Пожаробезопасность популярных строительных материалов

Готовясь к строительству или ремонту дома, мы придирчиво сравниваем цены строительных материалов, их теплоизолирующие и шумопоглощающие качества, обращаем внимание на красоту текстуры и прочность, долговечность и экологичность.

При этом на оценку огнестойкости и пожароопасности времени у нас, как правило, не остается. Однако, именно эти два параметра являются крайне важными для здоровья и жизни человека, поскольку от пожара никто не застрахован.

Давайте вместе восполним существующий пробел знаний в области пожарной безопасности популярных строительных материалов, а также рассмотрим их классификацию.

Пожаробезопасность и огнестойкость – понятия неравнозначные

Сразу внесем ясность в терминологию, поскольку у большинства застройщиков нет четкого понятия в данном вопросе.

Термин пожаробезопасность относится к строительным материалам и описывает их поведение при воздействии огня.

Огнестойкость – понятие, которое относится не к материалам, а к строительным конструкциям, и характеризует их способность без потери прочности и несущей способности сопротивляться воздействию пожара. Поэтому выражение огнестойкость строительных материалов является некорректным.

Нельзя говорить, например, об огнестойкости гипсокартона, а можно рассматривать устойчивость к огню конструкции перегородки или потолка, обшитых этим материалом.

При этом противопожарные нормы обязательно учитывают не только вид облицовки, но также материал каркаса, наличие и вид утеплителя, вид отделки и еще ряд важных параметров, каждый из которых влияет на общую огнестойкость испытываемой конструкции.

Классификация материалов по степени пожарной безопасности

Статья 13 «Технического регламента» действующих требований пожарной безопасности делит все стройматериалы на две группы: горючие и негорючие. Первая группа делится на 4 подгруппы. Это слабогорючие материалы, обозначаемые символом Г1, умеренно горючие — Г2, нормально горючие — Г3 и сильно горючие — Г4.

Поскольку горение – процесс, сопровождаемый коренным изменением физической и химической структуры материала, то для оценки пожарной безопасности вводятся дополнительные параметры: токсичность (малоопасные — Т1, умеренноопасные — Т2, высокоопасные ТЗ и чрезвычайно опасные Т4), дымообразующая способность (Д1-Д3), воспламеняемость (от В-1 до В3) и способность распространять пламя по своей поверхности (от РП-1 нераспространяющие пламя и до РП-4 сильнораспространяющие).

Оценивая в пожарных испытаниях горючесть строительных материалов, им присваивают соответствующий класс – комплексный показатель пожарной безопасности.

Все негорючие материалы относятся к классу КМ0, а горючие делятся на 5 классов от КМ1 до КМ5.

К негорючим стройматериалам относится природный камень, металл, кирпич, бетон, керамика, стекло и асбоцемент. Категория горючих материалов намного шире, поскольку сегодня на рынке представлены сотни видов синтетических полимерных материалов и композиций, используемых для строительных и отделочных работ.

Знаем критерии оценки – уверенно смотрим в сертификат материала

Пожарный сертификат, который должен иметь любой легально продаваемый строительный материал – объективный показатель его безопасности. Этим документом и следует пользоваться, принимая решение о покупке. Рассмотрим и мы сертификаты пожарной безопасности наиболее популярных строительных материалов.

Гипсокартон

Поскольку этот материал очень часто используется как конструкционный, то его главным показателем является огнестойкость. Стандартный лист из гипсокартона выдерживает действие огня в течение 20 минут, после чего разрушается.

Токсичных газов и дыма этот материал не выделяет и не распространяет пламя по своей поверхности. Все виды гвл и гкл (гипсоволокнстых и гипсокартонных листов) относятся к категории негорючих материалов.

Сэндвич панели

Эти конструкции отличаются неплохой огнестойкостью, которая зависит от толщины утеплителя.

С полиуретановым утеплителем толщиной 150 мм сэндвич-панель из стального профлиста в случае пожара продержится 45 минут. Этого времени достаточно, чтобы эвакуировать людей из области возгорания.

Сайдинг пвх

По поводу ПВХ сайдинга пожарный сертификат говорит о том, что это материал умеренногорючий Г2 и умеренновоспламеняемый В2. Токсичность горения у него невысокая Т2.

СИП панели

Данный вид конструкций широко применяется в каркасном строительстве. Существует два вида сип панелей – с внешним слоем из цементно-стружечных плит и из древесно-стружечной плиты OSB. Первые относятся к классу КМ1 – то есть вполне безопасны в пожарном отношении (трудногорючие, слабовоспламеняемые с низкой дымообразующей способностью).

У sip-панелей с утеплителем из пенополистирола пожаробезопасность минимальная, что требует надежной защиты стен несгораемой отделкой.

Посмотрим, что написано в пожарном сертификате про эти композитные конструкции: сильногорючие – Г4, сильнораспространяющие огонь – РП4, легковоспламеняющиеся – В3. Показатель токсичности у них очень высокий – Т4, дымообразующая способность — Д3 (умеренная).

Поэтому говорить о том, что такие панели по пожарным характеристикам способны заменить обработанный огнестойкой пропиткой деревянный брус, нельзя.

Пенополистирол

Этот утеплитель очень часто используется для облицовки фасадов и в качестве заполнения ограждающих конструкций, в частности сип-панелей, о которых мы упоминали выше.

Производители сумели снизить горючесть и воспламеняемость полистирольного пенопласта, однако, прогресса в уменьшении дымообразования и токсичности не наблюдается. Кроме этого, облицовка фасада пенопластом требует обязательного устройства противопожарных осечек в виде швов из негорючей минваты. В противном случае при пожаре быстро выгорает вся поверхность фасада, а жильцы получают высокую дозу токсичных газов.

Газобетон, пенобетон, керамзитобетонные блоки

Газо и пено бетон относятся к группе несгораемых материалов с предельной огнестойкостью Е1-180. Это говорит о том, что стены из этих материалов выдерживают огонь без разрушения в течение 180 минут. При этом блоки из газо и пенобетона не выделяют токсичных газов и дыма.

Керамзитобетонные блоки превосходят их по огнестойкости, поскольку выдерживают открытое пламя не менее 7 часов.

Монтажная пена

Это вспененный полиуретан, который сегодня выпускается в трех модификациях, отличающихся по степени горючести. Пена с индексом В1 является противопожарной. Шов из такой пены глубиной 30 мм и шириной 100 мм не выгорает при пожаре в течение 45 минут.

Монтажная пена с маркировкой В2 обладает способностью самозатухания, а стандартная дешевая пена класса В3 является горючей и требует защиты штукатуркой или гипсовой шпаклевкой.

Поликарбонат сотовый

Заглянем в сертификат этого популярного материала, используемого для навесов, теплиц и других светопрозрачных конструкций. Это слабогорючий материал (Г1), который не распространяет пламя по своей поверхности (РП1).

Неплохо выглядит он и с точки зрения воспламеняемости (умеренновоспламеняемый) и дымообразованию (умеренная дымообразующая споосбность). Зато по токсичности сотовый поликарбонат относится к группе высокоопасных (Т3). Поэтому его лучше всего использовать для открытых сооружений, а не внутри жилых зданий.

Ондулин

Данный материал, по своей конструкции — картон, пропитанный модифицированным битумом с минеральным наполнителем. Комплексный показатель пожарной безопасности у этого кровельного материала очень низкий — К5 при максимальном уровне горючести К4. Поэтому в случае пожара такая кровля выгорает очень быстро.

Определение огнестойкости конструкций

Пожарная безопасность

Огнестойкость строительных конструкций – это один из параметров, показывающих способность материалов и сооружений противостоять высоким температурам и открытому огню. Он рассчитывается еще на этапе проектирования объекта и считается ключевым показателем при составлении противопожарного паспорта на здание.

При определении огнестойкости строительных конструкций и материалов ключевое значение имеет предел или временной промежуток, в течение которого сохраняется устойчивость к пламени или высоким температурам. В расчетах этот показатель измеряется в минутах и всегда указывается в названии материала, используемого в строительстве.

Необходимость определения степени огнестойкости строительных конструкций

Главными характеристиками при определении огнестойкости считаются:

• потеря теплоизолирующей способности;
• граница утраты целостности;
• разрушение несущей конструкции.

Зная параметры материалов, специалисты при проектировании сооружений рассчитывают:

• прокладку инженерных сетей: водопроводов; воздуховодов, электросетей и системы газоснабжения;
• прокладку системы пожаротушения: ее мощность, тип, вид устройства комплекса аварийного оповещения, сигнализации, системы дымоудаления.

Нормативная база

Необходимость классификации строительных конструкций по огнестойкости определена Федеральным законом № 123-ФЗ от 22.07.2008 года «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (ст. 28, 52, 58). В нем сказано, что учет при строительстве предела огнестойкости – один из способов защиты людей и имущества от опасных факторов пожара. Применение соответствующих функциональному назначению объекта материалов строительства и отделки повышает степень устойчивости к огню всего здания. Класс пожарной опасности сооружения должен обеспечиваться именно за счет конструктивных решений.

Правовой базой для расчетов считаются также Федеральный закон № 384-ФЗ от 30.12.2009 года «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», а также Градостроительный кодекс РФ № 190-ФЗ от 29.12.2004.

Непосредственный расчет предела огнестойкости и распространения огня ведут на основании документов:

• СП 2.13130.2012 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты (в редакции Изменения № 1).
• СП 4.13130.2013 Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям.
• ГОСТ 30247.0 – 94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования.
• ГОСТ 30247.1 – 94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции.
• ГОСТ Р 53295-2009 Пожарная опасность веществ и материалов. Материалы, вещества и средства огнезащиты. Идентификация методами термического анализа.
• ГОСТ Р 53295-2009 Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности.
• СП 14.13330.2011 Строительство в сейсмических районах.
• СП 28.13330.2012 СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии.

Как обозначают предел огнестойкости

Огнестойкость измеряется в минутах или часах. Временной промежуток отмеряют от начала воздействия огня на поверхность и до проявления одного из предельных показателей несущей способности. Для маркировки приняты условные обозначения:

• R – потеря несущей способности;
• Е – потеря целостности;
• I – потеря теплоизолирующей способности;
• W – предельная плотность теплового потока;
• S – предельная дымогазонепроницаемость.

При классификации учитывают:

• количество теплоизоляционных слоев и их характеристики;
• наличие воздушных прослоек, которые повышают общую огнестойкость на 10%;
• направление теплового потока при расположении защитных слоев.

Для каких материалов рассчитывают предел распространения огня по строительным конструкциям

Способность сопротивления огню учитывают при проектировании всех строительных сооружений, а также их отдельных элементов. Обязательным для расчетов считаются чердачные помещения, лестничные клетки, фермы, балки, настилы, стены, перекрытия.

Дерево

Дерево считается одним из самых сложных материалов. Предел его огнестойкости определяют по времени от начала воздействия пламени на поверхность до появления воспламенения. При расчете учитывают температуру изменения физического состояния материала:

• 100°С – удаление влаги из тканей с выделением газов;
• 150°С – пожелтение поверхности и выделение летучих веществ;
• 250°С – обугливание;
• 300°С – разложение;
• 400-450°С – самовоспламенение.

Чтобы повысить огнестойкость дерева, применяют:

• штукатурку слоем от 2 см;
• покрытие поверхности составами;
• пропитку антипиренами.

Зависимость времени разрушения древесины от способа защиты.

Огнезащита	Время, мин.
Без покрытия и пропитки антипиренами	4
Гипсовая штукатурка 10-12 мм	30
Цементная штукатурка по металлической сетке 10-12 мм	30
Полужесткая минеральная плита 70 мм	35
Асбоцементные плоские листы 10-12 мм	20
Вспучивающиеся покрытия	8

Метод определения пределов огнестойкости строительных деревянных конструкций основан на расчете теплотехнической и прочностной задач. Первая заключается в учете времени от начала воздействия огня на поверхность до полного воспламенения древесины, а также в определении изменения рабочего сечения дерева.

Решение прочностной задачи при расчете предела для деревянных конструкций – это измерение изменений напряжений в расчетных сечениях по сравнению с нормативными значениями при изменении рабочих сечений по мере обугливания материала. Также при решении этой задачи проверяют условия прочности при воздействии нормативных нагрузок при изменении напряжения в течение времени горения.

Железобетон

Ключевые условия для наступления предела огнестойкости железобетона:

• снижение степени прочности при повышении температуры;
• тепловая деформация арматуры;
• появление сквозных трещин;
• снижение и полная потеря теплоизолирующей способности.

В основе определения огнестойкости железобетонных конструкций лежат параметры:

• тип арматуры;
• диапазон эксплуатационных нагрузок;
• геометрические показатели конструкции;
• использование и толщина защитных слоев;
• категория влажности бетона.

Минимальные пределы огнестойкости имеют изгибаемые железобетонные элементы, покрытые тонким слоем бетона. При повышении температуры и под воздействием прямого огня возникает тепловая деформация арматуры с последующим ее разрушением.

Чтобы определить предел огнестойкости строительных конструкций, пользуются таблицей фактических показателей.

Металл

Критические показатели незащищенных стальных конструкций находятся в диапазоне R10-R15, а для алюминиевых – R6-R8. Предел для колонн массивного сплошного сечения – R45. Незащищенные металлические конструкции допустимо применять при показателях R15 (RE15, REI15).

У незащищенного металла из-за повышенной теплопроводности и низкой теплоемкости внутренняя температура быстро достигает критических показателей с последующим снижением общей прочности и устойчивости к нагрузкам.

Показатели критической температуры прогрева металлических конструкций при нормативной эксплуатационной нагрузке.

Материал	Температура, °С
Углеродистая сталь Ст3-5	470
Низколегированная сталь 25Г2С	550
Низколегированная сталь 30ХГ2С	500
Сплав на основе алюминия АМг-6	225
Сплав на основе алюминия АВ-Т1Д1Т	250
Сплав на основе алюминия Д16ТВ92Т	165

При необходимости повысить предел более R15 используют метод облицовки металла несгораемыми материалами, а также нанесения защитных покрытий.

Источник https://greensector.ru/strojjmaterialy/pozharobezopasnost-populyarnykh-stroitelnykh-materialov.html

Источник https://www.pozhmashina.ru/articles/articles-pozharnaya-bezopasnost/opredelenie-ognestojkosti-konstrukczij.html

Источник