В настоящее время широко распространена реклама различных теплоизоляционных строительных материалов, таких как пенополистирол, пенополиуретан, минеральная вата, и т.д. Производители этих материалов утверждают, что данная продукция является экологически чистой, долговечной, пожаробезопасной и безвредной для людей, живущих в домах, построенных на основе этих материалов.
Однако, поскольку пенопласты представляют собой дисперсные полимерные системы, они не только являются органическими соединениями, но и имеют весьма высокую поверхность контакта конструкции с кислородом воздуха. Из школьного курса химии известно, что возможность реакции определяется так называемой энергией Гиббса, а для любых реакций органических соединений с кислородом значение этой энергии будет отрицательным. Иными словами, если органическое соединение находится на воздухе, то оно будет неизбежно окисляться кислородом. Причем, так как пенопласты имеют максимально возможную поверхность, то и окисляться они будут с максимальной скоростью по сравнению с аналогичными, но монолитными - массивными - полимерами. Поэтому для любого пенопласта неизбежно следует предположить некое конечное и весьма ограниченное время эксплуатации, когда его эксплуатационные свойства будут еще в допустимых пределах. Естественно, что с ростом температуры скорость окисления будет только возрастать. Поэтому все пенопласты являются пожароопасными материалами. И, наконец, если пенопласты неизбежно окисляются даже при комнатных температурах, то продукты такого окисления негативно воздействуют на окружающую среду.
Вопросы окислительной деструкции полимеров рассматривались многими авторами. И.С. Филатов[144] не только приводит обширный экспериментальный материал по испытаниям различных полимеров в различных климатических условиях, но и подробно рассматривает механизмы окисления и деструкции большинства из обычно используемых полимеров. Павлов Н.Н[145] систематизировал данные исследований советских и зарубежных исследователей в области старения полимерных материалов, рассмотрел влияние условий хранения и эксплуатации на изменение свойств полимеров различных классов.
Использование стройматериалов из синтетических полимеров, таких как пластиковые панели, пенопласт, минеральная вата и т.п. недопустимо, поскольку эти материалы не позволяют дому «дышать», препятствуют созданию благоприятного микроклимата, а также выделяют ядовитые вещества при горении, не разлагаются естественным образом. В процессе своей деструкции с течением времени (этот процесс начинается с момента изготовления и продолжается в течение всего периода эксплуатации) эти материалы выделяют в воздух ядовитые вещества, вредные для здоровья человека. На малых интервалах времени это воздействие может и не быть заметным, но, тем не менее, оно оказывает системное воздействие на организм и в некоторых случая даже генетику живущих в таких домах.
В России большое распространение в качестве наполнителя для сэндвич панелей получила минеральная вата. Это связано с тем, что по нормам пожарной безопасности минеральная вата считается безопасным и негорючим материалом. На самом деле это не совсем так – негорючим материалом является минеральная вата как таковая. При производстве сэндвич панелей вату пропитывают специальными органическими добавками, которые в свою очередь горючи. Опасность возгорания существует также со стороны полиуретанового клея, который используется для скрепления наполнителя с покровными листами. Таким образом, если рассматривать панель с наполнителем из минеральной ваты как конструкцию, то между листами металла содержатся до 10% горючих составляющих.
Существует распространенное мнение, что деревянный дом – это потенциальная опасность пожаров. Но причинами пожаров является человеческая халатность и пренебрежение правилами безопасности, при соблюдении же требований противопожарной безопасности нет причин бояться возгорания жилища.
Кроме того, в случае возгорания конструкций с использованием синтетических и полимерных материалов (например, минеральной ваты, пластиковых облицовочных панелей, «сайдинга», пенополистирола, линолеума, синтетических клеев и т.п.), если даже некоторые из таких материалов и рекламируют в качестве не поддающихся горению, то в процессе тления они выделяют в воздух жилой зоны такое количество ядов, что выживший после такого пожара получает серьезное отравление организма.
В рекламе теплоизоляционных полимерных материалов часто отмечается их пожаробезопасность, но производители, описывая данное свойство, используют некорректные формулировки, утверждая, что какой-либо пенопласт не горит или самостоятельно затухает. Факт такого поведения пенопласта не говорит о пожарной безопасности данного материала. Дело в том, что официально классификация всех строительных материалов на пожарную опасность производится согласно стандартной методике, в ходе которой учитывается убыль массы материала при нагревании на воздухе, а не возможность самостоятельно гореть после удаления источника пламени. Поэтому по классификации на пожарную опасность полимеры, относятся к классу «Г», то есть горючих материалов.
Теоретические вопросы термического разложения полимерных материалов подробно рассмотрены, например, в монографии С.Мадорского[146]. На практике проблема пожарной опасности рассматривается обычно с двух сторон: опасность собственно горения полимеров и опасность продуктов термического разложения и окисления материала. Например, исследователями установлено, что основным поражающим фактором пожаров являются летучие продукты горения[147]. В среднем только 18% людей гибнет от ожогов, остальные - от отравления в сочетании с действием стресса, тепла и др. Имеются данные о том, что даже при сравнительно небольшом пожаре в помещении, насыщенном полимерными материалами, происходит быстрая гибель находящихся там людей главным образом от отравления ядовитыми летучими продуктами.
Исследования Российского научно-исследовательского центра пожарной безопасности ВНИИПО МВД РФ однозначно говорят о высокой пожарной опасности полимерных материалов. Например, в приведенном отчете об испытаниях на пожарную опасность полистирольного пенопласта указано, что значение показателя токсичности образцов близко к граничному значению класса высокоопасных материалов.
Эти известные в специальной литературе факты находят отражение также и в средствах массовой информации. Так, например, в газете «Местное время»[148] г. Пермь приводится пример пожара в жилом доме. Автор статьи пишет: «Во время пожара погибла женщина. Парадокс ситуации в том, что возгорание произошло в квартире, расположенной двумя этажами выше. Причиной смерти стал токсичный дым полистирола».
Выделение газообразных токсичных веществ в результате горения полимерных строительных материалов является серьезной опасностью для людей, живущих в таком доме. Достаточно указать, что термическое разложение при горении 1 кг полимера дает столько газообразных токсичных веществ, что их достаточно для отравления воздуха в помещении объемом 2000 м3. У человека, находящегося в таком помещении, через 10—15 минут возникает тяжелое отравление или даже гибель.
Продуктами горения полимерных материалов являются такие токсичные вещества, как формальдегид, хлористый водород, оксид углерода и др. При горении пенопластов выделяется весьма опасный газ — фосген (в первую мировую войну он применялся как отравляющее вещество удушающего действия), при термическом разложении пенополистирола — цианистый водород, газообразный стирол и другие не менее опасные продукты.
Известно, что во время пожара в московской гостинице «Россия» в конце 70-х гг. основной причиной смертельного исхода для многих проживающих там людей были не термические ожоги, а отравление токсичными газами при горении облицовочных полимерных и лакокрасочных материалов.
Таким образом, полимерные материалы в строительстве не только нельзя считать пожаробезопасными, но наоборот, их воспламенение или тление и термическое разложение представляет потенциальную опасность для здоровья и жизни людей.