Hořlavost a nebezpečí požáru polyuretanové pěny. Protipožární a tepelná ochrana polyuretanové pěny

Při výběru polyuretanové pěny jako izolace vyvstává otázka její hořlavosti a potřeby ochrany před nadměrným teplem nebo vystavením plameni. Izolace z polyuretanové pěny se používá nejen v soukromých domech a veřejných budovách, ale také v průmyslových zařízeních, jako jsou kovové hangáry používané jako výrobní haly. Pokud není sluneční světlo, není nutné izolaci z polyuretanové pěny sešívat, ale nebude nebezpečné provádět v blízkosti svařování, řezání kovů a další operace, při kterých jiskry létají všemi směry? Je polyuretanová pěnová izolace schopna se samovolného vznícení, pokud se v blízkosti nachází potrubí s nasycenou párou nebo je v provozu pec?

Přijatá terminologie

Abychom se nezmátli, je nutné jasně definovat každý použitý pojem. Všechny jsou obsaženy ve stavebních GOST a dalších normách, my je upravujeme pro polyuretanovou pěnu:

• Hoření je oxidace polyuretanové pěny s uvolňováním tepla a také s výskytem záře, plamene nebo kouře. Navíc stačí jakýkoli jeden viditelný faktor. Záře nebo plamen se obvykle nazývá oheň. Pokud plamen není, ale dochází k hoření, nazývá se to doutnáním. Pokud hoření pokračuje i po odstranění zdroje ohně, považuje se za nezávislé.
• Zapálení je začátek hoření. Pokud k hoření dochází v důsledku vnitřních procesů, nazývá se to samovznícení. Schopnost polyuretanové pěny vznítit se nazývá hořlavost a schopnost hoření se nazývá hořlavost.
• Zapálení je výskyt hoření s tvorbou plamene při vystavení jakémukoli zdroji zapálení. Doba zapálení je interval od začátku vystavení zdroji zapálení do doby, než je dosaženo stabilního plamene. Hoření stabilním plamenem se nazývá hoření, které pokračuje až do dalšího zapálení. Hořlavost je schopnost polyuretanové pěny se vznítit.

Jak určit a klasifikovat hořlavost polyuretanové pěny

Tepelná izolace z polyuretanové pěny je stavební materiál, proto se zkoušky hořlavosti provádějí podle GOST 30244-94 – s otevřeným ohněm nebo GOST R 57270-2016 – s vystavením vysokým teplotám. Stejná norma se používá pro klasifikaci polyuretanové pěny podle skupin hořlavosti.

Stavební materiály se v první řadě dělí na hořlavé – G a nehořlavé – NG. Nehořlavé stavební materiály jsou ty, které vůbec nehoří a také bez zásahu zhasnou nejpozději do 10 sekund po zapálení a v peci způsobí zvýšení teploty nejvýše o 10 stupňů, přičemž ztratí méně než 50 % hmotnosti. Z izolačních materiálů jsou nehořlavé minerální vlna a skelná vlna. Ostatní jsou hořlavé v různé míře, včetně polyuretanové pěny.

Existují čtyři skupiny hořlavosti, do kterých se stavební materiály klasifikují na základě parametrů prokázaných v testech provedených podle metodiky uvedené v normě:

• G1 – teplota spalin je menší nebo rovna 135˚C, změny délky jsou menší než 65 % počáteční hodnoty a hmotnosti – 20 %. Samostatné spalování vzorku nebo tvorba hořících kapiček taveniny je nepřijatelná.
• G2 – teplota nižší než 235˚C, změny délky ne více než 85 %, hmotnosti – 50 %. Samostatné hoření se zastaví po 30 sekundách, netvoří se roztavené kapky hoření.
• G3 – teplota nepřesahuje 450˚C, méně než 85 % vzorku polyuretanové pěny zůstává na délce a více než 50 % na hmotnosti. Samostatně hoří maximálně 300 sekund bez hořících kapek.
• G4 – teplota nad 450˚C, vzorek si zachoval méně než 85 % své původní délky a méně než 50 %. Bez zdroje zapálení hoří déle než 300 sekund.

Pro ověření hořlavosti nebo nehořlavosti se vzorky o průměru 45 mm a délce 50 mm vyrobené z homogenního stavebního materiálu, jako je stříkaná polyuretanová pěna, umístí do speciální pece. Vzorek se pozoruje po dobu 30 minut a zaznamenávají se hodnoty termočlánků v peci, uprostřed a na povrchu polyuretanové pěny. Pokud po půl hodině alespoň jeden z termočlánků nezaznamená teplotní rovnováhu, testy pokračují, dokud není dosaženo, a to každých 5 minut.

Cyklus zkoušek se provádí na pěti vzorcích. Po dokončení zkoušky se každý vzorek ochladí, zváží, stejně jako spadaný popel a další produkty spalování, a v různých bodech se vypočítají průměrné teploty. Výsledky se zaznamenají do protokolu, ve kterém se učiní závěr o nehořlavosti nebo hořlavosti polyuretanové pěny.

Skupinu hořlavosti lze stanovit nejen pro homogenní, ale i pro vrstvené stavební materiály, například sendvičové panely z polyuretanové pěny potažené ochrannými fóliemi. K testování se odebere dvanáct vzorků o délce jednoho metru, šířce 190 mm a tloušťce maximálně 70 mm. Teplota se kontroluje 10 termočlánky. Čtyři vzorky se testují současně, provádějí se tři cykly.

Vzorky se jeden po druhém umisťují do spalovací komory s plynovým hořákem nebo termočlánkem uvnitř. Plamen nebo teplota působí na vzorek po dobu 10 minut, poté se zdroj vypne. Zaznamenává se přítomnost plamene, doba samostatného hoření nebo doutnání polyuretanové pěny. Po vychladnutí vzorků na pokojovou teplotu se zkouška považuje za ukončenou. Všechny zaznamenané hodnoty se zaznamenají do protokolu, poté se zpracují a na základě získaných výsledků se vyvodí závěr o zařazení vzorku do určité skupiny hořlavosti polyuretanové pěny.

Jak určit a klasifikovat hořlavost polyuretanové pěny

Pro stanovení hořlavosti polyuretanové pěny z otevřeného ohně a tepelného toku se používají metody popsané v GOST 30402-96. Pro testování se připraví 15 vzorků o tloušťce maximálně 70 mm, délce a šířce 165 mm. Každá zkouška se provádí na třech vzorcích.

Pro testování se používá speciální pec se zdrojem zapálení. Vzorek je zabalen do hliníkové fólie s otvorem o průměru 140 mm, jehož střed se shoduje se středem povrchu vzorku. Působením hořáku s různou intenzitou tepelného toku na vzorek se pozoruje reakce testovaného materiálu, přičemž se zaznamenává nejen vznícení, ale také tavení, bobtnání, stratifikace, smršťování, kouření atd.

Výsledky se zaznamenávají do protokolu a na jejich základě se vyvozují závěry o hořlavosti polyuretanové pěny. V závislosti na minimální hodnotě povrchové hustoty tepelného toku potřebného pro vznik stabilního hoření (KPPTP) se dělí do tří skupin: B1 – 35 kW/m2 a více, B2 – 20-35 kW/m2, B3 – méně než 20 kW/m2.

Jak zlepšit požární bezpečnost polyuretanové pěny

Polyuretanová pěna zpočátku patří do skupiny hořlavých a normálně hořlavých materiálů – B3 a G3. Pro použití na některých objektech však může být vyžadována tepelná izolace z polyuretanové pěny, která poskytuje vyšší stupeň požární bezpečnosti. Existuje několik způsobů, jak zvýšit požární bezpečnost, tj. skupinu hořlavosti polyuretanové pěny.

retardéry hoření

Budoucí polyuretanová pěna vychází z výroby ve formě kapalných složek, které se nazývají A a B a nalévají se do různých sudů. Každá z nich se zase skládá z celé kombinace látek, které propůjčují určité vlastnosti jak reakcím, ke kterým dochází při kombinování složek systému, tak i konečnému produktu.

Existují chemické látky – zpomalovače hoření, které zabraňují vznícení, ale i hoření a doutnání. Zpomalovače hoření se zavádějí do složení původních surovin. Neinteragují s jinými složkami, ale jsou obsaženy ve formě mechanických nečistot. Při vzniku požáru dochází k řetězci chemických reakcí, kterých se účastní nejen produkty tepelné destrukce polymeru, ale také zpomalovače hoření, v důsledku čehož se proces hoření zpomaluje.

Zavedení zpomalovačů hoření bohužel zvyšuje cenu polyuretanové pěny a může ovlivnit nejen hořlavost, ale i další vlastnosti. Výrobci volí optimální zpomalovače hoření pro každý systém, aby minimalizovali vedlejší účinky, které zhoršují vlastnosti tepelné izolace.

Je nepřijatelné koupit a přidat do systémových komponent první roztok s označením „zpomalovač hoření“!

Povlak

Druhou metodou snížení hořlavosti polyuretanové pěny je použití ochranných nátěrů nanášených na povrch vytvrzené pěny. V místnostech, kde je tento způsob ochrany přijatelný, umožňuje zvýšit stupeň požární bezpečnosti tepelné izolace na G1.

Existují speciální protipožární barvy, jejichž zpomalovače hoření pod vlivem ohně zvětšují svou velikost a vytvářejí ochrannou kůru, která blokuje přístup kyslíku nezbytného pro hoření. Reakce je také doprovázena uvolňováním inertních plynů, které vytlačují kyslík a brání vznícení polyuretanové pěny.

Nejoblíbenějšími aktivními činidly v nátěrech zpomalujících hoření jsou fosforečnan diamonný, síran amonný, borax a kyselina boritá. Barvy zpomalující hoření jsou většinou na vodní bázi a jsou neškodné pro člověka a životní prostředí.

Šití

Ve většině případů se po nástřiku polyuretanové pěny konstrukce sešijí a poté se provede konečná úprava. Pokud se k šití použijí materiály s vysokou požární odolností, bude tepelná izolace z polyuretanové pěny spolehlivě chráněna před účinky plamene a vysokých teplot.

V závislosti na povrchu nebo konstrukci, která má být chráněna, se k opláštění používají panely nebo tkaniny. Protipožární panely se vyrábějí převážně na bázi sádry, cementu, sklomagnezitu, vápenatých křemičitanů a křemene a fibrolitu. Protipožární tkaniny používané k opláštění potrubí:

• oxid křemičitý;
• čedič;
• azbest;
• aramid;
• uhlík;
• laminát;
• polyester.

Konstrukce izolované polyuretanovou pěnou a chráněné nehořlavým materiálem dosahují vysokého stupně požární ochrany.

Jak Ecotermix zlepšuje požární bezpečnost polyuretanové pěny

Výrobce polyuretanových pěnových komponentů Ecotermix poskytuje také stavební služby, takže v každém konkrétním případě inženýři a technologové volí nejlepší možnost pro zlepšení požární bezpečnosti objektu nebo konstrukce. Volba se provádí na základě požadavků norem, normativních a regulačních aktů a také optimalizace nákladů zákazníka.

Pro tepelnou izolaci potrubí, kotlů a dalších horkých zařízení lze použít polyuretanovou pěnu se skupinou hořlavosti G2 při teplotách izolovaného povrchu až do 130 °C a G1 dokonce až do 180 °C. V místnostech se zvýšenou třídou požárního nebezpečí nebo na evakuačních cestách se používá polyuretanová pěna skupin G1-G2, jejíž složky obsahují zpomalovače hoření. Tam, kde je riziko požáru nízké nebo zcela chybí, se používají levnější polyuretanové pěny, v případě potřeby s ochrannými nátěry nebo opláštěním.

Pro výběr nejlepšího způsobu zajištění požární bezpečnosti stříkané polyuretanové pěnové izolace a zajištění toho, aby izolovaný objekt splňoval požadavky požární inspekce a dalších dozorčích orgánů, kontaktujte manažery společnosti Ecotermix. Poradí vám také s jakýmikoli dotazy týkajícími se hořlavosti polyuretanové pěny, její hořlavosti a požární bezpečnosti.