Nghiên cứu, xác Định các Đặc trưng nguy hiểm cháy về khả năng sinh khói và Độc tính của sản phẩm khói vật liệu gỗ phục vụ công tác kiểm Định

--- ---CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2013-2014 NGHIÊN CỨU, XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG NGUY HIỂM CHÁY VỀ KHẢ NĂNG SINH KHÓI VÀ ĐỘC TÍNH CỦA SẢN PHẨM KHÓI VẬT LIỆU GỖ PHỤC VỤ CÔNG T

-

 -CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2013-2014

NGHIÊN CỨU, XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG NGUY HIỂM CHÁY VỀ KHẢ NĂNG SINH KHÓI VÀ ĐỘC TÍNH CỦA SẢN PHẨM KHÓI VẬT LIỆU GỖ PHỤC VỤ CÔNG TÁC KIỂM ĐỊNH

Giáo viên thực hiện: Khúc Quang Trung

Đơn vị:

Nguyễn Thành Kiên Khoa Phòng Cháy

Hà Nội, 2014

-MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 3

1 Lý do nghiên cứu đề tài 3

2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 7

3 Đối tượng và giới hạn nghiên cứu 3

4 Phương pháp nghiên cứu 4

5 Kết cấu của đề tài 4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU GỖ 5

1.1 Khái quát chung về gỗ 5

1.1.1 Vai trò 51.1.2 Ưu, nhược điểm 51.1.3 Phân loại gỗ 61.2 Tính chất cơ bản của vật liệu gỗ 7

1.2.1 Tính chất vật lý 71.2.2 Tính chất cơ học 101.3 Thống kê các loại vật liệu gỗ sử dụng trong xây dựng và dân dụng 121.4 Đặc tính của vật liệu gỗ trong điều kiện cháy 13

1.4.1 Sự thay đổi đặc tính của vật liệu gỗ trong điều kiện cháy 141.4.2 Tính nguy hiểm cháy của vật liệu gỗ 161.5 Khả năng sinh khói và độc tính của sản phẩm khói vật liệu gỗ 17

2.2.1 Quy trình thực nghiệm xác định khả năng sinh khói của SDC 22

2.2.2 Quy trình thực nghiệm đo độ độc tính của sản phẩm cháy sinh ra trong quá trình đốt vật liệu gỗ trên máy FTIR 25

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29

3.1 Kết quả thực nghiệm xác định khả năng sinh khói của một số vật liệu gỗ 31

3.2 Kết quả thực nghiệm xác định độ độc tính của khói sinh ra khi đốt vật liệu gỗ

35

3.3 Công tác kiểm định PCCC về khả năng sinh khói và độc tố của vật liệu……333.3.1 Kiểm định PCCC về khả năng sinh khói của vật liệu xây dựng…………333.3.2 Kiểm định PCCC về độc tính của sản phẩm cháy sinh ra trong quá trình đốt cháy vật liệu xây dựng……… …………36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do nghiên cứu đề tài

Đồ gỗ ngày càng được sử dụng phổ biến không chỉ ở Việt Nam mà còn được

ưa dùng trên toàn thế giới Theo khảo sát mới đây của Hiệp hội gỗ và Lâm sản ViệtNam (Viforest), nhu cầu sử dụng đồ gỗ nội thất của thị trường nội địa có thể lên tới

1 tỷ USD/năm Đối với các khách sạn từ ba sao trở lên, mỗi năm nhu cầu về đồ gỗvào khoảng 18- 20 triệu đồng/phòng Tại Thành phố Hồ Chí Minh, nhu cầu về đồ

gỗ của các hộ gia đình trong một năm là 6 triệu đồng, ở Hà Nội con số này là 3triệu đồng Như vậy, nhu cầu về việc sử dụng vật liệu gỗ là rất lớn và phổ biến,chúng ta có thể dễ dàng gặp vật liệu gỗ ở mọi nơi Tuy nhiên, gỗ là vật liệu có tínhnguy hiểm cháy, nổ cao và tỏa ra nhiều khói và khí độc khi cháy, gây những thiệthại lớn về tài sản cũng về tính mạng, sức khỏe con người Trên thực tế, các vụcháy liên quan đến gỗ thường cháy lan mạnh, khả năng năng sinh khói cao vànhiều gây cản trở cho công tác chữa cháy và thoát nạn cho người trong điều kiện

cháy Chính vì vậy, chúng tôi đã lựa chọn chuyên đề khoa học “Nghiên cứu, xác định các đặc trưng nguy hiểm cháy về khả năng sinh khói và độc tính của sản phẩm khói vật liệu gỗ phục vụ công tác kiểm định”

2 Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu, khảo sát mức độ sinh khói của các loại vật liệu gỗ như gỗthông, gỗ chò chỉ và gỗ keo

- Khảo sát độ độc tính của sản phẩm khói vật liệu gỗ (gỗ thông, gỗ chò chỉ

và gỗ keo) trên thiết bị SDC và FTIR

- Xây dựng phiếu kết quả thí nghiệm phục vụ cho công tác kiểm định trongdự án đầu tư chiều sâu Trường Đại học PCCC

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Khả năng độ sinh khói và độc tính củasản phẩm khói vật liệu gỗ

- Phạm vi nghiên cứu: Các loại vật liệu gỗ được sử dụng trong xây dựng vàdân dụng (Chủ yếu là gỗ thông, xoan đào, gỗ chò chỉ và gỗ keo).

4 Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình nghiên cứu đề tài có sử dụng một số phương pháp sau:

- Khảo sát, điều tra thực tế

- Thực nghiệm

- Nghiên cứu phân tích tài liệu, tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam và một

số tiêu chuẩn của thế giới

- Xin ý kiến chuyên gia

- Hội thảo

5 Kết cấu đề tài

Cấu trúc của chuyên đề bao gồm: Phần mục lục, phần mở đầu, 3 chương vàkết luận chung Trong đó:

Chương 1 Tổng quan về vật liệu gỗ.

Chương 2 Thực nghiệm khả năng sinh khói và độc tính của sản phẩm khói

một số loại vật liệu gỗ

Chương 3 Kết quả và thảo luận

Kết luận chung đề tài

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU GỖ 1.1 Khái quát chung về gỗ.

1.1.1 Vai trò.

Gỗ là vật liệu thiên nhiên được sử dụng khá rộng rãi trong xây dựng và trongsinh hoạt vì những ưu điểm cơ bản sau: nhẹ; có cường độ khá cao; cách âm, cáchnhiệt và cách điện tốt; dễ gia công (cưa xẻ, bào, khoan, đóng đinh); vân gỗ có giátrị mỹ thuật cao Ở nước ta, gỗ là vật liệu rất phổ biến, không chỉ ở rừng núi mà ởkhắp mọi nơi, nông thôn, đồng bằng Rừng Việt Nam chiếm 47% diện tích lãnhthổ, có nhiều loại gỗ tốt và quý vào bậc nhất thế giới

Hằng năm ở nước ta có thể khai thác từ 6 đến 8 triệu m3 gỗ và hàng tỷ câytre nứa Tuy vậy hầu hết là rừng tự nhiên, bình quân lượng gỗ tính theo đầu ngườichỉ đạt 0,052m3 (bình quân ở nhiều nước từ 0,5 đến 1m3/người) Do đó việckhuyến khích trồng rừng, bảo vệ rừng, khai thác một cách có kế hoạch và nâng caohiệu suất sử dụng gỗ là những vấn đề bức thiết hiện nay

1.1.2 Ưu, nhược điểm.

a Ưu điểm.

+ Nhẹ, khỏe

+ Chịu nén và uốn tốt

+ Vật liệu phổ biến

+ Dễ chế tạo: Cưa, xẻ, khoan, bào, đóng đinh …

+ Chống xâm thực của môi trường hóa học tốt hơn so với thép và bê tông

b Nhược điểm.

Gỗ chưa qua chế biến vẫn tồn tại những nhược điểm lớn:

+ Cấu tạo và tính chất cơ lý không đồng nhất, thường thay đổi theo từng loại

gỗ, từng cây và từng phần trên cây

+ Dễ hút nước và nhả hơi nước làm sản phẩm bị cong vênh, nứt tách

+ Dễ bị sâu nấm, mục mối phá hoại, dễ cháy

+ Có nhiều khuyết tật làm giảm khả năng chịu lực và gia công chế biến khókhăn

Ngày này với kỹ thuật gia công chế biến hiện đại người ta đã có thể khắcphục được những nhược điểm của gỗ, sử dụng gỗ một cách có hiệu quả hơn, nhưsơn gỗ, sấy và ngâm tẩm gỗ, chế biến gỗ dán, tấm dăm bào và tấm sợi gỗ ép Từ gỗngười ta đã sản xuất ra xenlulô, rượu etyl, rượu butyl, giấy, cactong, axit hữu cơ vàcác sản phẩm khác.

- Gỗ tạp: Xấu, màu trắng, nhẹ, mềm dễ bị sâu mục (gạo, sung, đước…)

1.1.3.2 Theo quy định Nhà nước.

a Phân nhóm theo TCVN 1072-71; 1077-71 (về phân nhóm gỗ, quy cách,

phẩm chất gỗ)

Bảng 1 Theo chỉ số ứng suất: (6 nhóm)

dụng Nén dọc Uốn kéo Kéo dọc Cắt dọc

IV 365 - 439 750 – 899 810 - 969 70 – 84 Giẻ trắng, xoan đào…

V 305 - 364 625 – 749 675 - 809 60 - 69 Xoan mộc, trâm, thông

vàng, săng trắng…

Bảng 2 Theo khối lượng thể tích: (6 nhóm, dành cho các loại gỗ chưa có số liệu về ứng suất).

Nhóm Khối lượng thể tích (T/m 3 ) Vài loại gỗ thông dụng

II 0,73 – 0,85 Giẻ cau, xoan đào, sếu , trâm há, vàng vẻ

II 0,62 – 0,72 Bàng nâu, giẻ ngô, hoa mai, cà lỗ

IV 0,55 – 0,61 Giẻ xoan, xoài, xoan ta, săng vàng

b Phân nhóm theo nghị định 10/cp: 8 nhóm (Quy định tạm thời về sử

dụng kết cấu gỗ)

- Nhóm I: Có màu sắc, bề mặt, mùi hương đặc biệt -> Gỗ quy (trắc, gụ, trai,mun)

- Nhóm II: Có tính chất cơ học cao (Đinh, lim, sến, táu, kiềng, nghiến…)

- Nhóm III: có tính dẻo, dai để đóng tàu thuyền (chò chỉ, tếch, sáng lẻ…)

- Nhóm IV: Có màu sắc và bề mặt phù hợp gỗ công nghiệp và mộc dân dụng(Mỡ, vàng tâm, re, giổi…)

- Nhóm V: Gồm các loại gỗ thuộc nhóm hồng sắc (Giẻ, thông)

- Nhóm VI: Gồm các loại gỗ thuộc nhóm hồng sắc (Sồi, ràng ràng, bạchđàn…)

- Nhóm VII, VIII: Gỗ tạp và xấu (Gạo, núc nác, nóng…) không dùng làmkết cấu gỗ

c Phân nhóm theo TCXD 44/70 (Quy phạm thiết kế kết cấu gỗ).

- Nhóm A: Cấu kiện chịu kéo chính

- Nhóm B: Cấu kiện chịu nén và uốn

- Nhóm C: Cầu phong, litô, ván sàn, cấu kiện chịu lực phụ

1.2 Tính chất cơ bản của vật liệu gỗ

1.2.1 Tính chất vật lý.

* Độ ẩm và tính hút ẩm

Độ ẩm ảnh hưởng lớn đến tính chất của gỗ Nước nằm trong gỗ có 3 dạng:nước mao quản (tự do), nước hấp phụ và nước liên kết hóa học Nước tự do nằmtrong ruột tế bào, khoảng trống giữa các tế bào và bên trong các ống dẫn Nướchấp phụ nằm trong vỏ tế bào và khoảng trống giữa các tế bào Nước liên kết hóahọc nằm trong thành phần hóa học của các chất tạo gỗ Trong cây gỗ đang pháttriển chứa cả nước hấp phụ Trạng thái của gỗ chỉ chữa nước hấp phụ (không cónước tự do) gọi là giới hạn bão hòa thớ Tùy từng loại gỗ, giới hạn bão hòa thờ cóthể dao động từ 23 đến 35%.

Khi sấy nước từ từ tách ra khỏi mặt ngoài, nước từ lớp gỗ bên trong chuyểndần ra thay thế Khi gỗ khô thì nó lại hút hơi nước từ không khí

* Mức độ hút hơi nước:

Phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí Vì độ ẩm củakhông khí không cố định nên độ ẩm của gỗ cũng luôn thay đổi Độ ẩm mà gỗ nhậnđược khi người ta giữ nó lâu dài trong không khí có độ ẩm tương đối và nhiệt độkhông đổi gọi là độ ẩm cân bằng Độ ẩm cân bằng của gỗ khô trong không khí saukhi sấy lâu dài ở ngoài không khí là 15 đến 18%

Vì các chỉ tiêu tính chất của gỗ (khối lượng thể tích, cường độ) thay đổi theo

độ ẩm (trong giới hạn của lượng nước hấp phụ) cho nên để so sánh người tathường chuyển về độ ẩm tiêu chuẩn

* Khối lượng riêng:

Đối với mọi loại gỗ thường như nhau và giá trị trung bình của nó là 1,54 g/cm3

* Khối lượng thể tích:

Phụ thuộc vào độ rỗng (độ rỗng của gỗ lá kim 46 – 81%, gỗ lá rộng 32 – 80

%) và độ ẩm Người ta thường chuyển khối lượng thể tích của gỗ ở độ ẩm bất kỳ(W) về khối lượng thể tích ở độ ẩm tiêu chuẩn (18%) theo công thức:

Trong đó:

γ018, γ0w - Khối lượng thể tích của gỗ có độ ẩm 18% và độ ẩm W.K0 - Hệ số co thể tích

Dựa vào khối lượng thể tích, gỗ được chia ra làm 5 loại: Gỗ rất nhẹ (γ0 < 400kg/m3), gỗ nhẹ (γ0 = 400 ÷ 500 kg/m3), gỗ nhẹ vừa (γ0= 500 ÷ 700 kg/m3), gỗ nặng(γ0 = 700 ÷ 900 kg/m3), gỗ rất nặng (γ0> 900 kg/m3).

Những loại gỗ rất nặng như gỗ nghiến (γ0 = 1100 kg/m3), gỗ sến (γ0 = 1080kg/m3) Những loại gỗ rất nhẹ như : Gỗ sung, gỗ muồng trắng

* Gỗ co ngót:

Là độ giảm chiều dài và thể tích khi sấy khô Nước mai quản bay hơi khônglàm cho gỗ co Co chỉ xảy ra khi gỗ mất nước hấp phụ Khi đó chiều dày vỏ tế bàogiảm đi các mixen xích lại gần nhau làm cho kích thước của gỗ giảm

Mức độ co thể tích y0 (%) được xác định dựa theo thể tích của mẫu gỗ trướckhi sấy khô (V) và sau khi sấy khô (V1) theo công thức:

Hệ số co thể tích K0 (đối với gỗ lá kim: 0,5, gỗ lá rộng: 0,6) được xác địnhtheo công thức:

Trong đó: W - Độ ẩm của gỗ (%), không được vượt quá giới hạn bão hòathớ

Sự thay đổi kích thước theo các phương không giống nhau sẽ sinh ra nhữngứng suất khác nhau khiến cho gỗ bị cong vênh và xuất hiện những vết nứt

* Trương nở:

Là khả năng của gỗ tăng kích thước và

thể tích khi hút nước vào thành tế bào Gỗ bị

trương nở khi hút nước đến giới hạn bão hòa

thớ Trương nở cũng giống như co ngót không

giống nhau theo các phương khác nhau

Mỗi loại gỗ có màu sắc khác nhau Căn cứ vào màu sắc có thể sơ bộ đánhgiá phẩm chất và loại gỗ Thí dụ: Gỗ gụ, gỗ mun có màu sẫm và đen; gỗ sến, táu

có màu hồng sẫm; gỗ thông, bồ đề có màu trắng Màu sắc của gỗ còn thay đổi theotình trạng sâu nấm và mức độ ảnh hưởng của mưa gió Vân gỗ cũng rất phong phú

và đa dạng Vân gỗ cây lá kim đơn giản, cây lá rộng phức tạp và đẹp (lát hoa cóvân gợn mây, lát chun có vân như ánh vỏ trai) Gỗ có vân đẹp được dùng làm đồ

mỹ nghệ

* Tính dẫn nhiệt:

Khả năng dẫn nhiệt của gỗ không lớn và phụ thuộc vào độ rỗng, độ ẩm vàphương của thớ, loại gỗ, cũng như nhiệt độ Gỗ dẫn nhiệt theo phương dọc thớ lớnhơn theo phương ngang 1,8 lần Trung bình hệ số dẫn nhiệt của gỗ là 0,14÷0,26kCal/m0C.h Khi khối lượng thể tích và độ ẩm của gỗ tăng, tính dẫn nhiệt cũngtăng

* Tính truyền âm:

Gỗ là vật liệu truyền âm tốt Gỗ truyền âm nhanh hơn không khí 2 -17 lần

Âm truyền dọc thớ nhanh nhất, theo phương tiếp tuyến chậm nhất

Vì tính chất cơ học của gỗ phụ thuộc vào độ ẩm nên cường độ thử ở ddoooj

ẩm nào đó (σw) Phải chuyền về cường độ ẩm tiêu chuẩn σ18 theo công thức:

Trong đó: α – hệ số điều chỉnh độ ẩm, biểu thị số phần trăm thau đổi cường

độ của gỗ khi độ ẩm thay đổi 1% Giá trị α thay đổi tùy theo loại cường độ vàphương của thớ gỗ;

W- Độ ẩm của gỗ (%), W ≤ Wbht

* Cường độ chịu nén:

Cường độ chịu nén gồm có nén dọc

thớ, nén ngang thớ pháp tuyến, nén ngang

thớ tiến tuyến và nén xiên thớ (Hình 2)

Thực tế rất hay gặp trường hợp nén

dọc thớ (cột nhà, cột dầu, dàn giáo v.v…)

Khi nén ngang, các thớ bị ép chặt vào

nhau sinh ra biến dạng rất lớn Khi biến

dạng không tỷ lệ với ứng suất thì coi như

Pmax – Tải trọng phá hủy, kG;

Fw – Tiết diện chịu nén ở độ ẩm W, cm2

* Cường độ chịu kéo:

Mẫu làm việc chịu kéo được chia ra: kéo dọc, kéo ngang thớ tiếp tuyến vàpháp tuyến

Cường độ chịu kéo dọc thớ lớn hơn nén dọc, vì khí kéo các thớ đều làm việcđến khi đứt, còn khi nén dọc các thớ bị tách ra và gỗ bị phá hoại chủ yếu do uốndọc cục bộ từng thớ

Cường độ chịu kéo xuyên tâm rất thấp Còn khi kéo tiếp tuyến thì chỉ liênkết giữa các thớ làm việc, nên cường độ của nó cũng nhỏ hơn so với kéo và néndọc thớ Nếu tải trọng kéo phá hủy là Pmax (kG), tiết diện chịu kéo lúc thí nghiệm là

Fw (cm2) thì cường độ chịu kéo của gỗ sẽ là:

Hình 1.2 Hình ảnh về cuờng độ

chịu nén của vật liệu gỗ.

a- Dọc thớ ; b- Ngang thớ tiếp tuyến c- Ngang thớ xuyên tâm ;d- Xuyên thớ.

* Cường độ chịu uốn

Cường độ chịu uốn của gỗ khá cao (nhỏ hơn cường độ kéo dọc và lớn hơncường độ nén học) Các kết cấu làm việc chịu uốn hay gặp là xà, dầm, vì kèo

Cường độ chịu uốn σw u được tính theo moomen uốn M (G.m) và mômenchống uốn W (cm3):

1.3 Thống kê các loại vật liệu gỗ sử dụng trong xây dựng và dân dụng.

- Gỗ tròn (gỗ súc)

Gỗ tròn là loại gỗ có đường kính đầu ngọn (D) không nhở hơn 14 cm và dài

4 ÷ 6,5 cm Riêng đối với các công trình thủy lợi và chi tiết cầu có D = 22 ÷ 34 cm,

L = 6,5 ÷ 8,5 cm; cột đường đây tải điện, đường dây bưu điện có D = 2- ÷ 32 cm, L

Bảng 4 Phân nhóm gỗ theo tính chất chung và công dụng.

Đặc điểm quýGỗ Thiếtmộc sắc tốtHồng sắc xấuHồng Bạchtạp Bạchtạp

Dựa trên tính chất cơ lý, các loại gỗ dùng để chịu lực dùng trong xây dựngđược chia thành 6 nhóm, ký hiệu từ I đến VI

- Sản phẩm mộc

Từ gỗ người ta sản xuất r a các sản phẩm mộc chủ yếu sau: các chi tiết cửa

đi, cửa sổ, vách ngăn, panô cửa cho nhà ở và cổng của nhà công nghiệp Phần lớncác sản phẩm mộc đều được dùng bên trong nhà hoặc nơi không chịu ảnh hưởngtrực tiếp của mưa nắng ngoài trời Các tấm cửa, vách ngăn và panô có thể được sảnxuất từ các tấm dăm bào, gỗ dán Khuôn cửa sổ cũng có thể được sản xuất từ cácchi tiết gia công sẵn dán bằng keo bền nước

Bên cạnh loại cánh cửa chỉ có một màu, người ta còn chế tạo loại cửa điđược hoàn thiện bằng loại giấy có vân giả, hoặc bằng loại sơn và vécni trang trí cónhiều màu sắc khác nhau

Ván lát sàn cũng là sản phẩm được dùng để lát sàn cho nhà ở và nhà côngcộng Mặt tấm lát cũng có thể được sơn hoặc đánh vécni

- Kết cấu gỗ

Các kết cấu gỗ và chi tiết lắp ghép từ gỗ được chế tạo sẵn tại các xưởng Kếtcấu và chi tiết gỗ có nhiều loại: dầm xà và trần ngăn giữa các tầng Tấm để lát sàn

và vách ngăn; các sản phẩm và kết cấu dán v.v…

1.4 Đặc tính của vật liệu gỗ trong điều kiện cháy.

Theo Sở Cảnh sát PCCC, tình hình cháy, nổ tại các cơ sở chế biến gỗ cóchiều hướng gia tăng Từ năm 2009 đến nay, có 73 vụ cháy gỗ, chiếm 33,84% tổng

số vụ cháy trên địa bàn tỉnh, thiệt hại về tài sản khoảng hơn 61 tỷ đồng

Cũng theo Sở Cảnh sát PCCC, có 4 nguyên nhân chính dẫn đến cháy nổ tạicác doanh nghiệp chế biến gỗ: Bất cẩn, chập điện, ma sát phát sinh tia lửa điện và

rò rỉ ống dẫn nhiệt trong khu vực sấy 21% các vụ cháy nổ do bất cẩn, 46% do

chập điện, 15% do ma sát phát sinh tia lửa điện, 18% do rò rỉ ống dẫn nhiệt khuvực sấy.

 Khoảng 7h50’ sáng (26/8), đã xảy ra vụ cháy hàng chục căn nhà gỗ nằm tạiphố Hồng Hà, Hoàn Kiếm, Hà Nội Vụ cháy đã làm thiệt hại tài sản tới 36 hộ dân,trong đó, nhiều nhà đã cháy toàn bộ cùng tài sản Đặc biệt, vụ cháy đã khiến bàHoàng Thị Dăm (SN 1921) tử nạn Đám cháy xuất phát từ tầng 2 khu nhà C8.Nguyên nhân ban đầu gây cháy được xác định do nổ hỗn hợp hơi khí gas Mặtkhác, do thời tiết vào thời điểm xảy ra vụ cháy hanh khô, khu nhà lại được làmbằng gỗ nên đám cháy bùng phát rất nhanh

Vào khoảng 21 giờ, ngày 29/09/2013, tại Doanh nghiệp kinh doanh đồ gỗ

mỹ nghệ Nguyễn Thịnh (Công Sinh) ở số nhà 6/1, Khu phố 7, phường Tân Hòa(TP Biên Hòa) đã xảy ra một vụ hỏa hoạn gây thiệt hại nghiêm trọng về tài sản khilực lượng chữa cháy đến nơi thì ngọn lửa đã bao trùm toàn bộ phần diện tíchkhoảng 400m2 phía trước của ngôi nhà mà chủ nhân dùng làm nơi để tiện đồ gỗ,bán hóa chất, dung môi phục vụ ngành gỗ

Khoảng 21h tối 29/9, Một vụ cháy nổ lớn đã xảy ra tại cơ sở sản xuất đồ gỗCông Sinh (phường Tân Hòa, TP Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai) Được biết khi lựclượng chữa cháy đến thì ngọn lửa đang bốc cháy nghi ngút phía trong cơ sở Dobên trong toàn là vật liệu gỗ dễ cháy nên chỉ ít phút ngọn lửa đã bao trùm cả cơ sởsản xuất, thiêu rụi toàn bộ 300 m2 nhà xưởng kèm theo nhiều máy móc, trang thiết

bị sản xuất cũng bị phá hủy

Từ những vụ cháy trên có thể thấy các đám cháy cơ sở sản xuất gỗ gây thiệthại về tài sản là rất lớn, hầu hết thiêu rụi toàn bộ tài sản Vậy thì gỗ có đặc điểm gìkhiến gỗ có sự nguy hiểm cháy lớn đến như vậy

1.4.1 Sự thay đổi đặc tính của vật liệu gỗ trong điều kiện cháy.

Quá trình cháy của vật liệu gỗ thể hiện bằng sự cháy các sản phẩm khí thoát

ra khi gỗ bị phân hủy nhiệt, quá trình cháy gỗ mang tính bề mặt Xuất phát từ mộtđiểm có xung nhiệt mạnh, sự cháy bắt đầu và tiếp tục cho đến khi có đủ lượngkhông khí cũng như nhiệt lượng cháy không phân tán mà tiếp tục làm nóng các

phần mới của gỗ đến nhiệt độ bắt cháy Ở nhiệt độ 1100C - 1500C, gỗ chuyển sangmàu vàng và các chất bay hơi tỏa ra mạnh hơn Ở nhiệt độ 1500C - 2500C, gỗchuyển sang màu nâu đỏ do bị hóa than, còn nhiệt độ 2500C - 3000C quan sát thấysự cháy có ngọn lửa Nhiệt độ tự bốc cháy của gỗ nằm trong khoảng 3500C -

Lớp than được tạo thành càng nhiều sẽ có tác dụng làm giảm lượng các chấtkhí thoát ra khi gỗ bị phân hủy nhiệt Đối với gỗ có thể làm giảm đáng kể tính cháycủa chúng nhờ sử dụng các hóa chất chống cháy, có nghĩa là sử dụng các chất cókhả năng tác dụng hóa học với gỗ hoặc với các chất khí thoát ra khi gỗ bị phân hủynhiệt ở nhiệt độ 2500C - 3000C

Trong tài liệu giáo trình “Lý thuyết quá trình cháy” có đề cập đến sự phânhủy nhiệt của gỗ Có thể phân chia sự phân hủy nhiệt của gỗ thành một số giaiđoạn đặc trưng sau:

- Khi nung nóng đến 1200C – 1500C kết thúc quá tình làm khô gỗ, nghĩa làkết thúc quá trình tách nước vật lý

- Khi tiếp tục nung nóng đến nhiệt độ 1500C – 1800C xảy ra sự tách ẩm nội

và ẩm liên kết hóa học cùng với sự phân hủy thành phần kém bền nhiệt nhất của gỗ(axit liminic) chủ yếu làm thoát ra Cacbonđioxit và nước

- Khi tiếp tục nung nóng gỗ đến nhiệt độ 2500C xảy ra sự phân hủy của gỗchủ yếu là bán xenlulôza, làm thoát ra các chất khí như: CO, CH4, H2, CO2, H2O …Hỗn hợp khí tạo thành này có khả năng bốc cháy bởi nguồn nhiệt gây cháy Tươngtự như chất lỏng, nhiệt độ có thể coi là nhiệt độ bắt cháy của gỗ Ở nhiệt độ 2800C– 3000C bắt đầu tăng cường phân hủy nhiệt của gỗ

- Ở nhiệt độ 3500C – 4500C gỗ bị phân hủy mạnh và làm thoát ra tới 40%tổng khối lượng khí cháy lớn nhất có thể có, trong đó thành phần chủ yếu bao gồm25% H2 và 40% hyđrôcacbon không no Đặc trưng cơ bản nhất trong vùng nhiệt độphân hủy này là sự tỏa nhiệt do các phản ứng hóa học thứ cấp xảy ra giữa các sảnphẩm phân hủy nhiệt mới sinh với nhau như các axit hữu cơ, các anđêhit… Trongcác tài liệu nhiên cứu cho thấy số lượng nhiệt tỏa ra ở đây chiếm khoảng 5 - 6%nhiệt lượng cháy thấp của gỗ Đối với gỗ lượng nhiệt cháy thấp trung bình bằng15.000 KJ/kg Như vậy hiệu ứng nhiệt của phản ứng phân hủy nhiệt bằng 750 – 90kJ/kg.

Sự phân hủy nhiệt tiến hành càng chậm, sự tỏa nhiệt của quá trình phân hủycàng lớn Nếu kéo dài sự phân hủy nhiệt đến 14 giờ thì hiệu ứng nhiệt tăng tới 7%

so với nhiệt cháy thấp Ngược lại, khi mẫu gỗ được nung nóng nhanh từ nhiệt độban đầu đến nhiệt độ kết thúc phân hủy nhiệt (500 – 6000C) quá trình tỏa nhiệtgiảm xuống đột ngột do khả năng để diễn ra các phản ứng tỏa nhiệt thứ cấp giữacác sảng phẩm mới bị phân hủy cùng với sự tạo thành CO2 và H2O giảm

Ở nhiệt độ 5000C – 5500C, tốc độ phân hủy nhiệt của gỗ giảm mạnh Sựthoát chất bốc lên thực tế coi như dừng lại, bởi vậy sự phân hủy mẫu về cơ bản đãđược coi là kết thúc Ở nhiệt độ 6000C sự phân hủy nhiệt của gỗ thành sản phẩmkhí và tro (cặn rắn) được kết thúc

Sự thay đổi tốc độ nung nóng mẫu gỗ từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ kếtthúc phân hủy kèm theo sự thay đổi chất lượng và số lượng của các giai đoạn phânhủy đặc trưng Khi nung nóng chậm dẫn đến sự thay đổi giới hạn nhiệt độ các giaiđoạn phân hủy về vùng có giá trị thấp hơn, ngược lại, nâng tốc độ nung nóngchuyển về vùng có giá trị cao hơn

1.4.2 Tính nguy hiểm cháy của vật liệu gỗ.

Gỗ trong xây dựng và sản xuất tồn tại dưới 3 dạng: gỗ nguyên liệu, gỗ phếliệu và gỗ thành phẩm

- Đối với gỗ phế liệu, chúng được hình thành trong quá trình sản xuất, chếbiến gỗ thành phẩm (với nhiệt độ tự bốc cháy vào khoảng 250 ÷ 2600C, giới hạn

nồng độ tự bốc cháy là 12 ÷ 25 g/m3), bao gồm: mùn cưa, phôi bào, đầu mẩu gỗ.Trong nhà xưởng nếu không có hệ thống thông gió, hút bụi thì bụi gỗ sẽ bám vàthiết bị, máy móc, dây điện, sàn nhà… Những phế liệu này sau  mỗi ca sản xuấtthường không được dọn sạch sẽ, để tích tụ ứ đọng ở nơi sản xuất dễ gây ra cháy.Trong khi bào, cưa và chà nham nếu gỗ có lẫn sắt thép khi tiếp xúc ma sát với lưỡicưa, lưỡi bào…sẽ phát sinh ra tia lửa làm cháy bụi gỗ, mùn cưa Dầu mỡ của máyrớt xuống nền nhà lẫn với mùn cưa cũng có khả năng cháy và tự bốc cháy.

- Gỗ nguyên liệu thường tồn tại dưới dạng gỗ tròn và tập trung số lượng lớnbên ngoài, nên ở dạng này vật liệu gỗ ít có tính nguy hiểm cháy nhất trong ba dạngcủa vật liệu gỗ trong xây dựng và sản xuất Tuy nhiên đây cũng là vị trí tập trungnhiều chất cháy nên sẽ tạo điều kiện cho đám cháy phát triển và cháy lan sangnhững khu vực khác

- Gỗ thành phẩm là sản phẩm gỗ đã được qua công đoạn sấy cũng như côngđoạn xử lý gỗ bằng công nghệ phun sơn tự động hoặc sơn thủ công Chúng có tínhnguy hiểm cháy phụ thuộc vào vật liệu đệm Một số vật liệu đệm trên gỗ thànhphẩm như: Vecni, sơn chống cháy, sơn bóng hay ngâm tẩm dung dịch hóa học…Đối với phủ lớp sơn chống cháy lên gỗ sẽ tăng khả năng chống chịu trong điềukiện cháy của vật liệu gỗ nên là ưu điểm lớn của loại vật liệu đệm này trong côngtác thoát nạn cũng như công tác chữa cháy Tuy nhiên việc ngâm tẩm gỗ vào dungdịch hóa học, khi xảy ra sự cháy sẽ tạo lượng khói khí độc, làm cản trở khă năngthoát nạn cũng như ảnh hưởng lớn đến việc chữa cháy và cứu nạn cứu hộ

1.5 Khả năng sinh khói và độc tính của sản phẩm khói vật liệu gỗ.

1.5.1 Khả năng sinh khói của vật liệu gỗ

Khả năng sinh khói của vật liệu gỗ là lượng sản phẩm cháy sinh ra trên mộtđơn vị diện tích trong quá trình nung nóng vật liệu gỗ tính trên một đơn vị khốilượng trong một khoảng thời gian nhất định, đơn vị m2/kg

Dựa vào khả năng sinh khói có thể phân loại vật liệu cháy thành 3 nhóm ứngvới các thông số thì nghiệm sau:

Bảng 5. Phân nhóm vật liệu cháy theo khả năng sinh khói

Nhóm theo khả năng sinh khói của vật

liệu

Trị số hệ số sinh khói của vật liệu

[m 2 /kG]

SK1 - khả năng sinh khói thấp ≤ 50

SK2 - khả năng sinh khói vừa phải Lớn hơn 50 và nhỏ hơn hoặc bằng 500 SK3 - khả năng sinh khói cao > 500

CHÚ THÍCH: Các thông số thí nghiệm được xác định theo tiêu chuẩn ISO 5660 – 2 (Các thử nghiệm phản ứng với lửa – Mức độ giải phóng nhiệt, mức độ sinh khói và mức độ giảm trọng lượng – Phần 2 Mức độ sinh khói) hoặc tiêu chuẩn tương đương.

1.5.2 Độc tính của sản phẩm khói vật liệu gỗ.

Độc tính là khả năng hóa chất gây ra một tác động không mong muốn nào đó.Việc xác định các chỉ số đe dọa sự sống liên quan đến hàm lượng độc tố trong sảnphẩm khói đòi hỏi phải tiến hành các thử nghiệm tương đối phức tạp, như sử dụngđộng vật (chuột thí nghiệm), máy phân tích hàm lượng khí theo phương pháp FTIR.Các mức độc tính của sản phẩm khói sinh ra khi vật liệu bị đốt cháy có thể phụ thuộcvào liều lượng hít phải và thời gian bị phơi lộ trong điều kiện liều lượng đó