Пожарная безопасность объектов строительства напрямую зависит от типа используемых материалов. Во время возведения сооружений проводится тестирование последних на предмет воспламеняемости и поведения в условиях возникновения чрезвычайных ситуаций, в частности, пожара. Интенсивность, характер течения и непосредственно исход происшествия определяется совокупностью свойств сырья, которое применялось при строительстве здания. Согласно ДБН В 1.1-7.2016 Украины материалы условно делятся на горючие вещества и негорючие, об этом и более подробной классификации пойдет речь далее.

Основной метод проверки: как определяют горючесть материала?

Для понимания процесса тестирования веществ необходимо разобраться и в терминологии. Существуют следующие классы горючести материалов:

негорючие;
трудно сгораемые;
горючие.

Чтобы определить, к какому из них принадлежит вещество, проводится тестирование единым методом в лаборатории. Под проверку попадают материалы всех видов: облицовочные, отделочные и прочие (включая жидкости, лакокрасочные покрытия). Процесс выглядит так: образцы в количестве 12 штук для каждой единицы испытуемого вещества выдерживаются в течение трех суток в помещении, температура воздуха - комнатная. В этот период потенциально горючие и негорючие материалы взвешиваются, пока ими не будет достигнута постоянная масса. Под "помещением" стоит понимать конструкцию, состоящую из трех частей: камеры, систем подачи и отвода воздуха.

Классы горючести строительных материалов: пояснение терминологии

Итак, мы разобрались, каким образом проверяют горючесть строительных материалов, остается только дать четкое определение классификации. Рассмотрим более подробно:

Горючие. Очевидно, что такие вещества активно горят самостоятельно при определенных условиях окружающей среды и продолжают полыхать с источником пламени и/или без него. Именно этот класс делится на 4 группы горючести строительных материалов, которые мы более подробно рассмотрим далее.
Трудно сгораемые. К этой категории принадлежат соединения, которые могут активно гореть только при условии, что есть поступление кислорода и поджиг происходит на открытом воздухе. То есть, в случае отсутствия источника огня, материал прекратит гореть.
Негорючие строительные материалы. Не воспламеняются на воздухе, однако, могут вступать в химические реакции друг с другом, окислителями, водой. Исходя из этого, отдельные материалы представляют потенциальную пожароопасность. Согласно государственным правилам и нормам группа горючести НГ веществ определяется исследованиями двух типов, по результатам которых и присваивается номер (1 или 2).

Рассмотрим подробнее последний тип веществ - негорючие, а также непосредственно испытания, которые над ними проводятся. В 1 случае речь идет об исследованиях, при которых температура в специальной печи возрастает не более, чем на 50 градусов, а масса образца при этом сокращается максимум до 50%, выделяется теплота - до 2.0 МДж/кг. Процесс горения отсутствует. Во вторую группу относят материалы с аналогичными показателями, за исключением выделяемой теплоты (здесь она составляет не более 3 МДж/кг), а пламя все-таки есть, и горит оно до 20 секунд.

Группы горючести материалов согласно ДБН В.1.1-7-2016: основные критерии

Для классификации сырья, используемого при строительстве зданий и различных сооружений, анализируются следующие характеристики:

температура газов, которые выделяется вместе с дымом;
уменьшение массы материала;
степень снижения объема;
продолжительность сохранения пламени без источника горения.

Группы горючести материалов и веществ обозначаются, очевидно, буквой Г. Делятся в свою очередь на четыре класса. Рассмотрим каждый из них более подробно:

Горючесть Г1 свойственна веществам и материалам, которые не могут гореть без источника пламени. Однако в соответствующих условиях они способны выделять газы, образующие дым. Температура последних составляет не более 135 градусов. При этом повреждения по длине, нанесенные пламенем, не превышают 65%, а полное уничтожение - максимум 20% от общего объема.
Ко группе Г2 относят стройматериалы, которые после ликвидации источника пламени продолжают гореть не более 30 секунд. Максимальная температура дымовых газов при этом - 235 градусов, повреждения по длине - до 85%, а потеря массы - до половины от общей.
Группа горючести Г3 присваивается тем материалам, что способны еще в течение пяти минут после устранения источника пламени, поддерживать процесс горения. Температура газов, которые при этом выделяются, может достигать показателя в 450 градусов Цельсия. Длина и масса уменьшаются так же, как и в случае с сырьем из класса Г2.
Сильно горючие материалы причисляют к группе Г4. По всем показателям они идентичны веществам из предыдущей группы, но с одной оговоркой: дымовые газы выделяются при температуре 450 градусов, а то и более.

Подтверждаем класс горючести: специфика процесса

Негорючие и горючие материалы отдельно исследуют в лабораторных условиях и на открытом пространстве. Поскольку образцы могут состоять из нескольких слоев, то проверке подвергается каждый из них.

Предварительно исследователи/лаборанты проверяют и калибруют оборудование, прогревают его, а уже после закрепляют объекты тестирования в специальных держателях. Последние расположены внутри печи, которая, в свою очередь, оснащена регистраторами. Выдержка образца в нагревательной камере продолжается до момента, пока тот не достигнет сбалансированной температуры. То есть, когда диапазон колебаний стабилизируется на отметке в 2 градуса Цельсия.

Чтобы получить корректный результат и присвоить материалу класс горючести Г1/2/3/4, необходимо охладить образец в эксикаторе, а затем измерить его массу и длину. Согласно полученным данным и относят тестируемое вещество к актуальной группе.

Сырье различных агрегатных состояний в контексте горючести стоит рассматривать отдельно:

Жидкости. Считаются горючими, если при определенной температуре могут воспламениться. Если внешний источник огня отсутствует, а жидкость не способна поддерживать процесс, то она считается трудногорючей. Негорючие вещества при нормальных условиях с полноценным поступлением кислорода не воспламеняются вовсе. Особо опасными считаются те, что вспыхивают уже при легком повышении температуры воздуха. Например, эфир и ацетон загораются уже при 28 градусах Цельсия.
Твердое. В строительной сфере без тестирования материалы не могут использоваться на объекте. Наиболее безопасными считаются те, что принадлежат к числу негорючих или группе Г1.
Газообразное. Оценивается предельная концентрация газа, содержащегося в смеси с воздухом, при которой от точки возгорания пламя может распространиться на сколь угодно большое расстояние. В случае, если подобное значение вывести нельзя, газообразный материал относят к классу негорючих.

Зачем нужно определять группу горючести материала?

При оценке пожароопасности учитывается не только группа горючести Г1/Г2/Г3/Г4, но и ряд других свойств материалов. А именно:

Возгораемость (трудно-, умеренно- и легковоспламеняющиеся).
Скорость распространения огня (нераспространяющие, слабо-, умеренно- и сильно распространяющие).
Интенсивность дымообразования (малая, умеренная и высокая).
Степень токсичности газов, выделяющихся при горении (мало-, умеренно- и высокоопасные, чрезвычайно опасные).

На основании анализа совокупности всех пяти свойств и формируется класс пожарной опасности постройки. Сфера использования конкретного материала определяется его горючестью, группой оной. Правильно подобранное сырье и соблюдение технологических процессов делают не только готовую конструкцию безопасной для эксплуатации, но и минимизирует риск возникновения чрезвычайных ситуаций на строительном объекте.

Подведение итогов: когда проводится тестирование горючести стройматериалов?

Для большинства зданий к строительству по определению включает в себя получение различной разрешительной документации, как и реставрация, расширение, техническое переоснащение здания, ремонт и прочие мероприятия. Также, иногда для определенного вида здания требуют проведения пожарной экспертизы, данный вопрос регулируется законодательством. Последняя включает в себя оценку стройматериалов на предмет воспламеняемости, горючести и т. д. То есть, изменение функционального назначения конструкции является также достаточной причиной для исследования сырья, и при необходимости присвоения конструкции другого класса пожароопасности.

Обратите внимание, что КП для сооружения определяется первоначально, а уже после для него выбираются строительные материалы. Но и здесь есть подводные камни: одни и те же, к примеру, композитные кассеты, нельзя применять для облицовки разных зданий - ТРЦ (можно), школы или медицинского учреждения - нельзя. Кроме того, эвакуационные проходы и многие другие общественные зоны запрещено отделывать материалами группы горючести 3 и 4, тогда как в частном малоэтажном строительстве они используются повсеместно (МДФ-панели и др., созданные на основе органического сырья). Эти и другие тонкости прописаны в украинском законодательстве, нужно только изучить их или доверить это дело специалистам.

Дело в том деформация негорючего материала может быть не менее опасна, чем способность к воспламенению, а обильное образование сажи наносит такой же вред, как и выделение токсических веществ . Но прогресс не стоит на месте и придуманы сотни химических, конструктивных и иных способов улучшить свойства стройизделий, в том числе и в контексте пожарной безопасности. Те материалы, которые еще недавно считали опасными, перестали быть таковыми, но это не значит, что можно игнорировать данную характеристику при возведении дома. В конце концов, от случайностей никто не застрахован, и минимизировать возможный ущерб от огня - прямая обязанность домовладельца.

Терминология

Говоря о строительстве с точки зрения воздействия огня и высоких температур, нужно выделить два понятия - огнестойкость и пожаробезопасность.

Огнестойкость как термин относится не к материалам, а к строительным конструкциям и характеризует их способность без потери прочности и несущей способности сопротивляться воздействию пожара. Об этом параметре говорят в контексте толщины конструкции и времени, которое должно пройти до потери ею прочностных свойств. Например, фраза «предел огнестойкости перегородок из блоков поризованной керамики толщиной 120 мм составил EI60» означает, что они могут сопротивляться огню 60 минут.

Пожаробезопасность характеризует строительные материалы и описывает их поведение под воздействием огня. То есть имеется в виду горючесть, воспламеняемость, способность распространения пламени по поверхности и дымообразование, токсичность продуктов горения. В рамках каждого качества материалы испытывают в лабораторных условиях, присваивают им определенный класс, который будет отмечен в маркировке продукции.

По горючести выделяют негорючие (НГ) и горючие (Г1, Г2, Г3, и Г4) материалы, где Г1 - слабогорючие, а Г4 - сильно горючие. Продукты класса НГ не классифицируют, поэтому остальные классы применимы лишь к горючим изделиям.
По воспламеняемости - от В1 (слабовоспламеняемые) до В3 (сильно воспламеняемые).
По токсичности - от Т1 (малоопасные) до Т4 (чрезвычайно опасные).
По дымообразующей способности - от Д1 (слабое образование дыма) до Д3 (сильное образование дыма).
По способности распространять пламя по поверхности - от РП-1 (не распространяющие пламя) и до РП-4 (сильно распространяющие).

Поскольку в Украине вопросы классификации продукции находятся в стадии урегулирования, то не каждый строительный материал имеет маркировку по всем вышеприведенным показателям. Тем не менее, всегда можно уточнить класс у продавца и ознакомиться с результатами испытаний, запросив соответствующие протоколы.

Бетон и ячеистый бетон

Обычный бетон относится к классу негорючих материалов. Он на протяжении 2-5 часов отлично переносит температуру до 250-300 °С, но при температуре выше 300 °С в материале происходят необратимые изменения. Потере прочности и растрескиванию способствует расположенная внутри блоков металлическая арматура, поэтому железобетонные конструкции гораздо хуже сопротивляются огню, нежели бетонные. Еще один фактор, приводящий к потере прочности, - входящий в состав некоторых бетонов портландцемент. А вот тощий бетон с небольшим содержанием цемента и высоким содержанием наполнителей, который часто используют для устройства полов на грунте, лучше сопротивляется огню. Более стойким является и легкий бетон с объемной массой менее 1800 кг/м³. И все же, несмотря на некоторые недостатки, есть качества, делающие бетон привлекательным материалом с точки зрения пожарной безопасности. Скорость его прогревания - невысокая, он имеет малую теплопроводность, а значительная часть тепла при его нагревании будет расходоваться на испарение входящей в состав и абсорбированной из окружающего пространства воды, что позволит сэкономить время для эвакуации. Кроме того, бетон хорошо сопротивляется кратковременному действию высоких температур.

Ячеистый бетон также относится к классу негорючих. У разных производителей характеристики этого материала могут отличаться. Но в общем он способен переносить воздействие высоких температур (до 300 °С) в течение 3-4-х часов, а также кратковременное очень высоких температур (более 700 °С). Этот материал не выделяет токсичного дыма. Однако нужно учесть, что хотя ячеистый бетон не разрушается, он может давать довольно значительную усадку и покрываться трещинами. Поэтому принимая решение о восстановлении дома, нужно проверить несущую способность конструкций, пригласив специалиста-строителя. В некоторых случаях даже после пожара с обрушением деревянной стропильной конструкции стены из ячеистого бетона можно отреставрировать.

Керамический кирпич и поризованные блоки

Керамические кладочные материалы относятся к классу негорючих. Высокие температуры (до 300 °С) блоки и кирпич могут выдерживать в течение 3-5 часов. Огнестойкость материалов довольно сильно зависит от качества использованной при их изготовлении глины и условий обжига: различные природные примести могут значительно ухудшить показатели огнестойкости. К тому же нужно учесть, что лучшему распространению огня способствуют пустоты в материале, поэтому полнотелый кирпич более устойчив к пожарам, нежели пустотелый и поризованные керамические блоки.

Высокие температуры делают керамические стеновые материалы более хрупкими и гигроскопичными. Металлический крепеж и другие элементы из металла под воздействием огня также снижают прочность материала: в месте крепления возникают трещины и надломы. В целом, стены из керамики несложно восстановить и отделать заново, но лишь с разрешения специалистов, которые смогут определить места, где произошла потеря прочности. Глина практически не накапливает запахи, поэтому вероятность того, что после восстановления в доме из керамического кирпича или блоков останется запах гари, минимальна.

Читайте также: Дерево, которое не горит: огнезащита древесины

Древесина

Пожароопасность древесины связана с тем, что она обладает как повышенной воспламеняемостью, так и высокой горючестью. Этот материал и конструкции из него без специальных защитных мер имеют группу горючести Г4, воспламеняемости В3, распространения пламени РП3 и РП4, дымообразования Д2 и Д3 и токсичности Т3. Специальные приемы огнезащиты способны значительно улучшить все эти показатели. Их можно разделить на три группы: конструктивные методы, поверхностное нанесение специальных противопожарных составов и глубокая пропитка антипиренами.

К конструктивным методам относят оштукатуривание деревянных поверхностей, покрытие огнезащитными элементами, негорючей облицовкой (в частности гипсокартонными, асбестоцементными или магнезитовыми плитами), увеличение сечения деревянных конструкций, шлифование поверхности балок и бруса, вследствие которого огонь скользит по поверхности, не разрушая структуру материала.

При поверхностном нанесении специальных составов используют кисти, валики или пульверизатор, однако необходимо помнить, что в этом случае проникновение состава вглубь материала будет незначительным и поверхностную пропитку можно рассматривать лишь как способ дополнительной защиты.

Основным методом остается автоклавная обработка антипиренами под давлением, которую можно осуществить лишь на производстве.

Применяя эти способы, можно снизить горючесть древесины до Г2 и даже Г1 и, соответственно, улучшить показатели по всем остальным классам.

«Сэндвич»-панели нельзя назвать материалом, поскольку это конструкция из древесных ОСП и пенополистирола. Но с точки зрения строительства их все же можно считать стеновым строительным материалом. И ОСП, и пенополистирол, входящие в состав панелей, сами по себе являются горючими, но учитывая, что пожар обычно возникает в помещениях дома, опасность СИП сильно преувеличена, поскольку изнутри изделия обшиты негорючими гипсокартонными листами. Снаружи их часто отделывают сайдингом, имеющим класс горючести Г1 или Г2, или негорючей штукатуркой. Да и сам пенополистирол обрабатывают антипиренами, поэтому вся стеновая конструкция имеет неплохие показатели по пожаробезопасности.

Технический кодекс установившейся практики устанавливает пожарно-техническую классификацию строительных материалов, изделий, конструкций, зданий и их элементов. Данный нормативные акт регламентирует классификацию материалов, изделий и конструкций по пожарной опасности в зависимости от пожарно-технических характеристик, а также методов определения.

Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками либо их совокупностью:

Горючестью;

Воспламеняемостью;

Распространением пламени по поверхности;

Токсичностью продуктов горения;

Дымообразующей способностью.

Строительные материалы в зависимости от значений параметров горючести, определяемых по ГОСТ 30244 подразделяются на негорючие
и горючие. Для строительных материалов, содержащих только неорганические (негорючие) компоненты, характеристика «горючесть»
не определяется.

Горючие строительные материалы подразделяются в зависимости от:

1. Значений параметров горючести, определяемых по ГОСТ 30244 на группы по горючести:

Г1, слабо горючие;

Г2, умеренно горючие;

Г3, нормально горючие;

Г4, сильно горючие.

2. Величины критической поверхностной плотности теплового потока по ГОСТ 30402 на группы по воспламеняемости:

B1, трудновоспламеняемые;

В2, умеренно воспламеняемые;

В3, легко воспламеняемые.

3. Величины критической поверхностной плотности теплового потока по ГОСТ 30444 на группы по распространению пламени:

РП1, не распространяющие;

РП2, слабо распространяющие;

РП3, умеренно распространяющие;

РП4, сильно распространяющие.

4. Летального эффекта газообразных продуктов горения от массы материала, отнесенной к единице объема экспозиционной камеры
по ГОСТ 12.1.044 на группы по токсичности продуктов горения:

T1, малоопасные;

Т2, умеренно опасные;

Т3, высоко опасные;

Т4, чрезвычайно опасные.

4. Значения коэффициента дымообразования по ГОСТ 12.1.044 на группы по дымообразующей способности:

Д1, с малой дымообразующей способностью;

Д2, с умеренной дымообразующей способностью;

Д3, с высокой дымообразующей способностью.

Определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, распространением пламени по поверхности, воспламеняемостью, дымообразующей способностью, токсичностью продуктов горения. Настоящие показатели устанавливают номенклатуру показателей пожарной опасности огнезащитных составов для определения их области применения в строительстве и отделке зданий и помещений.

Горючесть

Строительные материалы подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г). Обработанные материалы могут иметь одну из 4 групп: Г1 – слабогорючие, Г2 – умеренногорючие, Г3 – нормальногорючие, Г4 – сильногорючие.
Горючесть и группы по горючести устанавливают по ГОСТ 30244-94.

Для проведения испытания на горючесть берется 4 образца – доски, обработанные огнезащитным составом. Из этих образцов выстраивается короб. Он помещается в камеру, в которой расположены 4 газовые горелки. Горелки зажигают таким образом, что пламя воздействует на нижнюю поверхность образцов. По окончании горения измеряют: температуру отходящих дымовых газов, длину поврежденного участка образца, массу, время остаточного горения. Проанализировав эти показатели, обработанную огнезащитным составом древесину относят к одной из четырех групп.

Распространение пламени

Горючие строительные материалы по распространению пламени по поверхности подразделяются на 4 группы: РП1 – нераспространяющие, РП2 – слабораспространяющие, РП3 – умереннораспространяющие, РП4 – сильнораспространяющие.

ГОСТ Р 51032-97 регламентирует методы испытаний строительных материалов (в т.ч. и тех, что обработаны огнезащитными составами) на распространение пламени. Для проведения испытаний на образец воздействуют теплом радиационной панели, расположенной под небольшим углом и нагретой до определенной температуры. В зависимости от плотности теплового потока, величину которого устанавливают по длине распространения пламени по образцу, обработанному огнезащитным составом материалу присваивают одну из четырех групп.

Воспламеняемость

Горючие строительные материалы по воспламеняемости подразделяются на группы: В1 – трудновоспламеняемые, В2 – умеренновоспламеняемые, В3 – легковоспламеняемые.

ГОСТ 30402 определяет методы испытаний строительных материалов на воспламеняемость. Группа определяется в зависимости от того, при каком тепловом потоке радиационной панели происходит воспламенение.

Дымообразующая способность

По данному показателю материалы делятся на 3 группы: Д1 – с малой дымообразующей способностью, Д2 – с умеренной дымообразующей способностью, Д3 – с высокой дымообразующей способностью.
Группы по дымообразующей способности устанавливают по ГОСТ 12.1.044. Для испытания образец помещается в специальную камеру и сжигается. Во время горения замеряется оптическая плотность дыма. В зависимости от этого показателя древесину с нанесенным на нее огнезащитным составом относят к одной из трех групп.

Токсичность

По токсичности продуктов горения выделяют 4 группы материалов: Т1 – малоопасные, Т2 – умереннопасные, Т3 – высокопасные, Т4 – чрезвычайноопасные. Группы по токсичности устанавливают по ГОСТ 12.1.044.

Вещества и материалы являются горючими, если они способны самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.

В свою очередь все горючие материалы входят в ту или иную группу горючести.

Сущность метода определения групп горючести заключается в определении степени повреждений материала, времени самостоятельного горения, температуры дымовых газов при фиксированном термическом воздействии на образцы в камере сгорания.

Горючие строительные материалы (по ГОСТ 30244) в зависимости от значений параметров горючести подразделяют на четыре группы горючести: Г1, Г2, Г3, Г4 в соответствии с нижеприведенной таблицей. Материалы относятся к определенной группе горючести при условии соответствия всех значений параметров, установленных таблицей для этой группы.

Параметры горючести
Группа горючести материалов	Температура дымовых газов Т , ˚С	Степень повреждения по длине S L , %	Степень повреждения по массе S m , %	Продолжительность самостоятельного горения t c.r , с
Г1	≤135	≤65	≤20	0
Г2	≤235	≤85	≤50	≤30
Г3	≤450	>85	≤50	≤300
Г4	>450	>85	>50	>300

Примечание — Для материалов групп горючести Г1 — Г3 не допускается образование горящих капель расплава при испытании

Для проведения испытаний в ФГБУ СЭУ ФПС ИПЛ по Республике Мордовия необходимо предоставить 12 образцов размерами 1000×190 мм. Толщина образцов должна соответствовать толщине материала, применяемого в реальных условиях. Если толщина материала составляет более 70 мм, толщина образцов должна быть 70 мм. При изготовлении образцов экспонируемая поверхность не должна подвергаться обработке.

Испытание образцов проводится в теплофизической лаборатории на испытательной установке «Шахтная печь».

(1 — камера сжигания; 2 — держатель образца; 3 — образец; 4 — газовая горелка; 5 — вентилятор подачи воздуха; 6 — дверца камеры сжигания; 7 — диафрагма; 8 — вентиляционная труба; 9 — газопровод; 10 — термопары; 11 — вытяжной зонт; 12 — смотровое окно).

При испытаниях фиксируется температура дымовых газов и поведение материала при тепловом воздействии.

После окончания испытания измеряется длина отрезков неповрежденной части образцов и определяется остаточную их массу.

Неповрежденной считается та часть образца, которая не сгорела и не обуглилась ни на поверхности, ни внутри. Осаждение сажи, изменение цвета образца, местные сколы, спекание, оплавление, вспучивание, усадка, коробление или изменение шероховатости поверхности не считают повреждениями. Результат измерения округляют до 1 см.

Неповрежденную часть образцов, оставшуюся на держателе, взвешивают. Точность взвешивания должна составлять не менее 1 % от начальной массы образца.

Обработка результатов проводится по методике ГОСТ 30244-94.

После проведения испытаний и оплаты стоимости испытания, сотрудники испытательной пожарной лаборатории подготавливают отчетную документацию.