Ar dirbtinio akmens sienų plokštės atitinka gaisrinės saugos reikalavimus?

Suprantant ugniai atsparumo klases: ASTM E84 A klasė ir kas tai iš tiesų reiškia dirbtinio akmens sienų plokštėms

Kaip ASTM E84 matuoja liepsnos plitimą ir dūmų susidarymą

Jungtinės Amerikos Valstijos medžiagų bandymo bendrija (ASTM) E84 metodika – dažnai vadinama Steiner Tunelio bandymu – vertina paviršiaus degimo elgseną naudodama 7,3 m krosnį. Medžiagos yra veikiamos kontroliuojamos liepsnos 10 minučių, tuo metu technikai matuoja:

• Liepsnos plitimo indeksas (FSI) : Liepsnos plitimo greitis paviršiumi (0–25 = A klasė).
• Dūmų susidarymo indeksas (SDI) : Išskleisto dūmų tankis (0–450 = priimtinas A klasei).

Pavyzdys, įvertintas FSI ≤25 ir SDI ≤450, pasiekia A klasę, kas rodo minimalų horizontalų liepsnos plitimą. Ši laboratorinė vertinimo procedūra koncentruojasi tik į atskirų medžiagų našumą standartizuotomis sąlygomis – neatsižvelgiant į realios instaliacijos veiksnius.

Kodėl A klasė neužtikrina visos konstrukcijos atitiktį

A klasės reitingas iš esmės vertina, kaip lengvai kažkas užsidega paviršiuje. Tačiau jis neatsižvelgia į tokius dalykus kaip medžiagų sąveika su degiomis konstrukcijomis už jų (pavyzdžiui, mediniais rėmais), kaip ugnis plinta vertikaliai per tarpus ir sujungimus ar kaip medžiagos skyla ilgą laiką veikiamos karščio. Šiuolaikinės statybos taisyklės, ypač IBC 7 skyriaus nuostatos, reikalauja tikrųjų konstrukcijų būdų, patikrintų dėl atsparumo ugniai pagal metodus, pvz., ASTM E119. Šie bandymai tikrina, ar sienos gali išlaikyti savo vientisumą ir neleisti šilumos perdavimo nuo vienos valandos iki dviejų iš eilės. Tik todėl, kad dirbtinio akmens sienos plokštė gauna A klasės žymėjimą, dar nereiškia, kad ji gerai veiks pritvirtinta standartiniais klijais, paprasta izoliacija ar įprastais tvirtinimo elementais. Remiantis 2023 m. atliktu UL tyrimu, apie viena iš penkių A klasės išorinių apdailos sistemų nepateko bandymų, nes kas nors nekreipė dėmesio į montavimo niuansus. Todėl pasikliauti vien medžiagų reitingais neužtenka siekiant atitikti statybos normas.

Globalių gaisrinės saugos standartų suderinamumas: dirbtinių akmeninių sienų plokščių reikalavimai pagal EN 13501-1, IBC ir ISO

Paaiškinimas dėl klasifikacijos pagal EN 13501-1 B-s1, d0 palyginus su JAV klase A

Europos standartas EN 13501-1 vertina medžiagų elgesį ugnies sąlygomis pagal tris pagrindinius veiksnius: degimą (nuo A1 iki F klasės), dūmų kiekį (pagal skalę nuo s1 iki s3) ir tai, ar atsiranda liepsnojančios dalelės (d0–d2 įvertinimas). Daugelis aukštos kokybės dirbtinio akmens sienų plokščių patenka į B-s1,d0 kategoriją, kas reiškia, kad jos sunkiai užsidega, išskiria nedaug dūmų ir tikrai nekrenta liepsnojančios dalys, kurios galėtų sužeisti žmones apačioje. Tai gerokai skiriasi nuo amerikiečių ASTM E84 Class A bandymo, kur tik tikrinamas liepsnos plitimo greitis, jei jis yra mažesnis nei 25, ir dūmų susidarymas, jei jis neviršija 450. Pagrindinis EN 13501-1 pranašumas yra tas, kad šiame standarte iš tiesų atsižvelgiama į pavojingas lašuojančias daleles – tai itin svarbu pastatuose su keliais aukštais. Dauguma specialistų reikalauja nepriklausomų trečiųjų šalių atliktų bandymų šiems įvertinimams patvirtinti. Apie keturi iš penkių specifikacijų ekspertų konkrečiai prašo B-s1,d0 sertifikato dirbdami su aukštosiomis pastatų projektavimo užduotimis, nes ši klasė puikiai atitinka Europos Sąjungos požiūrį į gaisrų slopinimą dar iki jų nevaldomo plitimo.

IBC 14 ir 26 skyrių atitiktis: kai išorės naudojimui reikalingas papildomas testavimas

Tarptautinis statybų kodeksas (IBC) nustato griežtą išorinių sienų sistemų bandymą. Pagal 14 skyrių dirbtinio akmens sienos plokštes, sumontuotas aukščiau 12 metrų (~40 pėdų), privalo būti tikrinamos pagal NFPA 285 komplekso bandymo metodiką – net jei atskirai jos turi A klasės reitingą. 26 skyrius dar labiau apriboja degius medžiagas išorinėse sienose šalia sklypų ribų (IBC 1406 skirsnis). Pagrindiniai reikalavimai apima:

Statybos institucijos, tokios kaip Niujorko miestas, dabar taiko šias nuostatas, ypač po 2022 m. pakeitimų, kurie pabrėžia fasadų ugnies kontroliavimą. Plokštės šalia ribų, kurių degiųjų medžiagų kiekis viršija 10 %, pagal IBC 7 skyrių turi būti aprūpintos ugniai atspariomis barjerinėmis pertvaromis.

Medžiagos sudėtis ir jos tiesioginis poveikis dirbtinio akmens sienų plokščių degimui

Dirbtinio akmens sienų plokščių cheminė sudėtis lemia jų gaisrinės saugos charakteristikas. Skirtingai nei natūralus akmuo, šios inžinerinės medžiagos savybes turi dėl rišiklių ir užpildų – cementinių formulių ir polimerų mišinių, kurie atstovauja dvi skirtingas kryptis su esminėmis gaisrinės saugos pasekmėmis.

Cementinės ir polimerų mišinių formulės: degumo slenksčiai

Cemento plokštės remiasi mineraliniais rišikliais, tokiomis kaip portlandcementas, dėl ko jos natūraliai priskiriamos ne degančių medžiagų klasei pagal ASTM E136 standartus. Dauguma šių medžiagų turi liepsnos plitimo rodiklį žymiai žemiau 25 ir sukelia minimalų dūmų susidarymą – daugiausia iki 50, todėl jų naudojimas atitinka A klasės reikalavimus be didelių pastangų. Kita vertus, polimerų mišinių plokštės turi sintetinių dervų, tokių kaip poliuretanas ar akrilas, kad būtų pasiekta papildoma lankstumo laipsnis ir sumažintas bendras svoris. Net jei gamintojai įmaišo ugniai atsparių priedų, organinių polimerų buvimas vis tiek kelia susirūpinimą dėl to, kaip šios medžiagos elgsis gaisro situacijoje. Tyrimai rodo, kad kai dervų kiekis viršija 15 % pagal svorį, maksimalus šilumos išsiskyrimo greitis padidėja apie 40 % lyginant su tradicinėmis cemento medžiagomis, tai nurodyta NFPA 2023 metų duomenyse. Dėl šio kintamumo, asmenys, svarstantys polimerines alternatyvas, turi atlikti išsamų bandymą pagal ASTM E84 gaires, kadangi jų ugniai atsparumas priklauso nuo tam tikrų priedų, o ne yra įmontuotas į patį medžiagos sudėtį.

Dirbtinio akmens sienų plokščių integravimas į atitinkančias reikalavimus ir ugniai atsparias konstrukcijas

Dirbtinių akmeninių sienų plokščių tinkamas parinkimas ugniai atspariose konstrukcijose reiškia daug daugiau nei tiesiog pasirinkti ką nors, pažymėtą kaip A klasė. Šios konstrukcijos iš tikrųjų yra sistemos, kuriose viskas – nuo karkaso iki izoliacijos, ugnies barjerų tarp sekcijų ir faktinės apdailos – turi veikti kartu, kad būtų pasiekta reikiama ugniai atsparumo klasė, ar tai būtų viena ar dvi valandos pagal UL standartus. Paimkime, pavyzdžiui, mineralinę vata, esančią už plokščių – ji prideda esminės ugniai atsparumo vertės. Ir nepamirškite specialių ugnies barjerų siūlėse bei aplink skylutes – jie neleidžia liepsnai plisti pro tarpus. Pažymėtina, kad net jei pačios plokštės atitinka ASTM E84 A klasės reikalavimus, gali būti situacijų, kai reikalingos papildomos ugniai atsparios atraminės konstrukcijos, ypač išorinėms sienoms ar vertikaliems kanalams, kuriuos reglamentuoja IBC 7 skyrius. Niekada nepasikliaukite vien medžiagos įvertinimu – visada patikrinkite visos konstrukcijos išbandytus sertifikavimo numerius, pvz., UL Design XYZ. O montavimo metu? Tikslumas turi didžiulės reikšmės. Tinkamai užsandarinkite tarpus naudodami sertifikuotus ugniai atsparius sandariklius ir laikykitės tiksliai nurodytų tuštumos matmenų, kitaip visa sistema praras savo ugniai atsparumo gebėjimą, kai pakils temperatūra.