Пожарная безопасность кровли и утеплителей: огнестойкость и группы горючести

Изучение поведения кровельного пирога с утеплителем из PIR-плит при огневом воздействии снизу и распространения опасных факторов пожара в сравнении с пирогом на каменной вате. 

Испытание провели с двумя видами утеплителей: в эталонной конструкции — каменная вата, а в контрольном образце — PIR-плита.

• Каменная (базальтовая) вата — в основе изверженные горные породы, в основном базальт. Теплопроводность λ₁₀ у ТЕХНОРУФ В ЭКСТРА не более 0,038, у ТЕХНОРУФ Н ПРОФ не более 0,037 Вт/(м·К). Группа горючести НГ (негорючий материал).

• PIR-плиты — производят из полиизоцианурата (полимерный материал с закрытыми ячейками, наполненными газом с теплопроводностью ниже воздуха), испытанные плиты LOGICPIR PROF Ф/Ф облицованы фольгой с двух сторон. Теплопроводность низкая: у LOGICPIR PROF Ф/Ф толщиной 40 мм λ₁₀ не более 0,021, λD не более 0,022 Вт/(м·К). Испытанные плиты LOGICPIR PROF Ф/Ф относятся к группе горючести Г1 (слабогорючие): при воздействии пламени поверхность обугливается и образует карбонизированный слой, который замедляет термическое разложение материала.

Для испытания утеплителей собрали полный кровельный «пирог»: такой обычно используют в промышленных зданиях без чердачного пространства.

Кровельный «пирог»	Эталонная конструкция	Контрольная конструкция
1. Водоизоляционный ковёр	ПВХ-мембрана LOGICROOF V-RP, толщина 1,5 мм
2. Крепления и водосточная воронка
3. Верхний слой теплоизоляции	Каменная вата ТЕХНОРУФ В ЭКСТРА, толщина 50 мм	PIR-плита LOGICPIR PROF Ф/Ф, толщина 40 мм
4. Уклонообразующий слой	Каменная вата ТЕХНОРУФ Н ПРОФ КЛИН	PIR-плита LOGICPIR SLOPE
5. Нижний слой теплоизоляции	Каменная вата ТЕХНОРУФ Н ПРОФ, толщина 100 мм	PIR-плита LOGICPIR PROF Ф/Ф, толщина 40 мм
6. Пароизоляционный слой	Паробарьер СА 500, толщина 0,5 мм	Плёнка пароизоляционная ТЕХНОНИКОЛЬ, толщина 0,2 мм
7. Профнастил	Стальной оцинкованный лист СКН 127-1100-0,9, толщина 0,9 мм

Испытания проходили на полигоне МГСУ. Для эксперимента собрали огневую камеру размером в плане 3 × 4 м, с кровельным покрытием 6 × 7 м: испытывали конструкцию целиком. В закрытой камере создали возгорание, имитирующее температурный режим как при реальном пожаре в помещении. Изучали последствия воздействия огня снизу на кровлю.

Методика ГОСТ Р 53309-2009. Здания и фрагменты зданий. Метод натурных огневых испытаний. Общие требования.

В обеих испытанных кровельных системах, с базальтовым утеплителем и с полимерным, не зафиксировали распространения горения теплоизоляции за пределы проекции огневой камеры.

1. Огневое воздействие продолжалось 25 минут для эталона с каменной ватой и 22 минуты для образца с PIR, принудительное тушение контрольного образца начали на 28-й минуте. Для пирога с PIR заявлено сохранение целостности не менее 20 минут, а локальные прогары на нём зафиксировали на 19-й минуте, поэтому по описанию опыта нельзя однозначно установить предел RE: нужна документированная оценка несущей способности и целостности конструкции.

2. В утеплителе на основе каменной ваты открытая пористая структура может способствовать более равномерному распределению конвективных потоков в объёме конструкции: в опыте прогары в краевых зонах появились раньше, а контролировать распространение опасных факторов пожара, вероятно, сложнее.

   

3. В испытанной системе с PIR (закрытая пористая структура) движение конвективных потоков было ограничено пустотами гофр и промежутками между слоями. Предполагается, что в перспективе это позволит контролировать распространение опасных факторов пожара за контуры здания за счёт применения рассечек, противопожарных стен и перегородок.

4. В этом опыте PIR-плиты не распространили горение за зону воздействия: утеплитель прогорел только в зоне воздействия огня, за пределами огневой камеры плиты остались целы.

5. На поверхности PIR-плиты в зоне воздействия огня появилась карбонизированная корка, которая замедляла термическое разложение материала.