С 60-тых годов в строительстве для заполнения световых проёмов в противопожарных преградах (перегородках и стенах) вместо обычного силикатного стекла применялись специальные стеклянные изделия - пустотелые стеклянные блоки, а также листовое армированное и закалённое стекло. Такое заполнение проёмов выполнялось глухим в стальных рамах или непосредственно в железобетонных или кирпичных конструкциях. Предел огнестойкости подобных изделий оценивался только по признакам обрушения или образованию сквозных отверстий, к ним не предъявляли требования выдерживать действие огня, не прогреваясь до критических температур.
Все эти изделия по-разному ведут себя при огневом воздействии на них.
Пустотелые стеклянные блоки (ГОСТ 9272-66) начинают растрескиваться через 1-2 мин; через 25 минут после начала огневого воздействия лицевые стенки покрываются трещинами. Но, несмотря на это, стеклоблоки не распадаются на куски, остаются на месте, и в течении ещё получаса панели, собранные из стеклоблоков, выдерживают без значительных повреждений воздействие огня. По истечении 50 минут огневого воздействия обогреваемые стенки блоков начинают деформироваться ввиду размягчения стекла. К 80-той минуте эти стенки расплавляются, но сама панель (в целом), собранная из стеклянных блоков, ещё сохраняет огнепреграждающую способность. При дальнейшем нагревании необогреваемые стенки стеклоблоков деформируются и затем проплавляются. Образующиеся при этом сквозные отверстия характеризуют наступление предела огнестойкости конструкции.
Остекление из пустотелых стеклянных блоков резко снижает интенсивность теплового излучения пламени. Так, через 15-20 минут огневого воздействия температура на расстоянии 0,5 м от необогреваемой поверхности стеклоблоков не превышает 650С., при этом температура самой поверхности достигает 1500С. Через 25 минут температура необогреваемой поверхности достигает 3000С.
Таким образом, пустотелые стеклянные блоки имеют неплохие огнезащитные свойства, однако не всегда применимы по внешнему виду. Как правило, они применяются для заполнения световых проёмов в промышленных зданиях.
Армированное стекло (ГОСТ 7481-55) конструктивно представляет собой обычное силикатное стекло толщиной 5,5 - 6,0 мм в которое вплавлена стальная сетка из проволоки толщиной 0,5 мм. Сетка способствует более равномерному распределению температуры по объёму стекла, что снижает температурные напряжения в стекле, кроме того, она увеличивает прочность стекла от воздействия боковых усилий. Поэтому во время огневого воздействия армированное стекло хоть и трескается, но не выпадает сразу из переплёта. Растрескиваться армированное стекло начинает уже через 1 минуту после начала огневого воздействия. Через 30-40 минут стекло размягчается, деформируется и постепенно начинает выходить из креплений и при температуре огневого воздействия 8700С оно под действием собственного веса выпадает из переплётов - наступает предел огнестойкости. В среднем величина предела огнестойкости остекления с армированным стеклом составляет 0,75 ч для одинарного и 1,2 ч - для двойного остекления.
Однако остекление армированным стеклом слабо препятствует тепловому излучению пламени, так уже через 10 минут после начала огневого воздействия на расстоянии 0,2 м от необогреваемой поверхности одинарного остекления температура достигает 2000С, а через 20 минут - уже 5000С. Тепловое излучение сквозь стекло вызывает обугливание фанеры и тление ткани на расстоянии до 1,25 м от необогреваемой поверхности, а на расстоянии 0,5-0,9 м - фанера и ткань загораются.
Закалённое стекло имеет тот же внешний вид, что и обычное. При установке его в переплёт с зазорами 3-5 мм по периметру выдерживает нагревание в течение 10-15 минут, после чего отжигается и превращается в обычное и наступает предел его огнестойкости. Таким образом, огнезащитные свойства этого стекла не высоки, кроме того, при ударах оно образует острые осколки.
Возросшие требования к пожарной безопасности зданий приводят к необходимости разработки новых технологий. С одной стороны необходимо сохранить эстетические свойства стеклянной поверхности, с другой – увеличить время защиты от огневого воздействия.
С появлением плёночных покрытий на полиэтилентерефтолатной основе, появилась возможность повысить более чем в два раза (с 3-4 до 10 минут) огнестойкость (Е) обычного листового стекла. Существенным недостатком плёночного покрытия является его пожароопасность. Плёнка способна воспламеняться и выделять значительное количество дыма и токсичных продуктов горения.
Безопасное остекление отвечает интересам, как всего общества, так и отдельной личности. Любой уровень власти несет ответственность за решение вопросов безопасности и социальной заботы о населении и конечно каждый заинтересован в сохранении собственного здоровья. Отсюда возникает объективная необходимость во внедрении безопасного остекления в сферу обитания человека.
Основной целью, на достижение которой направлены все положения настоящей концепции, является защита людей от возможного нанесения им ощутимого материального, физического, морального или иного ущерба причиненного осколками стекла, образующимися при совершении террористических актов, актов вандализма, природных катаклизмах, техногенных катастрофах и т.п. Указанная цель достигается посредством разработки и внедрения остекления, обеспечивающего выполнение требований, как по безопасности, так и по пропусканию света, звуко- и теплоизоляции, надежности, долговечности.
Основными задачами процесса внедрения безопасного остекления являются:
– внедрение безопасного остекления на объектах с массовым пребыванием населения с целью снижения вероятности поражения человека и порчи имущества осколками стекла при воздействии воздушной ударной волны при совершении террористических актов, актов вандализма, природных катаклизмах, техногенных катастрофах и т.п.;
– снижение потерь энергии за счет сокращения ее затрат на отопление, освещение, кондиционирование воздуха;
– повышение комфортности и привлекательности для потребителей зданий и сооружений за счет их большей безопасности, лучшей теплоизоляции, звукоизоляции, освещенности;
– организация производства отечественных материалов и элементов для конструкций безопасного остекления;
– обеспечение владельцев объектов застройщиков информационными и техническими услугами через систему специализированных городских и территориальных структур безопасного остекления.
Для достижения поставленных целей необходимо создать систему учета остекления зданий и сооружений, находящихся в эксплуатации и на основе регистрации данных проводить мероприятия по укреплению остекления, кроме того, в соответствии с требованиями нормативной документации обеспечить применение безопасного остекления на вновь вводимых объектах. Контроль качества исполнения должны осуществлять органы технического контроля строительных организаций и специализированные организации в порядке установленном законодательством.
Основную угрозу безопасности людей несут чрезвычайные ситуации, проявляющиеся в комплексе поражающих факторов, один из которых представляет собой множество разнородных осколков стекла, обладающих импульсом источника разрушения. В чрезвычайных ситуациях хрупкое стекло первое поддается разрушению и приобретает высокую скорость движения. Осколки стекла имеют острые кромки поверхностей, чем обусловлено их высокое проникающее действие.
Чрезвычайные ситуации, при которых происходит разрушение стекла:
–взрывы при террористических актах и техногенных катастрофах;
–природные катаклизмы;
вандализм и случайные повреждения.
При взрыве ударная волна разрушает стекло и придает осколкам энергию, достаточную для того, чтобы смертельно ранить или травмировать человека, а стеклянная пыль поражает дыхательные пути.
При природных катаклизмах (ураган, град, землетрясение и др.) разрушение стекла происходит от разнообразного воздействия (давление, удар, вибрации и т.д.).
Вандализм, как проявление негативного отношения к окружающему миру, несет хаотичное разрушение, при хулиганских действиях вандализм проявляется целенаправленно. В обоих случаях разрушение остекления представляет собой эффектное действие, возбуждающее вандалов.
Случайные повреждения стекла бывают вызваны неаккуратными действиями вблизи него или небрежным обращением при работе с ним.
Реализация технической политики по обеспечению безопасности остекления должна исходить из предпосылки, что нельзя обеспечить требуемый уровень безопасности только одним мероприятием или средством, а необходим комплексный подход с системным согласованием действий множества организационных структур, а каждая организационная структура рассматриваться, как часть единой системы, при оптимальном соотношении выполняемых ими организационно-технических мероприятий.
Техническая политика имеет целый ряд направлений, позволяющий создать современную систему обеспечения безопасности остекления зданий и сооружений.
Важным направлением технической политики является создание организационно-правового режима мероприятий по внедрению безопасного остекления.
Организационно-правовой режим предусматривает создание и поддержание правовой базы мероприятий обеспечения безопасности остекления и разработку (введение в действие) необходимых организационно-распорядительных документов, таких как технический регламент, ГОСТы, СНИПы, методика определения безопасности остекления, порядок организации работ, порядок сертификации продукции или его ответственных составных компонентов, и другие нормативные документы.