Анализ качества сэндвич-панелей для обеспечения пожарной безопасности зданий

Ежегодно разрабатываются новые методы строительства, внедряются инновационные технологии и материалы, которые активно совершенствуются и используются в процессе возведения зданий и сооружений. Одним из распространенных материалов в строительной отрасли Российской Федерации являются сэндвич-панели. Этот строительный материал впервые был использован в нашей стране в 1974 году при возведении зданий, хорошо зарекомендовал себя на рынке и впоследствии стал широко применяться в строительстве.

Сэндвич-панели – это строительный материал, состоящий из трех слоев: двух стальных листов или жестких материалов и утеплителя между ними. Сэндвич-панели широко используются при строительстве и реконструкции общественных зданий, бытовых и промышленных объектов, автомоек, автозаправочных станций, спортивных сооружений, промышленных объектов, складов, холодильников, морозильных камер, старых зданий, коммерческих помещений, магазинов, домов и сооружений.

Использование сэндвич-панелей имеет ряд преимуществ, которые перечислены в таблице 1, а также недостатки [1, 3].

Таблица 1

Достоинства и недостатки использования сэндвич-панелей

Обеспечение пожарной безопасности строящихся зданий имеет огромное значение. Сэндвич-панели зарекомендовали себя как огнестойкий материал. Однако к выбору таких материалов следует подходить ответственно, так как разные виды панелей имеют различные уровни огнестойкости и рейтинги огнестойкости. К этим свойствам относится и время, в течение которого панели могут сохранять свои целостные конструкционные и изоляционные характеристики под воздействием высоких температур [3].

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что правильный выбор сэндвич-панелей в определенных условиях является актуальной и ответственной задачей.

В рамках указанной проблемы автором проведено исследование, задачей которого являлись анализ сэндвич-панелей для обеспечения пожарной безопасности зданий.

На первом этапе исследования перед автором стояла задача определить влияние наполнителей на огнестойкость, огнестойкие свойства сэндвич-панелей и термическое сопротивление.

Методы исследования

В ходе первого этапа была собрана и проанализирована информация из научных статей, сайтов профилирующих организаций и нормативных документов. В связи с большим количеством использованных источников в список литературы были включены только основные из них.

Кроме того, на основе анализа собранной информации были определены пожарные свойства стеновых и кровельных сэндвич-панелей, которые сведены в таблицы 2 и 3 соответственно. В таблице 2 приведены характеристик и типов, толщин и показателей изоляции.

Таблица 2

Сравнительные пожарные характеристики стеновых сэндвич-панелей

Таблица 3

Сравнительные пожарные характеристики кровельных сэндвич-панелей

Результаты исследований

Наполнитель 1-минеральная вата – является негорючим материалом и может использоваться в качестве барьера для предотвращения распространения огня. Она не плавится при высоких температурах и обеспечивает огнестойкость кровельных панелей. Поэтому ее использование в качестве изоляционного материала является разумным решением.

Наполнитель 2-пенополистирол-является горючим материалом. Процесс плавления начинается при температуре 310°C. При горении происходит активное плавление и выделение тепла с сильным выделением токсичного дыма.

Наполнитель 3-пенополиуретан – является огнеупорным материалом и плавится только при воздействии открытого пламени. Горение прекращается после удаления источника огня.

Наполнитель 4-пенополиизоцианурат – огнестойкий материал, доказавший в строительстве свою способность выдерживать высокие температуры.

Существует четыре класса пожарной опасности для сэндвич-панелей:

1. K0: пожарная опасность отсутствует, не подвержена горению и не повреждает панель в результате пожара. Минеральная вата относится к этому классу.
2. К1 – материал мало опасен, степень повреждения панелей огнем минимальна. К этому классу относится пенополиизоцианурат.
3. K2 – материал с минимальной опасностью. К этому классу относится пенополиизоцианурат и, в некоторых случаях, полистирол и пенополиуретан.
4. K3 – пожароопасный. К этому классу относятся пенополистирол и пенополиуретан.

Кроме того, был проведен сравнительный экономический анализ сэндвич-панелей для стен нескольких производителей. Полученные результаты сведены в таблицу 4, где указаны источники представленных данных, а также тип теплоизоляционного материала в зависимости от толщины, веса и цены сэндвич-панелей.

Таблица 4

Сравнительные экономические характеристики стеновых сэндвич-панелей

Выводы

По результатам выполненной работы были сделаны следующие заключения:

1. Сэндвич-панели активно используются в строительстве, обеспечивая не только оптимальные параметры теплопроводности, но и высокий показатель огнестойкости и пожарной безопасности.
2. Наиболее подходящим материалом для огнестойкости является минеральная вата.
3. Каждый наполнитель сэндвич-панелей обладает своими уникальными свойствами, поэтому к выбору материала необходимо подходить ответственно.
4. Использование сэндвич-панелей в качестве огнезащиты зданий является перспективным.