Особенности пожарной опасности навесных вентилируемых фасадов

Навесные вентилируемые фасады (НВФ) характеризуются наличием воздушного зазора между утеплителем и облицовкой. НВФ в зависимости от материала несущего каркаса можно разделить на фасады с несущей подконструкцией из /15/: алюминиевых сплавов; углеводородных сталей с защитными покрытиями; коррозионностойкой стали.

В зависимости от вида облицовок фасадные системы подразделяются на: системы с керамогранитной облицовкой; системы с облицовкой композитными материалами на основе алюминия (алюкобонд, рейнобонд, алполик и др.); системы с облицовкой в виде цементно-волокнистых листов (фиброцемент, асбестоцемент); системы с металлическими облицовками в виде сайдингов, кассет, панелей и др.

НВФ — это комплексная система, состоящая из несущего, конструктивного слоя (металлическая подконструкция), теплоизоляционного и ветрозащитного слоев и облицовочного покрытия. Металлическая подконструкция включает в себя несущий профиль, устанавливаемый на кронштейнах, которые крепятся к стене.

В качестве теплоизоляционных материалов применяются негорючие (НГ по ГОСТ 30244 /13/) минераловатные плиты плотностью от 80 до 140 кг/м³. В качестве гидроветрозащиты утеплителя используются либо минераловатные плиты с наружной поверхностью из стекловолокна ("кашированные" плиты), либо применяется специальная паропроницаемая полимерная пленка.

Величина воздушного зазора между наружным облицовочным покрытием и теплоизоляционным слоем в зависимости от типа системы составляет от 20 до 100 мм.

Самым слабым звеном многих систем фасадов с вентилируемым зазором, с точки зрения обеспечения необходимой устойчивости в случае возникновения пожара, до сих пор остаются элементы подконструкций. Так, системы с алюминиевыми направляющими и тонкослойной облицовкой при пожаре могут разрушиться, в связи с тем, что алюминий резко теряет свои прочностные характеристики под воздействием температур, превышающих 600°C. В случае использования конструктивных элементов в виде тонколистовых профилей существует опасность того, что стальные элементы начнут деформироваться, а целостность защитно-декоративного экрана может быть нарушена /16/.

Конструкция каркаса определяется типом применяемых облицовочных элементов, их геометрическими размерами, массой и способом крепления облицовочных элементов. Особенностью большинства навесных систем является применение элементов из листовой стали для защиты воздушного зазора в местах примыкания систем к оконным проемам. Эти элементы устанавливаются либо по всему периметру оконного проема, либо по его верхнему откосу.

Тип крепления облицовки к элементам каркаса определяется как механическими свойствами и размерами элементов облицовки, так и формой применяемых элементов.

Облицовочные плиты на основе цементно-волокнистых и асбестоцементных листов крупных размеров (до 1200 х 2400 мм) обычно крепятся к элементам каркаса с помощью самонарезающих винтов (шурупов) или стальных отрывных заклепок.

Крепление керамических плит к элементам каркаса осуществляется с использованием специальных стальных зажимов - кляммеров (так называемое открытое крепление) или на стальных штифтах, закрепляемых на обратной стороне плитки (так называемое скрытое крепление).

Крепление облицовочных элементов на основе алюминиевых сплавов определяется формой облицовки. При использовании элементов облицовки в виде плоских листов крепление осуществляется на алюминиевых заклепках или винтах-саморезах, при использовании кассетного способа (облицовка в виде элементов коробчатого типа) крепление осуществляется путем их навешивания на стальные штифты, закрепленные на несущих профилях каркаса.

Проведенные огневые испытания НВФ позволили выявить некоторые особенности их пожарной опасности:

· наиболее надежными для навесных систем теплоизоляции являются каркасы из стали;

· для фасадных систем с облицовкой из листовых материалов, обладающих достаточно высокой трещиностойкостью и отсутствием способности к взрывообразному разрушению в условиях теплового воздействия пожара, большое значение имеет использование стальных элементов защиты по контуру оконных проемов;

· для фасадных систем с облицовкой из керамической плитки (керамогранита) и открытой системой крепления, учитывая высокую вероятность их растрескивания и выпадения, следует предусматривать увеличение количества кляммеров вблизи оконных проемов;

· для фасадных систем, использующих в качестве каркаса направляющие из алюминия и облицовку из керамических плит, рекомендуется применять комбинацию из стальных и алюминиевых направляющих, при этом стальные направляющие следует устанавливать над оконными проемами и в непосредственной близости с их вертикальными откосами;

· наличие на облицовочных плитах компаундов на основе эпоксидных и полиэфирных смол, или акриловых композиций с расходом не более 600 г/м², применяющихся для приклеивания декоративной каменной крошки, как правило, не увеличивает пожарную опасность фасадных систем;

· применение в фасадных системах облицовок и каркаса из алюминиевого сплава потенциально опасно его плавлением с образованием горящего расплава, являющегося вторичным источником зажигания, что может представлять опасность возгорания нижерасположенных этажей здания (балконов) или кровли из горючих материалов пристроенных зданий меньшей этажности. В связи с этим необходимо предусматривать дополнительные мероприятия по защите этих объектов;

· применение в фасадных системах облицовок в виде плоских элементов из трехслойных изделий из алюминиевого листа со средним слоем из негорючего материала на основе гидроокиси алюминия (группа горючести среднего слоя НГ) не является опасным;

· при прочих равных условиях применение облицовок из трехслойных панелей с обшивками из алюминиевых листов и средним слоем из полиизоцианурата является более безопасным по сравнению с облицовкой из трехслойных панелей с обшивками из алюминиевых листов и средним слоем из модифицированного полиэтилена;

· использование в фасадных системах алюминиевых сплавов с более высокой температурой плавления приводит в ряде случаев к существенному снижению их пожарной опасности и расширению области их применения;

· использование в фасадных системах для гидроветрозащиты минераловатного утеплителя полимерных пленок типа «Тайвек» является безопасным при условии, что облицовочные плиты обладают достаточно высокими термомеханическими свойствами, в том числе трещиностойкостью и отсутствием способности к взрывообразному разрушению в условиях теплового воздействия пожара.

Опыт испытаний свидетельствует о том, что пожарная опасность систем утепления фасадов зданий определяется не только пожарной опасностью применяемых материалов, а зависит также от их конструктивного оформления. Прямую зависимость между пожарно-техническими характеристиками материалов и пожарной опасностью НВФ можно установить только для материалов группы горючести НГ и Г4-Г3 по ГОСТ 30244 /13/при известных конструктивных характеристиках систем.

Если в навесных системах применяется негорючие материалы, то класс пожарной опасности системы устанавливает только параметр обрушения элементов системы массой более 1 кг, который зависит от термомеханических характеристик материала и конструктивного решения системы и который может быть определен, как правило, только в результате огневых испытаний конкретной конструкции.

При применении в навесной фасадной системе материалов групп горючести Г4 и Г3 (например, в качестве наружной облицовки) обычно класс пожарной опасности фасадной системы устанавливается как К3.

Для материалов и изделий групп горючести Г1 и Г2, применяемых в качестве облицовки, такие однозначные зависимости с классом пожарной опасности конструкции установить невозможно без проведения огневых испытаний конструкции в целом.

Этот вопрос является очень важным при рассмотрении пожарной опасности фасадных систем с облицовками из композитных трехслойных панелей с обшивками из алюминиевых сплавов и средним слоем из полимерных композиций. Так, из 18 испытанных фасадных систем с облицовками из композитных материалов лишь 10 композитов были допущены к применению, хотя все эти панели имели идентичные пожаро-технические характеристики (горючесть Г1 и воспламеняемость В1 или В2) /15/.

Это связано с тем, что мощность и время теплового воздействия, особенности проведения испытаний по ГОСТ 30244 /13/, а также теплофизические свойства трехслойных панелей-сэндвичей с алюминиевыми обшивками (в первую очередь, высокие коэффициенты теплопроводности и теплоемкости) не позволяют оценить их реальную пожарную опасность по этому методу.

Поэтому замена элементов конструкции, успешно прошедших огневые испытания в составе фасадных систем, на, как правило, более дешевые и имеющие идентичные по показателям горючести и воспламеняемости является неоправданным и может привести к трагическим последствиям.

Следовательно, к использованию в НВФ могут быть рекомендованы только такие композитные панели и материалы, которые успешно прошли огневые испытания в составе фасадных систем по ГОСТ 31251-2003 /10/.

Следует также обратить внимание на использование в НВФ горючей влаговетрозащитной мембраны «Тайвек» в сочетании с кашированной наружной поверхностью утеплителя. Поскольку в наружном кашированном слое толщиной 1 мм содержится высокий процент синтетического связующего, относящегося к группе горючести Г4, при возникновении пожара такая кашировка в сочетании с горючей мембраной «Тайвек» может привести к распространению огня и повреждению фасада на большой площади.

Поэтому применение влаговетрозащитной мембраны «Тайвек» в сочетании с кашированной наружной поверхностью утеплителя может привести к серьезным негативным последствиям.

Заключение

Проведенные экспериментальные исследования навесных фасадных позволили выявить особенности пожарной опасности штукатурных систем наружного утепления фасадов зданий с применением полимерных утеплителей, а также навесных вентилируемых фасадов.

Предложены конструктивные решения, повышающие пожарную безопасность фасадных систем. Особое внимание требуют вопросы пожарной безопасности при примыкании фасадной системы к оконным и витражным конструкциям, на стыке систем с видимым и скрытым креплением керамогранитных плиток.

Показано, что пожарная опасность систем утепления фасадов зданий зависит не только от пожарной опасности применяемых материалов, а также от конструктивного оформления этих систем.

Для обеспечения пожаробезопасного применения систем наружной теплоизоляции фасадов зданий, в том числе с применением горючих материалов, следует:

каждое принципиально новое конструктивное решение фасадной системы должно быть подвергнуто огневым испытаниям по ГОСТ 31251-2003;

область применения фасадной системы, прошедшей огневые испытания, для типовых зданий возможна только в том случае, когда утепляемое здание имеет гладкий фасад (без западающих или выступающих участков), полностью соответствует всем нормативным требованиям пожарной безопасности, а также при условии, что пожарная нагрузка в помещениях здания не превышает 50 кг/ м² в пересчете на древесину; во всех остальных случаях проекты привязки систем утепления должны проходить экспертизу и согласовываться в установленном порядке.

Практика использования в строительстве фасадных систем показала, что органам ГПН следует обращать внимание на такие вопросы:

наличие технического свидетельства на фасадную систему;

наличие заключения об огневых испытаниях от испытательной лаборатории;

наличие документа, подтверждающего качество материалов и выполненных работ с указанием в нем сроков гарантии и строка службы смонтированной системы;

наличие инструкции для эксплуатирующей организации;

использование в фасадной системе материалов для облицовки и изготовления подсистем, крепежных изделий, утеплителя, а иногда и новых конструктивных решений, непредусмотренных в техническом свидетельстве, т.е. внесенные изменения таковы, что для подтверждения пригодности системы требуется новое техническое свидетельство;

нарушение высотности применения фасадных систем, предусмотренных в техническом свидетельстве;

отсутствие документов, подтверждающих происхождение материалов, входящих в систему, особенно импортного производства;

в техническом свидетельстве недостаточно четко формулируются требования к применяемым в системах материалам и конструктивным решениям: ветрогидрозащитной паропроницаемой мембране; величине воздушного зазора в системе; необходимости дополнительного полиэфирного покрытия на металлических оцинкованных профилях; идентификации материалов, применяемых в системе;

обеспечение идентификации альбома технических решений, прилагаемых к Техническому свидетельству.

В настоящее время техническое свидетельство является основным нормативным документом, разрешающим применение фасадной системы. Вместе с тем, каждая навесная фасадная система имеет свои конструктивные особенности, которые часто требует внесения в альбом технических решений после проведения огневых испытаний.

Сложившаяся практика проведения огневых испытаний показала целесообразность выдачу изготовителю фасадной системы помимо протокола испытаний заключения, в котором кратко описываются основные конструктивные особенности фасадной системы (применяемые материалы, схема монтажа и крепления системы, сопряжение системы с оконными проемами и др.).

В связи с этим, инспекторам ГПН следует требовать от разработчиков не только техническое свидетельство на фасадную систему, но и официальное заключение об огневых испытаниях от испытательной лаборатории.