Испытание мембран на огнестойкость по EN 13501

Регламент будівельних виробів (CPR) набув чинності з 01 липня 2013 року та є основою регулювання будівельної продукції, яка використовується в усіх країнах-членах ЄС. Згідно з новими правилами регламенту, в європейських будівлях та цивільних будівництвах не можна використовувати будівельні вироби, які не були перевірені та сертифіковані відповідно до нових правил CPR. Регламент вимагає від держав-членів ЄС перекласифікувати всю будівельну продукцію за допомогою нового спільного методу випробувань.

Однією з вимог CPR до держав-членів ЄС є внесення змін до нормативних актів та включення в них системи класифікації, описаної в EN 13501, а також введення у використання методів випробувань, зазначених в EN 13501.

EN 13501 – один із стандартів оцінки продукції, запропонованих регламентом до використання. EN 13501, який вперше був випущений у 2007 році та оновлений у 2018 році, відповідає за оцінку реакції виробів на вогонь. До цього стандарту входять наступні фактори:

• Реакція на вогонь.
• Вогнестійкість.
• Викид небезпечних речовин при нормальній експлуатації, демонтажу та утилізації.

Критерії класифікації та методи тестів реакції на вогонь є стандартом EN 13501-1 «Класифікація будівельних виробів і будівельних елементів за реакцією на вогонь — Частина 1: Класифікація за результатами випробувань реакції на вогонь». Цей стандарт визначає єдину процедуру класифікації реакції на вогонь для всіх будівельних виробів.

Класифікація матеріалів за реакцією на вогонь

У 2004 році були стандартизовані критерії європейської класифікації реакції на вогонь. До концепції горючості додано додаткові параметри, такі як утворення диму та палаючих крапель.

Європейські класи (Euroclasses) – це європейська система класифікації матеріалів за їх реакцією на вогонь. Класифікація варіюється від A1, який присвоюється повністю негорючим матеріалам, до F, для матеріалів, ефективність яких не перевірена.

Класифікація має 7 рівнів та визначається нормою EN 13501-6:

A – категорія повністю негорючих матеріалів.

B1, B2, C та D – матеріали з низькою небезпекою загоряння.

E – легкозаймисті матеріали.

F – ефективність виробів не перевірена.

Найчастіше покрівельні мембрани за їх реакцією на вогонь відносять до класу E.

                       

Методи випробування/стандарти, що включає у себе EN 13501-1

EN 13823: Реакція матеріалів на випробування вогнем. Матеріали, за винятком підлогових покриттів, піддаються термічному впливу одного предмета, що горить.

EN ISO 1182: Випробування на вогнестійкість будівельних виробів — випробування на негорючість.

EN ISO 1716: Реакція на вогонь для будівельних матеріалів. Визначення загальної теплоти згоряння (теплотворної здатності).

EN ISO 9239-1: Реакція на вогонь для підлогових покриттів. Частина 1. Визначення поведінки при горінні за допомогою джерела променистого тепла.

EN ISO 11925-2: Випробування реакції на вогонь. Тест на займистість будівельних виробів під прямим впливом полум’я. Частина 2. Випробування одним джерелом полум’я.

Залежно від класифікації матеріалу рекомендуються різні випробування. Тести для класу F не потрібні, оскільки реакція таких матеріалів не визначена в документації на продукт.

Для класу E, до якого найчастіше відносять покрівельні мембрани, виконується тест на займистість матеріалу відповідно до стандарту EN ISO 11925-2, «випробування одним джерелом полум’я».

У цьому тесті невеликі зразки продукту орієнтовані вертикально, і для визначення того, наскільки швидко матеріал займається, використовується єдине невелике джерело полум’я від газового запальника з пропаном. Ступінь займання визначається тривалістю часу, протягом якого запальник прикладався до зразка, і висотою полум'я в результаті.

Матеріали класу E визначаються як такі, що сприяють виникненню пожежі та здатні протистояти займанню невеликим полум’ям лише протягом короткого періоду часу. Згідно з умовами випробування, матеріал класу Е має виробляти полум'я, що не перевищує 150 мм протягом 20 секунд, під впливом запальника протягом 15 секунд. Типовим прикладом такого матеріалу є поліетилен. Продукти, які не відповідають цим критеріям, автоматично потрапляють до класу F.

Система класифікації EN 13501-1 для вогнестійкості будівельних матеріалів зараз також широко використовується поза межами ЄС, як країнами й виробниками, які бажають торгувати з Європою цими продуктами, так і країнами, які бажають встановити або оновити власні правила без великих витрат на дослідження та розробку.

Класифікація покрівельних покриттів за EN 13501-5

Починаючи з 2019 року основним визначальним фактором зовнішньої вогнестійкості дахів стала європейська система класифікації BS EN 13501-5. У даному класифікаційному стандарті представлені  методи випробувань і критерії класифікації покрівельних покриттів. На європейському рівні використовуються наступні класи: Broof(t1), Froof(t1), Broof(t2), Froof(t2), Broof(t3), Croof(t3), Droof(t3), Froof(t3) of Broof(t4), Croof(t4), Droof(t4), Eroof(t4), Froof(t4).

Класи пожежної небезпеки та методи випробувань для покрівельних покриттів/покрівлі

Тести та класифікація описані в наступних стандартах:

Стандарт випробувань: CEN/TS1187: «Методи випробувань зовнішнього впливу вогню на покрівлі»

Стандарт класифікації: EN 13501-5: «Класифікація будівельних виробів і будівельних елементів за реакцією на вогонь — Частина 5: Класифікація за результатами тестів зовнішнього впливу вогню на дахи».

Стандарт випробувань описує 4 абсолютно різні методи випробувань, де поширення та проникнення полум’я вважаються основними критеріями класифікації. Залежно від методу випробування виконується кілька додаткових вимірювань.

Тест 1: тест випалюванням марки

Тест 2: тест випалюванням марки і вітром

Тест 3: тест випалюванням марки, вітром та радіацією

Тест 4: тест у два етапи, випалюванням марки, вітром та радіацією

Між різними методами тестування немає зв’язку чи ієрархії. Кожен тест не має зв'язку з іншими.

BROOF(t1) (ENV 1187, метод випробувань 1)

Для будь-якого випробування повинні виконуватися усі наступні умови:

• поширення полум'я зовні і всередині вгору менше 0,700 м;
• поширення полум'я зовні та всередині вниз менше 0,600 м;
• максимальна довжина пошкодження зовні та всередині менше 0,800 м;
• з поверхні зразка, що піддається навантаженню, відсутні падаючі горючі краплі або обвалення, які продовжують горіти на підлозі більше 5 с;
• відсутні прогари площею більше 25 мм2 або тріщини шириною більше 2 мм, які з'являються під час випробувань і проходять крізь весь випробуваний зразок, внаслідок чого елементи, що горять, можуть падати крізь покрівлю;
• відсутні наскрізні отвори площею понад 25 мм2;
• загальна площа всіх прогарів менше 4500 мм2;
• бічне поширення полум'я не досягло меж області вимірювання;
• відсутнє внутрішнє тліюче горіння;
• максимальний радіус поширення полум'я (горизонтальні покрівлі) зовнішній та внутрішній менше 0,200 м

FROOF(t1) Призначається без проведення випробувань

BROOF(t2) (ENV 1187:2002, метод випробувань 2)

Для двох серій випробувань при швидкості вітру 2 та 4 м/с:

• середня довжина пошкодження покрівельного покриття та підкладки менше 0,550 м;
• максимальна довжина пошкодження покрівельного покриття та підкладки менше 0,800 м

FROOF (t2) Характеристики не визначені

BROOF (t3) (ENV 1187, метод випробувань 3): TE > 30 хв та TP > 30 хв

СROOF (t3): TE > 10 хв та TP > 15 хв

DROOF (t3): TP > 5 хв

FROOF (t3) Призначається без проведення випробувань

BROOF (t4) (ENV 1187, метод випробувань 4):

• відсутнє проникнення полум'я в покрівельну систему протягом 1 год;
• при попередньому випробуванні після усунення випробувального полум'я зразок горить менше 5 хв;
• при попередньому випробуванні поширення полум'я менше 0,38 м у будь-якому напрямку

CROOF (t4):

• відсутнє проникнення полум'я в покрівельну систему протягом 30 хв.
• при попередньому випробуванні після усунення випробувального полум'я зразок горить менше 5 хв.
• при попередньому випробуванні поширення полум'я менше 0,38 м у будь-якому напрямку

DROОF (t4):

• відбувається проникнення полум'я в покрівельну систему протягом 30 хв, але відсутня проникнення при проведенні попереднього випробування
• при попередньому випробуванні після усунення випробувального полум'я зразок горить менше 5 хв.
• при попередньому випробуванні поширення полум'я менше 0,38 м у будь-якому напрямку

EROОF (t4):

• відбувається проникнення полум'я у покрівельну систему
• протягом 30 хв, але відсутня проникнення при проведенні попереднього випробування
• поширення полум'я не контролюється

FROOF (t4) Призначається без проведення випробувань.

Групи горючості матеріалів: основні критерії української класифікації

В Україні будівельні матеріали випробують на горючість, поширення полум'я, займистість, димоутворення та токсичність. Для класифікації будівельних матеріалів за горючістю використовують такі характеристики:

• температура газів, які виділяються разом із димом;
• зменшення маси матеріалу;
• міра зниження об'єму;
• тривалість збереження полум'я без джерела горіння.

Групи горючості матеріалів та речовин позначаються буквою Г та поділяються на чотири класи: Г1, Г2, Г3, Г4.

Речовини групи Г1 не можуть горіти без джерела полум'я. Проте у відповідних умовах вони здатні виділяти гази, що утворюють дим. Температура останніх складає не більше 135 градусів. При цьому ушкодження по довжині, нанесені полум'ям, не перевищують 65%, а повне знищення - максимум 20% від загального об'єму.

До групи Г2 відносять матеріали, які після ліквідації джерела полум'я продовжують горіти не довше 30 секунд. Максимальна температура димових газів при цьому - 235 градусів, ушкодження по довжині - до 85%, а втрата маси - до половини від загальної.

До групи Г3 відносять матеріали, що здатні горіти ще впродовж п'яти хвилин після усунення джерела полум'я. Температура газів, які при цьому виділяються, може досягати 450 градусів по Цельсію. Довжина та маса зменшуються так само як і у випадку із матеріалами класу Г2.

Сильно горючі матеріали відносять до групи Г4. За усіма показниками вони ідентичні речовинам із групи Г3, але температура газів, що виділяються, досягає 450 градусів по Цельсію і більше.

Тести на клас горючості Г1-Г4

Негорючі та горючі матеріали окремо досліджують у лабораторних умовах та на відкритому просторі. Оскільки зразки можуть складатися із декількох шарів, то перевірці піддається кожен з них.

Заздалегідь дослідники/лаборанти перевіряють та калібрують устаткування, прогрівають його, а вже після закріплюють об'єкти тестування у спеціальних утримувачах. Об’єкти поміщають у піч з реєстраторами. Витримка зразка у нагрівальній камері триває до моменту, поки той не досягне збалансованої температури. Тобто, коли діапазон коливань стабілізується на відмітці 2 градуси по Цельсію.

Щоб отримати коректний результат та присвоїти матеріалу клас горючості Г1-4, необхідно охолодити зразок в ексикаторі, а потім виміряти його масу та довжину. Згідно з отриманими даними, матеріал відносять до відповідної групи.

У будівельній сфері матеріали не можуть використовуватися на об'єкті без тестування. Найбільш безпечними вважаються ті, що належать до числа негорючих або групи Г1.

Найчастіше ПВХ мембрани відносяться до Г1-Г2 класу, ТПЕ – до Г2, ТПО та ЕПДМ – до Г4. Таким чином, найменш горючими мембранами є ПВХ та ТПЕ, найбільш горючими – ТПО та ЕПДМ.

Порівняльна таблиця типів мембран за їх реакцією на вогонь у різних тестових умовах

                      

Існує багато типів полімерних покрівельних мембран. Від типу полімеру залежить реакція матеріалу на вогонь. Як можемо бачити з таблиці, за середніми показниками PVC, TPE, EVA, PIB мембрани є найбезпечнішими в умовах пожежі, а найбільш горючими є TPO, ECB та EPDM мембрани.