení dřevem

Termočlánek Doba hoření, min. a hodnoty teploty, oC

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

1 690 780 820 880 945 880 860 860 860 850 815 800

2 300 315 345 350 420 460 330 320 320 315 320 330

3 100 140 155 160 170 180 195 215 215 215 215 215

4 45 60 75 90 95 110 125 130 135 140 145 155

5 275 375 395 415 425 460 450 455 455 460 435 430

6 45 50 60 60 70 70 70 70 70 65 70 70

7 55 70 80 90 95 95 105 115 120 130 130 130

8 30 30 35 40 45 50 55 55 55 60 60 60

9 30 35 35 40 50 55 60 60 65 65 65 65

10 35 35 45 55 60 70 75 75 75 75 80 80

11 80 105 120 140 150 155 155 160 160 160 160 160

12 25 30 35 50 65 75 85 85 85 85 85 85

13 100 125 140 150 160 165 170 175 175 175 175 175

Při spalování dřeva bylo dosaženo teplot nad 100 °C, které při delší expozici vedou k vznícení nechráněných konstrukcí:

– na stěně o tloušťce 65 mm v úrovni topeniště o 24 minut. Maximální teplota byla 215 oC za 240 minut. Do konce požáru (360 min) nebylo pozorováno další zvýšení teploty;

– na stěně tloušťky 120 mm při 60 minutách hoření. Za 240 minut se teplota zvýšila na 160 °C,

– na 120 mm silnou stěnu nad dvířky topeniště o 160 minut. Po 360 minutách se teplota zvýšila na 155 °C, poté se teplota zvýšila

ČTĚTE VÍCE
Jaké typy zařízení se používají při urovnávání půdy?

– na komíně, v místě, kde se o 204 minut změní v potrubí. Po 306 minutách se teplota zvýšila na 130 °C.

Maximální teplota 70 °C na loži dosáhla 140 minut.

Maximální ohřev stěn komína v místě křížení se střechou byl 60 °C. Teplota byla zaznamenána po 300 minutách.

Maximální ohřev odpadní plochy ve zděné stěně o tloušťce 65 mm byl 230 °C (120 min) a tloušťka 120 mm – 215 °C (164 min). Tyto výsledky naznačují, že když nejsou švy zcela vyplněny, doba ohřevu stěn pece se zkrátí téměř o polovinu.

K tepelnému rozkladu hořlavých materiálů (papír, hadry) nanesených na odpadní jímku a na trhliny ve zdivu tloušťky 65 a 120 mm došlo 4 minuty po vzniku požáru.

Po 112 minutách při teplotě 165 °C byly na pohyblivé stěně instalované v blízkosti stěny pece s odpadní plochou pozorovány známky požáru. Pohyblivá stěna instalovaná ve vzdálenosti 10 mm od prasklé stěny pece se zahřála na 750 °C za 160 minut.

Získaná data potvrzují, že přítomnost dutin a trhlin ve stěnách a drážkách pece je jedním z faktorů přispívajících ke vzniku požáru.

Zapálení nechráněných hořlavých konstrukcí sálavým zářením z otevřeného topeniště je možné ve vzdálenosti 100 mm 2,5 minuty po otevření dvířek topeniště.

Výskyt známek ohně na tkanině byl pozorován od vzdálenosti 250 mm od topeniště. Na látce umístěné ve větší vzdálenosti nebyly žádné známky ohně.

Studie ukázaly, že bezpečná tloušťka řezu je 250 mm (při této tloušťce dosahuje maximální teplota na vnější straně řezu 35 °C). Podle [3, 4] by se rozměry drážek pecí a kouřovodů s přihlédnutím k tloušťce stěny pece měly rovnat 500 mm u stavebních konstrukcí z hořlavých materiálů a 380 mm u chráněných konstrukcí.

S přihlédnutím k potřebě zvýšení trvanlivosti a tepelné odolnosti drážkové konstrukce, čehož se dosahuje podvazováním zdiva, se navrhuje stanovit minimální velikost drážky pece na minimálně 380 mm.

Podle studií je bezpečná vzdálenost od vnějšího povrchu kamen nebo kouřovodu ke stěně nebo příčce 100 mm. Dle [3, 4] je stanovená vzdálenost stanovena v závislosti na tloušťce stěny pece a protipožární ochraně stěny (od 200 do 500 mm).

Studie ukázaly, že tloušťka trouby 120 mm je bezpečná.

ČTĚTE VÍCE
Je možné izolovat podlahu v dřevěném domě pomocí Penoplex?

Výsledky výzkumu vytvořily základ pro regulační dokument stanovující požadavky na projektování, konstrukci a

provoz topenářských a topenářských pecí na tuhá paliva.

Seznam použité literatury

1. Sidoruk V.I. Požární prevence otopných soustav / V.I. Sidoruk. – M.: Stroyizdat, 1988. – 79 s.

2. Požární prevence ve stavebnictví: Učebnice. pro požárně-technické školy / B.V. Grushevsky [a další]; Ed. B.V. Grushevsky. – M.: Stroyizdat, 1989. – 79 s.

3. Vytápění, větrání a klimatizace: SNiP 2.04.05-91. Vstupte 01.01.1992/1991/61. – M.: Institute of Promstroyproekt, XNUMX. – S. XNUMX.

4. Vytápění, větrání a klimatizace: SNB 4.02.0103. Vstupte. 01.01.2004/2003/66. – Minsk: RUP „Stroytekhnorm“, XNUMX. – S. XNUMX.

Vytápění kamen představuje zvýšené nebezpečí požáru ve srovnání s jinými druhy vytápění (vodou, párou nebo vzduchem). Nebezpečí požáru kamen je způsobeno nebezpečím spalování paliva ve formě palivového dřeva, uhlí, rašeliny, břidlice atd., zahřívání prvků kamen na vysoké teploty a přítomností hořlavých konstrukcí, předmětů a materiálů ve vytápěných místnostech.

Příčiny požárů z topení kamen lze rozdělit do pěti hlavních skupin:

– přímý dopad plamene a spalin na hořlavé stavební konstrukce;

– tepelný účinek zahřátých povrchů pece na hořlavé konstrukce v případě nedostatečné tepelné ochrany nebo nesprávného provádění řezů a ústupů;

– kontakt hořlavých předmětů a materiálů s přehřátými povrchy pecí;

– tepelné záření z plamene vyhřívaných varných podlah, pecí, dveří pecí na hořlavých konstrukcích a materiálech;

– kontakt žhavého uhlí a jisker s nechráněnou podlahou nebo střechou budovy.

Měření v experimentální peci ukázala, že teplota spalin při spalování se v různých bodech objemu pece a v čase výrazně mění. Spaliny mají vysokou teplotu a mohou způsobit vznícení materiálů skupin hořlavosti G3-G4 i při krátkodobém kontaktu.

Častou příčinou požárů z topení kamen je tepelné působení vyhřívaných povrchů kamen na hořlavé stavební konstrukce a materiály. Teplota teplosměnných ploch závisí na konstrukci, materiálu a tloušťce stěn topeniště, druhu a množství spáleného paliva a délce spalovacího procesu. K prevenci požárů se používají škrty a podrazy.

Řezání je zesílení stěny topeniště nebo kouřovodu v místě styku se stavební konstrukcí z hořlavého materiálu.

Svislé řezy (obr. 3) se provádějí:

– mezi kamny a hořlavou stěnou nebo přepážkou, která je s nimi v kontaktu;

– mezi kouřovými kanály vytvořenými v hlavních stěnách a stavebními konstrukcemi z nehořlavých a málo hořlavých materiálů;

ČTĚTE VÍCE
Jak správně natřít interiérové ​​dřevěné dveře?

– mezi hlavními komíny a hořlavými stavebními konstrukcemi, které jsou s nimi v kontaktu.

Rýže. 3. Žáruvzdorné vertikální řezání:

1 – trouba; 2 – vertikální řezání; 3 – stěna z hořlavých materiálů

Při provádění vertikálních řezů je třeba dodržovat následující technické a požárně bezpečnostní požadavky:

– řezání musí být provedeno na celou výšku kamen nebo komína;

– tloušťka řezu nesmí být menší než tloušťka stěny nebo příčky;

– řezání musí být prováděno odděleně od trouby. Není dovoleno přivazovat řez k peci nebo potrubí, aby se zabránilo tvorbě trhlin při sedání budovy:

– musí být zajištěna stabilita řezání. Je povoleno připevnit odřezek ke stavební konstrukci;

– hořlavé obložení stropu a podlaha jsou přivedeny pouze k řezání;

– řez mezi kouřovodem a ventilačním potrubím musí zabránit pronikání kouřových plynů do ventilačního potrubí;

– rozměry drážek, kterými je celková tloušťka stěn topeniště a tloušťka vložky z nehořlavého materiálu, musí být minimálně 380 mm ke stavebním konstrukcím z hořlavých materiálů, chráněných před ohněm 25 mm silná omítka na kovové síti nebo plech na 8 mm silné azbestové lepenky a minimálně 500 mm – na konstrukce nechráněné před ohněm.

Svislé řezy mezi pecí a stavební konstrukcí jsou uspořádány, když jsou pece umístěny ve stěnovém otvoru nebo když k němu přiléhají hořlavé stěny a příčky. Řez cihel na příčky musí mít tloušťku minimálně 120 mm, aby byla zajištěna dostatečná stabilita.

Horizontální řezy (Obr. 4) by měla být poskytnuta v následujících případech:

– v blízkosti pecí nebo potrubí z hořlavých trámů nebo kovových a železobetonových prvků budovy;

– když kouřovody a potrubí protínají hořlavé podlahy nebo půdní krytiny budovy;

– když dvoupatrová kamna překročí mezipodlažní podlahu budovy.

Rýže. 4. Horizontální řezy:

a – řezání bez plstěné izolace; b – řezání při zateplování dřevěných konstrukcí dvěma vrstvami plsti napuštěné hliněným roztokem; 1 – kouřový kanál; 2 – řezání cihel; 3 – dřevěný trám; 4 – plsť (dvě vrstvy); 5 – ohnivzdorný materiál; 6 – cementový sokl (v místech, kde procházejí komíny)

Ústup je prostor mezi vnějším povrchem kamen nebo kouřovodu a stěnou nebo přepážkou z hořlavých nebo málo hořlavých materiálů, chráněných nebo nechráněných před ohněm.

Líbil se vám článek? Přidejte si ji do záložek (CTRL+D) a nezapomeňte ji sdílet se svými přáteli: