Пожарная опасность крыш с разными видами теплоизоляции

9 мая 2024

При выборе утеплителя для кровли не самым последним параметром является его пожаростойкость. К негорючим материалам относится минеральная вата. В статье рассмотрим, может ли PIR-плита с ней сравниться и конкурировать.

Для утеплённой бесчердачной кровли в зданиях II-IV степени огнестойкости определён предел огнестойкости R15 (ФЗ №123 от 22.07.2008). Это означает, что конструкция кровли должна оставаться целой, не способствовать распространению пламени и выдерживать огонь не менее 15 минут, чтобы люди успели покинуть здание.

Чтобы проверить соответствие утеплителей этим условиям, компания «ТЕХНОНИКОЛЬ» совместно с сотрудниками МГСУ провели испытания минераловатной и полимерной изоляции к воздействию огня.

Цель эксперимента

Изучение поведения кровельного пирога с утеплителем из PIR-плит при пожаре: определение предела огнестойкости и зоны распространения огня. 

Объект исследования

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. Коэффициент теплопроводности 0,038 Вт/м*К. Группа горючести НГ (негорючий материал).

  • PIR-плиты — производят из полиизоцианурата (полимерный материал с закрытыми ячейками, наполненными газом с теплопроводностью ниже воздуха), оклеены с двух сторон фольгой. Коэффициент теплопроводности низкий — 0,022 Вт/м*К. Группа горючести Г1 (слабогорючий): при воздействии огня внешняя поверхность обугливается и коксуется, и огонь не распространяется на внутренние слои.

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. 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

Методика испытания

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

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

Результаты испытаний


Эталонный образец Контрольный образец
Фактическое время огневого воздействия (по решению лаборатории), мин 25 22
Начало принудительного тушения, мин Не применялось 28
Тушение внутренних слоёв теплоизоляции Нет Нет
Выход горения на поверхность в зоне водосточной воронки, мин 5,5 13
Формирование локальных прогаров, мин 9 19
Горение теплоизоляции за границами огневой камеры Нет Нет
Распространение горения в объёме конструкции Не фиксировалось Выход горения через стыки профлиста на 11 минуте

Состояние кровли после испытания

Эталонный образец Контрольный образец
Выгорание водосточной воронки и повреждение основания под воронку, выход горения по торцам образца. Признаки нарушения целостности кровли на торце, в центральной части и в зоне расположения воронки.
Повреждения минеральной изоляции на глубине 50 мм от поверхности кровли. Повреждение верхнего слоя теплоизоляции.

Повреждение теплоизоляции

Эталонный образец Контрольный образец
Локальные повреждения теплоизоляции на глубину до 94%:
Hmax=31 см,
Hп=29 см.
Локальные повреждения теплоизоляции на глубину до 100%:
Hmax=24 см,
Hп=24 см.
Нижний слой теплоизоляции:
— Выраженная локальность прогорания
— Потеря механической прочности на всей площади проекции огневой камеры.
Нижний слой теплоизоляции:
— Полная термическая деструкция теплоизоляции в проекции «огневой камеры»
— Отсутствие признаков распространения горения за пределы проекции огневой камеры.

Выводы

Кровельные системы с базальтовым утеплителем и полимерным оказались одинаково устойчивыми к воздействию огня снизу.

  1. Обе кровельные системы выдержали воздействие пламени снизу 25-28 минут, не распространяя горение по слоям теплоизоляции. Кровельный пирог с утеплителем из PIR-плиты сохранял целостность более 20 минут, что превосходит минимально необходимый предел огнестойкости в 15 минут для утеплённой бесчердачной кровли.

  2. В утеплителе на основе каменной ваты происходит более равномерное распределение конвективных потоков (из-за открытой пористой структуры): поэтому прогары в краевых зонах появляются раньше, а контролировать распространение опасных факторов пожара сложнее.

  3. В утеплителе PIR (из-за закрытой пористой структуры) движение конвективных потоков ограничено. В перспективе это позволит контролировать распространение опасных факторов пожара за контуры здания за счёт применения рассечек, противопожарных стен и перегородок.

  4. Эксперимент подтвердил, что PIR-плиты не распространяют горение: 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 замедлила распространение огня.

Следующая
Как убрать мох с кровли из мягкой черепицы
Предыдущая
Безопасны ли мансардные окна
mc mc