Огнестойкость строительной конструкции

Адсорбция. Абсорбция.

Физико-химические методы очистки. Очистка воздуха от газо- и пылеобразных примесей может быть основана на использовании ряда физико-химических методов. К таким методам относятся абсорбция, адсорбция, хемосорбция, каталитическое дожигание и др.

Абсорбция заключается впоглощении жидкостями паро- и газообразных примесей очищаемого воздуха. Она представляет собой процесспоглощения газов или паров поверхностью твердых веществ – адсорбентов таких как активированный уголь, силикагель, глинозем. Адсорбенты применяют при малом содержании ивоздухе паров растворителей, двуокиси серы и т. п.

Конструктивно абсорберы изготовляют в виде аппаратов с пористой или тарельчатой насадками, барботажно-пенных аппаратов и др.

Схемы абсорбера с насадкой (а) и барботажно-пенного (б): 1 – корпус; 2 – брызгоуловитель; 3 – труба с форсунками; 4 – насадка; 5 – труба для отвода жидкости; 6 – решетка; 7 – гидрозатвор

 

Абсорбцию можнопроводить в аппаратах как периодического, так и неппрерывного действия. В обоих случаях имеет большое значение процесс смешения газа и жидкости.

Адсорбционные методы очистки основаны на селективном извлечении примесей твердыми поглотителями – адсорбентами.

Адсорбцию можно осуществлять периодически – пропускать паро- или газовоздушную смесь через слой неподвижного поглотителя и непрерывно пропускать через слой адсорбента, движущегося навстречу очищаемому газу. В качестве адсорбентов применяют вещества, обладающие пористой структурой и сорбционными свойствами поверхности (активированные угли, силикагели, синтетические цеолиты и др.). Десорбция поглощенных веществ из адсорбента обычно проводится острым паром.

Адсорбционные и абсорбционные установки могут обеспечить 99,5 – 99,8%-ную степень очистки паро- или газовоздушной смеси.

Хемосорбция заключается в промывке очищаемого воздуха растворами, вступающими в химические реакции с газообразными примесями в воздухе, такими, как двуокись серы, хлор, сероводород и т. п.

 

Адсорбция. Очистка сточных вод методом адсорбции основана на том, что растворенные в них вещества адсорбируются на поверхности адсорбента. Различают адсорбцию в статических и динамических условиях. Адсорбцией в динамических условиях называется процесс, протекающий на поверхности адсорбционного фильтра при прохождении через него воды. Адсорбцией в статических условиях называется процесс, протекающий на адсорбенте при добавлении к определенному количеству воды определенного количества адсорбента. Скорость процесса адсорбции зависит от концентрации, физико– химической природы и структуры растворенных веществ, температуры воды, вида и свойств адсорбента. В общем случае процесс адсорбции складывается из трех стадий: переноса вещества из сточной воды к поверхности зерен адсорбента (внешнедиффузионная область), собственно адсорбционного процесса переноса вещества внутри зерен адсорбента (внутридиффузионная область). Лимитирующими стадиями процесса может быть внешняя или внутренняя диффузия, либо обе эти стадии. Оптимальный процесс адсорбции целесообразно проводить при интенсивных гидродинамических режимах, чтобы он лимитировался во внутридиффузионной области, сопротивление которой можно снизить, изменяя структуру адсорбента, уменьшая размеры зерна. При адсорбции в статических условиях концентрация растворенного вещества снижается до равновесной. При динамических условиях в воде, проходящей через слои адсорбента, концентрация растворенного вещества постепенно снижается. Если фильтрующей загрузки много, то можно практически целиком удалить из воды загрязняющее вещество. Если адсорбирующее вещество является малоценным и стоимость адсорбента невысока (опилки, торф, шлак и т. д.), то после очистки адсорбент выбрасывается вместе с адсорбированным веществом. Если загрязняющее вещество и адсорбент представляют собой определенную ценность, то адсорбент подвергается регенерации непосредственной отгонкой адсорбированного вещества, экстракцией его каким-либо растворителем или переведением адсорбированного вещества в плохо адсорбируемое производное. Часто регенерировать адсорбент полностью не удается, так как он вступает в химические реакции с адсорбируемым веществом. Адсорбцию используют для обезвреживания сточных вод от фенолов, гербицидов, пестицидов, ароматических нитросоединений, ПАВ, красителей. Достоинством метода является высокая эффективность, возможность очистки сточных вод, содержащих несколько веществ, а также рекуперации этих веществ. В качестве сорбентов используют активные угли, синтетические сорбенты и некоторые отходы производства (золу, шлаки, опилки). Большую роль адсорбционные явления играют в процессе биологической очистки сточных вод. В любом очистном сооружении: на полях орошения, полях фильтрации, на биофильтрах, биоокислителях, в аэротенках и метантенках – первым этапом очистки является адсорбция загрязняющего воду вещества активным илом, активной пленкой или септическим илом. И только вторым этапом является его разрушение (минерализация).

Различают физическую абсорбцию и хемосорбцию.

При физической абсорбции процесс поглощения не сопровождается химической реакцией.

При хемосорбции абсорбируемый компонент вступает в химическую реакцию с веществом абсорбента.

В технике и химической технологии чаще всего встречается абсорбция (поглощение, растворение) газов жидкостями. Но известны и процессы абсорбции газов и жидкостей кристаллическими и аморфными телами (например, абсорбция водорода металлами, абсорбция низкомолекулярных жидкостей и газов цеолитами, абсорбция нефтепродуктов резинотехническими изделиями и т.п.).

Часто в процессе абсорбции происходит не только увеличение массы абсорбирующего материала, но и существенное увеличение его объема (набухание), а также изменение его физических характеристик – вплоть до агрегатного состояния.

На практике абсорбция чаще всего применяется для разделения смесей, состоящих из веществ, имеющих различную способность к поглощению подходящими абсорбентами. При этом целевыми продуктами могут быть как абсорбировавшиеся, так и не абсорбировавшиеся компоненты смесей.

Обычно в случае физической абсорбции абсорбировавшиеся вещества могут быть вновь извлечены из абсорбента посредством его нагревания, разбавления неабсорбирущей жидкостью или иными подходящими способами. Регенерация химически абсорбированных веществ также иногда возможна. Она может быть основана на химическом или термическом разложении продуктов химической абсорбции с высвобождением всех или некоторых из абсорбированных веществ. Но во многих случаях регенерация химически абсорбированных веществ и химических абсорбентов бывает невозможной или технологически/экономически нецелесообразной.

Явления абсорбции широко распространены не только в промышленности, но и в природе (пример - набухание семян), а также в быту. При этом они могут приносить как пользу, так и вред (например, физическая абсорбция атмосферной влаги приводит к набуханию и последующему расслоению деревянных изделий, химическая абсорбция кислорода резиной - к потере ею эластичности и растрескиванию).

 

Огнестойкость строительной конструкции

Условия развития пожара в зданиях и сооружениях во многом определяются степенью их огнестойкости

Пределом огнестойкости называется время в часах от начала испытания конструкции на огнестойкость до возникновения одного из следующих признаков:

• образовании в конструкции сквозных трещин и отверстий, через которые проникают продукты сгорания или пламя;

• повышение температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140 оС или в любой точке этой поверхности более чем на 180 оС по сравнению с температурой конструкции до испытания, или более чем на 220 оС независимо от температуры конструкции до испытания;

• потеря конструкцией несущей способности, т.е. обрушение ее.

Числовые значения предела огнестойкости конструкции устанавливают экспериментально или расчетом.

За предел распространения огня принимают размер поврежденной зоны при испытании образца строительной конструкции размером 2х2 м в огневой печи при одностороннем воздействии огня в течение 15 мин.

По возгораемости строительные материалы и конструкции делятся на три группы:

• несгораемые материалы, которые при воздействии на них тепла сохраняют свою массу постоянной;

• трудносгораемые, у которых потеря массы при воздействии огня не превышает 20%;

• сгораемые, потеря массы которых при воздействии огня составляет более 20%.

Несгораемыми являются все естественные и искусственные неорганиче-ские материалы, а также применяемые в строительстве металлы, гипсовые или гипсоволоконные плиты при содержании органической массы до 8%, минераловатные плиты на синтетической, крахмальной или битумной связке при содержании ее до 6% по массе.

Трудносгораемые под воздействием огня или высоких температур с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть или тлеть только при наличии источника огня. Такие материалы состоят из сгораемых и несгораемых составляющих.

Сгораемые строительные материалы под воздействием огня или высоких температур воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня. К сгораемым относятся органические материалы, не подвергнутые глубокой пропитке огнезащитными составами.

Степень огнестойкости, кроме того, зависит и от пределов распространения огня по этим конструкциям. Распространение огня, которое может быть линейным или объемным, создает новые очаги пожара.

При линейном распространении пламя перемещается по поверхности го-рючих материалов. При объемном распространении пожара новые очаги его возникают в том же или других помещениях вследствие передачи тепла через различные проемы под действием избыточного давления в основном очаге пожара.

В связи с этим, в соответствии с требованиями СНиП 2.01.02-85 «Проти-вопожарные нормы» не допускается размещать помещения, в которых хранятся или применяются горючие газы и жидкости, а также процессы, связанные с образованием горючих пылей, под помещениями, предназначенными для одновременного пребывания более 50 человек. В подвальных и цокольных этажах не допускается размещать помещения, в которых хранятся горючие газы и жидкости, а также легковоспламеняющиеся материалы. Для зданий производственного и складского назначения предусматриваются пожарные лестницы по периметру здания не реже чем через 200 м. На чердаках здания следует предусматривать вдоль всего здания проходы высотой не менее 1,6 м и выходы на крышу, оборудованные стационарными лестницами через двери, люки или окна размерами не менее 0,6 ∙ 0,8м.

Противопожарные преграды в производственных зданиях предназначены для преграждения пожара. К ним относятся противопожарные стены, перекрытия, перегородки, зоны, тамбуры, шлюзы, двери, окна, люки, клапаны. В зависимости от области применения, эти преграды или их отдельные элементы имеют различные пределы огнестойкости: от 0,25 ч – для противопожарных дверей, окон, перегородок; до 2,5 ч – для противопожарных стен и перекрытий.

Противопожарные стены служат для разделения на секции больших по площади зданий различного назначения и различных производственных процессов, уменьшения противопожарных разрывов между зданиями и могут быть не только внутренними, но и наружными, предназначенными для ограничения распространения пожара на соседние здания или сооружения. Они возводятся на всю высоту здания или сооружения, разделяя покрытия, перекрытия и другие конструкции (независимо от групп возгораемости), и надежно ограничивают распространение пожара как по наружным стенам, так и по покрытиям. Противопожарные преграды могут быть трех типов и должны выполняться, как правило, из несгораемых материалов и иметь пределы огнестойкости, приведенные в табл. 9.3.

 

Таблица 9.3.

Преграды	Пределы огнестойкости
Противопожарные стены	2,50	0,75	-
Двери, окна, ворота, люки, клапаны	1,20	0,50	0,25
Перегородки	0,75	0,25	-
Двери тамбур-шлюзов	0,75	0,60	-
Перегородки тамбур-шлюзов	0,75	-	-
Противопожарные перекрытия	2,50	1,00	0,75

Пределы огнестойкости противопожарных преград

 

При сгораемых и трудно сгораемых наружных стенах противопожарные стены должны выступать на наружную плоскость стен, за карнизы и свесы крыш не менее чем на 30 см.

В противопожарных стенах и в несгораемых перекрытиях допускается предусматривать проемы по технологическим соображениям. Общая площадь проемов не должна превышать 25 % площади противопожарной стены.

Для исключения возможности распространения пожара в смежных помещениях, заполнение проемов в противопожарных стенах (двери, ворота, окна, люки и др.) должно выполняться из негорючих материалов. Допускается в противопожарных дверях и люках применять древесину, защищенную со всех сторон негорючими материалами толщиной не более 4 мм, или древесину, подвергнутую огнезащитной обработке.

В противопожарных стенах можно устроить не открывающиеся окна, которые обычно изготавливаются из стеклоблоков.

При любом способе устройства навески дверей в противопожарных стенах они должны быть оборудованы механизмом самозакрывания.

Для исключения задымления помещений, смежных с горящим помещением, строительными нормами и правилами предусматривается устройство дымовых люков.

Открыванием дымовых люков создаются более благоприятные условия для эвакуации людей из горящего здания, облегчается работа пожарных подразделений по тушению пожара.

Дымовые люки устраиваются в покрытиях стен театров и в бесфонарных зданиях с производствами, отнесенными к категориям А, Б и В. В бесфонарных производственных зданиях площадь поперечного сечения люков или шахт принимают 0,2% от площади производственных помещений. В помещениях с оконными проемами дымовые люки не предусматриваются, если глубина этих помещений не превышает 30 м. Для удаления дыма в случае пожара в подвальном помещении нормы предусматривают устройство окон размером не менее 0,9•1,2 м на каждые 1000 м2 площади помещения.

Сечение домового люка обычно перекрывается клапаном. Клапаны могут открываться вручную и автоматически. Для того, чтобы клапаны открывались легко, их оборудуют отжимными рычагами или противовесами.

Стихийные бедствия

Природные источники опасности - это природные объекты, явления природы и стихийные бедствия, которые могут повлечь вред человеку или же представляют угрозу для жизни или здоровья человека (землетрясения, оползни, сели, вулканы, наводнения, снежные лавины, штормы, ураганы, ливни, град, туманы, гололед, молнии, астероиды, солнечное и космическое излучение, опасные животные, растения, рыбы, насекомые, грибы, бактерии, вирусы, заразные болезни).

Бедствие стихийное – это разрушительное явление, обладающее огромной силой, причиняющее значительный вред территории, на которой оно происходит. В процессе катастрофы такого типа наносится большой ущерб. Это могут быть: землетрясения, цунами, оползни, засухи, наводнения, смерчи, ураганы и многое другое. Классификация стихийных бедствий Чрезвычайные ситуации природного характера, или стихийные бедствия, в России и других станах принято классифицировать следующим образом: Геологические явления. Инфекционные заболевания людей. Гидрологические явления. Инфекционные заболевания скота. Геофизические опасные явления. Поражения сельскохозяйственных растений вредителями и болезнями. Природные пожары. Морские гидрологические явления. Метеорологические и агрометеорологические явления: ураганы; бури; шквалы; смерчи; вертикальные вихри; морозы; торнадо; ливни; снегопады; засуха; метели; туманы и т. д. Виды стихийных бедствий характеризуются и величиной катастрофы, а также числом жертв и размером нанесенного ущерба, а не площадью разрушенной территории. Например, даже самые сильные землетрясения, произошедшие в обширной незаселенной местности, не относятся к значительным катастрофам, в отличие от более слабых толчков, случившихся в густонаселенных регионах.