Статистика пожаров
Чтобы понять значимость проблемы, обратимся к статистике. По данным МЧС, в 2008 г. на территории РФ произошло 200 386 пожаров, что на 5,7% меньше показателя 2007 г . В результате пожаров погибли 15 165 человек (спад 5,6%), травмы получили 12 800 человек (спад 6,5%). Спасены были 94 220 человек, материальных ценностей – на сумму более 42,9 млрд. руб. Динамика пожаров за предшествующий период отражена на рис. 1.
Ежедневно в 2008 г. на территории России происходило 549 пожаров, на которых гибли 42 человека, 35 получали травмы. В результате пожаров ежедневно подвергались уничтожению 166 строений, материальный ущерб составлял 33 млн. руб.
Рис. 1. Ежегодная статистика пожаров и ущерба от них в РФ в 2003–2008 гг. (тыс. пожаров, млн. руб.)
Источник: ABARUS Market Research по данным МЧС России.
Рис. 2. Ежедневное количество пожаров, объем причиненного ущерба, численность погибших и разрушенных строений в РФ в 2003–2008 гг. (ущерб – в млн. руб.)
Источник: ABARUS Market Research по данным МЧС России.
Несмотря на то, что динамика пожаров в России отрицательная в последние годы, число жертв пожаров все еще велико. Более того, материальный ущерб от пожаров демонстрирует положительную динамику, что отчасти объяснимо инфляцией, но в большей степени – площадью распространения пламени во время пожара. Последний факт свидетельствует о более высокой степени пожароопасности применяемых в последнее время строительных материалов, а также о несоблюдении технологий строительства и ремонтных работ.
Законодательная база
В настоящее время употребление строительных материалов, теплоизоляционных в том числе, регламентируется статьей 13 Федерального закона РФ от 22 июля 2008 г. 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», который вступил в силу 1-го мая текущего года. Согласно этому документу, степень пожарной опасности материала определяется такими свойствами, как горючесть, воспламеняемость, способность распространения пламени по поверхности, дымообразующая способность, токсичность продуктов горения.
Таблица 1
Классы пожарной опасности строительных материалов
Источник: ABARUS Market Research на основе Федерального закона РФ от 22 июля 2008 г. 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» Д3+ означает, что ДЈ1000 м2/кг.
Таблица 2
Свойства огнестойкости теплоизоляционных изделий Rockwool (утеплители на основе минеральной ваты)
Источник: ABARUS Market Research на основе информационных материалов Rockwool (сертификаты пожарной безопасности»).
Таблица 3
Свойства огнестойкости теплоизоляционных изделий Ursa (на основе стекловолокна)
Источник: ABARUS Market Research на основе информационных материалов Ursa (сертификаты пожарной безопасности).
Горючесть. Материалы, которые относятся к негорючим, должны соответствовать совокупности следующих параметров:
– прирост температуры не должен превышать 50°С;
– потеря массы образца не должна превышать 50%;
– продолжительность устойчивого пламенного горения должна составлять не более 10 секунд.
Материалы, не соответствующие одному или нескольким из перечисленных параметров, подразделяются на слабогорючие, умеренногорючие, нормальногорючие и сильногорючие. Температура дымовых газов слабогорючих материалов (Г1) должна быть не выше 135°С. Кроме того, степень повреждения по длине образца не должна превышать 65%, по массе – 20%. Продолжительность самостоятельного горения материалов данной категории составляет 0 секунд. Температура дымовых газов умеренногорючих материалов (Г2) не должна превышать 235°С, степень повреждения по длине образца – не более 85%, степень повреждения по массе – 50%, продолжительность самостоятельного горения должна составлять не более 30 секунд. Нормальногорючие материалы (Г3)должны иметь температуру дымовых газов не более 450°С, степень повреждения по длине испытываемого образца – не более 85%, по массе – не более 50%, продолжительность самостоятельного горения – менее 300 секунд. Для сильногорючих материалов (Г4) все эти показатели неограниченны. Материалы групп горючести Г1 и Г2 не должны при горении образовывать капли расплава, Г3 – горящих капель расплава.
В соответствии со СНиП 21-01-97 горючесть и группы материалов по классу горючести устанавливаются в соответствии с ГОСТ 30244. Для негорючих материалов другие показатели пожарной опасности не нормируются.
Воспламеняемость. В соответствии со статьей 13 по воспламеняемости горючие строительные материалы подразделяются на 3 группы: трудновоспламеняемые, умеренновоспламеняемые, легковоспламеняемые. К первой группе – В1 – относятся материалы, которые имеют величину критической поверхности плотности теплового потока более 35 кВт на квадратный метр. Данный показатель для второй группы – В2 – составляет 20-35 кВт/м2. Для третьей группы – В3 – эта величина не превышает 20 кВт/м2. Группы строительных материалов по классу воспламеняемости устанавливаются в соответствии с ГОСТ 30402.
Распространение пламени. В зависимости от скорости распространения пламени по поверхности горючие материалы классифицируют на нераспространяющие, слабораспространяющие, умереннораспространяющие и сильнораспространяющие. Величина критической поверхностной плотности теплового потока у нераспространяющих пламя материалов (РП1) составляет не более 11 КВт на квадратный метр. У слабораспространяющих пламя материалов (РП2) данный показатель равен 8-11 кВт/м2. Для умереннораспространяющих пламя материалов (РП3) он составляет 5-8 кВт/м2. Сильно распространяющие пламя материалы имеют величину критической поверхностной плотности теплового потока ниже 5 кВт/м2. Группы теплоизоляционных материалов по распространению пламени устанавливаются для поверхностных слоев кровли и полов в соответствии с ГОСТ 30444. Для других теплоизоляционных материалов распространение пламени по поверхности не нормируется.
Дымообразующая способность. Коэффициент дымообразования у горючих материалов с малой дымообразующей способностью не превышает 50 м2 на килограмм. У материалов с умеренной дымообразующей способностью (Д2) он составляет 50-500 м2/кг, с высокой дымообразующей способностью (Д3) – более 500. Группа горючих материалов по дымообразующей способности устанавливается на основе ГОСТ 12.1.044 (п. 2.14.2 и п. 4.18).
Токсичность. В зависимости от токсичности продуктов горения горючие материалы делят на малоопасные (Т1), умеренноопасные (Т2), высокоопасные (Т3) и чрезвычайно опасные (Т4). Группа строительных материалов по токсичности продуктов горения устанавливается в соответствии с ГОСТ 12.1.044 (п. 2.16.2 и п. 4.20).
Классы пожарной опасности. В зависимости от тех или иных свойств теплоизоляционных материалов их относят к различным классам пожарной опасности. Для удобства данная информация представлена в таблице 1.
Представленная информация интересна тем, что позволяет нам оценить, насколько опасны или безопасны применяемые в настоящее время теплоизоляционные материалы. Но даже в случае использования горючих материалов во время строительства и ремонта пожароопасность всей системы может быть невелика при соблюдении пожаробезопасных технологий строительства и ремонта. В данном случае имеет смысл говорить об огнестойкости и пожарной опасности строительной конструкции.
В соответствии со СНиП 21-01-97 предел огнестойкости строительной конструкции определяется количеством минут, необходимых для возникновения признаков предельных состояний, нормируемых для данной конструкции. В качестве предельных состояний рассматриваются потеря несущей конструкции (R), потеря целостности (E) и потеря теплоизолирующей способности (I). Пределы огнестойкости строительных конструкций устанавливаются по ГОСТ 30247.
Различают четыре класса пожароопасности строительных конструкций: непожароопасные (К0), малопожароопасные (К1), умереннопожароопасные (К2), пожароопасные (К3). Класс пожарной опасности определяется в соответствии с ГОСТ 30403.
Пожароопасность теплоизоляционных материалов
Минеральная (каменная) вата
Минеральная вата сама по себе относится к группе негорючих материалов и имеет класс пожарной опасности КМ0, поскольку температура плавления волокон составляет 1000°С. Огневые испытания теплоизоляционных материалов, выполненные ВНИИПО МЧС, показали, что минеральная вата не изменяет своей формы даже при 30-минутном воздействии на нее открытого пламени.
Таблица 4
Свойства огнестойкости теплоизоляционных изделий Penoplex (на основе экструдированного полистирола) и Knauf Therm (вспененный пенополистирол)
Источник: ABARUS Market Research на основе информационных материалов Penoplex и Knauf-penolast (сертификаты пожарной безопасности).
Таблица 5
Роль минераловатных рассечек и окантовок в системе «мокрого» фасада, выполненной из пенополистирольных плит
Источник: ABARUS Market Research на основе статей заведующего лабораторией противопожарных исследований ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко Пестрицкого А.В.
Тем не менее, при производстве изделий на основе минеральной ваты используются добавки, которые несколько ухудшают свойства огнестойкости конечной продукции. Эксперты отмечают, что при огневых испытаниях минеральной ваты из-за горючего связующего наблюдается тление. При этом, чем толще плита на основе минеральной ваты, тем больше и дольше остаточное тление, которое не учитывается методиками испытаний. Также негативно на пожаробезопасность минераловатных изделий влияет использование клеящих составов, которые применяются для различного рода покрытий изделий. Характеристики пожаробезопасности изделий на основе минеральной ваты представлены на примере изделий концерна Rockwool (см. табл. 2).
Продукция других производителей обладает схожими характеристиками.
Высокие показатели огнестойкости обуславливают широкое распространение данного материала.
Стекловолокно
Стекловолокно отличается от описанной выше минеральной ваты более низкой температурой плавления: для данной продукции этот показатель составляет 550°С. Тем не менее, у изделий с минимальным содержанием связующего степень огнестойкости достаточна высока. Как видно из таблицы 3 некашированные маты и плиты небольшой плотности относятся к группе негорючих материалов. Прочая продукция относится к группе слабогорючих материалов.
Стекловолокнистая теплоизоляция также пользуется достаточно высоким спросом. Однако в случаях, когда требуется надежная защита от распространения пламени во время пожара, предпочтение отдается минеральной вате.
Пенополистирол
Пенополистиролы относятся к группе материалов высокой горючести. По данным заведующего лабораторией противопожарных исследований ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко Пестрицкого А.В. («Пожарная безопасность», №5, 2006 г.), для данного материала характерны следующие свойства:
• начало процесса усадки при температуре 85-90°C;
• начало процесса плавления при температуре 240°C;
• начало процесса термодеструкции с выделением газообразных продуктов при температуре 280-290°C;
• температура возможного воспламенения: 220°C / 360-380°C (в зависимости от сырья);
• температура возможного самовоспламенения: 460-480°C.
Испытания ВНИИПО МЧС России показали, что при воздействии открытого пламени пенополистирол плавится с образованием горящих капель в течение одной минуты, что чревато распространением пожара и появлением дополнительных очагов возгорания. Для снижения риска возгорания полистирольных теплоизоляционных материалов при их производстве используют антипирены (огнеупорные добавки). В большинстве случаев удается достичь хороших результатов: пенополистирольная продукция из группы Г4 (сильногорючие) перемещается в группу Г1 (слабогорючие). Тем не менее, сохраняется проблема воспламеняемости (В2) и способности к образованию дыма (Д3).
Рис. 3. Использование горючей теплоизоляции в конструкции скатной крыши
Источник: ABARUS Market Research на основе материалов PG.
Рис. 4. Использование горючей теплоизоляции при ре конструкции скатной крыши
Источник: ABARUS Market Research на основе материалов PG.
Подобные свойства материала диктуют особые условия его применения. Так, пенополистирол не применяется в вентилируемых фасадах, а в системах мокрого фасада устанавливаются противопожарные рассечки и окантовки, которые обычно выполняются из минеральной ваты.
Основной опасностью, связанной с применением полистирольной теплоизоляции в фасадных системах, является свойство данного материала содействовать перебросу пожара на вышерасположенные этажи в случае проникновения пламени на фасад здания. Такая возможность обусловлена процессом термодеструкции полистирольных плит, который сопровождается выделением горючих газов, что в свою очередь усиливает мощность и высоту теплового потока. В результате разрушение остекления этажа, расположенного выше, и распространение пламени на другие этажи происходят значительно быстрее. Ситуация может обостриться за счет более обширной площади разрушения штукатурного покрытия, которое также связано с процессом термодеструкции полистирольных плит. При разрушении штукатурного слоя большая поверхность горючего материала остается без защиты, в результате чего происходит его возгорание. Далее события развиваются на основе эффекта снежного кома.
Основная цель применения минераловатных рассечек и окантовок – обеспечение целостности штукатурной системы в случае пожара. Применение минеральной ваты в этих целях обусловлено тем, что температура факела огня нередко достигает 1000°C, в то время как температура плавления стекловолокна не превышает 550°C.
Как правило, рассечки имеют в ширину не менее 150-200 мм при толщине полистирольного утеплителя до 300 мм. Стоит отметить, что согласно СНиП 31-02-2001 (п.6.3), противопожарные рассечки требуются лишь в зданиях высотой более двух этажей, поскольку к зданиям меньшей этажности требования по степени огнестойкости не предъявляются.
В кровельных конструкциях минеральная вата используется как основание для полистирольной теплоизоляции. Для снижения риска распространения пожара в некоторых конструкциях возможно использование в качестве подложки гипсокартонных и гипсоволокнистых листов. Один из подобных вариантов будет описан ниже на примере утепления скатной крыши.
Если необходимо обеспечить дополнительную теплоизоляцию уже существующей кровли, то полистирольные панели крепятся к стропилам изнутри. В этом случае горючая теплоизоляция будет располагаться между гипсокартонными плитами и негорючей теплоизоляцией, что будет содействовать повышению огнестойкости всей конструкции.
Таким образом, необходимо поменять подход к горючести пенополистирола: поскольку он чаще всего применяется с защитными слоями из негорючих материалов (бетон, ЦПС, минеральная вата и т.д.), оперировать стоит характеристиками конечной конструкции. По словам производителей полистирольной теплоизоляции, характеристики конструкции с экструдированным пенополистиролом временами превосходят характеристики конструкций с минеральной ватой (например, предел огнестойкости
ж/б плиты с XPS), чему имеются доказательства в виде испытаний.
Тем не менее, поскольку в ходе монтажа работать приходится с горючими материалами, необходимо соблюдение соответствующих правил пожарной безопасности (ППБ РФ, п. 573-575). Так, при укладке горючего утеплителя и устройстве гидроизоляционного ковра монтаж производится участками площадью не более 500 м2, а объем теплоизоляции на рабочем месте не должен превышать сменной потребности. Полистирольные плиты должны храниться на расстоянии не меньше 18 м от строящихся и временных сооружений, а также других складов. После окончания работ не допускается оставлять на рабочем месте горючие материалы: теплоизоляцию, панели на ее основе, кровельные рулонные материалы. После завершения монтажа теплоизоляции на основе горючих материалов следует убрать ее остатки и нанести покровные слои огнезащиты. В случае повреждения металлических обшивок панелей на основе горючей теплоизоляции должны быть предприняты меры по их ремонту. Как правило, монтаж и восстановление теплоизоляционных материалов осуществляются механически (гвоздями, болтами, т.п.).
Кроме описанных случаев, минеральная вата применяется в местах сопряжения стены с очагами тепла (дымоходы, печи).
Существенным аргументом в пользу применения утеплителей на основе полистирола служит нахождение в помещении материалов, которые характеризуются более низкой температурой возгорания и самовозгорания: бумага, хлопок, дерево. Также стоит отметить, что применение полимерной теплоизоляции помогает существенно сократить нагрузку на всю систему, что дает некоторое преимущество во время пожара: в случае, если крепления выполнены из металлов с низкой температурой плавления, разрушение всей системы будет происходить более медленными темпами. По данным Кнауф, пенополистирол KNAUF Therm при нагревании выше 200°С испаряется, не создавая нагрузки на горящие конструкции.
В конце хотелось бы еще раз напомнить, что на пожароопасность той или иной конструкции влияет не только применение отдельных элементов, сколько комбинация этих элементов. Это объясняет, почему в ходе строительства и реконструкции зданий предпочтение следует отдавать подрядчикам, придерживающимся системного подхода к утеплению фасадов и кровель, хотя квалифицированные работы обходятся значительно дороже. Основная масса пожаров, сопровождающаяся возгоранием теплоизоляционного слоя, происходит, как правило, из-за несоблюдения строительных технологий и рекомендаций производителей.
