Вогнестійкість будівельних матеріалів з ПВХ: що насправді означають класи A, B і C для вашого проекту — і перевірка, яку ніхто не проводить, поки не стане надто пізно

I. Будівельний інспектор у Дубаї, який тримає запальничку в кишені

Тест запальнички дубайського інспектора не примхливий. Це практична відповідь на проблему, з якою стикається кожен чиновник із будівельних норм у-міській юрисдикції з високою щільністю: обсяг нових матеріалів, що надходять на будівельний ринок, значно перевищує можливості випробувальних лабораторій для їх оцінки, перш ніж вони з’являться в специфікаціях. Виробник може розробити, видавити, продати та доставити стінову панель або стельову дошку на основі ПВХ-швидше, ніж сертифікована лабораторія може запланувати, провести та звітувати про повне тунельне випробування ASTM E84. Тест на запальничку — це спосіб інспектора відокремити матеріали, які мають шанс пройти формальний тест на вогнетривкість, від матеріалів, які не мають жодного шансу.

Проблема, яку вирішує його легкий тест, не є гіпотетичною. У висотній-будівлі матеріали внутрішньої обробки - стельові панелі, настінні покриття, підлога, оздоблення та молдинги - визначають, наскільки швидко пожежа, що починається в одному приміщенні, поширюється на коридор, на поверх вище, на сходову клітку, яка є єдиним виходом для мешканців верхніх поверхів. Конструкційна сталь і бетонна вогнезахист захищають будівлю від руйнування. Матеріали внутрішнього оздоблення захищають мешканців від диму та полум’я під час найважливіших для евакуації хвилин. Матеріал, який легко горить і утворює густий дим, може перетворити пожежу, яку можна вижити, на пожежу, яку неможливо вижити, не тому, що будівля падає, а тому, що шлях виходу наповнюється димом ще до того, як мешканці досягнуть його. Пожежний-внесок внутрішнього оздоблення на основі ПВХ-не є маркетинговою особливістю. Це параметр безпеки-життєдіяльності, який будівельні норми розглядають як вимогу, а не як варіант.

У цій статті розглядаються показники вогнестійкості будівельних матеріалів із ПВХ з точки зору того, хто потребує схвалення проекту - архітектора, який подає матеріал на перевірку коду, підрядника, чию заявку було відхилено через недостатню вогнестійку-документацію випробувань, власника будівлі, чий страхувальник запитав про-класифікацію-поширення полум’я внутрішньої обробки. У ньому пояснюється, що означають рейтинги, які методи випробувань застосовуються до тих чи інших продуктів, як ПВХ порівнюється з матеріалами, які він замінює, і що повинен містити законний{4}}звіт про випробування на пожежу.

II. Що відбувається, коли ПВХ зустрічається з вогнем - хімія, яку ніхто не пояснює в брошурі

Вогнестійкість ПВХ не є одним числом. Це послідовність подій, яка починається, коли температура поверхні матеріалу досягає приблизно двохсот п’ятдесяти-трьохсот градусів за Цельсієм, і закінчується, якщо матеріал правильно сформульований, самозагасанням вогню-і стійким шаром вугілля, який захищає залишки матеріалу під ним. Розуміння цієї послідовності є необхідною умовою для розуміння того, що вимірює рейтинг пожежогасіння, а що ні.

Послідовна деградація полімерного ланцюга ПВХ під впливом полум'я. На першому етапі вивільняється HCl і утворюється сполучена полієнова структура. Друга стадія перехресно-зв’язує полієн у вуглецевий шар. Третій етап - тривалого горіння - — це те, що хімічний склад хлору покликаний запобігти.

Перше, що відбувається, коли тепло досягає поверхні ПВХ, це дегідрохлорування. Атоми хлору, пов’язані з полімерним скелетом, вивільняються у вигляді хлористого водню. Цей процес поглинає енергію -, він охолоджує поверхню матеріалу -, а газ HCl, що вивільняється в зону полум’я, розбавляє кисень і легкозаймисті леткі речовини, необхідні для підтримки полум’я. Молекула HCl діє як поглинач радикалів, захоплюючи високореактивні вільні радикали водню та гідроксилу, які поширюють ланцюгову реакцію горіння. Це той самий механізм, за яким працюють галонові вогнегасники, вбудований у сам матеріал.

Друге, що відбувається, це утворення обуглення. Після того, як атоми хлору залишають полімерний скелет, атоми вуглецю та водню, що залишилися, перегруповуються в спряжену полієнову структуру - послідовність чергування одинарних і подвійних вуглецевих-вуглецевих зв’язків, яка поглинає видиме світло та надає вугіллю характерний темний колір. Потім ця полієнова структура перехресно -з’єднується в три-вимірну вуглецеву мережу, яка розташована на поверхні матеріалу, ізолюючи підстилаючий ПВХ від тепла та сповільнюючи виділення додаткових горючих газів. Вугілля є як фізичним, так і хімічним бар’єром.

Третя річ - те, чого не відбувається у твердому ПВХ правильного складу -, — це тривале горіння після видалення зовнішнього полум’я. Поєднання поглинання радикалів HCl та ізоляційного шару обвугленого- шару робить матеріал самозатухаючим-. Приберіть вогонь, і горіння припиниться. Інші звичайні пластики цього не роблять. Поліетилен, найпоширеніший пластик у світі, не містить у своїй структурі хлору та не містить -запобіжників. Він горить гарячим, чистим полум’ям і під час горіння капає палаючий розплавлений полімер, поширюючи вогонь на поверхні під ним. Подібним чином поводиться поліпропілен. Полістирол горить густим чорним димом, а також капає. Вміст хлору в ПВХ, недолік, на який посилаються критики матеріалу в дискусіях про спалювання та утилізацію, саме те, що робить його придатним для внутрішніх будівель, де вибір матеріалу керує пожежною безпекою.

Це не означає, що твердий ПВХ пожежобезпечний. Це не так. При достатньо високих температурах і постійному зовнішньому джерелі полум’я ПВХ буде горіти, а продукти згоряння включають чадний газ, хлористий водень і низку органічних сполук. Жоден органічний полімер не захищений від вогню. Питання, на яке відповідають рейтинги вогнестійкості, полягає не в тому, «чи буде цей матеріал горіти», а в тому, «як цей матеріал поводиться під час вогню порівняно з альтернативами, і чи відповідає ця поведінка вимогам будівельних норм для застосування». Відповідь ПВХ на це запитання щодо правильно складеного продукту з законним звітом про випробування зазвичай є класом A або B1 - найвищим або другим-найвищим класом вогнестійкості, доступним для матеріалів внутрішньої обробки.

Вогнестійкість вінілових стінових панелей у внутрішніх приміщеннях є однією з кількох властивостей матеріалів, розглянутих у нашому огляді про те, що таке вінілові стінові панелі та чому вони замінюють традиційне оздоблення в житлових і комерційних проектах, де відповідність будівельним нормам щодо поширення полум’я та утворення диму є не-вимогою специфікації, що підлягає обговоренню.

III. Три рейтингові системи, три різні відповіді на те саме запитання

Вогнестійкість будівельного матеріалу вимірюється по-різному залежно від того, в якій частині світу знаходиться будівля, яке видання якого кодексу прийняла юрисдикція, а також від того, чи оцінюється матеріал як внутрішня обробка, зовнішній компонент облицювання або структурний елемент. На світовому будівельному ринку домінують три рейтингові системи, і розуміння відмінностей між ними є першим кроком у інтерпретації звіту про випробування, який надходить на стіл архітектора.

1. ASTM E84 - північноамериканський стандарт.З середини двадцятого століття випробування в тунелі Штайнера є основою класифікації вогнестійкості внутрішньої обробки в Сполучених Штатах і Канаді. Зразок довжиною двадцять -чотири фути та шириною двадцять дюймів встановлюється на стелі випробувальної камери, до одного кінця прикладається газове полум’я, і просування фронту полум’я вниз по зразку вимірюється в залежності від часу. Випробування дає два числа: індекс поширення полум’я, відкалібрований так, що підлога з червоного дуба має сто балів, а азбесто-цементна плита — нуль, і індекс утворення диму, відкалібрований за тією ж шкалою. Матеріал із FSI двадцять-п’ять або менше та SDI чотириста п’ятдесят або менше отримує рейтинг класу A, найвищий із доступних. FSI від двадцяти-шести до сімдесяти{8}}п’яти отримує клас B. FSI від сімдесяти-шести до двохсот отримує клас C. Все, що перевищує двісті, не має рейтингу для внутрішньої обробки в більшості юрисдикцій.

Твердий ПВХ, складений належним чином, зазвичай має одиничні цифри FSI або низькі підлітки, а SDI значно нижче чотирьохсот п’ятдесяти - твердий клас А. Тест із запальничкою, проведений дубайським інспектором, не передбачає точної оцінки ASTM E84, але він з достатньою точністю передбачає, чи має матеріал -вогнезахисний склад чи ні. Матеріал, який само-загасає під полум’ям легшої запальнички, майже напевно дасть результат класу A або класу B у випробуванні в тунелі. Матеріал, який продовжує горіти, не буде.

2. EN 13501-1 - Європейська класифікація.Європейська система більш детальна, ніж північноамериканська. Він класифікує матеріали за сімома єврокласами: A1, A2, B, C, D, E та F, де A1 є абсолютно не-горючим, а F не перевірено або не відповідає мінімальному порогу ефективності. Класифікація ґрунтується на комбінації випробувань: випробування реакції на вогонь одним предметом, що горить, випробування печі на не-займистість для найвищих класів і випробування запалювання малим-полум’ям для нижчих класів. Система також повідомляє про два додаткові параметри: виділення диму, номінальне значення від s1 до s3, і виділення крапель полум’я, номінальне значення від d0 до d2. Настінні панелі з ПВХ, які мають рейтинг B-s1,d0, працюють на високому рівні для органічного матеріалу - з обмеженою горючістю, мінімальним димом і відсутністю горючих крапель. Рейтинг d0 особливо важливий у вертикальних застосуваннях, де палаючий полімер, що капає на поверхні знизу, може поширити вогонь вниз будівлею швидше, ніж поширюється полум’я.

3. GB 8624 - китайський стандарт.Китайська система класифікації будівельних матеріалів щодо вогнестійкості, суттєво оновлена ​​у перегляді 2012 року, використовує структуру, подібну до європейської системи: A1, A2, B1, B2 та B3, де B1 приблизно відповідає європейському класу B та північноамериканському класу A. Методи випробувань базуються як на стандартах ISO, так і на національних стандартах Китаю, і система включає додаткові вимоги до токсичності диму, які є специфічними для китайського нормативного середовища. Для виробника, який експортує будівельні матеріали з ПВХ на різні ринки, демонстрація відповідності всім трьом системам - ASTM E84, EN 13501-1 і GB 8624 - вимагає ведення матриці звітів про випробування, у виробництво яких інвестували лише деякі виробники за межами вищого рівня галузі.

Одним з практичних наслідків цих трьох паралельних систем є те, що рейтинг вогнетривкості без стандарту випробувань поруч із ним не має сенсу. «Клас A» означає щось конкретне згідно з ASTM E84. Це означає щось інше в EN 13501-1, де воно взагалі не існує як класифікація. Постачальник, який заявляє про «вогнестійкість класу А», не вказуючи, до якого стандарту відноситься ця оцінка, або не має інформації, або сподівається, що покупець не запитає. Правильною реакцією на невизначений рівень вогнестійкості є запит на повний звіт про випробування, підтвердження стандарту випробування та перевірка того, що стандарт визнається будівельними нормами в юрисдикції проекту. Підхід дубайського інспектора - легший тест як фільтр із подальшим запитом на офіційний звіт - є правильним у будь-якому масштабі від одно-сімейного будинку до шістдесятиповерхової вежі.

IV. Проти дерева, гіпсу та металу - Як ПВХ тримає лінію

Вогнезахисний рейтинг корисний лише для порівняння. Індекс поширення-полум’я матеріалу, який стоїть окремо, нічого не говорить специфікатору про те, кращий він чи гірший за альтернативу. Нижче наведено порівняння матеріалів внутрішньої обробки на основі ПВХ-з матеріалами, які вони найчастіше замінюють, за параметрами-протипожежної ефективності, які регулюють будівельні норми.

Таблиця показує позицію, яку займає твердий ПВХ у вогнестійкій -ландшафті. Він не такий-інертний до вогню, як мінеральна вата чи гіпсокартон, які взагалі не містять органічних матеріалів і не сприяють спалюванню. Це значно краще, ніж необроблена деревина, яка підтримує горіння і не може досягти класу А без хімічної обробки, яка з часом погіршується. Це зовсім інша категорія, ніж алюмінієві композитні панелі з поліетиленовою-основою, які поводяться під час вогню так само, як свічка - під час постійного полум’я, капання розплаву та повного згоряння горючої серцевини. Розрив між ПВХ і ПЕ-серцевиною ACP не є питанням ступеня. Це категорична різниця між матеріалом, який протистоїть вогню, і матеріалом, який його живить.

Практичний сенс такого позиціонування полягає в тому, що вироби для внутрішнього оздоблення на основі -ПВХ можна вказувати практично в будь-якому типі будинків, де код допускає горючу внутрішню обробку. Згідно з будівельними нормами Північної Америки, матеріали для внутрішньої обробки коридорів, сходових кліток і вестибюлів більшості типів будівель вище трьох поверхів повинні відповідати класу А. Цій вимозі відповідає твердий ПВХ. Дерев’яні панелі, якщо вони не пройшли хімічну обробку та повторно -випробувані, не підлягають. Алюмінієві композитні панелі з поліетиленовими сердечниками не мають. Рейтинг вогнетривкості не є абстрактним сертифікатом. Це ворота, які відкривають або закривають доступ до цілих категорій будівельних проектів.

V. П'ять місць, де рейтинг вогнетривкості змінює все про специфікацію

Вогнестійкість будівельного матеріалу з ПВХ неоднакова для всіх продуктів у категорії. Рецептура -, зокрема тип і кількість вогнезахисних-добавок, щільність піни, якщо продукт спінений, і товщина профілю - визначають результат випробування. Нижче наведено п’ять додатків, де вогнестійкість є керуючою змінною при виборі матеріалу, і те, що специфікатор повинен перевірити перед затвердженням подання.

1. Стельові панелі в комерційних і багато-квартирних будинках.Стеля є найбільш чутливою до вогню-поверхнею в будь-якому житловому приміщенні, оскільки вогонь піднімається. Пожежа, яка починається на рівні підлоги, нагріває повітря, гаряче повітря піднімається вгору, і стеля є першою поверхнею, яка досягає температури, при якій матеріали займаються або розкладаються. Стельова панель, яка легко запалюється, за лічені секунди перетворює невелику пожежу на спалах кімнати. Стельова панель, стійка до займання, купує мешканцям хвилини, необхідні для виходу. Стельові панелі з ПВХ, призначені для комерційних або багато-сімейних проектів, повинні мати рейтинг класу A або B1 із супровідною документацією випробувань від акредитованої лабораторії. Випробування запальничкою дубайського інспектора, застосоване до кута зразка стельової панелі, за три секунди визначить вогнестійкість продукту справжню чи очікувану.Вогнестійкість стельових систем з ПВХ у комерційному застосуванні досліджується разом із вологостійкістю, методами монтажу та даними про вартість у повному посібнику з дощок для стель із ПВХ.

2. Стінові панелі у вихідних коридорах і сходових клітинах.Стіни вихідного коридору є останніми поверхнями між вогнем і людьми, які рухаються цим коридором, щоб досягти сходової клітини або зовнішніх дверей. Будівельні норми в більшості розвинутих країн вимагають внутрішньої обробки стін-вихідних коридорів класу А в будівлях із певною висотою або навантаженням на людей. Система стінових панелей із ПВХ, яка відповідає класу A, дозволяє проектувальнику визначати водонепроникне покриття стіни-необслуговування в місцях, де заборонено використання необроблених дерев’яних панелей і де плитка, незважаючи на-відповідність нормам, має штраф за вагу та-монтаж. Рейтинг вогнетривкості є засобом специфікації, а не просто прапорцем відповідності.

3. Підлога у висотних-житлових і готельних вежах.Вимоги щодо пожежогасіння підлоги зазвичай менш суворі, ніж вимоги до стелі та стін, оскільки полум’я легше поширюється вгору, ніж горизонтально. Але ступінь димоутворення-матеріалу для підлоги має величезне значення у висотних-поверхах, де час евакуації вимірюється десятками хвилин, а не секундами. Підлога SPC із низьким індексом-розвиненого диму не створює шару диму, який заповнює сходову клітку та дезорієнтує мешканців під час евакуації. Номер SDI у звіті про випробування ASTM E84 - другий номер після FSI - має значення для підлог у високих будівлях. Рейтинг класу A з низьким SDI - значно нижче порогового значення чотирьохсот п’ятдесяти - — це те, на що специфікатор повинен звернути увагу.Продукція SPC для підлоги з нашої жорсткої-основної серії має серію-рівня ASTM E84 та EN 13501-1 документацію щодо випробувань на вогнестійкість із-поширенням-полум’я та димом-.

4. Зовнішні облицювальні та софітні матеріали.Пожежа, яка поширилася ззовні Grenfell Tower у Лондоні в 2017 році, була спричинена поліетиленовою серцевиною алюмінієвих композитних панелей - — матеріалом, який горить, як твердий бензин. Після цієї пожежі юрисдикції в усьому світі заборонили використання горючих матеріалів у зовнішньому облицюванні будівель вище певної висоти, причому «горючі» визначаються випробуваннями, згідно з якими поліетиленові-серцевини ACP не витримали, а -вогнезахисні вироби з ПВХ можуть, залежно від конкретного складу, пройти. Зовнішня облицювання з ПВХ, панелі софіту та фасадні дошки, призначені для-і висотних-будинків, повинні мати протоколи випробувань на вогнестійкість, які демонструють відповідність юрисдикційним нормам-Grenfell щодо облицювання. Стандарт змінився. Тягар доведення лежить на виробнику.

5. Внутрішнє оздоблення-закладів охорони здоров’я та освіти.Лікарні та школи встановлюють вимоги-пожежної безпеки, які виходять за рамки мінімальних будівельних норм, оскільки мешканці цих будівель не можуть швидко евакуюватися - пацієнтів на лікарняних ліжках, дітей у класах, людей похилого віку в установах догляду. Матеріали внутрішньої обробки в цих приміщеннях мають мінімізувати як поширення полум’я, так і утворення диму, а характеристики диму-токсичності продуктів згоряння перевіряються ретельніше, ніж в інших типах будівель. Стінові панелі-на основі ПВХ, стельові панелі та покриття для підлоги, призначені для охорони здоров’я та освіти, повинні містити звіти про випробування на вогнестійкість, які стосуються не лише FSI та SDI, але й конкретних даних-продукту згоряння, які вимагають ці інституційні клієнти як частину їхніх внутрішніх процесів-оцінки ризиків.

Вогнестійкість матеріалу не є статичною властивістю. Це результат випробування, який застосовується до конкретного складу продукту при певній товщині в певній монтажній конфігурації. Пінопласт ПВХ, який досягає класу А при товщині шість міліметрів, може не досягти класу А при 3 міліметрах, оскільки тонший зразок має меншу теплову масу для поглинання тепла до досягнення температури займання. Виріб, протестований у конфігурації-кріплення на стелі, може поводитися по-різному під час тестування в конфігурації-кріплення на стіні, оскільки динаміка-поширення полум’я відрізняється, коли зразок розташований горизонтально та вертикально. Специфікатор відповідає за перевірку того, що звіт про випробування відповідає продукту, товщині та встановленій конфігурації установки. Тест запальнички, проведений дубайським інспектором, незважаючи на всю його неформальність, фіксує важливу істину: рейтинг вогнетривкості не має сенсу, якщо він не стосується конкретного продукту в руках спеціаліста, а не іншого продукту від того ж виробника, який випадково пройшов тест десять років тому.

Вогнестійкість є однією з семи причин, чому будівельники переходять із керамічної плитки на вінілові стінові панелі у вологих-приміщеннях, де поєднання водонепроникності панелі з ПВХ і-сумісності-класифікації-поширення полум’я усуває тягар обслуговування розчину без шкоди для-безпеки життя.

VI. Звіт, який залишається у файлі

Звіт про пожежну перевірку схожий на страховий поліс. Отримати його дорого, читати його нудно, а особа, яка платить за нього, сподівається, що він ніколи не знадобиться ні для чого, крім отримання дозволу на будівництво. Цінність звіту усвідомлюється не тоді, коли виникає пожежа - жоден звіт про випробування не запобігає пожежі -, а протягом тижнів і місяців перед початком будівництва, коли архітектор збирає пакет для подання, коли офіційний представник коду переглядає графік внутрішньої обробки, коли страхувальник оцінює профіль ризику будівлі. Звіт дає відповідь на запитання «чи буде працювати цей матеріал» до того, як комусь доведеться це з’ясувати важким шляхом.

Запальничка дубайського інспектора, незважаючи на всю свою простоту, фіксує те, що інколи не видно за офіційними стандартами тестування. Вогнезахисний рейтинг не є маркетинговою репутацією. Це не число на аркуші специфікацій, яке можна округлити чи перефразувати. Це вимірювання того, як матеріал поводиться в найгіршому-випадку розвитку подій, і вимірювання є настільки ж надійним, як і звіт про випробування, який це документує. У звіті міститься назва акредитованої лабораторії, яка проводила тестування. Він визначає формулу продукту, товщину зразка та конфігурацію монтажу. Він застарілий, оскільки термін-сертифікатів випробувань на вогнестійкість закінчується зі зміною рецептур і еволюцією виробничих процесів. Постачальник, який не може надати цей звіт або пропонує звіт для іншого продукту, іншої товщини чи іншого року, просить постачальника прийняти ризик, який страхування професійної відповідальності постачальника може не покрити.

Перевірка легше займає три секунди. Він відокремлює матеріали, розроблені з урахуванням вогнестійкості, від матеріалів, розроблених відповідно до ціни та проданих зі словом «вогне-рейтинг», доданим пізніше. Матеріал, який само-загасає під полум’ям запальнички, має шанс пройти формальний тест. Матеріал, який продовжує горіти, не має шансів. Вогнестійкість закладена в хімічний склад полімерного ланцюга ПВХ і вдосконалюється в рецептурі готового продукту. Його не можна додати пізніше, і це не можна стверджувати без доказів. Тест із запальничкою є найдешевшим у світі випробуванням на вогнетривкість, і це той, який повинен подумки виконати кожен архітектор, підрядник і власник будівлі, перш ніж приймати-твердження щодо вогнестійкості за чисту монету. Попросіть звіт. Перевірте стандарт. Підтвердьте товщину. Файл залишається на столі до завершення проекту, і залишається в архіві проекту, поки стоїть будівля.

Ознайомтеся з вогнестійкістю -будівельних матеріалів із ПВХ -, вимагайте зразків продукції та відповідних звітів про вогнетривкі випробування ASTM E84, EN 13501-1 і GB 8624 для пакету документів для подання вашого проекту. | Зв’яжіться з групою відповідності матеріалів, щоб отримати консультацію щодо-протипожежних характеристик відповідно до юрисдикції вашого проекту та типу будівлі.