Строительные материалы и их пожароопасные свойства

Кровельные и гидроизоляционные материалы

Обычнопожароопасность кровельных материаловуказана в сертификатах в виде группы горючести. Наименьшей опасностью отличаются кровли из металла и глины, а наибольшей – материалы на основе битумов, каучуков, резинобитумных продуктов и термопластичных полимеров. Хотя именно они придают кровельным материалам высокие эксплуатационные характеристики – водо- и паронепроницаемость, морозостойкость, эластичность, стойкость к негативным атмосферным воздействиям и образованию трещин.

Одними из наиболее пожароопасных являются кровельные и гидроизоляционные материалы, в состав которых входятбитумы. Они самовоспламеняются уже при температуре 230–300°С. Кроме того, битум обладает высокой дымообразующей способностью и скоростью горения.

Битумы широко применяются в производстве рулонных (рубероид, пергамин, стеклорубероид, изол, гидроизол, фольгоизол) и мастичных кровельных и гидроизоляционных материалов. Практически все кровельные материалы на основе битума относятся к группе Г4. Это накладывает ограничения на их использование в зданиях с повышенными требованиями к пожарной безопасности. Так, они должны укладываться нанегорючее основание. Кроме того, поверх осуществляетсягравийная засыпка, а также устраиваются противопожарные рассечки, разделяющие кровлю здания на отдельные сегменты. Это необходимо для того, чтобы локализовать возгорание и воспрепятствовать распространению пожара.

Сегодня на рынке представлены десятки видов гидроизоляционных материалов – полиэтиленовые, полипропиленовые, поливинилхлоридные, полиамидные, тиоколовые и другие мембраны. Вне зависимости от вида, все они относятся к группе горючих. Наиболее благополучными, с точки зрения пожарной безопасности, являютсягидроизоляционные мембраны, относящиеся к группе горючести Г2. Как правило, это материалы на основе поливинилхлорида с добавлением антипиренов.

Классификация материалов и изделий по технологическому признаку

В зависимости от того, какой вид сырья используется для изготовления материала, он делится на определенные группы.

Типы гидроизоляции.

1. Природные каменные. Для их изготовления используются горные породы. К этому виду можно отнести стеновые блоки, облицовочную плитку, щебень, гравий и так далее.
2. Керамические материалы и изделия. Чаще всего керамика используется для облицовочных работ. Этот материал изготавливают из глины путем ее специальной обработки. Это может быть отжиг, обжиг, сушка и другие манипуляции. Кстати, кирпич тоже относится именно к этой группе.
3. Изделия из минеральных расплавов. Сюда относятся материалы, которые делаются из стекла и других подобных веществ.
4. Неорганические вяжущие вещества. В основном представляют собой порошкообразные компоненты, которые при взаимодействии с водой образуют вязкую структуру. Со временем она имеет свойство затвердевать. Сюда можно отнести различные цементы. К этой же группе относится известь и гипс.
5. Бетоны. Они выделяются в отдельную группу. Получаются путем смешивания вяжущих компонентов, воды и дополнительных элементов. В результате получается достаточно прочная структура. Чаще всего применяется для создания фундаментов. Если бетон дополнить арматурой, то эта конструкция станет называться железобетон.
6. Древесные материалы и изделия. Их получают путем механической обработки древесины. Это могут быть разнообразные материалы. Сюда относятся доски, вагонка.
7. Металлические вещества. Достаточно широко используются в строительстве. Особенной популярностью пользуются черные металлы и их сплавы. Их используют в самых разнообразных отраслях народного хозяйства. Что касается цветных металлов, то они имеют более продолжительный срок службы. Это достигается благодаря их структуре. Они не вступают во взаимодействие с жидкостью, а поэтому не подвергаются коррозии.

Напрямую цветные металлы и сплавы используются при изготовлении проводов, различных электронных компонентов, сантехнических систем. Сегодня широко используется нанесение подобных материалов на черные металлы. В этом случае получается защитная пленка, которая препятствует взаимодействию основного материала с окружающей средой.

Подобная практика сегодня широко используется в строительстве. Оцинкованные листы, которые известны практически каждому человеку, получаются именно таким образом.

Отделочные и облицовочные материалы

Существует множество отделочных и облицовочных материалов, среди которых можно выделить полистирольные плитки, ПВХ- и ДСП-панели, обои, пленки, керамическую плитку, стеклопластики и т.д. Большинство продукции данного типа относятся к горючей. В помещениях с массовым скоплением людей, а также в зданиях, где эвакуация затруднена из-за большой площади и этажности, отделочные материалы могут создавать дополнительную угрозу жизни и здоровью людей, вызывая задымление, выделяя токсичные продукты горения и способствуя быстрому распространению пламени. Поэтому необходимо выбирать материалы не ниже класса КМ2.

В зависимости от поверхности, на которую они нанесены, отделочные материалы могут иметь различные свойства. К примеру, в сочетании с горючими веществами обычные обои могут проявить себя как легковоспламеняющиеся, а нанесенные на негорючую базу — как слабо горючие. Поэтому при выборе отделочных и облицовочных материалов следует руководствоваться не только данными об их пожарной опасности, но и свойствами оснований.

Для отделки помещений с большим скоплением людей и путей эвакуации недопустимо использование органических продуктов, в частности, МДФ-панелей, которые чаще всего относятся к группам Г3 и Г4. Для отделки стен и потолков в торговых залах нельзя использовать материалы с более высокой пожарной опасностью, чем класс КМ2.

Обои на бумажной основе не входят в список продукции, подлежащей обязательной сертификации, и их можно применять в качестве отделочного материала для помещений с повышенными требованиями к пожарной безопасности с учетом того, что основание будет негорючим.

В качестве замены МДФ-панелям используют гипсокартон с внешним покрытием из декоративной плёнки. Благодаря гипсовой основе гипсокартон относится к негорючим материалам, а декоративная пленка на основе полимеров переводит его в группу Г1, что позволяет применять его для отделки помещений практически любого функционального назначения, включая, вестибюли. Сегодня гипсокартон повсеместно применяется для строительства перегородок — самостоятельных строительных конструкций. Это необходимо учитывать при определении их класса пожарной опасности.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Строительные материалы характеризуются только пожарной опасностью.
Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью.

Строительные материалы подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г).
Горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы:

• Г1 (слабогорючие);
• Г2 (умеренногорючие);
• Г3 (нормальногорючие);
• Г4 (сильногорючие).

Горючесть и группы строительных материалов по горючести устанавливают по ГОСТ 30244.
Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяются и не нормируются.

Горючие строительные материалы по воспламеняемости подразделяются на три группы:

• В1 (трудновоспламеняемые);
• В2 (умеренновоспламеняемые);
• В3 (легковоспламеняемые).

Группы строительных материалов по воспламеняемости устанавливают по ГОСТ 30402.

Горючие строительные материалы по распространению пламени по поверхности подразделяются на четыре группы:

• РП1 (нераспространяющие);
• РП2 (слабораспространяющие);
• РП3 (умереннораспространяющие);
• РП4 (сильнораспространяющие).

Группы строительных материалов по распространению пламени устанавливают для поверхностных слоев кровли и полов, в том числе ковровых покрытий, по ГОСТ 30444 (ГОСТ Р 51032-97).
Для других строительных материалов группа распространения пламени по поверхности не определяется и не нормируется.

Горючие строительные материалы по дымообразующей способности подразделяются на три группы:

• Д1 (с малой дымообразующей способностью);
• Д2 (с умеренной дымообразующей способностью);
• Д3 (с высокой дымообразующей способностью).

Группы строительных материалов по дымообразующей способности устанавливают по 2.14.2 и 4.18 ГОСТ 12.1.044.

Горючие строительные материалы по токсичности продуктов горения подразделяются на четыре группы:

• Т1 (малоопасные);
• Т2 (умеренноопасные);
• Т3 (высокоопасные);
• Т4 (чрезвычайно опасные).

Группы строительных материалов по токсичности продуктов горения устанавливают по 2.16.2 и 4.20 ГОСТ 12.1.044.

Метод проверки горючести

Все строительные материалы, независимо от их многослойности и сферы применения, исследуют на горючесть с применением единого сложного и трудоемкого метода, каждый этап которого подлежит обязательной точной фиксации и проводится исключительно организациями, имеющими разрешение на проведение таких исследований.

Важно! На территории Российской Федерации огневые испытания уполномочены проводить лишь некоторые организации, в том числе: МЧС России, НИИ «Опытное», АНО «Пожаудит», НИИ им.Кучеренко и ряд других.

Этапы проверки горючести:

1. Подготовительный — здесь готовят 12 совершенно идентичных образцов проверяемого материала, толщина которого должна соответствовать реальным значениям, при которых материал будет эксплуатироваться. При проверке многослойных материалов — образцы берут из каждого слоя.

2. Выдержка — подготовленные образцы выдерживаются в комнатно-тепличных условиях (соответствующая температура и влажность при отсутствии сквозняков) не менее 72 часов, при этом образцы регулярно взвешиваются. При достижении постоянной массы в течение 2-3 проводимых подряд взвешиваний, дальнейшие взвешивания прекращаются.

3. Проверка — в заранее откалиброванную, проверенную и подогретую камеру сжигания, оснащенную системами подачи воздуха и отвода выделяющихся газов, поочередно помещают каждый из 12 образцов и выдерживают там в течение определенного времени.

4. Замеры — после окончании этапа проверки образец извлекают из камеры, проводят измерения, фиксируют потерю массы, температуру (и скорость ее падения), количество выделяющихся газов и время горения без источника огня.

5. Заключение — на финальной стадии анализируются замеры, проведенные по всем 12 образцам, при этом — как правило — исключаются крайние показатели (лучший и худший), после чего материалу или продукту присваивается определенный класс горючести.

ЛЕСТНИЦЫ И ЛЕСТНИЧНЫЕ КЛЕТКИ

Лестницы и лестничные клетки, предназначенные для эвакуации, подразделяются на:
лестницы типов:

• 1 внутренние, размещаемые в лестничных клетках;
• 2 внутренние открытые;
• 3 наружные открытые;

обычные лестничные клетки типов:

• Л1 с остекленными или открытыми проемами в наружных стенах на каждом этаже;
• Л2 с естественным освещением через остекленные или открытые проемы в покрытии;

незадымляемые лестничные клетки типов:

• Н1 с входом в лестничную клетку с этажа через наружную воздушную зону по открытым переходам, при этом должна быть обеспечена незадымляемость перехода через воздушную зону;
• Н2 с подпором воздуха в лестничную клетку при пожаре;
• Н3 с входом в лестничную клетку с этажа через тамбур-шлюз с подпором воздуха (постоянным или при пожаре).

Для обеспечения тушения пожара и спасательных работ предусматриваются пожарные лестницы типов:

• П1 вертикальные;
• П2 маршевые с уклоном не более 6:1.

Поведение конструкций во время пожара

Особенность разрушения деревянных конструкций состоит в том, что при непосредственном контакте с открытым огнём, они разрушаются (обугливаются) со средней скоростью один миллиметр в минуту.

Наименьший размер сечения, мм	Скорость обугливания древесины V, мм/мин
клееной	цельной
120 мм и более	0,6	0,8
Менее 120 мм	0,7	1,0

В результате этого исходное сечение изготовленных из дерева элементов уменьшается, а вместе с тем понижается их прочность. Следствием этих процессов является полное разрушение всех составляющих этих конструкций.

При рассмотрении характера поведения древесных структур необходимо учитывать конструктивные особенности используемого материала, который может быть представлен следующими разновидностями:

• однородная древесная масса;
• клеёные армированные балки;
• фанерные структуры.

Однородные материалы в условиях пожара проявляют себя обычным образом, рассмотренным выше. Что касается сложных по составу конструкций (балок перекрытия, например), изготавливаемых методом склейки – на их поведение при горении значительное влияние оказывает термостойкость используемых клеевых составов.

При правильно подобранном клее скорость разрушения этих строительных элементов заметно снижается. То же самое можно сказать и о фанерных материалах, признаками термического распада которых является их постепенное расслоение.

Если не учитывать особенности нарушения клеевых связей – во всём остальном они ведут себя как обычные однородные структуры.

Классификация опасности

Чтобы в полной мере оценить пожароопасность, создана целая система классов, показателей и характеристик. Пожаробезопасность здания оценивается как совокупность надежных строительных конструкций, обозначается индексом С0, С1, С2, С3, где:

• 0 — означает отсутствие пожарной опасности;
• 3 – высокий уровень возникновения неконтролируемого горения.

Общая оценка здания состоит из отдельных оценок конструкций (стены, перегородки, перекрытия, лестницы), обознаются как К0-К3. Способность к горению строительных конструкций напрямую зависит от используемых материалов, обозначается как КМ0, КМ1, КМ2, КМ3, КМ4, КМ5 (Расшифровка: К- конструкции, М – материалы). Класс пожарной опасности материала формируется из следующих показателей:

1. Горючесть, обозначается НГ, Г1, Г2, Г3, Г4. Означает способность материала поддерживать горение после ликвидации источника огня. НГ – негорючий, Г4 – полностью сгорает.
2. Воспламеняемость, В1, В2, В3 (трудно, умеренно, легко воспламеняемые). Характеризуется образованием пламенного горения от воздействия теплового потока и подвижной горелки.
3. Распространение пламени, РП1, РП2, РП3, РП4 (нераспространяющая группа, слабо, умеренно, сильнораспространяющая). Означает увеличение площади горения материала.
4. Дымообразование, Д1, Д2, Д3. Определяется малая, умеренная, высокая способность образования дыма.
5. Токсичность, Т1, Т2, Т3, Т4 (мало, умеренно, высоко, чрезвычайно опасные). Показывает образование угарного газа и ядовитых соединений в воздухе.

Горючесть материалов

Классификация строительных материалов

Пожарная опасность строительных, текстильных и кожевенных материалов характеризуется следующими свойствами:

1. Горючесть.
2. Воспламеняемость.
3. Способность распространения пламени по поверхности.
4. Дымообразующая способность.
5. Токсичность продуктов горения.

Строительные материалы в зависимости от значений параметров горючести подразделяют по группам на негорючие и горючие (для напольных ковровых покрытий группа горючести не определяется).

НГ (негорючие)

Негорючие строительные материалы по результатам испытаний по методам I и IV (ГОСТ Р 57270-2016. Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть) подразделяют на 2 группы.

Строительные материалы относят к негорючим I группы при следующих среднеарифметических значениях параметров горючести по методам I и IV (ГОСТ Р 57270-2016):

• прирост температуры в печи не более 30 °C;
• потеря массы образцов не более 50%;
• продолжительность устойчивого пламенного горения – 0 с;
• теплота сгорания не более 2,0 МДж/кг.

Строительные материалы относят к негорючим II группы при следующих среднеарифметических значениях параметров горючести по методам I и IV (ГОСТ Р 57270-2016):

• прирост температуры в печи не более 50 °C;
• потеря массы образцов не более 50%;
• продолжительность устойчивого пламенного горения не более 20 с;
• теплота сгорания не более 3,0 МДж/кг.

Допускается относить без испытаний к негорючим I группы следующие строительные материалы без окрашивания их внешней поверхности либо с окрашиванием внешней поверхности составами без использования полимерных и (или) органических компонентов:

• бетоны, строительные растворы, штукатурки, клеи и шпатлевки, глиняные, керамические, керамогранитные и силикатные изделия (кирпичи, камни, блоки, плиты, панели и т.п.), фиброцементные изделия (листы, панели, плиты, трубы и т.п.) за исключением во всех случаях материалов, изготавляемых с применением полимерного и (или) органического вяжущего заполнителей и фибры;
• изделия из неорганического стекла;
• изделия из сплавов стали, меди и алюминия.

Строительные материалы, не удовлетворяющие хотя бы одному из вышеуказанных указанных значений параметров I и II группы негорючести, относятся к группе горючих и подлежат испытанию по методам II и III (ГОСТ Р 57270-2016). Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяют и не нормируют.

Горючие строительные материалы в зависимости от значений параметров горючести, определяемых по методу II, подразделяют на четыре группы горючести (Г1, Г2, Г3, Г4) в соответствии с таблицей. Материалы следует относить к определенной группе горючести при условии соответствия всех среднеарифметических значений параметров, установленных таблицей для этой группы.

Г1 (слабогорючие)

Слабогорючие – это материалы, имеющие температуру дымовых газов не более 135 °C, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 65 %, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 20 %, продолжительность самостоятельного горения 0 секунд.

Г2 (умеренногорючие)

Умеренногорючие – это материалы, имеющие температуру дымовых газов не более 235 °C, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 85 %, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 50 %, продолжительность самостоятельного горения не более 30 секунд.

Г3 (нормальногорючие)

Нормальногорючие – это материалы, имеющие температуру дымовых газов не более 450 °C, степень повреждения по длине испытываемого образца более 85 %, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 50 %, продолжительность самостоятельного горения не более 300 секунд.

Г4 (сильногорючие)

Сильногорючие – это материалы, имеющие температуру дымовых газов более 450 °C, степень повреждения по длине испытываемого образца более 85 %, степень повреждения по массе испытываемого образца более 50 %, продолжительность самостоятельного горения более 300 секунд.

Таблица

Группа горючести материалов	Параметры горючести
Температура дымовых газов T, °C	Степень повреждения по длине SL, %	Степень повреждения по массе Sm, %	Продолжительность самостоятельного горения tc.г, с
Г1	До 135 включительно	До 65 включительно	До 20
Г2	До 235 включительно	До 85 включительно	До 50	До 30 включительно
Г3	До 450 включительно	Свыше 85	До 50	До 300 включительно
Г4	Свыше 450	Свыше 85	Свыше 50	Свыше 300
Примечание. Для материалов, относящихся к группам горючести Г1-Г3, не допускается образование горящих капель расплава и (или) горящих фрагментов при испытании. Для материалов, относящихся к группам горючести Г1-Г2, не допускается образование расплава и (или) капель расплава при испытании.

Классы, группы, характеристики

Классы пожарной опасности строительных материалов и конструкций характеризуются следующим образом:

• КМ0 класс пожарной опасности – это материалы с совокупностью показателей: горючесть – НГ, воспламеняемость – нет, распространение пламени – отсутствует, дымообразование – нет, токсичность – нет.
• Класс пожарной опасности КМ1, расшифровка: Г1, В1, РП1, Д2, Т2.
• Класс пожарной опасности КМ2, расшифровка: Г1, В2, РП1, Д2, Т2.
• КМ3 состоит из Г2, В2, РП2, Д3, Т2.
• КМ4 состоит из Г3, В2, РП2, Д3, Т3.
• КМ5 класс пожарной опасности характеризуется Г4, В3, РП4, Д3, Т4.

Данные содержатся в техническом регламенте о требованиях пожарной безопасности, таблица 3 приложения.

Испытание материала

Видео:

Испытательная лаборатория SERCONS

Кровельные и гидроизоляционные материалы

Обычно пожароопасность кровельных материалов указана в сертификатах в виде группы горючести. Наименьшей опасностью отличаются кровли из металла и глины, а наибольшей — материалы на основе битумов, каучуков, резинобитумных продуктов и термопластичных полимеров. Хотя именно они придают кровельным материалам высокие эксплуатационные характеристики — водо- и паронепроницаемость, морозостойкость, эластичность, стойкость к негативным атмосферным воздействиям и образованию трещин.

Одними из наиболее пожароопасных являются кровельные и гидроизоляционные материалы, в состав которых входят битумы. Они самовоспламеняются уже при температуре 230-300°С. Кроме того, битум обладает высокой дымообразующей способностью и скоростью горения.

Битумы широко применяются в производстве рулонных (рубероид, пергамин, стеклорубероид, изол, гидроизол, фольгоизол) и мастичных кровельных и гидроизоляционных материалов. Практически все кровельные материалы на основе битума относятся к группе Г4. Это накладывает ограничения на их использование в зданиях с повышенными требованиями к пожарной безопасности. Так, они должны укладываться на негорючее основание. Кроме того, поверх осуществляется гравийная засыпка, а также устраиваются противопожарные рассечки, разделяющие кровлю здания на отдельные сегменты. Это необходимо для того, чтобы локализовать возгорание и воспрепятствовать распространению пожара.

Сегодня на рынке представлены десятки видов гидроизоляционных материалов — полиэтиленовые, полипропиленовые, поливинилхлоридные, полиамидные, тиоколовые и другие мембраны. Вне зависимости от вида, все они относятся к группе горючих. Наиболее благополучными, сточки зрения пожарной безопасности, являются гидроизоляционные мембраны, относящиеся к группе горючести Г2. Как правило, это материалы на основе поливинилхлорида с добавлением антипиренов.

Группы горючести

Склонность строительных материалов к горению обозначается символами Г1, Г2, Г3 и Г4. Этот ряд начинает группа горючести слабо горючих веществ, обозначенных символом Г1. Заканчивается ряд группой сильно горючих Г4. Между ними располагается группа материалов Г2 и Г3, которые являются умеренно горючими и нормально горючими. Эти материалы, включая и группу слабо горючих Г1, в основном и используются в строительных технологиях.

Группа горючести Г1 показывает, что это вещество или материал могут выделять дымовые газы, нагретые не выше 135 градусов по шкале Цельсия и самостоятельно, без внешнего запального действия, гореть не способны (негорючие вещества).

Конечно, группа материалов Г4 также находит своё применение, но в силу большой склонности к горению, требует соблюдения дополнительных противопожарных мер. В качестве примера таких дополнительных мер, может выступать поэтажная противопожарная отсечка из стали внутри конструкции вентфасада, если была применена ветрозащитная мембрана с группой горючести Г4, то есть горючая. В таком случае отсечка призвана купировать пламя внутри вент зазора в рамках одного этажа.

Методы определения КПО зданий

Класс КПО – классификационное значение всех построенных объектов, их пожарных отсеков, который устанавливается в зависимости от степени возможного участия конструктивных элементов постройки в распространении очага воспламенения, образования опасных последствий пожара.

Вместе с этим учитываются:

• классы ФПО и ПО;
• степень стойкости к огню конструкций, использованных при строении зданий и сооружений.

Каждое сооружение состоит из таких элементов:

• несущие стержневые элементы;
• наружные стены;
• внутренние перегородки и перекрытия;
• стены на лестничных клетках;
• лестничные марши и площадки.

Показатель каждого элемента суммируется и исходя из этого определяется класс КПО здания.

Определение таких элементов регламентируется ГОСТ 12.1.044 по таким показателям, как:

• горючесть (Г);
• воспламеняемость (В);
• дымообразующая способность (Д).

ГОСТ 30403-2012 выделяет 4 класса ПО зданий и строительных конструкций:

1. К0 – не пожароопасное. В случае пожара не происходит повреждение горизонтальных и вертикальных конструкций ни на 1 см, исключены проявление теплового эффекта и самого процесса горения. Не допустимо также и дымообразование.
2. К1 – мало пожароопасное. Допустимо повреждение конструкций до 40 см по вертикали, до 25 см по горизонтали. Показатели Г, В и Д выражены в минимальной степени.
3. К2 – строение относится к умеренно пожароопасным. Возможно повреждение огнем 40-80 см вертикальных конструкций, более 25 см – горизонтальных.
4. К3 – пожароопасное. Класс не регламентируется, не предусматривает наличия граничных допустимых значений и допусков.

ФЗ №123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» – главный документ, который используют при определении класса строения, здания.

Определение соответствующего класса достаточно трудоемкий процесс, который затрагивает множество аспектов:

• сколько этажей в строении;
• показатель ФПО;
• площадь здания, габариты;
• степень пожароопасности процессов, происходящих внутри строения;
• к какой категории относится здание;
• какое расстояние до ближайших соседних сооружений.

Также на установление этого показателя влияют:

• вероятный тепловой эффект (степень горения или термического разложения составляющих конструкции);
• огненное горение газов или поплавившихся материалов строения;
• степень возникших повреждений от огня и термического разложения;
• пожароопасные качественные характеристики материалов конструкционных элементов.