Термозащита и пожарозащита напыляемых пен

Интерпретация нормативных требований в отношении термоизоляционных и огнезащитных слоев требует тщательного изучения. Нормативные требования неоднозначны и недостаточно пояснены, а испытания на огнестойкость, на которые они опираются, сложны и запутанны.

Есть ли в строительных нормах требование защищать теплоизоляцию из напыляемой пены слоем гипсокартона или схожим по свойствам огнестойким слоем? Ответ в большинстве случаев “Да”, но не всегда.

Ответить на этот вопрос не так просто по нескольким причинам.

• Первая причина – нормы сложны для понимания.
• Вторая причина – скудность изложения.
• Третья причина – нормы являются предметом толкования для местных наблюдательных органов.
• Четвертая причина – даже если нормами достаточно четко требуется использовать термозащиту или пожарозащиту слоя напыляемой теплоизоляции, многие из представителей нормоконтроля не беспокоятся о том, чтобы обеспечить их соблюдение.

Напыляемая пена без защитного слоя огнеопасна

Если слой из напыляемой пены остается без покрытия, есть опасность воспламенения. Как сказано в руководстве для монтажников напыляемой пены “Термозащита и пожарозащита в области напыляемых полиуретановых пен”, “НПП [напыляемая полиуретановая пена, SPF] без защитного слоя открыта для источников огня, таких, как тлеющий огонь, сварочная дуга, кислородно-ацетиленовая горелка или раскаленный метал, легко воспламеняется и может стать причиной мгновенного возгорания”.

Если дом с теплоизоляцией из напыляемой пены когда-нибудь сгорит, правозащитников будет интересовать, была ли напыляемая пена нанесена согласно нормативных требований – таким образом, ответственность за это понесут строители, которые не уделяли должного внимания вопросу пожарозащиты.

Разделим понятия термозащиты от пожарозащиты

Строительные нормы имеют два разных термина, которыми описывается покрытие для защиты теплоизоляции от возгорания

Прежде, чем углубиться в проблему, нужно изучить некоторые из специальных терминов.

Строительные нормы имеют два разных термина, которыми описывается покрытие для  защиты теплоизоляции от возгорания. Первый термин – “термозащита” (неудачно выбранный термин, используемый в нормах. Большинство строителей и ученых используют термин “термозащита” по отношению к теплоизоляции; к сожалению, составители норм употребляют слова таким образом, который отличается от общепринятого. Поэтому для целей этой статьи забудьте то, что вы ранее считали правильным, и постарайтесь принять этот специальный жаргон).

В нормативной документации для строительства термин “термозащита” для любого  назначения и любых целей, означает ½-дюймовый (1,25 см) гипсокартон. (Более техничное определение будет предоставлено немного ниже).

Второй термин – “пожарозащита”. Этот термин относится к менее обязательному виду защиты, чем термозащита. Это более низкая планка требований. Есть несколько разных видов материалов, которые отвечают определению “пожарозащита”.

Когда необходима термозащита?

Термозащита напыляемой пены не является обязательной когда напыляемая пена устанавливается на чердаках или в техническом подполье

Требования, призывающие к тому, чтобы теплоизоляция из напыляемой пены была защищена термоизоляцией, находим в разделе R316.4 Международных норм для жилого строительства (International Residential Code, IRC) издания 2009 года. Для большинства случаев установки напыляемой полиуретановой пены в домах она должна быть отделена от жилого пространства слоем ½-дюмового (1,25 см) гипсокартона или материала, который признан эквивалентным ему по огнестойкости.

Есть несколько исключений. Термозащита напыляемой пены не является обязательной в следующих случаях:

• когда напыляемая пена используется для устройства кровли (раздел R316.5.2 IRC 2009);
• когда напыляемая пена покрывается слоем бетона или кладки толщиной не менее 1 дюйма (2,5 см) (раздел R316.5.2 IRC 2009);
• когда напыляемая пена является частью сборочной конструкции крыши и покрывается с внутренней стороны шпунтованной доской или фанерой толщиной не менее 15/32 дюйма (1,2 см) (раздел R316.5.2 IRC 2009);
• когда напыляемая пена устанавливается на внутренней стороне крайних балок и обвязочного бруса конструкции, если при этом толщина напыляемой пены составляет 3 ¼-дюйма (8,13см) или меньше (раздел R316.5.11 IRC 2009);
• когда напыляемая пена устанавливается на чердаках или в техническом подполье, при условии, что эти помещения не используются для хранения, а также в том случае, когда входной проем туда делается только для создания доступа для проведения ремонта, техобслуживания конструкций или инженерных систем, а также, если напыляемая пена в этом типе помещений защищена пожарозащитой (разделы R316.5.3 и R316.5.4 IRC 2009).

Если вы собираетесь отказаться от установки термоизоляции, имея в виду названные выше исключения в отношении чердаков, обратите внимание на следующее. Если на чердаке имеется настил перекрытия или если чердак используется для складирования, термоизоляция поверх пены вам все-таки нужна. Как сказано в руководстве “Термозащита и пожарозащита в области напыляемых полиуретановых пен”, термоизоляция требуется “в случаях, когда чердак или подполье используются или могли бы использоваться как временное жилое пространство или в качестве кладовой. Критериями для определения таких помещений являются легкодоступность и наличие настила. В эту категорию попадают указанные технические помещения, в которые ведут люк, приставные или стационарные лестницы, и в которых есть настилы”.

Что такое термозащита?

В разделе R316.4 IRC термозащита определена как ½-дюймовый (1,25 см) гипсокартонный лист (утвержденный материал для термозащиты) или материал, который эквивалентен ему по огнестойкости

В разделе R316.4 IRC термозащита определена как ½-дюймовый (1,25 см) гипсокартонный лист (утвержденный материал для термозащиты) или материал, который эквивалентен ему по огнестойкости. Необходимый тест, с помощью которого определяется, является ли материал эквивалентным ½-дюймовому гипсокартону – это 15-минутное испытание на огнестойкость. По этой причине этот тип термозащиты иногда также называют 15-минутным барьером.

Среди материалов, которые выдерживают 15-минутное испытание на огнестойкость и, следовательно, считаются эквивалентными ½-дюймовому гипсокартону следующие: определенные типы напыляемых цементных растворов, напыляемых целлюлозных материалов и цементная штукатурка.

В соответствии с одним источником, ¾-дюймовая фанера, установленная как черновой настил “в целом приемлема” в качестве термозащиты, даже если она не указана в списке разрешенных материалов. Это подтверждается соответствующей таблицей 721.6.2(1) (“Продолжительность, определенное для гипсокартонных перегородок”) Международных Строительных норм. Если вы планируете использовать ¾-дюймовую (1,9 см) фанеру как термобарьер, перед выполнением работ проконсультируйтесь с местным строительным надзором.

Кроме регламентированного материала для термобарьера (½-дюймового гипсокартона) и разрешенных эквивалентных материалов (например, цементной штукатурки), есть еще третий тип термозащиты: если материал испытан как “альтернативная конструкция”. Метод “альтернативной конструкции” используется, чтобы пройти апробацию для некоторых типов вспучивающихся покрытий. Если строитель использует материал, который был одобрен как часть протестированной “альтернативной конструкции”, потом должна быть использована точно такая же конструкция, какая была исследована в лаборатории.

Когда требуется пожарозащита?

Пожарозащита – менее обязательный вид защиты, чем термозащита. Пожарозащита описывается в двух разделах IRC, 2009: R316.5.3 и R316.5.4.

Пожарозащита – менее обязательный вид защиты, чем термозащита. Пожарозащита описывается в двух разделах IRC, 2009: R316.5.3 и R316.5.4.

Если ваш чердак или подполье отвечают требованиям, упоминаемым выше, то есть доступны только для ремонтных работ или работ по техобслуживанию; когда нет легкого доступа к этим пространствам; когда они не используются для складирования; когда там нет пола – тогда вы можете благополучно отказаться от установки пожарозащиты вместо термозащиты. В комментариях, размещенных на сайте Journal of Light Construction (Облегченные конструкции) Джеймс Моршед отмечает: “Чердаки и технические подполья обычно считаются “занимаемыми”, когда они используются для хранения. В помещениях,  используемых для складирования, требуется устройство термозащитного слоя между пеной и занятым пространством и. следовательно, одной пожарозащиты будет недостаточно”.

Один из критериев, используемых строительными инспекторами для определения того, “занятый” ли чердак или подполье или нет – это размер люка или дверей. Если вы хотите использовать пожарозащиту для покрытия напыляемой пены, вход в помещение должен быть люком или маленькой дверцей, а не полногабаритной дверью. Если же помещение с напыляемой пеной полностью недоступно, то есть в него можно добраться, только прорезав слой гипсокартона, тогда пожарозащита вообще не нужна. (У вас уже есть термозащита из гипсокартона).

Что такое пожарозащита?

Разделы R314.5.3 и R314.5.4, IRC, 2009 определяют пожарозащиту как один из шести разрешенных материалов

Разделы R314.5.3 и R314.5.4, IRC, 2009 определяют пожарозащиту как один из шести разрешенных материалов: 1½-дюймовая (3,75 см) минеральная вата; ¼-дюймовая (0,6 см) деревянная конструкционная панель (т.е. фанера); 3/8-дюймовая ДСП (0,9 см); ¼-дюймовая ДВП (0,6 см); 3/8-дюймовая (0,9 см) гипсовая панель; коррозиестойкая сталь, имеющая базовую толщину металла 0,016 дюймов (0,4 мм). Предположительно строительным надзором будут также одобрены в качестве пожарозащиты любой из шести перечисленных материалов с большей толщиной.

Скандальноизвестные испытания технического подполья

Производителям напыляемых пен было предоставлено время до конца 2009 года, чтобы протестировать свои материалы при более реалистичных условиях, чем те, в которых напыляемая пена сравнивается с стекловолокнистыми матами с незащищенным бумажным лицевым слоем

До 2009 многие марки напыляемой пены были разрешены для монтажа в технических подпольях и чердаках без использования пожарозащиты, основой для чего послужили небезызвестные испытания, которые в лучшем случае были противоречивы, а в худшем – заведомо ложны. В ходе этих испытаний исследовательским институтом Southwest Research Institute на огнестойкость проверялось техническое подполье (SwRI 99-02).

Southwest Research Institute уверил наблюдательные органы, что испытания не противоречат нормам. Ключевым документом, который проложил дорогу для этого провала, было письмо от 11 апреля 2000 года, написанное Брайаном Гербером, старшим инженером-конструктором в ICBO Evaluation Service, предшественника International Code Council Evaluation Service (ICC-ES, Международного совета по утверждению нормативных документов). По причинам, которые остаются непонятными, Гербер определил, что напыляемые пены для внешних стен чердаков и технических подполий могут использоваться “без внутреннего покрытия ”, если будет подтверждено, что при испытании на огнестойкость пена воспламеняется не раньше, чем теплоизоляционные “3½-дюймовые (8,75 см) стекловолокнистые маты, облицованные крафт-бумагой без использования защитных покрытий”.

В чем основная проблема заявлений Гербера – решении, которое сформировало основу для печальноизвестного теста SwRI 99-02? В нем использована в качестве базы для сравнения недопустимая конструкция: стекловолокнистые маты, облицованные крафт-бумагой без защитного слоя. Как знает большинство строителей, в IRC R320.1 запрещено использование бумажной облицовки, которая легко воспламеняется, если при этом не установлен защитный слой.

Стоит ли говорить, что для производителей напыляемых пен оказалось совершенно просто пройти такой тест? Провести испытания на пожаробезопасность, когда все, что нужно – это показать, что ваш материал лучше, чем непокрытый пропитанный асфальто-битумом строительный картон, не составляет никакого труда.

Производителям напыляемых пен было предоставлено время до конца 2009 года, чтобы протестировать свои материалы при более реалистичных условиях, чем те, в которых напыляемая пена сравнивается с стекловолокнистыми матами с незащищенным бумажным лицевым слоем.

Чтобы материал для устройства пожарозащиты был одобрен, как эквивалентный регламентированному, он должен удовлетворять критериям “специального разрешения”, установленным в разделе 314.6 IRC. (Этот раздел содержит перечень типов необходимых испытаний на огнестойкость). Чтобы утвердить конструкцию как альтернативную, она должна быть испытана лабораторией в соответствии с критериями, представленными в разделе Критерии утверждения Службой оценки ICC 377 (ICC Evaluation Service in Acceptance Criteria 377), Приложение X.

Чтобы обеспечить удовлетворение требований по огнестойкости, большинство строителей выбирают один из четырех подходов:

• устанавливают разрешенный в качестве пожарозащиты материал, например, такой, как минеральная вата;
• используют для теплоизоляции целлюлозу
• устанавливают одобренные конструкции, состоящие из напыляемой пены, покрытой вспучивающимся огнестойким покрытием (защитный обмазочный барьер);
• выбирают напыляемую пену, которая сама по себе, без огнестойкого покрытия или защитного барьера, прошла испытания на огнестойкость.

После того, как индустрия строительных пен и наблюдательные органы учредили новые испытания на огнестойкость (“Модифицированные тесты 286”) для вспучивающихся огнестойких покрытий, производители напыляемых пен обнаружили, что некоторые из пен с закрытой пористостью выдерживают испытания без использования вспучивающегося огнестойкого покрытия вообще. Хотя выдержать такой вид испытаний для пен с открытой пористостью намного сложнее, в отношении некоторые типов пен с открытой пористостью переформулировали таким образом, что они прошли тест на огнестойкость без огнестойкого покрытия.

Немного о вспучивающемся огнестойком покрытии

Вспучивающееся огнестойкое покрытие – тип обмазочного материала, который вздувается, когда подвергается действию открытого огня или при нагревании.

Вспучивающееся огнестойкое покрытие – тип обмазочного материала, который  вздувается, когда подвергается действию открытого огня или при нагревании. Вспученный обмазочный материал, как огнеупорный барьер, замедляет возгорание. Большинство производителей напыляемой пены продают вспучивающийся огнестойкий материал, который был одобрен для использования с их марками теплоизолирующей пены.

Говоря техническим языком, вспучивающееся огнестойкое покрытие не является термозащитой или пожарозащитой. Однако, некоторые сборные конструкции были одобрены для использования вспучивающегося огнестойкого покрытия как части утвержденной альтернативной конструкции, которая может быть установлена вместо термозащиты или пожарозащиты.

В комментариях, опубликованных на вебсайте Home Energy Pros, Патрик Дандон и подрядчик по установке теплоизоляции из Виндзора, Нью-Йорк, отметили: “Если вспучивающиеся огнестойкие материалы (покрытия) испытываются вместе с пеной, тогда эта система отвечает требованиям к термозщите (или пожарозащите). Это определенная система для конкретного бренда. Вам нужен отчет ICC-ESR, в котором указана комбинация определенной марки пены с определенной маркой покрытия.

В своей статье об огнестойких барьерах для Journal of Light Construction, Джон Вара совершенно ясно подчеркивает то же самое: “Утверждение определенного вспучивающегося огнестойкого материала  с определенной пеной не означает, что он также утвержден для применения с другими, схожими пенами, хотя рекламные объявления могут подразумевать, что так и есть. Посмотрите отчет ICC-ES, который ссылается на конкретное покрытие и конкретную пену, которые вы будете использовать… Не превышайте толщину слоя или плотность пены, оговоренные в тестовом отчете. Если пена без защитного барьера была протестирована и утверждена при толщине 25 см и плотности 8 кг/м3, то утверждение теряет силу, если толщина увеличена до 8 дюймов. (Вы можете, тем не менее, наносить пену с меньшей толщиной слоя, чем та, что указана в отчете)”.

Если вы используете вспучивающееся огнестойкое покрытие как альтернативу термозащите, помните, что оно может быть применено только для технического подполья или чердака, причем только, если в помещение есть доступ через люк или маленькую дверцу, и оно никогда не используется как кладовая.

При испытании конструкций на предмет использования вспучивающегося огнестойкого покрытия в качестве разрешенной альтернативы пожарозащите или термозащите необходимо, чтобы покрытие наносилось с установленной толщиной слоя. Возникает вопрос: “Как измерить толщину огнестойкого покрытия?” Ответ таков, что почти никто никогда не пытался ее измерить. Один источник сухо отмечает: “Точное измерение толщины нанесения тонкого покрытия на рельефную поверхность НПП затруднительно”.

Напыляемая пена без покрытия в техническом подполье и на чердаках

Некоторые напыляемые пены разрешены для применения в техническом подполье или на чердаках без пожарозащиты. Эти материалы прошли испытания сборной конструкции (а не испытания материалов) на пожаробезопасность. Такие марки пены в основном стоят дороже, чем напыляемые пены, покрываемые огнестойким покрытием.

Чтобы получить одобрение местных наблюдательных органов, нужно установить напыляемую пену точно таким же образом, как она была установлена при испытании конструкции.

Чтобы узнать больше о сфере применения и ограничениях для этих типов напыляемой пены (пены, которая может быть установлена без защитного покрытия на чердаках и в техническом подполье) обратитесь к информации от производителей напыляемой пены.

Ограничения в отношении толщины напыляемой пены

Поэтому, если монтажнику нужно разрешение для напыляемой пены, установленной толщиной больше 4 дюйма, единственный путь – через испытания конструкции

Для тех, кто желает углубиться в дебри тестирования напыляемых пен на пожаробезопасность (хотя трудно представить, чтобы спонтанные читатели захотели бы это делать) – это равносильно исследованию законов непонятного мира испытаний, который регулирует максимальную допустимую толщину установки теплоизоляции напыляемой пеной, который сродни загадочному Зазеркалью из сказки.

Здесь представлена сокращенная версия: необходимые испытания материалов на пожаробезопасность не могут быть выполнены на материалах, толщина которых превышает 4 дюйма (10 см). Поэтому, если монтажнику нужно разрешение для напыляемой пены, установленной толщиной больше 4 дюйма, единственный путь – через испытания конструкции. Это означает, что монтажники напыляемой пены, которые хотят установить ее толщиной больше 4 дюймов, должны будут потом четко следовать описанию конструкции, которая использовалась при получений утверждения на данный ее вид.

Это также означает, что некоторые марки напыляемой пены не получили одобрения на монтаж при той толщине, которая нужна строителям. По принципу “без гарантий качества”.

Как правило, надзор за соблюдением норм отличается неравномерностью

Если вы дочитали до этого это места, вы, скорее всего, уже знаете о термозащите и пожарозащите по меньшей мере столько же, сколько и многие из наблюдательных органов. Это неудивительно: во многих районах страны нормы не воплощаются в жизнь. В этих регионах некоторые подрядчики устанавливают напыляемые пены на чердаках и в технических подпольях без пожарозащиты.

Как отмечает Эллисон Бейлз в его статье об огнестойких барьерах: “По меньшей мере, в той части США, где нахожусь я (юго-восточной), проведение в жизнь этой части строительных норм эпизодическое. Некоторые органы надзора строго им следуют, но есть и другие, которые о них даже и не знают ”.