Пожежонебезпека та проводка у будинку з СІП-панелей

Популярність СІП-панелей набирає обертів. Подібні конструкції досить давно користуються попитом у багатьох країнах Західної Європи та Скандинавії, у США та Канаді. У останнє десятиліття їх почали застосовувати для будівництва будинків й у наших широтах. Таке рішення не тільки вигідно з фінансової точки зору, але й забезпечує гарний баланс між вагою конструкцій, простотою зведення, надійністю, теплоізоляцією, пило- та вологозахищеністю. Крім того, це досить екологічне рішення, що важливо у наш час. Для тих, хто добре розбирається у будівництві, переваги СІП-панелей є абсолютно незаперечними, іншим же просто слід повірити професіоналам. Однак сьогодні ми навмисне хотіли б заакцентувати увагу на іншій темі, рідше досліджуваній детально – які види небезпек несе у собі монтаж електропроводки у таких будинках,з чим саме пов'язані загрози та як із ними боротися.

Для початку з'ясуємо, що таке СІП-панель. Це спеціальний матеріал, який являє собою своєрідний сендвіч з ізоляторів. Складається він з двох плит ОСП, які утримують всередині пінополістирол (ППС). Основним недоліком останнього є його відмінна горючість, через що його обов'язково слід просочувати речовинами-антипіринами. Стосовно до електричних комунікацій, горючість однозначно є фактором підвищеного ризику, від якого необхідно позбуватися. Навіть якщо дроти та кабелі, які проходять у перегородках, матимуть негорючу ізоляцію, це не дає стовідсоткових гарантій, що ППС не запалиться від нагрівання або не почне рівномірно плавитися без відкритого полум'я. З іншого боку, це дійсно єдина серйозна проблема даного матеріалу, а в усьому іншому він є надзвичайно гарним.І якщо побороти горючість СІП-панелей, з них у теорії можна зводити взагалі, що завгодно (мова про приватну малоповерхову забудову).

Особливості монтажу та види небезпек

Технологія будівництва будинків з сендвіч-панелей передбачає монтаж перегородок за місцем, як елементів конструктора. У потрібний момент бригада працівників приходить та збирає спочатку стіни з готових блоків, потім внутрішні перегородки та перекриття, а після цього – комунікації: водопровід, газопровід, контури опалення, вентиляцію та електропроводку. У такому контексті особливого значення набуває використання заздалегідь заготовлених виробником отворів. Зі зрозумілих причин, вони не завжди ідеально відповідають побажанням господарів до розміщення елементів електрофурнітури, а це означає необхідність заготовки отворів у менш пристосованих для цього місцях, а також прокладку проводки не за тими трасами, які були заплановані за замовчуванням.

Сьогодні СІП-каркасне будівництво в Україні знаходиться ще тільки у зародковій стадії: воно обмежене непристосованістю законодавчої бази, кліматичними нюансами нашого регіону, особливостями технологій та екологічними нормативами. Єдиний незаперечний факт полягає у тому, що за Державними будівельними нормами (ДБН) та Санітарними нормами та правилами (СНіП) основний конструкційний матеріал, СІП-панелі, належить до категорії таких, що потребують підвищеної уваги. Обидва компоненти даного сендвіча горять по-своєму добре: пінополістирол, як і будь-який полімер, плавиться у горінні з виділенням диму, а ОСП – орієнтовано-стружкова плита – складається з деревної тирси та стружки, які, звичайно, горять нарівні з будь-якою іншою деревиною, тільки у даному випадку смола як матеріал, що пов'язує їх, додає кіптяви та робить палаючий виріб аморфним.

У світлі усього сказаного раніше, на будинки з СІП-панелей пильніше дивляться представники пожежної інспекції. Для них експлуатована проводка у такому будинку – це повільно палаючий гніт, що наближує вибух бомби. З огляду на властивості розглянутих вище матеріалів, усі причини загоряння можна зібрати у чотири великих категорії:

1. потужнісне перевантаження, яке викликає перегрів комунікацій або кінцевих елементів електроланок;
2. коротке замикання на ділянці схеми, яке призводить до відкритого іскріння;
3. витік струму на корпуси побутової техніки, предмети побуту або землю, який провокує проскакування електричної дуги між об'єктами;
4. формування електричної дуги всередині самих комунікацій, клемних колодок, у розподільних коробках і т.д.

Безумовно, охороняти житло та майно від переважної більшості з зазначених небезпек повинна захисна автоматика, однак буде неправильно сподіватися на те, що жодна іскорка не ​​проскочить за ту частку секунди, поки спрацює захист. Як відомо, й її цілком може вистачити для пожежі, тож стовідсоткових гарантій не здатна дати навіть найновіша та найдорожча автоматика. Проте, на практиці обладнання усе ж справляється зі своїми завданнями й переважна кількість випадків загоряння так чи інакше тяжіють до четвертої описаної ситуації. Розглянемо її більш детально.

Природа виникнення неконтрольованої електричної дуги всередині контуру електропроводки така:

• у місцях приєднання струмопровідних жил формується шар зіпсованої ізоляції, який піддався процесу коксування;
• у товщі діелектричного шару оболонок дротів утворюються мікротріщини, крізь які «прострілює» струм (резистивне замикання).

Коксування ізоляції стає прямим наслідком теплової плями, утвореної неідеальним переходом струму від одного елемента контуру до іншого. Найчастіше так відбувається у монтажних та розподільних коробках, де провідники згинаються під неприродними кутами, що й призводить до зламу жили або її часткового витягування з-під затискача. При цьому коксуватися може будь-яка частина ізоляційних покривів, але у першу чергу страждають саме оболонки дротів поблизу місця з'єднання. День за днем ​​відбувається повільне обвуглювання матеріалу, товщина шару сажі збільшується та діелектрик стає провідником. З точки зору хімії усе просто: з чого б не був зроблений вихідний ізолятор, сажа, яка нагоріла, буде складатися з вуглецю, який, як відомо, є речовиною з відмінними струмопровідними властивостями. Витоки та пробої крізь нього – справа часу. Накопичуватися така сажа може досить довго, але аварійний режим зазвичай настає різко та раптово. Заздалегідь «підготовлені» ділянки обпаленого матеріалу замикаються у цілісний контур, що створює ідеальні умови для випалювання цілого майданчику. Потім вже на закоксованій ізоляції за належної кількості вуглецю легко може сформуватися електрична дуга, яка діє як пьезозапальничка для матеріалу перегородок.

Резистивне замикання найчастіше виникає як своєрідна відповідь на умови експлуатації дротів. Кожен виробник завжди прямо вказує, як потрібно виготовляти, пакувати, транспортувати, зберігати та монтувати кабельну продукцію. В усіх цих процесах повинні бути виключені механічні пошкодження, зайві навантаження на розтягнення, мінімізовано вплив факторів зовнішнього середовища. За несприятливого збігу обставин кожна з цих умов не дотримується у тій чи іншій мірі, що й призводить до поступового виникнення мікротріщин у шарі ізоляції. Варто сказати, що вони присутні взагалі у будь-який бобіні дротів, але найчастіше це не чинить жодного згубного впливу на те, як потім цей виріб буде експлуатуватися. Однак обставини бувають різні та у певних середовищах старіння оболонок відбувається багаторазово швидше, що призводить до формування точок витоку. Спочатку вони до такого ступеня малі, що не здатні завдати шкоди, а тому жоден з вузлів захисної автоматики не матиме причин для знеструмлення ланцюга. ПЗВ або диференційний автомат просто не реєструють струми такої величини, а для спрацьовування автоматичного вимикача взагалі немає причин. У підсумку це триває рівно до тих пір, поки шар вуглецю не досягне товщини, за якої вже здатна сформуватися електрична дуга. По суті, далі усе розвивається за попереднім сценарієм.

З точки зору знайомих для більшості споживачів дій усю цю різноманітність ситуацій можна звести до семи простих причин:

1. невдалої позиції ввімкнення шнура живлення електроприладу до розетки, у результаті чого відбувається перегин провідника;
2. знос зовнішньої оболонки, а за нею й ізоляції самих жил поблизу місця приєднання кабелю до штепсельної вилки;
3. ушкодження, поріз або лопання ізоляції провідника десь на протяжній ділянці (у тому числі, у стіні);
4. пробиття або просвердлення кабелю інструментом;
5. різкий загин провідника при прокладці (кут близько 90° та гостріше);
6. пошкодження ділянки проводки гризунами;
7. поганий контакт у клемнику або наконечнику, всередині розбірної клеми, притискного або гвинтового з'єднання.

Як безпечно змонтувати електрику?

На превеликий жаль, зневагою до правил зберігання, монтажу та транспортування кабельно-провідникової продукції грішать не тільки новачки, але й досвідчені електрики. Еластичність сучасних дротів дає їм помилкове відчуття нескінченного ресурсу, хоча за гнучкою полімерною оболонкою ховається той самий метал – міцний, але помірно ламкий за неправильного поводження. Тому не варто тягнути тонкі провідники крізь довгі канали за один кінець, наступати на вироби ногами у процесі ремонту, кидати на землю навіть дорогі кабелі та системи прокладки кабелів. Усе це передумови до того, що виріб виявиться пошкодженим, коли він вже буде прихований з наших очей.

Сподіваємося, що перелік небезпек та їхня природа стали для читачів абсолютно зрозумілими, а тому настав час розібратися з тим, про що ж слід подбати тим, хто вирішив зводити свій будинок з СІП-панелей. У редакції українських ПУЕ від 2017 року досить чітко регламентовані принципи, яких необхідно дотримуватися при прокладці усіх типів електрокомунікацій по горючих поверхнях. При цьому там явно домінує думка про те, що від закритої проводки слід відмовитися, віддавши перевагу відкритій – у тому чи іншому вигляді. Звичайно, неможливо усі 100% метражу проводки розташувати на поверхні стін та перекриттів, оскільки у будь-якому випадку повинні зберігатися місця проходу кабелю крізь перегородки, а вони вже розглядаються нарівні з прихованими ділянками. З іншого боку, для них передбачити вимоги простіше:

• прохід крізь стіну або перегородку каркасного будинку повинен відбуватися у металевій трубі або коробі, який зможе локалізувати займання на цьому відрізку;
• застосовувати тільки ті види та марки кабельно-провідникової продукції, які не підтримують горіння;
• застосовувати принципи розміщення електрофурнітури до монтажу самих дротів – зберігати читаність комунікацій та їхніх зв'язків, підтримувати можливість дистанційного візуального огляду, прагнути до забезпечення простого доступу до ключових точок для діагностики, ремонту, обслуговування та заміни.

У реальності чітко дотриматися усіх цих вимог може бути дещо проблематично, проте й ігнорувати навіть частину з них небезпечно: жоден інший будівельний матеріал, окрім пінополістиролу, не почне плавитися а настільки ж малого перегрівк у проблемному місці. Тому на практиці замовники, електрики та будівельники будинків з сендвіч-панелей повинні на самому початку докладно обговорити деталі, прийти до певного компромісу. Вибір полягає у тому, щоб зробити відкриту проводку, яка може серйозно псувати стиль та естетичну складову ремонту, або ж вдатися до закритої, заради чого доведеться вкласти додаткові кошти на придбання необхідних будматеріалів.

Не будемо намагатися укласти плюси та мінуси кожного підходу у кілька речень. Набагато правильніше подивитися на те, які взагалі варіанти можуть розглядати власники будинків з СІП-панелей. Можливо, у кінці кінців вони взагалі прийдуть до якихось комбінованих рішень.

Відкриті способи

1. Застосування кабель-каналів

Це простий та традиційний для відкритої проводки шлях. Стіни з сендвіч-панелей, як і прийнято, обшиваються гіпсокартонними листами у один шар. Гіпс не горить, тобто служить відмінним прошарком між ОСП та дротами. Для спостерігача ж залишаються видимими усі комунікації, акуратно укладені до коробів, та зв'язки між ними. У даному випадку норми виконуються на усі 100%, доступ для ревізії зберігається, але зовнішній вигляд приміщень непоправно страждає. Спроба задрапірувати комунікації вже знижує відсоток відповідності правилам, тож цей спосіб не підійде для більшості. З іншого боку, він цілком доречний у різних установах та місцях громадського користування: яка різниця, що до світильників на стелі у коридорі поліклініки або холі готелю дроти підходять у коробах? Головне, що це безпечно та забезпечує ті експлуатаційні потреби,заради яких освітлювальні прилади там встановлені.

2. Використання декоративних плінтусів

Декоративні плінтуси допомагають у три рази скоротити відсоток видимої частини електропроводки. Це гарне рішення, яке повністю зберігає переваги звичайних кабель-каналів, не займаючи при цьому жодного додаткового місця у просторі, й при цьому дозволяє приховати від наших очей усі довгі горизонтальні ділянки. Сьогодні виробники спеціалізованих плінтусів виготовляють моделі, розраховані на різну кількість та перетин кабелів, тож про нестачу об’єму хвилюватися не доведеться. Проте, вертикальні лінії майстрам усе одно доведеться прокладати у кабель-каналах. Втіхою тут може служити те, що при нижній схемі підводки комунікацій стіни на рівні очей та вище будуть порожніми, а під розетками знаходиться меблі, які приховують значну частину проводки. Незручно може бути тим, хто звик до вимикачів на висоті близько 1,7 метра – у таких умовах ці електроточки розумніше усе ж опустити нижче, щоб підвищити естетику оформлення інтер'єру, якщо вже з'явилася така можливість.

3. Прокладка ретро-проводки

Такий підхід буде доречним тільки у тих випадках, коли з самого початку ставилося дизайнерське завдання відтворити інтер'єр у стилі лофт або ретро-тематиці. Намагатися вписати таку проводку до іншої стилістики майже безглуздо: там керамічна електрофурнітура буде виглядати нерозумно, важкувато й зовсім негармонійно. Зате шанувальники ретро, ​​навпаки, можуть покладатися на те, що сучасні технології принесуть їм максимум користі. Сьогодні використовуються такі матеріали, які зовні відмінно імітують старовину, проте за своїми експлуатаційними характеристиками анітрохи не поступаються звичним сьогодні полімерним оболонкам. Окрім того, даний тип проводки має ще одну неочевидну перевагу: на відміну від усіх інших підходів, тут дроти не прилягають впритул до перегородок, а відстоять від них на висоту фарфорових роликів та стійок. Це можна зарахувати як окремий фактор, який сприяє підвищенню пожежної безпеки житла. Вимикачі та розетки закріплюються на спеціальних основах, які виконані під дерево, але насправді містять металеві проставки та гумові прокладки. Зовнішні оболонки дротів мають покриття, стійке до дії вологи та пилу, ультрафіолету та перепадів температур. При цьому сам монтаж такої проводки помітно простіший за усі інші альтернативи. Однак залишається ще один, вкрай вагомий фактор – ціна питання. Вона істотно вища: будь-які інші дроти та електрофурнітура коштують набагато дешевше, тож на ремонт у стилі ретро доведеться серйозно розщедритися.

Закриті способи

1. Зведення фальш-перегородок

Гіпсокартон у сучасному ремонті використовується повсюдно. Один з цікавих способів – зашивати ним стіни у будинках з СІП-панелей, формуючи у простінку ніші для прокладки електричних комунікацій. Так, таке рішення відніме по кілька метрів житлової площі у кожному з приміщень, однак допоможе приховати усі дефекти та нерівності стін, легко приховає з поля зору стояки опалення, водопроводу та каналізації, відводи під кондиціонер, вентиляцію та ін. По суті, майстри самі формують кабель-канали, тільки вони не з пластику – це просто відсіки між напрямними профілями конструкції. Серед плюсів – гіпсокартон допоможе утеплити стіни та поліпшити шумоізоляцію, а на стелі з нього можна зібрати чудернацьку форму, яка буде тягнутися тільки до точки кріплення люстри, а у інших місцях простір залишиться вільним,роблячи це приміщення більш повітряним.

2. Використання потрійного шару гіпсокартону

Для багатьох такий спосіб здасться вельми екстравагантним, однак він має право на життя. Суть методу у тому, що на стіну з СІП-панелі пришивають спочатку перший, ізолюючий лист, потім – другий для проводки, після чого укладається проводка, й тільки потім зверху пришивається третій, екрануючий. У середньому шарі прорізаються канавки, куди легко помістити дроти – наприклад, у негорючій гофрі. За такого способу також вдається досягти високої шумо- та теплоізоляції, однак з огляду на очевидні причини цей спосіб вважається досить витратним.

Окремо слід сказати, що два останніх підходи абсолютно не відповідають вимогам ПУЕ. Ані ніші, ані багатошарові перегородки з негорючого матеріалу не роблять таку проводку такою, що підпадає під визначення відкритої. Це вже закрита проводка, притому виконана без дотримання повного набору правил, що пред'являються до неї. На практиці ці нюанси ігноруються майстрами, оскільки часто це не тягне небезпечних наслідків. Проте, ми вважаємо за необхідне повідомити читачів про реальний стан справ.

3. Використання металевих труб

Сьогодні цей тип найближче підійшов до тих стандартів закритої проводки, які застосовуються у будинках з СІП-панелей на Заході й при цьому вважаються безпечними. Тонкостінні металеві трубки ведуть дроти від однієї точки до іншої всередині перегородок, виконаних з найрізноманітніших матеріалів. Такі канали всередині чисті та гладкі, що дозволять не переживати про цілісність дротів при протягуванні, матеріал не горить, протистоїть впливу пилу, вологи та гризунів, зручний у процесі монтажу. З іншого боку, роботи з прокладання електричних комунікацій у трубках з металу вимагають певного досвіду, а коштують дорожче традиційних. Та й на матеріал неминуче піде додатковий бюджет.

4. Зовнішній захист системи

Звернемося до зарубіжного досвіду. Там при зведенні стін будинку з СІП-панелей питання про способи прокладки проводки та труб найчастіше взагалі не стоїть. Заготовлені на заводі отвори у перегородках використовуються «в лоб»: дроти поміщують туди пучками або у лотках, часто взагалі ніяк не ізолюючи від навколишніх об'єктів, навіть для надання цілісності. Звісно, при такому способі туди потенційно буде легко доходити повітря, яке живить вогонь, потрапляти пил та сторонні предмети, які загрожують цілісності ізоляції. Резонно запитати: невже у інших країнах зовсім не дбають про електробезпеку? Невже така недбалість у них вважається нормою? Або, може, люди там живуть настільки акуратно, що для дротів немає ніякого ризику? Звичайно ж, справа не у цьому, просто вони використовують системи спеціальної автоматики, яка захищає житло при появі електричної дуги вже найменшого вольтажу. Називається такий спосіб дуговим захистом й застосовується майже повсюдно. Просто у нас подібна техніка поки що не здобула популярності (хоча повинна була б!).

Дуговий захист

Згідно з відомими даними, першим масовим прототипом пристроїв дугового захисту став винахід інженерів німецької компанії Siemens, які у 1996-тому році представили публіці принципово новий тип захисної автоматики. Цей виріб блискавично реагував на появу електричної дуги у цільній проводці, вловлюючи величини від 0,4 кВ. Протягом трьох років тривало масове тестування пристрою, а потім його сертифікація, і вже у 2000-му році такий дуговий захист надійшов на ринок. Буквально за кілька років ця технологія здобула неймовірну популярність у Північній Америці, а офіційна статистика США стала повідомляти про різке падіння числа загорянь, пов'язаних з електропроводкою – до 42% від колишнього значення. Мало сказати, що дуговий захист прижилася на Заході – він просто став там епохальною подією,без якого приватні будинки у XXI-му столітті просто немислимі.

Даний тип захисту, як і усе зараз у цій сфері, являє собою невеликі модулі, які можна розмістити на стандартній дин-рейці. У цілому, саму концепцію дугового захисту ніяк не можна назвати новою, але лише співробітникам Siemens вдалося «довести її до розуму» та вивести на такий рівень. Подібні системи давно входили до конгломератів органів управління енергетикою – вони переважно використовувалися у мережах з напругою 0,4-35 кВт та довгий час залишалися прерогативою промисловості.

Існує два базові принципи роботи вузлів такого дугового захисту: фотоелектричний та пневмомеханічний. У першому випадку пристрій реагує на спалах світла, який породжує електрична дуга – а в умовах іонізованого газового середовища вона реєструється вкрай легко та швидко, адже швидкість світла перевищує швидкість проходження струму по дротах. Знеструмити проводку завжди вдається раніше, аніж дуга зуміє нашкодити обладнанню. Другий спосіб пов'язаний із наслідками того, як поводить себе електродуга у межах малих об’ємів. Формування дуги супроводжується раптовим різким зростанням тиску, яке реєструється пневмодатчиками. У деяких вузлах дугового захисту той самий тиск зуміли використати для синхронного відключення живлення: стрибок відкидає ручку контакту, розриваючи ланцюг. В усіх інших ситуаціях сигнали від сенсорів передаються до мікроконтролерного блоку, який здійснює адресне точкове відключення гілок, що становлять небезпеку.

Неважко помітити, що за рівнем складності організації такі рішення однозначно тяжіють до промислових способів та масштабів експлуатації, а тому для звичайного домогосподарства їх було адаптувати непросто. Німецькі інженери розглянули питання під іншим кутом: їх зацікавило те, які саме процеси породили електричну дугу та як струм витоку через мікротріщини у декількох шарах оболонки або самої ізоляції призвів до руйнівного результату. З'ясувалося, що синусоїди струму та напруги у такі проміжки часу відрізнялася від звичайного відхилення на величину, що перевищує типове очікування за найбільших погрішностях, а їхня форма взагалі була спотворена. Володіючи цією інформацією, з'явилася можливість не тільки оперативно реагувати, але й з високим ступенем ймовірності прогнозувати майбутні аварії. Тому у моделях для побуту насправді використовується третій тип спрацьовування – прогностичний. Датчики дугового захисту безперервно моніторять профілі та величини вольтажу та сили струму, а при виявленні відхилень особливого типу розчеплюють контакт.

У багатьох країнах Євросоюзу дуговий захист прийнято називати детектором дуги, але українцям цей термін є поки незнайомим. Разом з тим, світові тенденції показують, що нам час звикати до нього точно так само, як ми вже звикли до ПЗВ та диференційних автоматів. Вважається, що монтувати детектори дуги майстри скоро почнуть не тільки на найвідповідальніших ланцюгах живлення, але й на звичайних контурах живлення люстр, на розетках, на стаціонарних приладах та навіть на низьковольтних дротах – кручений парі, антенному кабелі, домофоні. Зростання популярності таких матеріалів, як СІП-панелі, однозначно повинно спонукати уповноважені органи до перегляду нормативів для захисту об'єктів підвищеної горючості. А починати знайомство населення з подібним типом захисту, слідуючи західним принципам, варто з обладнання громадських місць: театрів, супермаркетів, торгово-розважальних центрів, готелів, ВНЗ, лікарень, офісних будівель. Потенційні наступники СІП-панелей та каркасних будинків повинні бути заздалегідь забезпечені перевіреними та знайомими людям модулями захисту.