24
Nikola Kleut 1 NOVA ISPITIVANJA GRAĐEVINSKIH MATERIJALA NA DEJSTVO POŽARA U EU I KLASIFIKACIJA – RAZUMEVANJE ZAHTEVA TIH EN STANDARDA Rezime: Na našem tržištu su već mnogi građevinski materijali (obložne ploče za zidove, za sendvič zidove, podne obloge dr.) koji su označeni po EUROCLASS klasifikaciji i novim EN standardima. Naši graditelji su praktično neupućeni u ovu novu regulativu koja je u manjoj meri kroz SRPS EN standarde već usvojena. Ovim radom arhitekte se upoznaju sa novim ispitivanjima brzine gorenja, širenja vatre i produkcijom dima odgovarajućih uzoraka (posebno SBI testom) kako bi razumeli zašto postoje klasifikacije, zahtevi za primenu i neke zabrane u primeni – napr. zašto neka ploča može da se primeni kad je u horizontalnom položaju a ne može za zidnu oblogu. Summary: New methods in EU on reaction to fire tests of building materials and the their classification – understanding the requirements of those EN standards Many building materials (cover plates for walls, sandwich walls and floor covers) labelled according to EUROCLASS classification and the new EN standards are already present on our market. Our builders are practically ignorant of these new regulations which have already been partly accepted through SRPS EN standards. Through this paper the architects are being introduced to the new ways to test the speed of burning, fire spreading and smoke production by specific samples (especially by SBI testing) in order for them to understand the necessity of certain 1 Nikola Kleut, meil [email protected]

Kleut Za Savet Arh

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Kleut Za Savet Arh

Nikola Kleut1

NOVA ISPITIVANJA GRAĐEVINSKIH MATERIJALA NA DEJSTVO POŽARA U EU I KLASIFIKACIJA – RAZUMEVANJE ZAHTEVA TIH EN STANDARDA

Rezime:

Na našem tržištu su već mnogi građevinski materijali (obložne ploče za zidove, za sendvič zidove, podne obloge dr.) koji su označeni po EUROCLASS klasifikaciji i no-vim EN standardima. Naši graditelji su praktično neupućeni u ovu novu regulativu koja je u manjoj meri kroz SRPS EN standarde već usvojena. Ovim radom arhitekte se upoznaju sa novim ispitivanjima brzine gorenja, širenja vatre i produkcijom dima odgovarajućih uzoraka (posebno SBI testom) kako bi razumeli zašto postoje klasifika-cije, zahtevi za primenu i neke zabrane u primeni – napr. zašto neka ploča može da se primeni kad je u horizontalnom položaju a ne može za zidnu oblogu.

Summary:

New methods in EU on reaction to fire tests of building materials and the their classification – understanding the requirements of those EN standards

Many building materials (cover plates for walls, sandwich walls and floor covers) labelled according to EUROCLASS classification and the new EN standards are already present on our market. Our builders are practically ignorant of these new regulations which have already been partly accepted through SRPS EN standards. Through this paper the architects are being introduced to the new ways to test the speed of burning, fire spreading and smoke production by specific samples (especially by SBI testing) in order for them to understand the necessity of certain classifications, application de-mands and restrictions - i.e why some plate can be applied in a horizontal layout but cannot be used as a wall cover.

Ključne reči: EUROCLASS, klasifikacija građevinskih materijala, ispitivanje na požar, standardi

Key words: EUROCLASS, classification of building materials, fire testing, standards

Uvod

1 Nikola Kleut, meil [email protected]

Page 2: Kleut Za Savet Arh

U protekle tri decenije cela oblast požarne bezbednosti razvijala se eksponencijalno, a da bi postala jaka disciplina pobrinuli su se istraživači u laboratorijama koji su počeli da koriste onu složenu opremu koja je mogla da automatski daje i one požarne performanse koje su se ranije teško određivale – promena masene brzine gorenja, promena toplotne snage, produkcije dima, kvaliteta podukata gorenja itd. Iz tih istraživanja razvili su se krajem veka usaglašeni testovi a iz njih evropski sistem klasifikacije požarnih performansi za građevinske proizvode - EUROCLASS. Ovde se daje kratak osvrt i to na jedan njegov deo – onaj o klasifikaciji negorivih i gorivih materijala i daljoj klasifikaciji gorivih i to onih namenjenih za oblaganje zidova i izvođenje obično sendvič zidova.

U poslednjih godinu-dve usvojili smo dvadesetak EN standarda iz oblasti ispitivanja (i naravno primene) građevinskih materijala. U narednih godinu-dve usvojićemo još naj-manje 20 – 30 i to onih važnijih, a to će biti nove stotine strana (na engleskom!) obaveznih (!) standarda; obaveznih zato što je većina u EU obavezna jer su pod direktivom iz Brisela – Direktive o građevinskim /konstrukcionim/ proizvodima, Construction Products Directive (89/106/EEC) a pod njenim čl. 20. koji je poslužio da se donese Odluka Komisije – Co-mmission Decesion 94/611/EC. Direktiva sadrži 6 važnih zahteva koji se odnose na završne radove u građevinarstvu. Jedan od tih je bezbednost od požara, a koji se odnosi na jedin-stvenu klasifikaciju požarnih svojstava, harmonizovane metode ispitivanja i dekleracija usaglašenosti.

U Srbiji je bilo više požara u diskotekama i sl. javnim objektima gde se konstatovalo da je bilo loših materijala na zidovima i dolazilo do smrtnih ishoda više ljudi i nismo pre-duzeli ništa da propišemo izgradnju i adaptaciju takvih objekata. Neznanje nečega što će koliko sutra biti propisano kao obavezno, neće nikog odgovornog (projektanta, inženjera nadzora) osloboditi odgovornosti, posebno ako bude mrtvih. Praktično je cenuti da će i u Srbiji ovi standardi imati karakter obavezujućih iako to pravno nije jasno napisano.

EUROCLASS - osnovna podela materijala

EUROCLASS sistem obuhvata više standardizovanih ispitivanja i klasifikaciju:

1. Ispitivanje negorivosti EN ISO 1182

2. Ispitivanje gornje toplotne moći EN ISO 1716

3. SBI test EN 13823

4. Test zapaljivosti EN ISO 11925 -2

5. Ispitivanje na radijacionom panelu EN ISO 9239 -1

Iz ovih ispitivanje sledi podela na klase i kriterijumi. Za ploče koje učestvuju u grad-nji zidova primenjuju se testovi od 1 do 4. Za podne materijale koriste se testovi 1,2,3 i 5.

Najvažnije je bilo utvrditi da li neki materijal gori ili ne. To izgleda na prvi pogled prosto, ali s obzirom na veliki izbor materijala i tipove gorenja (posebno u pogledu žarenja, "sublimacionog" gorenja i sl.), pokazuje se da to i nije tako lako. Zato je pre više decenija razvijen test negorivosti i on se sa razvojem oblasti isputivanja materijala i potreba ažurira. U Srbiji predhodnih godina je korišćen SRPS ISO 1182 :1997. On je zasnovan da ideji da je negoriv onaj materijal koji "ne doprinosi" razvoju požara kad se nalazi u uslovima poža-ra; temperatura male električne peći se ustali na oko 835 oC, po najnovijoj verziji, /po JUS U.J1.040 kao i ranijem ISO bilo je 750 oC / pre nego što se u nju spusti uzorak u obliku valjka, prečnika 4.5 cm, visine 5 cm, dakle volumena 80 cm3. Vreme držanja uzorka i peći (30 min) takođe je odabrano iz iskustva ... s obzirom da nekim materijalima treba više a ne-

Page 3: Kleut Za Savet Arh

kima manje vremena da se propale (počnu da gore plamenom koji traje duže od 20 s), ili užare, a pri tome podignu temperaturu peći za više od 50 oC. Postoji još jedan na prvi po-gled neobičan kriterijum – da uzorak ne izgubi više od 50 % mase. Ovo baš nije bilo dobro odmereno (mnogo je 50 %), ali je ideja bila u tome što se i u ono vreme konstatovalo da postoje materijali koji ne proreaguju plamenom, ne razvijaju pri tome dovoljno toplote da podignu temperaturu preko zadate vrednosti ali ipak izgube mnogo mase i zato ne bi trebalo da uđu u klasu negorivih. To je ono što sam nazvao sublimaciono gorenje – napr. penastog polistirena (stiropora, koji kad je izložen plamenu gori kao da "nestaje", u vidu gasova). Tako se došlo do podele građevinskih, enterijerskih i dr. materijala na negorive - A, i gorive (koji ne prolaze test) - klase B.

ISO je kasnije, 2002. ažurirao standard 1182; usvojio ga iste godine i CEN a nedavno 2008. je kao takav i usvojen kod nas (samo preveden naziv) - SRPS EN ISO 1182 Ispi-tivanje reakcije na požar građevinskih proizvoda – Ispitivanje negorivosti. Novo je što je i u ISO EN uvažena podela na A1 i na A2 pri čemu se za A1 traži da nema plamenog gorenja a za klasu A2 ostaje ono manje od 20 s; dopušteni porast temperature za A1 je do 30 oC a za A2 ostaje 50 oC. Novost je što se posebno ističu materijali za podove i njihova klasifikacija je ima znatno preklapanje sa onom za zidove, ali ima indeks fl, kao napr. u oznaci A2fl .

Bilo je godinama kritika da je ovaj test za mnoge materijale nepovoljan. To se najvi-še odnosilo na sam uzorak; valjak od 5 cm za mnoge proizvođače nehomogenih materijala u vidu ploče izgleda da nije pogodan. Tu se javlja čest problem – kako uzimati (isecati iz ploče ili dr. forme) uzorak; za tanje forme pravi se paketić koji se vezuje žicom a kod mnogih elastičnih materijla pri tome su moguće značajne varijacije (nabijenost napr. mi-neralne vune, može da ima znatnu ulogu na gorenje pa i na klasifikaciju).

Iz tih razloga mnogi koriste druge ˝testove˝ da dokažu dobre osobine njihovih sen-dviča i "zamagljuju" (sklanjaju) izveštaje ispitivanja koje su obavili po navedenom stan-dardu. U komercijanom nastupanju koriste obično gasne gorionike (za lemljenje i sl.) snage reda veličine 1 kW kojima deluju na element u vidu panela (ploče dimenzija 0.5 0.5 m) i to "centralno" a na suprotnoj strani mere temperaturu ili čak drže dlan na predmetu da "do-kažu" kako se još nije progrejao. Ovo deluje smisleno (ukazuje da je sendvič dobar ter-moizolator), ali je nekorektno (zasniva se na jednom davno prevaziđenom standardu).

Oni koji bolje poznaju problem modelovanja mogu kritikovati samu primenu elek-tričnog grejača (dakle nema vatre koja deluje na uzorak!) umesto nekog gorionika. Realno ovo je mala slabost koja ide u stranu nešto kasnijeg propaljivanja ali skoro uvek je to u prvim minutima. Dužim držanjem uzorka, 30 min, u električnoj peći (ranije je bilo 20 min), jasno je da i oni novi kompoziti koji imaju i malo organskih materijala sad imaju manje iz-gleda da prođu test - da se pokaže da su negorivi pa se ustvari diferenciraju u A2 klasu.

Treba u standardu uočiti jednu zanimljivu mogućnost – da se neki uzorak zapali ali da se klasifikuje kao negoriv! To je jasno moguće ako plamen traje kraće od navedenog vremena (20 s). Takođe postoji i druga mogućnost - da se ne zapali (gori plamenom) pa da ipak bude svrstan u klasu gorivih! Zato je nužno da se upozna suština standarda i samo odatle proisteknu korektni termini. Prevodioci nauče govorni jezik - ali u ovoj struci to nije dovoljno i moguće su greške: zapaljivost odnosno nezapaljivost su nešto drugo, u odnosu na gorivost odnosno negorivost. Izgleda da nema greške reći da je nešto što je negorivo i nezapaljivo - a eto može da bude. Videćemo da je obratno – tvrditi da je ono što je nezapa-

Page 4: Kleut Za Savet Arh

ljivo i negorivo - još teža greška, koja može mnogo da košta2. Te terminološke slabosti našeg jezika (u ovom području nema bogat rečnik da razlikuje terminima te specifičnosti) – nisu nešto posebno; slično je i u drugim jezicima (pa i engleskog – koji je jezik konteksta).

U tehnici odavno postoje tehnologije da se i kod primarno homogenog materijala raznim postupcima poboljša spoljni sloj - koji je izložen nekom nepovoljnom dejstvu. To je naročito važno za elemente koji se trpe neko površinsko dejstvo napr. za elemente i kons-trukcije koji se taru, izložene nekoj iskri, malom ili većem plamenu u kraćem ili dužem vremenu. Još pre 2 milenijuma ljudi su znali za impregnaciju drveta rastvorom nekih soli kojima se drvo čini teže zapaljivim. Mnogo vekova se istraživači trude da dokažu da mogu da "naprave" drvo koje je negorivo. Postoje porozne vrste drveta i tehnologije unošenja tečnih stakala i sl. materija tako da je za neku ploču debljine i 40 mm moguće da po dubini negoriva komponenta potpuno prožme drvnu masu pa ipak se pokazuje da je i tada uzorak goriv. Slično važi i za prerađevine od drvene strugotine (medijapan i dr) pa je pre četvt veka JUS standardom, za proizvode na bazi drveta, definisano da su svi ti proizvodi gorivi.

Savremena tehnologija može mnogo više; razvijeni su mnogi postupci površinskog poboljšanja - u površinski sloj uneti toliko mnogo molekula nekog negorivog materijala, mineralnog porekla; naravno nanose se i prevlake napr. keramičke pa se postavlja pitanje "šta je to" (taj kompozit3) Odavno se vršilo emajliranje (gleđ, emajl je jedna vrsta stakla) i to običnih sudova koji su izloženi visokoj temperturi. Keramiziraju se delovi aviona i kos-mičkih letilica koji su izloženi vrlo viskom temperaturama spolja a sve te vrhunske tehno-lgije postepeno pojeftinjuju i mnoge nalaze primenu i u građevinarstvu. U novije vreme nije nedostižno da se naprave i čvrste keramičke pene sa glatkim površinskim slojem (kao kod hleba kod koga je jezgro penasto a korica punija i na samoj površini glatka). Moguće je da se takvim materijalima presvuče ili "obuče" neka građevinska konstrukcija.

Tu dolazi zanimljivo pitanje – ima li suštinske razlike između kompozita i kompozicije napr. samo dva raznorodna materijala napr. gips-kartonske ploče (kao kompozita, pri čemu treba imati u vidu da i u inače negorivom gipsu mogu postojati razna goriva punila ili ve-ziva – papirna pulpa, lepak i dr.) i gips ploče na koju će se nalepiti tapet. U prvom slučaju logično je da se ispituje gorivost uzorka gips-kartonske ploče ali u drugom obično se po-sebno ispituje ploča a tapet (papirni ili plastični se ustvari zna se da je goriv) se kao tanak u praksi zanemaruje. Postoji veliki broj sličnih mogućnosti da se u postupku izrade konstruk-cije formiraju kompozicije koje su bliske prefabrikovanim kompozitima. U terminološkom rečniku požarne bezbednosti ISO 13942 (nova verzija ISO je 2008 a SRPS ISO 13943: biće 2010. i to na srpskom) uvedeni su pojmovi kompozita i kompozicija.

Ova pitanja mogu da izgledaju kao nategnuta - za one koji ne znaju šta se sve radi, ima-ju u vidu klasične materijale, elemente i konstrukcije, pa i ne vide šta već postoji i kako se manipuliše. Tačno je da i standardi ispitivanja napr. kompozita i sl. građevinskih materijala

2 Svojevremeo (još pre 10 g.) sam objašnjavao direktorima stadiona u Beogradu "papire" koji su dobili od proizvođača, a i od prevodilaca u kojima je navedeno da su sedišta "negoriva" – upozo-ravao ih da ih obmanjuju: svako se mogao uveriti koliko je to tačno – gorelo je na hiljade i to za -paljnih tako slabim izvorom toplote kakva je gužva novina (snage ni 1 kW).3 Kompozitni materijali se koriste odavno – od kako su ljudi pravili blokove oblikovanih u kalupu od gline i slame ili drugih vlaknastih struktura i posle ih samo sušili. Kompozitni materijali su armirani beton, šper ploče, iverice, medijapani, razni plastični, gumeni, od čvrste smole itd. materijali ojačani armaturom od staklenih, plastičnih (napr. poliesterskih), grafitnih i drugih pletiva.

Page 5: Kleut Za Savet Arh

nisu dovoljni i da zato postoje i standardi i dokumenti koji rasvetljavaju razne ˝slučajeve˝ .

Da se malo upoznamo sa problemima klasifikacije i primene prostog materi jala a često i kompozita – kamenom/mineralnom vunom. Mnogi primenjuju kamenu ili mineralnu vunu i smatraju da je ona u svim varijantama negoriva. Međutim kod ranijih materijala (napr. vunizol) u ispitivanjima je primećeno se da se fenolna smola (koja se koristi kao vezivo relativno krtih vlakana) užari. Radilo se na tome da se smanji učešće smole, ili se koristi ne-ko neorgansko vezivo pa su neki uzorci prolazili kao negorivi. Razliku između onih mate-rijala koji se užare, proreaguju, i onih koji ostaju u tom smislu pasivni cenili su nemački istraživači još 80-tih i uveli dopunsku podelu negorivih na one pasivne, A1, i one koji ipak malo "učestvuju" ali ne preko zadatih kriterijuma, A2. Danas većina kamenih i mineralnih vuna i kompozita spada u klasu A2 - a neke i u gorive (dakle B). Postoje i jorgani i table lako presovan mineralne vune kaširani aluminijumskim limom (lepak je obično poliure-tanski) - koriste se za izradu izolacije ventilacionih kanala i oblaganje čeličnih nosača itd. To su kompoziti; ali ako na tvrdo presovanu tablu korisnik u izgradnji nalepi gips ploču do-bija kompoziciju (kompozit je ispitivan sa određenim lepkom i fabričkom tehnologijom lepljenja a na gradilištu to može biti drugačije i to dovoljno da se odrazi na klasifikaciju).

Novije analize dokazuju da ima smisla ispitivati i kompozite i kompozicije ako uče-šće onih komponenti kojih ima "neznatno malo" ali gorivih (obično veziva - lepila i sl. - kao poliuretanski lepak kojim se lepi lim na tablu mineralne vune ili nekog tvrdog "sun-đera") premašuje 1 % u volumenu jer to ima uticaja na klasifikaciju - A1 ili A2 - ali može da bude i da uzorak "padne" u klasu B. Ustvari pored istog preseka važno je kako su rešeni mnogi detalji a posebno mesta spajanja (˝šavovi˝).

Zanimljiva je konstatacija opreznosti u uvodu standarda o ispitivanju negorivosti da je moguće da se materijal u praksi neće ponašati kao uzorak. Za poznavaoce to je umesna primedba; nekog samo zbunjuje. Nije moguće kratko to dobro objasniti - ali suština je u tome što je teško reći šta je uopšte goriva materija. Aluminijumski lim je negoriv, istopiće se na oko 550 oC (što je za požar malo, u prostoriji 5-ti minut) ali tanki gužvani listići su gorivi pri normalnim uslovima, opiljci takođe, a prah u vazduhu može i da eksplodira.

Standard SRPS EN 1716 za ispitivanje toplotne moći (potencijala) je malo izmenjen, već u nazivu – utvrđuje se gornja toplotna moć – dakle ukupna energija gorenja. Novost je i da se toplotna moć može izražavati, pored MJ/kg i u MJ/m2 (što se može koristiti za "ba-zenske" požare, tj. listove, folije i sl.). Međutim ono što je mnogo važnije je što se toplotni potencijal vrednuje prilikom klasifikacije materijala.

Klasifikacija gorivih materijala – dosadašnja regulativa a ipak malo poznata

Postoje posebni problemi kod razmatranja gorenja gorivih jer je debljina uzorka i neke druge okolnosti od velikog uticaja. U tom smislu sve se teže može govoriti o uticaju samo materijala već i forme (blok, tanka ploča, folija, puna ili perforirana, rešetkasta i sl. struktura). Veliku ulogu na zapaljivost ima realna površina kontakta vazduha i predmeta pa se oni uzorci koji imaju čupkastu strukturu (dakle veliku realnu površinu kontakta, mnoge molekule na vrhovima rogljeva, iglica, koji su neuravnoteženi, nestabilni "lakše" (i brže) se pale i bolje gore. Još veći značaj na dalju klasifikaciju gorivih ima položaj uzorka u pro-storu – horizontalan, vertikalan i mnogo kosih.

Iz iskustva znamo da se cepkani štapići drveta ("čipsovi" i sl.) lako pale šibicom i brzo gore a komadić iste zapremine napr. kocke stranice 1 cm se ne pali. Zato se u ovom

Page 6: Kleut Za Savet Arh

razmatranju paralelno ima i vidu i materijal i forma elementa koji se koristi, tj. uzorka koji se iseca (obično je tako) iz tog elementa. Zato se mora obratiti pažnja na formu, posebno debljinu, nesimetričnost po preseku itd. Ako neki proizvođač proizvodi paletu ploča iverica u debljinama napr. 9, 12, 15, 20 mm i varijacijama strukture onda je broj uzoraka koji treba da ispita zaista veliki, pa je to ispitivanje relativno skupo.

Kako postoji velika potreba za prirodnim materijalima - koji su lako obradivi, obnov-ljivi (drvo i proizvodi na bazi drveta, razne ploče na bazi gipsa itd.) trebalo je smisliti neki test koji će odvojiti neke klase materijala koji bi još bili tolerantni - i za građevinarstvo i za enterijersko opremanje. Da bi detaljnije klasifikovali gorive materijale iskoristili smo pre desetak godina odgovarajući deo nemačkog DIN 4102 i usvojili (1992.) standard SRPS U.J1. 055. Ovaj standard ima složeniji koncept; u suštini obuhvata dva testa (TZ i TG) od kojih TZ u dve varijante (ivično i površinsko izlaganje plamenu) ali i niz drugih merenja (temperatura dimnih gasova, visina plamena, gubitak mase u % itd.) i mnoga zapažanja (kao što su vreme nastanka i trajanja paljenja, izgled uzorka posle ispitivanja, obojenja zad-nje strane uzorka, posebno kod "vatrootpornih zaštitnih sredstava za drvo i materijale na bazi drveta, ljuštenje, čvrstoća i čvrstoća kod brisanja", zapažanja o "kapanju i otpadanju gorivih delova uključujući i trajanje produženog gorenja na rešetkastom podu", zapažanja o razvoju dimnih gasova itd.

Tvorci tog standarda imali su velike ambicije i obuhvatili veliki broj problema ocene materijala, odnosno građevinskih elemenata od raznih materijala, i homogenih i neho-mogenih, ploča sa zaštitom od ekspandujućih premaza (zato pomenuto ono o "brisanju" jer se ima u vidu da i mlaz vode, pri gašenju, može da ukloni neke premaze koji su se pretvorili tokom požara u prhku "čvrstu" penu). S obzirom na kompleksnost problema standardu je nedostajao komentar tako da korisnici shvate šta je tu važno i zašto. Bilo je i u Evropi raz -nih zastranjivanja i zloupotreba4 pa je oko 2000-te doneto nekoliko dokumenata kojim se pokušalo uvođenje reda u to. U našem prevodu korišćen je termin teškozapaljivi gra-đevinski materijali i bilo bi korektnije da je prevedeno kao teškogorivi, kad se uzme u ob-zir šta se vrednuje. Za potrebe klasifikacije razdvojeno je posebnim standardima ispitivanje ˝teškogorivosti˝ (više se ne zove tako) i ispitivanje zapaljivosti.

Sl. 1. Dosadašnja klasifikacija građevinskih i enterijerskih materijala

Za ispitivanje teškogorivosti po DIN 4102 se koristi "šahtna peć" a uzorci su "sred-nje veličine" - izdužene ploče 190 1000 mm a kvadratni gorionik deluje na odozdo (u suštini ivično paljenje) na uzorke (ispituju se 4 odjednom) relativno jakim plamenom (go-rivo može biti metan ili smeša propana i butana – definisani su protoci pa tako posredno i snaga gorionika – naravno nije problem da se sračuna, ali je šteta što tvorci nisu i sračunali i napisali to "za korisnike koji nemaju vremena" koliko je to kW) tokom 10 min.

4 komercijalisti su koristili termine koji ništa ne znače – kao što je napr. fireproof – bukvalno pre-vedeno - dokazano (neko, kao dobro, ponašanje) na vatru. Takođe se dosta zloupotrebljavao efekat spontanog gašenja kad se mali plamen ugasi ili udalji od uzorka. Kako se u realnim slučajevima ne može garantovati da će plamen biti male snage a naravno još manje da će se građevinski elementi skloniti u vreme požara ovo je bila obmana naivnih ali je donela milijarde evra proizvođačima penastih izolacionih materijala.

A1A2

T. negor.T. teškogor.

B1

T. nor. zap.

B2lakozap.

B3norm. zap. teškogor. negorivi

Page 7: Kleut Za Savet Arh

Da bi se uzorak klasifikovao kao teškogoriv potrebno je da:

a) srednja vrednost preostalih dužina (nenagoreli deo) svakog uzorka iznosi naj-manje 15 cm a da pri tome nijedan uzorak nema prostalu dužinu 0 cm.

b) ni kod ogleda nije prekoračena srednja temperaura dimnih gasova 200 oC (meri se na određenom mestu komorne peći)

Postoje i dodatni uslovi a posebna zapažanja su

- najveća visina plamena (zaokruženo na 10 cm) za svaki uzorak, vreme njegovog nastajanja, trajanje i opis mogućih naknadnih tinjanja i dr.

Kao dužina ostatka definiše se deo uzorka koji nije nagoreo ili ugljenisan ni na povr-šini ni u unutrašnjosti. Obojenja, risevi i promene strukture kao što su izvlačenje, sinte-rovanje, pojave grguravosti u ivičnoj zoni, obrazovanje polikova i dr. se ne uzimamju u obzir kao kritični, ali se mogu opisati u izveštaju.

Ovaj test je (bio) pogodan za one predmete i konstrukcije koji su u vidu ploče i ko -riste se u vertikalnom položaju. Snaga gorionika je odabrana prema snazi gorionika za lem-ljenje, topljenje hidroizolacionih materijala na bazi bitumena i sl. Može se konstatovati da je test dobro odmeren i da ono što se meri i posmatra može da opiše ponašanje materijala koje je korisno za projektanta i korisnika (pa i da proceni koliko bi bila skupa sanacija posle lokalnog požara). Za ovo ispitivanje (s obzirom na relativno umerenu snagu plamenika i vreme izlaganja) je vrlo značajna dobit od štićenja primarnog uzorka (napr. iverice) koji se štiti nekim lazurnim ekspandujućim premazom.

Odavno se zna za mnoge prevlake koje se pokazuju dobro i na dejstvo visokih tem -peratura. Od premaza naročito su popularni oni ekspandujući5. Njihova "lepota" (posebno lazura) je u tome što može još da se vidi tekstura drveta a konstruktori cene i to što su laki. Ono što ih čini rizičnim je što požar nema obično takvu dinamiku da ih "naduva" kako bi to bilo optimalno pa se događa da se umesto ravnomerno dignutog "testa" dobiju klobuci i sl.

Ispitivanje teškogorivosti ima neke sličnosti sa ispitivanjem brzine širenja fronta požara. U novije vreme stručnjaci su razvili posebne testove za ispitivanje brzine fronta pla-mena i to za uzorke koji odgovaraju građevinskim elementima koji se ugrađuju vertikalno (kretanje fronta naviše i bočno) i za uzorke koji odgovaraju građevinskim elementima i enterijerskim elementima (podne pokrivke) koji se ugrađuju horizontalno. Jasno je da su to takođe bazni testovi i da su naročito značajni - posebno to ispitivanje brzine fronta gorenja na vertikalnom uzorku - za oblaganje zidova, razne pregrade, fasadne konstrukcije itd.

Treba se setiti da već odavno imamo standard koji utvrđuje brzinu fronta plamena za vertikani uzorak u bočnom, vodoravnom smeru (SRPS U.J1.060 : 1973). Smisao ovog standarda je bio da se utvrdi pogodnost nekih materijala za oblaganje zidova hodnika i sl. prostorija. Od njega nije bilo skoro nikakve koristi jer nije bio "dovršen" – nije dao ni po-godnu klasifikaciju u tom pogledu, pa se niko od pisaca propisa nije pozvao na njega i ugradio ga u neki propis tipa pravilnika.

5 Da se upoznate sa ekspandujućim premazima korisno je da imate u vidu da se koriste ustvari dva do tri materijala – prajmer ("podloga" za nanošenje na dobro pripreljenu podlogu –važno posebno za čelik, Al i plastiku, ali i za drvo), ekspandujući premaz koji se nanosi u više slojeva do potrebne debljine za neki nivo zaštite) i dekorativni sloj (boja). Ekspandujući sloj sadrži materije koje reaguju na 130 do 180 oC i to tako da se u prilično složenim reakcijama. koje su slične gorenju, oslobađa neki gas koji naduvava tu masu - kao što se kod testa koje se peče oslobađa CO2 i formira fino šupljikavu masu (bolje je ako je sa zatvorenim "porama"). visone napr. 0.8 mm do 30 mm.

Page 8: Kleut Za Savet Arh

U sve više propisa tipa pravilnika u svetu navodi se da je dozvoljena primena i teškogorivih materijala. Autor je tako predvideo njihovo korišćenje i u SRPS TP 21 : 2003. O tome je dosta pisano i u samoj preporuci a i u prilozima i komentaru u posebnoj knjizi, i naravno dve druge knjige koje su s tom u vezi. Nešto malo kasnije u USA je donet NFPA 5000 u kome se takođe predviđa u kojim i kakvim napr. javnim objektima je tolerantna primena i nekih teškogorivih /i sporogorivih i koji ne razvijaju više opasnih dimova/). Kako je pravilo da dogod važi neki propis (pravilnik ili standard, preporuka i sl.) koja u sebi ima pozivanje na neki stari standard on i dalje paralelno važi!6 Zato sam bar malo objašnjavao i standarde koji su u EU, a neki i kod nas, zamenjeni novijim ili će uskoro biti zamenjeni.

SBI test

U novije vreme vrlo je popularan u Evropi SBI (od Single Burning Item) test po stan-dardu EN 13823 : 2002. Ovaj test je razvijen za ispitivanje materijala, kompozita, kompozi-cija pa i sklopova, koji služe za oblaganje zidova, izvođenje pregrada, podeonih zidova (vrlo često u stanovima poslovnim i javnim objektima). Naravno važiće i kod nas – bez obzira na prijem Srbije u EU. Ovaj standard ima nekih veza sa ispitivanjem teškogorivosti u šahtnoj peći, ali donosi mnogo novog. Dimenzije ispitne (prostorije) su 3 3 2.4 m sa otvorom dimenzija 2150 1450 mm; komora ima dimenzije koje odgovaraju smeštaju kolica koja nose uzorke i negorivu podkonstrukciju (stranica je malo veća od 1.5 m), haubu sa sistemom za odimljavanje - kao dimnjača unutrašnjeg prečnika 315 mm koja uključuje mernu sekciju; za merenje se koriste dva termopara tipa K, merač diferencijalnog pritiska; na osnovu temperature i pritiska određuje se zapreminski protok gasa kroz sistem a tu se nalaze i paramagnetni analizator kiseonika, IC analizator CO, i dosta druge laboratorijske opreme. Namenska, "fina" oprema je vrlo specifična i praktično je proizvod jedne britanske firme (Fire Testing Technology) koje se specijalizovala za ovu oblast.

Sl. 2. Prostorija, komora, kolica sa podkonstrukcijom i gorionikom; gasni analizator,

oprema za podešavanje toplotne snage gorionika, senzori, računar za akviziciju podataka

Ispituju se odjednom po dva uzorka postavljena u odgovarajuće nosače i naslonjena na zidove ispitne komore pod pravim uglom7; dimenzije uzoraka su 0.5 1.5 m (za "kratke" zidove - odgovara šahtovima) ili 1 1.5 m (za duže zidove - "krila"). Uzorci su i znatno širi i viši a meri se i zapaža donekle slično pomenutom DIN standardu. Glavni

6 Iz ovog stava državnog organa proizilazi još veća potreba da se osnovni (sistemski) pravilnici (o visokim objektima, skladištima itd.) i standardi (napr. SPRP U.J1.240) osveže, ažuriraju7 Ispitivanje razvoja požara u uglu ide u stranu sigurnosti jer je poznato iz teorije požara da je dina -mika požara u uglu "brža" nego u središnjem delu prostorije – zbog refleksije toplote od zidova i dr.

Page 9: Kleut Za Savet Arh

gorionik je snage 30 kW sa peščanim izlazom gasova8 (da se dobije željeni difuzioni plamen) a ukupno trajanje testa je 25 min. U tih 25 min postoje dve pripremne faze: u prvoj od 2 min startuje se i kalibriše merna oprema "na hladno"; u narednih 3 min radi "pomoćni" gorionik (ne deluje na uzorke) - da se kalibriše termička merna oprema; dakle tek posle 5-tog min se pali gorionik i mere sve potrebne veličine.

Ispituje se: toplotna snaga požara, odnosno doprinos materijala tome, proizvedena to-plota, produkcija dima; širenje plamena i efekti gorenja napr. otpadanje delova ili kapanje i dr. se konstatuje vizuelno ili utvrđuje nekim drugim merenjem. Plamen iz gorionika daje toplotni fluks oko 40 kW/m2 a na površinu oko 300 cm2. Ispitivanje na takvu vatru traje 20 minuta, ali se većina podataka utvrđuje za ranu fazu – prvih 6 min. Produkti gorenja se usmeravaju u dimnjaču gde se meri toplotna snaga požara i produkcija dima.

Tokom ispitivanja meri se toplotna snaga požara (HRR – heat release rate = m ̇Hc – gde je m ̇ - masena brzina gorenja; Hc – toplotna moć gorivog materijala); nekad se m ̇ - pose-bno za homogene materijale merila preciznim merenjem tokom vremena na vagi a sad se utvrđuje automatskim merenjem potrošnje kiseonika. Ovo posredno merenje zasniva se na ranije utvrđenom odnosu – koliko 1 g kiseonika može da sa određnom gorivom materijom oslobodi energije. Produkcija dimnih gasova (SPR) se meri posredno merenjem prigušenja svetlosti na mernom mestu u dimnjači. Intervali uzimanja podataka (akvizicija) sada mogu biti mali i na osnovu tih nizova merenja se automatski iscrtavaju grafici. Padanje kapljica i odlomaka se konstatuje vizuelno tokom prvih 600 s. Lateralno (bočno) širenje fronta go-renja površine šireg (krila) uzorka se konstatuje vizelno.

Ovaj test simulira požar korpe za otpatke i sl. gorivih paketa koji se obično smeštaju u ugao sobe a primenjuje se za ispitivanje ne samo građevinskih elemenata (ploča) nego i prodora požara kod izolacije cevi i kablova! Kao i druge novije testove i njega je smislila i usaglasila grupa stručnjaka - Evropskih regulatora požarne bezbednosti – European fire regulators. Ovo telo čine eksperti iz zemalja EU. Švedsku napr. zastupa jedan ekspert iz svetski poznatog SP centra iz Borosa. Za "indikativni " test ispituje se samo jedan komplet od dva uzorka a za "kompletan" test se izvode tri serije ispitivanja sa po 5 užih i širih krila. Montaža, kačenje i sl. se izvodi kao u realnim konstrukcijama.

Test metod je donekle usaglašen sa i poznatim SPRP ISO 9705 a može se kombinovati sa ISO 5660 kojim se ispitivanje vrši konusnim kalorimetrom9. Jasno je da test spada u one novije inženjerske testove (koje EU forsira radi prestiža u odnosu na ostale razvijene regi-one sveta, isticanje svojih normi, zaštita svog tržišta i time objekata i ljudi od loše, opasne robe) u kojima se kompleksnije ispituju uzorci i dobija odjednom više performansi.

Osnovne performanse požara i ovih modelskih simulcija se odavno dobijaju iz tri grafika dinamike požara – promene masene brzine gorenja, m ̇, kg/s; promene toplotne snage požara, Q, W; promene produkcije dima, m ̇s kg/s koja se odražava i na optičku gustinu dima (a time i indeks zadimljenosti tj. i na vidljivost). U SBI testu se promena masene brzine gorenja ustvari "zaobilazi" i daje promena kompleksnije veličine – toplotne snage požara. Svi ovi grafici imaju u periodu rasta požara neki gradijent koji opisuje tangenta na krivu u datoj tački. Poznato je da kad je tangenta, t, krive promene toplotne

8 o ovakvim gorionicima i drugoj opremi može se videti dovoljno u našem standardu SRPS ISO 97059 Ovaj standard je popularan u svetu (posebno u USA), relativno prost ali omogućava ispitivanje više važnih performansi (posebno dinamiku gorenja, produkciju dima) i to za vertikalne i horizontalne uzorke. Često se vrše uporedna ispitivanja jer se i po njemu utvrđuju FIGRA, SMOGRA itd.

Page 10: Kleut Za Savet Arh

snage većeg ugla nagiba (α) imamo naglo ubrzavanje gorenja (obično veća površina koja se progrevala "plane". Kako je za mnoge probleme dovoljno razmatrati dinamiku gorenja u prvih 20 min (napr. do kraja očekivane evakuacije) u standardu je usvojeno da je to vreme izlaganja vatri.

Sl.3. Posle požara u lokalima, N. Beograd; česta dinamika požara (paraboličan razvoj na početku)

Iz testa u kojem se kontinualno "snimaju" veličine tokom još simulacije požara se obra-đuju podaci i prikazuju kao:

LFS – bočno širenje plamena; FDP – pojava otpadaka, kapljica i sl. FIGRA – [W/s] - indeks porasta požara; Vrednost FIGRA (Fire Growth Rate Index) se određuje iz izraza

gde je HRRav – kW, prosečna vrednost toplotne snage;

THR600s [MJ], ukupna razvijena toplota za 600 s (vrednost se dobija integraljenjem)

SMOGRA [m2/s] – indeks porasta dima (indeks zadimljenosti); Vrednost SMOGRA (Smoke Growth Rate Index) se određuje iz izraza

gde je SRPav – m2/cm prosečna vrednost produkcije dima tokom 60 s a u tim izrazima je t- vreme proteklo posle početka testa, tj. paljenja gorionika. TSP 600 s [m2] - ukupni razvijeni dim tokom 10 min (vrednost se dobija integraljenjem); THR600s , kW, i TSP 600s , m2/s, se određuju tokom prvih 600 s prema izrazima:

; MJ ,

m2

ovde je Δt - s, interval uzimanja podataka.

Oznake su zadržane kao u standardu (što se ne prevodi, a usvojeno je prema terminolo-giji na engleskom). Za ivericu definisane debljine i laminiranja poznata laboratorija je izvr-šila ispitivanje i iz tih ispitivanja (bez dubljih komentara daju se i sledeći grafici).

tp = 600 300 tk

vreme t, s

m ̇, kg/s;

Q ̇, W;

m ̇, kg/s

Q ̇, W

m ̇s, g

α

tm ̇s, g

Page 11: Kleut Za Savet Arh

Sl. 4. Toplotna snaga požara (srednja), HRRav, i ukupna oslobođena toplota THR za ivericu

od 9 mm presvučenu fenolnim filmom i Al folijom ( polazni je grafik HRRav koji se dobija sa tačkama koje se nalaze u sredini intervala –

interval je 30 s a ako u tom intervalu postoje 5 merenja onda se uzima srednja vrednost za taj interval; površina ispod ove krive određuje THR – važna je za dalje ocenjivanje vrednost posle 600 s tj. na 900 s i ona se očita sa grafika THR)

Sl. 5. Određivanje FIGRA za tu ivericu; FIGRA ima karakter maksimalnog prvog izvoda – ovde se pokazuje da se iz toka HRRav množenjem sa 1000 i deljenjem sa (t – 300) iscrta novi grafik i na njemu konstatuje maksimum.

Page 12: Kleut Za Savet Arh

Sl. 6. Srednja produkcija dima SPRav i ukupna produkcija dima za tu ivericu (postoji potpuna analogija za određivanje SMOGRA)

Sl. 7. Određivanje SMOGRA za tu ivericu

Na osnovu izmerenih i izračunatih vrednosti može se ići dalje – u klasifikaciju, ali da bi se ona upotpunila daju se i sledeće vrednosti za određivanje polja klase. Klasifikacija se sprovodi po EN 13501 -1 a obuhvata i: Produkciju dima: - s1 (nema dima – SMOGRA < 30 m2 s2 , TSP < 50 m2 ), s2 (ima dima ali ograničeno - SMOGRA < 180 m2 s2 , TSP < 200 m2), s 3 (velika produkcija - oni koji ne zadovoljavaju ni s2); i kapanja: d0 (nema zapaljenih kapaljica i otpadaka pre 600 s),

Page 13: Kleut Za Savet Arh

d1 (malo zapaljivih kapljica koje gore više od 10 s u periodu od pre 600 s), d 2 (mnogo zapaljenih kapljica, otpadaka koji gore tokom testa malim plamenom). Ovde se daju i izvodi o klasifikaciji materijala za negorive A, i teškogorive, B, C i normalno gorive D, sa procenom o pojavi fleš-overa: A1 i A2 – "inertni" materijali B - FIGRA < 120W/s; LFS < edge of specimen; i THR600s < 7.5MJ (nema fleš-overa tokom prvih 20 minuta testa) C - FIGRA < 250W/s; LFS < edge of specimen; THR600s < 15MJ (nema fleš-overa tokom prvih 10 minuta testa)

D - FIGRA < 750W/s (nema fleš-overa tokom prva dva minuta testa); THR600s nije ograničeno.

Za materijale klase A1 nema smisla govoriti o produkciji dima i kapanju.

Za materijale klase A2 može biti s1 i d0;

Za materijale klase B moguće su sve tri klase produkcije dima i prve dve klase kapanja. Istraživači navode da materijali na bazi drveta sa retardantima gorenja mogu najviše dostići ovu klasu.

Za materijale klase C i D moguće je isto da imaju bilo koju od tri klase produkcije dima i prve dve klase kapanja. Klasu C postižu drveni materijali koji imaju retardante, fenolne pene, gips ploče sa tankim gorivim laminatom, folijom i sl. Klasu D imaju drveni materi-jali tanji od 5 mm.

Sintetički materijali spadaju u neku od klasa B, C i D.

Sl. 8. Polja klasa B, C i D i polje klasa zadimljenosti

Konkretno za primere označavanja daje se nekoliko realnih slučajeva:A2-s1, d0 (limited combustibility material – materijal "ograničene gorivosti", malo dimi, ne kapa) B-s1, d0 (Class I surface lining – goriv materijal površinske namene /laminat/ klase I koji ima klasu produkcije dima s1 i ne kapa pri ovom ispitivanju) C-s2, d0 (Class II surface lining – slično samo klase II sa klasom 2 po zadimljavanju ) Cfl -s1 (Class G floor covering for exit routes – goriva podna pokrivka klase G za evakuacione puteve) Dfl -s1 (Class G floor covering for meeting halls and similar - goriva podna pokrivka

250120 750

FIGRA

THR

D

C

B7,5

15 200

SMOGRA

S1

S2

S3

TPS

50

18030

200

Page 14: Kleut Za Savet Arh

klase G za holove za sastanke ili sl.)BL -s1, d0 (pipe insulation – goriv materijal za izolaciju cevi )B1CA -S1, d0, a1 (cables – gorive materijal za izolaciju kablova).

Ovde se pominju i oznake složenije ili malo drugačije klasifikacije (postoje i razlike u okvirima nacionalne standardizacije EU) – I, II, III... klasa G itd.

Ove oznake nalaze se na građevinskim elementima (raznim "pločama" koje se već uvoze i ugrađuju u naše zgrade. Nadajmo se da će uskoro ovaj standard biti usvojen i u Srbiji, dostupan i da će bar biti jasno o čemu se radi, ako već nemamo uslova da proverimo u domaćoj laboratoriji. Kako je bar na internetu moguće sagledati sve poznatije laboratorije u Evropi već imaju svu opremu za ovaj test i rade testove za mnoge proizvođače iverica, gips-kartonskih ploča, raznih laminata itd.

Nejasno je kako se ovaj test vrednuje za ploče i sl. elemente u tavanicama - a i za to se koristi, kao i za prodore cevi i kablova kroz požarno otporan zid. Jasno je da ima još dosta "slučajeva" oko kojih će biti sporova, ali za pločaste elemente napr. za gradnju sendvič zidova hodnika, podeone zidove kancelarija, uređenje enterijera u poslovnom i javnim zgradama, ovo je primarni test.

Naravno ima i onih istraživača koji idu napred, nalaze nedostatke i pokušavju da una-prede standard. Znaju se već neke slabosti, ali to su već finese. Za korisnike je vrlo važno da shvate da nema prenošenja starih oznaka u ove nove – jasno je da je sve to i smiš ljeno tako da i odavno ispitane materijale treba ispitati (i to znatno detaljnije i sa više uzoraka) na novoj opremi i dati im znatno složeniju oznaku – koja detaljnije opisuje svojstva ponašanja na dejstvo požara. Korelacije postoje samo za klase A1 i A2. U klasu B će ući mnogi materijali koji su imali klasu B1 a za klasu C, D i E nema poređenja.

Ovaj deo bi trebalo dopuniti izlaganjem o našim postojećim i novim testovima zapalji -vosti pa tek onda i zaokružiti klasifikaciju materijala po EUROCLASS sistemu ali to bi za-htevalo bar još ovoliko teksta. Treba imati u vidu da za ispitivanje zapaljivosti postoje brojni drugi standardi (oko 20 – napr. simulacija paljenje od opuška, užarene ˝pilule˝, vrha usijane elektrode itd.) koji se sa ovim dopunjuju. Kako je već navedeno za materijale na-menjene za polaganje na pod (dakle za horizontalan položaj) koristi se drugi standard EN ISO 9239 -1 (druga oprema /radijacioni pano pod uglom/ koji ima karakter ispitivanja zapaljivosti i širenja plamena. Pokazuje se slikama izgled komore i slika jednog izvođenja.

Sl. 9. Šematski prikaz opreme za ispitivanjepodnih obloga i izgled komore

Page 15: Kleut Za Savet Arh

Ipak ovde se daje samo tabelarni prikaz klasifikacije za zidne materijale da se sagleda i ovo o testovima o kojima je bilo reči ali učešće i drugih kriterijuma /vezenih za ispitivanje zapaljivosti po EN ISO 11925 -2 i dr./ na klasifikaciju.

Page 16: Kleut Za Savet Arh

Literatura:1. Navedeni standardi 2. Brojni sajtovi polazeći od ključnih reči EUROCLASS, FIGRA, SMOGRA itd.