Способы огнезащиты конструкций от пожара

Пассивные способы огнезащиты конструкций

При возникновении крупного пожара важно предотвратить обрушение здания, защитить жизни людей и минимизировать материальный ущерб. Для этого повышают огнестойкость строительных материалов и конструкций с помощью пассивных способов огнезащиты, таких как обетонирование, покрытие специальными химическими составами, создание защитных кожухов.

Профилактические работы по повышению огнестойкости несущих и ограждающих строительных конструкций относятся к обязательным мероприятиям в рамках обеспечения пожарной безопасности. Благодаря огнезащите предотвращается возгорание, замедляется или не поддерживается распространение пожара.

Выбор методов огнезащиты

Выбор материалов, конструкционных и отделочных решений производится на стадии проектирования здания. В строительстве наиболее распространены стальные, железобетонные и деревянные конструкции. Для каждой группы подбирается свой тип огнезащиты. Главный критерий — предел огнестойкости конструкции, который определяется стандартными испытаниями либо с помощью расчетов времени достижения одного признака или последовательности нескольких предельных состояний:

потери несущей способности;

потери теплоизолирующих свойств из-за повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции или достижения предельной интенсивности теплового потока.

Метод выбирают по нормативной документации с учетом требуемого предела огнестойкости, типа конструкции и ее расположения в пространстве, вида действующей нагрузки, режима эксплуатации, эстетических требований, условий нанесения. Для повышения эффективности используют комбинированные способы огнезащиты, которые объединяют сразу несколько технологий.

Способы облицовки конструкций

В строительстве для огнезащиты востребованы теплоизоляционные, облицовочные и штукатурные материалы, которые совмещают защитные и декоративные функции. Их главными достоинствами являются высокий предел огнестойкости, низкая стоимость, экологичность, отсутствие токсичных продуктов при горении, возможность использования на открытом воздухе. В качестве недостатков выделяются трудоемкость монтажа, сложность ремонта, большая толщина и вес. Они применяются для огнезащиты простых конфигураций: колонн, балок, ригелей.

Огнезащитные плиты и листовые материалы обладают высокими теплоизоляционными и эстетическими характеристиками. Такая отделка повышает огнестойкость металлоконструкций до 300 минут. К дополнительным плюсам огнезащиты из плит относятся стойкость к вибрации за счет механического крепления и сухой монтаж.

Штукатурные строительные смеси с цементно-вермикулитовым составом и специальными добавками образуют покрытие с высокой адгезионной способностью и небольшой плотностью. Они затворяются водой и наносятся механизированным способом слоем в 10 50 мм. Толщина огнезащиты выбирается в зависимости от требований к огнестойкости, которая при такой защите может достигать 240 минут. Относятся к толстослойным напыляемым составам.

Огнезащита химическими составами

Для реактивного способа огнезащиты конструкций используют преимущественно интумесцентные полифосфатные составы и покрытия с терморасширяющимся графитом. Они относятся к тонкослойным покрытиям, которые повышают предел огнестойкости до 60 минут для металла толщиной более 4 мм и до 90 минут для металла толщиной от 12 мм.

Тонкослойная огнезащита выпускается в виде жидких готовых лакокрасочных продуктов либо в виде многокомпонентных составов, требующих приготовления на строительной площадке. После их нанесения образуется защитное покрытие толщиной до 3 мм. Лаки создают на поверхности тонкую прозрачную пленку, обладающую высокими декоративными свойствами. Краски и эмали наносятся в виде непрозрачного слоя, выпускаются в богатой цветовой гамме.

Основные преимущества способа тонкослойной огнезащиты — минимальная нагрузка на конструкцию, технологичность нанесения, простота ремонта, стойкость к вибрации, декоративность покрытия. К недостаткам такой огнезащиты относят ограниченное применение и эффективность, токсичность продуктов горения.

Огнезащита металлоконструкций

Стальные конструкции не горят, но при длительном воздействии высоких температур теряют прочностные характеристики и деформируются. Это может привести к частичному или полному обрушению здания. При выборе средства огнезащиты металлоконструкций учитывают предельный показатель несущей способности. По эффективности средства подразделяют на 7 групп: продукция 1 группы увеличивает время сохранения несущей способности металла до 150 минут, 7 группы — до 15 минут.

Для металлических конструкций используются следующие способы огнезащиты:

обработка интумесцентными материалами (огнезащитными красками, пастами и эмалями), образующими стойкие покрытия, которые вспучиваются под воздействием высокой температуры;

монтаж конструктивных огнестойких материалов (минераловатных матов, жестких минеральных плит, легких штукатурок);

обработка композиционными материалами с повышенной стойкостью к агрессивным средам (терморасширяющимися составами с отвердителем либо теплостойкими материалами в сочетании с терморасширяющимися).

При нанесении огнезащиты на ранее окрашенные поверхности проверяется совместимость составов с сохранением защитных и эксплуатационных свойств. Проверка качества осуществляется в соответствии с технической документацией на продукцию и нормами пожарной безопасности. Допускается применять огнезащитные материалы с дополнительными декоративными покрытиями или защитой от атмосферного воздействия. Возможно нанесение антикоррозионных составов поверх огнезащиты при соблюдении совместимости и хорошей адгезии. Защитное средство, в свою очередь, не должно приводить к коррозии металла.

Огнезащита железобетонных конструкций

Железобетонные конструкции тоже относятся к негорючим, но разрушаются при длительном воздействии высоких температур. Это приводит к полному или частичному обрушению сооружения. При выборе способа огнезащиты ЖБИ учитывают все 3 предельных показателя: потерю несущей способности, целостности и теплоизолирующих свойств.

Для огнезащиты используются следующие методы:

обработка огнезащитными красками, предотвращающими прогрев конструкции;

облицовка экранными материалами, создающими теплоизоляционную систему (этот способ демонстрирует более высокую огнезащитную эффективность).

Огнезащита деревянных конструкций

Древесина — наиболее горючий конструкционный материал. В отличие от металла и ЖБИ, выбор способа в данном случае определяется не временем стойкости, а потерей массы огнезащищенной деревянной конструкции. Для первой группы она составляет 9 %, для второй — 25 %.

Способы огнезащиты деревянных конструкций:

пропитка специальными огнезащитными составами, проникающими в структуру материала;

обработка терморасширяющимися красками, препятствующими прогреву.

Огнезащита окрашиванием позволяет изменить цвет материала, но этот метод подходит только для сухих помещений. Для структурированных деревянных поверхностей предпочтительно использование пропитки.

Проектирование огнезащиты

Проектирование и выполнение работ производят сертифицированные организации. Оптимальный способ огнезащиты конструкций выбирается на основании технико-экономических расчетов. Предпочтение отдается наиболее экономичному варианту. В случае примерного равенства затрат выбор делается с учетом трудоемкости. Работы выполняются с максимально возможной механизацией.

Проект огнезащиты включает:

пояснительную записку с указанием степени огнестойкости и уровня ее повышения, наименования состава и толщины слоя, допустимых покрывных материалов;

рабочую документацию с расчетами площади поверхности, подлежащей покрытию, и расхода средства огнезащиты;

проект производства работ с учетом условий, мероприятий техники безопасности, порядка проведения и параметров контроля качества и сдачи объекта.

При реализации проекта огнезащиты каждый этап включает контрольные операции для проверки качества состава, точности дозировки, плотности готовых смесей, режима нанесения, физико-механических характеристик высушенных покрытий. В зимнее время необходимо соблюдение температурного режима. Качество обработанной поверхности определяют визуально.

Источник

Огнезащита металлических конструкций: виды покрытий, методы нанесения и периодичность обработки

Огнезащита металлоконструкций – это совокупность мер по обеспечению снижения или полного исключения влияния огня, увеличению огнестойкости металла на определенное время.

Металлы под влиянием высоких температур:

становятся мягкими, пластичными, плавятся;

деформируются, расслаиваются, растрескиваются;

Нормативные документы

Огнезащитная обработка металлических конструкций регламентируется нормами:

основы пожароопасности, классификация, таблицы:

СП 2.13130.2012 ;

СНиП 21-01-97 (СП 112.13330.2011) вместо устаревшего СНиП 2.01.02-85;

СП 21-101, 21-102 (требования по зданиям);

справочники и рекомендации:

• к ФЗ 123 «Пособие по определению пределов огнестойкости …» (таблицы, классы);

ссылочные материалы основных актов по теме, например:

ГОСТ 28246 (лаки, краски);

ГОСТ 25665-83 (фосфатное покрытие на основе минеральных волокон).

Какие металлоконструкции подлежат огнезащите

По НПБ защиту от пожара должны иметь:

с конструктивным значением;

Огнезащита металла охватывает все виды стройматериалов, а чаще всего:

все несущие конструкции;

столбы, опоры, балки, прогоны, фермы;

кровля, ее детали, подпорки;

элементы противопожарных ограждений (направляющие, укрепляющие, фиксирующие).

Невозможно создать проект сооружения, ввести его в эксплуатацию без соблюдения и согласования мер по защите от пожара от ГПН.

Не требуется огнезащита:

частей, не являющихся конструктивными составляющими постройки;

если согласно НПБ:

объект не нормируется по классификации пожароопасности, огнестойкости;

для здания позволено применять незащищенные металлоконструкции с границей стойкости R15 и ниже.

Предел огнестойкости металлоконструкций без огнезащиты

От огнестойкости зависит:

выбор средств и методов;

Предел огнестойкости обозначается латинскими буквами и цифрами (минуты):

R – несущая функция;

I – теплоизоляционное значение, крайняя точка воспламенения, нагревания расположенных поблизости объектов.

Минимальной стойкостью обладают металлоконструкции без покрытий, максимальной – железобетон. Примеры: R120 – предел сопротивлению огню 120 мин. для критического снижения несущей способности.

Расчет приведенной толщины металла

При определении противопожарной защиты используется понятие «приведенная толщина металла» (ПТМ). От ПТМ зависят требуемые параметры обработки.

Отношение величины поперечного сечения металлоконструкции к периметру площади, подверженной обогреву.

Подбор средства огнезащиты (СО), параметры слоя.

Исчисления учитывают НПБ 236-97 и отображают зависимость толщины покрытия от приведенной толщины металла. Процедура расчета использует несколько формул, учитывает параметры сечения детали – периметр.

Расчет толщины покрытия и ПТМ примерно выглядит так:

Исходные данные:
Двутавр 300(h) 300(b) 10(S) 11080(f).



Марка стали, сортамент 30К2.



Где F – площадь поперечного сечения, П – обогреваемый периметр.

Финишные расчеты:

По ГОСТ 53295-2009 п. 3.4, расчет делают для критической температуры металла +500 °C.

Техническое задание по пределу огнестойкости:

для колонн – RE90;
1. У производителей защитных составов есть графики и таблицы, подставив данные в которые получают требуемую толщину СО для исчисленного ПТМ.

Таблица приведенной толщины металла

В файле представлены таблицы с готовыми значениями по наличному на рынке сортаменту строительной металлопродукции. Требуемые по техзаданию данные сопоставляют со значениями и инструкцией производителя на выбранный тип СО.

Группы огнезащитной эффективности металлоконструкций

Есть 7 групп огнезащитной эффективности (ОЭ) средств. Категории зависят от времени, при котором достигается критическое состояние обработанного материала. Классификация указана в ГОСТ 53295-2009 (п. 5.5.3), «Пособие по определению пределов огнестойкости…».

Выдерживает прямой огонь (не менее, мин.)

7 (не огнезащита)

Виды и способы огнезащиты конструкций из металла

Для зданий 1 и 2 степени применяют конструктивную металлический защиту, а если приведенная толщина от 5,8 мм – тонкослойные металлы. При R15 за исключением противопожарных преград позволено использовать незащищенные элементы.

• ограждение, оснащение;
• облицовка (ГКЛ, ГВЛ и др.).

• лаки;
• краски:
  • Терма Люкс
  • Аквест-911 Мастер
  • Джокер 521
  • ОЗК-01
  • Стабитерм-207
  • Стабитерм-209
  • Стабитерм-219
  • ВУП-2
  • ВУП-3Р
  • Неофлэйм 513
  • Феникс СТС
  • ОГРАКС-МСК
  • DEFENDER ME
  • КЕДР-S BM
  • КЕДР-МЕТ-КО
• грунтовки;
• тонкие слои штукатурки:
  • ВПМ–2
  • FENDOLITE®-MII
  • FIBROGAINE®
  • Promat®
  • Неоспрей
  • СОШ-1
  • ГеоМикс
  • Формула КП
• обмазки, мастики:
  • ПЛАЗАС
  • Стабитерм-221
  • Огнетитан RM
  • Огнетитан LMR
  • Огнетитан LМ
  • НЕОФЛЭЙМ 516 Р
  • КЕДР-МЕТ-С01
  • Ecofire-Конструктив

Несколько способов одновременно. Например:

1. Непосредственно на поверхность наносят грунтовку, краску.
2. Металлоконструкцию закрывают огнеупорной плитой.

Требования к огнезащите

НПБ содержат минимальные требования для огнезащиты металлических конструкций. Учитывается:

различная классификация по огнестойкости (табл. СНиП 21-01-97, ГОСТ 30247 и 30403 , СП 2.13130.2012):
пределы;

опасность пожарная:

конструктивная;

Для каждого элемента установлен (СНиП 21-01-97):

предел огнестойкости – например: по п. 5.14. стены отнесены к 1 и 2 типу с REI150 / REI45;

класс – пример: для противопожарных преград – К0 или К1 (п.5.14).

Необходимо учитывать особенности материалов:

конструктивная защита плитами, кирпичной кладкой, бетонированием эффективная, но потребуется:
гидроизоляция металла;

анкеры и армирование, поскольку материал трескается при температурах и расширяется;

облицовывать балки опасно, поэтому применяют штукатурку, цемент, бетонирование.

Средства и составы

Составы, наносимые на поверхность (ГОСТ 53295-2009), создают тонкий слой, не затрагивая форму металлических конструкций. Содержат антипирены. Виды:

краски:
вспучивающиеся — при нагревании создают коксовое покрытие, выделяя при этом вещества и газы для самозатухания. Увеличиваются в 10 – 70 раз. Например, 4 мм покрытия образует 4-сантиметровую защиту;

невспучивающиеся — основной компонент – силикаты, «жидкое стекло». Наподобие лаков, но с пигментами и с большей толщиной. Поглощают тепло, выделяют ингибиторы, негорючие газы, воду. Менее эффективные вспучивающихся;

пасты, обмазки, мастики, штукатурки (тонких слоев). Образуют покрытие до 2 см. Отличаются от краски большей дисперсностью. Содержат вермикулит, глину, вяжущие вещества, химические добавки;

Пропитка к металлоконструкциям не применяется из-за невозможности проникать вглубь обрабатываемой поверхности.

Разновидности составов огнезащиты:

для помещений:

отапливаемых;

по специфике применения:

наносимые на поверхность;

в комбинации с иными СО;

под свойства металла:

• для оцинковки или простой стали.

Защитные конструкции

Конструктивные методы защиты металлических конструкций от пожара изменяют, дополняют или улучшают сам объект, а не только его поверхность. Создают теплоизоляционное толстое покрытие или преграду:

толстослойная напыляемая изоляция;

кирпичная кладка, бетонирование;

плиты, ограждения с внутренним наполнением:

с минеральной ватой, со стеклотканью;

с противопожарными порошками, подобными составами;

листовые, рулонные материалы, обмотки:

ГКЛ;

минеральная обмотка (с базальтом, стекловолокном, фольгированная);

защитные экраны, подвесные потолки.

Рекомендации по применению огнезащитных покрытий для металлических конструкций

Защитные средства снабжаются инструкцией, сертификатом, технической документацией (ТД), зарегистрированными госорганами и содержащими (п. 4.2. ГОСТ 53295-2009):

расход на м², толщину, плотность;

технологию нанесения:

подготовка;

гарантийные сроки, условия хранения.

Технологии нанесения составов

Требования к нанесению средств:

несколько слоев, каждый должен просохнуть;

при нанесении нескольких составов антикоррозионная подготовка, грунтовка обязательные;

применяются:

каркасы простые или с воздушными прослойками;

укладка плитки, кирпича, бетона.

Пример работ поэтапно:

Проект на огнезащиту.

Очищение поверхности. Часто применяют пескоструйную обработку, которая одновременно
создает идеально очищенную поверхность и шероховатость (адгезию) для сцепления с СО.

Покрытие составом с периодами для высыхания слоев.

На финишных этапах наносят декоративные слои, лаки.

Работы производятся только лицензированными МЧС организациями (п. 4.3 ГОСТ 53295-2009) и включают создание проекта с расчетами, технологической картой. Стоимость обработки за м² зависит от объема выполняемых работ, сложности и применяемых СО: для краски примерная цена от 450 до 900 руб.

Оборудование для нанесения

Для нанесения СО применяют:

производственные условия, покрасочные цеха, камеры;

спецоборудование для напыления с брандспойтом;

инструменты для замешивания (дрель с насадкой);

ручные работы производятся валиками, шпателями, кисточками;

для кирпичной кладки, бетонирования потребуются стандартные инструменты: емкости для замешивания, мастерки;

для рулонных материалов, гипсокартонных листов: негорючие элементы крепления, клеи.

Периодичность обработки металлоконструкций

Правило периодичности установлено в Постановлении №113 от 17.02.2014 г.:

если нет указаний изготовителя – раз в год;

в срок, указанный производителем в ТД или в гарантии;

дата устанавливается пожарным инспектором в предписании, если обнаружены недостатки.

Срок действия средств огнезащиты для металла больший, чем для дерева – около 10 — 20 лет. Временные рамки для бетонных, кирпичных ограждений, облицовкой плитами могут достигать 50 и более лет.

Проверка качества противопожарной обработки стальных конструкций

Наличие огнезащиты и прохождение контроля подтверждают:

акты качества, проверок;

акт скрытых работ;

дополнительные бумаги: протокол замера толщины, испытаний.

Официальное значение документы имеют только с подписью представителя органов пожнадзора, проверяющих соответствие выполненного НПБ. Бумаги выдаются исполнителем, имеющего лицензию на работы по нанесению и экспертизе.

визуальные методы (осмотр);

инструментальные (с разрушением или без);

щуп;

испытания, экспертиза обработки. Привлекают профильные лицензированные лаборатории.

Периодичность проверки

Первая проверка – после завершения отделки.

Последующий контроль качества – согласно ППР N 390 от 25.03.2012 г. не реже 1 раза в год.

Пожарный надзор использует для процедуры руководство «Оценка качества огнезащиты …». Организовать процедуры должен владелец объекта (п. 21 ППР).

Акт проверки огнезащитной обработки конструкций из металла: образец

Акт проверки состояния обработки создается комиссией из представителей собственника объекта и органов ГПС.

Содержание свободное, по стандартным нормам делопроизводства:

адрес и параметры объекта;

какие элементы осматривались;

способ (забор и сжигание частичек слоя и пр.);

Источник