Пенополистирол для СИП панели и огонь

Пенополистирол для СИП панели является производным монополимера стирола и «вспенен» для придания ему ячеистой структуры, состоящей, в основном, из замкнутых элементов. При оценке того, как тот или иной материал ведет себя при пожаре, необходимо учитывать условия использования и эксплуатации такого материала конечным пользователем. Таким образом, на поведение материала при пожаре будет влиять не только его химический состав и структура, но в большей степени его физическое состояние.

Соответственно, при определении потенциальной опасности ППС при пожаре необходимо учитывать следующие факторы:
– плотность пенополистирола и форму изделия из него;
– его расположение по отношению к источнику возгорания;
– соединяется, скрепляется или связывается ли изделие из ППС с какой-либо подложкой или покрытием;
– место продукта в конструкции здания (что влияет на его теплопередающую способность);
– наличие кислорода (вентиляция).

Как практически все органические строительные материалы, пенополистирол является горючим материалом. В то же время на практике характер горения пенополистирола зависит от условий использования изделий из него не меньше, чем от его внутренних свойств. Эти внутренние свойства различаются в зависимости от того, изготавливается ли ячеистый материал из ППС с добавлением или без добавления повышающих огнестойкость присадок (антипиренов).

Также большое значение имеет вид связи или соединения ячеистого полистирола с другими материалами. Так, например, изделия с покрытием из фольги имеют улучшенные характеристики поверхностного нераспространения пламени. При правильной установке изделия из пенополистирола не создают излишнего риска по пожароопасности. Настоятельно рекомендуется во всех случаях защищать пенополистирол покрытием из другого материала либо выполнять его полную герметизацию.

Как ведет себя пенополистирол для СИП панели при пожаре

При горении пенополистирол ведет себя так же, как и другие углеводороды, например, дерево, бумага и пр. Продукты сгорания – это, в основном, моноксид углерода (угарный газ) и стирол. В ходе пожара стирол может повергнуться дальнейшему термическому разложению на оксиды углерода, воду и некоторое количество сажи (дыма).

Пенополистирол для СИП панели выпускается двух видов: стандартного качества и с добавками, повышающими огнестойкость. В последнем случае такому ППС присваивается код ‘SE’. Классы огнестойкости, т.е. классы SE, указывают на то, что пенополистирол гораздо труднее поддается возгоранию и в меньшей степени способствует распространению пламени.

В некоторых странах, например, в Скандинавии, используются только стандартные классы ППС, в том время как в других странах, в частности, в Германии – только ППС классов SE. Однако во многих европейских странах разрешено применение ППС всех классов.

Если на пенополистирол воздействуют температуры, превышающие 100° C, он размягчается, спекается, а затем плавится. При более высоких температурах воздействия за счет разложения расправленного ППС формируются газообразные горючие вещества. Риск их возгорания от пламени или искры зависит, в основном, от продолжительности температурного воздействия, а также от того, воздействуют ли на материал потоки воздуха, т.е. имеется ли в атмосфере вокруг материала кислород. Расплавленный ППС в принципе не возгорается от искр при сварке или от тлеющей сигареты. В то же время ППС можно поджечь небольшим открытым огнем, кроме тех случаев, когда в нем присутствуют антипирены, т.е. если он относится к классу SE.

После возгорания ППС стандартного класса пламя быстро распространяется по поверхности ППС, который горит вплоть до полного уничтожения его огнем. В то время как низкая плотность полистироловой пены стимулирует легкость горения за счет большого содержания воздуха (98%) по сравнению с полистиролом (2%), масса материала невелика, поэтому теплоотдача также мала.

Выделение тепла

Скорость тепловыделения в последнее время считается важным параметром для оценки реакции материалов на горение. Метод испытаний по ISO 5660 с применением конического калориметра позволяет сжигать образцы в условиях различных тепловых потоков. Испытания показывают, что панель ППС спекается, уменьшается в размерах, дистанцируется от источника тепла и превращается в пленку расплавленного полистирола. Возгорания в условиях, когда тепловой поток не превышал 20 кВт/м3, не наблюдалось. Для теплового потока большей плотности общая скорость тепловыделения (RHR) и пиковая RHR были ниже для ППС классов SE с антипиренами по сравнению с ППС стандартных классов.

Тепловой коэффициент пенополистирола (40 МДж/кг) примерно вдвое выше теплового коэффициента дерева (18.6 МДж/кг), но с учетом сравнительной плотности обоих материалов тепловой коэффициент в пересчете на объем ППС составляет от 540 МДж /м3 до 1250 МДж /м3 по сравнению с 7150 МДж /м3 -10 400 МДж /м3 для целлюлозосодержащих материалов, таких как волокно, изоляционные плиты или дерево. Общее теплосодержание материалов сильно влияет на силу пожара с точки зрения его распространения, а такой показатель, как скорость теплоотдачи, становится ключевым. Последний в значительной степени зависит от условий горения. Тепловыделение ППС происходит примерно в три раза быстрее, чем при сгорании дерева мягких пород, но длится такое тепловыделение недолго.

Степень и скорость тепловыделения ограничена, в первую очередь, вентиляцией. Так, например, пенополистирол плотностью 16 кг /м3 требует в 150 раз большего объема воздуха для полного сгорания. Вероятность полного сгорания ППС невелика, т.к. его полная потенциальная теплоотдача достигается крайне редко. Слой пенополистирола толщиной 200 мм плотностью 20кг/м3 выделяет столько же энергии, что и сосновая доска толщиной 17 мм. Но какой строитель задумается, использовать ли ему сосновые доски толщиной 17мм в качестве незащищенного потолочного или стенового материала?

Дым

Дым – один из важных факторов риска при пожаре. Высокая плотность дыма затрудняет поиски аварийного выхода людьми, находящимися в здании. Дым также может быть токсичным или иметь низкое содержание кислорода, в то время как частицы (горячей) сажи могут блокировать и повреждать органы дыхания.

При оценке потенциального дымовыделения при горении пенополистирола в здании в условиях пожара следует в первую очередь учитывать такие факторы как :

• возможная скорость распространения пламени по любой поверхности, предназначенной для защиты изделия из пенополистирола;
• скорость разложения полистирола.

Эффективная защита поверхности может ограничить возгорание только теми участками, где защитное покрытие не нанесено или утрачено, либо где расплавленный полистирол или газообразные продукты терморазложения проникли через соединения или микротрещины.

Прогнозирование точного дымовыделения пенополистирола затруднено в силу самых разных условий горения, которые возникают при реальном пожаре. Обобщенные выводы по данным маломасштабных испытаний подтверждаются практикой расследования реальных пожаров. В пожаре, где присутствует открытое пламя, пенополистирол выделяет больше дыма, чем другие материалы в пересчете на массу материала. Однако следует отметить, что ППС содержит только 2 % твердых веществ по объему.

В условиях реального пожара с выделением большого количества дыма часто предполагается, что такой дым выделился в результате горения кровельных изоляционных материалов с ППС. В ряде случаев такие ошибочные выводы делались даже для зданий, в которых ППС не использовался в качестве изолирующего материала. В действительности большая часть дыма образуется при сгорании таких материалов, как дерево, рубероид и мебель, особенно после первого короткого этапа пожара.