 |
Статья представлена в полном объеме
и с разрешения авторов.
ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ СИСТЕМ НАРУЖНОГО УТЕПЛЕНИЯ ФАСАДОВ ЗДАНИЙ
Центр противопожарных исследований
ГУЛ "ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко"
Госстроя России
Пестрицкий А.В., Гусев А.А., Зигерн-Корн В.Н.
Проблема пожарной опасности систем наружного утепления стен зданий возникла в конце 90-х годов прошлого века в процессе реализации федеральной программы "Энергосбережение" в связи с экономической необходимостью применения в строительстве систем навесных фасадов с использованием широкой гаммы облицовочных материалов и утеплителей, в том числе горючих.
В связи с необходимостью определения в зависимости от уровня пожарной опасности этих конструктивных систем возможной области их применения в строительстве и отсутствием отечественного стандарта на методы огневых испытаний для подобных систем по заданию Госстроя России и ГУГПС МЧС России были разработаны в соответствии с требованиями НПБ 233-96 "Здания и фрагменты зданий" методы натурных огневых испытаний. Общие требования" программа и методика натурных и среднемасштабных огневых испытаний фрагментов фасадов зданий с дополнительной наружной теплоизоляцией.
Не смотря на то, что исследования пожарной опасности систем дополнительного утепления фасадов в Европе, США и Канаде ведутся уже около двадцати лет, до настоящего времени еще не существует единого согласованного мнения в вопросах о том, как оценивать уровень этой опасности и как нормировать применение систем в зависимости от этого уровня. Об этом свидетельствует тот факт, что в нормах большинства стран этот вопрос не нашел прямого и ясного отражения, а международные стандарты на методы соответствующих огневых испытаний еще находятся в стадии разработки. Сравнение отечественных и зарубежных норм показало, что противопожарные требования России к утеплению фасадов зданий, в основном, являются более жесткими по сравнению с требованиями зарубежных норм. Это объясняется тем, что данные требования формировались в то время, когда вопрос энергоснабжения в строительстве не был актуален для России. Сейчас проблема пожарной безопасности здания при использовании дополнительной теплоизоляции фасадов нуждается в тщательном изучении и, по-видимому, должна завершаться корректировкой или пересмотром отечественных противопожарных требований к наружным стенам. В частности необходимо ввести в действие стандарт оценки пожарной опасности наружных стен зданий, в том числе, с дополнительным наружным утеплением.
В качестве основы для разработки отечественного натурного метода испытаний был выбран метод, разработанный и опробованный в Швеции на самых разных конструктивных системах утепления. Основанием для такого выбора послужило то, этот метод наиболее наглядно отражает существо развития пожара по фасаду реальных зданий, содержит достаточно понятные критерии его пожарной опасности, и предложения по нормированию области применения конкретных систем утепления в зависимости от показателей их пожарной опасности.
Натурные огневые испытания систем утепления проводятся на трехэтажном фрагменте здания со смонтированной на его фасаде исследуемой системой утепления в условиях огневого воздействия, вызываемого горением пожарной нагрузки, размещаемой в помещении на первом этаже фрагмента.
В процессе испытания регистрируются: наличие открытого и скрытого горения в системе утепления и размеры его распространения; обрушение всей или части системы утепления; разрушение остекления в окне второго этажа фрагмента здания; возгорание занавесок в закрытом окне второго или в открытом окне третьего этажа фрагмента; температуры и тепловые потоки в факеле пламени с внешней стороны системы утепления и в ее характерных местах.
На этом фрагменте здания были проведены несколько калибровочных испытаний, а также 16 огневых испытаний различных систем утепления, результаты которых легли в основу разработки среднемасштабного метода: проект ГОСТ "Конструкции строительные. Методы определения пожарной опасности. Стены наружные с внешней стороны".
При разработке проекта ГОСТ использован как зарубежный опыт огневых испытаний систем утепления наружных стен зданий с внешней стороны (систем утепления фасадов), в том числе Швеции, Канады, Франции, Германии и других стран, так и отечественный опыт таких испытаний, накопленный ЦНИИСК совместно с ВНИИПО за период 1997 - 2003 г.г. За этот период ЦНИИСК при участии ВНИИПО провел более 40 натурных и среднемасштабных испытаний по программам и методикам, разработанным в соответствии с требованиями НПБ 233-96.
В процессе работы выполнен анализ конструктивных решений различных видов и типов систем дополнительной теплоизоляции фасадов, находивших применение в отечественной и зарубежной практике строительства, а также анализ отечественных разработок, посвященных этому вопросу; выполнена их систематизация по основным конструктивным признакам. Анализ показал, что потенциальная пожарная опасность этих систем может изменяться в очень широком диапазоне. Причем, уровень этой опасности определяется не только пожарной опасностью материалов, из которых состоит система, но в наибольшей степени - ее конструктивным решением в целом.
Проведенные исследования позволили определить характер и основные параметры огневого воздействия, которые необходимо реализовать при проведении огневых испытаний систем наружного утепления и наружных стен зданий, в том числе с наружным утеплением, с внешней стороны, определить и сформулировать основные признаки (характеристики) их пожарной опасности, предложить критерии оценки и классификацию по пожарной опасности таких конструктивных систем в зависимости от проявления и численных значений этих характеристик.
Как во всех разрабатываемых международных и принятых национальных стандартах, в качестве источника теплового воздействия на фасад в предлагаемом стандарте используется факел пламени, имитирующий факел из окна помещения с очагом пожара. Для того, чтобы воспроизвести наиболее опасную ситуацию, когда указанный факел ветром прижимает к плоскости стены, проем печи должен иметь отношение высоты к ширине, близкое к 1:2.
Исследования теплового режима реального пожара в помещениях зданий классов Ф1, ФЗ и Ф4 (по СНиП 21-01), для которых утепление фасадов наиболее актуально, свидетельствуют о том, что режим пожара в этих помещениях определяется величиной пожарной нагрузки не более 700 МДж/м2 (50 кг/м2 в пересчете на древесину) и проемностью помещения. При этом наиболее интенсивное и продолжительное воздействие тепла на фасад здания возникает при соотношении этих параметров, лежащем на границе, определяющей переход от "пожара, регулируемого нагрузкой" к "пожару, регулируемому вентиляцией".
Это определило размеры огневой камеры, проема в ней и величину пожарной нагрузки, используемые нами как в натурных, так и в среднемасштабных экспериментах. Следствием этого продолжительность опытов в нашем случае оказалась близкой к продолжительности опытов, установленной в национальных и международных стандартах - 12... 15 мин. регламентируемого теплового воздействия на фасад здания. Общая продолжительность испытания в нашем случае (подъем до регламентируемого уровня теплового воздействия-сохранение постоянного уровня - спад) - примерно 45 мин.
Регламентируемый уровень теплового воздействия определяется исходя из опасности распространения пожара из горящего помещения в помещение вышерасположенного этажа не за счет потери огнестойкости перекрытием, а за счет распространения горения по фасаду и, вследствие этого, увеличения интенсивности теплового воздействия на заполнение окна вышерасположенного помещения. Таким образом, при калибровке установки следует обеспечивать такую интенсивность теплового воздействия на это заполнение окна, чтобы не происходило его разрушения вследствие загорания оконной рамы или вследствие вскрытия оконного стекла.
Сущность предлагаемого метода стандартных испытаний состоит в определении характеристик и показателей пожарной опасности наружных стен зданий с внешней стороны и систем их утепления в условиях имитации теплового воздействия на фасад здания факела пламени из окна помещения с очагом пожара с учетом возможного влияния конструкции стены на распространение пожара, в том числе через оконные проемы вышележащих этажей.
Классификация систем утепления по пожарной опасности производится на основании результатов испытаний образцов систем, смонтированных на фрагменте стены, выполненном из негорючих материалов плотностью не менее 600 кг/м3 (армированного бетона, газобетона, пенобетона, блоков из этих материалов или из кирпича) и имеющем механические характеристики, позволяющие крепить к нему элементы системы утепления.
Стенам, выполненным с внешней стороны из кирпича, бетона, железобетона и других, подобных по теплотехническим характеристикам негорючих материалов со смонтированной на них классифицируемой системой утепления, присваивается класс пожарной опасности системы утепления. При монтаже системы утепления на стенах, отличающихся от вышеуказанных, класс пожарной опасности стены следует устанавливать по результатам испытаний фрагмента стены конкретной конструкции со смонтированной на нем системой утепления.
В случае, когда предполагается применение систем утепления, в том числе ранее испытанных и имеющих "Техническое свидетельство", на зданиях и сооружениях, тепловой режим возможного пожара в которых отличается (в большую сторону) от режима, регламентируемого в проекте ГОСТ, для оценки класса их пожарной опасности необходимо проведение натурных огневых испытаний по специально разрабатываемым для конкретного случая программе и методике в соответствии с НПБ 233-96.
Оборудование для испытаний включает в себя: специальную печь с открытым проемом, позволяющим совместно с фрагментом стены имитировать оконный проем в наружной стене здания; фрагменты стены высотой 5,15 и шириной 3,1 м из вышеуказанных негорючих материалов для калибровки установки и для монтажа испытываемой системы утепления; систему измерения и регистрации контролируемых параметров.
Необходимый режим теплового воздействия на испытываемый фрагмент стены, в том числе с системой утепления или облицовкой, обеспечивается сжиганием твердого топлива, размещаемого в объеме печи, жидкого или газового топлива, сжигаемого в объеме печи, а также комбинацией этих способов. Испытания по определению класса пожарной опасности систем наружного утепления и наружных стен проводят при использовании того же топлива и тех условий его сжигания, которые были зафиксированы при предваряющих калибровочных испытаниях (на фрагменте стены их негорючих материалов без системы утепления).
Пожарная опасность системы утепления или наружной стены, в том числе с системой утепления, по нашему мнению, определяется: размером повреждений материалов образца (повреждением следует считать обугливание материалов конструкции на глубину более 2 мм, их оплавление с признаками горения - обугливанием и образованием расплава черного цвета при светлых тонах окраски исходного материала); наличием теплового эффекта от горения или термического разложения материалов образца по сравнению с показателями, зафиксированными при калибровке более чем на 30%; возникновением вторичных источников зажигания; обрушением хотя бы одного элемента конструкции массой более 1 кг или с общей площадью обрушения более 1,7 кв.м.
Системы утепления и стены предлагается подразделять на классы пожарной опасности по наименее благоприятному из вышеперечисленных показателей в соответствии с нижеследующей таблицей.
| Класс пожарной опасности системы утепления | Наличие | Повреждение материалов допускается не выше уровня, м, над верхним обрезом огневого проема в образце |
| КО | Не допускается | Не допускается | Не допускается | 1,2 |
| К1 | Не допускается | Не допускается | Не допускается | 2,4 |
| К2 | Не допускается | Не допускается | Допускается | 3,6 |
| КЗ | Допускается | На уровне 3,6 м ширина размера повреждения превышает 100 мм |
С целью идентификации используемых в наружных стенах и системах наружного утепления горючих материалов (утеплителей, облицовок и др.), а также для определения возможности замены нами предлагается использовать метод термического анализа.
В зависимости от присваиваемого системе наружного утепления или наружной стене, в том числе с системой утепления или облицовкой, класса пожарной опасности устанавливается область применения соответствующей конструкции или конструктивной системы в соответствии со СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений".
Выполненные Центром противопожарных исследований ЦНИИСК совместно с ВНИИПО огневые испытания ряда систем наружного утепления фасадов зданий по предложенному в проекте стандарта методу свидетельствуют о практической возможности как достаточно надежной и адекватной экспериментальной оценки пожароопасных свойств этих систем, так и их объективной классификации по пожарной опасности.
Полученные нами в период 1999 - 2003 г.г. результаты экспериментальных исследований реально свидетельствуют, что в зависимости от конструктивного решения и используемых в системах утепления материалов и изделий одни системы могут быть практически пожаробезопасными (класс пожарной опасности КО), другие обладать высокой пожарной опасностью (класс КЗ). В связи с этим возникает два вопроса, нуждающихся в безотлагательном практическом решении.
Первый вопрос - недопущение к применению в строительстве систем утепления без объективной оценки их пожарной опасности. Следует учитывать, что пожарная опасность, бесспорно, определяется с учетом гипотетического допущения о неизменности свойств материалов и сохранения конструктивной целостности системы утепления в течение заданного срока ее эксплуатации. Последние аспекты регламентируются и оцениваются в процессе экспертных работ при подготовке "Технического свидетельства", выдаваемого Госстроем России, в нем же содержаться сведения о допустимой области применения конкретной системы утепления в зависимости от ее пожарной опасности. Таким образом, отсутствие такого рода документа на систему утепления должно, по нашему мнению, исключать возможность ее применения в строительстве.
Второй вопрос - установление контроля для уже аттестованных, в том числе с позиций пожарной безопасности, систем утепления за выполнением требований по их конструктивному и технологическому исполнению и за использованием в них только разрешенных материалов. Для решения этого вопроса требуются скоординированные действия Госстроя, Госархстройконтроля России, ГУГПС МЧС России и их территориальных органов.
Версия для печати || В начало || На главную
ООО "ТексКолор" © 2003-2006. Все права защищены
См. также:
, , ,
Советуем посмотреть:
 |
НАШИ ОБЪЕКТЫ
КОНСУЛЬТАЦИИ
КООРДИНАТЫ
НОВОСТИ
|
