Пожарная безопасность строительных материалов

Определение класса по горючести веществ и продукции

Для определения веществ и продукции по классам Г4-Г1 существуют специальные методики. Ими проверяются составы на самовозгорание и возгорание от источника, в расчет берется способность поддерживать пламя. Испытания проводятся в камере, так экспериментально определяются такие параметры:

• температура дыма;
• уровень деформации;
• сколько времени материал горит самостоятельно.

После изъятия образцов из камеры определяют неповрежденную часть, то есть процент общего объема, который не обуглился и не сгорел. Результаты округляются до 1 сантиметра. Такие дефекты, как обугливание, вспучивание, сколы, шероховатости, изменения цвета и коробление в расчеты не принимаются. Неповрежденную часть взвешивают на весах, точность которых должна быть не менее 1%. Все полученные результаты вносятся в отчетную документацию, включая фотоотчет. При определении несоответствия характеристик продукции к требованиям безопасности на объекте составляется доклад.

Подтверждение класса

Подтверждение класса горючести осуществляется как в лабораторных условиях, так и на открытой местности с применением специального оборудования. При этом применяются стандартные методики, различные для негорючих и горючих строительных материалов.

В случае, когда проверяемая продукция состоит из нескольких различных материалов (или слоев), на горючесть в обязательном порядке проверяется каждый входящий в нее материал (слой), при этом конечный результат — присвоенный продукту в целом класс горючести — будет равен наиболее высокому классу из всех, присвоенных отдельным составным частям продукции.

При лабораторной проверке предъявляются особые требования к помещению — в нем должна поддерживаться комнатная температура и нормальная влажность, должны отсутствовать сквозняки и излишне яркий естественный или искусственный свет, мешающий снимать показания с дисплеев. Применяемый прибор должен быть откалиброван, проверен и предварительно прогрет.

На первом этапе образец измеряют, выдерживают в комнатной температуре не менее 2-3 дней, затем закрепляют в специальной полости печи и мгновенно (допускается задержка до 5 сек) включают регистраторы.

Затем печь включают и образец нагревают. Нагрев прекращают в тот момент, когда зарегистрированное в течение 10 минут изменение температуры составляет менее 2°С — это считается «достижением баланса температур».

Затем образец вынимают из печи, охлаждают в специальном устройства (эксикатор), после чего проводят процедуры взвешивания и измерения.

Пожарная опасность строительных материалов. Классификация строительных материалов по пожарной опасности Какие свойства характеризуют пожарную опасность строительных материалов

Группа горючести – это классификационная характеристика способности веществ и материалов к .

При определении пожаровзрывоопасности веществ и материалов (), различают :

• газы – это вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 °С и давлении 101,3 кПа превышает 101,3 кПа,
• жидкости – это вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 °С и давлении 101,3 кПа меньше 101,3 кПа. К жидкостям относят также твердые плавящиеся вещества, температура плавления или каплепадения которых меньше 50 °С.
• твердые вещества и материалы – это индивидуальные вещества и их смесевые композиции с температурой плавления или каплепадения больше 50 °С, а также вещества, не имеющие температуру плавления (например, древесина, ткани и т.п.).
• пыли – это диспергированные твердые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм.

Одним из показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов является группа горючести .

Вещества и материалы

Согласно ГОСТ 12.1.044-89 по горючести вещества и материалы подразделяются на следующие группы ( за исключением строительных, текстильных и кожевенных материалов ):

Негорючие – это вещества и материалы, неспособные гореть в воздухе. Негорючие вещества могут быть пожаровзрывоопасными (например, окислители или вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом).

Трудногорючие – это вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления.

Горючие – это вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.

Сущность экспериментального метода определения горючести заключается в создании температурных условий, способствующих горению, и оценке поведения исследуемых веществ и материалов в этих условиях.

Твердые (в т.ч. пыли)

Материал относят к группе негорючих, если соблюдены следующие условия:

• среднеарифметическое изменение температуры в печи, на поверхности и внутри образца не превышает 50 °С,
• среднеарифметическое значение потери массы для пяти образцов не превышает 50% от их среднего значения первоначальной массы после кондиционирования,
• среднеарифметическое значение продолжительности устойчивого горения пяти образцов не превышает 10 с. Результаты испытаний пяти образцов, в которых продолжительность устойчивого горения составляет менее 10 с, принимают равными нулю.

По значению максимального приращения температуры (Δt max) и потере массы (Δm) материалы классифицируют:

• трудногорючие: Δt max 4 мин,
• средней воспламеняемости: 0,5 ≤ τ ≤ 4 мин,
• легковоспламеняемые: τ

Самовоспламеняющиеся материалы

К самым известным веществам, способным к самовозгоранию и поэтому обладающим повышенной пожарной опасностью, относятся:

• бурый уголь;
• торф;
• древесные опилки;
• минеральное масло;
• белый фосфор;
• эфир;
• скипидар.

Эти вещества могут самостоятельно загореться, всего лишь контактируя с воздухом. Некоторые из них, как, например, бурый уголь и белый фосфор, вспыхивают при нормальной температуре, другим требуется нагрев окружающей среды для запуска реакции. В соответствии с ГОСТ 12.1.011-78 о классификации взрывоопасных смесей, все подобные элементы делятся на группы по температуре самовоспламенения. Группа Т6 присвоена веществам с наименьшей температурой самовозгорания в пределах 85 ℃, Т1 — с наибольшей, свыше 450 °.

Некоторые вещества загораются при контакте не с атмосферным воздухом, а, например (и как это ни странно) с водой. К ним относятся натрий, гидриды кальция и магния, смесь йода и цинка.

Другие группы веществ могут вспыхивать при контакте с сильными кислотами, например с азотной.

Самовозгорание не всегда сопровождается пламенем. В частности, торф или опилки, контактируя с атмосферой, могут медленно тлеть, образовывая большое количество дыма, но почти не выделяя пламени.

Пожароопасность

Для многих все эти классы или категории, касающиеся пожарной безопасности – тёмный лес. Поэтому попробуем разобраться, что это такое, как сориентироваться, какие параметры важны при покупке строительных материалов. Итак, начнём. 

Что касается зданий, любое сооружение состоит из определённых конструкций, которые можно условно разбить на несколько видов:

• внешние стены;
• несущие конструкции;
• внутренние стены, перекрытия, переборки, перегородки;
• стены лестничных, а также лифтовых площадок;
• лестничные пролёты, межэтажные площадки.

Всем сооружениям свойственна некоторая степень пожарной опасности (ПО). Для этого в строительстве введён класс конструктивной ПО, обозначаемый литерой «С» и цифрой, соответствующей уровню опасности от 0 до 3.

• С0 – наиболее безопасные здания. Все конструкции полностью выполнены из негорючих (НГ) стройматериалов, не способных во время пожара выделять тепловую энергию, дым, токсичные вещества, либо распространять пламя;
• С1 – допускается часть конструкций из слабогорючих (Г1) веществ;
• С2 – допускается часть конструкций категорий Г1, Г2 – слабогорючих и умеренногорючих;
• С3 – нет никаких требований к конструкциям, за исключением противопожарных барьеров, лестничных ступеней и пролётов.

Исходя из количества конструкций и сочетания уровней их ПО определяется общий класс конструктивной ПО всего сооружения.

Какими нормативными актами регулируется?

Классификация КПО и прочих сопутствующих стандартов регламентируется такой нормативной базой:

1. ФЗ «Технический регламент о требованиях ПБ» от 22.07.08 г. №123-ФЗ (с изм. и доп.) – тут приведена классификация строений по показателям опасности возникновения возгораний, описана вся существующая терминология касательно данного вопроса. В том числе в приложение к Закону добавлено множество таблиц с необходимыми данными для установления параметров и показателей.
2. Свод правил – СП 2.13130.2012 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты (с изм. №1)» перечисляет все правила, которые должны обеспечивать огнеупорность зданий по их назначению и параметрам. Тут приведена техническая классификация различных объектов относительно их ПО.
3. В ГОСТ 30403-2012 «Конструкции строительные. Метод испытаний на ПО» указаны основные требования для проведения испытательных работ по определению класса ПО всех строительных конструкций. А также приложена таблица, содержащая значения нормативов.
4. «Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности» № 382 от 30.06.09 (с изменениями и дополнениями), утвержденная приказом Министерства чрезвычайных ситуаций РФ — приведены методы произведения расчетов показателей ПО зданий и сооружений.
5. Строительные нормы и правила – СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений (с изм. №1, №2)». Тут приведен свод всех нормативов и правил касательно тематики.

ПО отдельных конструкций

Условно приняты четыре уровня пожароопасности конструкций.

К0 – Опасность пожара отсутствует. Повреждение элементов конструкций в вертикальном и горизонтальном напралении – 0 сантиметров, характеристики воспламеняемости, горючести и дымообразования недопустимы.

К1 – малоопасные. Разрушение конструкции допускается: горизонталь – до 25, вертикаль – до 40 см. Воспламеняемость, горючесть и дымообразование регламентируется до уровня В2, Г2,  Д2 соответственно.

К2 – умеренно опасные. Разрушение конструкций допускается: вертикаль – от 40 до 80 см, горизонталь – до 25 см.

К3 – пожароопасные. Допуски не оговариваются.

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.

Элементы здания и их степень их пожароопасности

Теперь самое время перейти к рассмотрению различных частей зданий и степени их пожароопасности.

Фундамент – является подземной частью здания, его основанием. Именно он воспринимает всю нагрузку от конструкций здания. К нему не предъявляют каких-либо противопожарных требований, поскольку фундамент делается из таких материалов, предел огнестойкости которых значительно выше, чем у стен и перекрытий.

Стена выполняет функции не только несущие, но и ограждающие. Она передает все воспринимаемые нагрузки на фундамент и сама оказывает на него давление. Стены делятся на внутренние и наружные, продольные и поперечные. Именно несущие стены воспринимают давление, передавая его на фундамент.

Цоколь – является частью наружной стены. Он немного выступает из плоскости стены и выглядит как постамент, на котором она покоится. Выполняет функцию защиты стены от механических повреждений.

Карниз представляет собой горизонтальный выступ, который либо находится в верхней части стены, заканчивая ее, либо располагается над оконными и дверными проемами. Он отводит воду, которая стекает с крыши здания, чтобы она не попадала на стену, окно или дверь.

Ниша – углубление в стене, которое используется либо для размещения встроенного или стенного шкафа, а также для приборов, отапливающих помещение, и для различных декоративных целей.

Парапет – это небольшая стенка, которая идет по краю крыши. Сейчас эта стенка заменяется металлическими перилами, которые также называют парапетом.

Балкон – открытая площадка с ограждениями, которая выдается из плоскости стены. Лоджия является частью помещения и открыта по фасаду. Балконы с лоджиями являются не только полезной площадью и украшением здания, но также защищают от дыма и огня при пожаре. Кроме того, они служат как пути эвакуации для людей, а также помогают пожарным добраться до места возгорания.

Противопожарная стена – отделяет отсеки для того, чтобы предотвратить распространение пожара. Также они отделяют помещения с горючими и негорючими конструкциями. Такие стены исполняют только из материалов, не подверженных горению.

Перегородка – это вертикальная конструкция, которая служит для разделения помещений и может быть как несущей, так и не несущей, а также стационарной или с возможностью ее передвижения. Она может быть сплошной или содержать проем. Они могут исполнять роль преграды во время пожара, но некоторые ее виды, в частности пустотелые перегородки из горючих материалов, помогают распространяться огню.

Перекрытие в отличие от перегородки разделяет помещения по горизонтали на этажи. Является внутренней ограждающей конструкцией.

Опоры служат для соединения конструкции и передают нагрузку на фундамент или основание. Они изготавливаются из кирпича, камня, железобетона, чугуна и других материалов.

Покрытие – ограждает здание сверху от внешней среды и может служить в качестве потолка помещения и крышей одновременно. Она состоит из помещений, называемых чердаками и крыши. Изготавливаются из стали, железобетона или дерева. В качестве главных элементов для крыши выступают стропила и фермы, которые соединяют стяжками или обрешеткой.

Кровля является верхней частью крыши, ее оболочкой. Этот элемент является водонепроницаемым и имеет в основании обрешетку и плиты, которые кладут по фермам и балкам. Кровля изготавливается из черепицы, стали, дерева и других материалов.

Лестница – нужна для свободного перемещения людей между этажами здания. Лестница должна быть удобной для перемещения людей не только в спокойных условиях, но и в условиях пожара, а также в других ситуациях, связанных с авариями. Основные лестницы применяются для каждодневного пользования, а в случае невозможности их использования применяются пожарные лестницы.

Условия горения

Понятие пожарной опасности тесно связано с горючестью веществ, материалов, то есть с их способностью загораться и гореть в течение определенного времени. Чтобы горение произошло, необходимо наличие 3-х факторов:

• потенциально горючего вещества;
• окислителя;
• источника огня (или высокой температуры).

Без присутствия одного из них реакция невозможна, так как суть горения — самораспространяющийся окислительный процесс. Идеальным окислителем является кислород. Быстрее всего вещество сгорает в чистом кислороде, но если его содержание в газовой смеси падает до 10%, то процесс прекращается. Кроме кислорода, окислителями являются хлор, фтор, бром, йод и некоторые другие элементы таблицы Менделеева.

Некоторые вещества, например черный порох, содержат окислитель внутри себя, среди своих компонентов. Поэтому порох может гореть в безвоздушной среде и даже в вакууме, а вот дерево, к примеру, в таких условиях не загорится.

Полыхать могут вещества, находящиеся в любом физическом состоянии — твердом, жидком или газообразном (четвертый тип, плазма, в этом вопросе не рассматривается). При этом в силу ряда причин наибольшую пожарную опасность представляет воспламенение горючих жидких веществ и газов, которое происходит легче и может иметь характер взрыва.

Дело в том, что большинство твердых веществ, включая бумагу, дерево, некоторые виды пластмассы, в своем исходном состоянии не горят. Воспламеняются пары этих веществ, которые начинают образовываться при нагревании. Горит паровоздушная смесь над твердым телом, хотя зрительно кажется, что воспламенился сам объект. Список твердых веществ, способных гореть де-факто, без плавления и испарения, относительно невелик. Среди них можно назвать кокс и древесный уголь, которые сами по себе являются продуктами распада, происходящего в процессе горения, каменного угля и древесины соответственно.

Таким образом, для возгорания необходимо (в большинстве случаев) образование смеси из горючих продуктов испарения или разложения исходного сырья — и воздуха, в котором должен содержаться кислород — не менее 10%. Чем больше процент кислорода, тем активнее идет реакция.

Какой показатель лучше?

КМ0 класс пожарной опасности присваивается негорючим и огнеупорным материалам. Как правило, это вещества на минеральной основе, керамика, природные камни, стекло. Применяются для общественных учреждений, помещений с большим количеством людей.

Однако, для строительства одних противопожарных свойств недостаточно. Строительные материалы должны быть водонепроницаемыми, звуко-, теплоизоляционными, прочными, красивыми наконец. Поэтому ежегодно разрабатываются различные добавки для них, которые понижают уровень безопасности.  С этой точки зрения КМ1 является оптимальным и допустимым, ведь материалы должны быть, как минимум, трудно сгораемыми, трудно воспламеняемыми.

Стандарты и нормативы

По каким правилам мы должны классифицировать наши объекты,

и как определить класс пожароопасности помещений согласно действующим нормам?

Посмотрим на основные положения.

• ГОСТ 30403-2012. Межнациональный стандарт.
  Рассказывает, как именно определять класс пожароопасности строительных конструкций.
  Определяет тестовые образцы, порядок подготовки, оценку результатов испытаний.
  Сами классы от К0 до К3 приведены в Таблице 1.
• ФЗ-123.
  Таблица 3 этого закона представляет классы материалов для строительства и отделки при возгорании на различных объектах (КМ0-КМ5).
  Категорию ПО определяет статья 27.
• СП 112.13330.2011, ГОСТ Р 57270-2016, ГОСТ Р 51032-97.
  Описывают требования к эвакуационным путям при возгорании.
• ПУЭ.
  Здесь категорируются помещения, согласно веществам, в них содержащимся.
  Класс пожароопасности по ПУЭ содержит 4 группы.
• СП 12.13130.2009.
  Приводит методы вычисления взрывопожароопасности помещения, сооружения, наружной постройки.
• ФЗ-69.
  Основы обеспечения ПБ.
• Приказ от 05.07.2011 № 287 агентства лесного хозяйства (Приложения 1, 2).
  Определяет классификацию природной ПО лесных массивов.
• НПБ 105-03.
  Устанавливает класс пожароопасности помещения, строения, наружной установки.

Такое четкое категорирование увеличивает количество методов и средств борьбы с огнем,

позволяет правильно выбирать устройства и комплексы противопожарной автоматики.

Классификация

Интенсивности процесса горения и условий его протекания определяют вероятность усиления пожара, возникновения взрыва. Исход происшествия зависит от совокупности свойств исходного сырья.

Общее деление

Согласно общегосударственному стандарту пожарной и взрывной опасности, вещества и разнообразные материалы из них делятся на следующие группы:

• абсолютно негорючие;
• трудно сгораемые;
• горючие.

не могут гореть на воздухе, что не исключает взаимодействие с окислителями, друг с другом, водой. Следовательно, некоторые представители группы в определенных условиях представляют пожароопасность.

К трудно сгораемым относятся соединения, которые горят при поджигании на воздухе. Как только источник огня ликвидируется, горение прекращается.

Горючие вещества в определенных условиях загораются сами или в присутствии источника огня, продолжают интенсивно гореть.

Классификация по горючесть строительного сырья и продукции, рассмотрена в отдельном обновленном стандарте. Строительные общегосударственные нормы учитывают категории всех видов изделий, используемых в работе.

Согласно этой классификации негорючие стройматериалы (НГ) подразделяются на две группы в зависимости от режима испытаний и значений показателей, полученных при этом.

В 1 группу входит продукция, при исследовании которой температура внутри печи увеличивается не больше, чем на 50 ℃. Уменьшение массы образца не превышает 50 %. Пламя не горит вообще, а выделяющаяся теплота не превышает 2,0 МДж/кг.

Во 2 группу НГ входят материалы с такими же показателями увеличения температуры внутри печи и потери массы. Отличие в том, что пламя горит до 20 секунд, теплота сгорания не должна быть больше 3,0 МДж/кг.

Классы горючести

Горючие материалы исследуют по аналогичным критериям, подразделяют на 4 группы или класса, которые обозначают буквой Г и цифрой, находящейся рядом с ней. Для классификации учитывают значения следующих показателей:

• температура газов, выделяющихся с дымом;
• степень уменьшения размеров;
• величина уменьшения веса;
• время сохранения пламени без источника горения.

К Г1 относится группа материалов с температурой дыма, не превышающей 135 ℃. Потеря длины укладывается в 65 %, веса – 20 %. Само по себе пламя не горит. Такая строительная продукция называется самозатухающей.

В Г2 входит группа материалов с температурой дыма, не превышающей 235 ℃. Потеря длины укладывается в 85 %, массы – 50 %. Самостоятельное горение продолжается не более 30 секунд.

К Г3 относится материалы, у которых температура дыма не превышает 450 ℃. Потеря длины составляет более 85 %, веса – до половины. Само по себе пламя горит не более 300 секунд.

В группу горючести Г4 вошли материалы, у которых температура дыма превышает 450 °С. Потеря длины превышает 85 %, массы – более 50 %. Самостоятельное горение продолжается более 300 секунд.

Допустимо использовать следующие приставки в названии каждой группы горючести в порядке увеличения цифрового индекса:

• слабо;
• умеренно;
• нормально;
• сильногорючие материалы.

Большое значение также имеет способность образовывать дым, токсичность продуктов горения, скорость возможного распространения огня, вероятность быстрого воспламенения.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Пожарно-техническая классификация строительных материалов, конструкций, помещений, зданий, элементов и частей зданий основывается на их разделении по свойствам, способствующим возникновению опасных факторов пожара и его развитию, пожарной опасности, и по свойствам сопротивляемости воздействию пожара и распространению его опасных факторов огнестойкости.

Пожарно-техническая классификация предназначается для установления необходимых требований по противопожарной защите конструкций, помещений, зданий, элементов и частей зданий в зависимости от их огнестойкости и (или) пожарной опасности.

Сертификация

Для подтверждения соответствия противопожарных свойств проводится пожарная сертификация строительных материалов.

Обязательной сертификации подлежат материалы, используемые для строительства зданий с высоким уровнем опасности возгорания, и применяемые при отделке жилых помещений. Сертифицируют материалы, используемые для изготовления любых транспортных средств – автомобилей, железнодорожных вагонов, городского транспорта. Обязательно выдают сертификаты пожарной безопасности на материалы специального назначения.

Для выявления пожароопасных свойств образцы продукции испытывают в аккредитованных лабораториях, после чего оформляют соответствующий документ (если продукт соответствует нормативам), данные вносят в Реестр. Производитель может пройти процедуру по собственной инициативе, подав заявку и оплатив расходы.