Опыт зарубежных стран, начавших решать проблему энергосбережения в строительстве на 10-20 лет раньше, свидетельствует о том, что традиционные методы определения огнестойкости и пожарной опасности строительных конструкций недостаточны для оценки реальной пожарной опасности, возникающей вследствие использования в системах утепления горючих материалов. Эта опасность далеко не всегда определяется пожарно-техническими свойствами используемых для этих целей материалов, но существенно зависит от конструктивного решения системы теплоизоляции, а при ее оценке приходится использовать критерии, которые не могут быть полностью реализованы в мало- и среднемасштабных огневых испытаниях. Поэтому практически каждая страна, участвующая в решении подобной проблемы, вынуждена проходить стадию полномасштабных натурных огневых испытаний.

Исходя из перечисленных обстоятельств, ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко Госстроя России совместно с ВНИИПО МВД России по заказу Госстроя России разработали "Программу натурных огневых испытаний фрагментов фасадов зданий с дополнительной наружной теплоизоляцией", которая была согласована Управлением технормирования Госстроя России и ГУГПС МВД России в 1997 г.

Главной целью этих испытаний является получение экспериментальных данных о пожарной опасности различных систем утепления наружных стен зданий в условиях, близких к условиям реальных пожаров. Эти данные необходимы для установления критериев оценки пожарной опасности систем наружного утепления зданий, разработки стандартных методов их испытаний и для совершенствования противопожарных требований в части установления областей применения этих систем в зависимости от показателей их пожарной опасности.

После накопления определенного опыта натурных испытаний в целях сокращения объемов и стоимости экспериментальных исследований была разработана "Временная методика огневых испытаний образцов систем наружного утепления фасадов зданий", которая является прообразом будущей стандартной методики. Она может быть использована, когда имеется опыт натурных испытаний достаточно близкого аналога системы.

Оба указанных метода испытания разработаны с учетом опыта северных европейских стран и Канады.

До стандартизации метода испытаний и утверждения соответствующих нормативов обеспечения пожаробезопасного применения систем утепления с установленными показателями пожарной опасности фирмы-разработчики систем получают эксклюзивные права на их применение на территории России при соблюдении тех мер пожарной безопасности, которые формулируются на основе анализа результатов выполненных испытаний.

В соответствии с вышеуказанной программой натурные огневые испытания проводятся на трехэтажном фрагменте со смонтированной на фасаде конкретной системой утепления в условиях огневого воздействия, вызываемого горением пожарной нагрузки на первом этаже фрагмента здания.

В процессе испытания регистрируются:


-наличие открытого или скрытого горения и размеры его распространения;

-обрушение всей или части системы утепления;

-разрушение остекления в окне второго этажа;

-загорание занавесок в закрытом окне 2-го этажа или в открытом окне 3-го этажа;

-температуры и тепловые потоки в факеле пламени и в характерных местах испытываемой системы теплоизоляции;

-другие внешние проявления пожарной опасности испытываемых систем.

На основании анализа экспериментальных данных составляется отчет, содержащий рекомендации по пожаробезопасному применению испытанной системы. Этот отчет вместе с технической документацией на систему теплоизоляции передается в Госстрой России и ГУГПС МВД России для принятия совместного решения о возможности и ограничениях на ее применение в строительстве. Такое решение является необходимым условием для выдачи Госстроем России Технического свидетельства на данную систему.

С сентября 1997 г. по настоящий момент ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко при участии ВНИИПО проведены огневые испытания более 14-ти отечественных и зарубежных систем наружной теплоизоляции фасадов зданий с пенополистирольным утеплителем. В этих системах отсутствует воздушный зазор между утеплителем и его наружным декоративно-защитным покрытием.

Во всех испытанных системах используется плитный пенополистирол марки ПСБ-С по ГОСТ15588-86* со средней объемной плотностью от 16 до 25 кг/м3, групп горючести Г2…Г4 по ГОСТ 30244-94. Максимальная суммарная толщина пенополистирольного утеплителя в системах колеблется от 70 до 250 мм.

В качестве декоративно-защитных покрытий в этих системах применяются различные тонкослойные армированные штукатурки толщиной от 3,5 до 10 мм на основе специальных цементно-песчаных составов или полимерцементных композиций. Для их армирования используются сетки из щелочестойкого стекловолокна.

В двух системах теплоизоляции в качестве декоративно-защитного покрытия использовались "минеральные" торкрет-штукатурки толщиной 20…25 мм по стальной сетке.

Всем вышеуказанным системам присуще наличие "мокрых" технологических процессов различной длительности.

Принципиальной особенностью конструктивного решения всех 12-ти систем с тонкослойными штукатурными покрытиями является наличие специальной защиты оконных и дверных проемов фасада в виде устройства сплошных окантовок из негорючих минераловатных плит по всему внешнему контуру проемов, а также наличие горизонтальных рассечек из таких же плит, устанавливаемых в уровне верхнего/нижнего откоса каждого проема или в уровне междуэтажных перекрытий здания. Окантовки и рассечки выполняются на всю толщину системы теплоизоляции - от строительного основания до внутренней поверхности декоративно-защитного покрытия, без сквозных зазоров со строительным основанием.

Как свидетельствуют результаты испытаний, отсутствие в системах теплоизоляции с пенополистирольным утеплителем и тонкослойными штукатурками указанных негорючих рассечек и окантовок резко увеличивает пожарную опасность этих систем, практически неизбежно вызывает переброс пожара из очага на вышерасположенный этаж здания. При наличии окантовок с высотой поперечного сечения 0,15…0,2 м подобное явление отсутствует. В системах с толщиной наружного негорючего штукатурного слоя 20…25 мм, при условии сохранения его целостности как в процессе длительной эксплуатации в "нормальных" условиях, так и в случае возникновения пожара, устройство подобных окантовок вокруг проемов, как правило, не требуется. При этом должен быть исключен непосредственный контакт утеплителя системы с оконными (дверными) блоками.

Для четырех систем теплоизоляции с толщиной пенополистирольного утеплителя 150…200 мм параллельно с натурными были выполнены среднемасштабные огневые испытания. Это позволяет в дальнейшем оценивать пожарную опасность этих систем в случае их модернизации, а также систем с аналогичным конструктивным решением и сходными материалами, путем проведения менее трудоемких и дорогостоящих среднемасштабных испытаний.

Все системы теплоизоляции получили официальное разрешение на применение в строительстве.

К настоящему времени в результате проведения вышеуказанных испытаний накоплены исходные данные стандартизации метода испытаний на пожарную опасность систем наружной теплоизоляции фасадов с пенополистирольным утеплителем и штукатурными покрытиями.

Для систем с другими видами горючих утеплителей подобные данные отсутствуют.

В процессе огневых испытаний вышеуказанных систем теплоизоляции в них использовался пенополистирол конкретной марки, из определенного сырья ограниченной номенклатуры - в большинстве случаев пенополистирол ПСБ-С или ПСБС-Ф марки М 25 производства ОАО СП "ТИГИ-КНАУФФ" (г.Красногорск), ОАО "МОССТРОЙПЛАСТМАСС" (г.Мытищи), ОАО "ФТТ-Пластик" (г. Ижевск) из сырья производства фирмы "BASF" (Германия), "Styrochem OY" (Финляндия), "SHINHO" (Ю.Корея). В реальной практике строительства возникает вопрос о возможности замены базового для конкретной системы пенополистирола на другой. Эта проблема может решаться либо путем проведения повторных огневых среднемасштабных испытаний системы, либо расчетным методом. В последнем случае предварительно должна быть накоплена и систематизирована база данных по тепловыделению пенополистиролов при нагреве. При этом подобные данные должны быть получены по единой стандартизованной методике, которая, по нашему мнению, должна быть включена в качестве обязательного приложения к стандарту на фасадный пенополистирол.

Максимальная высота зданий, для которых допускается применение систем теплоизоляции с пенополистирольным утеплителем, в настоящее время ограничена 12 этажами. По всей видимости целесообразно проанализировать вопрос о возможности повышения этого значения.

В 2001 г. ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко при участии ВНИИПО начаты огневые испытания "сухих" систем наружной теплоизоляции фасадов с воздушным зазором между утеплителем и облицовкой - так называемых "навесных вентилируемых фасадов".

К настоящему времени проведены натурные и среднемасштабные огневые испытания десяти таких систем с воздушным зазором и двух систем без воздушного зазора.

Эти системы в общем случае состоят из самонесущих элементов каркаса (подконструкции), утеплителя и облицовочных элементов. Они характеризуются достаточно широкой номенклатурой применяемых материалов и изделий, а также возможностью их многообразных комбинаций.

В подконструкции использовались кронштейны и профили различной конфигурации из оцинкованной стали, алюминия или их комбинации.

В качестве теплоизоляционных материалов применялись негорючие (НГ по ГОСТ 30244) минераловатные плиты плотностью от 80 до 140 кг/м3, при этом в качестве гидроветрозащиты утеплителя использовались либо минераловатные плиты с наружной поверхностью из стекловолокна ("кэшированные" плиты), либо применялась специальная полимерная пленка типа "Tyvek".

В качестве облицовочных элементов использовались:

керамическая плитка, керамогранит, цементно-волокнистые плиты, плиты на основе прессованных асбестоцементных листов, коробчатые изделия из алюминиевых листов, слоистые плиты на основе алюминиевых листов со средним слоем из материалов на основе полиэтилена или негорючих композитных материалов, применявшиеся либо в виде плоских листов, либо в виде элементов коробчатого типа, а также трехслойные панели с алюминиевыми обшивками и средним слоем из жесткого пенополиизоцианурата.

Величина воздушного зазора в зависимости от типа системы составляла от 20 до 75 мм.

Конструкция каркаса определяется типом применяемых облицовочных элементов, их геометрическими размерами, массой и способом крепления облицовочных элементов. Особенностью большинства испытанных навесных систем являлось применение элементов из листовой стали для защиты воздушного зазора в местах примыкания систем к оконным проемам. Эти элементы устанавливались либо по всему периметру оконного проема, либо по его верхнему откосу.

Тип крепления облицовки к элементам каркаса определялся как механическими свойствами и размерами элементов облицовки, так и формой применяемых элементов.

Облицовочные плиты на основе цементно-волокнистых и асбестоцементных листов крупных размеров (до 1200 х 2400 мм) крепились к элементам каркаса с помощью самонарезающих винтов (шурупов) или стальных отрывных заклепок.

Крепление керамических плит к элементам каркаса осуществлялось с использованием специальных стальных зажимов - кляймеров (так называемое открытое крепление) или на стальных штифтах, закрепляемых на обратной стороне плитки (так называемое скрытое крепление).

Крепление облицовочных элементов на основе алюминиевых сплавов определялся формой облицовки. При использовании элементов облицовки в виде плоских листов крепление осуществлялось на алюминиевых заклепках или винтах-саморезах, при использовании кассетного способа (облицовка в виде элементов коробчатого типа) крепление осуществлялось путем их навешивания на стальные штифты, закрепленные на несущих профилях каркаса.

Из анализа результатов огневых испытаний этих систем теплоизоляции можно выявить некоторые закономерности проявления их пожарной опасности:

наиболее надежными для навесных систем теплоизоляции являются каркасы из стали;

для фасадных систем с облицовкой из листовых материалов, обладающих достаточно высокой трещиностойкостью и отсутствием способности к взрывообразному разрушению в условиях теплового воздействия пожара, большое значение имеет использование стальных элементов защиты по контуру оконных проемов;

для фасадных систем с облицовкой из керамической плитки (керамогранита) и открытой системой крепления, учитывая высокую вероятность их растрескивания и выпадения, следует предусматривать увеличение количества кляммеров вблизи оконных проемов;

для фасадных систем, использующих в качестве каркаса направляющие из алюминия и облицовку из керамических плит, рекомендуется применять комбинацию из стальных и алюминиевых направляющих, при этом стальные направляющие следует устанавливать над оконными проемами и в непосредственной близости с их вертикальными откосами;

наличие на облицовочных плитах компаундов на основе эпоксидных и полиэфирных смол, или акриловых композиций с расходом не более 600 г/м2, применяющихся для приклеивания декоративной каменной крошки, не увеличивает пожарную опасность фасадных систем;

применение в фасадных системах облицовок и каркаса из алюминиевого сплава потенциально опасно его плавлением с образованием горящего расплава, являющегося вторичным источником зажигания, что может представлять опасность возгорания нижерасположенных этажей здания (балконов) или кровли из горючих материалов пристроенных зданий меньшей этажности. В связи с этим необходимо предусматривать дополнительные мероприятия по защите этих объектов;

применение в фасадных системах облицовок в виде плоских элементов из трехслойных изделий из алюминиевого листа со средним слоем из негорючего материала на основе гидроокиси алюминия (группа горючести среднего слоя НГ) не является опасным;

при прочих равных условиях применение облицовок из трехслойных панелей с обшивками из алюминиевых листов и средним слоем из полиизоцианурата является более безопасным по сравнению с облицовкой из трехслойных панелей с обшивками из алюминиевых листов и средним слоем из модифицированного полиэтилена;

использование в фасадных системах алюминиевых сплавов с более высокой температурой плавления приводит в ряде случаев к существенному снижению их пожарной опасности и расширению области их применения;

использование в фасадных системах для гидроветрозащиты минераловатного утеплителя полимерных пленок типа "TYVEK" является безопасным при условии, что облицовочные плиты обладают достаточно высокими термомеханическими свойствами, в том числе трещиностойкостью и отсутствием способности к взрывообразному разрушению в условиях теплового воздействия пожара.

На основании выполненных экспериментов и опыта зарубежных стран можно ожидать, что обеспечение пожаробезопасного применения систем наружной теплоизоляции фасадов зданий, в том числе с применением горючих материалов, будет базироваться на следующих основных принципах:

-каждое принципиально новое конструктивное решение системы теплоизоляции должно быть подвергнуто натурным огневым испытаниям;

-в пределах одной принципиальной конструктивной системы пожарная опасность ее вариантов может быть установлена на основе разрабатываемых стандартных среднемасштабных методов испытаний;

-ограничения области применения систем, прошедших натурные или стандартные огневые испытания, могут решаться на основе типовых нормативов только в том случае, когда утепляемое здание имеет гладкий фасад (без западающих или выступающих участков), полностью соответствует всем остальным нормативным требованиям пожарной безопасности, а также при условии, что пожарная нагрузка в помещениях здания не превышает 50 кг/ м2 в пересчете на древесину. Во всех остальных случаях проекты привязки систем утепления должны проходить экспертизу и согласовываться в порядке, установленном п.1.6 СНиП 21-01-97* "Пожарная безопасность зданий и сооружений".

ВЫВОДЫ

1. Разработаны и согласованы с ГУГПС МВД России и Управлением технормирования Госстроя России временные методики экспериментальной оценки пожарной опасности систем наружного утепления фасадов зданий.

2. Накоплен определенный опыт натурных и среднемасштабных огневых испытаний наиболее широко распространенных в отечественной и зарубежной практике систем наружного утепления фасадов зданий, позволяющий приступить к стандартизации метода оценки их пожарной опасности.

3. Опыт испытаний свидетельствует о том, что пожарная опасность систем утепления фасадов зданий не может определяться только пожарной опасностью применяемых материалов и зависит от их конструктивного оформления.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Целесообразно разработать стандарт на метод определения класса пожарной опасности систем наружного утепления фасадов зданий.

2. Разработать и внести в качестве обязательного приложения в ГОСТ 15588-86 "Плиты пенополистирольные. Технические условия" метод испытания фасадного пенополистирола на тепловыделение.

3. Испытание на негорючесть фасадных минераловатных плит производить с обязательным контролем и учетом повышения температуры внутри образца.

4. Разработать дополнения и изменения к действующим СНиП, регламентирующие область применения систем утепления фасадов в зависимости от показателей пожарной опасности.

По материалам сайта: http://teplokot.ru