Пожаробезопасность материалов

Пожаробезопасность материалов — это комплекс свойств, характеризующих способность материала (вещества, изделия, конструкции) противостоять воздействию огня и (или) высоких температур, а также его поведение в условиях пожара. Пожаробезопасность является одним из ключевых аспектов общей пожарной безопасности зданий, сооружений, транспортных средств и промышленных объектов. Она определяется способностью материала не воспламеняться, не распространять горение, выделять при горении минимальное количество тепла, дыма и токсичных продуктов, а также сохранять несущую способность и целостность в условиях пожара.

Основные показатели пожаробезопасности

Пожаробезопасность материалов оценивается по совокупности нормируемых показателей, установленных техническими регламентами и стандартами (в России — ГОСТ, СП, Федеральный закон № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»). Ключевыми показателями являются:

• Горючесть — способность материала к самостоятельному горению. По горючести материалы делятся на негорючие (НГ) и горючие (Г1, Г2, Г3, Г4 — от слабогорючих до сильногорючих). Негорючие материалы (например, бетон, кирпич, сталь, камень) не воспламеняются под воздействием источника зажигания и не поддерживают горение.
• Воспламеняемость — способность материала воспламеняться под воздействием источника зажигания. Подразделяется на трудновоспламеняемые (В1), умеренновоспламеняемые (В2) и легковоспламеняемые (В3).
• Распространение пламени — способность материала распространять пламя по своей поверхности. Классы: РП1 (нераспространяющие), РП2 (слабораспространяющие), РП3 (умереннораспространяющие), РП4 (сильнораспространяющие).
• Дымообразующая способность — количество дыма, выделяемого при горении (тлении) материала. Классы: Д1 (малая), Д2 (умеренная), Д3 (высокая).
• Токсичность продуктов горения — опасность продуктов разложения и горения для организма человека. Классы: Т1 (малоопасные), Т2 (умеренноопасные), Т3 (высокоопасные), Т4 (чрезвычайно опасные).

Для строительных конструкций дополнительно оцениваются предел огнестойкости (время, в течение которого конструкция выполняет свои функции при пожаре) и класс пожарной опасности (К0 — непожароопасные, К1 — малопожароопасные, К2 — умереннопожароопасные, К3 — пожароопасные).

Классификация материалов по пожарной опасности

В зависимости от сочетания указанных показателей материалы подразделяются на классы пожарной опасности. В российской практике выделяют:

• КМ0 — негорючие материалы (НГ). Не выделяют дыма и токсичных продуктов, не горят.
• КМ1 — слабогорючие (Г1), трудновоспламеняемые (В1), с малой дымообразующей способностью (Д1) и малой токсичностью (Т1).
• КМ2 — умеренногорючие (Г2), умеренновоспламеняемые (В2), с умеренной дымообразующей способностью (Д2) и умеренной токсичностью (Т2).
• КМ3 — умеренногорючие (Г2), умеренновоспламеняемые (В2), с высокой дымообразующей способностью (Д3) и высокой токсичностью (Т3).
• КМ4 — сильногорючие (Г3, Г4), легковоспламеняемые (В3), с высокой дымообразующей способностью (Д3) и высокой токсичностью (Т3).
• КМ5 — наиболее пожароопасные материалы (Г4, В3, Д3, Т4).

Класс пожарной опасности материала определяет область его применения в строительстве. Например, для путей эвакуации (коридоры, лестничные клетки) допускаются только материалы классов КМ0, КМ1, КМ2.

Виды материалов по поведению в огне

По поведению в условиях пожара материалы делятся на:

• Негорючие (НГ) — не воспламеняются, не тлеют, не обугливаются. Примеры: бетон, железобетон, кирпич, керамическая плитка, натуральный камень, сталь, алюминий, стекло, минеральная вата, базальтовое волокно.
• Трудногорючие (Г1) — воспламеняются только при длительном воздействии мощного источника зажигания, после его удаления горение прекращается. Примеры: некоторые виды гипсокартона, древесина, обработанная антипиренами, линолеум на основе ПВХ с добавками.
• Горючие (Г2–Г4) — способны самостоятельно гореть после удаления источника зажигания. К ним относится большинство органических материалов: древесина (без обработки), пластики, полимеры, ткани, бумага, резина, битумные материалы.

Факторы, влияющие на пожаробезопасность

Пожаробезопасность материала зависит от его химического состава, структуры, плотности, влажности, наличия специальных добавок (антипиренов) и конструктивных особенностей изделия. Основные факторы:

• Химический состав — органические материалы (целлюлоза, углеводороды) горят лучше, чем неорганические (силикаты, оксиды металлов). Наличие в составе галогенов (хлор, бром) может снижать горючесть, но увеличивать токсичность дыма.
• Плотность и пористость — более плотные материалы (например, древесина твёрдых пород) горят медленнее, чем рыхлые (вата, опилки). Пористые материалы имеют большую поверхность контакта с кислородом, что ускоряет горение.
• Влажность — влажные материалы требуют больше энергии для испарения воды, что замедляет воспламенение и горение.
• Антипирены — химические вещества, вводимые в состав материала (пропитка, покрытие), которые замедляют или предотвращают горение. Они могут действовать как ингибиторы пламени, образовывать защитную пену или выделять негорючие газы (например, воду, углекислый газ).
• Конструкция — форма, толщина, наличие пустот, способ крепления влияют на скорость распространения огня. Например, вентилируемые фасады могут способствовать быстрому распространению пламени.

Применение и требования

Требования к пожаробезопасности материалов регламентируются строительными нормами и правилами, а также отраслевыми стандартами. В России основным документом является Федеральный закон № 123-ФЗ, который устанавливает классификацию материалов и конструкций, а также требования к их применению в зависимости от функционального назначения здания, этажности, степени огнестойкости и категории по взрывопожарной опасности.

Примеры требований:

• Для отделки путей эвакуации (коридоры, холлы, лестницы) в зданиях высотой более 28 метров допускаются только материалы класса КМ0 (негорючие) или КМ1 (слабогорючие).
• В зрительных залах, конференц-залах, спортивных сооружениях с массовым пребыванием людей (более 50 человек) отделка стен и потолков должна быть из материалов не ниже КМ2.
• Для кровли и фасадов зданий I–III степени огнестойкости применение горючих материалов (Г3, Г4) ограничено или запрещено.
• В производственных помещениях категорий А и Б (взрывопожароопасные) все материалы должны быть негорючими (НГ).

Методы испытаний

Для определения показателей пожаробезопасности проводятся стандартизированные испытания. В России и странах ЕАЭС применяются методы по ГОСТ 30244 (горючесть), ГОСТ 30402 (воспламеняемость), ГОСТ 12.1.044 (дымообразование и токсичность), ГОСТ Р 51032 (распространение пламени). Испытания проводятся в аккредитованных лабораториях. Образцы материала подвергаются воздействию стандартного источника зажигания (газовая горелка, электрическая спираль, лучистый тепловой поток) в заданных условиях (температура, влажность, время воздействия). Результаты фиксируются в протоколах и сертификатах.

Повышение пожаробезопасности

Существует несколько способов повышения пожаробезопасности материалов:

• Огнезащитная обработка — пропитка древесины, тканей, пластиков антипиренами; нанесение огнезащитных красок, лаков, штукатурок.
• Конструктивная огнезащита — облицовка горючих материалов негорючими (например, гипсокартоном, минеральной ватой); устройство противопожарных поясов, экранов.
• Замена материала — использование негорючих или трудногорючих аналогов (например, замена деревянных перекрытий на железобетонные, полимерных утеплителей на минеральную вату).
• Модификация состава — введение в полимерные материалы (например, в пластик, резину) специальных добавок, снижающих горючесть и дымообразование.

Значение

Пожаробезопасность материалов является критическим фактором для обеспечения безопасности людей и сохранности имущества. Применение материалов с низкой пожарной опасностью позволяет:

• снизить вероятность возникновения пожара;
• замедлить распространение огня и дыма, что увеличивает время для эвакуации людей и работы пожарных;
• уменьшить выделение токсичных продуктов горения, снижая риск отравления;
• обеспечить сохранность несущих конструкций здания в течение необходимого времени.

Нарушение требований к пожаробезопасности материалов является одной из основных причин быстрого распространения пожаров и гибели людей, особенно в зданиях с массовым пребыванием (торговые центры, больницы, школы, гостиницы). В связи с этим контроль за соблюдением норм осуществляется государственными органами пожарного надзора (МЧС России) и строительного контроля.

Источники

1. Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
2. ГОСТ 30244-94 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть».
3. ГОСТ 30402-96 «Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость».
4. ГОСТ 12.1.044-89 «Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения».
5. СП 1.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы».
6. СП 2.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты».
7. Пожарная безопасность: учебник / под ред. А. Н. Баратова. — М.: Академия ГПС МЧС России, 2019.