Исследование параметров токсичности продуктов горения мягких элементов мебели

Введение. Мягкая мебель занимает достаточно значительное по площади пространство помещений многих общественных зданий. При ее горении могут образовываться смеси токсичных газов, количественный и качественный состав которых неизвестен. Поэтому получение экспериментальных данных по токсичности мягкой мебели является актуальной задачей.

Цель. Экспериментальное определение воспламеняемости и параметров токсичности продуктов горения мягких элементов мебели, необходимых для расчета времени блокирования путей эвакуации в зданиях.

Для ее достижения были проведены экспериментальные исследования образцов мягких элементов мебели на стандартных установках, а также на установке по определению пожарной опасности конденсированных веществ и материалов.

Методы исследования. Использовались стандартные методы определения воспламеняемости декоративных тканей (ГОСТ Р 50810–95), воспламеняемости элементов мягкой мебели (ГОСТ Р 53294–2009), показателя токсичности продуктов горения (ГОСТ 12.1.044.89, п. 4.20) и метод оценки концентраций токсичных газов на маломасштабной экспериментальной установке для определения пожарной опасности конденсированных веществ и материалов.

Результаты исследований и их обсуждение. Выполнено определение воспламеняемости материалов и компо­зиций мягкой мебельной продукции, а также оценка токсичности газовой среды при их термическом раз­ложении в маломасштабной экспериментальной установке, позволяющей измерять концентрации токсичных газов. Проведены экспериментальные исследования по изучению параметров токсичности наиболее опасных газов, образующихся при горении ряда образцов мягких элементов мебели. Выявлено, что при горении мягких элементов мебели выделяются в опасных для жизни и здоровья человека концентрациях такие высоко­токсичные газы, как циановодород и монооксид углерода.

Выводы. Получены новые экспериментальные данные по удельной массовой скорости выгорания, а также численным значениям удельных коэффициентов образования монооксида углерода и циановодорода мягких элементов мебели, что позволит расширить существующую базу данных типовой пожарной нагрузки в помещениях зданий.

1. Пузач С.В., Доан В.М., Нгуен Т.Д., Сулейкин Е.В., Акперов Р.Г. Образование, распространение и воздействие на человека токсичных продуктов горения при пожаре в помещении. М. : Академия ГПС МЧС России, 2017. 130 с.

2. Пузач С.В., Болдрушкиев О.Б. Определение удельного коэффициента образования и критической парци­альной плотности циановодорода и монооксида углерода при пожаре в помещении // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2019. Т. 28. № 5. С. 19–26. DOI: 10.18322/PVB.2019.28.05.19-26

3. Константинова Н.И., Зубань А.В., Булгакова А.А. Совершенствование методологического подхода к оценке пожарной опасности матрацев // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2022. Т. 31. № 2. С. 22–32. DOI: 10.22227/0869-7493.2022.31.02.22-32

4. Konstantinova N.I., Erofeev O.O. Development of materials for upholstered furniture elements of reduced fire hazard // Fibre Chemistry. 2022. Vol. 54. Pp. 258–262. DOI: 10.1007/s10692-023-10389-8

5. Thomas T., Babich M.A. CPSC staff exposure and risk assessment of flame retardant chemicals in residential upholstered furniture // U.S. Consumer Product Safety Commission. 2015. P. 109. DOI: 10.13140/RG.2.1.3291.6646

6. Storesund K., Steen-Hansen A., Bergstrand A. Fire safe upholstered furniture Alternative strategies to the use of chemical flame retardants // Report. 2015. Nо. A15 20124: 2. 48 p. DOI: 10.13140/RG.2.2.15431.70564

7. Пузач С.В., Константинова Н.И., Акперов Р.Г., Овчинников А.О. Пожарная опасность элементов мягкой мебели // Ройтмановские чтения : cб. мат. XI науч.-практ. конф., под ред. Д.А. Самошина. М. : Академия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, 2023. С. 70–74.

8. Fabian T.Z., Gandhi P.D. Upholstered furniture flammability: Full-scale furniture and flashover experiments // Conference: Fire & Materials. 2013. Pр. 1–11.

9. Zammarano M., Hoehler M.S., Shields J.R., Thompson A.L., Kim I., Leventon I.T. et al. Bundy full-scale experiments to demonstrate flammability risk of residential upholstered furniture and mitigation using barrier fabric. National Institute of Standards and Technology, 2020. DOI: 10.6028/NIST.TN.2129

10. Nasare S., Pitts W., Matko S., Davis R.D. Evaluating smoldering behavior of barrier fabrics // Journal of Fire Sciences. 2014. Vol. 32. Issue 6. Pр. 539–562. DOI: 10.1177/0734904114543450

11. Davis A., Ryan P.B., Cohen J.A., Harris D., Black M. Chemical exposures from upholstered furniture with various flame retardant technologies // Indoor air. 2021. Vol. 31. Issue 5. Pр. 1473–1483. DOI: 10.1111/ina.12805

12. Пузач С.В., Бачурин Д.В., Акперов Р.Г., Болдрушкиев О.Б., Балаев А.А. Образование токсичных газов при горении мягких игрушек в многофункциональных торгово-развлекательных комплексах // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2023. Т. 32. № 1. С. 41–50. DOI: 10.22227/0869-7493.2023.32.01.41-50

13. Пузач С.В., Болдрушкиев О.Б., Акперов Р.Г. О необходимости учета совместного воздействия токсичных продуктов горения при определении времени блокирования путей эвакуации // Ройтмановские чтения : сб. мат. 10-й науч.-практ. конф. (г. Москва, 26 мая 2022 года). М., 2022. С. 96–99.

14. Jakobsen J., Babigumira R., Danielsen M., Grimsrud T.K., Olsen R., Rosting C. et al. Work conditions and practices in Norwegian fire departments from 1950 until today: a survey on factors potentially influencing carcinogen exposure // Safety and Health at Work, 2020. Vol. 11. Issue 4. Pp. 509–516. DOI: 10.1016/j.shaw.2020.07.004

15. Wang S., Huang D., Guo C., Yuan Q., Chen Y., Lin P., Duan P. Bottom fire ehaviour of thermally thick natural rubber latex foam // E-Polymers. 2019. Vol. 19. Issue 1. Pp. 9–14. DOI: 10.1515/epoly-2019-0002

16. Pauluhn J. Phosgene inhalation toxicity: Update on mechanisms and mechanism-based treatment strategies // Toxicology. 2021. Vol. 450. P. 152682. DOI: 10.1016/j.tox.2021.152682

17. Kaczorek-Chrobak K., Fangrat J. PVC-based copper electric wires under various fire conditions: toxicity of fire effluents // Materials. 2020. Vol. 13. Issue 5. P. 1111. DOI: 10.3390/ma13051111

18. Pauluhn J. Acute inhalation toxicity of carbon monoxide and hydrogen cyanide revisited: Comparison of models to disentangle the concentration × time conundrum of lethality and incapacitation // Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2016. Vol. 80. Pр. 173–182. DOI: 10.1016/j.yrtph.2016.06.017