CC BY
24УДК 699.81
Н.И. КОНСТАНТИНОВА1, д-р техн. наук, профессор; К. ВЕБЕР2 (carlo.weber@dupont.com), специалист по техническому маркетингу отдела «Инновации в строительстве»; Г.В. АФАНАСЬЕВА3, канд. хим. наук (guzel.afanasyeva@dupont.com);
Ф. НОРБЕРТ2, специалист по техническому маркетингу отдела «Инновации в строительстве»
1 ФГБУ ВНИИПО МЧС (143903, Московская область, г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12)
2 DuPont de Nemours (Luxembourg) S.a.r.l. L-2984 Luxembourg
3 ООО «Дюпон Наука и Технологии» (121614, Москва, ул. Крылатская, 17, корп. 3)
Исследование пожарной безопасности гидроветрозащитных мембран для ограждающих конструкций
Приведен обзор исследований, связанных с применением гидроветрозащитных мембран в ограждающих конструкциях зданий, представлены результаты сравнительных испытаний по оценке эффективности их применения, выполненные различными исследовательскими группами. Рассмотрена методология испытаний строительных материалов на пожарную опасность в России, показана особенность поведения термически тонких материалов, в том числе полимерных мембран, при тепловом воздействии. Представлены результаты испытаний тонкослойных полимерных материалов по методике ГОСТ Р «Материалы строительные. Метод испытаний на возгораемость под воздействием малого пламени» (аналог EN ISO 11925-2 «Reaction to fire tests - Ignitability of building products, subjected to direct impingement of flame - Part 2. Single flame source test»), указывающие на возможность оценки образования горящего каплепадения и расплава, оценки их огнезащиты, произведен сравнительный анализ полученных результатов исследований с результатами оценки пожарной опасности мембран по европейским методам. Проанализированы основные возможные причины возникновения пожаров в строительной конструкции с использованием полимерных гидроветрозащитных мембран (несоблюдение правил пожарной безопасности при проведении сварочных, кровельных и других работ и технологической дисциплины). Показано, что применение полимерных мембран с дополнительным огнезащитным покрытием, в том числе не образующих горящего каплепадения, в составе строительной конструкции при возможном возгорании может в значительной степени уменьшить риск возникновения пожара.
Ключевые слова: гидроветрозащитные мембраны, эффективность огнезащиты, навесные фасадные системы с вентилируемым зазором, испытания на возгораемость методом «малой горелки».
N.I. KONSTANTINOVA1, Doctor of Sciences (Engineering); Veber KARLO2 (carlo.weber@dupont.com), Specialist in technical marketing, Department of innovations in construction; G.V. AFANASIEVA3 (guzel.afanasyeva@dupont.com), Candidate of Sciences (Chemistry); Frey NORBERT2, Specialist in technical marketing, Department of innovations in construction
1 FGBU VNIIPO of EMERCOM of Russia ( Federal State-Financed Establishment «All-Russian Research Institute
for Fire Protection of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters» (12, micro-district VNIIPO, Balashikha, 143903, Moscow Oblast, Russian Federation)
2 DuPont de Nemours (Luxembourg) S.a.r.l. L-2984 Luxembourg)
3 OOO DuPont Science and Technology (17, structure 3, Krylatskaya Street, 121614 Moscow, Russian Federation)
Research in Fire Safety of Hydro-Windproof Membranes for Enclosing Structures
A review of investigations connected with the use of hydro windproof membranes in enclosing structures is presented; results of comparative tests on evaluating the efficiency of their application conducted by different research groups are given. A methodology of tests of building materials on fire safety in Russia is considered; features of the behavior of thermally-slender materials, including polymeric membranes, under heat impact are shown. Results of tests of thin-layer polymeric materials according to the methodology of the final version of a draft GOST R "Building Materials. Methods of Tests on Ignitability under the Impact of a Small Flame (an analogue of EN ISO 11925-2 «Reaction to fire tests - Ignitability of building products, subjected to direct impingement of flame - Part 2. Singleflamesourcetest») are presented; they show a possibility to evaluate the formation of falling burning drops and the melt and to assess their fire protection; a comparative analysis of the obtained results with the results of evaluation of fire hazard of membranes according to European methods is made. Basic possible reasons for fire breaking-out in the building structure with polymeric hydro windproof membranes (not following the rules of fire safety in the course of welding, roof and other works and technical discipline) are analyzed. It is shown that the use of polymeric membranes with additional fire protection coatings (including those that don't generate the falling of burning drops) in the composition of the building structure, in case of possible combustion, can significantly reduce the risk of the fire. Keywords: hydro windproof membranes, efficiency of fire protection, suspended façade systems with ventilated gap, tests on combustibility by method of "small-burner" test.
В последние годы все больше внимания уделяется вопросам энергоэффективности и долговечности зданий и сооружений (Федеральный закон Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»). Для решения этой задачи в строительстве все чаще применяют современные строительные материалы, которые позволяют в более короткие сроки с меньшими трудозатратами и большей эффективностью решать актуальные задачи в строительстве. Вопросы эффективности и пожарной безопасности применяемых материалов остаются актуальны для профессионалов при выборе того или иного материала, но в некоторых случаях рассматриваются раздельно. Использование материала, отвечающего только требованиям пожарной безопасности, но не обладающего рядом важных характеристик для обеспече-
ния заданных свойств в конструкции, не решает поставленной задачи в строительстве с точки зрения ее эффективной работы. Очевидно, что в данном вопросе необходимо учитывать комплекс требований: физико-технические свойства материалов, эффективность их использования в конструкции, безопасность эксплуатации, в том числе в составе конструкции, соответствие требованиям нормативной базы и законодательства. Таким образом, современные материалы должны в одинаковой степени отвечать как заданным критериям пожарной безопасности, так и обеспечивать эффективную работу конструкции.
В мировой практике строительства энергоэффективных зданий широко применяют гидроветрозащитные мембраны (в зарубежной литературе встречаются термины wind barrier, weather barrier, breathable membrane, house wrap, airinfiltration barrier, underlay, далее «мембрана»), которые достаточно открыты для прохождения во-
+20оС, влажность 55%, скорость движения воздуха 0,2-0,4 м/с
-25оС, скорость движения воздуха 0,5-0,9 м/с
Рис. 1. Сравнение приведенного сопротивления теплопередаче (R) фрагментов ограждающих конструкций с использованием утеплителя различной плотности: 15 кг/м3 и (80+30) кг/м3 в присутствии мембраны Tyvek® и без нее
дяных паров, но при этом обладают способностью препятствовать проникновению воды. Довольно часто мембраны используют для защиты теплоизоляционного материала, увлажнение которого приводит к значительному снижению сопротивления теплопередаче (R) [1]. Такая сепаративная работа мембраны обеспечивает надежную защиту конструкции от переувлажнения и снижает риск образования конденсата. Одно из преимуществ применения такого рода материалов — обеспечение достаточного уровня ветрозащиты. В процессе изучения вопросов повышения энергоэффективности зданий исследовательские группы большое внимание уделяют процессу, известному в зарубежной литературе под названием wind washing (иногда forced convection, anblashing) [2]; в российской литературе для описания подобного процесса используют термин «продольная инфильтрация» или «продольная фильтрация» [3]. Процесс заключается в обмене воздуха между внешним слоем теплоизоляционного материала и вентиляционным зазором за счет разницы давлений на поверхности теплоизоляционного материала (конвективный обмен).
В работах многих зарубежных исследователей доказан вклад мембраны в энергоэффективность конструкции методом математического моделирования или на основе экспериментальных данных [1, 2, 4, 5].
В работе [2] описаны результаты измерения сопротивления теплопередаче (R) на примере 12 различных типов конструкций (всего результаты 34 тестов) при заданном давлении ветрового потока в условиях климатической камеры (hot-box). Автор описывает зависимость снижения расчетных значений R от величины давления ветрового потока на внешнюю облицовку конструкции, в которой была обеспечена полная герметизация паро-изоляционного слоя; снижение составило от 9 до 21%. В случае наличия мембраны в составе конструкции значения эффективного сопротивления R^ оставались на уровне расчетных независимо от давления ветрового потока на конструкцию. В случае наличия дефектов герметичного пароизоляционного слоя в конструкции автор описывает более значительное снижение эффективного сопротивления теплопередаче конструкции без ветрозащиты по сравнению со значениями для конструкций с установленной мембраной.
Давление ветрового потока может значительно меняться в зависимости от направления (угла воздействия), конструкционных особенностей вентиляцион-
ного зазора и т. д., что, как следствие, увеличивает тепловые потери здания. Экспериментальные данные зависимости коэффициента градиента давления ветра от угла направления его воздействия приведены в работе [5]. Автор также приводит зависимость R от скорости ветрового потока, указывает на различия в несколько раз между теоретическими и фактическими данными. Кроме того, в работе [4] приведены данные, которые свидетельствуют об улучшении показателей R при наличии герметизации ветрозащиты.
В работе [5] исследуется достаточный уровень воздухонепроницаемости ветрозащиты, включая перехлесты в вентилируемых фасадных конструкциях каркасных домов; верхний уровень воздухопроницаемости ветрозащиты устанавливается на уровне 0,05 м3/(м2-ч-Па) или 1,4Е-5 м3/(м2-с-Па). Автор приводит данные по изменению сопротивления теплопередаче конструкции в зависимости от скорости ветрового потока и показывает эффект применения ветрозащиты в конструкции. В работе [6] приводятся рекомендации по численным значениям верхних уровней воздухопроницаемости ветрозащиты: 1Е-5 м3/(м2-с-Па) в случае сильной угловой конвекции и 2,5-3Е-5 м3/(м2-с-Па), если теплоизоляционный материал выполнен сегментами.
В дополнение к известным зарубежным исследованиям [1, 2, 4, 5] выполнен эксперимент на лабораторной базе «Стройтехнорм» (Республика Беларусь). В ходе опытов были проведены сравнительные испытания в климатической камере трех элементов навесной фасадной системы с вентилируемым зазором при скорости движения воздуха (0,5—0,9 м/с) по схеме при разной толщине утеплителя:
A. 100 мм утеплитель плотностью р=14 кг/м3 с мембраной;
Б. 50 мм утеплитель р=30 кг/м3, 50 мм утеплитель р=80 кг/м3 с мембраной;
B. 50 мм утеплитель р=30 кг/м3, 50 мм утеплитель р=80 кг/м3 без мембраны, где р — плотность утеплителя.
Элементы были закреплены на стене, выложенной из газосиликатных блоков толщиной 100 мм (рис. 1).
Определение сопротивления теплопередаче указанных фрагментов ограждающих конструкций производилось в соответствии с требованиями ГОСТ 26254—84 «Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций» после достижения стационарного режима теплопередаче (20 сут) (рис. 1, 2).
В результате проведенных исследований было установлено:
— разница приведенного сопротивления теплопередаче фрагментов с мембраной и без нее составила ~10%, а на верхнем уровне конструкции — до 15%. т. е. фрагмент с мембраной имеет более высокие значения указанного параметра;
— разница приведенного сопротивления теплопередаче между фрагментами с утеплителем р=14 кг/м с мембраной и утеплителями плотностью р=30 и 80 кг/м3 соответственно с мембраной оказалась минимальной и находилась в пределах погрешности измерений.
Таким образом, удалось установить, что даже при относительно низкой скорости движения воздуха (0,5—0,9 м/с) и соответственно низком давлении на поверхность утеплителя конструкция с различными по плотности утеплителями с применением мембраны обладает лучшими теплотехническими характеристиками по сравнению с конструкциями без мембран.
В российской практике применение мембран с целью защиты утеплителя в вентилируемых фасадах распространено в меньшей степени по сравнению с использованием за рубежом, кроме того, в нормативной базе физико-технические требования к ним установлены не в полной мере. Тем не менее данный вопрос является акту-
научно-технический и производственный журнал Q'fffjyTf S JJbrlbJ" ~22 ноябрь 2014 Ь^ШШ'
Рис. 2. Фрагмент фасада, собранного в климатической камере с установленными датчиками
Рис. 3. Установка для испытаний по методу ГОСТ Р «Материалы строительные. Метод испытаний на возгораемость под воздействием малого пламени» («малая горелка»). Определяемые показатели: воспламенение фильтровальной бумаги горящим расплавом или частицами образца; наличие распространения пламени на расстояние 150 мм от точки его воздействия в течение 20 и 60 с
альным для современного строительства, в котором задача повышения энергоэффективности играет важную роль. Сегодня российский рынок гидро-ветрозащитных материалов представлен различными технологиями и материалами. При этом понятие мембраны используется в отношении материалов, которые не выполняют сепаративной функции мембраны и не обеспечивают достаточной защиты от влаги, особенно под давлением, возникающим при действии ветрового потока или дождя.
В связи с этим представляет интерес дать определение данному классу материалов:
Ветрогидрозащитная мембрана (ВГЗМ) — это строительный материал, защищающий конструкцию от конвективного (в ряде случаев аэродинамического) теплопе-реноса, осуществляющий сепарацию влаги по агрегатному состоянию при заданном давлении, т. е. выполняющий экс-фильтрацию пара и сопротивляющийся инфильтрации капельной влаги.
Мембрана также обеспечивает защиту последующих слоев конструкции от запыления, воздействия животных и насекомых, от эмиссии волокна из утеплителя, увеличивает долговечность и энергоэффективность конструкции в целом.
Согласно требованиям Европейского союза данные материалы должны отвечать EN 13859-1 «Гидроветрозащитные материалы для кровли» и EN 13859-2 «Гидроветрозащитные материалы для стеновых применений».
В табл. 1 показаны сравнительные характеристики материалов, изготовленных по различным технологиям и допущенных к применению в строительстве. Как
видно из приведенных данных, материалы, которые не относятся к классу материалов мембранного типа, не удовлетворяют требованиям по гидроизоляционным свойствам, воздухопроницаемости даже при наличии достаточно высокой паропроницаемой способности.
Основными параметрами материалов для защиты утеплителя и повышения энергоэффективности фасадной конструкции является сочетание высокой паропро-ницаемости и гидроизоляционных свойств.
Кроме того, важными показателями материалов данного назначения является соответствие верхнему уровню воздухопроницаемости (достаточный уровень ветрозащиты), прочность и долговечность.
Гидроветрозащитные полимерные мембраны по своему функциональному назначению и области применения используются в основном только в составе строительных конструкций или их элементов, поэтому оценку пожарной опасности следует проводить по методам, учитывающим условия проведения огневых испытаний строительных конструкций согласно существующей нормативной документации.
В частности, ГОСТ 31251—2008 «Конструкции строительные. Методы определения пожарной опасности. Стены наружные с внешней стороны» устанавливает метод соответствующих испытаний наружных стен с выполненными на их внешней поверхности системами изоляции, облицовкой и отделкой при тепловом воздействии пожара с внешней стороны здания, а также пожарно-технические и идентификационные характеристики, входящие в системы горючих материалов.
Таблица 1
Параметр Рекомендуемые значения* Образец из flash-spunbond ПЭНД толщиной 0,17 мм Образец спанбонда из полипропилена толщиной 0,44 мм Образец из минерального волокна с гидрофобизирующей пропиткой толщиной 0,2 мм
Паропроницаемость, Sd, м ГОСТ Р ЕН 1296-2011 Менее 0,1 м 0,015 0,0025 0,2
Гидроизоляционные свойства (20 см воды в течение 2 ч = W1) согласно EN 13859-2 Соответствует Соответствует Не соответствует Не соответствует
Гидроизоляционные свойства (водяной столб), м, в соответствии с EN ISO 20811 1 2 0,33 Нет возможности зафиксировать из-за малых значений
Ветрозащита Да Да Нет Нет
* На основании опыта применения DuPont в течение 20 лет и требований строительной отрасли в различных странах.
fj научно-технический и производственный журнал
® ноябрь 2014 23~
Таблица 2
Назначение строительных материалов Перечень групп необходимых показателей в зависимости от назначения строительных материалов
Горючесть Распространение пламени Воспламеняемость Дымообразующая способность Токсичность продуктов горения
Кровельные материалы + + + - -
Гидроизоляционные и пароизоляционные материалы толщиной более 0,2 мм + - + - -
Примечания. Знак «+» обозначает, что показатель необходимо применять, «-» - показатель не применяется. При применении гидроизоляционных материалов для поверхностного слоя кровли показатели их пожарной опасности следует определять по позиции «Кровельные материалы».
Более подробно данный метод на примере навесных фасадных систем с воздушным зазором описан в статье [7].
По анализу имеющейся информации о результатах испытаний навесных фасадных систем (НФС) с воздушным зазором с различными конструктивными решениями согласно ГОСТ 31251—2008 и относящихся к классу пожарной опасности конструкции К0 было установлено, что в некоторых из них использовали полимерные ветровлагозащитные мембраны толщиной менее 0,2 мм. В процессе проведения огневых испытаний материал мембран в составе конструкции не распространял горения.
Известны случаи возгорания конструкций НФС с воздушным зазором, в том числе и с применением полимерных мембран, только при их монтаже в результате несоблюдения правил пожарной безопасности при проведении сварочных, кровельных и других работ, а также при несоблюдении технологической дисциплины.
Использование полимерных мембран с дополнительным огнезащитным покрытием, в том числе не образующих горящего каплепадения и расплава, в составе строительной конструкции при возможном возгорании может в значительной степени уменьшить риск возникновения пожара. Это актуально как на этапе строительства, так и в процессе эксплуатации зданий (особенно для зданий выше 75 м и с функциональной пожарной опасностью Ф1.1 и Ф4.1) при возникновении случайных источников зажигания в результате неосторожного обращения с огнем и нарушения правил пожарной безопасности при проведении электрогазосварочных работ.
Используемые в строительстве на российском рынке НФС с воздушным зазором должны иметь техническое свидетельство, применяться в соответствии с конструктивными решениями, прошедшими огневые испытания по ГОСТ 31251—2008, а входящие в их состав материалы и изделия сопровождаться необходимыми сертификатами с данными идентификационных характеристик (согласно приложениям А и Б ГОСТ 31251—2008).
В указанных приложениях к стандарту приведены процедуры идентификации материалов по ГОСТ Р 53293—2009 (по характерным термогравиметрическим кривым, кривой потери массы, максимумам дифференциальной термогравиметрической кривой) и оценки наименьшей теплоты сгорания по методике окончательной редакции проекта ГОСТ Р «Материалы строительные. Метод определения теплоты сгорания» (аналог EN ISO 1716 «Building materials — Determination of calorific potential»).
В настоящее время прилагаются значительные усилия для устранения технических барьеров в торговле, в особенности в рамках Соглашения ВТО по ТБТ, поэтому процесс гармонизации действующих в России технических регламентов с международными стандартами является весьма актуальным.
В Российской Федерации действует более 230 национальных и межгосударственных стандартов в области пожарной безопасности, из них полностью или частич-
но гармонизировано с международными стандартами около 45% стандартов [8].
Российская практика оценки параметров пожарной опасности строительных материалов отличается от зарубежной. Обзоры методов и обсуждение актуальности задачи гармонизации представлены в работе [9].
Следует отметить, что согласно Европейской классификации строительных материалов [EN 13501] класс пожарной опасности является комплексным показателем, определяемым на основании испытаний различными методами. Для строительных отделочных, облицовочных и теплоизоляционных материалов предусмотрено 7 классов: А1, А2, В, С, D, Е и F. К классу А1 относят материалы по результатам испытаний методами ENISO 1716 и ENISO 1182; к классу А2 - ENISO 1716, ENISO 1182 и ENISO 13823^В1); к классам В, С, D -методами ENISO 13823^В1) и ENISO 11925-2; к классу Е — ENISO 11925-2; к классу F требований не предъявляется. Также существуют подклассы в зависимости от каплеобразования и образования дыма.
В соответствии с действующими в РФ нормативными документами при оценке пожарной опасности строительных материалов, определении области их применения и сертификации используют, как правило, методы испытаний на горючесть, воспламеняемость, распространение пламени по поверхности, дымообразование и токсичность продуктов горения. В зависимости от численных значений определяемых экспериментально стандартных параметров устанавливают класс пожарной опасности того или иного материала. Классификация лежит в основе противопожарного нормирования применения строи-
Tyvek® FireCurb™ не относится к группе легковозгораемых материалов
Стандартный гидроизоляционный слой относится к группе легковозгораемых материалов
Время воспламенения 30 с Распространение огня <150 мм за 60 с
Время воспламенения 15 с Распространение огня <150 мм за 60 с
Рис. 4. Образец мембраны Ту/ек® FireCub и образец трехслойного материала на основе полиолефина после испытаний на «малой горелке»
научно-технический и производственный журнал Q'TFOWf1- J\ii'r\i>\*
ноябрь 2014 ~ Ы ®
тельных материалов в зависимости от функционального назначения помещений. В частности, для строительных материалов, выполняющих функции гидро- и паро-изоляции, перечень показателей, необходимых для оценки их пожарной опасности, представлен в табл. 2.
Некоторые особенности поведения тонкослойных материалов при тепловом воздействии в условиях стандартных испытаний уже были рассмотрены в работе [10].
Причинами, нередко приводящими к ошибочным выводам о показателях пожарной опасности, является малая толщина полимерного строительного материала. К таким материалам, например, относят некоторые пленочные материалы, используемые для гидро- и ветрозащиты, натяжных потолков, различных воздухо-опорных конструкций, лакокрасочные покрытия и т. п.
Одной из основных стадий в сложном и многостадийном процессе горения, контролируемого массо- и теплообменом, является процесс нагрева материала, приводящий к образованию достаточного для поддержания пламени потока газообразных горючих продуктов.
Толщина материала играет весьма важную роль, так как обусловливает создание прогретого слоя, определяющего процесс газификации при горении. В зависимости от соотношения толщины материала и глубины прогретого слоя различают два случая — горение термически толстых и термически тонких материалов. Первый характерен для условий, при которых толщина материала много больше прогретого слоя, а второй — когда глубина прогретого слоя сравнима с толщиной материала. В тонкослойных полимерных материалах имеет место второй случай, особенно когда материал наносится в условиях испытаний на несгораемое основание, что в значительной степени может оказывать влияние на создание тепловых условий эксперимента, а значит, и на получаемые результаты.
В табл. 3 представлены данные сравнительных экспериментальных исследований по оценке показателей пожарной опасности образцов некоторых видов полимерных мембран различного состава для кровельного и стенового применения с целью установления возможной степени огнезащиты стандартными методами.
При проведении испытаний по определению групп горючести, воспламеняемости и распространения пламени (соответственно согласно ГОСТ 30244-94 «Материалы строи-
тельные. Методы испытаний на горючесть» (метод 2); ГОСТ 30402 «Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость» и ГОСТ Р 51032 «Материалы строительные. Метод испытания на распространение пламени») пленочные материалы в зависимости от их реального использования, крепили на несгораемое основание, представляющее собой асбестоцементный лист толщиной 10 мм.
Следует отметить, что во всех проведенных опытах по ГОСТ 30402 уже при значении падающего теплового потока 10 кВт/м2 все испытанные образцы расплавлялись и возможность их воспламенения при воздействии пилотного пламени газовой горелки отсутствовала. Таким образом, по результатам всех проведенных испытаний наличия пламенного горения у образцов не отмечалось даже при поверхностной плотности теплового потока 50 кВт/м2; образцы были отнесены к группе воспламеняемости В1.
По наблюдениям при испытаниях по ГОСТ Р 51032-97, образцы мембран плавятся на всю толщину в первую минуту воздействия поверхностной плотности теплового потока по длине образца и газовой горелки и дальнейшего распространения пламени по поверхности не происходит.
Длина распространения пламени по поверхности не превышала 25 см, величина критической поверхностной плотности теплового потока (КППТП) составляла соответственно более 11 кВт/м2.
Следует отметить, что результаты анализа информации, указанной в действующих сертификатах соответ-
№ 1 № 2 Рис. 5. Образец мембраны Ту/ек® FireCub и образец однослойного материала (образец № 2) после испытаний на «малой горелке»
Таблица 3
Наименование материала Результаты экспериментальных исследований
ГОСТ 30244-94 (метод 2) ГОСТ 30402-95 ГОСТ 51032-96 EN ISO 1716, Qh, МДж/кг КИ [ГОСТ 121044-89 п. 4.14] EN ^О 11925\ (наличие горящего каплепадения) Класс пожарной опасности по EN 13501
Наличие горящего каплепадения Группа горючести <М 1- cq ^ S CL * О Группа воспламеняемости <М 5 1В ^ с н с с ^ Группа распр. пламени
Полимерная мембрана без огнезащитного покрытия (0,22 мм) нет Г2 50 В1 >11 РП1 49 20,5 Имеется Е
Полимерный материал без огнезащитного покрытия (0,44 мм) нет Г3 50 В1 >11 РП1 48,86 18,3 Имеется Е
Полимерная мембрана Тууек® Р1геОигЬ™ Housewrap с огнезащитным покрытием нет Г1 50 В1 >11 РП1 51,35 23,4 Нет B-s1,d0.
ствия установленным требованиям показывают для аналогичных материалов достаточно большой разброс представленных данных по группе воспламеняемости В1—В3 и по группе горючести Г1—Г4.
На основании проведенного анализа результатов испытаний по ГОСТ 30244—94 (метод 2) образцов материалов мембран, следует отметить, что при условии отнесения к группам горючести от Г1 до Г3 в процессе экспериментов не было зарегистрировано каплепадения, в том числе горящего.
Результаты, полученные в рамках данных исследований, проведенных по методу «малая горелка» (ENISO 11925), оценивающему наличие капель горящего расплава материала, свидетельствуют об отличии поведения испытанных образцов полимерных мембран под воздействием пламени горелки. Так, полимерная мембрана с дополнительным огнезащитным покрытием Tyvek® FireCurb™ Housewrap (образец № 3) не образует горящего каплепадения. Следует отметить, что классифицированные как умеренно горючий (группа Г2) и нормально горючий (группа Г3) образцы материалов № 1 и 2 соответственно по методу ГОСТ 30244—94 имели горящее каплепадение в результате испытаний по методу «малая горелка» (стандарт ENISO 11925) (рис. 3, 4, 5).
Проведенные сравнительные исследования на пожарную опасность образцов полимерных мембран толщиной 0,2—0,44 мм для кровельного и стенового применения без дополнительного огнезащитного покрытия показали, что они имеют горящее каплепадение и относятся к группе горючих легковозгораемых материалов по методике проекта ГОСТ Р «Материалы строительные. Метод испытаний на возгораемость под воздействием малого пламени» (аналог EN ISO 11925-2 «Reaction to fire tests — Ignitability of building products, subjected to direct impingement of flame, Part 2.Single flame source test»).
Согласно Европейской классификации строительных материалов в соответствии со стандартом EN 13501-1 испытываемые материалы относятся к классу Е.
Образец полимерной мембраны с дополнительным огнезащитным покрытием Tyvek® FireCurb™ Housewrap при испытании согласно проекту ГОСТ Р «Материалы строительные. Метод испытаний на возгораемость под воздействием малого пламени» (аналог ENISO 11925-2 «Reaction to fire tests — Ignitability of building products, subjected to direct impingement of flame, Part 2.Single flame source test») не образует горящего каплепадения и не относится к группе горючих легковозгораемых материалов. По Европейской классификации строительных материалов согласно стандарту EN 13501-1 (аналог окончательной редакции проекта стандарта ГОСТ Р «Материалы строительные. Метод испытания на пожарную опасность при тепловом воздействии с помощью единичной горелки») материал относится к классу B-s1,d0.
Таким образом, проведенные результаты комплексных исследований параметров пожарной опасности свидетельствуют о наличии эффекта огнезащиты у образцов мембраны с дополнительным огнезащитным покрытием Tyvek® FireCurb™ Housewrap, что приводит к повышенному коксообразованию и отсутствию образования капель горящего расплава в отличие от образцов гидроизоляционных ветрозащитных паропроницаемых мембран № 1 и 2. При этом образцы мембраны с дополнительным огнезащитным покрытием Tyvek® FireCurb™ Housewrap относятся к менее пожароопасному классу строительных материалов, чем образцы полимерных мембран № 1 и 2.
Выводы
На основе представленных данных о роли влияния гидроветрозащитной мембраны в ограждающей конструкции можно сделать вывод о значительном вкладе этого класса материалов как компонента системы для повышения энергоэффективности конструкции и зда-
ния в целом. При этом выбор материала и его характеристик является ответственным решением проектировщика, так как несоответствие материала ряду параметров, таких как паропроницаемость, водонепроницаемость, прочность, ветрозащита, долговечность и др., может значительно снизить эффект от применяемого материала, а иногда и ухудшить основные свойства конструкции. В связи с тенденциями в области обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений в России и принятием федерального закона по энергоэффективности становится актуальным вопрос выбора конструкционных решений и материалов, которые учитывали бы все существующие требования. Научно-исследовательские работы, направленные на решение этой задачи, являются ценным вкладом в достижение поставленных целей.
Как показали результаты испытаний по определению пожарной опасности различных полимерных материалов, существующие методы не отражают в полной мере всех свойств материалов.
Таким образом, можно прийти к однозначному выводу о необходимости некоторой корректировки существующей системы оценки пожарной опасности тонких полимерных материалов.
В частности, в нормативную практику РФ введен национальный стандарт, устанавливающий классификацию по группе горючих легковозгораемых материалов, который позволит выделить группу наиболее пожароопасных материалов, в том числе способных образовывать расплав и падение горящих капель. Стандарт может быть использован на предприятиях-изготовителях для контроля качества производимой строительной продукции. Кроме того, установление факта возможности горящего каплепадения строительных материалов указанным методом исключит необходимость проведения испытаний по оценке горючести термопластичных материалов согласно ГОСТ 30244—94 «Материалы строительные. Методы испытаний на пожарную опасность», что значительно сократит затраты не только по трудоемкости экспериментальных работ, но и по обслуживанию испытательного и измерительного оборудования. Данный метод входит в Систему европейской классификации для оценки строительных материалов, образующих горящие капли расплава (классы C, D, E).
Авторы выражают благодарность руководителя по развитию бизнеса Typar®, канд. техн. наук А.Ю. Спицына, технического специалиста Евгения Давыдова за постановку эксперимента в «Стройтехнорм» (Минск, Белоруссия), предоставление и интерпретацию результатов исследования в климатической камере, а также С.И. Федотова, ру-воводителя отдела Инновации в строительстве ДюПон за ценные комментарии в процессе подготовки статьи.
Список литературы
1. Swinton M.C., Brown W.C., Chown G.A. Controlling the transfer of heat, air and moisture through the building envelope, small buildings: technology in transition. Proceedings for the Building Science Insight. 1990. Vol. 17, pp. 17-31.
2. David C. Jones, P.E., Member ASHRAE Impact of Air flow on the Thermal Performance of Various Residential Wall Systems Utilizing a Calibrated Hot Box. Thermal Envelopes VI/Heat Transfer in Walls II — Principles. 1996, pp. 247-260.
3. Брилинг Р.Е. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций и материалов. М.: Госстройиздат, 1949.
4. Uvslokk S. The importance of the wind barriers for wood frame constructions. 8th AIVC Conference Uberlingen. Federal Republic in Germany 21-24 September 1987. Poster P11, pp. 25.1-25.7.
5. Uvslokk S. The importance of wind barriers for insulated timber frame constructions. Thermal Insulation And Building Envelopes. 1996. Vol. 20, pp. 40—62.
6. Ojanen T., Criteria for the Hydrothermal Performance of Wind Barrier Structures, Proceedings of the 3rd Symposium Building Physics in the Nordic Countries. 1993. pp. 643-652.
7. Хасанов И.Р., Косачев А.А., Гольцов К.Н. Особенности пожарной опасности навесных фасадных систем с воздушным зазором // СтройПРОФИль. 2010. № 3 (81). С. 16-24.
8. Гилетич А., Макеев А., Стрекалев А. Техническое регулирование в области пожарной безопасности. Гармонизация с европейскими нормами // Пожарное дело. 2011. № 5. С. 40-42.
9. Доклад Министерства регионального развития Российской Федерации по вопросу «Гармонизация российской и европейской систем нормативных документов в строительстве» (http://www.minregion.ru/ uploads/attachment/documents/2010/12/doklad-mrr-kollegiya.doc дата обращения 05.11.2014).
10. Константинова Н.И., Молчадский О.И., Меркулов А.А. Особенности оценки пожарной опасности полимерных отделочных материалов // Пожарная безопасность. 2011. № 1. С. 84-89.
References
1. Swinton M.C., Brown W.C., Chown G.A. Controlling the transfer of heat, air and moisture through the building envelope, small buildings: technology in transition. Proceedings for the Building Science Insight. 1990. Vol. 17, pp. 17-31.
2. David C. Jones, P.E., Member ASHRAE Impact of Air flow on the Thermal Performance of Various Residential
Wall Systems Utilizing a Calibrated Hot Box. Thermal Envelopes VI/Heat Transfer in Walls II— Principles. 1996, pp. 247-260.
3. Briling R.E. Vozdukhopronitsaemost' ograzhdayush-chikh konstruktsii i materialov [Air permeability of building envelopes and materials]. Moscow: Gosstroiizdat, 1949.
4. Uvslokk S. The importance of the wind barriers for wood frame constructions. 8th AIVC Conference Uberlingen. Federal Republic in Germany 21-24 September 1987. Poster P11, pp. 25.1-25.7.
5. Uvslokk S. The importance of wind barriers for insulated timber frame constructions. Thermal Insulation And Building Envelopes. 1996. Vol. 20, pp. 40-62.
6. Ojanen T., Criteria for the Hydrothermal Performance of Wind Barrier Structures, Proceedings of the 3rd Symposium Building Physics in the Nordic Countries. 1993. pp. 643-652.
7. Khasanov I.R., Kosachev A.A., Gol'tsov K.N. Features of fire risk of curtain façade system with air cavity. StroiPROFIl'. 2010. No. 3 (81), pp. 16-24 (In Russian).
8. Giletich A., Makeev A., Strekalev A. Technical regulations in the field of fire safety. harmonization with European Standards. Pozharnoe Delo. 2011. No. 5, pp. 40-42. (In Russian).
9. Report of Ministry of Regional Development of Russian Federation concerning question of «Harmonization of Russian and European systems of normative documents in construction». (http://www.minregion.ru/uploads/at-tachment/documents/2010/12/doklad-mrr-kollegiya. doc date of access 05.11.2014). (In Russian).
10. Konstantinova N.I., Molchadskii O.I., Merkulov A.A. Specificity of fire risk evaluation of polymeric finishing materials. Pozharnaya bezopasnost'. 2011. No. 1, pp. 84-89. (In Russian).
Российские промышленные Активатор помольно " классификационные комплексы
измельчение а к 1 Hfiaiiiiiîcn^rci ^ КТ И В clTO Р УУ
АПК 100 АПК 500 АПК 1000 АПК 5000
производительность 100 кг/ч 500 кг/ч 1000 кг/ч 5000 кг/ч
граница разделения 1-10 мкм 3-20 мкм 5-50 мкм 5-70 мкм
потребляемая мощность 11 кВт/ч 22 кВт/ч 45 кВт/ч 130 кВт/ч
Общий вид кривых распределения частиц по размерам Р.% после помола и классификации
www.activator.ru
Машиностроительный Завод «Активатор»"" Новосибирская обл., р.п. Дорогино, 630056, Новосибирск 56, а/я 141 Факс: +7 (38345)710-61 Тел.: +7(913)942 94 81 e-mail: belyaev@activator.ru
Реклама
