Классы горючести материалов: классификация по пожарной опасности

17.08.2020

Горючесть — это важное свойство разнообразных веществ и материалов, которое показывает их склонность к горению, как слабому (тление), так и сильному (самовозгорание). Знание классификации горючести требуется для множества промышленных и хозяйственных отраслей, но, пожалуй, наиболее важное значение эти показатели имеют в строительстве. О горючести различных веществ и материалов поговорим в нашей статье.

Вещества и материалы

Практически всем веществам и материалам, особенно — используемым в строительстве (отделочным, теплоизоляционным и т. д.), присвоена своя группа горючести, при определении которой в обязательном порядке учитывается агрегатное состояние вещества.

Твердые в т.ч. пыли

Твердые вещества составляют большую часть материалов, используемых в строительстве. Стандартно они подразделяются на:

• негорючие / абсолютно негорючие;
• трудносгораемые;
• горючие.

Негорючие вещества не способны самостоятельно воспламеняться или гореть на воздухе, однако, это не значит, что они полностью безопасны с точки зрения пожара. Такие вещества вполне могут стать пожароопасными при определенных взаимодействиях с окислителями, друг с другом и даже с водой.

Трудносгораемые вещества — это те предметы и материалы, которые можно поджечь в обычных условиях и они будут гореть до тех пор, пока источник возгорания (огня) не будет убран или ликвидирован, после чего их горение прекращается.

Вещества, относимые к горючим, могут даже самовоспламеняться при возникновении определенных условий, также они горят при наличии источника огня и продолжают гореть с разной степенью интенсивности, в том числе и после ликвидации такого источника.

Важно! Пыль — это твердые вещества, которые подверглись диспергированию (то есть были механически разрушены либо мелко/тонко измельчены до состояния порошков, суспензий, эмульсий), с размером частиц менее 850 мкм.

Газы

Горючесть газов определяется показателем, именуемым «концентрационный предел» — предельная концентрация конкретного газа в смеси с воздухом (или иным окислителем), при которой возникшее пламя распространяется от точки своего возникновения (возгорания) на какое бы то ни было расстояние (от нескольких сантиметров до более значительных показателей).

Негорючими именуют газы, которые не могут воспламеняться самостоятельно и у которых отсутствует концентрационный предел.

Самыми опасными считаются газы (либо их испарения), для возгорания которых достаточно одной небольшой искры, например, газ, подаваемый в жилые дома для обеспечения работы газовых плит.

Жидкости

Горючесть жидкостей определяется температурой их воспламенения и способностью поддерживать горение в отсутствии источника возгорания.

Негорючими считаются жидкости, которые в обычных условиях при нормальной воздушной атмосфере не способны к возгоранию.

Наиболее опасными считаются легковоспламеняющиеся жидкости, вспыхивающие даже при обычной летней температуре в 25°С-28°С, такие как эфир, ацетон и т. п.

Легковоспламеняющимися считаются жидкости, загорающиеся при температуре около 61°С-66°С, к этой группе относят широко известный керосин или горячо любимый хозяйственными мужчинами малотоксичный уайт-спирит (White spirit).

Классификация

Интенсивности процесса горения и условий его протекания определяют вероятность усиления пожара, возникновения взрыва. Исход происшествия зависит от совокупности свойств исходного сырья.

Общее деление

Согласно общегосударственному стандарту пожарной и взрывной опасности, вещества и разнообразные материалы из них делятся на следующие группы:

• абсолютно негорючие;
• трудно сгораемые;
• горючие.

Негорючие вещества не могут гореть на воздухе, что не исключает взаимодействие с окислителями, друг с другом, водой. Следовательно, некоторые представители группы в определенных условиях представляют пожароопасность.

К трудно сгораемым относятся соединения, которые горят при поджигании на воздухе. Как только источник огня ликвидируется, горение прекращается.

Горючие вещества в определенных условиях загораются сами или в присутствии источника огня, продолжают интенсивно гореть.

Классификация по горючесть строительного сырья и продукции, рассмотрена в отдельном обновленном стандарте. Строительные общегосударственные нормы учитывают категории всех видов изделий, используемых в работе.

Согласно этой классификации негорючие стройматериалы (НГ) подразделяются на две группы в зависимости от режима испытаний и значений показателей, полученных при этом.

В 1 группу входит продукция, при исследовании которой температура внутри печи увеличивается не больше, чем на 50 ℃. Уменьшение массы образца не превышает 50 %. Пламя не горит вообще, а выделяющаяся теплота не превышает 2,0 МДж/кг.

Во 2 группу НГ входят материалы с такими же показателями увеличения температуры внутри печи и потери массы. Отличие в том, что пламя горит до 20 секунд, теплота сгорания не должна быть больше 3,0 МДж/кг.

Классы горючести

Горючие материалы исследуют по аналогичным критериям, подразделяют на 4 группы или класса, которые обозначают буквой Г и цифрой, находящейся рядом с ней. Для классификации учитывают значения следующих показателей:

• температура газов, выделяющихся с дымом;
• степень уменьшения размеров;
• величина уменьшения веса;
• время сохранения пламени без источника горения.

К Г1 относится группа материалов с температурой дыма, не превышающей 135 ℃. Потеря длины укладывается в 65 %, веса – 20 %. Само по себе пламя не горит. Такая строительная продукция называется самозатухающей.

В Г2 входит группа материалов с температурой дыма, не превышающей 235 ℃. Потеря длины укладывается в 85 %, массы – 50 %. Самостоятельное горение продолжается не более 30 секунд.

К Г3 относится материалы, у которых температура дыма не превышает 450 ℃. Потеря длины составляет более 85 %, веса – до половины. Само по себе пламя горит не более 300 секунд.

В группу горючести Г4 вошли материалы, у которых температура дыма превышает 450 °С. Потеря длины превышает 85 %, массы – более 50 %. Самостоятельное горение продолжается более 300 секунд.

Допустимо использовать следующие приставки в названии каждой группы горючести в порядке увеличения цифрового индекса:

• слабо;
• умеренно;
• нормально;
• сильногорючие материалы.

Приведенные показатели горючести наряду с некоторыми другими характеристиками обязательно учитывают при разработке проектной документации, составлении смет.

Большое значение также имеет способность образовывать дым, токсичность продуктов горения, скорость возможного распространения огня, вероятность быстрого воспламенения.

Классификация строительных материалов по горючести

Горение — это совокупность физических процессов, таких как плавление, испарение, ионизация, которые протекают одновременно, и химических реакций, связанных с окислением горючих веществ и материалов. Поэтому каждое вещество и материал, используемые в строительстве, обязательно проходят исследования, проводимые сертифицированными организациями, для определения класса их горючести.

НГ – негорючие

К негорючим материалам относят те, которые не способны самовоспламеняться при обычных условиях на воздухе. Однако, как уже указывалось выше, они вполне могут загореться или поддерживать огонь при взаимодействии с другими материалами и соединениями.

При этом негорючие вещества делятся на 2 группы:

• НГ1 — совершенно негорючие, которые при проведении испытаний не горели, снизили массу не более, чем на 50% и выделяли теплоту в пределах 2.0 Мдж/кг;
• НГ2 — практически негорючие, которые при проведении испытаний показали слабое кратковременное горение (до 20 сек), а показатель теплоты сгорания не превысил 3.0 Мдж/кг.

Важно! К материалам и веществам с классификацией НГ (полностью негорючие) не применяются характеристики и нормы пожарной безопасности.

Г1 – слабогорючие

Такие материалы прекращают горение сразу же после исключения источника пламени, сами по себе не горят, а при проведении испытаний теряют не более 65% своей первоначальной длины и не более 20% первоначальной массы, при этом температура возникающего дыма не превышает 135°С.

Строительная продукция с такими характеристиками именуется самозатухающей.

Г2 – умеренногорючие

Умеренно горючие вещества и материалы после исключения источника возгорания продолжают самостоятельно гореть в течение 1-30 сек, при этом нагревают дым до достаточно опасной температуры в 235°С. Также такие материалы демонстрируют более существенную потерю длины (до 85%) и массы (до 50%).

Г3 – нормальногорючие

Потеря длины и массы материалов из данной группы соответствует значениям, установленным для Г2, то есть до 85% длины и до половины массы. Однако, материалы, отнесенные к данной группе, продолжают горение в течение нескольких минут (от 30 сек до 300 сек) и нагревают дым до температуры в 450°С.

Г4 – сильногорючие

Материалы, способные гореть самостоятельно более 300 секунд, нагревая дым до температур, превышающих 450°С, и теряя в длине более 85% и в массе более 50%.

Важно! Стоит иметь в виду, что к горючим твердым веществам, помимо древесины и пластмассы, относят также сухие траву и листья, ткани (натуральные и синтетические), кожу, резину, горные породы (торф, уголь), металлы и элементы (натрий, алюминий, фосфор, кремний и т. п.)

Самовоспламеняющиеся материалы

К самым известным веществам, способным к самовозгоранию и поэтому обладающим повышенной пожарной опасностью, относятся:

• бурый уголь;
• торф;
• древесные опилки;
• минеральное масло;
• белый фосфор;
• эфир;
• скипидар.

Эти вещества могут самостоятельно загореться, всего лишь контактируя с воздухом. Некоторые из них, как, например, бурый уголь и белый фосфор, вспыхивают при нормальной температуре, другим требуется нагрев окружающей среды для запуска реакции. В соответствии с ГОСТ 12.1.011-78 о классификации взрывоопасных смесей, все подобные элементы делятся на группы по температуре самовоспламенения. Группа Т6 присвоена веществам с наименьшей температурой самовозгорания в пределах 85 ℃, Т1 — с наибольшей, свыше 450 °.

Некоторые вещества загораются при контакте не с атмосферным воздухом, а, например (и как это ни странно) с водой. К ним относятся натрий, гидриды кальция и магния, смесь йода и цинка.

Другие группы веществ могут вспыхивать при контакте с сильными кислотами, например с азотной.

Самовозгорание не всегда сопровождается пламенем. В частности, торф или опилки, контактируя с атмосферой, могут медленно тлеть, образовывая большое количество дыма, но почти не выделяя пламени.

Подтверждение класса

Подтверждение класса горючести осуществляется как в лабораторных условиях, так и на открытой местности с применением специального оборудования. При этом применяются стандартные методики, различные для негорючих и горючих строительных материалов.

В случае, когда проверяемая продукция состоит из нескольких различных материалов (или слоев), на горючесть в обязательном порядке проверяется каждый входящий в нее материал (слой), при этом конечный результат — присвоенный продукту в целом класс горючести — будет равен наиболее высокому классу из всех, присвоенных отдельным составным частям продукции.

При лабораторной проверке предъявляются особые требования к помещению — в нем должна поддерживаться комнатная температура и нормальная влажность, должны отсутствовать сквозняки и излишне яркий естественный или искусственный свет, мешающий снимать показания с дисплеев. Применяемый прибор должен быть откалиброван, проверен и предварительно прогрет.

На первом этапе образец измеряют, выдерживают в комнатной температуре не менее 2-3 дней, затем закрепляют в специальной полости печи и мгновенно (допускается задержка до 5 сек) включают регистраторы.

Затем печь включают и образец нагревают. Нагрев прекращают в тот момент, когда зарегистрированное в течение 10 минут изменение температуры составляет менее 2°С — это считается «достижением баланса температур».

Затем образец вынимают из печи, охлаждают в специальном устройства (эксикатор), после чего проводят процедуры взвешивания и измерения.

Метод проверки горючести

Все строительные материалы, независимо от их многослойности и сферы применения, исследуют на горючесть с применением единого сложного и трудоемкого метода, каждый этап которого подлежит обязательной точной фиксации и проводится исключительно организациями, имеющими разрешение на проведение таких исследований.

Важно! На территории Российской Федерации огневые испытания уполномочены проводить лишь некоторые организации, в том числе: МЧС России, НИИ «Опытное», АНО «Пожаудит», НИИ им.Кучеренко и ряд других.

Этапы проверки горючести:

1. Подготовительный — здесь готовят 12 совершенно идентичных образцов проверяемого материала, толщина которого должна соответствовать реальным значениям, при которых материал будет эксплуатироваться. При проверке многослойных материалов — образцы берут из каждого слоя.
2. Выдержка — подготовленные образцы выдерживаются в комнатно-тепличных условиях (соответствующая температура и влажность при отсутствии сквозняков) не менее 72 часов, при этом образцы регулярно взвешиваются. При достижении постоянной массы в течение 2-3 проводимых подряд взвешиваний, дальнейшие взвешивания прекращаются.
3. Проверка — в заранее откалиброванную, проверенную и подогретую камеру сжигания, оснащенную системами подачи воздуха и отвода выделяющихся газов, поочередно помещают каждый из 12 образцов и выдерживают там в течение определенного времени.
4. Замеры — после окончании этапа проверки образец извлекают из камеры, проводят измерения, фиксируют потерю массы, температуру (и скорость ее падения), количество выделяющихся газов и время горения без источника огня.
5. Заключение — на финальной стадии анализируются замеры, проведенные по всем 12 образцам, при этом — как правило — исключаются крайние показатели (лучший и худший), после чего материалу или продукту присваивается определенный класс горючести.

Общие характеристики

Какие горючие вещества являются таковыми и почему? Есть несколько определенных характеристик, обладая которыми, жидкость, пыль, газы и прочие субстанции могут быть отнесены к горючим.

К примеру, градус вспышки – это величина, характеризующая нижний предел температуры, при достижении которого жидкость будет образовывать легковоспламеняющиеся пары. Однако здесь нужно отметить, что наличие источника огня вблизи такой паровоздушной смеси вызовет лишь ее сгорание, без устойчивого эффекта горения самой жидкости.

Если ранее говорилось о нижнем концентрационном пределе, то есть еще и верхний. НКПВ или же ВКПВ – это, соответственно, величины, при достижении которых, может произойти воспламенение или же взрыв жидкости, пыли, газов и т. д. Все виды горючих веществ обладают данными пределами

Однако тут важно отметить, что если концентрация будет ниже или, наоборот, выше указанных пределов, то ничего не произойдет даже при наличии источника открытого огня в непосредственной близости от вещества

Применение в строительстве

Каждый материал и вещество, используемое в строительстве, в обязательном порядке должно иметь группу горючести, которая подтверждается специализированными сертификатами. Данное требование относится ко всем материалам: конструктивным, отделочным, кровельным, изолирующим, в том числе — имеющим различия в способе применения, назначении и вероятных нагрузках.

Требования к большинству используемых материалов определены законодательно, так, для каркасов строительных потолков допустимо использовать только материалы с классификационным признаком Г1 или НГ, а внешняя облицовка из горючих материалов запрещена для малопожарных и умереннопожарных зданий. При этом материалы группы Г4 также применяются в строительстве, но их использование требует соблюдения дополнительных противопожарных мер.

Важно! В любых строительных сооружениях недопустимо распространение скрытого горения! Это означает, что нельзя допускать сплошное использование горючих материалов, не разделенных перегородками из продукции с категорией НГ и Г1.

Также следует учесть, что рассматривать строительный материал нужно не в отдельности, а в сочетании с другими предметами и веществами, например: обои с классом НГ сами по себе не будут пожароопасными, однако, если их наклеить на стеновую панель, имеющую высокую степень горючести, то и обои НГ станут вполне «горючим» материалом.

Итоги

Класс горючести — важный показатель, который следует учитывать, особенно, если строительство или ремонт проводится самостоятельно без привлечения надежных фирм, специализирующихся на подобных работах и обладающих необходимыми навыками и знаниями, касающимися горючести материалов и их сочетаемости. Однако, нет ничего невозможного! Главное — не бояться задавать вопросы квалифицированным продавцам строительных материалов и выбирать продукцию надежных и проверенных производителей, которые строго следуют ГОСТам и Стандартам и не допускают ошибок и тем более — обмана при маркировке выпускаемых строительных товаров.