Участники Ассоциации

Мировой опыт

Техническая информация: Противопожарные свойства пенопластов

Сырьевые материалы, использующиеся для изготовления пенопластов из стиропора, состоят химически из полистирола или из сополимера стирола с акрилонитрилом, и содержат в качестве порообразователь смесь углеводородов низкого кипения. Как полимерные компоненты, так и порообразователь являются горючими веществами.

При изготовлении пенопластов из стиропора выделяется приблизительно 50% количества вспенивающего агента сырьевого материала. После вспенивания содержание вспенивающего агента в пенопластах относительно быстро понижается до остатка, равного 10-15%, который выделяется очень медленно. Для того, чтобы этот остаток мог полностью улетучиться, вспененный материал должен быть вылежан.

Мы особенно указываем на то, что недостаточно вылежанные блоки пенопласта могут содержать остатки горючего вспенивающего агента. При хранении, транспортировке или использовании в закрытых помещениях из-за этого могут образоваться воспламеняемые газообразные среды. При использовании подобных блоков следует соблюдать особые мероприятия по пожарной безопасности. Если вспенивающий агент содержится в опасных концентрациях, что возможно определить с помощью газовых сигнальных приборов, то соответствующее помещение должно хорошо проветриваться. При этом следует учитывать, что пары вспенивающего агента тяжелее воздуха. При работах с открытым огнем действительными являются общие правила противопожарной безопасности.

Подверженные достаточному вылеживанию пенопласты из стиропора состоят в основном из полистирола (стиропор марок Р и F) или из сополимера стирола с акрилонитрилом (стиропор FН). Стиропор F и FН имеет дополни¬тельно огнестойкое исполнение. Изоляционные материалы для строительства в Федеративной Республике Германии, Австрии и Швейцарии должны изготавливаться из стиропора марки Р.

Воспламеняемость, распространение пламени

Пенопласты из стиропора при температурах выше 100°С начинают медленно размягчаться и при этом усаживаться; при дальнейшем нагреве они расплав¬ляются. При длительном тепловом воздействии из расплава выделяются газообразные, горючие продукты разложения. При образовании их большого количества может произойти воспламенение от огня, искры и пр., что зависит в основном от температуры, продолжительности теплового воздействия и движения воздуха. При проверке по норме ДИН 54 836 была достигнута температура воспламенения ЕМF-А для пенопласта из стиропора Р в 362°С, для пенопласта из стиропора F в 374°С. На практике следует исходить из того, что из расплава пенопласта воспламеняемые газы образуются лишь при температурах выше 350°С.

При отсутствии источника воспламенения термические продукты разложения воспламеняются лишь при температурах между 450 и 500°С от горячих поверхностей или в среде газа. В таком случае имеется возможность самостоятельного дальнейшего горения.

Пенопласты из стиропора Р или F, в соответствии с исследованиями Федерального ведомства по исследованию и контролю материалов в Берлине, при температурах до 450°С не являются самовоспламеняющимися.

Решающим для протекания и объема пожара, кроме интенсивности и длительного воздействия, являются специальные свойства марок сырьевых материалов, используемых для изготовления пенопласта.

Пенопласт из стиропора Р

может по истечению короткого периода спекания относительно быстро воспламениться как из-за соприкосновения с раскаленными свариваемыми деталями, так и из-за постороннего воспламенения. Пламя быстро распространяется по поверхности и пенопласт полностью сгорает, если из его расплава путем отвода не будет удалена в достаточной степени тепловая энергия, имеется достаточное количество кислорода и дымовые газы могут удаляться.

Пенопласт из стиропора F

усаживается при коротком воздействии огня, например, спички, от источника пламени, при этом сам пенопласт не воспламеняется. Только при длительном воздействии может произойти воспламенение, однако скорость распространения пламени очень незначительна и оно распространяется только по поверхности пенопласта. Как только прерывается контакт с посторонним пламенем, не наблюдается ни дальнейшее или последующее горение, ни тление. Только при непосредственном воздействии других горючих материалов с неблагоприятным противопожарными свойствами, как, например, тонкая древесная стружка, бумага в незатаренном состоянии, пенопласт из стиропора F полностью сгорает.
В хорошо вылежанных пенопластах из стиропора марки F воспламеняемость и распространение пламени снижаются до такой степени, что состоящие из них плиты, как правило, соответствуют наилучшей классификации для горючих строительных материалов. В соответствии с этим различным свойством, в немецко-говорящих странах, были установлены, приведенные в таблице 1, разделения для пенопластов из стиропора Р и F.

Выделение тепла

К пожарозащитным критериям, кроме воспламеняемости и распространения пламени,относится также и выделение тепла. Исходя из относительно высокой теплотворной способности полистирола (Ни = 40 МДЖ/кг) невозможно однако сделать заключение о большом выделении тепла. Это более зависит от интенсивности сгорания.

Из-за своей незначительной массы встроенные в качестве изоляционных материалов пенопласты из стиропора F или упаковки из стиропора Р или F, как правило вносят незначительный вклад в выделение тепла.

Совсем иное происходит при складировании больших количеств пенопластов в зоне производства и переработки.

Оценка противопожарных свойств в использовании

Противопожарные характеристики изделий из горючих твердых материалов,в том числе и пенопластов из стиропора, кроме зависящих от материалов свойств, определяются формой изделий, поверхностью, расположением в помещении по отношению к источникам воспламенения, их комбинацией с другими веществами, а также зависят от рода, энергии, продолжительности воздействия источника воспламенения, от предварительной термической обработки и вентиляции. Эти влияния, зависящие от материала, формы и окружающей среды, должны учитываться при оценке противопожарных свойств изделий из стиропора, с учетом различных ситуаций риска.

Противопожарные свойства могут быть сильно изменены с помощью окрашивания и покрытий, а также с помощью комбинации с другими материалами. Если при использовании пенопласта должны выполняться требования противопожарной безопасности, необходимо предоста¬вить требуемые удостоверения для готовых изделий.

Таблица 1

Токсичность газов горения и тления, как это известно, не может быть определена по их составу из отдельных компонентов. Для этого необходимы исследования на биологической модели.

Биологические исследования актуальной токсичности при вдыхании показали, что газы, горения и тления выделяемые пенопластом из стиропора, могут воздействовать токсически, как это происходит при разложении любых органических веществ. В этих исследованиях токсичность сводилась исключительно к окиси углерода в пожарном газе. Кроме того, было доказано, что относительный риск отравления газами, горения и тления обазующимися при участии в пожаре пенопласта из стиропора, является незна¬чительным в сравнении с термическими продуктами разложения исследуемых для сравнения и давно используемых целлюлозных строительных материалов, как, например, древесноволокнистые плиты и пробка.

Что касается компонентов пожарного газа, приведенных в таблице 2, то об токсичности его в зависимости от концентрации следует сказать следующее:

В больших количествах измерялись окись углерода и моностирол. Острая ядовитость вредных газов характеризуется летальной концентрацией (1-С 50), например, при получасовом вдыхании. Для окиси углерода она составляет 0,55%, для моностирола - более 1,0% (станд.об.). Это значит, что моностирол должен содержаться в двухкратной концентрации, чтобы достичь такой же острой ядовитости, как и окись углерода. В виду того, что концентрация моностирола в продуктах разложения пенопласта из стиропора, как указано втаблице 2, начиная с 300°С была значительно ниже, чем окиси углерода, можно исходить из того, что в случае пожара опасность для здоровья определяется только окисью углерода. Количества ароматических углеводородов в пожарных газах пенопласта из стиропора являются практически незначительными и не представляют особой опасности для здоровья.

В качестве огнезащитного средства стиропор F содержит гексабромциклододекан (НВСD, концентрация < 1 весового процента), являющийся бромированным циклоалифатическим углеводородом. В противопожарно-технических исследованиях анализировалось образование бромистого водорода, токсических диоксинов и фуранов, а также загрянение воды для гашения.

Таблица 2

Примечание:

Условия испытаний по ДИН 53436, подача воздуха 100 л/ч, размер проб в мм: 300*15*10

ррм = объемных частей на 1 миллион частей (parts per million)

* полукоксовое сгорание

** пламянное сгорание

- не замерялось

Бромистый водород определялся только микроэлементами. Его острая летальная концентрация, в основном, соответствует летальной концентрации окиси углерода. Благодаря своей низкой концентрации бромистый водород в газах горения пенопласта из стиропора не оказывает опасного влияния на здоровье. Малые количества галогенпроизводного водорода не составляют также особой коррозийной опасности, так как газы горения большинства органических веществ содержат кислые компоненты; продукты разложения древесины, например, содержат уксусную кислоту.

В испытаниях со стиропором F, в соответствии с ДИН 53 436, ни в газовой фазе, ни в пожарных остатках не были найдены бромированные диоксины. Образуются незначительные количества нескольких бромированных фуранов (основной продукт монобромфуран), которые в основном имелись в пожарных остатках в связанном состоянии и не включены в изданное в июне 1994 г. новое предписание запрещенных химикатов, которое определяет предельные значения для токсикологически существенных диоксинов и фуранов.

При резке горячей проволокой полистирольного пенопласта Ведомством промышленного надзора в г. Мюнстере были также обнаружены в 1990 г. в воздухе на рабочем месте только бромосодержащие фураны, концентрация которых составляла менее 1 % дневного допустимого количества.

Два результата исследований Федерального Министерства экологии обосновывают эти результаты: они содержат заключения о том, что галогеносодержащие диоксины и фураны почти полностью связываются частицами сажи (Отчет-№ 10409222, 1991 г.) и предрасположенность HBCD в случае пожара связывать подобные соединения может не учитываться (Отчет-№ 10403363, определялось на грануляте полистирола с 3% HBCD, 1990 г.).

Остаточные фракции горения и вода для гашения

а) Твердые остаточные фракции горения

Остаточные фракции горения стиропора и пенопласта из стиропора не содержат в значительных количествах вредных веществ, вымываемых водой.

Мероприятия по удалению остаточных фракций горения были опубликованы в публикации Федерального ведомства здравоохранения (BGA) (Федеральная газета по здравоохранению 1/1990 г.). Пригоревшие и обугленные пластмассовые продукты, по этим рекомендациям, должны подаваться в установку термической обработки отходов, если анализ остаточных фракций не допускает другой возможности утилизации.

б)  Вода для гашения

Вода для гашения не должна подаваться в естественные водоемы.

При пожарных испытаниях с пенопластовыми блоками из стиропора Р и F соответствующая вода для гашения улавливалась и анализировалась. В испытаниях на дафниях и рыбах не было обнаружено отрицательное влияние этих вод для гашения на экосферу. Результаты исследований дают возможность сделать заключение о том, что даже в случае катастрофы нежелаемое загрязнение водо¬емов не представляет опасности.

Функция механико-биологической очистительной установки не нарушается из-за веществ, входящих в состав воды для гашения, и растворенный органический углерод в достаточной степени удаляется.

Установка по удержанию воды для гашения на предприятиях, изготавливающих или складирующих пенопласт из стиропора, не требуется.

Если пожарная команда в целях гашения примешивает к воде вспениватель, то подобная вода для гашения может отводиться в канализацию только после договоренности с персоналом очистительной установки.

Заключение

Подводя итог, можно констатировать, что при пожарах на предприятиях, производящих пенопласт из стиропора, следует рассчитывать на эмиссии продуктов сгорания и тления, острая токсичность при вдыхании которых ни в коем случае не может расцениваться выше, чем на предприятиях, перерабатывающих древесные материалы.

Образующиеся при горении пенопластов из стиропора продукты не представляют опасности для окружающей среды.

Указание

Дальнейшие характеристики, с учетом национальных предписаний, содержатся для

Великобритании: BS 6203: 1982: British Standard Guide to Fire characteristics and fire performance of expanded polystyrene (EPS) used in building applications.

Испании:

Informacion Tecnica 0/1-130 s: Comportamiento ignifugo de los materiales expandidos de Styropor.

Соединенных Штатов Америки: E-8 building Code and Specifica¬tion Compliance (Styropor BF).

Важное замечание

Приводимые в настоящей Технической информации сведения базируются на знаниях и опыте, которыми мы располагаем в настоящее время. В связи со значительным количеством факторов, могущих оказывать влияние на процессы переработки и использования наших продуктов, эти сведения не освобождают пользователя от проведения собственных испытаний и контроля. Данные настоящей брошюры не могут рассматриваться как обязательная в правовом смысле гарантия определенных свойств продукта или его пригодности для определенных случаев применения. Получатель нашей продукции обязан под собственную ответственность соблюдать существующие зашитные права, а также действующие законы и предписания.

БАСФ Акциентгезелльшафт г. Людвигсхафен, Германия

BASF

<< Назад