Метод оценки скользкости конструкций полов с различными видами покрытий

Одним из важнейших требований, предъявляемых к напольным покрытиям, является требование по условию скользкости, которым определяется безопасность передвижения людей по полу.

Актуальность. В большинстве зарубежных стран (США, Германии, Чехии, Югославии и др.) накоплен значительный опыт научно-ис следовательских работ по изучению скользкости покрытий различных конструктивных решений полов, результатом которых явилось создание экспериментальных испытательных установок, разработка методов оценки скользкости покрытий полов и, в конечном итоге, создание нормативных документов, определяющих критериальные значения показателей скользкости покрытий полов, устанавливающие безопасность передвижения по ним людей.

Особенно большое внимание этому вопросу уделяется в Германии.

По данным за 1993;97 годы (табл. 1) главного промышленного объединения общества страхователей ФРГ количество несчастных случаев из-за повышенной скользкости покрытий полов составляет в среднем 18,6% в год от общего числа зарегистрированных несчастных случаев на производстве.

В России до настоящего момента не проводилось исследований по вопросам скользкости, нет апробированной методики определения этого показателя и испытательных установок. Поэтому в действующих Российских нормативных документах не получили отражение требования, предъявляемые к скользкости конструкций полов с различными видами покрытий, хотя само понятие скользкости фигурирует в отечественной справочной литературе [12, 13]. Это обстоятельство приводит к тому, что при проектировании конструкций полов и их устройстве часто закладываются решения с покрытиями, многие из которых не отвечают требованиям по безопасности передвижения по ним людей. Несмотря на то, что в России статистические данные отсутствуют, практика эксплуатации полов свидетельствует о том, что имеет место большое количество случаев травматизма людей при эксплуатации полов, * особенно на полах с плиточными покрытиями.

Таблица 1.

Количество внутрипроизводственных несчастных случаев.

1993 1994 1995 1996 1997.

Общее число несчастных случаев 1.469.624 1.446.053 1.371.821 1.226.209 1.183.344.

Несчастные случаи от спотыкания, скольжения и падения 265.255 257.360 258.426 238.057 225.532.

Доля несчастных случаев от спотыкания, скольжения и падения в общем количестве несчастных случаев, в % 18,05 17,80 18,84 19,41 19,06.

Данная проблема в нашей стране приобретает особую актуальность в связи с принятием в 2002 году федерального закона «О техническом регулировании», предусматривающим разработку технических регламентов по безопасности зданий и сооружений при строительстве и эксплуатации.

Цель настоящей работы состоит в разработке метода оценки скользкости покрытий полов, а также в установлении критериев показателей скользкости конструкций полов, в зависимости от состояния их поверхности и условий передвижения по ним людей.

Для достижения этой цели было необходимо:

— провести анализ имеющегося опыта оценки скользкости покрытий полов;

— создать отечественную методику определения и оценки показателей скользкости конструкций полов с разработкой для этого универсального испытательного стенда;

— экспериментально обосновать предельно допустимые значения скользкости конструкций полов, при которых обеспечивается безопасность передвижения по ним людей;

— установить рациональную область применения различных конструктивных решений полов с учётом фактических значений показателей скользкости.

Научная новизна работы заключается:

— в разработанной методике проведения экспериментальных исследований и оценки скользкости конструкций полов с различными видами покрытий;

— в установлении научно обоснованных предельно допустимых значений скользкости конструкций полов в зависимости от состояния их поверхности и условий передвижения по ним, при которых обеспечивается безопасность передвижения людей по полу.

Практическое значение работы и её реализация состоит:

— в обосновании рациональных конструктивных решений полов с различными видами покрытий по показателям скользкости, с учётом протекающих в помещениях зданий эксплуатационных процессов на основе их моделирования с использованием современных средств исследований;

— в развитии методики экспериментальных исследований скользкости конструкций полов с различными видами покрытий, учитывающих специфику эксплуатационных воздействий на них и условий перемещения по ним людей;

— в разработке методики и техники оценки скользкости конструкций полов с различными видами покрытий с созданием экспериментального испытательного оборудования, обеспечивающего получение объективных показателей скользкости, как по величине коэффициента трения, так и по значениям угла скольжения без участия человека в качестве рабочего элемента испытательного оборудования;

— в использовании результатов исследований в практике проектирования, устройства и эксплуатации конструкций полов с покрытиями из различных материалов, отвечающих научно обоснованным значениям показателей скользкости, при которых обеспечивается безопасность передвижения по ним людей.

Объектом исследования являются конструкции полов с различными видами покрытий.

Предмет исследований:

1. Конструктивные решения полов с различными видами покрытий.

2. Экспериментальные работы, направленные на определение показателей скользкости полов с различными видами покрытий.

3. Разработка и обоснование критериев оценки скользкости покрытий полов при различных состояниях их поверхности и условий передвижения по ним людей.

Методы исследований:

1. Изучение и анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований по методам оценки скользкости покрытий полов выполненных за рубежом.

2. Экспериментальные исследования скользкости конструкций полов с различными покрытиями, выполненных из эталонных образцов материалов и определение коэффициентов трения и углов скольжения.

3. Научное обоснование предельно допустимых значений показателей скользкости конструкций полов с различными видами покрытий.

Апробация работы и публикации.

Основные положения диссертации доложены на секции «Строительные конструкции» научно-технического совета «ЦНИИТТромзда-ний» (2005 г), а также на научной конференции «ЦНИИПромзданий» (2006 г).

Основные положения диссертации опубликованы в пяти научных статьях, в том числе одна в издании по перечню ВАК.

Получен патент на полезную модель № 75 041 по заявке № 2 007 113 926 «Установка для определения статического и динамического коэффициентов трения при передвижении человека по поверхности покрытий полов».

Объём работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 34 наименований. Всего: 92 страницы, в том числе 14 таблиц, 26 рисунков и 5 фотографий.

Общие выводы:

1. Анализ имеющегося опыта подтверждает, что за рубежом значительное внимание уделяется вопросам снижения травматизма при передвижении людей по полу, о чём свидетельствует наличием системы нормативных документов, регламентирующих показатели скользкости покрытий полов, при соблюдении которых обеспечивается безопасность передвижения по ним людей.

2. Зарубежные методы оценки скользкости покрытий полов базируются на определении одного из трёх показателей:

— коэффициенте трения;

— угле скольжения;

— величине потребляемой энергии при скольжении.

Наибольшую известность получил метод оценки скользкости пола по коэффициенту трения.

3. Несмотря на единою методику определения скользкости покрытий полов по значению коэффициентов трения, конструктивное решение установок испытательного оборудования в каждой стране своё.

4. Наиболее сложным в конструктивном и приборном оснащении является испытательное оборудование по установлению угла скольжения, в котором в качестве рабочего элемента испытательного стенда задействованы люди, прошедшие специальный калибровочный отбор.

5. С учётом отечественного и зарубежного опыта автором разработан, изготовлен и апробирован в практике экспериментальных исследований отечественный универсальный испытательный стенд (патент на полезную модель № 75 041), позволяющий в отличие от зарубежных аналогов производить оценку скользкости покрытий полов, как по величине коэффициента трения, так и по значению угла скольжения.

6. Разработаны и научно-обоснованы методы оценки скользкости покрытий полов с использованием универсального испытательного стенда по значениям угла скольжения, динамического и статического коэффициентов трения для условий передвижения по полу в обуви и босыми ногами.

7. Значения угла скольжения определяются с помощью наклона двухконсольной платформы со скоростью 1°/с. Значение динамического коэффициента трения определяется при скорости перемещения образца 100 мм/мин с использованием графической зависимости сдвигающей силы от перемещения образца, а значение статического коэффициента трения вычисляется по значениям динамического коэффициента трения при скорости перемещения образца 10 и 20 мм/мин.

8. Результирующие значения динамического (К1р.дии), статического коэффициентов трения (Кф.стат) и угла скольжения (Уск) устанавливаются с учётом износа эталонного образца подошвы обуви или эталонного образца, имитирующего подошву босой ноги человека, и определяются по результатам трёх измерений.

9. Установлены предельно допустимые значения статического и динамического коэффициентов трения, а также углов скольжения для конструкций полов при сухой, влажной и масленой поверхности покрытия пола при условии передвижения по ним в обуви и босыми ногами.

10. Определены фактические значения статического и динамического коэффициентов трения и углов скольжения для покрытий полов, имеющих наибольшее распространение в практике отечественного строительства.

11. Проведённые исследования позволили установить рациональную область применения конструкций полов с различными видами покрытий, по фактическим значениям коэффициентов трения и углов скольжения.

12. По результатам проведенных работ разработан стандарт организации СО-003−2 495 342−2006 Полы «Методы оценки скользкости покрытий полов».