Klasyfikacja reakcji na ogień rur i kształtek PVC oraz CPVC NIBCO

Sztandarowym produktem firmy NIBCO są instalacje z tworzyw sztucznych PVC-C oraz PVC-U. Posiadają one wiele zalet wśród których na szczególną uwagę zasługują znakomite właściwości ognioodporne. Potwierdzeniem tych właściwości jest otrzymana przez systemy NIBCO klasyfikacja reakcji na ogień, którą opisujemy w poniższym artykule.

Klasyfikacja „Reakcji na ogień” - Euroklasa wyrobu budowlanego

Klasyfikacja „Reakcji na ogień” zwana inaczej Euroklasą wyrobu charakteryzuje bezpieczeństwo pożarowe wyrobów budowlanych. Dostarcza ona informacji na temat zachowania się tych elementów pod wpływem ognia określając ich zapalność, rozprzestrzenianie się ognia z ich udziałem, wydzielanie ciepła, powstawanie płonących kropel  i wytwarzanie dymu. Wszystkie te zjawiska mają bardzo duże znaczenie w przypadku wystąpienia pożaru, determinując jego dalszy przebieg.

Zasady klasyfikacji pod kątem reakcji na ogień oraz stosowane w niej znormalizowane metody badawcze są wspólne dla wszystkich krajów Unii Europejskiej. Są one wyszczególnione i opisane w normie PN-EN 13501-1 będącej polską wersją europejskiej normy o tym samym numerze. Norma ta dotyczy reakcji na ogień wyrobów budowlanych wraz z wyrobami wbudowanymi w elementy budowlane (rozpatrywanymi w zastosowaniach końcowych).

Zgodnie ze wspomnianą normą dla wyrobów budowlanych wyodrębniono 7 podstawowych klas reakcji na ogień wskazujących, czy i w jaki sposób materiał przyczynia się do rozwoju pożaru. Są to klasy: A1, A2, B, C, D, E, F (od najwyższej A1 do najniższej F).
 

• Najbezpieczniejszym jest wyrób oznaczony klasą A1, a następnie A2 i B. Wyroby przyporządkowane do klas C, D, E i F mogą doprowadzać do gwałtownego wybuchowego rozprzestrzeniania się ognia, dlatego też ich zastosowanie powinno być ograniczone.
• Dodatkowo wprowadzono dwie klasy uzupełniające w zakresie wydzielania dymu (s1, s2 i s3) oraz w zakresie występowania płonących kropli/cząstek (d0, d1 i d2).

Klasyfikacja reakcji na ogień rur i kształtek PVC-U oraz PVC-C

Rury i złączki PVC-U NIBCO w zakresie reakcji na ogień otrzymały klasyfikację: B - s2, d0

• Czyli właściwości ogniowe oceniono na klasę B, wydzielanie dymu na S2 i płonące krople d0.
• Raport klasyfikacyjny dla PVC-U NIBCO został wydany przez Zakład Badań Ogniowych Instytutu Techniki Budowlanej na podstawie badań wyrobów przeprowadzonych w Laboratorium Badań Ogniowych ITB w Pionkach.  

Rury i złączki PVC-C FlowGuard natomiast zostały zakwalifikowane do klasy: B - s1, d0.

• Od PVC różnią się wydzielaniem się dymu ocenionym na s1.  Klasyfikacji dokonał francuski Instytut Badawczy LNE (Laboratoire national de métrologie et d'essais), również w oparciu o badania, które zostały opisane w dalszej części artykułu.

Klasa B oznacza, że wyrób tylko w sposób bardzo ograniczony może się przyczyniać do rozwoju pożaru. W klasie tej nie występuje zjawisko rozgorzenia. W trakcie badania w skali naturalnej, nawet przy źródle ognia o mocy cieplnej 300 kW wyrób należący do tej klasy nie emituje na tyle dużo energii, by doszło do rozgorzenia.

Rozgorzenie (flashover) definiuje się jako gwałtowne przejście rosnącego pożaru w pożar w pełni rozwinięty, czyli zapalenie się powierzchni wszystkich palnych przedmiotów w wyniku nagrzania się ich powierzchni od płomieni, nagrzanych powierzchni i gazów pożarowych gromadzących się w górnej części pomieszczenia.

Oznaczenie s1 oznacza niewielką ilość dymu wydzielanego pod wpływem pożaru, s2 natomiast daje informacji o średniej emisji gazów ze spalania. 

Klasa uzupełniająca d0 mówi o tym, że systemy PVC-C oraz PVC-U nie wytwarzają płonących kropli lub cząsteczek mogących powodować rozprzestrzenianie się ognia i poparzenia. 

Badania reakcji na ogień

Tak jak wspomniano wcześniej, aby przyporządkować wyrób budowlany do jednej z klas reakcji na ogień należy przeprowadzić szereg badań zgodnych z normami badawczymi, określonymi w normie klasyfikacyjnej PN-EN 13501-1. Metody tych badań symulują warunki rozwoju pożaru w pomieszczeniu, który może się rozwinąć i osiągnąć rozgorzenie.

Każda klasa wymaga innego zestawu badań odpowiadających różnym poziomom ekspozycji na ogień. Im wyższa klasa reakcji na ogień, tym bardziej surowe warunki badania, tzn. oddziaływanie ognia większe, a kryteria do spełnienia bardziej restrykcyjne. Wyroby budowalne o tej samej klasie reakcji na ogień są badane w ten sam sposób.

W przypadku rur i złączek PVC-C oraz PVC-U NIBCO w celu kwalifikacji do wyrobów klasy B konieczne było przeprowadzenie dwóch badań: zapalności od małego płomienia oraz testu SBI i osiągnięcie w nich ściśle wyznaczonych w normie rezultatów. Wyniki badań zawierające konkretne wartości oraz wykresy parametrów kwalifikacyjnych każdej badanej próbki zostały zaprezentowane w raportach z badań oraz raportach kwalifikacyjnych reakcji na ogień wydanych przez instytucje badawcze.

Zapalność od małego płomienia

Badanie zapalności od małego płomienia regulowane jest normą PN-EN ISO 11925-2 (Badania reakcji na ogień. Zapalność wyrobów poddawanych bezpośredniemu działaniu płomienia. Część 2: Badania przy działaniu pojedynczego płomienia).

Badanie polega na przyłożeniu do powierzchni i/lub krawędzi badanej próbki znormalizowanego płomienia. Badaniu podlega sześć reprezentatywnych próbek wyrobu.  Wykonywane jest ono w komorze spalania z żaroodpornym przeszklonymi drzwiami i z wymuszoną wentylacją. W skład stanowiska do badań, oprócz wspomnianej komory spalania wchodzą palnik wraz z konstrukcją mocowania umożliwiającą pracę palnika w pionie i pod kątem 45° w stosunku do osi pionowej oraz uchwyt do próbek. Czas oddziaływania płomienia 15 s, 30 s lub 60 s. Po upływie czasu oddziaływania odsuwa się palnik.  W przypadku systemu PVC-U czas ekspozycji próbki na płomień wynosił 30 s.

W trakcie badań określa się:

• wystąpienie zapłonu próbki po czasie przyłożenia płomienia zgodnym z normą,
• czas palenia się próbki oraz zasięg płomienia,
• osiągnięcie przez wierzchołek płomienia odległości 150 mm powyżej punktu przyłożenia płomienia a także czas po którym to nastąpiło,
• opad kroplisty – płonące krople  (wystąpienie zapalenia się papieru filtracyjnego),

Test SBI (od ang. Single Burning Item Test)

Sposób wykonania testu SBI określa norma EN 13823 „Badania reakcji na ogień wyrobów budowlanych. Wyroby budowlane, z wyłączeniem posadzek, poddane oddziaływaniu termicznemu pojedynczego płonącego przedmiotu”.

Badanie to jest swego rodzaju symulacją pożaru, do którego może dojść wewnątrz budynku. Zgodnie z normą EN 13823 badanie ocenia „potencjalny udział wyrobu w rozwoju pożaru, w sytuacji pożarowej symulującej pojedynczy płonący przedmiot usytuowany w narożu pomieszczenia i w pobliżu tego wyrobu”.

Stanowisko badawcze w teście SBI złożone jest z pomieszczenia badawczego o ścianach wykonanych z materiałów o klasie A1 lub A2, z otworem do wsunięcia wózka z próbką,  urządzeń do badań (wózek, rama, palniki, okap, kolektor i przewody), systemu oddymiania i całego spectrum aparatury pomiarowej takiej jak np. sondy do pobierania próbek gazu i systemu pomiaru osłabienia wiązki światła, zestaw analizatorów stężenia tlenu i dwutlenku węgla wraz z urządzeniem rejestrującym.

Testy SBI PVC zgodnie z wytycznymi normy zostały wykonane dla 6 próbek– 3 próbki z minimalną średnicą instalacji i 3 z maksymalną średnicą. Każda próbka składała się z narożnika wykonanego z płyt gipsowo-kartonowych o wysokości 1500 mm, składającego się z dwóch skrzydeł o szerokości 495mm i 1000 mm do którego została przymocowana instalacja z rur i złączek z odejściem na szerszej ściance. Tak przygotowane próbki zostały poddane działaniu ognia z palników w czasie 1260 sekund. W czasie badania obserwowano zachowanie elementów próbnych w czasie spalania (rozprzestrzenianie płomienia, występowanie spadających płonących cząstek i kropli) oraz  automatycznie rejestrowano różnego rodzaju dane na urządzeniach pomiarowych dotyczące wydzielonego ciepła i dymu.

Na podstawie badań wszystkich próbek zostały wyznaczone średnie wielkości następujących parametrów klasyfikacyjnych:

• FIGRA ( ang: Fire Growth Rate) – wskaźnik szybkości rozwoju pożaru [W/s],
• THR600 s – całkowita ilość wydzielonego z próbki ciepła w czasie pierwszych 600 s oddziaływania płomieni [MJ],
• LFS – poprzeczne rozprzestrzenienie płomienia,
• SMOGRA – szybkość wydzielania dymu [m²/s²],
• TSP600 s – całkowite wydzielanie dymu z elementu próbnego z próbki w okresie pierwszych 600 s oddziaływania płomieni palnika głównego [m²].

    
Rezultaty powyższych badań przeprowadzonych przez dwa instytuty badawcze ITB oraz LME pozwoliły zaklasyfikować rury i złączki PVC-C oraz PVC-U NIBCO do wysokiej klasy reakcji na ogień: B-s1-d0 dla PVC-C oraz B-s2-d0 dla PVC-U. Klasa ta jest potwierdzeniem znakomitych właściwości ognioodporności systemów NIBCO i przekłada się na bezpieczeństwo pożarowe zarówno użytkownika, jak i samej budowli.

Literatura:

PN-EN 13823:2004 Badania reakcji na ogień wyrobów budowlanych – Wyroby budowlane, z wyłączeniem podłogowych, poddane oddziaływaniu termicznemu pojedynczego płonącego przedmiotu.

PN-EN ISO 11925-2:2004 Badania reakcji na ogień. Zapalność materiałów poddawanych bezpośredniemu działaniu płomienia. Część 2: Badania przy działaniu pojedynczego płomienia.

Małozięć D., Koniuch A., Reakcja na ogień metody badań i kryteria klasyfikacji, Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza : kwartalnik CNBOP. - 2010/1 s.63-73.