EN
Как се държи поликарбонатната плоча при пожар: топене, дим и рискове от капки
Топлинен отговор и динамика на топене и течност при излагане на пламък
Поликарбонатните листове не се запалват лесно, но при излагане на пламък се разграждат по предсказуем начин. Материалът започва да се омеква около 300 °C (около 572 °F) и има тенденция да се отдръпва от източниците на топлина. Това води до образуването на т.нар. изолиращ въглероден слой, който всъщност забавя скоростта, с която огънят може да проникне през материала. Ако обаче топлината продължи да действа, разрушението протича доста бързо, тъй като разтопеният пластмасов материал просто капе. Скоростта на топене зависи също така и от дебелината на листа. Тънките еднослоеви листове при нагряване се разтичат широко, докато по-сложният многослойни ламинат се задържа значително по-добре срещу пълно разтопяване. Например 12 mm ламиниран лист издържа приблизително два до три пъти по-дълго от обикновените еднослоеви листове при изпитания с горелка според стандартните лабораторни методи.
Индекс на димообразуването (SDI) и токсичност в реални условия
Когато става дума за горивните характеристики, поликарбонатът се отличава с това, че произвежда много малко дим. Материалът обикновено получава оценка под 200 по индекса за развитие на дима ASTM E84, което го поставя значително по-ниско от повечето други пластмаси на пазара. Какво се случва, когато поликарбонатът се разлага термично? Предимно се отделят само въглероден диоксид и водна пара. И ето нещо важно — не се отделят значителни количества опасни газове като водороден цианид или въглероден оксид, за разлика от материали като ПВЦ или полистирол. Изследвания показват, че дори при контролирани пожари димът запазва прозрачност над 85 % (т.е. непрозрачност под 15 %) още от самото начало. Освен това поликарбонатът обикновено спира да гори самостоятелно след изчезване на пламъците. Тези свойства означават, че хората имат по-добра видимост при евентуално бързо евакуиране и по-малък риск от вдишване на вредни вещества.
Риск от образуване на капки и неговото значение за вертикалното разпространение на пожара
Теченият поликарбонат по време на пожари създава сериозни проблеми за вертикалното разпространение на огъня, особено по фасадите на сгради, в зоните на светлинни куполи и между няколко етажа. Когато температурите станат твърде високи, тези пламтящи капки могат да подпалят предметите под тях, което ускорява вертикалното разпространение на пламъците спрямо нормалния им ход. Изпитанието UL 94 VB точно измерва степента на този проблем. По-висококачествените огнеустойчиви материали обикновено произвеждат не повече от пет пламтящи капки на минута според тези изпитания. За борба с тази опасност се оказват ефективни няколко взаимно допълващи се подхода. Инсталирането на вертикални бариери със специални капачки за събиране на капките помага за локализиране на проблема. Добавянето на силиций към състава на материала увеличава неговата дебелина при стопяване, намалявайки вероятността от опасни капки. Също така е важно непрекъснатите секции в зоните с най-висок риск да са с дължина не повече от три метра. Тези комбинирани методи са доказали своята ефективност в научноизследователски условия, като в контролирани експерименти намаляват запалванията, причинени от капки, с около седемдесет процента.
Основни стандарти за изпитване на поликарбонатни листове с оглед на пожароустойчивостта по света
ASTM E84/UL 723 срещу EN 13501-1: Разлики в разпространението на пламъка, задимяването и класификацията
Стандартите ASTM E84 (също известен като UL 723) и EN 13501-1 всъщност представляват доста различни подходи при оценката на пожарната безопасност. Според ASTM E84 се провежда т.нар. тунелен тест, който дава на материалите оценки за скоростта на разпространение на пламъците (индекс на разпространение на пламъците — Flame Spread Index) и за количеството произведена димна маса (индекс на образуване на дим — Smoke Development Index). След това материалите се класифицират в три категории: клас А, ако техният индекс на разпространение на пламъците (FSI) е 25 или по-малко; клас В — при стойности между 26 и 75; и клас С — при стойности от 76 до 200. От друга страна, EN 13501-1 взема по-широко предвид няколко фактора, включително класове на запалимост от А до F, нива на димообразуване, обозначени със s1 до s3, както и наличието на горящи капки, които се класифицират като d0, d1 или d2. Поради по-строгите изисквания относно производството на дим и горящи капки често се наблюдава ситуация, при която идентични поликарбонатни листове получават класификация клас А според изпитанията по ASTM E84, но достигат само до европейска класификация C според стандарта EN 13501-1. Тези различия принуждават компаниите, които работят на глобално равнище, да коригират състава на своите продукти в зависимост от целевия пазар.
Класификация на запалимостта според UL 94 и нейното практическо значение за листове от поликарбонат
Стандартите ASTM и EN покриват по-голямата част от изискванията към строителните норми, но когато става въпрос за това как материалите всъщност се запалват, тук идва на помощ UL 94. Този стандарт оценява дали материалите ще разпространяват пламъка самостоятелно — което е изключително важно в ситуации, където трябва да се предотврати локалното разпространение на пожара. Изпитанията включват поставяне на проби вертикално и хоризонтално в пламък, след което им се присвояват класификации като V-0 (пламъкът угасва за по-малко от 10 секунди), V-1/V-2 (които допускат по-дълго горене), както и класификацията HB за хоризонтално горене. Поликарбонатните листове, използвани например в електрически кутии, интериори на влакови вагони и защитни корпуси на оборудване, обикновено изискват най-високата класификация UL 94 V-0. Също така решаващо значение има и дебелината на материала: тънък лист с дебелина 3 мм може да получи само класификация V-2, докато удвояването на дебелината до 6 мм често осигурява желаната класификация V-0. Затова инженерите трябва внимателно да преценяват дебелината на материала при проектирането на продукти за области, където пожарната безопасност е абсолютно критична.
Постигане на съответствие: Еврокласа B-s1,d0 и изискванията на строителния кодекс на САЩ за поликарбонатни листове
Разшифровка на EN 13501-1: Защо клас B-s1,d0 е референтният стандарт за европейските приложения
Стандартът EN 13501-1 класифицира строителните материали въз основа на три основни фактора: начина, по който реагират при излагане на огън (оценка от клас А до F), количеството дим, който произвеждат (класификация s1 до s3), и дали отделят пламтящи частици (оценка d0 до d2). За поликарбонатните листове най-високата класификация, която има икономически смисъл в реални приложения, е евро-клас B-s1,d0. Това означава, че материала трябва да показва минимално разпространение на пламъците (класификация клас B), да отделя почти никакъв дим (класификация s1) и абсолютно никакви пламтящи капки (d0). Регламентът на ЕС за строителни продукти всъщност предписва тази класификация за определени зони, като например аварийни изходи, транспортни центрове, образователни сгради, медицински заведения и други помещения, където се събират много хора. Поликарбонатът често се използва в такива случаи за покривни панели, прегради между помещения и защитни прозорци.
Глава 26 на IBC, NFPA 701 и Глава 8 – съгласуваност за вътрешно и външно използване в САЩ
Дали нещо отговаря на строителните норми на САЩ, всъщност зависи от това къде се използва и за какъв тип пространство става дума. Вземете под внимание глава 26 на Международния строителен кодекс (International Building Code), която по същество предписва всички вътрешни повърхности да отговарят на изпитанието ASTM E84. Най-често стените и таваните трябва да постигнат класификация „Клас А“ с индекс на разпространение на пламъка под 25. Когато обаче става дума за големи външни повърхности като завесни фасади или покриви на стадиони, изискванията се променят. Тук влизат в сила изискванията на стандарта NFPA 701, който проверява колко добре материалите устояват на запалване. Това е особено важно за конструкции, чийто дизайн включва над 22 % отворена площ. Високите сгради представляват напълно различен предизвикателство. Според глава 8 на Международния строителен кодекс всички материали трябва да са негорими. Следователно, ако някой желае да използва поликарбонат в такива сгради, той или трябва да го включи в сборна конструкция, която е била надлежно изпитана, или да намери друг начин за съответствие с нормативните изисквания, без да нарушава правилата. Веднъж когато всички тези стандарти са изпълнени, листовете от поликарбонат всъщност могат да се използват много добре в места като атриуми на търговски центрове, терминали на железопътни гари и огромни стъклени инсталации по градските силуети, като при това осигуряват пълна защита от пожарни рискове.
ЧЗВ
Каква е температурата на топене на поликарбонатните листове?
Поликарбонатните листове започват да се омекват при около 300 градуса по Целзий (около 572 градуса по Фаренхайт).
Дали поликарбонатът отделя опасен дим при горене?
Поликарбонатът отделя много малко дим и предимно въглероден диоксид и водна пара, за разлика от други пластмаси, които могат да отделят вредни газове.
Какъв е резултатът от изпитанията на поликарбоната според стандартите за пожароустойчивост?
Поликарбонатът често отговаря на високи стандарти като ASTM E84 Клас А, Euroclass B-s1,d0 и UL 94 V-0, в зависимост от изискванията за приложението.