CC BY
74
st. kpt. mgr inz. Daniel MALOZI^C
Zespol Laboratoriow Badan Chemicznych
i Pozarowych CNBOP
kpt. mgr inz. Ariadna KONIUCH
Biuro Rozpoznawania Zagrozen
Komenda Glowna Panstwowej Strazy Pozarnej
REAKCJA NA OGIEN METODY BDAN I KRYTERIA KLASYFIKACJI*
Reaction to Fire Test Methods and Classification Criteria*
Streszczenie
W niniejszym artykule przedstawiono podstawowe informacje dotycz^ce badan i klasyfikacji w zakresie reakcji na ogien wyrobow, ktore w swoim koncowym zastosowaniu mog^. brae udzial w powstawaniu i rozprzestrzenianiu si§ ognia i dymu w pomieszczeniu, w ktorym pozar ten powstal. Opisano metody badawcze odpowiadaj^ce pierwszej fazie rozwoju pozaru do momentu ewentualnego rozgorzenia. Przedstawiono kryteria klasyfikacji wyrobow, z uwzgl^dnieniem dodatkowych klasyfikacji ze wzgl^du na wydzielanie dymu i wyst^powanie plon^cych kropli/cz^stek. Celem powyzszych procedur jest zapewnienie jednolitego sposobu klasyfikacji wyrobu na podstawie wynikow uzyskanych z badan reakcji na ogien.
Summary
This article describes information concerning the reaction to fire test methods and fire classification of products that, in their end-use application, can contribute to the generation and spread of fire and smoke within the room of origin of fire. Authors described test methods corresponding to the first stage in the development of a fire till the potential flashover. There were also described classification criteria for smoke production and for flaming droplets/particles. The aim of all mentioned above procedures is to provide a harmonized way of the classification of a product, based on results obtained during tests in accordance with reaction to fire test methods.
Slowa kluczowe : Reakcja na ogien, klasyfikacja ogniowa wyrobow budowlanych, SBI Key words : Reaction to fire, fire classification of construction products, SBI
Wst^p
Celem niniejszego artykulu jest przedstawienie wymagan stawianych wyrobom bu-dowlanym w zakresie reakcji na ogien, ktore to zostaly opisane w rozporz^dzeniu Ministra Infrastruktury zmieniaj^cym rozporz^dzenie w sprawie warunkow technicznych, jakim po-winny odpowiadae budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 56, poz. 461 z 2009 r.).
Wlasciwosci pozarowe wyrobow budowlanych i materialow stosowanych do wyposa-zania wn?trz maj^ ogromne znaczenie szczegolnie w pierwszej fazie rozwoju pozaru. Ich od-powiedni dobor moze zapewnie bezpieczenstwo ludziom, umozliwiaj^c skuteczn^ ewakuacj?, a takze zmniejszye pr?dkose rozprzestrzeniania si? pozaru i tym samym zmniejszye wielkose strat zwi^zanych z niszczycielskim dzialaniem ognia.
Pozar w budynku moze rozprzestrzeniae si? w bardzo szybkim tempie, powoduj^c ogromne straty materialne i stwarzaj^c zagrozenie dla przebywaj^cych tam osob. St^d tez wymagania dotycz3.ce ochrony przeciwpozarowej nalezy uwzgl?dniae podczas projektowania budynku i jego eksploatacji.
Wymagania w zakresie bezpieczenstwa pozarowego wyrobow budowlanych mog3 si? roznie w zaleznosci od przeznaczenia pomieszczenia i budynku, w ktorym wyroby s^ insta-lowane.
Rozporz^dzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunkow technicznych, jakim powinny odpowiadae budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690, z pozn. zm.) precyzuje wymagania stawiane elementom budynkow i stosowanych w nich wyrobom budowlanym. W zakresie bezpieczenstwa pozarowego wymagania te odnosz^ si? przede wszystkim do reakcji na ogien wyrobow budowlanych, rozprzestrzeniania ognia i od-pornosci ogniowej dla elementow budowlanych.
W systemie europejskim wyroby budowlane klasyfikowane s^ w sposob znacznie rozni^cy si? od stosowanych w Polsce opisowych okreslen dotycz^cych stopnia palnosci materialow.
W krajowych przepisach techniczno-budowlanych dotycz^cych stopnia palnosci i wlasciwo-sci pozarowych nadal funkcjonuj^ okreslenia:
• Materialy niepalne.
• Materialy palne, ktore dzielimy na:
o niezapalne,
o trudno zapalne,
o latwo zapalne,
a takze materialy nlerozprzestrzenlaj^ce ognia, slabo rozprzestrzeniaj3.ce ogien czy samoga-sn^ce.
Natomlast wymagania europejskle stosuji system euroklas, klasyfikuj^cy materialy budowla-ne pod wzgl?dem reakcji na ogien jako klasy: A1, A2, B, C, D, E, F wraz z kryteriami dodat-kowymi uwzgl?dniaj3cymi wydzlelanle dymu oraz wyst?powanle plon^cych kropll.
Do poszczegolnych wymagan przypisane s3 znormalizowane metody badan. W przypadku badan reakcji na ogien wyrobow budowlanych podstaw? klasyfikacji stanowi norma PN-EN 13501-1+A1:2009 „Klasyfikacja ogniowa wyrobow budowlanych i elementow bu-dynkow - Cz?se 1: Klasyfikacja na podstawie badan reakcji na ogien”.
Dlatego tez w zal^czniku nr 3 do Rozporz^dzenia Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunkow technicznych, jakim powinny odpowiadae budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690, z pozn. zm.) okreslono relacje pomi?dzy dotychczasow^ klasyfikacji opisow3 (niepalny, niezapalny, trudno zapalny, latwo zapalny, niekapi^cy, samogasn^cy, in-tensywnie dymi^cy) i systemem Euroklas (Tabele 1 i 2).
Tabela 1.
Cechy palnosci stosowane w rozporzqdzeniu a klasy reakcji na ogien wedlug
PN-EN 13501-1+A1:2009
Cechy palnosci stosowane w rozporzqdzeniu Klasy reakcji na ogien wedlug PN-EN 13501-1+A1:2009
Podstawowe niepalne A1; A2-s1, d0 ; A2-s2, d0 ; A2-s3, d0 ;
palne niezapalne A2-s1, d1 ; A2-s2, d1 ; A2-s3, d1 ; A2-s1, d2 ; A2-s2, d2 ; A2-s3, d2 ; B-s1, d0 ; B-s2, d0 ; B-s3, d0 ; B-s1, d1 ; B-s2, d1 ; B-s3, d1 ; B-s1, d2 ; B-s2, d2 ; B-s3, d2 ;
trudno zapalne C-s1, d0 ; C-s2, d0 ; C-s3, d0 ; C-s1, d1 ; C-s2, d1 ; C-s3, d1 ;
C-s1, d2 ; C-s2, d2 ; C-s3, d2 ; D-s1, d0 ; D-s1, d1 ; D-s1, d2 ;
latwo zapalne D-s2, d0 ; D-s3, d0 ; D-s2, d1 ; D-s3, d1 ; D-s2, d2 ; D-s3, d2 ; E-d2 ; E ; F
Dodatkowe niekapiqce A1 ; A2-s1, d0 ; A2-s2, d0 ; A2-s3, d0 ; B-s1, d0 ; B-s2, d0 ; B-s3, d0 ; C-s1, d0 ; C-s2, d0 ; C-s3, d0 ; D-s1, d0 ; D-s2, d0 ; D-s3, d0 ;
samogasn^ce co najmniej E
intensywnie dymiqce A2-s3, d0 ; A2-s3, d1 ; A2-s3, d2 ; B-s3, d0 ; B-s3, d1 ; B-s3, d2 ; C-s3, d0 ; C-s3, d1 ; C-s3, d2 ; D-s3, d0 ; D-s3, d1 ; D-s3, d2 ; E ; E-d2 ; F
Tabela 2.
Cechy palnosci stosowane w rozporzqdzeniu a klasy reakcji na ogien wedlug PN-EN 13501-1+A1:2009 (dla posadzek, w tym wykladzin podlogowych)
Okreslenia dotyczqce palnosci stosowane w rozporzqdzeniu Klasy reakcji na ogien zgodnie z PN-EN 13501-1+A1:2009
Niepalne A1fl; A2fl-s1; A2fl-s2
Trudno zapalne Bfl-s1; Bfl-s2; Cfl-s1; Cfl-s2
Latwo zapalne Dfl-s1; Dfl-s2; Efl; Ffl
Intensywnie dymiqce A2fl-s2; Bfl-s2; Cfl-s2; Dfl-s2; Efl; Ffl
Wi?kszose znormalizowanych metod badawczych, ktore znalazly zastosowanie w no-wym systemie klasyfikacji wyrobow budowlanych to znane od wielu lat metody ISO. Metody opracowan^ specjalnie na potrzeby nowej klasyfikacji jest norma PN-EN 13823:2004 „Bada-nia reakcji na ogien wyrobow budowlanych - Wyroby budowlane, z wyl^czeniem podlogo-wych, poddane oddzialywaniu termicznemu pojedynczego plon^cego przedmiotu”, tzw. SBI.
Rozwoj pozaru w pomieszczeniu
Pozar pomieszczenia jest to pozar wyst?puj^cy w zamkni?tej obj?tosci (pomieszczeniu) lub podobnej przestrzeni ograniczonej przegrodami budowlanymi znajduj^cymi si? w budynku. Ograniczenie przestrzeni powoduje gromadzenie si? w gornej cz?sci pomieszczenia gor^cych produktow rozkladu termicznego powoduj^c powi?kszanie si? gor^cej podsufitowej warstwy gazow.
Mozna wyroznie nast?puj^ce etapy rozwoju pozaru w pomieszczeniu: inicjacja i wzrost szyb-kosci rozwoju pozaru, rozgorzenie (flashover), pozar w pelni rozwini?ty, wygasanie pozaru. Inicjacja pozaru moze nast^pie na dwa sposoby: zaplon - przy udziale punktowego zrodla ciepla, na przyklad plomienia - i samozaplon - na przyklad poprzez akumulacj? ciepla w pa-liwie w wyniku oddzialywania strumieni promieniowania cieplnego.
Materialy palne w warunkach pozarowych spalaji si? w sposob plomieniowy lub bezplomie-niowy (tlenie).
Wzrost pozaru charakteryzuje si? wzrostem temperatury i wielkosci pozaru w funkcji czasu. Wzrost ten zalezy przede wszystkim od rodzaju spalanych substancji znajduj^cych si? w pomieszczeniu, typu konstrukcji budynku (pomieszczenia), sposobu spalania si? materialow oraz dost?pu tlenu.
Rozgorzeniem (flashover) okresla si? moment przejscia z etapu wzrostu pozaru do etapu po-zaru w pelni rozwini?tego. Inna definicja tego zjawiska to szybkie przejscie ze stanu po-wierzchniowego spalania si? materialow do spalania przestrzennego palnej fazy lotnej po-wstalej na skutek rozkladu termicznego.
Etap w pelni rozwinigtego pozaru jest to okres, w ktorym szybkose wydzielania ciepla osi^-ga wartose maksymaln^. Pod koniec tego etapu nast?puje szybkie zmniejszanie st?zenia tlenu, co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia szybkosci spalania.
Etap wygasania pozaru (stygni?cia) - w wyniku intensywnego spalania zmniejsza si? ilose materialow palnych, co prowadzi do zmniejszenia szybkosci wydzielania ciepla i temperatury pozaru.
Dynamika rozwoju pozaru w pomieszczeniu
Czynniki wplywaj3.ce na dynamik? rozwoju pozaru w pomieszczeniu mozna podzielie na trzy podstawowe grupy: sposob inicjacji spalania, czynniki charakteryzuj3.ce wyst?puj^ce w pomieszczeniu materialy palne, czynniki charakteryzuj^ce pomieszczenie, w ktorym rozwi-ja si? pozar.
Sposob inicjacji spalania i moc zrodla ciepla maj3 bardzo duze znaczenie dla szybkosci rozwoju pozaru. Im wyzsza moc zrodla ciepla tym szybciej nast?puje rozwoj pozaru. W procesie tym istotn^ rol? odgrywa rowniez sposob i miejsce przylozenia zrodla ciepla. Pozar zwykle rozwija si? najszybciej w przypadku oddzialywania zrodla ciepla na doln^ cz?se pionowo usytuowanego materialu palnego.
Typ i ilose materialow palnych wyst?puj^cych w pomieszczeniu jest jednym z glownych czynnikow wplywaj^cych na szybkose rozwoju pozaru. Szczegoln^ uwag? nalezy zwrocie na usytuowanie palnych elementow wykonczeniowych na scianach i suficie pomieszczenia.
Na dynamik? w pelni rozwini?tego pozaru istotny wplyw maji rowniez czynniki charaktery-zuj^ce pomieszczenie, w ktorym rozwija si? pozar, takie jak geometria pomieszczenia czy wielkose i rozmieszczenie otworow wentylacyjnych warunkuj^cych doplyw powietrza (tlenu) do srodowiska pozarowego.
W fazie wzrostu pozaru istotna jest wartose mocy zaplonu oraz wlasciwosci innych materia-low wystawionych na bezposrednie dzialanie plomieni. Dalej pozar rozwija si? pod wzgl?dem wielkosci i stopniowo zajmuje obiekty wokol zarzewia. Zapaleniu mogi ulec znajduj^ce si? w poblizu okladziny scian, podlogi, wykladziny dywanowe, firany itp. Wlasciwosci pozarowe materialow wykonczeniowych i wyposazenia wn?trz odgrywaji zasadnicz^ rol? w tej fazie rozwoju pozaru i decyduji o warunkach bezpiecznej ewakuacji ludzi z pomieszczen.
Podczas fazy rozwoju pozaru, moze nast^pie zjawisko rozgorzenia. Nast?puje to zwykle, gdy temperatura gazow pozarowych przy suficie osiзgnie okolo 600°C.
Po rozgorzeniu pozar osiзga swoji maksymalni szybkose wydzielania ciepla i jest w pelni rozwini?ty. Na czas trwania i intensywnose pozaru wplywa w tej fazie ilose dost?pnego powietrza (wentylacja) i ilose nagromadzonych materialow palnych.
W zaleznosci od przeznaczenia materialow poddaje si? je badaniom symulujicym rozne fazy pozaru. W zwiizku z powyzszym „proby ogniowe” na materialach budowlanych wykoncze-niowych s3 wykonywane z uzyciem inicjatorow spalania charakterystycznych dla poczitko-wej fazy pozaru. Te metody badan s3 okreslane jako proby "reakcji na ogien", a ich celem jest
ocena udzialu wyrobow i materialow we wczesnych stadiach pozaru. Zazwyczaj proby reakcji na ogien s3 przeprowadzane w malej lub sredniej skali.
Elementy budynku, takie jak drzwi, stropy, sciany dzialowe, itp., ktore powinny stanowie oddzielenia pozarowe, s3 badane w ekspozycjach cieplnych osi3ganych w fazie w pelni roz-wini?tego pozaru. Te metody badan s3 okreslane jako "odpornose ogniowa" i s3 przeprowadzane w pelnej skali.
Wlasciwosci pozarowe uzytych materialow budowlanych i wykonczeniowych odgrywaj3 zasadnicz3 rol? w procesie rozwoju pozaru, mog3c przyczynie si? do znacznego opoznienia momentu wyst3pienia rozgorzenia. Pozwala to na ograniczenie strat pozarowych oraz umoz-liwia wydluzenie czasu na bezpieczn3 ewakuacj? ludzi z pomieszczen.
Badania i klasyfikacja wyrobow w zakresie reakcji na ogien
Metody badan umozliwiaj3ce okreslenie klasy reakcji na ogien wyrobow budowlanych, symuluj3 warunki rozwoju pozaru w pomieszczeniu, ktory moze si? rozwin3e i ewentu-alnie osi3gn3e rozgorzenie. Scenariusz ten obejmuje nast?puj3ce sytuacje rozwoju pozaru:
• Pierwszy etap - zapocz3tkowanie pozaru na skutek zapalenia si? wyrobu od malego plomienia, na ograniczonej powierzchni wyrobu.
• Drugi etap odpowiada scenariuszowi rozwoju pozaru w pomieszczeniu, w ktorym mo-ze powstae zjawisko rozgorzenia. Scenariusz ten odzwierciedla proces spalania poje-dynczyego plon3cego przedmiotu w narozu pomieszczenia, ktory oddzialuje na przy-legle powierzchnie. W przypadku posadzek pozar rozwija si? w pomieszczeniu, w kto-rym powstal, wytwarzaj3c strumien ciepla, ktory przez otwarte drzwi oddzialuje na posadzki s3siedniego pomieszczenia lub korytarza.
• Trzeci etap - symuluje warunki cieplno-przeplywowe istniej3ce w pozarze po rozgo-rzeniu - wszystkie palne wyroby maj3 udzial w zwi?kszaniu mocy pozaru.
W zwi3zku z powyzszym badania reakcji na ogien wyrobow i materialow wykonywa-ne s3 z uzyciem zrodel ognia charakterystycznych dla pocz3tkowych „etapow” fazy wzrostu pozaru. Celem tych metod jest ocena udzialu wyrobow i materialow we wczesnych stadiach pozaru pod wzgl?dem takich czynnikow jak:
• Zapalnose.
• Rozprzestrzenienie ognia.
• Wydzielanie ciepla.
• Wytwarzanie dymu.
• Wyst?powanie plon3cych kropli/cz3stek.
Kryteria klasyfikacyjne
Na podstawie postanowien normy PN-EN 13501-1+A1:2009 Klasyfikacja ogniowa wyrobow budowlanych i elementow budynkow - Cz?se 1: Klasyfikacja na podstawie badan reakcji na ogien, reakcj? na ogien wyrobow budowlanych, z wyl3czeniem podlogowych, wy-roby budowlane bada si? zgodnie z wymaganiami okreslonymi w nast?puj3cych normach:
a. W celu uzyskania klasy A1:
• PN-EN ISO 1182:2004 Badania reakcji na ogien wyrobow budowlanych - Ba-dania niepalnosci,
• PN-EN ISO 1716:2004 Badania reakcji na ogien wyrobow budowlanych - Okre-slanie ciepla spalania.
b. W celu uzyskania klasy A2:
• PN-EN ISO 1182:2004 [9] lub PN-EN ISO 1716:2004 [10],
• PN-EN 13823:2004 Badania reakcji na ogien wyrobow budowlanych - Wyroby budowlane, z wyl3czeniem podlogowych, poddane oddzialywaniu termicznemu pojedynczego plon3cego przedmiotu.
c. W celu uzyskania klas B, C, D:
• PN-EN 13823:2004 [11],
• PN-EN ISO 11925-2:2004 Badania reakcji na ogien. Zapalnose materialow pod-dawanych bezposredniemu dzialaniu plomienia. Cz?se 2: Badania przy dzialaniu pojedynczego plomienia.
d. W celu uzyskania klasy E:
• PN-EN ISO 11925-2:2004 [12].
Przyporz3dkowanie odpowiednich metod badan umozliwiaj3cych sklasyfikowanie wyrobu na podstawie badan reakcji na ogien posadzek wraz z kryteriami klasyfikacji i klasyfikacj3 dodatkow3 przedstawia tabela 3.
Okreslono siedem glownych klas reakcji na ogien wyrobow budowlanych: A1, A2, B, C, D, E
i F. W najnizszej klasie F umieszczono wyroby, dla ktorych nie okreslono zadnych wymagan w zakresie reakcji na ogien. Ponadto wprowadzono dodatkow3 klasyfikacj? w zakresie wydzielania dymu (s1, s2 i s3) oraz w zakresie wyst?powania plon3cych kropli/cz3stek (d0, d1
i d2).
Tabela 3.
Kryteria klasyfikacji w oparciu o wymagania PN-EN 13501-1+A1:2009 [8]
Klasa Metoda lub metody badania Kryteria klasyfikacji Klasyfikacja do- datkowa
A1 PN-EN ISO 1182(a) i AT < 30°C i Am < 50 % i tf = 0 (tj. nie wyst?puje ustabilizowane spalanie plomieniowe)
PN-EN ISO 1716 PCS < 2,0 M J/kg (a) i PCS < 2,0 MJ/kg (b c) i PCS < 1,4 MJ/m2 (d)
A2 PN-EN ISO 1182 (a) AT < 50 °c: i Am < 50 % І t < 20 s
PN-EN ISO 1716 i PCS < 3,0 M J/kg (a) i PCS < 4,0 MJ/ m2 (b) i PCS < 4,0 MJ/m2 (d) i
PN-EN 13823 FIGRA < 120W/s i LFS < kraw?dzi probki i THRgoos < 7,5 MJ Wydzielanie dymu (f) i plon3ce kro-ple/cz3stki(g)
B PN-EN 13823 FIGRA < 120W/s i LFS < kraw?dzi probki i THRgoos < 7,5 MJ Wydzielanie dymu (f) i plon3ce kro-ple/cz3stki(g)
PN-EN ISO 11925-2 (): Fs < 150 mm w czasie 60 s
C PN-EN 13823 FIGRA < 250W/s i LFS < kraw?dzi probki i THRgoos < 15 MJ Wydzielanie dymu (f) i plon3ce kro-ple/cz3stki(g)
PN-EN ISO 11925-2 (): Fs < 150 mm w czasie 60 s
D PN-EN 13823 FIGRA < 250W/s Wydzielanie dymu (f) i plon3ce kro-ple/cz3stki(g)
PN-EN ISO 11925-2 (): Fs < 150 mm w czasie 60 s
E PN-EN ISO 11925-2 (8): Fs < 150 mm w czasie 20 s plon3ce kro-
F Wlasciwose uzytkowa nieokreslona
(a) Dla wyrobow homogenicznych i skladnikow zasadniczych wyrobow niehomogenicznych. (b) Dla wszystkich skladnikow drugorz?dnych zewn?trznych wyrobow niehomogenicznych.
(c) Alternatywnie, jakikolwiek, skladnik drugorz?dny zewn?trzny o PCS < 2,0 MJ/ m2, pod warunkiem, ze wyrob spelnia nast?puj3ce kryteria EN 13823: FIGRA < 20 W/s i LFS < kraw?dzi probki i THRg00s < 4,0 MJ, i s1, i d0.
(d)Dla dowolnego drugorz?dnego skladnika wewn?trznego wyrobow niehomogenicznych.
(e) Dla wyrobu jako calosci.
(f) W ostatniej fazie opracowywania procedury badania wprowadzono modyfikacj? systemu pomiaru dymu, ktorych skutki wymagaj3 dalszych badan. Moze to spowodowae zmian? wartosci granicznych i/lub parame-trow oceny wydzielania dymu.
s1 = SMOGRA < 30 m2/s2 i TSP600s < 50 m2; s2 = SMOGRA < 180 m2/s2 i TSP600s < 200 m2; s3 = nie s1 ani nie s2
(s) d0 = nie wyst?puj3 plon3ce krople/cz3stki w badaniu wg EN 13823, w ci3gu 600 s;
d1 = nie wyst?puj3 plon3ce krople/cz3stki pal3ce si? dluzej niz 10 s, w badaniu wg EN 13823, w ci3gu 600
s;
d2 = nie d0 ani nie d1 Zapalenie papieru w badaniu wg EN ISO 11925-2 powoduje klasyfikacj? d2.
(h) Spelnia wymagania = brak zapalenia si? papieru (bez klasyfikacji)
Nie spelnia wymagan = zapalenie papieru (klasyfikacja d2).
(i) W warunkach powierzchniowego oddzialywania plomienia i -w przypadku wlasciwym ze wzgl?du na koncowe zastosowanie wyrobu - kraw?dziowe oddzialywanie plomienia.
Na podstawie postanowien normy PN-EN 13501-1+A1:2009 Klasyfikacja ogniowa wyrobow budowlanych i elementow budynkow - Cz?se 1: Klasyfikacja na podstawie badan reakcji na ogien, reakcj? na ogien posadzek podlogowych bada si? zgodnie z nast?puj3cymi normami:
a. W celu uzyskania klasy A1fl:
• PN-EN ISO 1182:2004 Badania reakcji na ogien wyrobow budowlanych - Badania niepalnosci.
• PN-EN ISO 1716:2004 Badania reakcji na ogien wyrobow budowlanych - Okre-slanie ciepla spalania.
b. W celu uzyskania klasy A2fl:
• PN-EN ISO 9239-1:2004 Badania reakcji na ogien posadzek. Cz?se 1: Okreslanie wlasciwosci ogniowych metod3 plyty promieniuj3cej.
• PN-EN ISO 1182:2004 [9] lub PN-EN ISO 1716:2004 [10].
c. W celu uzyskania klas Bfl, Cn, Dfl:
• PN-EN ISO 9239-1:2004 [13],
• PN-EN ISO 11925-2:2004 Badania reakcji na ogien. Zapalnose materialow pod-dawanych bezposredniemu dzialaniu plomienia. Cz?se 2: Badania przy dzialaniu pojedynczego plomienia.
d. W celu uzyskania klasy Efl:
• PN-EN ISO 11925-2:2004 [12].
Przyporz3dkowanie odpowiednich metod badan umozliwiaj3cych sklasyfikowanie wyrobu na podstawie badan reakcji na ogien posadzek wraz z kryteriami klasyfikacji i klasy-fikacj3 dodatkow3 przedstawia tabela 4.
Wyodr?bniono rowniez siedem glownych klas reakcji na ogien posadzek: A1fl, A2fl, Bfl, Cfl, Dfl, Ef i Ffl. W najnizszej klasie Ffl umieszczono wyroby, dla ktorych nie okreslono zadnych wymagan w zakresie reakcji na ogien. Ponadto wprowadzono dodatkow3 klasyfikacj? posadzek w zakresie wydzielania dymu (s1 i s2).
Tabela 4
Klasy reakcji na ogien dla posadzek wg PN EN 13501-1+A1:2009 [8]
Klasa Metoda lub metody badania Kryteria klasyfikacji Klasyfikacja dodat-kowa
A1fi EN ISO 1182(1) i AT < 30°C i Am < 50 % i tf = 0 (tj. nie wyst?puje ustabilizowane spalanie plomieniowe) -
EN ISO 1716 PCS < 2,0 M J/kg (1) i PCS < 2,0 MJ/kg (2) i PCS < 1,4 MJ/m2 (3) i PCS < 2,0 MJ/kg (4) -
A2fi ENISO 1182 (1) lub AT < 50°C i Am < 50 % i tf < 20 s -
EN ISO 1716 i PCS < 3,0 M J/kg (1) i PCS < 4,0 MJ/kg (2) i PCS < 4,0 MJ/m2 (3) i -
EN ISO 9239-1 (5) Krytyczny strumien (6) > 8,0 kW/m2 Wydzielanie dymu (7)
Bfl EN ISO 9239-1 (5) i Krytyczny strumien (6) > 8,0 kW/m2 Wydzielanie dymu (7)
EN ISO 11925-2 (8): Eksno/ycia = 15 s Fs < 150 mm w czasie 20 s -
Cfi EN ISO 9239-1 (5) i Krytyczny strumien (6) > 4,5 kW/m2 Wydzielanie dymu (7)
EN ISO 11925-2 (8): Ekspozycja = 15 s Fs < 150 mm w czasie 20 s -
Dfi EN 9239-1 (5) i Krytyczny strumien (6) > 3,0 kW/m2 Wydzielanie dymu (7)
EN ISO 11925-2 (8): Ekspozycja = 15 s Fs < 150 mm w czasie 20 s -
Efi EN ISO 11925-2 (8): Ekspozycja = 15 s Fs < 150 mm w czasie 20 s -
Ffi Wlasciwose uzytkowa nieokreslona
(1) Dla wyrobow homogenicznych i zasadniczych skladnikow wyrobow niehomogenicznych. (2) Dla jakiegokolwiek zewn?trznego drugorz?dnego skladnika wyrobow niehomogenicznych. (3) Dla jakiegokolwiek wewn?trznego drugorz?dnego skladnika wyrobow niehomogenicznych. (4) Dla calego wyrobu. (5) Czas badania = 30 minut. (6) Krytyczny strumien zdefiniowano jako strumien promieniowania, przy ktorym plomien gasnie lub strumien promieniowania po czasie badania 30 minut, w zaleznosci od tego, ktora wartose jest mniejsza (tj. strumien odpo-wiadaj3cy najwi?kszemu zasi?gowi rozprzestrzeniania plomienia). (7) s1 = dym < 750 •min, s2 = nie s1
Metody badan
W celu przyporz3dkowania badanego wyrobu do jednej z klas reakcji na ogien nalezy przeprowadzie badania zgodnie z wymaganiami odpowiednich norm badawczych, okreslo-nych w normie klasyfikacyjnej PN-EN 13501-1+A1:2009 [8].
Ponizej przedstawiono stanowiska badawcze i podstawowe zalozenia poszczegolnych metod.
PN-EN ISO 1182:2004 Badania reakcji na ogien wyrobow budowlanych - Badania nie-palnosci.
Metoda umozliwia badanie pod wzgl?dem niepalnosci wyrobow budowlanych homo-genicznych i zasadniczych skladnikow wyrobow budowlanych niehomogenicznych. Badanie polega na poddaniu dzialaniu wysokich temperatur serii probek w ksztalcie walca oraz anali-zie zachodz3cych zjawisk termodynamicznych.
Stanowisko do badan to przede wszystkim piec elektryczny z ukladem do mocowania
i wprowadzania probek. Probka do badan pobierana jest z odpowiednio duzej proby, repre-zentatywnej dla wyrobu. Kazda probka powinna miee ksztalt walca o srednicy 45 mm, wyso-kosci 50 mm. Badaniu poddaje si? 5 probek reprezentuj3cych w miar? mozliwosci srednie
wlasciwosci materialu. Po okresie klimatyzowania probki poddane zostaj3 suszeniu w wentylowanej suszarce w temperaturze 60 °C, po czym przed badaniem zostaj3 ochlodzone w eksykatorze do temperatury otoczenia. Wtedy tez, z dokladnosci3 do 0,01 g, okreslana jest masa kazdej probki.
Badanie przeprowadza si? przez 30 min w temperaturze 750 C. Podczas badania nalezy ob-serwowae zachowanie si? probki podczas badania oraz zanotowae przypadek kazdego ustabi-lizowanego spalania plomieniowego, czas jego trwania oraz rejestrowae wartosci temperatury w piecu badawczym.
Kryteria klasyfikacyjne to:
• ubytek masy - wyrazony jako procent masy pocz3tkowej probki dla kazdej z pi?ciu probek,
• czas trwania spalania plomieniowego probki,
• wzrost temperatury w piecu badawczym.
PN-EN ISO 1716:2004 Badania reakcji na ogien wyrobow budowlanych - Okreslanie ciepla spalania
Badanie to pozwala okreslie ilose ciepla wydzielonego przez wyrob z jednostki masy w trakcie jego calkowitego spalania, bez wzgl?du na jego koncowe zastosowanie. Na podsta-wie przeprowadzonych badan mozna okreslie: cieplo spalania brutto (PCS) oraz cieplo spalania netto (PCI).
Podstawowymi elementami stanowiska badawczego s3: termostat wodny, naczynie kaloryme-tryczne i bomba kalorymetryczna, w ktorej dokonuje si? spalenia probki badanego wyrobu. Cieplo spalania brutto przy stalym cisnieniu oblicza si? z nast?puj3cej zaleznosci:
PCS _ E ■ (Tm - T + C,) - b,
1 m, [10]
PCSi - cieplo spalania brutto wyznaczone dla i-tej probki[MJ/kg],
E - rownowaznik wodny kalorymetru, bomby, ich wyposazenia i wody wprowadzonej do bomby [MJ/kg],
Ti - temperatura pocz3tkowa w [K],
Tm - temperatura maksymalna w [K],
Ci - poprawka temperatury dla i-tej badanej probki,
bi - poprawka uwzgl?dniaj^ca cieplo spalania „paliw” uzywanych w badaniach, na przyklad drutu zapalaj^cego [MJ], mi - masa „paliwa” [kg].
Dodatkowo, aby wyniki mozna bylo uznac za wiarygodne, powinny spelniac nast?puj^ce kry-teria w zakresie niepewnosci pomiarow [10]:
Cieplo spalania brutto Roznica Max - Min w trzech badaniach Zakres obowi^zywania
PCS (MJ/kg) < 0,2 MJ/kg od 0 MJ/kg do 3,2 MJ/kg
PCS (MJ/m2)a <0,1 MJ/m2 od 0 MJ/m2 do 4,1 MJ/m2
a Tylko dla skladnikow drugorz?dnych
PN-EN 13823:2004 Badania reakcji na ogien wyrobow budowlanych - Wyroby budowlane, z wylqczeniem podlogowych, poddane oddzialywaniu termicznemu pojedynczego plonqcego przedmiotu
Stanowisko badawcze SBI sklada si? z pomieszczenia badawczego, urz^dzenia do ba-dan (wozek, rama, palniki, okap, kolektor i przewody), systemu oddymiania i aparatury po-miarowej.
• Pomieszczenie badawcze
Jest to pomieszczenie o wewn?trznej wysokosci 2,4 m i wewn?trznym wymiarze podlogi 3 m w obu kierunkach. Sciany pomieszczenia wykonane z materialow o klasach A1 lub A2. Jedna sciana pomieszczenia posiada otwor do wsuni?cia wozka do pomieszczenia badawczego
• W sklad urz^dzenia badawczego wchodz^ nast?puj^ce elementy:
o Wozek, na ktorym umieszcza si? prostopadle dwie cz?sci elementu probnego, z palnikiem piaskowym u dolu pionowego naroza. o Stala rama podtrzymuj^ca okap, w ktor^. wsuwany jest wozek oraz do ktorej za-montowany jest drugi palnik. o Okap, na wierzcholku ramy, zbieraj^cy gazy spalinowe. o Kolektor, na gorze okapu.
o Przewod oddymiaj^cy, w ksztalcie litery J, skladaj^cy si? z kolowej rury
o srednicy wewn?trznej 315 mm, izolowanej weln^ mineraln^ odporn^ na wysok^ temperatur?, o grubosci 50 mm. Na jednym z odcinkow przewodu znajduj^ si? zamocowania dla sondy cisnieniowej, czterech termoelementow, sondy do pobie-
rania probek gazu i systemu pomiaru oslabienia wi3zki swiatla (tzw. sekcja pomia-rowa).
o Zestaw analizatorow st?zenia tlenu i dwutlenku w?gla wraz z urz3dzeniem reje-struj3cym.
Narozny element probny, poddawany badaniu, sklada si? z dwoch skrzydel
0 wymiarach 495 mm x 1500 mm i 1000 mm x 1500 mm. Probka ta montowana jest na woz-ku badawczym. Po wsuni?ciu wozka z zamocowan3 probk3 w ram? stanowiska i ustaleniu przeplywu obj?tosciowego w systemie oddymiania na 0,6 m3/s, wl3cza si? rejestrowanie war-tosci temperatury otoczenia i temperatur w przewodzie wentylacyjnym. Nast?pnie zapala si? plomienie pilotowe obu palnikow. Po wykonaniu tych czynnosci mozna przyst3pie do badan
1 rozpocz3e pomiar czasu oraz automatyczn3 rejestracj? danych. Po uplywie 120 s od rozpo-cz?cia badania nalezy zapalie palnik pomocniczy. Po uplywie 300 s przel3czye zasilanie pro-panem z palnika pomocniczego na glowny, usytuowany u dolu pionowego naroza probki. Przez okres 1260 s nalezy obserwowae zachowanie elementu probnego w czasie spalania (rozprzestrzenianie plomienia, wyst?powanie spadaj3cych plon3cych cz3stek i kropli). Po uplywie 1560 s nalezy zakonczye zasilanie palnika glownego gazem i zatrzymae automatycz-пз rejestracj? danych.
Na podstawie rejestrowanych danych w metodzie SBI wyznaczane s3 wartosci okreslonych parametrow klasyfikacyjnych, to jest
• FIGRA ( ang: FIre Growth RAte) - wskaznik szybkosci wzrostu pozaru [W/s],
• THR600 s - calkowite cieplo wydzielone z probki w okresie pierwszych 600 s oddzia-lywania plomieni palnika glownego [MJ],
• LFS - rozprzestrzenianie plomienia po dlugim skrzydle elementu probnego,
• SMOGRA - szybkose wydzielania dymu (maksimum ilorazu wydzielania dymu z probki i czasu wyst?powania tego maksimum) [m2/s2],
• TSP600 s - calkowite wydzielanie dymu z elementu probnego z probki w okresie pierwszych 600 s oddzialywania plomieni palnika glownego [m2].
Przykladowe wyniki badan uzyskane metod3 SBI przedstawiono na rycinach 1-4.
[kW]
20
17
13
10
HRR,
HR
І ■ A I
; \ K, A v-./ ■ 4 \A 4a A Hj ■v -*t /
\ \ v v V * 1
і /
300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200 1260 1320 1380 1440 1500
Ryc. 1. Przykladowa zaleznosc sredniego nat^zenia wydzielania ciepla w czasie badania
FIGRA (t)
[W/S]
240
199 '
158 ■
118
77
36 '
-5 '
/
\
;
I
F
300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200 1260 1320 1380 1440
[m2/s] 0.4
0.3
0.3
0.2
0.1
0.1
0.0
Ryc. 2. Przykladowa zaleznosc wskaznika wzrostu pozaru od czasu SPR, SPR av (t)
—u ■ ■
III 4i11 w w it 111 111
/ V h ' 'if і ..__ iM 4 i' It* fW " 41 ft f f 1 1
!
300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200 1260 1320 1380 1440 1500
Ryc. 3. Przykladowa zaleznosc szybkosci wydzielania dymu w czasie badania
[m2/S2] SMOGRA (t)
DU I
50 ' 1 і 1 i
40 ‘ '\
30 ' \
20 ‘
10 ' n -
300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200 1260 1320 1380 1440 1500
Ryc. 4. Przykladowa zaleznosc wskaznika szybkosci wydzielania dymu od czasu
PN-EN ISO 11925-2:2004 Badania reakcji na ogien. Zapalnosc materialow poddawa-nych bezposredniemu dzialaniu plomienia. Czgsc 2: Badania przy dzialaniu pojedyncze-go plomienia
W sklad stanowiska wg PN-EN ISO 11925-2:2004 wchodz^ komora spalania z zaro-odpornymi przeszklonymi drzwiami, palnik wraz z konstrukj mocowania umozliwiaj^c^. prac? palnika w pionie i pod k^tem 45° w stosunku do osi pionowej oraz uchwyt do probek. Badania polegaj^ na przylozeniu do powierzchni lub kraw?dzi badanej probki znormalizowa-nego plomienia i obserwacji zachodz^cych po tym zjawisk, takich jak: wyst^pienie zapalenia, osi^gni?cie przez wierzcholek plomienia odleglosci 150 mm powyzej punktu przylozenia plomienia i czas, po ktorym to nast^pilo, wyst^pienie zapalenia papieru filtracyjnego (miara wyst^pienia plon^cych odpadow).
PN-EN ISO 9239-1:2004 Badania reakcji na ogien posadzek. Czgsc 1: Okreslanie wla-sciwosci ogniowych metodQ plyty promieniujqcej
Stanowisko badawcze wg PN-EN ISO 9239-1:2004 sklada si? przede wszystkim z ko-mory badawczej, plyty promieniuj^cej i specjalnego palnika. Badana probka, po zamocowa-niu w uchwycie wprowadzana jest do komory badawczej, w ktorej poddawana jest dzialaniu strumienia ciepla z promiennika i plomieni z palnika.
Ocena reakcji na ogien pokryc podlogowych polega na badaniu rozprzestrzeniania si? plomienia po ich powierzchni i rownoczesnym badaniu ilosci wydzielonego dymu. Podstawowe kryteria klasyfikacji to krytyczny strumien cieplny (CHF lub HF-30). Jest to strumien cieplny odpowiadaj^cy najwi?kszemu zasi?gowi rozprzestrzeniania plomienia po powierzchni pozio-
mo usytuowanych probek posadzek poddanych dzialaniu strumienia ciepla o okreslonym roz-kladzie wzdluz probki.
Kryterium dodatkowym jest wydzielanie dymu [% min] oznaczane jako s1 lub s2.
Podsumowanie
W odniesieniu do wyrobow stosowanych w budownictwie glownym dokumentem harmonizuj^cym ten obszar jest Dyrektywa Rady Wspolnot Europejskich 89/106/EWG z 21 grudnia 1988 r. w sprawie zblizenia ustaw i aktow wykonawczych panstw czlonkowskich dotycz^cych wyrobow budowlanych. W Dyrektywie sformulowano wymagania podstawowe dla obiektow budowlanych, rozumianych jako budynki i budowle inzynierskie, a bezpieczen-stwo pozarowe usytuowano na drugim miejscu w grupie szesciu wymagan podstawowych. Zgodnie z zapisami normy klasyfikacyjnej PN-EN 13501-1+A1:2009 potencjalny udzial wy-robu w rozwoju pozaru nie zalezy wyl^cznie od jego wewn?trznych wlasciwosci i oddzialy-wania cieplnego, lecz rowniez - w duzym stopniu - od sposobu jego koncowego zastosowa-nia w konstrukcji. Dlatego wyrob powinien byc badany w stanie odzwierciedlaj^cym jego koncowe zastosowanie. Dla celow klasyfikacji wszystkie wyroby budowlane, z wyl^czeniem posadzek, powinny byc badane w pozycji pionowej.
Wlasciwosci pozarowe zastosowanych materialow budowlanych i wykonczeniowych maj3 decyduj3.ce znaczenie dla mozliwosci szybkiego rozwoju pozaru. Wlasciwosci te wplywaj^ rowniez na bezpieczenstwo ratownikow - materialy niespelniaj3.ce kryteriow okreslonych w przepisach mog3 charakteryzowac si? na przyklad latwosci^ rozprzestrzeniania plomieni po swojej powierzchni, kapaniem i odpadaniem pod wplywem ognia, intensywnym dymieniem czy wysok^ toksycznosci^.
Dlatego tez dobor materialow budowlanych o wymaganych i potwierdzonych w trakcie badan wlasciwosciach pozarowych pozwala na zwi?kszenie bezpieczenstwa uzytkownikow obiektu, ratownikow, ktorym przyjdzie zmierzyc si? z ewentualnym pozarem oraz samego obiektu.
Literatura
1. Drysdale D., An introdaction to fire dynamics, New York, Wiley 1990.
2. Pofit - Szczepanska M., Wybrane zagadnienia z chemii ogolnej, fizykochemii spala-nia i rozwoju pozarow, SA PSP, Krakow 1994.
3. Koniuch, A., Malozi?c, D. „Proces spalania a pozar”, Jozefow 2008.
4. Praca zbiorowa „Szkolenie strazakow ratownikow OSP cz?sc I”, CNBOP, Jozefow 2007.
5. Praca zbiorowa „Szkolenie strazakow ratownikow OSP cz?sc II”, CNBOP, Jozefow 2007.
6. Rozporz^dzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunkow technicznych, jakim powinny odpowiadac budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690, z pozn. zm.).
7. Rozporz^dzenie Ministra Infrastruktury zmieniaj^cym rozporz^dzenie w sprawie wa-runkow technicznych, jakim powinny odpowiadac budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 56, poz. 461 z 2009 r.).
8. PN-EN 13501-1+A1:2009 „Klasyfikacja ogniowa wyrobow budowlanych
i elementow budynkow - Cz?sc 1: Klasyfikacja na podstawie badan reakcji na ogien”.
9. PN-EN ISO 1182:2004 Badania reakcji na ogien wyrobow budowlanych - Badania niepalnosci.
10. PN-EN ISO 1716:2004 Badania reakcji na ogien wyrobow budowlanych - Okreslanie ciepla spalania.
11. PN-EN 13823:2004 Badania reakcji na ogien wyrobow budowlanych - Wyroby budowlane, z wyl^czeniem podlogowych, poddane oddzialywaniu termicznemu pojedynczego plon^cego przedmiotu.
12. PN-EN ISO 11925-2:2004 Badania reakcji na ogien. Zapalnosc materialow poddawa-nych bezposredniemu dzialaniu plomienia. Cz?sc 2: Badania przy dzialaniu poje-dynczego plomienia.
13. PN-EN ISO 9239-1:2004 Badania reakcji na ogien posadzek. Cz?sc 1: Okreslanie wlasciwosci ogniowych metod^ plyty promieniuj^cej.
