CC BY
69
УДК 614.841.332
РЫНОК СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ ПРОТИВОПОЖАРНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
Г. В. Смирнов
Компании Solar Gard
Рассмотрены некоторые из основных направлений современного производства огнестойкого стекла. Представлена продукция наиболее известных компаний, освоивших выпуск подобной продукции.
ЗАРУБЕЖНЫЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ ПОЖАРОСТОЙКОГО ОСТЕКЛЕНИЯ
Результатом научно-исследовательских работ, инициированных крупными зарубежными фирмами-производителями изделий из стекла, стало появление в последнее время различных видов светопрозрачных противопожарных конструкций, применяемых в строительстве.
Существуют и развиваются несколько основных направлений в производстве огнестойкого стекла. Благодаря совершенствованию флоат-тех-нологии Иенскими стекольными заводами (Шотта) и японскими изготовителями стекла (АСАХИ) появилась возможность получать флоат-методом высококачественное и труднорасплавляемое бороси-ликатное стекло. Конструкции из него обладают высокими показателями по огнестойкости, но имеют и высокую стоимость за счет применения дорогих боросиликатных стекол и использования в прослойке из клеевой композиции дорогостоящих добавок, препятствующих горению.
Во втором случае применяют технологию многослойной конструкции на основе нескольких листов силикатного флоат-стекла, скрепленных между собой неорганическими гелями, которые являются неустойчивыми системами и разрушаются под воздействием температуры и ультрафиолета. В таком виде огнестойкие многослойные стекла используются только для внутреннего остекления. Для внешнего остекления на них наклеивается пленка ПВБ в качестве ультрафиолетового фильтра в целях предотвращения разрушения промежуточных слоев из геля.
Следующее направление — пожаростойкие светопрозрачные композиции на базе огнестойких фотоотверждающих клеевых композиций, препятствующих горению и деструкции.
Среди наиболее известных компаний, освоивших выпуск огнезащитных стекол, можно назвать такие известные мировые бренды, как PILKINGTON (Великобритания), RP Technik (Германия), Glaver-bel (Бельгия), SHOTT (Германия) и другие.
Противопожарные стекла следует разделить по их защитным свойствам на огнестойкие и изолирующие от огня. Огнестойкие стекла препятствуют проникновению пламени и дыма в течение времени, характерного для каждого класса. Защищающие противопожарные стекла (отсекающие зону пожара) препятствуют проникновению дыма, огня и защищают от теплового излучения так, что температура на поверхности, не контактирующей с пламенем, поднимается медленно.
Для оценки особых противопожарных свойств специальных стекол Европейским стандартом БК 357-1 (1998 г.) введены критерии, обозначаемые буквами Е, Ж, I:
Е — механическая прочность, способность обеспечить физический барьер против проникновения пламени, дыма и продуктов горения;
Ж — герметичность, т.е. непроницаемость для пламени, дыма и продуктов горения, обеспечивающая более надежные пути эвакуации людей;
I — изоляция, т.е. защита от высокой температуры, образующейся в процессе горения, способность ограничивать повышение температуры поверхности стекла со стороны, не подверженной воздействию огня.
ГЛАВЕРБЕЛ
Одна из компаний, проводящих исследования в области разработок светопрозрачных противопожарных конструкций, — фирма Главербел (01ауег-Ье1), Бельгия, — крупнейший производитель стекла в Европе. Еще в прошлом году она объявила о своем решении построить новую флоат-линию в России с целью удовлетворения растущего спроса на российском рынке. Это первый столь крупный проект, инициированный западным производителем стекла. Такое решение специалисты связывают с успехами компании в 2001 г. и в первом квартале 2002 г., когда Борский стекольный завод (БСЗ) — один из немногих в России принадлежащих Главербель предприятий—показывал устойчивый рост. Производительность нового завода будет около 600 т/сут., располагаться он будет в г. Клин Московской области. Предприятие планируется ввести в строй к концу 2004 г.
В настоящее время компании Главербель принадлежит 36,4% акций БСЗ. Кроме того, консорциум контролирует более 85% акций завода. БСЗ — крупнейший российский производитель листового стекла при помощи флоат-процесса (две линии с суммарной производительностью около 1100 т/день).
Среди изделий этой компании присутствует стекло "Пиробель" (РугоЬе1) — прозрачное многослойное пожаробезопасное стекло, полученное при помощи соединения листов флоат-стекла по всей
РИС.1. Конструкция с использованием огнестойкого стекла: 1 — огнестойкое стекло; 2 — нейтральный силиконовый герметик; 3 — герметичная ячеистая лента; 4 — установочный блок; 5 — твердая древесина; 6 — стальные шурупы 50 х 4 мм с межцентровым расстоянием 250 мм
поверхности специальными промежуточными слоями (рис. 1).
В случае пожара, при температуре свыше 120°С промежуточные слои изменяют свои физические характеристики, и стекла превращаются в защитную конструкцию, позволяющую сохранять целостность и теплоизоляционную способность, а также поддерживать теплоотдачу на низком безопасном уровне.
Использование стекла "Пиробель" во внешнем остеклении допускается в том случае, если температурный режим его эксплуатации не превышает 40°С.
В таблице приводятся данные отчетов об европейских испытаниях на огнестойкость различных модификаций стекла "Пиробель" компании Главербел.
САН-ГОБЕН
Компания Сан-Гобен (8аш1:-ОоЬат), Франция, предлагает следующие виды пожаростойкого остекления:
• Стекло "Файвстар" (Е[уе$1ат) класса Е толщиной 5 мм, которое является самым тонким и экономичным стеклом, специально созданным для использования внутри здания там, где 30-минутная устойчивость к повышенным температурам соответствует нормам пожарной безопасности. "Файвстар" является монолитным стеклом с механической прочностью, возможным для использования в дверях и перегородках в местах, где интенсивное движение людей должно быть защищено.
• Монолитное стекло "Пиросвисс" (Pyroswiss) толщиной от 6 до 19 мм, используемое как в одинарном остеклении, так и в стеклопакетах. Опытным путем доказана возможность установки этого стекла максимальной площадью до 5 м2. Пиросвисс также может быть использовано в качестве ламинированного, многослойного стекла.
Данные отчетов об европейских испытаниях на огнестойкость различных модификаций стекла "Пиробель"
Тип остекления
Марка стекла Показатель Одинарное Двойное
Внутреннее Внешнее Внешнее
Толщина, мм 7 11 6/12/11 =29
Масса, кг/м2 17 25 40
Pyrobel Максимальные размеры, мм 1000 х 2000 1200 х 2000 1200 х 2000
EW 30/7 Профиль Твердая древесина Твердая древесина Твердая древесина
Целостность, мин 30 34 36
Термоизоляция, мин 13 11 32
Толщина, мм 12 16 6/12/16=34
Масса, кг/м2 27 35 кг/м2 50 кг/м2
Pyrobel Максимальные размеры, мм 1200 х 2300 1200 х 2300 1200 х 2000
EI 30/12 Профиль Твердая древесина Твердая древесина Твердая древесина
Целостность, мин 46 36 44
Термоизоляция, мин 40 36 43
Максимальные размеры, мм 1400 х 2700 1400 х 2700
Pyrobel Профиль Твердая древесина Твердая древесина Твердая древесина
EI 30/16 Целостность, мин 58 74
Термоизоляция, мин 48 60
Толщина, мм 52 56
Масса, кг/м2 120 128
Pyrobel Максимальные размеры, мм 1100 х 2100
EI 120/52 Профиль Сталь
Целостность, мин 136
Термоизоляция, мин 132
• В том случае, если требуется длительное время противостояния огню, удачным решением в строительстве может быть стекло "Кералайт Плюс" (Keralite Plus). Это бесцветное стекло толщиной 4 или 5 мм отличается высокими показателями в классе Е.
• Стекло "Ветрофлам" (Vetroflam) класса EW является монолитным стеклом толщиной от 6 мм со специальным "жароотражающим" покрытием, нанесенным на одну из сторон. Способное противостоять огню до 60 мин, "Ветрофлам" обладает свойством значительно снижать передачу излучаемой теплоты, являясь, таким образом, идеальным решением для использования особенно в тех местах, где заранее известна сторона возможного возгорания.
• Ламинированное стекло "Свиссфлам Лайт" (Swissflam Lite) изготавливается толщиной 9 мм и более, обеспечивает огнестойкость в пределах от 30 до 60 мин и состоит из 2 (или более) листов флоат-стекла, между которыми находится специальная пленка, образующая при пожаре не-
прозрачное полотно. При добавлении еще одного листа флоат-стекла вместе с пленкой ПВБ "Свиссфлам Лайт" преобразуется в безопасное ламинированное стекло, причем специальная пленка работает как ультрафиолетовый фильтр, обеспечивая таким образом возможность применения стекла как внутри, так и снаружи помещения.
• Стекло "Конрафлам" (Conraflam) класса EI состоит из двух листов закаленного стекла, между которыми находится прозрачная, бесцветная пленка. Во время пожара она становится матовой, поглощая энергию огня. Это свойство стекла позволяет в течение 30 мин ограничивать повышение температуры поверхности на "безопасной стороне". Толщина стекла зависит от временных условий огнезащиты и, например, для 30 мин составит 16 мм, а для 90 мин — 31 мм.
шотт
Компания Шотт (Schott), Германия, инвестировав более 250 млн евро в развитие своего центра
Jena, продолжает наращивать производство и сегодня занята постройкой крупнейшего завода по производству бесщелочного тонкого стекла в Европе. Известно, что компания сейчас активно пытается выйти на российский рынок. Один из видов продукции компании, занимающейся производством всех видов стекла, — огнестойкое стекло "Пиран", которое немецкая компания позиционирует как самое тонкое огнестойкое стекло в мире. Однако из этого обзора видно, что толщина 5 мм — не самая малая величина для подобных материалов. По информации специалистов компании, такое стекло толщиной 5 мм можно применять в тех случаях, где огнестойкость строительных конструкций должна составлять от 30 до 60 мин. Кроме того, материал не имеет промежуточных слоев и не нуждается в дополнительной пленке, задерживающей ультрафиолетовое излучение, так как само по себе адсорбирует его.
пилкингтон
В широчайшем ассортименте своей продукции фирма Пилкингтон (Pilkington), Великобритания, представляет марку "Pyrostop". Это прозрачное огнестойкое армированное стекло. В то время как обычное армированное и боросиликатные типы стекол служат защитой от огня и дыма, "Pyrostop" имеет и другие функции (преимущества): этот вид стекла обеспечивает комплексную защиту, уменьшая радиационную опасность, связанную с огнем; предотвращает опасность воспламенения горючих материалов.
Стекло получают путем соединения листов флоат-стекла с прозрачными вспучивающимися внутренним слоями. Оно сохраняет прозрачность, пока температура не достигнет 120°С. При увеличении температуры первый внутренний слой медленно распадается, в конечном счете позволяя теплу переходить к следующему слою, который, в свою очередь, образует эффективный тепловой барьер.
Стабильность (стойкость), сохранность и изоляция этого стекла будут зависеть от параметров огня и, в значительной степени, толщины стекла. Термоизоляционный экран слоев стекла, образованный слоями стекла и вспученными внутренними слоями, не дает возможности увеличить температуру на стороне стекла, не обращенной к огню, более чем на 140°С (от начальной температуры).
ОБЗОР ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ ПОЖАРОСТОЙКОГО ОСТЕКЛЕНИЯ
Практически до 1996 г. в России не существовало научно-обоснованного метода испытаний на огнестойкость строительных конструкций со свето-
прозрачным заполнением. Ранее такие испытания проводились институтом по разовым методикам, разработанным с учетом требований действовавших в то время СНиП, в дальнейшем - по методам СТ СЭВ 100-78 (СТ СЭВ 1000-88), ГОСТ 30247.1-94.
Это инициировало появление на отечественном рынке отчетов об испытаниях стеклополимерных композиций на базе пленок Solar Gard, где констатировался предел огнестойкости 0,33 ч и выше. Эти показания до настоящего времени достаточно активно используются при рассмотрении вопросов, связанных с использованием пожаростойкого остекления.
Анализ результатов проведенных исследований по указанным выше методам, а также поведение различных типов светопрозрачного заполнения конструкций в условиях реальных пожаров в зданиях показали, что критерии оценки огнестойкости конструкций традиционных видов применительно к рассматриваемым являются некорректными. В частности, не учитываются такие важные факторы, как:
• интенсивность теплового излучения, проходящего через светопрозрачное заполнение;
• габаритные размеры испытуемых образцов;
• способы и средства герметизации, уплотнения и сопряжения отдельных конструктивных элементов между собой.
В настоящее время испытания на огнестойкость рассматриваемого вида конструкций проводятся во ВНИИПО по "Временной методике испытаний на огнестойкость светопрозрачных строительных конструкций" от 18.10 96 г., разработанной институтом при участии специалистов ГУ ГПС, где учтены рекомендации международного стандарта ИСО 3009. Эта методика действует до момента утверждения и введения в действие НПБ "Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Конструкции со светопрозрачным заполнением". Указанные НПБ находятся в стадии окончательного согласования с Минстроем России.
По мнению специалистов ВНИИПО, с целью проведения исследований по выбору наиболее приемлемого варианта светопрозрачного заполнения для ограждающих конструкций (например, стекла с упрочняющей полимерной пленкой) "Временная методика..." допускает проводить также и сравнительные испытания опытных образцов различных видов заполнения габаритными размерами от 0,5 х 0,5 до 1,1 х 1,1 м. Но такие испытания не могут являться основанием для решения вопросов, связанных с противопожарным нормированием.
С целью создания комфортных условий в помещениях и повышения стойкости к различным механическим воздействиям в последнее время в конст-
рукциях достаточно широко используется листовое стекло (в т.ч. многослойное) с полимерными пленками толщиной около 100- 380 мк. Такие пленки, как правило, могут наклеиваться на внутреннюю поверхность.
Конструкции с защитными (упрочняющими) полимерными пленками весьма активно используются в настоящее время для остекления окон, балконов, дверей. Их применяют также в витражах, атриумах, мансардах, перегородках различных типов и ограждениях пунктов обмена валюты.
Несколько лет назад была предпринята попытка использовать полимерные пленки в композиции со стеклом для решения проблемы пожаростойкости светопрозрачных конструкций.
Приведем мнение специалистов ВНИИПО: ".. .основанием для принятия решения о возможности применения того или иного типа светопрозрач-ной конструкции в зданиях (в т.ч. и с полимерными пленками) являются данные испытаний на огнестойкость конструкции в целом, а не ее составной части — светопрозрачного заполнения.
Анализ результатов проведенных сравнительных испытаний показал, что полимерные пленки (независимо от их толщины) не увеличивают стойкость стекла при тепловом воздействии.
Результаты испытаний, приведенные в отчетах ВНИИПО МВД РФ, носят также сравнительный характер. Испытаниям по методу СТ СЭВ 1000088
(с учетом п. 3.3 СНиП 2.01.02 - 85) подвергались опытные образцы светопрозрачного заполнения габаритными размерами 300 х 300 мм с защитной пленкой различных типов и толщины.
Стойкость композиций к тепловому воздействию при испытаниях оценивалась практически только по одному показателю — потере целостности Е. Полученные достаточно высокие показатели (0,33 и более) следует отнести только за счет влияния масштабного фактора. Габаритные размеры испытанных образцов не соответствуют требованиям "Временной методики...". Интенсивность теплового излучения W за необогреваемой поверхностью образцов, а также теплоизолирующие свойства I не оценивались.
Учитывая вышеизложенное, результаты испытаний опытных образцов светопрозрачного заполнения, приведенные в отчетах ВНИИПО № 194-198 от 21.11.94 г., не могут являться основанием при решении вопросов о возможности применения конструкций с такими типами заполнения в зданиях различной степени огнестойкости".
СОЛАР ГАРД
Компания Солар Гард (Solar Gard) совместно с ЗАО "Ламинированное стекло" вот уже несколько лет активно развивает тему пожаростойкого остекления, проводя планомерные испытания различных вариантов остекления. Результатом этих работ явилась серия противопожарных окон, сертифицированных во ВНИИПО (Е 30, пожарный сертификат № ССПБ. RU. УП001. ВО 1822; Е 60, пожарный сертификат № ССПБ. RU. УП001.В02814).
Противопожарные окна предназначены для заполнения световых проемов в наружных стенах промышленных, общественных и жилых зданий и сооружений, а также для заполнения световых проемов в противопожарных преградах внутри объектов (противопожарных стенах и перегородках), где существует необходимость в защите от распространения огня. Окна соответствуют требованиям по огнестойкости ГОСТ 3024.0-94 "Испытания на огнестойкость. Строительные конструкции".
Что же представляет собой эта оригинальная конструкция?
Огнестойкий стеклоблок состоит из пяти слоев флоат-стекла, разделенных воздушными промежутками. На четыре стекла нанесена оптически однородная светопрозрачная огнестойкая полимерная композиция. Листы по периметру склеены между собой полимерным материалом, и швы загерметизированы высокотемпературным герметиком.
Суть механизма обеспечения огнестойкости заключается в следующем.
При огневом воздействии на одну из сторон стеклоблока происходит разогрев стекла. При тем-
пературе 200°С начинается вспенивание полимерной композиции, ее помутнение, при этом в случае образования в первом стекле трещин они герметизируются вспенивающимся слоем (при нагревании его объем увеличивается в 5 - 10 раз). Образовавшийся вспененный слой отсекает тепловое воздействие на второе стекло.
При дальнейшем разогреве начинают вспениваться полимерные слои на втором и последующих стеклах, защищая от теплового воздействия третье и последующие стекла, а вспененный слой на первом стекле чернеет и делает блок абсолютно непрозрачным как в видимой области спектра, так и в инфракрасной.
За счет этого второе стекло и последующие стекла, не получая тепловой энергии, не обрушиваются и отсекают тепловой поток и дым, защищая людей и имущество, находящихся за стеклоблоком, от огневого воздействия.
Если рассматривать окно как строительную конструкцию и принять за граничное условие одностороннее воздействие огня, то можно, установив в проеме стены последовательно два окна с пределом огнестойкости 30 мин, иметь через воздушный зазор предел огнестойкости конструкции в целом более 60 мин.
Касаясь в целом проблемы комплексной защиты зданий, сооружений и безопасности людей, противопожарные преграды в сочетании с другими защитными стеклами и пленками компании Солар Гард приобретают дополнительные свойства: защита от солнечной радиации и шума, устойчивость к взлому, пуленепробиваемость, взрывобезопасность и, что весьма важно, взрывобезопасность (о проблеме взрывобезопасности светопрозрачных конструкций читайте в следующих номерах).
ЗАО "Ламинированное стекло" совместно с Солар Гард разработало и освоило производство и в апреле 2003 г. провело испытание во ФГУ ВНИИПО МЧС РФ огнестойких светопрозрачных конструкций на основе триплекса: вместо поливинилбутира-льной пленки (в композиции на основе метилмета-крилата) использован негорючий полимер. Это стекло совмещает огнестойкость с травмобезопас-ностью. Для того, чтобы снизить стоимость огнестойких светопрозрачных конструкций при сохра-
нении их теплоизолирующей способности, были разработаны оригинальные светопрозрачные конструкции с использованием в клеевой композиции недорогих добавок, препятствующих горению и деструкции.
ФОТОТЕХ
Фирма предлагает светопрозрачные конструкции, где в качестве компонентов использует только отечественные материалы. Компания освоила выпуск перегородок и дверей с огнестойкостью Е115, Е130 и Е145 на основе стекол собственного производства и алюминиевых профилей серии 520 и 600 Верхнесалдинского металлургического производственного объединения.
ШТИВЕР
Компания Штивер, работающая на российском рынке с 1994 г., сертифицировала несколько видов пожаростойкого остекления. Максимальная толщина предлагаемой ею огнестойкой конструкции не превышает 32 мм. Максимальные габаритные размеры стекла — не более 1500 х 1000 мм. Удельный вес — 60 кг/м2. Стекло способно выдерживать воздействие открытого пламени с температурой до 920°С в течение 60 мин, перекрывая распространение лучистой энергии. При этом температура поверхности стекла, не подверженной воздействию огня, не превышает 180°С — класс огнестойкости Е160. На данное стекло получен сертификат пожарной безопасности № ССПБ. ЯИ. ОП 019.Н00029 от 9 февраля 2001 г.
Средняя производительность огнестойкого стекла компании Штивер в России составляет 5 - 7 м2 в смену.
Несмотря на довольно значительное количество производителей, объемы производства и реализации противопожарного стекла в России еще очень малы, что обусловлено его высокой стоимостью: от 150 до 350 и более долларов США за 1 м2. Тем не менее, тема пожаростойкого остекления активно развивается, наблюдается положительная динамика увеличения объемов потребления. На повестке дня — испытания новых видов пожаростой-ких светопрозрачных конструкций.
Поступила в редакцию 18.07.03.
