Вы здесь

Конструктивные решения по утеплению зданий с применением горючих утеплителей.

Версия для печати
Подходы к оценке пожарной опасности и область применения

Проблема пожарной опасности систем наружного утепления стен зданий возникла в 90­х годах прошлого века в процессе реализации программы “Энергосбережение” в связи с экономической необходимостью применения в строительстве систем навесных фасадов с использованием широкой гаммы облицовочных материалов и утеплителей, в том числе горючих.

Проблема оценки пожарной опасности облицовок в современном противопожарном нормировании была четко поставлена, когда в практике строительства возникла необходимость применения эффективных утеплителей, в первую очередь полимерных, которые по своей химической природе являются пожароопасными. Это прежде всего относится к легким штукатурным системам утепления, в которых в качестве утеплителя стали использовать пенополистирол и некоторые виды пенополиуретанов, относящихся к горючим материалам.

Ограничение применения для облицовки и отделки фасадов зданий в отношении горючих и трудногорючих материалов (в современной терминологии материалы группы горючести Г1­Г4 по ГОСТ 30244) существовало в СНиП 2.01.02–85* “Противопожарные нормы”.

Для решения вопроса о возможности пересмотра нормы, принятой в СНиП 2.01.02–85* “Противопожарные нормы”, требовалось проведение исследовательских работ. В 1996–1997 гг. по заданию Минстройархитектуры в РНПЦ ПБ ГУВПС МВД Республики Беларусь была разработана “Временная методика натурных огневых испытаний систем наружного утепления”, согласованная Минстройархитектуры и ГУВПС. На ее основании в 1998–1999 гг. на экспериментально­испытательном полигоне в поселке Светлая Роща была построена испытательная установка (рис. 1), а в 2002 г. разработаны с учетом требований проекта международного стандарта нормы пожарной безопасности НПБ 36–2002 “Системы утепления наружных ограждающих конструкций. Метод огневых испытаний” и начато проведение натурных огневых испытаний систем наружного утепления.

Аналогичные работы по исследованию пожарной опасности облицовок в указанный период проводились и в Российской Федерации. Их итогом явилась разработка ГОСТ 31251–2003 “Конструкции строительные. Методы определения пожарной опасности. Стены наружные с внешней стороны”.

В 2003–2004 гг. по предложению МЧС техническим комитетом по нормированию и стандартизации в строительстве ТКС 03 “Пожарная безопасность” разработан проект СТБ (ИСО 13785–2: 2002) “Методы испытания фасадов зданий на воздействие пламени. Крупномасштабные испытания”. Метод испытаний, изложенный в указанном техническом нормативном правовом акте, идентичен международному и российскому. Однако неоспоримым преимуществом российского ГОСТа 31251–2003 является наличие критериев оценки пожарной опасности облицовок и их классификация.

В Российской Федерации по “Временной методике…” и по вышеуказанному стандарту к настоящему времени испытано 62 штукатурные и навесные фасадные системы. В Республике Беларусь проведено 19 испытаний аналогичных систем. Таким образом, за истекший период времени накоплен достаточно обширный материал о пожарной опасности различных систем наружного утепления фасадов зданий, а также подходы к их пожаробезопасному применению в строительстве.

По результатам анализа проведенных испытаний, системы утепления можно систематизировать по конструктивным особенностям и по пожарной опасности, разделив их на три группы: с применением пенополистирольных плит, с применением пенополиуретана, с применением негорючих минераловатных плит.

Главным с точки зрения пожарной опасности штукатурных систем, в которых в качестве утеплителя использован плитный пенополистирол (рис. 2), является их потенциальная способность содействовать распространению пожара (его перебросу) на расположенные выше этажи здания, если пламя выходит на фасад здания (рис. 3).

Результатом спекания пенопласта является обширная зона повреждения испытанных образцов (рис. 4).

Одним из проявлений пожарной опасности является выделение горючих газов при тепловом воздействии огня на фасадную систему. Часть выделившихся газов, диффундируя через слой штукатурки, попадает в факел пламени и сгорает, что значительно усиливает мощность теплового потока и его высоту, способствуя тем самым сокращению времени до разрушения остекления вышерасположенного этажа и распространению пожара на этот этаж.

Исходя из изложенного, можно предположить, что для обеспечения надежной и пожаробезопасной эксплуатации штукатурных систем с полистирольным утеплителем следует выполнять окантовки оконных (дверных) проемов и поэтажные противопожарные пояса из негорючих минераловатных плит.

Роль поэтажных противопожарных поясов и окантовок оконных (дверных) проемов из негорючих минераловатных плит заключается в том, что:

– пояса и окантовки обеспечивают крепление декоративно­защитной штукатурки систем утепления на фасаде здания при тепловом воздействии пожара, учитывая низкую температуру начала усадки (85 °C) и плавления (240 °C) пенополистирола;

– наличие горизонтальных поэтажных минераловатных рассечек препятствует распространению внутри системы горючих и горячих газов, и тем самым ограничивает область усадки пенополистирола внутри фасадной системы;

– все минераловатные элементы окан­товки оконных (дверных) проемов обеспечивают неразрушаемость штукатурной системы в этой самой напряженной в тепловом отношении области фасада здания при условии правильного выполнения примыкания штукатурной системы к оконным (дверным) проемам.

При отсутствии поясов пожарная опасность подобных систем существенно возрастает и возможна реализация второго явления – разрушения защитной штукатурки, особенно при применении так называемых полимерных штукатурок, которые содержат до 14 % по массе, а иногда и более, полимеров. Полимерные декоративно­защитные штукатурки при нагревании до температуры, превышающей 240–260 °C, могут переходить в пиропластичное состояние, сопровождающееся снижением прочностных свойств и разрушением под действием собственной массы.

Увеличение теплового эффекта при испытаниях систем утепления с применением пенополиуретана обусловливается горением пенополиуретана в зоне огневого воздействия. Тепловой эффект составляет до 208 %.

При испытаниях систем утепления с применением в качестве утеплителя минераловатных плит увеличения теплового эффекта не наблюдается. Повреждению подвержена окраска наружной облицовки в зоне воздействия факела (рис. 5).

Однако при использовании в качестве наружной облицовки композитных панелей наблюдалось образование горящих капель расплава. Расплав образовывался в результате выплавления с последующим горением слоя полимера, являвшегося наполнителем композитных панелей.

В связи с изложенным пожарная опасность системы утепления определяется:

– размером повреждений материалов образца (повреждением следует считать обугливание материалов конструкции на глубину более 2 мм, их оплавление с признаками горения – обугливанием и образованием расплава черного цвета при светлых тонах окраски исходного материала);

– наличием теплового эффекта от горения или термического разложения материалов образца по сравнению с показателями, зафиксированными при калибровке более чем на 20 %;

– возникновением вторичных источников зажигания;

– обрушением хотя бы одного элемента или фрагмента конструкции весом 1 и более кг.

Применение показателя “класс пожарной опасности” для оценки наружных систем утепления фасадов (табл. 1) становится удобным в связи с тем, что ТНПА регламентируют использование конструкций с заданным классом пожарной опасности для зданий и сооружений различных степеней огнестойкости и функционального назначения.

Полученные нами в период 2002–2006 гг. результаты экспериментальных исследований реально свидетельствуют, что в зависимости от конструктивного решения и используемых в системах утепления материалов и изделий одни системы могут быть практически пожаробезопасными (класс пожарной опасности К0), другие – обладать высокой пожарной опасностью (класс КЗ). В связи с этим возникают два вопроса, нуждающихся в безотлагательном практическом решении.

Первый – недопущение к применению в строительстве систем утепления без объективной оценки их пожарной опасности. Следует учитывать, что пожарная опасность, бесспорно, определяется с учетом гипотетического допущения о неизменности свойств материалов и сохранения конструктивной целостности системы утепления в течение заданного срока ее эксплуатации. Последние аспекты регламентируются и оцениваются в процессе экспертных работ при подготовке “Технического свидетельства”, в нем же содержатся сведения о допустимой области применения конкретной системы утепления в зависимости от ее пожарной опасности. Таким образом, отсутствие такого рода документа на систему утепления должно, по нашему мнению, исключать возможность ее применения в строительстве.

Таблица 1

Класс пожарной опасности

Наличие

Повреждения материалов образца допускаются не выше уровня, м, над верхним обрезом огневого проема в образце

теплового эффекта, %

вторичного источника зажигания

обрушения элементов

                К0

          £5

Не допускается

Не допускается

1,2

                К1

          £20

Не допускается

Не допускается

2,4

                К2

          £40

Не допускается

Не регламентируется

3,6 при этом ширина размера повреждения – не более 100 мм

                К3

Не регламентируется

Второй вопрос – установление контроля для уже аттестованных, в том числе с позиций пожарной безопасности, систем утепления за выполнением требований по их конструктивному и технологическому исполнению и за использованием в них только разрешенных материалов. Для решения этого вопроса требуются скоординированные действия Минстройархитектуры, Госархстройконтроля, УНиП МЧС Беларуси и их территориальных органов.

 



comments powered by HyperComments
Читайте также
02.09.2003 / просмотров: 14 939
Кажется, что синусоида развития архитектуры, пройдя свою нижнюю точку, медленно начала подниматься вверх. По крайней мере разговоры про кризис в...
02.09.2003 / просмотров: 16 449
Система подготовки архитектурных кадров – это сложный и долговременный процесс и, конечно же, здесь нельзя говорить только о  годах...
26.10.2003 / просмотров: 5 230
2–3 октября город над Сожем принимал у себя гостей — участников Пятого национального фестиваля архитектуры “Гомель-2003”. В...