EN
Як полікарбонатні листи поводяться під час пожежі: ризики плавлення, диму та крапель
Теплова відповідь і динаміка плавлення та течії під впливом полум’я
Полікарбонатні листи не займаються легко, але при впливі полум’я розкладаються передбачуваним чином. Матеріал починає м’якшати приблизно за 300 °C (близько 572 °F) і, як правило, відтікає від джерел тепла. Це створює так званий ізоляційний вуглецевий шар, який фактично уповільнює поширення полум’я крізь матеріал. Однак, якщо тепловий вплив триває, руйнування відбувається досить швидко, оскільки розплавлений пластик просто капає. Швидкість плавлення також залежить від товщини листа: тонкі однопластові листи при нагріванні розтікаються практично повсюди, тоді як складні багатошарові ламіновані листи значно краще протистоять повному розплавленню. Наприклад, 12-мм ламінований лист, за результатами стандартних лабораторних випробувань із застосуванням пальника, витримує приблизно вдвічі–втричі довше, ніж звичайні однопластові листи.
Індекс розвитку диму (SDI) та токсикологічний профіль у реальних умовах
Щодо характеристик горіння, полікарбонат виділяється тим, що утворює дуже мало диму. Зазвичай цей матеріал отримує показник розвитку диму за індексом ASTM E84 менше 200, що значно нижче за показники більшості інших пластиків, що продаються на ринку. Що відбувається під час термічного розкладання полікарбонату? У основному виділяються лише вуглекислий газ і водяна пара. І ось ще один важливий момент: на відміну від таких матеріалів, як ПВХ або полістирол, при розкладанні полікарбонату не виділяються значні кількості небезпечних газів, зокрема ціаністого водню чи оксиду вуглецю. Випробування показують, що навіть у контрольованих умовах пожежі оптична густина диму від самого початку залишається меншою за 15 %. Крім того, полікарбонат, як правило, самозагасає після зникнення полум’я. Ці властивості означають, що люди мають кращу видимість у разі необхідності швидко евакуюватися, а також стикаються з меншим ризиком вдихання шкідливих речовин.
Ризик утворення крапель і його наслідки для вертикального поширення вогню
Розплавлений полікарбонат, що капає під час пожежі, створює серйозні проблеми для вертикального поширення вогню, зокрема на фасадах будівель, у зонах скляних дахів та між кількома поверхами. Як тільки температура стає надто високою, ці горючі краплі можуть запалити предмети, розташовані під ними, що пришвидшує підйом полум’я вгору порівняно зі звичайним темпом. Випробування UL 94 VB точно вимірює ступінь цієї проблеми. Кращі за якістю вогнестійкі матеріали, як правило, утворюють не більше п’яти горючих крапель щохвилини згідно з цими випробуваннями. Щоб протидіяти цій небезпеці, ефективно поєднуються кілька підходів. Встановлення вертикальних бар’єрів із спеціальними приймачами для крапель допомагає обмежити проблему. Додавання кремнію до складу матеріалу збільшує його в’язкість у розплавленому стані, що зменшує ймовірність утворення небезпечних крапель. Також важливо обмежувати довжину суцільних ділянок трьома метрами в зонах з найвищим ризиком. Ці комплексні методи доведено ефективними в наукових дослідженнях: у контрольованих експериментах вони зменшують кількість загорянь, спричинених краплями, приблизно на сімдесят відсотків.
Ключові стандарти вогнестійкості для полікарбонатних листів у світі
ASTM E84/UL 723 проти EN 13501-1: відмінності у показниках поширення полум’я, димоутворення та класифікації
Стандарти ASTM E84 (також відомий як UL 723) та EN 13501-1 насправді ґрунтуються на досить різних підходах до оцінки пожежної безпеки. За методом ASTM E84 проводять так званий «тунельний тест», у результаті якого матеріалам присвоюють бали за швидкість поширення полум’я (індекс поширення полум’я, Flame Spread Index — FSI) та кількість утвореного диму (індекс утворення диму, Smoke Development Index — SDI). Потім матеріали класифікують у три категорії: клас A — якщо їхній індекс FSI становить 25 або менше, клас B — у діапазоні від 26 до 75, і клас C — від 76 до 200. Натомість стандарт EN 13501-1 враховує ширший спектр параметрів, зокрема ступінь горючості (від класу A до F), рівні виділення диму (позначені як s1–s3), а також наявність/відсутність горючих крапель (категорії d0, d1 або d2). Через суворіші вимоги щодо виділення диму та утворення крапель часто трапляється таке: однакові листи полікарбонату отримують клас A за результатами випробувань за ASTM E84, але відповідно до стандарту EN 13501-1 їх класифікують лише як Euroclass C. Ці відмінності змушують компанії, що діють на глобальному ринку, коригувати склад своїх продуктів залежно від того, на який ринок вони орієнтуються.
Класифікація горючості за UL 94 та їх практична значущість для полікарбонатних листів
Стандарти ASTM та EN охоплюють більшість положень будівельних норм, але коли йдеться про те, як саме матеріали займаються полум’ям, тут вступає в дію стандарт UL 94. Цей стандарт визначає, чи будуть матеріали самостійно поширювати полум’я — що має велике значення у випадках, коли необхідно запобігти локальному поширенню вогню. Випробування передбачають розміщення зразків вертикально та горизонтально у полум’ї, після чого їм присвоюють класифікації: наприклад, V-0 означає, що полум’я гасне протягом 10 секунд; V-1/V-2 допускають триваліший час горіння; а також існує класифікація HB для горизонтального горіння. Полікарбонатні листи, що використовуються, зокрема, у електричних коробках, інтер’єрах вагонів поїздів та захисних корпусах обладнання, зазвичай повинні мати найвищу класифікацію UL 94 — V-0. Також вирішальне значення має товщина матеріалу: тонкий лист товщиною 3 мм може отримати лише класифікацію V-2, тоді як подвоєння товщини до 6 мм дозволяє досягти бажаної класифікації V-0. Отже, інженери повинні дуже ретельно враховувати товщину матеріалу при проектуванні виробів для зон, де пожежна безпека є абсолютно критичною.
Досягнення відповідності: Євроклас B-s1,d0 та вимоги будівельного кодексу США до полікарбонатних листів
Розшифрування стандарту EN 13501-1: чому клас B-s1,d0 є еталоном для європейських застосувань
Стандарт EN 13501-1 класифікує будівельні матеріали за трьома основними критеріями: їхньою реакцією на вогонь (оцінка від A до F), кількістю диму, який вони виділяють (класифікація s1–s3), та здатністю утворювати полум’яні краплі (оцінка d0–d2). Для полікарбонатних листів найвища класифікація, яка є економічно виправданою у реальних умовах експлуатації, — це Євроклас B-s1,d0. Це означає, що матеріал повинен демонструвати мінімальне поширення полум’я (клас B), майже не виділяти дим (класифікація s1) і зовсім не утворювати полум’яних крапель (d0). Регламент ЄС щодо будівельних виробів фактично передбачає обов’язкове застосування цього класу для певних зон, зокрема аварійних виходів, транспортних центрів, навчальних закладів, медичних установ та інших приміщень, де збирається велика кількість людей. Полікарбонат часто використовують у таких випадках для покрівельних панелей, перегородок між приміщеннями та безпечних вікон.
Розділ 26 IBC, NFPA 701 та розділ 8: узгодження вимог для внутрішнього та зовнішнього застосування у США
Чи відповідає щось будівельним нормам США, справді залежить від того, де саме це використовується та якого типу приміщення ми розглядаємо. Зверніть увагу на розділ 26 Міжнародного будівельного кодексу (IBC), який, по суті, вимагає, щоб усі внутрішні поверхні витримували випробування ASTM E84. Найчастіше стіни та стелі повинні мати клас A з індексом поширення полум’я нижче 25. Коли ж йдеться про великі зовнішні поверхні, наприклад, навісні фасади або покрівлі стадіонів, ситуація змінюється. Тут діють вимоги стандарту NFPA 701, який перевіряє, наскільки добре матеріали стійкі до займання. Це особливо важливо для конструкцій, у яких більше 22 % площі є відкритою. Будівлі з великою кількістю поверхів створюють зовсім іншу проблему. Згідно з розділом 8 IBC, усі матеріали мають бути негорючими. Отже, якщо хтось хоче використовувати полікарбонат у таких спорудах, його слід або включити до складу конструкції, яка пройшла відповідне випробування, або знайти інший спосіб відповідності вимогам будівельних норм. Однак, як тільки всі ці стандарти виконані, листи з полікарбонату можуть досить ефективно застосовуватися, наприклад, у атриумах торгових центрів, терміналах залізничних станцій та масивних скляних конструкціях, що прикрашають силуети міст, забезпечуючи при цьому безпеку людей від пожежної небезпеки.
ЧаП
Яка температура плавлення полікарбонатних листів?
Полікарбонатні листи починають м’якшати приблизно за 300 °C (близько 572 °F).
Чи виділяє полікарбонат небезпечний дим під час горіння?
Полікарбонат виділяє дуже мало диму й переважно випускає вуглекислий газ і водяну пару, на відміну від інших пластиків, які можуть виділяти шкідливі гази.
Як полікарбонат поводиться під час випробувань на стійкість до вогню?
Полікарбонат часто відповідає високим стандартам, таким як ASTM E84 клас A, Euroclass B-s1,d0 та UL 94 V-0, залежно від вимог до застосування.