Огнестойкость и пожарная опасность строительных конструкций из сэндвич-панелей
В России строительные противопожарные нормы называются «Пожарная безопасность зданий и сооружений» (СНиП 21-01-97*).
Стандарты на методы огневых испытаний строительных конструкций:
- «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования» – ГОСТ 30247.0-94,
- «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции» – ГОСТ 30247.1-94,
- «Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности» – ГОСТ 30403-96.
Ограждающие конструкции из сэндвич-панелей применяют для наружных ненесущих стен (испытания на огнестойкость без нагрузки) и покрытий в виде несущих конструкций (снеговая нагрузка) и испытывают на огнестойкость под нагрузкой, имитирующей снеговой покров.
Испытания на огнестойкость
Огневые испытания: образец конструкции помещают в испытательную печь, где горелки имитируют воздействие огнем при пожаре. Параметры воздействия задаются температурной кривой стандартного пожара. Можно обеспечить другой температурный режим, учитывающий реальный пожар.
Европейский стандарт ЕN 1363-2:1999Е (требования к методам испытаний на огнестойкость) «реальные условия» описывает типичные температурные режимы пожара: наружного, медленно развивающегося и углеводородного.
Для стандартного пожара требования к температурным кривым по стандартам РФ почти полностью соответствуют европейским. При испытании в печах поддерживают избыточное давление 10±2 Па по российским стандартам, по европейским - не более 20 Па.
В зависимости конструкции (несущая - ненесущая) образцы испытывают с нагрузкой или без.
Образцы для испытаний максимально соответствуют характеристикам реальных конструкций: образцы из сэндвич-панелей делают со стыковыми соединениями, способ крепления к несущей конструкции, крепеж и т. п. – согласно инструкции по монтажу.
Образец монтируют в держателе, который затем устанавливают в проем печи.
Фото 1. Печи для испытаний строительных конструкций на огнестойкость: а) вертикальная (стены, перегородки и т.п.); б) горизонтальныя (покрытия перекрытия и т.п.)
Фото 2. Внешний вид образцов конструкции стены из сэндвич-панелей : а) до испытаний; б) после испытаний
Габаритные размеры соответствуют размерам проема:
- для вертикальных конструкций – примерно 3000х3000 мм,
- для горизонтальных – 2000-3200 мм по ширине, 4000-6200 мм по длине.
при этом учитывается схема опоры.
При использовании сэндвич-панелей в конструкциях покрытий образцы испытывают под нагрузкой (снеговой). Распределение нагрузки и условия опирания – по технической документации.
Фото 3. Внешний вид образцов конструкции покрытия из сэндвич-панелей: а) до испытания; б) после испытания
Фото 4. Печи для испытаний строительных конструкций на пожарную опасность:
а) вертикальная (стены, перегородки и т.п.)
б) горизонтальная (покрытия, перекрытия и т.д.)
Время достижения предельного состояния
Продолжительность испытаний конструкций на огнестойкость зависи от времени, когда достигнуто предельное состояние:
- потеря несущей способности из-за обрушения или возникновения предельных деформаций (R);
- потеря целостности из-за образования сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя (Е);
- потеря теплоизолирующей способности из-за повышения температуры на необогреваемой поверхности до предельных значений (I);
Время достижения предельного состояния – основание для установления предела огнестойкости путем приведения его к ближайшей меньшей величине из ряда чисел: 15; 30; 45; 60; 90; 120; 150; 180; 240; 360.
Пример: при времени достижения предельного состояния по потере целостности 75 мин – предел огнестойкости составляет Е 60.
Предел огнестойкости конструкций нормируется по степени огнестойкости здания и вида конструкции – СНиП 21-01-97*, таблица 4*.
Пример: для наружных ненесущих стен из сэндвич-панелей в зданиях 1 степени огнестойкости нормируемый предел огнестойкости - Е 30, для бесчердачных покрытий из таких же панелей - RЕ 30.
Таблица 1. Пределы огнестойкости конструкций из сэндвич-панелей с утеплителями из пенополиуретана и минераловатных плит:
Из таблицы видно, что при прочих равных предел огнестойкости конструкций характеризуется не одной величиной, а находится в определенном диапазоне. Вероятные причины расхождений в значениях – конструкции стыковых соединений сэндвич-панелей разные: открытый или закрытый стык, применение нащельников, способ уплотнения и т. п.
Другой фактор – качество самих сэндвич-панелей и монтажа конструкции образца из них.
Класс пожарной опасности строительных конструкций
Вторая нормируемая характеристика – класс пожарной опасности строительных конструкций при испытании по ГОСТ 30403-96. Используют испытательные печи с двумя камерами - огневой (стандартный режим пожара) и тепловой (температурный режим, обусловленный передачей тепла из огневой камеры).
Время воздействия на образец конструкции определяется пределом огнестойкости. Размеры образца для испытаний, включающего стыковые соединения, по длине и ширине – не менее 2,4 м и 1,3 м.
Фото 5. Внешний вид образцов конструкций покрытия из профлиста, минералловатного утеплителя и полимерной кровли: а) до испытания; б) после испытания
Фото 6. Внешний вид образцов конструкции покрытия из профлиста, пенополистирола и полимерной кровли: а) до испытания; б) после испытания
Что характеризует пожарную опасность конструкции:
- тепловой эффект (не по абсолютной величине) от горения материалов образца;
- пламенное горение газов, выделяющихся при термическом разложении материалов образца, сроком более 5 сек;
- горящий расплав при продолжительности горения более 5 сек.
- размер повреждения образца в контрольной зоне – определяют по утеплителю, т.е. по результату вскрытия после испытания;
- пожарная опасность материалов исполнения.
Область применения строительных конструкций в зависимости от класса конструктивной пожарной опасности здания и класса пожарной опасности конструкции определяют по таблице 5* СНиП 21-01-97*.
Пример: класс пожарной опасности стен, перегородок и бесчердачных покрытий, независимо от исполнения (сэндвич-панели или других изделий), должен соответствовать КО в зданиях СО (класс конструктивной пожарной опасности здания).
Конструкции из сэндвич-панелей не подлежат обязательной сертификации в Системе сертификации в области пожарной безопасности. Но большинство изготовителей (продавцов) стремятся к получению сертификата по добровольной схеме.
Выводы
- Область применения строительных конструкций, независимо от применяемых изделий и комплектующих, устанавливают по нормируемым значениям предела огнестойкости и класса пожарной опасности в соответствии со строительными противопожарными нормами;
- Предел огнестойкости конструкций стен и покрытий из сэндвич-панелей определяют по:
- виду, плотности и толщине утеплителя;
- конструкции стыка;
- качеству монтажа;
- Класс пожарной опасности конструкций из сэндвич-панелей зависит от пожарной опасности утеплителя (группа горючести по ГОСТ 30244-96) и способа конструктивной защиты этого утеплителя, в т. ч. по стыковому соединению.