Требования к пенополистиролу

Автор: | 27.02.2018

Содержание:

Фасадная штукатурка для пенополистирольных плит

Технология оштукатуривания пенополистирола представляет собой нанесение фасадной штукатурки (или другой специальной смеси) на утепляющие плиты, покрытые армирующей сеткой. Основная цель — защита от внешних воздействий: механических повреждений, осадков, ультрафиолета, биологических факторов. Главные требования к штукатурному покрытию: проницаемость, высокая адгезия, экологичность и надежность.

Работы подобного рода выполняются чаще для облицовки фасадов из пенополистирола, нежели внутри помещений. Готовая поверхность слегка шероховатая, в качестве декоративной финишной отделки красиво смотрится фактурная штукатурка или покраска специальными составами. Сложность работ — средняя, их можно выполнить своими руками, без задействования дорогостоящего оборудования.

Основное отличие оштукатуривания пенополистирола от традиционных способов заключается в использовании специальных строительных растворов с адгезирующими и прочностными добавками. Часто для прикрепления и последующей облицовки покупают универсальную смесь, но нередки случаи, когда для монтажа выбирают жидкий полиуретан, а для штукатурки пенополистирольных плит — материал с более высокими декоративными свойствами. Главное — по всему рабочему периметру должен использоваться один и тот же состав. Смешивать или наносить штукатурку для пенопласта с разной основой не рекомендуется, это приводит к ее отшелушиванию.

Уникальной чертой пенополистирола является также и его неспособность впитывать влагу, которая остается в отделочном слое, так что теплоизоляционные плиты не смачивают как кирпич или пенобетон. Еще одно отличие — обязательное армирование, без него фасадная штукатурка не будет надежно держаться на этом гладком и непроницаемом материале, даже при минимальной толщине слоя. Подойдет специальная уплотненная (не менее 150 г/м2) сетка из стекловолокна (металлическая может повредить пенополистирол). Армирование предотвращает появление трещин и отшелушивание, неизбежное из-за разницы в тепловом расширении пенопласта и смесей на минеральной основе.

Последовательность действий

Этапы выполнения штукатурки по пенополистиролу включают:

  1. Расчет расхода и подготовку раствора.
  2. Армирование листов пенопласта штукатурной сеткой.
  3. Предварительную затирку и последующее выравнивание.
  4. Нанесение наружного (финишного) слоя и его шлифование.
  5. Обработку защитной грунтовкой.
  6. Декоративную отделку.

Приблизительный расход фасадной штукатурки на 1 м2 составляет 4–6 кг, готовые смеси продаются в мешках по 25 кг (реже — 30). Плиты из пенополистирола имеют ровную поверхность, толщина слоя редко превышает 7 мм (из них 3 уходит под армирующую сетку). Раствор готовится самостоятельно, но с учетом рекомендаций производителя его размешивают шпателем или дрелью с насадкой, при частоте в 400 или 800 оборотов/мин. Важно: согласно инструкции, для доведения смеси до равномерного состояния, рекомендуют оставить ее на 4–5 минут и повторно перемешать, идеальной считается консистенция жидкой сметаны.

Далее на пенопласт наносится тонкий слой штукатурки, в который слегка вдавливается (приклеивается) армирующая сетка. Еще один способ — крепление стеклоткани в момент монтажа теплоизоляционных плит дюбелями (подходит при минимальном временном промежутке между упомянутыми этапами работ). Армирование углов и труднодоступных участков проводится в первую очередь, сетка разрезается на полосы шириной 30–35 см, для большей надежности используются легкие металлические уголки. Нахлесты и стыки выполняются аккуратно, штукатурка по пенополистиролу наносится очень тонким слоем, иначе она попросту отпадет. Раствор растирается по сетке широким шпателем, не пропускается ни одна ячейка. Этот стартовый слой должен полностью высохнуть, его затирка допустима не менее чем через сутки, таковы требования технологии работы с невпитывающим влагу пенопластом.

Только на сухую и затертую поверхность разрешается наносить финишную штукатурку. Это позволяет сделать ее более жидкой, снизив расход. Раствор не накидывают на пенополистирол, а распределяют по широкому шпателю и далее, плавным движением, наносят на стену. Приступать к окончательной затирке шкуркой разрешается через 3 дня, если ждать дольше, то процесс вызовет сложности. Большой промежуток между этапами связан с особенностью пенополистирола не впитывать воду.

Некоторые пропускают процесс грунтования, что нежелательно, так как эксплуатационные характеристики от этого снижаются. При выборе покраски в качестве финишной отделки, обработка осуществляется при помощи состава без гранул, при использовании декоративной штукатурки — с крупными зернами кварца.

Последовательность действий та же, что и для наружной облицовки пенопласта, все этапы можно выполнить самостоятельно. Требуемая влажность в здании: не выше 55 %, а лучше 40. Важно выяснить, подходит ли смесь для оштукатуривания пенополистирола внутри помещений (обязательно указывается в инструкции), при этом выбирается мелкая армирующая сетка 5×5 мм, плотностью 140 г/м2. Оптимальный интервал перед затиркой — от 22 часов до 4 дней, дальше смесь высыхает и ее трудно обрабатывать.

Советы и рекомендации по штукатурке пенополистирола

  • Наносить штукатурку при сильном ветре (выше 10 м/c), это ухудшает адгезию с пенопластом.
  • Использовать составы разных производителей.
  • Приступать к затирке еще невысохшего слоя.
  • Оштукатуривать теплоизоляционный фасад из пенополистирола без сетки.

Все этапы реально выполнить своими руками, применяя следующие способы улучшения качества оштукатуривания:

  1. Проведение затирки плавными движениями по часовой стрелке, без вдавливаний. При попадании на шкурку невысохшего раствора ее тут же меняют.
  2. Аккуратное распределение штукатурной сетки (без выступающих участков).
  3. Нанесение на пенополистирол минимально тонкого стартового и финишного слоев.
  4. Обработка поверхности грунтовкой той же марки, что и смесь для оштукатуривания.
  5. Использование валика с коротким ворсом для уменьшения потеков.
  6. Тщательная зачистка углов, стыков и элементов декора еще до окончательного высыхания штукатурного раствора.

Противопожарные методы утепления фасада пенополистиролом

Пенополистирол — недорогой, но небезопасный, с точки зрения распространения огня, изоляционный материал. В связи с этим при монтаже фасадной изоляции из пенополистирола необходимо применять защитные противопожарные методы, такие как противопожарные отсечки

[ Нажмите на фото
для увеличения ]

Обычные панельные дома теряют до 50% тепла. Это связано с высокой теплопроводностью стен, наличием трещин, плохо обработанных стыков плит и отсутствием утепления.

Одним из популярных теплоизоляционных материалов является пенополистирол (пенопласт). Он недорог и очень удобен в использовании. Но у него есть один существенный недостаток. Дело в том, что пенополистирол горит, но при определенном методе монтажа вероятность пожара сводится к минимуму, достаточному для использования этого материла в строительстве. Монтируется пенополистирол, в общем, стандартным способом, но при этом соблюдаются противопожарные методы крепления пенополистирола — это обрамление пожароопасных участков противопожарными отсечками.

Как известно, горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:

Г1 (слабогорючие);
Г2 (умеренногорючие);
Г3 (нормальногорючие);
Г4 (сильногорючие).

Пенополистирол выпускается в группах Г1 и Г2. Для использования на фасадах необходим самозатухающий пенополистирол марки ПСБ-С.

Приготовление адгезионного клея

Для приготовления клея понадобится пластиковое ведро, чистая вода и дрель с миксером. В ведро наливаем около трети воды, в которую добавляем сухую смесь. Затем полученный состав перемешиваем миксером на малых оборотах, около 300 об/мин.

Кроме того, на рынке представлены уже готовые клеи для пенополистирола, существенно увеличивающие скорость монтажа.

Монтаж пенополистирола

Поверхность листа покрывается слоем клея, после чего лист монтируется на стену. Клей наносится на всю поверхность, количество регулируется зубчатым шпателем. Промазанный лист прижимается к поверхности стены и затем прибивается «зонтиками». Для этого сквозь лист дрелью сверлится отверстие, ширина которого совпадает с размером зонтичного дюбеля. В отверстие вставляется дюбель и забивается молотком. Отверстие должно быть на 5-7 см больше толщины полистирола.

Дюбель должен прижимать пенополистирол, допускается легкое вдавливание шляпки в поверхность. Для экономии сил и дюбелей следует вбивать их в верхнюю часть замка, таким образом они будут держать оба листа. Замки промазываются также.

Важным противопожарным методом защиты является использование только негорючих материалов в фасадной системе (кроме пенополистирола). Для этого рекомендуется приобретать укомплектованную, сертифицированную систему материалов для монтажа фасадов с тонким штукатурным слоем.

Противопожарные методы монтажа пенополистирола

Вокруг окон, дверей и между этажами делаются отсечки из минеральной ваты (минвата не горит). Толщина отсечек должна быть не менее 150 мм.

Во время пожара пламя распространяется около окон и дверей, и часть фасада прогревается до высоких температур. Чтобы не разрушить пенополистирол и не нагреть его до температуры выделения ядовитых газов, эти места покрываются ватой, которая не горит и не передает тепло пенополистиролу. Проемы покрываются снизу, сбоку и сверху. Потолочная область также подвержена сильному прогреву при пожаре, поэтому междуэтажные области также покрываются минеральной ватой.

Кроме того, рекомендуется производить противопожарные отсечки между этажами, в стартовом и финишном уровне. Если вы приобретаете сертифицированную фасадную систему с тонким штукатурным слоем, точные требования к противопожарным отсечкам должны быть описаны в Альбоме технических решений производителя системы.

Покрытие поверхности декоративной штукатуркой

На высохший армировочный клеевой слой, как на обычную черновую штукатурку, наносим декоративный состав типа «барашек» или «короед». Декоративные штукатурки наносятся традиционным способом.

Описанный выше способ использования пенополистирола сводит к минимуму возможность его возгорания, поэтому вполне может считаться противопожарным методом монтажа этого утеплителя.

Требования, предъявляемые к утеплителям

Рассмотрим два вида эффективных теплоизоляционных материалов: минераловатные и типа пенополистирола.

Минеральная вата

Требования к минеральной вате

Необходимая паропроницаемость должна быть как минимум 0,3 мг/(м-ч-Па), влагопоглощение — не больше 1,5% по объему.

Утеплитель должен обязательно сохранять свои первоначальные геометрические размеры (то есть не давать «усадки» и не расслаиваться) на протяжении всего периода эксплуатации. В наибольшей степени этому требованию соответствуют теплоизоляционные материалы, которые были произведены таким образом, чтобы волокна располагались не в одном направлении, а произвольно.

Материал должен быть негорючим и экологически безопасным — первый фактор особенно актуален для деревянных домов.

Для каждой из рассматриваемых выше схем теплоизоляционный материал выбирается в зависимости от условий его эксплуатации, которые определяют требования к плотности (как раз она и влияет на прочность материала на сжатие), паропроницаемости и прочности на отрыв слоев (усилие, которое следует приложить к внешнему слою, чтобы оторвать его от всей остальной массы).

Пенополистирол

Этот материал также имеет свои достоинства и свои недостатки. К достоинствам можно отнести более низкую, чем у минераловатных утеплителей, теплопроводность (это позволяет уменьшить толщину слоя утеплителя), а также низкую стоимость. Из недостатков стоит отметить меньшую, чем у минераловатных утеплителей, паропроницаемость, более высокую трудоемкость работ (в процессе установки сложнее подогнать «в размер») и более высокую горючесть (пенополистирол относится к самозатухающим материалам). Именно высокая горючесть материала и вызывает дополнительные сложности при монтаже:

— через определенные промежутки по высоте необходимо устраивать противопожарные рассечки из минеральной ваты высотой 150 мм;

— вокруг оконных и дверных проемов необходимо использовать только минераловатный материал.

И все-таки этот материал для утепления фасадов используется достаточно широко, так как обходится он в 3-4 раза дешевле минеральной ваты.

Требования к пенополистиролу

— Плотность должна составлять 15-25 кг/м3.

— Структура должна быть плотной, гранулы прочно между собой связаны. У неплотного материала значительно выше водопоглощение, а различные по размеру гранулы, плохо связанные между собой, означают, что материал быстро подвергнется разрушению.

— Плиты должны отличаться точными геометрические размерами — отклонения по длине и ширине,

*Плиты утеплителя должны характеризоваться высокими прочностными свойствами и повышенной жесткостью, поскольку испытывают нагрузки, как при монтаже, так и в процессе эксплуатации (нагрузки, создаваемые весом штукатурки, случайные нагрузки). Для того чтобы реализовать этот вариант утепления, могут использоваться как материалы с однородной по толщине плотностью, так и материалы с повышенной плотностью внешнего слоя (до 180 кг/м3) и пониженной плотностью внутреннего (к примеру, Fasade Slab от Rockwool).

**Если для защиты утеплителя со стороны вентилируемого зазора применяются ветрозащитные мембраны, можно использовать те же утеплители, что и для деревянной конструкции. Но следует учитывать, что чем мягче утеплитель, тем сложнее сохранить его геометрические размеры (очень легко можно продавить дюбелями и т. д.). Помимо этого, дешевизна менее плотного утеплителя полностью компенсируется дороговизной ветрозащитного слоя. Так что при данной схеме монтажа лучше всего использовать более плотный утеплитель, который не нуждается в дополнительной защите. Требования, предъявляемые к таким утеплителям, заметно ниже, чем в схеме утепления с оштукатуриванием, поскольку отсутствуют нагрузки, действующие на него. Необходимая жесткость такого утеплителя позволит избежать выдувания волокон в вентилируемом зазоре, да и монтировать жесткий материал гораздо проще. Теплоизоляционные материалы, соответствующие всем этим требованиям, вполне можно использовать в качестве утеплителя для деревянных фасадов. Стоимость такого «слоеного пирога» получится несколько дороже, зато и монтировать, и затем эксплуатировать конструкцию будет спокойнее.

***Значение указывается для утеплителей из стекловолокна IZOVER.

****Значение указывается для утеплителей из стекловолокна — оштукатуривание с применением металлической сетки.

превышающие 2 мм, недопустимы, перепад по толщине не должен превышать 1 мм, неплоскостность плит более 0,5%. Чем точнее размеры, тем меньше времени потратится на подгонку стыков плит. Допустимая линейная усадка — не превышает 0,2% . Плиты необходимо выдержать без упаковки как минимум 2 недели.

Из-за низкой паропроницаемости становится невозможным использование пенополистирола для утепления деревянных фасадов. В связи с более низкими пожарными свойствами, нельзя рекомендовать его и для вентилируемых фасадов каменных домов. Поэтому единственное, где его можно использовать — утепление каменных фасадов с последующим оштукатуриванием.

Материалы для зашитно-лекоративных экранов

Выбор материалов, применяемых для устройства защитно-декоративных экранов вентилируемых фасадов, огромен. Можно использовать и классическую деревянную обшивку (вагонку, «американку» либо блокхаус), металл (стальной или алюминиевый саидинг, кассетные панели, листы профнастила), пластик (сайдинг). Листовые композиционные материалы (к. примеру, цементно-стружечные и фиброцемектные плиты без покрытия и с декоративным покрытием). Натуральный камень (мрамор, базальт, ракушечник, туф, гранит) и, керамогранит. Все эти материалы имеет как свои преимущества, так и недостатки. Все они различаются по своей долговечности, технологичности монтажа, весу облицовки, стоимости (как самой облицовки, так и каркаса под нее), и каждый из этих параметров при выборе нужно учитывать.

Помимо перечисленных, ставших уже традиционными вариантов обшивки, современный рынок строительных материалов предлагает и более оригинальные, а порой и неожиданные решения. К примеру, использовать для обшивки плитку ARDOGRES (Италия).

КАК ВЫБРАТЬ УТЕПАИТЕЛЬ

Первый вопрос, который нужно задать себе, перед тем как идти в магазин за утеплителем: Каким образом определить необходимую толщину слоя эффективного утеплителя?

В общем случае схема такого расчета будет выглядеть следующим образом. Любую стену нужно представить в виде трехслойной конструкции, в которой есть несущая внутренняя часть, слой утеплителя и внешний слой, который закрывает утеплитель. Формула для расчета термического сопротивления трехслойной конструкции такова:

R общ = R внутр + R утеплителя + R внешн’

где R о6щ=3,2 м2 • С/Вт.

Термическое сопротивление каждого слоя рассчитывается по формуле R=5/A,, где к — коэффициент теплопроводности, Вт/(м- °С); 5 — толщина слоя материала, м.

Для того чтобы можно было легко рассчитать термическое сопротивление внутреннего (R внутр.) и внешнего (R внеш.) слоев, необходимо знать материал существующей несущей стены (кирпич, деревянный брус, блоки ячеистого бетона и т. д.) и ее толщину. А также материал и толщину отделочного слоя (штукатурка и т. д.) и выяснить X обоих материалов. Затем потребуется выбрать утеплитель и вычислить коэффициент его теплопроводности к. Подставив полученные ранее результаты и X утеплителя в формулу для подсчета Я о6щ довольно просто выяснить, какой именно толщины должен быть слой выбранного утеплителя.

R утеплителя = общ. – R внешн. – R внутр.

= (3,2 — R- R )Д
откуда 8 утеплителя = (3,2 – R внешн.- R внутр) 8 утеплителя

При проведении расчетов утепления дома специалисты-теплотехники учитывают не только сопротивление теплопередаче самой стены, но и теплопотери через окна, двери, перекрытия и т. д., а значит, формулы, используемые ими, сложнее приведенной выше. Приведенный здесь метод расчета довольно приблизителен и может использоваться для предварительного расчета необходимой толщины слоя выбранного утеплителя или для выбора самого утеплителя.

Мало кто задумывается, но качество и стоимость жилья, проблемы энергосбережения и экологической чистоты часто напрямую связаны с используемыми в строительстве изоляционными материалами.

Воздух -— лучшая изоляция

В условиях, при которых воздух будет, замкнут в плохо проводящую тепло герметичную оболочку, он превратится в замечательный и чрезвычайно экономичный теплоизолятор. Правда, в этом случае основным проводником тепла окажется материал, в котором воздух находится. Уже давно в строительстве для этих целей используют неметаллические материалы с воздушными пустотами внутри: полые бетонные и кирпичные блоки, стеклопакеты, щитовые конструкции из дерева. Но все-таки керамика, бетон и даже дерево недостаточно эффективно препятствуют утечкам тепла, и им вовсе не помешает дополнительная теплоизоляция. Плюс к этому с повышением влажности их теплопроводность повышается. Сырой воздух проводит тепло в 20 раз лучше, нежели сухой. Именно поэтому качественный изоляционный материал с замкнутыми воздушными пустотами должен обладать определенными водоотталкивающими свойствами.

Те материалы, которые традиционно применялись в строительстве в качестве утеплителя, — минеральная вата, стекловата, торф, целлюлозная изоляция, отходы керамического производства — относительно хорошо впитывают воду. Если они оказываются на стыке холодной и теплой сред, где конденсируется влага, теплозащитные свойства изоляции значительно ухудшаются. В результате начинают появляться и активно развиваются грибки, плесень, постепенно, но неизбежно разрушающие всю конструкцию в целом. Для того чтобы защитить традиционную теплоизоляцию от воздействия пара и влаги, которые поступают как изнутри дома, так и снаружи, необходимо продумать гидро- и пароизоляцию.

Попросту говоря, получается, что теплозащитный элемент здания должен быть многослойным. При этом эксплуатационные качества утепляющего «слоеного пирога» будут зависеть и от параметров, и от размещения теплоизолятора. Просто последний необходимо грамотно выбрать и правильно использовать.

В первую очередь в доме следует утеплять окна. В основном именно через них и уходит на улицу драгоценное тепло. Так что неудивительно, что современные окна по своей конструкции так сложны. Их двойные, а то и тройные стеклопакеты заполнены сухим воздухом либо инертным газом, а рамы выполняются из двух- или трехкамерных профилей (деревянных, из ПВХ или алюминиевых) с уплотнителями из плохо проводящих тепло полимеров. После окон по степени утечки тепла идет крыша и перекрытие верхнего этажа. Затем следует фундамент цокольного этажа. Ну и наконец — стены, имеющие обыкновение промерзать. Стены могут изолироваться либо изнутри помещения, либо снаружи, и у каждого из этих способов есть свои преимущества и недостатки. Не владея информацией о теплофизических особенностях изолирующих материалов, можно не оправдать свои затраты на теплоизоляцию жилища.

Где применяется теплоизоляция в доме: а — фундамент (снаружи и изнутри); б — пол цокольного этажа; в — стыки конструкций; г — фасад; в — межэтажные перекрытия; е — эксплуатируемая крыша; ж — верхнее перекрытие мансарды либо чердака; з — элемент скатной кр ыши

Для достижения комфортного температурно-влажностного режима в доме утепление снаружи будет более эффективно. Правда, оно требует сплошного покрытия фасада и защиты слоя теплоизоляции от атмосферных воздействий. Такое утепление будет предпочтительней при новом строительстве. Слои материалов, призванных защитить ограждающую конструкцию (стену, потолок, пол), в этом варианте располагают в порядке убывания их термического сопротивления и паропроницаемости (см. рис.). В противном случае влага может конденсироваться внутри несущей части здания и со временем разрушить ее. Чтобы избежать этого, необходимо решать проблему вентилирования фасада.

Компоненты теплоизоляционной системы: а — участок стены; б — старая наружная отделка; в — минеральный клеевой состав; г — теплоизоляционный слой; д — армирующий слой на клеевой минеральной основе; е — сетка из стекловолокна; ж — кварцевая грунтовка

У стен теплозащита изнутри может быть выборочной, причем выбор материалов, которые могут быть использованы, будет здесь достаточно большой. И все-таки придется позаботиться о специальном увлажнении конструкций, да и расходы на обеспечение экологической чистоты помещения возрастут. При этом надо следить, чтобы сопротивление теплопередаче утеплителя было в 4-5 раз меньше этого показателя для всей остальной части стены. Как ни странно, очень теплая защита также может быть вредна, Все дело в том, что под толстым утепляющим слоем температура поверхности стены понижается. В случае, если температура преодолеет отметку точки росы для водяных паров в комнате, пар начнет конденсироваться на холодной поверхности стены. Как результат — стена будет промерзать, а утеплитель намокнет и станет менее эффективным. Именно поэтому зачастую приходится располагать слой пароизолирующего материала поверх утепляющего, а уже затем наносить отделочные покрытия.

Газонаполненные изоляционные материалы

Существует множество классификаций теплоизоляционных материалов: по форме, по внешнему виду, структуре, исходному сырью, средней плотности, жесткости, теплопроводности и горючести. По форме и внешнему виду выделяют материалы с. волокнистым каркасом, вспененные, вспученные, с пористым заполнителем, с пространственным каркасом, с выгорающими добавками. По виду исходного сырья они подразделяются на минеральные и органические. Пожалуй, самыми перспективными в современном строительстве являются органические газонаполненные материалы. Поставляются они на рынок в виде разного размера плит, в виде пены и, конечно же, в рулонах.

Выполнить современные требования по теплосбережению можно разными способами. Традиционный путь подразумевает увеличение толщины ограждающей конструкции, но при этом возникают серьезные, а иногда и вовсе непреодолимые трудности. Например, толщина кирпичной стены должна быть как минимум 2,3 м.

Сегодня для решения конкретных технических задач в строительстве применяются изоляционные материалы узкофункционального назначения. Для обеспечения гидроизоляции жилища — рулонные битумные, битумно-полимерные в сочетании с разного рода герметиками; для пароизоляции — пер-‘ гамин, холст из полимерных волокон, полиэтиленовая пленка; для тепло- и звукоизоляции — слой минеральной ваты, стекловаты, керамзита, картона, торфа и т. п. — поверх стен, перекрытий и межкомнатных перегородок из дерева и кирпича со штукатурным покрытием.

Любой из перечисленных материалов достаточно недорог, но все они имеют свои особенности и требуют при монтаже соблюдения определенной технологии и последовательности. В связи с этим фактор их дешевизны становится мене значимым при общем удорожании строительства. Плюс к этому срок службы различных материалов не одинаков, и замена некоторых из них вынуждает проводить недешевый ремонт, зачастую разрушающий еще вполне работоспособные элементы конструкций.

Ситуация начала меняться после появления изоляции нового поколения из газонаполненных пластмасс. Появилась возможность использования для комплексного решения строительных задач однотипных или вообще одних и тех же материалов. При этом их долговечность почти приравнивается к сроку службы здания.

Производятся современные материалы путем экструзии и вспенивания пластмасс на основе стирола, полиуретана, полиэфиров, синтетического каучука, фенола и некоторых других полимеров. Особенной популярностью пользуются пенопласты — жесткие и полужесткие материалы, получаемые методом вспенивания. Наиболее распространенный из них — пенополистирол. В России он производится либо традиционным беспрессовым способом, либо более передовым способом экструзии.

Как уже отмечалось в предыдущих главах, вспененный пенополистирол относительно гигроскопичен, из-за того что между гранулами, из которых состоит плита, имеются многочисленные капилляры. В этом смысле ему присущи недостатки изоляции из стекловаты и минеральной ваты. Что же касается пенополистирола экструзионный (ЭППС) — это уже материал более высокого класса. Образован он из мелких, не сообщающихся друг с другом газонаполненных ячеек, которые характеризуются нулевой капиллярностью и не пропускают воду и водяные пары.

Водопоглощение ЭППС составляет всего 0,3%, он обладает удовлетворительной прочностью на сжатие — до 0,3 МПа, но при этом, к сожалению, горюч. Экструзионный пенополистирол можно использовать для решения достаточно разнообразных задач, и прежде всего — для наружной тепло- и звукоизоляции зданий. Этот материал незаменим в конструкциях инверсионной кровли, где гидроизоляционный слой находится не снаружи, а под «крышным слоеным пирогом». Отлично подходит для наружного и внутреннего утепления, причем, и наземных, и подземных частей построек: фундаментов, стен подвалов, цокольных этажей, где применение других видов изоляции требуемого эффекта не дает (из-за капиллярного подсоса грунтовых вод). На горизонтальные поверхности плиты пенополистирола укладывают либо «посуху», либо на клей. На плоскости стены материал крепится при помощи гвоздей-дюбелей со шляпкой диаметром 40 мм либо штырями. Рекомендуемая плотность плит: для фундаментов — 33 кг/м3, для стен — 30 кг/м3, для крыш — 25 кг/м3.

Пожалуй, самым высококачественным продуктом рассматриваемой группы является пенопласт Styrodur толщиной до 200 мм компании BASF (Германия). Также на нашем рынке представлены различные виды жесткого пенопласта на основе стирола от фирмы AUSTROTHERM (Австрия), концерна DOW CHEMICAL (торговая марка STYROFOAM, США), НПП «ЭКСПОЛ» (Россия), производства стран СНГ. Экструдированный пенополистирол зарубежного производства более дорог: от 165 у. е. (плотность 30 кг/м3) до 250 у. е. (плотность 38 кг/м3) за 1 м3.

Также достаточно активно в строительстве используется и другой полимерный материал, получаемый методом вспенивания, — пенополиуретан. Характеризуется он прежде всего тем, что не впитывает влагу, не плесневеет и не подвержен гниению.

Применяется практически во всех строительных конструкциях — из него изготавливаются плиты (стандартный размер 1200 на 600 мм), блоки, панели, а также изоляционные покрытия, которые получаются путем заливки и напыления непосредственно на месте. Также из него делают изоляционные оболочки теплопроводов, популярные сейчас слоистые сэндвич-панели. Двухкомпонентная монтажная пена, которая наносится способом напыления, используется одновременно для теплоизоляции (изнутри и снаружи) и отделки фасадов зданий. По своим температурным характеристикам пенополиуретан превосходит другие пенопласты: диапазон его применения колеблется от -180 до +250 °С. Все это делает материал оптимальным не только для изоляции магистральных теплопроводов и печных коллекторов, но и для защиты от теплопотерь морозильных камер. Рекомендуемая плотность пенополиуретана: для напыления — 28 кг/м3, для изоляции стен, крыш, труб — 10-12 кг/м3.

Наиболее крупные производители и поставщики в Россию изоляционных материалов из вспененного полиуретана — компании ELASTOGRAN (Германия) и UREPOL (Финляндия). Последняя изготавливает из него и теплоизолирующие герметики под популярной маркой Makroflex (быстро твердеющая на воздухе пена, поставляемая в баллонах). Применяются они как для заполнения пустот, уплотнения и теплоизоляции стыков строительных конструкций, так и для склейки пенополиуретановых плит. Также довольно неплохую продукцию — скорлупы трубопроводов, плиты, пенополиуретан для напыления — производит компания АО «ТЕРМОСТРОЙ» (Россия), фирмы «ИЗОТЕК», «РИТМ-М», «КОРТ-И». 1 м2 ламинированной бумагой плиты отечественного производства толщиной 20 мм обойдется в 0,33 у. е.; толщиной 50 мм — 0,55 у. е.; 1 м2 напыляемой изоляции толщиной 30 мм — 7,5 у. е. (вместе с работой). Еще стоит упомянуть компанию METALPLAST OBORNIKI (Польша), которая поставляет на российский рынок стеновые панели Metalplast Isotherm толщиной от 40 до 100 мм, облицованные стальными лакированными листами, с высокими теплозащитными и звукоизолирующими свойствами. Из отечественных аналогов стоит отметить полиалпан. Фирма RUTON S.A. (Бельгия) предлагает жесткие теплоизоляционные плиты из вспененного стекла и углерода.

При большом разнообразии газонаполненных материалов все более популярными становятся вспененные полиолефины (полипропилен, полиэтилен), жесткий экструзионный пенополистирол, а также жесткий пенополиуретан. Из них выделяют материалы, предназначенные для комплексной защиты ограждающих конструкций изнутри (полотна пенополиэтилена) и снаружи (плиты из пенополистирола или пенополиуретана).

Все самые новые технологии были разработаны и освоены ведущими производителями изоляционных материалов в Западной Европе, США и Японии, не без успеха осваиваются они и в России. Благодаря швейцарской фирме ALVEO, первой в Европе освоившей передовую технологию японского концерна SEKISUICEMICAL, пущена в действие производственная линия по выпуску экструзионного пенополиэтилена на заводе пластмасс в городе Ижевске (продукция под торговой маркой «Изолон»). Пенофол также по оригинальной технологии производится заводом в городе Обнинске Калужской области. По различным технологиям выпускается изоляция из вспененного полиэтилена во Владимире на заводе «ТЕПЛОЙ» и в Тверской области (Нелидовский завод пластмасс). Непрерывно растущий спрос на материалы этой группы покрывается за счет импорта. Крупнейшими поставщиками на российский рынок являются фирмы ARMSTRONG, THERMAFLEX, ALVEO.

Одновременно сочетая в себе тепло-, звуко-, гидро- и электроизоляционные свойства, экструзионные пеиополиолефины отличаются, помимо всего прочего, высоким сопротивлением теплопередаче (теплопроводность 0,033-0,039 Вт/м-К), высокой стойкостью к неблагоприятным атмосферным явлениям (к примеру, ультрафиолетовому излучению), а также к разного рода химическим воздействиям. Область рабочих температур находится в диапазоне от -80 до +110 °С. Помимо всего прочего эти материалы безопасны с экологической точки зрения, не имеют запаха, некоторые обладают свойством самозатухания и не поддерживают горение. Предлагаются также огнестойкие марки классов Г1 и Г2. Относящиеся к ним материалы (коих более 800 марок) поставляются в виде пластин и рулонов шириной 1-1,5 м и толщиной от 0,5 до 12 мм либо в блоках толщиной до 170 мм различной прочности (от 0,015 до 0,3 МПа при сжатии 10%) и плотности (от 22 до 170 кг/м3).

Надо сказать, что пеиополиолефины используются почти во всех сферах строительства: для гидроизоляции тоннелей и фундаментов, для борьбы с кровельным конденсатом, тепло- и звукоизоляции воздуховодов и трубопроводов, уплотнения оконных рам и стыков строительных конструкций; в качестве тепло-, гидро-, звукоизолирующего слоя в бетонных стяжках, в том числе и в бассейнах, в виде амортизирующего слоя под паркетом, лестничными ступенями, плавающим полом и т. д.

Укладывают полотна пенополиэтилена сухим способом на горизонтальные поверхности. Между собой их соединяют с помощью клеящей ленты внахлест либо встык и фиксируются на полу в нескольких точках монтажной пеной (например, Makroflex). На вертикальных плоскостях (перегородках, стенах) полотна крепятся либо клеем, либо гвоздями-дюбелями с широкой шляпкой (диаметр 40 мм). Лучше всего подойдут акриловый, нитриловый или полихлоропреновый клеи. Помимо этого на рынке имеются и самоклеящиеся марки полиэтиленовой изоляции.

Рекомендуются следующие плотности изоляции из экструзионных пенополиолефинов (кг/м3): для термо- и звукоизоляции стен — 25-33, для кровли — 50, для гидроизоляции различных частей здания — 29-67, для изоляции трубопроводов — 28-30.

Срок службы конструкций из газонаполненных пластмасс почти соответствует номинальному сроку службы самого здания. Как раз по этой причине в современном строительстве и приобрела популярность технология неснимаемой опалубки из жесткого пенополистирола, (распространение получили такие системы, как «Изодом-200», «Термомур»). С этой целью ЭППС поставляется в виде плит толщиной от 2 до 10 см и более, формат— 120 на 600 (650) см. Плиты характеризуются следующими параметрами: теплопроводность при средней температуре 20 °С — 0,028-0,032 Вт/(м-°С), допустимый диапазон температур при влажности 100% — от -50 до +80 «С, плотность — от 20 до 70 кг/м3, прочность при сжатии 10% — не менее 0,2-0,7 МПа.

В холодную погоду тепло не только покидает дом, но и свободно проникает в помещения в жару. Для энергии солнца воздух, керамика, кирпич и дерево преградой не являются. Для защиты здания от солнечного перегрева используют отражающую изоляцию, которая представляет собой тонкую металлическую пленку, нанесенную снаружи поверх обычного теплоизолятора. Обычно это алюминиевая или жидкая фольга. На заводе «ЛИТ-ИЗОЛЯЦИЯ» (Переславль-Залесский) вспененный полиэтилен ижевского производства фольгируют и покрывают самоклеящимся слоем (марка «Пенофол»). Слой этой фольги, нанесенный на теплоизоляцию изнутри дома, отражает лучистое тепло нагревательных приборов в пространство помещений. Двусторонняя фольгированная изоляция действует по принципу термоса.


Подводя итог, можно сказать, что выбор изоляционных материалов на рынке весьма обширен. Причем одну и ту же проблему можно решить с помощью различных материалов. Правда, под воздействием времени и окружающей среды вести они себя будут по-разному, да и сроки их службы разняться. Так что для того чтобы построить дом, в котором несколько поколений хозяев смогут прожить без особых хлопот, экономить на изоляционных материалах не стоит. Необходимо выбирать их с учетом конкретной ситуации и специфики строительства — возможности для этого есть.

Рекомендации Огнестойкость и пожарная безопасность совмещенных покрытий с основой из стального профилированного листа и утеплителями из пенополистирола. Рекомендации

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ,
ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ
СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА «ЗНАК ПОЧЕТА» НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ»

(ФГУ ВНИИПО МЧС России)

Начальник ФГУ ВНИИПО МЧС

России доктор технический наук, профессор

________________________ Н.П. Копылов

5 сентября 2007 г.

Огнестойкость и пожарная опасность совмещенных покрытий
с основой из стального профилированного листа
и утеплителями из пенополистирола

Заместитель начальника

ФГУ ВНИИПО МЧС России

доктор технических наук, профессор

Начальник отдела

ФГУ ВНИИПО МЧС России

доктор технических наук, профессор

Разработаны ФГУ ВНИИПО МЧС России (д-р техн. наук, профессор И.А. Болодьян, д-р техн. наук, профессор Н.В. Смирнов, канд. техн. наук B . C . Харитонов, А.С. Етумян)

Согласованы начальником УГПН МЧС России (письмо исх. № 19-2-4914 от 26.12.2007 г.).

Рекомендации «Огнестойкость и пожарная опасность совмещенных покрытий с основой из стального профилированного листа и утеплителями из пенополистирола». — М: ФГУ ВНИИПО, 2008. — 16 с.

Даны рекомендации по пожаробезопасному применению утеплителей из пенополистирола для покрытий на основе металлического профилированного металлического листа с различными классами пожарной опасности.

2. Пожароопасные свойства пенополистирольных плит и конструкций с их применением

3. Последствия применения утеплителя из пенополистирольных плит в совмещенных покрытиях зданий, результаты натурных испытаний фрагментов покрытий

4. Требования действующих противопожарных норм проектирования

5. Результаты испытаний плит из пенополистирола и его модификаций на пожарную опасность

6. Огнестойкость и пожарная опасность совмещенных покрытий с основой из стального профилированного листа и утеплителями из пенополистирольных пенопластов с учетом требований СНиП 21-01-97*

7. Рекомендации по дополнительной огнезащите совмещенных покрытий с утеплителями из горючих пенополистиролов

Известно, что в нормальных условиях эксплуатации совмещенные покрытия с основой из стального профилированного листа толщиной 0,8-1,0 мм, легким утеплителем из пенополистирольных (ППС) плит толщиной не менее 50 мм и рубероидной кровлей на битумной мастике имеют некоторые преимущества в сравнении с традиционно используемыми покрытиями по сборным железобетонным плитам.

Применение пенополистирольных плит (ПСБ, ПСБ-С и их модификаций) в покрытиях обуславливается их малой плотностью и водопоглощением, технологичностью, высокими теплоизоляционными и прочностными свойствами.

Такие конструкции имеют в несколько раз меньшую массу, что позволяет снизить расход стали на основные несущие элементы (колонны, балки, фермы, прогоны и т.п.) и уменьшить общую стоимость строительства. Кроме того, применение облегченных покрытий давало возможность сократить сроки возведения, например, промышленных зданий, за счет использования блочных и конвейерных методов сборки непосредственно на строительной площадке.

Массовое строительство объектов энергетики (атомных и тепловых электростанций), металлургии, машиностроения, общественных зданий и сооружений, в покрытиях которых использовались пенополистирольные плиты, началось фактически с введением в действие СНиП П-А.5-70 «Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений».

Уже на стадии согласования этих норм между представителями Госстроя и специалистами пожарной охраны (ГУПО и ВНИИПО) возникли существенные разногласия по вопросу применения в строительстве утеплителей из полимерных материалов и, в частности, ПСБ-С. Специалисты пожарной охраны настаивали на исключении из приложения 1 проекта указанного СНиПа пенопласта ПСБ-С, классифицированного как трудносгораемый материал, и предлагали считать конструкции с этим утеплителем и тонкими металлическими обшивками сгораемыми.

Однако предложения ГУПО и ВНИИПО при составлении окончательной редакции СНиП П-А.5-70 учтены не были.

По этим нормам пенополистирольный утеплитель ПСБ-С был классифицирован как трудносгораемый материал, а конструкции с его применением, и, в частности, совмещенные покрытия по стальному профнастилу, отнесены к трудносгораемым с пределом огнестойкости 0,25 ч, что фактически разрешило массовое строительство производственных и других зданий с такими конструкциями независимо от их размеров, высоты, степени огнестойкости и категории размещаемых в них производств.

За счет широкого использования сгораемых полимерных утеплителей в ограждениях был снижен ряд требований по противопожарной защите зданий и сооружений. Единственным аргументом Госстроя, как основного разработчика этих противопожарных норм, по вопросу более широкого использования полимерных утеплителей в конструкциях являлась лишь стоимость строительства, а условия безопасности людей, производства и материальных ценностей во внимание не принимались.

2. Пожароопасные свойства пенополистирольных плит и конструкций с их применением

Плиты ПСБ (без добавки антипирена) и ПСБ-С (так называемый «самозатухающий»), имеющий в своем составе антипирен-тетрабромпараксилол (4-5 % к весу самого полистирола), освоены производством в начале 60-х годов. В соответствии с ГОСТ 15588 плиты предназначены для тепловой изоляции строительных конструкций и промышленного оборудования при температуре изолируемых поверхностей не выше +70 °С и имеют следующие физико-механические характеристики:

толщина выпускаемых плит — от 20 до 100 мм;

плотность — от 20 до 40 кг/м 3 , причем плиты марки 20 выпускаются без антипиреновой добавки;

температура плавления полистирола — около 200 °С;

температура воспламенения полистирола — 310 °С;

коэффициент теплопроводности в сухом состоянии при 20 °С — 0,035 Вт/мхград;

предел прочности при статическом изгибе и сжатии — соответственно около 0,7 и 0,8 МПа;

низшая теплота сгорания — около 39,8 МДж/кг (9500 ккал/кг).

2.1 Проведенные во ВНИИПО в середине 60-х годов исследования, показали что, ППС плиты марок ПСБ и ПСБ-С обладают повышенной пожароопасностью. Было установлено, что при плотности около 20 кг/м 3 они относятся к сгораемым легковоспламеняемым материалам, при плотности более 20 кг/м 3 — к сгораемым. При действии пламени газовой горелки (метод огневой трубы) эти материалы легко загораются, плавятся, плав в свою очередь загорается и, растекаясь, вызывает интенсивное распространение огня по испытываемым образцам. К тому же при своем горении плиты ПСБ, ПСБ-С и другие обладают высокими дымообразующей способностью и токсичностью продуктов горения.

Одновременно с исследованиями пожароопасных свойств самих материалов из ППС, во ВНИИ ПО в конце 60-х годов проводилась серия стандартных испытаний образцов наружных ограждений (покрытий по штампованному профлисту, а также фрагментов стен из трехслойных панелей со стальными, алюминиевыми, асбестоцементными обшивками и утеплителем из ПСБ-С плотностью 30-35 кг/м 3 ) с целью определения их пожарно-технических характеристик.

Испытаниями фрагментов стен с различными типами обшивок и утеплителем из ПСБ-С было установлено, что такой утеплитель воспламеняется, как правило, уже через 3-4 мин от начала одностороннего теплового воздействия по режиму «стандартного» пожара, после чего имеет место скрытое распространение огня по утеплителю внутри конструкций. Горение и разложение полистирола в панелях стен сопровождалось образованием плава, обильным выделением дыма и токсичных продуктов горения и продолжалось практически до полного выгорания утеплителя даже при удалении источника теплового воздействия на конструкции.

По результатам проведенных исследований навесные стены с обшивками из тонких стальных, алюминиевых или асбестоцементных листов при толщине соответственно 0,8 мм и 10 мм и утеплителем из ПСБ-С независимо от его толщины отнесены к группе сгораемых конструкций с пределом огнестойкости 0,1-0,2 ч.

Испытанные образцы покрытий с утеплителем из ПСБ-С по штампованному профнастилу (при толщине листа 0,8-1,0 мм) также обладают высокой пожароопасностью. Конструкция совмещенного покрытия (несущий элемент — штампованный профнастил толщиной 0,8 мм; пароизоляция — один слой рубероида на битумной мастике, утеплитель — плиты из ПСБ-С толщиной 50 мм; кровля — 2-3 слоя рубероида на битумной мастике) отнесена к группе сгораемых, предел огнестойкости такого покрытия под нагрузкой 100 кг/м 2 составляет 0,2-0,25 ч. Наличие незаполненных пустот в гофрах несущего профнастила, а также ненормируемый расход битумной мастики для крепления элементов конструкции между собой, существенно повышает способность ПСБ-С к скрытому распространению огня по таким покрытиям. Этот процесс также сопровождается образованием и вытеканием горящего плава полистирола и битума через стыки между деформированными листами профнастила в условиях одностороннего нагрева.

3. Последствия применения утеплителя из пенополистирольных плит в совмещенных покрытиях зданий, результаты натурных испытаний фрагментов покрытий

3.1 Использование ПСБ-С и других подобных полимерных материалов в покрытиях по штампованному профнастилу без надлежащей огнезащиты со стороны возможного теплового воздействия привело на отдельных объектах к катастрофическим последствиям.

С начала 70-х годов и в последующем произошли крупные пожары на Бухарском хлопчатобумажном комбинате, Капчагайском фарфоровом заводе, Чернобыльской АЭС, а также пожары в городах Житомире, Челябинске, Надыме, Жлобине, Ленинграде. Эти пожары в отдельных случаях явились следствием неосторожного обращения с огнем при проведении газосварочных работ, халатности обслуживающего персонала, нарушений технологического процесса, неисправности электрооборудования и других причин, и характеризовались:

— быстрым распространением огня по покрытиям на значительные площади (до 100-150 тыс. м 2 );

— значительными деформациями настилов покрытий и основных несущих элементов (стальных ферм, балок, прогонов и т.п.), что приводило к их преждевременному обрушению уже на 12-18 мин от начала развитой стадии пожара;

— образованием горящего плава ППС и битумных материалов, стекающих внутрь горящих помещений, что существенно увеличивало пожарную нагрузку;

— значительной продолжительностью (2 ч и более) и сложностью тушения, малой эффективностью применяемых средств пожаротушения вследствие скрытого распространения огня по утеплителю;

— выделением большого количества дыма и токсичных продуктов термического разложения и горения полимерных материалов.

Обрушение несущих элементов покрытий и профнастила довершали уничтожение технологического оборудования и материальных ценностей, находящихся в зданиях на момент возникновения пожаров.

3.2 Так как характер развития указанных пожаров в зданиях и размер ущерба от них, в основном, определялись поведением облегченных конструкций покрытий, возникла необходимость путем экспериментов в условиях, максимально приближенных к натурным, произвести дополнительную проверку огнестойкости и горючести покрытий со стальным профнастилом и сгораемыми изоляционными слоями (пароизоляцией, полимерным утеплителем, 3-4-х слойной кровлей из рулонных материалов с использованием битумных связующих), а также разработать мероприятия по повышению огнестойкости и снижению пожарной опасности таких конструкций.

Натурные огневые испытания различных вариантов покрытий проводились при участии ВНИИПО, ГУПО и организаций Госстроя СССР на фрагментах зданий размерами:

— 6×12 м и высотой 3 м (2 фрагмента, ТЭЦ-25 Мосэнерго, г. Москва, 1973 г.);

— 24×24 м и высотой 6 м (1 фрагмент со световым фонарем, КамАЗ, г. Набережные Челны, 1974 г.);

— 24×18 м и высотой 6 м до низа несущих ферм (2 фрагмента, каждый из двух блоков размером по 12×18 м, ЖБК г. Бухара, 1974 г.);

— 12×12 м и высотой 6 м (2 фрагмента, АвтоВАЗ, г. Тольятти, 1989-90 г.г.).

В процессе натурных огневых испытаний покрытий проверялись различные виды теплоизоляционных материалов (утеплителей), конструктивных решений фрагментов покрытия, а также противопожарных преград и дополнительной изоляции со стороны возможного теплового воздействия на конструкции (наличие гравийной посыпки толщиной 20-25 мм на кровле, или использование дополнительной негорючей изоляции, уложенной непосредственно на профнастил, а также устройство подвесного потолка). Результаты этих исследований подробно изложены в отчетах институтов Госстроя и ВНИИПО.

Например, натурными испытаниями покрытия площадью 576 м 2 , проведенными на КамАЗе (г. Набережные Челны) в июле 1974 г., было установлено следующее:

1. При возникновении пожара на кровле предложенные дополнительные мероприятия (посыпка из гравия при толщине слоя 15-20 мм, заполнение пустот гофр несущего профнастила негорючей минеральной ватой с торцев на длину 250 мм), независимо от типа и марки полимерного утеплителя, практически исключили возможность распространения горения по кровле по всем вариантам конструкций покрытия даже при наличии ветра скоростью до 10 м/с и температуре окружающего воздуха +25 °С.

2. При пожаре внутри помещения температура на стальном профнастиле достигала 250-300 °С (при которой возможно воспламенение ПСБ-С) к 12-й минуте эксперимента. В результате продолжающегося горения изобутилового спирта в противнях (использованного в качестве горючей нагрузки) температура на профнастиле, изоляционных слоях и незащищенных несущих стальных конструкциях к 18-й минуте эксперимента превысила в некоторых точках 900 °С. На 19-й минуте опыта обрушились основные несущие элементы фрагмента, что вызвало обрушение самого покрытия на всей его площади.

Таким образом, при локальном пожаре внутри помещения и площади горения, составляющей около 10 % общей площади испытываемого фрагмента, обрушение всех незащищенных металлических конструкций происходит через 0,3 ч от начала огневого воздействия, а зона горения и повреждения огнем изоляционных слоев покрытия распространилась на площадь, значительно превышающую площадь локального пожара.

3.3 В целом, с учетом результатов проведенных натурных испытаний, для снижения пожарной опасности эксплуатируемых покрытий с утеплителем из ПСБ-С были рекомендованы следующие основные мероприятия:

— замена ПСБ-С на негорючий утеплитель;

— обязательное наличие гравийной посыпки толщиной не менее 20 мм на кровле или устройство цементной стяжки;

— нормируемый расход битумных материалов в изоляционных слоях конструкций;

— устройство противопожарных поясов в покрытиях путем замены в этих поясах горючего материала на негорючий;

— забивка пустот гофр профнастила по всей площади покрытия негорючим материалом;

— дополнительная защита сгораемых теплоизоляционных слоев со стороны профнастила негорючими листовыми и плитными материалами (комбинированное покрытие);

— устройство огнезащитных подвесных потолков в межферменном пространстве.

Однако эти рекомендации были реализованы на объектах с покрытиями из ПСБ-С не в полном объеме.

После этого Госстрой своим постановлением (информационное письмо № 101-Д от 10.10.1980 г.) запретил с 01.01.1982 г. дальнейшее применение пенополистирола в качестве утеплителя в покрытиях. Однако это постановление имело значение для обеспечения пожарной безопасности проектируемых и строящихся объектов начиная с 1981 года. Ситуация же с ранее возведенными и действующими объектами, как показали дальнейшие события оставалась в основном достаточно пожароопасной.

В результате пожара 14 апреля 1993 года был выведен из строя завод двигателей АО «КамАЗ» (г. Набережные Челны). Причиной катастрофического развития пожара явилось быстрое распространение огня по горючему полимерному утеплителю (пенополистиролу) с последующим обрушением стального профнастила и несущих металлических конструкций.

В целях усиления противопожарной защиты и предупреждения пожаров с тяжелыми последствиями на особо важных объектах Российской Федерации, включая АЭС и ТЭС, Госстрой и МВД России предложили:

— исключить в соответствии с действующими нормами (в части пожарной безопасности на этот период времени действовали СНиП 2.01.02-85*) применение горючих полимерных утеплителей при проектировании и строительстве особо важных объектов, выход из строя которых может привести к тяжелым социально-экономическим последствиям для предприятия федерального значения, отрасли в целом, или ряда отраслей (см. совместное информационное письмо Госстроя и МВД России от 20.09.1993 г.).

В этом документе предложен к реализации ряд конструктивно-технических мероприятий по повышению огнестойкости и снижению уровня пожарной опасности ограждающих конструкций с полимерными утеплителями, некоторые из которых не потеряли своей актуальности и в настоящее время.

4. Требования действующих противопожарных норм проектирования

Постановлением Министерства строительства Российской Федерации от 13 февраля 1997 г. № 18-7 с 01.01.1998 г. взамен СНиП 2.01.02-85* «Противопожарные нормы» введены в действие СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений», с изменениями и дополнениями (издание 1999 г.) — СНиП 21-01-97*.

4.1 В соответствии с требованиями СНиП 21-01-97* строительные материалы, в т.ч. утеплители конструкций, характеризуются только пожарной опасностью.

Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью продуктов горения.

По горючести строительные материалы подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г).

Горючие строительные материалы подразделяются на слабогорючие (Г1), умеренногорючие (Г2), нормальногорючие (Г3), сильногорючие (Г4). Горючесть строительных материалов устанавливают по ГОСТ 30244.

Горючие строительные материалы по воспламеняемости подразделяются на три группы: В1 (трудновоспламеняемые); В2 (умеренновоспламеняемые); В3 (легковоспламеняемые). Группы строительных материалов по воспламеняемости устанавливают по ГОСТ 30402.

По дымообразующей способности горючие строительные материалы подразделяются на три группы: Д1 (с малой дымообразующей способностью); Д2 (с умеренной дымообразующей способностью); Д3 (с высокой дымообразующей способностью). Группы строительных материалов по дымообразующей способности устанавливают по 2.14.2 и 4.18 ГОСТ 12.1.044.

По токсичности продуктов горения горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы: Т1 (малоопасные); Т2 (умеренноопасные); Т3 (высокоопасные); Т4 (чрезвычайноопасные). Группы строительных материалов по токсичности продуктов горения устанавливаются по 2.16.2 и 4.20 ГОСТ 12.1.044.

Утеплители конструкций подлежат сертификации в области пожарной безопасности. Согласно НПБ 244 определяются для утеплителей определяются следующие показатели пожарной опасности: группа горючести по ГОСТ 30244, группа воспламеняемости по ГОСТ 30402 и группа дымообразующей способности по ГОСТ 12.1.044 (п. 4.18).

4.2 Строительные конструкции характеризуются огнестойкостью и пожарной опасностью.

Пределы огнестойкости строительных конструкций устанавливаются по ГОСТ 30247, а классы пожарной опасности — по ГОСТ 30403.

По пожарной опасности строительные конструкции подразделяются на четыре класса: непожароопасные (КО), малопожароопасные (К1), умереннопожароопасные (К2), пожароопасные (К3).

Минимальные значения пределов огнестойкости для основных строительных конструкций зданий (сооружений), которыми определяется их степень огнестойкости, приведены в табл. 4* СНиП 21-01-97*. Для бесчердачных покрытий (настилов, в т.ч. с утеплителем) зданий II-IV степеней огнестойкости предел огнестойкости должен составлять не менее RE 15. В этом случае в качестве несущих допускается применять незащищенные от огня стальные конструкции независимо от их фактического предела огнестойкости, за исключением случаев, когда предел огнестойкости несущих элементов по результатам испытаний составляет менее R 8 — см. п. 5.18* СНиП 21-01-97*.

Для покрытий зданий 1 степени огнестойкости минимальный предел огнестойкости должен составлять RE 30 и в этом случае все несущие элементы подлежат дополнительной огнезащите, обеспечивающей указанный показатель.

Для покрытий зданий V степени огнестойкости предел огнестойкости не нормируется.

Степень участия строительных конструкций в развитии пожара и образовании его опасных факторов определяет класс конструктивной пожарной опасности здания (сооружения). Для зданий класса СО класс пожарной опасности бесчердачных покрытий должен быть не ниже КО; для зданий класса С1 — не ниже К1; для зданий класса С2 — не ниже К2; для зданий класса С3 — не нормируется (см. табл. 5* СНиП 21-01-97*).

В соответствии с требованиями ГОСТ 30403 пожарную опасность конструкций (в т.ч. покрытий) характеризуют:

— наличием теплового эффекта (но не его величиной) от горения материалов испытываемого образца;

— наличием пламенного горения газов, выделяющихся при термическом разложении материалов образца, продолжительностью более 5 с;

— наличием горящего расплава при продолжительности его горения более 5 с;

— размером повреждения образца в контрольной зоне;

— пожарной опасностью материалов, из которых выполнена конструкция.

Необходимо отметить, что при оценке результатов испытаний повреждение (обугливание, оплавление и выгорание) слоев пароизоляции толщиной не более 2,0 мм не учитывается.

5. Результаты испытаний плит из пенополистирола и его модификаций на пожарную опасность

В настоящее время, наряду с утеплителем из ГШС в качестве утеплителей в совмещенных покрытиях зданий различного функционального назначения предполагается использование плит полистирольных вспененных экструзионных (ЭГШС), представленных на Российском рынке марками STYROFOAM, URSA, ПЕНОПЛЭКС и т.п., выпускаемых различными производителями.

Результаты проведенных исследований пожароопасных свойств различных типов пенополистирольных плит приведены в таблице 1.

Наименование материала плит

ГОСТ или ТУ на материал

Характеристики пожарной опасности по СНиП 21-01-97*

Горючесть ГОСТ 30244

Воспламеняемость ГОСТ 30244

Дымообр. способность ГОСТ 12.1.044

Примечание: в таблице приведены показатели пожарной опасности ППС различных производителей.

В таблице 2 сведены критерии отнесения к группам горючести по результатам стандартных испытаний. В таблице 3 представлены численные результаты исследований характеристик пожарной опасности некоторых марок пенополистиролов, проведенных ФГУ ВНИИПО МЧС России.

Группа горючести материалов

Температура дымовых газов Т,°С

Степень повреждения по длине SL , %

Степень повреждения по массе Sm , %

Продолжительность самостоятельного горения t с.г., с

Примечание — для материалов групп горючести Г1-Г3 не допускается образование горящих капель расплава при испытании

По значению максимального приращения температуры Δ tmax и потере массы Δ m материалы классифицируют:

трудногорючие — Δ tmax 4 мин;

средней воспламеняемости — 0,5 39 МДж/кг) и низкое значение кислородного индекса ( 600°С) и сравнительно небольшое значение времени ее достижения (τ,Тмакс 50÷80 с). Образцы пенополистиролов при испытаниях, из-за возможного образования горящего расплава, согласно методики стандарта, следует помещать в мешочек из стеклоткани.

Теплота сгорания, МДж/к

ГОСТ 2.1.04-89(п. 4.3)

ПСБ ГОСТ 15588-86*

ПСБ-С ГОСТ 15588-86*

ЭППС ТУ 2244-002-17953000-95

* — средние показатели различных производителей

По данным исследований этих материалов можно описать общее поведение образцов из пенополистирола при определении их группы горючести по методу ГОСТ 30244 (метод 2).

Во время испытания материалов из экструдированного полистирола при воздействии пламенем горелки на поверхность материала, образуется расплав, горящие капли которого можно наблюдать в течение 10-15 секунд на 1-2 минуте эксперимента. Несмотря на то, что остальные значения контролируемых в ходе эксперимента параметров горючести могут соответствовать значениям параметров, установленных для группы Г1 (вследствие высокой ползучести материала под воздействием пламени), наличие горящих капель расплава однозначно относит такой материал к группе Г4 (сильногорючие материалы по СНиП 21-01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений»).

При испытаниях пенополистирольных плит некоторых марок, в ряде случаев не наблюдалось наличие горящих капель расплава, однако, по остальным фиксируемым в ходе эксперимента параметрам, эти материалы относятся к группам горючести Г3 или Г4 ( таблица 1 и таблица 2).

Одновременно во ВНИИПО были проведены исследования процессов термодеструкции и термоокисления термоаналитическими методами различных марок материала ППС, позволившие получить информацию о температурных диапазонах и скоростях терморазложения материала, о динамике тепловыделения или поглощения тепла (в процессах термоокисления, пиролиза, плавления и других), определить характерные температурные точки тепловых процессов.

Анализ характеристик термодеструкции, полученных по кривым термического анализа, позволяет проследить, что все материалы ППС обладают величиной коксового остатка 2-5%, высокой скоростью терморазложения (до 45 %/мин) в интервале температур 350-500°С и высокими скоростями тепловыделения. Температуры начала интенсивного разложения составляет 320 °С. Эти данные свидетельствует о том, что эти материалы имеют одинаковую потенциальную пожарную опасность.

При анализе данных Федерального реестра сертифицированной в области пожарной безопасности продукции выявляется информация о том, что некоторыми испытательными лабораториями получены данные о принадлежности пенополистирольных плит к слабогорючим и умеренногорючим материалам (группа горючести Г1-Г2 по ГОСТ 30244-94 ).

Разночтения результатов при определении групп горючести плавящихся теплоизоляционных материалов большей частью могут быть вызваны некорректным проведением экспериментов.

При классификации подобных полимерных строительных материалов весьма полезен опыт стран Евросоюза. В соответствии с действующей Европейской классификацией при отнесении строительных материалов к тому или иному классу (A1, A2, B, C, D, E, F) необходимо учитывать результаты испытаний по методам EN ISO 1182 (негорючесть), EN ISO 1716 (теплотворная способность), EN 13823 (SBI, пожарная опасность), EN ISO 11925-2 (определение группы сильногорючих материалов). Результаты испытаний рассматриваемых материалов по указанным международным методам также свидетельствуют об их повышенной пожарной опасности и никак не могут быть отнесены к классу А2 (предполагаемому аналогу группы Г1). В результате испытаний полисти-рольных утеплителей по методу EN ISO 11925-2 отмечается наличие горящего расплава, что относит такие материалы к классу «Е» Европейской классификации (предполагаемый аналог Г4).

Как и в случае применения в покрытиях ПСБ и ПСБ-С, необоснованное отнесение плит из экструзионного полистирола к слабогорючим материалам (группе горючести Г1 по ГОСТ 30244 ) значительно расширяет возможность его использования в строительстве при оценке класса пожарной опасности конструкций и решении вопроса об устройстве гравийной засыпки (приложение 8 СНиП П-26-76), и может привести при пожарах в зданиях к непредсказуемым последствиям.

6. Огнестойкость и пожарная опасность совмещенных покрытий с основой из стального профилированного листа и утеплителями из пенополистирольных пенопластов с учетом требований СНиП 21-01-97*

6.1 На основании изложенного в разделе 5 настоящего документа следует считать, что практически все известные типы плит из пенопласта полистирольного (ПСБ, ПСБ-С, ПСБ-С-25 Ф, ПСБ-С-35 Ф различной плотности), в т.ч. из пенопластов, получаемых методом экструзии, а также плиты из пенополистирола зарубежного производства, могут быть отнесены при испытаниях по ГОСТ 30244 только к группам горючести Г3-Г4.

Все без исключения типы пенополистирольных пенопластов при испытаниях по ГОСТ 12.1.044 отнесены к материалам с высокой дымообразующей способностью (Д3), а по воспламеняемости ( ГОСТ 30402 ) — к группам В2 или В3.

Продукты термического разложения этих пенопластов при наличии источника зажигания активно поддерживают горение, а по токсичности продуктов горения относятся, в большинстве своем, к классу Т3 (высокоопасные по СНиП 21-01-97*).

6.2 Проведенными в 1999 году во ВНИИПО стандартными испытаниями по ГОСТ 30247 и ГОСТ 30403 опытных образцов совмещенного покрытия (основа — стальной профилированный лист толщиной 0,8 мм; пароизоляция — один слой рубероида на битумной мастике; утеплитель толщиной 50 мм — плиты марки ПСБ-С ГОСТ 15588 плотностью 35 кг/м 3 группы горючести Г3; кровля — два слоя рубероида на битумной мастике, без гравийной посыпки) было установлено, что их поведение при одностороннем тепловом воздействии фактически ничем не отличается от поведения ранее испытанных на огнестойкость и горючесть (распространение огня) таких же конструкций.

Испытанные образцы покрытий с рабочим пролетом 3,0 м под нагрузкой 100 кг/м 2 отнесены к классу пожарной опасности К3 с пределом огнестойкости 0,2 ч.

Следует отметить, что в отличие от результатов, полученных лабораторными испытаниями, поведение утеплителей из пенополистиролов различных марок в покрытиях (в условиях испытаний конструкций по стандартному температурному режиму) существенно не отличаются друг от друга.

В целом совмещенные покрытия с основой из стального профлиста и утеплителями из плит пенополистирольных известных марок (без дополнительной огнезащиты со стороны возможного теплового воздействия) — классический пример пожароопасной конструкции.

Использование таких покрытий при проектировании и строительстве объектов различного функционального назначения должно осуществляться в строгом соответствии с требованиями действующих СНиП 21-01-97* и других частей СНиП на отдельные типы зданий и сооружений.

Область применения испытанного типа совмещенного покрытия — здания и сооружения V степени огнестойкости с классом конструктивной пожарной опасности С3.

7. Рекомендации по дополнительной огнезащите совмещенных покрытий с утеплителями из горючих пенополистиролов

7.1 Для совмещенных покрытий с требуемым пределом огнестойкости RE 15 и классом пожарной опасности КО (15) рекомендуется выполнить следующие основные мероприятия:

а) толщина стального профилированного листа для устройства настила должна составлять не менее 0,8 мм; шаг расположения незащищенных от огня стальных прогонов, на которые укладывается настил — не более 2,4 м;

б) в качестве пароизоляции допускается применение полиэтиленовой пленки, рубероида и других горючих материалов толщиной не более 2,0 мм, при этом необходима забивка с торцев пустот гофр в профнастиле материалами (минеральной ватой) группы горючести ИГ на глубину не менее 250 мм;

в) полная замена утеплителей из горючих пенополистиролов на негорючие материалы, например, плиты минераловатные на синтетическом связующем теплоизоляционные определенной плотности (как один из вариантов);

г) допускается применение комбинированных покрытий — пенополистирольные плиты (верхний слой) с подложкой из негорючих материалов определенной толщины (нижний слой) и негорючая подложка (нижний слой), пенополистирольная плита (средний слой) и негорючая минераловатная плита жесткая или повышенной жесткости толщиной не менее 50 мм (верхний слой);

д) подложка в комбинированном покрытии выполняется из минераловатных плит плотностью не ниже 110 кг/м 3 при толщине не менее 50 мм; группа горючести НГ по ГОСТ 30244 всех материалов, используемых в качестве подложки, должна подтверждаться соответствующими сертификатами пожарной безопасности;

е) в качестве кровли (независимо от вида утеплителя) могут быть использованы рулонные и мастичные материалы групп горючести Г1-Г4; в комбинированном покрытии с пенополистиролом (верхний слой) наличие гравийной посыпки толщиной не менее 20 мм — обязательно (устанавливается в соответствии с приложением 8 к СНиП П-26-76);

ж) допускается не проводить гравийную засыпку покрытий при соблюдении требований к материалам утеплителя и кровли в соответствии с приложением 8 к СНиП П-26-76;

з) при применении комбинированных покрытий с пенополистиролом (верхний слой) необходимо предусмотреть устройство противопожарных поясов из негорючих материалов, например, из минераловатных плит жестких или повышенной жесткости; ширина таких поясов должна быть не менее 6 м, пояса должны пересекать основание под кровлю и слой из пенополистирола на всю его толщину;

и) противопожарные пояса могут не устраиваться, если в качестве верхнего и нижнего слоев трехслойного утеплителя использованы минераловатные плиты группы горючести НГ;

к) контролировать расход битумных материалов и мастик для крепления (фиксации) изоляционных слоев в покрытиях между собой; расход битумных материалов и мастик устанавливается с учетом результатов стандартных испытаний.

7.2 Для совмещенных покрытий с требуемым пределом огнестойкости RE 15 и классами пожарной опасности К1 (15) или К2 (15) рекомендуется выполнить мероприятия по п.п. 7.1 а, б, г, е, ж, з, и, к. Кроме того возможно:

а) использовать в качестве подложки, наряду с минеральной ватой, гипсокартонные и гипсоволокнистые листы толщиной не менее 12,5 мм, при этом необходима забивка с торцев пустот гофр в профнастиле материалами (минеральной ватой) группы горючести НГ на глубину не менее 250 мм;

б) применять в качестве верхнего слоя в комбинированном покрытии плиты из пенополистиролов группы горючести не выше ГЗ по ГОСТ 30244 .

7.3 Для совмещенных покрытий с требуемым пределом огнестойкости RE 30 и классом пожарной опасности КО (30) рекомендуется выполнить мероприятия по п. 7.1 а, б, в, е (в части использования материалов кровли), к.

Кроме того необходимо:

— устройство в межферменном пространстве теплоогнезащитных материалов или подвесных потолков из негорючих материалов, или нанесение на нижнюю поверхность профнастила и стальные прогоны огнезащитных вспучивающихся покрытий.

7.4 Требуемые СНиП 21-01-97* пожарно-технические характеристики покрытий и материалов их составляющих, должны подтверждаться стандартными огневыми испытаниями их опытных образцов, сертификатами пожарной безопасности или соответствующими экспертными заключениями организаций, аккредитованных на право проведения соответствующих испытаний.

Читайте так же:  Приказ мю 253