Способы огнезащиты металлических конструкций ответ

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: способы и составы

Несущая способность металлоконструкций при отметке температуры +500 градусов Цельсия утрачиваются. Указанная температура воздействует на металлические изделия во время пожара. Для обеспечения огнезащиты стальных изделий следует обратиться к СНиП. Обеспечение пожаробезопасности зданий и строений регулируется СНиП 21-01-97* (СП 112.13330.2011). В своде правил приведен список материалов, которые могут быть выбраны для огнезащиты металлических изделий.

Степень огнестойкости регулируется ГОСТ 30247.0-94. Классификация пожароопасности регламентируется ГОСТ 30403-2012.

Согласно этим требованиям, существует 4 класса пожарной опасности:

• Не пожароопасный класс опасности (К0);
• Низкий класс пожароопасности (К1);
• Средний класс пожароопасности (К2);
• Высокий класс опасности возникновения пожара (К3).

При возникновении/развитии пожара в зданиях различного назначения, а также любой степени огнестойкости: от жилого дома, надворных построек из древесины до производственного цеха из железобетонных конструкций огнем повреждаются/уничтожаются не только горючие элементы строений/сооружений, оборудование, сырье/товарная продукция, находящиеся в них, отделка и мебель, предметы обихода.

Под воздействием высокой температуры полностью теряют несущую способность прочные, абсолютно незыблемые на вид металлические конструкции зданий:

• балки,
• фермы,
• колонны,
• опорные столбы,
• внутренние лестницы.

Эти строительные конструкции, выполненные чаще всего из чугунного, стального металлопроката, начинают активно деформироваться в огне через 15 минут, что отражено в государственных строительных нормах, регламентах пожарной безопасности. Через еще небольшой промежуток времени в зависимости от толщины, общей массы металла, силы пламени; здания, с несущими конструкциями из незащищенного ничем металла, начинают рушиться, складываться как карточный домик, унося жизни многих людей и принося огромный материальный ущерб.

Предотвратить такую ситуацию можно двумя различными путями:

• Огнезащита несущих металлических конструкций – это самый эффективный способ довести все элементы здания/сооружения, отвечающие за целостность, устойчивость и надежность; что во многом определяется требуемой степенью, а также пределами огнестойкости для каждой детали в нем, указанными в СНиП 21-01-97* (СП 112.13330.2011). Но, этот путь решает проблему защиты от открытого пламени, теплового воздействия огня пожара внутри здания, чему также способствует обеспечение его современными стационарными системами пожаротушения, которые не только ликвидируют возгорание на начальной стадии; но и охлаждают несущие конструкции здания, в том числе выполненные из металла, понижают/сбивают высокую температуру во всем объеме строения/пожарном отсеке.
• Соблюдение противопожарных разрывов исключит занесение источника открытого огня внутри здания, а содержание в надлежащем состоянии пожарных проездов/подъездов к зданиям/сооружения будет способствовать оперативному прибытию подразделений МЧС, негосударственных формирований для ликвидации ЧП.

Способы огнезащиты

Многочисленные решения по защите от прямого воздействия огня, огромного теплового воздействия развивающегося пожара металлических и деревянных конструкций, применяемых в строительном деле, найдены очень давно; но продолжают изобретаться как новые способы, так и новые составы.

Реальная картина находит отражение во многих нормах/правилах, регламентирующих обеспечение огнестойкости защищаемых объектов. Отдельно стоит упомянуть СП 2.13130.2012. Огнезащита металлических конструкций, как, впрочем, и всех остальных элементов зданий/сооружений, проходит в нем красной строкой.

Давно применяются, а также появились относительно недавно следующие способы/виды, методы и приемы предохранения поверхностей металла, находящихся под значительной нагрузкой в составе строения, от огня/теплового воздействия, называемые все вместе конструктивной огнезащитой.

Основана она на нанесении/создании на поверхности строительных конструкций, которые могут подвергаться внешнему воздействию, теплоизоляционного слоя, достаточной толщины и качества покрытия; чтобы он выдержал огонь/тепло в течение нормативного времени согласно требованьям ПБ при проектировании/строительстве в части обеспечения огнестойкости:

• Огнезащита металлических колонн, опорных столбов, поддерживающих перекрытия/покрытия зданий/сооружений, используется очень давно, начиная со возведения старинных особняков/замков. Для этого использовался природный камень, кирпич, плитные материалы – сначала естественного, а позднее – искусственного происхождения.

Такая облицовка от пола до перекрытия надежно предохраняет конструкцию из металла от возможного воздействия факторов пожара. Если раньше такие материалы выкладывались вокруг колонны/столба с использованием строительного/известкового раствора, то сегодня разработаны виды/методы крепления плитных/листовых, а также рулонных огнезащитных материалов на каркасе с воздушными прослойками; что снижает нагрузку на междуэтажные перекрытия, значительно удешевляет этот вид противопожарных работ.

• Огнезащита металлических балок. По понятным причинам облицевать камнем/кирпичом или плитными материалами такие конструкции, находящиеся под потолком помещений зданий, сложно/невозможно или просто опасно для людей, которые будут в нем находиться, особенно если это происходит на территориях с повышенной сейсмической активностью.

Поэтому металлические балки, как и колонны/столбы зданий, защищают слоем мокрой штукатурки, цементного раствора, бетонированием по деревянной дранке/металлической сетке, различными огнезащитными вязкими смесями – обмазками/мастиками, придавая в зависимости от толщины защитного покрытия требуемый предел огнестойкости. Недостаток такого метода огнезащиты – дополнительная нагрузка на перекрытия здания, дополнительные затраты, внешняя тяжеловесность таких решений, что часто не устраивает архитекторов/заказчиков проектируемых или строящихся зданий.

• Огнезащита металлических лестниц. Так как это обязательная конструкция практически любого здания/сооружения, важный элемент организации/системы эвакуации людей из строений, то такому виду огнезащиты уделяется особое внимание. Использование быстровозводимых, сравнительно недорогих лестниц из металла, которым несложно придать нужный уклон, высоту/ширину маршей, широко распространено при проектировании/строительстве зданий большинства степеней огнестойкости, категории производства.

Защищают их всеми возможными вышеперечисленными способами, а также с использованием тонкослойных напыляемых составов – покрытий и красок, о которых речь пойдет в следующей главе.

• Для защиты несущих конструкций зданий и лестниц в них используется также комбинированный способ, являющийся сочетанием различных видов огнезащитной обработки металла.

Следует отметить, что во всех случаях – при любых способах нанесения/крепления огнезащитных материалов они обязаны отвечать технологическим методам/приемам, приведенным в протоколах испытаний на стойкость к огневому воздействию, что требует СП 2.13130.2012 (см. выше).

В роли конструктивных средств огнезащиты металлических конструкций рассматривается базальтовое волокно. Современные методы огнезащиты подразумевают укладку определенных материалов, которые способны создать препятствие для распространения огня.

Металлические конструкции для обеспечения огнезащиты могут покрываться специальными составами, которые образуют теплоизолирующий слой. Для защиты стальных изделий могут применяться огнеупорные материалы, выкладываемые в несколько слоев.

Составы для огнезащиты

Покрытие огнезащитным составом металлических конструкций

Нормативные требования к таким многокомпонентным смесям, а также методикам определения эффективности устанавливает ГОСТ Р 53295-2009.

Эффективным решением стала относительно недавняя разработка – огнезащитные краски/покрытия. Это высокотехнологичные составы, состоящие из множества компонентов. Разработаны много торговых марок, принадлежащих в основном известным во всем мире производителям и соответственно разработчикам красок.

Такие огнезащитные жидкие материалы наносятся распылением, кистью в несколько слоев, обычно не более трех. После каждого нанесения в соответствие технических условий/сертификата соответствия ПБ необходим определенный промежуток времени для высыхания. Под воздействием огня огнезащитная краска вспучивается, образуя вспененный слой, напоминающий пемзу, который не пропускает тепло к защищаемой конструкции. Этим обеспечивается любой требуемый нормами предел огнестойкости.

Кроме практической функции огнезащиты, такие краски позволили воплощать в жизнь многие ранее нереализуемые идеи архитекторов и дизайнеров по строительству зданий с применением ажурных несущих конструкций из металла.

Так, эффективная огнезащита металлических ферм, особенно больших габаритов, монтируемых на значительной высоте, стала возможной на практике; а не только в проектных решениях, только после появления таких огнезащитных материалов, практически не увеличивающих нагрузку на эти ответственные во всех отношениях элементы сооружений; таких как стадионы, различные развлекательные, торговые, выставочные, спортивные комплексы, многопролетные здания производственных цехов, складских ангаров.

Эти составы можно покрывать сверху дисперсионными красками на водной основе, придавая нужный цвет конструкциям; а также стойкими к внешним воздействиям лаками, значительно продлевающими такому виду огнезащиты срок эксплуатации до ремонта/обновления.

Виды огнезащитных составов и материалов

Виды огнезащитных составов

Следует учитывать, что современные огнезащитные составы по металлу вещь, мягко говоря, недешевая. Особенно когда площади поверхностей несущих конструкций начинают измеряться тысячами метров. А если вспомнить про стоимость работ, значительная часть которых относится к высотным?

Поэтому до сих пор в ходу традиционные мастики/обмазки, даже мокрая штукатурка. Из более современных материалов, конкурентов тонкослойных покрытий/красок; если речь не идет об огнезащите сложных по форме, профилю/сечению конструкций, стоит упомянуть следующие материалы:

• Базальтовый рулонный, выполненный на основе холста из базальтового волокна без связующих компонентов. Может быть прошит стекловолоконной/базальтовой нитью, иметь покрытие/подкладку.
• Плита из минеральной ваты, покрытая стеклотканью/фольгой с одной/двух сторон.

Такие плитные/рулонные материалы в ходе огнезащитных работ оборачиваются или наклеиваются вокруг колонн, столбов, балок, обеспечивая требуемый предел стойкости к огню.

Для тех, кто желает и имеет средства идти в ногу со временем, российскими и зарубежными компаниями, химическими концернами выпускается огромный спектр тонкослойных огнезащитных покрытий по металлу, которые называют также термическими красками, конструктивными обмазками и прочими «отличными от других» названиями.

В массовом строительстве при использовании несущих металлоконструкций каркаса зданий/сооружений используются различные марки огнезащитных составов, количество которых исчисляется десятками. Чтобы только вкратце перечислить их и производителей понадобится новая статья на эту тему.

Не следует забывать, что право на проведение огнезащитных работ по металлу имеют только компании, обладающие соответствующей лицензией МЧС; а сами работы не так просты, как это может показаться на первый взгляд. Так, неправильно подобранные к установленным на строительном объекте грунтовка, краска и лак могут привести к тому; что вместо того, чтобы прослужить долгие годы свеженанесенное тонкослойное покрытие начнет шелушиться и осыплется. Вряд ли кому-то нужны такие натурные эксперименты за собственный счет.

Дополнительная информация

Источник