Защита металлических конструкций от пожара - VISTAGRUP.RU

Защита металлических конструкций от пожара

Огнезащита металлоконструкций — способы и составы для нанесения защитных покрытий

Современные строительные технологии сегодня позволяют обеспечить строительство зданий и сооружений с максимальным задействованием металлических несущих конструкций. Легкость и надежность металла нашла свое применение практически во всех видах современных построек от индивидуальных домов до многоэтажных офисных и торгово-развлекательных центров. Однако проблема пожарной безопасности этих построек в большинстве случаев зависит не от эффективности сигнализации или расположения средств пожаротушения, а от такого фактора, как огнезащита металлоконструкций.

Нормативное регулирование использования противопожарной защиты металлических конструкций зданий и сооружений

Использование при возведении зданий металлических стальных балок, колонн, лестниц и площадок значительно облегчило процесс строительства и одновременно снизило стоимость здания. Повсеместное применение несущих колон и балок перекрытия из металлопроката, с одной стороны, дает возможность обеспечить прочность постройки, а с другой — не дает гарантии безопасности, ведь пожар, быстро проводит нагрев металлоконструкции до 500 градусов, а дальше наступает ее деформация под собственным весом. При возникновении пожара такая температура может быть достигнута буквально за 5-7 минут.

Не допустить развитие такой ситуации поможет нанесение огнезащиты на металлоконструкции. На законодательном уровне это решение регламентировано государственными стандартами и СНиП. Федеральные законы РФ № 384-ФЗ и № 184-ФЗ требуют выполнения технического регламента в вопросе обеспечения пожарной безопасности и в разрезе технического регулирования и категорирования пожарной безопасности основных металлоконструкций зданий и сооружений.

Вопросы огнезащиты металлоконструкций нормативные документы конкретизируют в строительных нормах и правилах, например, СНиП 21-01-97 — документ раскрывает нормы и правила, в том числе и способы огнезащиты металлических конструкций зданий.

Важно знать: Профессиональное нанесение огнезащиты на разного рода материалы и конструкции зданий начиная от деревянных кровель и заканчивая металлическими колоннами и балками, проводят предприятия и организации, имеющие соответствующую лицензию. Такие работы проводятся на основании проекта комплексной противопожарной защиты здания.

На какие конструкции здания наносятся защитные материалы

Для минимизации последствий пожара и обеспечения долговременной способности сохранять форму и нести нагрузки конструктивная огнезащита металлических конструкций наносится:

  • На несущие конструкции здания — колонны, подпорки, балки;
  • Кровельные системы постройки — стропильная часть, балки усиления, стяжные элементы систем, обрабатывается металлоконструкция кровли;
  • Каркасные детали сооружения — надстройки, мансардные помещения, чердачные помещения, межэтажные перекрытия;
  • Детали стеновых колон и балок межэтажных перекрытий все остальные элементы конструктивно составляющие несущие элементы и системы обеспечения безопасности.

Отдельно принимаются меры по усилению конструктивной огнезащиты узлов соединения несущих элементов каркаса постройки.

Нанесение защитного слоя штукатурки

Конструктивная огнезащита металлических конструкций в равной степени касается как производственных, так и офисных и жилых помещений. Высокие санитарные требования и нормативы пожарной безопасности требуют обеспечения защиты и таких систем, как вентиляция и внутренние трубопроводы здания, а значит и эти металлоконструкции нужно наносить противопожарную окраску.

Условия нанесение защиты на основные элементы здания, требуют, чтобы соблюдался нормативный показатель предельных норм стойкости этих элементов в соответствии с мировой классификацией:

  • Для стен, основных несущих элементов сооружения, колонн — R120;
  • Для перекрытий межэтажных, чердачных, подвальных помещений —R160- R45;
  • Настил с утеплителями —R 30;
  • Для ферм, балок и прогонов кровели — R 30;
  • Для лестничных клеток — R120-R90;
  • Для лестничных маршей и площадок внутренних лестниц — R60-R45;

Где R — означает обозначение потерю конструкцией своей несущей способности, а цифры время начиная с момента воздействия огня на металл и до достижения критической отметки температуры, при котором начинается неотвратимая деформация.

При этом самый малый коэффициент имеет постройки ІV степени огнестойкости — R15.

Виды защитных конструкций и технологий установки

Нанесение огнезащиты на металл сегодня рассматривается как комплексный, системный подход для достижения необходимого запаса прочности. На сегодняшний день наиболее эффективными видами такого подхода выступают:

  • Нанесение на поверхность металлических изделий и конструкций специальных термозащитных покрытий и облицовок;
  • Конструктивная защита металлических конструкций в виде создания дополнительных защитных экранов, подвесных потолочных систем;
  • Установка специальных систем, позволяющих, заполнить внутренний объем металлических элементов составом, который может выполнять роль и теплоносителя, и средства пожаротушения.

Огнезащита конструкций с применением специальных термостабильных рецептур и покрытий предусматривает нанесение многослойного полимерного покрытия из термостойкого состава. Многослойная окраска предусматривает как обеспечение нужный уровень пожаробезопасности, так и защиты металла от коррозии.

Огнезащитное покрытие металлоконструкций, реализуемое установкой дополнительных щитов термозащиты из базальтового волокна или минеральной ваты с последующим закрытием этого стоя декоративными элементами облицовки.

Заполнения теплоносителем полых элементов выполняется по специальному проекту, превращая таким образом, колонны и опоры в противопожарный резервуар. И, хотя эта технология имеет очень высокую эффективность из-за дороговизны на сегодняшний день используется редко.

Нанесение огнезащиты термозащитными составами

Обработка больших поверхностей осуществляется методом нанесения лакокрасочных составов на основе полимерных соединений на металл. Принцип действия большинства таких термозащитных составов основан на реакции отдельных ингредиентов покрытия на изменение температуры. При значительном повышении температуры или, когда огонь переходит на металл краска начинает вспучиваться — увеличиваясь в объеме. К примеру, при толщине огнезащитного слоя в 1 мм при коэффициенте увеличения 50 — слой увеличивается в объеме, в результате чего получается защитное покрытие толщиной 50 мм. Удобство нанесения такого состава заключается в возможности обработки большого объема при помощи краскопульта и получения равномерного слоя покрытия даже в самых труднодоступных местах. Краска обладает всеми качествами обычной краски для внутренних работ, но при этом срок службы такого покрытия внутри помещения достигает 10 лет.

Установка термозащитных экранов

Для воздуховодов, систем кондиционирования и вентиляции в качестве утеплителя часто используется базальтовая вата с фольгированной поверхностью. Свойства каменной ваты как утеплителя при этом дополняются защитным экраном из фольги при этом теплопотери внутри воздуховодов получаются минимальными. Подобный принцип заложен и при установке экранов из стекловаты и базальтового полотна и на металлический каркас здания. Для защиты от повышенной температуры применяются несколько видом защитного материала и специальных технологий его монтажа.

Самый простой метод — это оклейка тонкими пластинами или рулонным фольгированным покрытием всей поверхности. На металл наносится мастика и уже на нее клеится фольгированный минеральный материал. Высокая степень защиты металла от температуры достигается использованием более плотного полотна и отражающими свойствами фольги. Чтобы повысить пожаробезопасность можно дополнительно использовать стальной лист для устройства наружного защитного кожуха.

Более сложный метод, это устройство защитного короба вокруг несущих балок или сварных рамных балок и колонн из толстого утеплителя. Наружная часть такой сендвич панели утепляется при помощи тонких листов металла или штукатурным составом, поверху проводится окрашивание жаростойкими лакокрасочными составами. Для нанесения рекомендуются составы серии мetal жаростойкие и пожаробезопасные краски и лаки от производителя nobel. Также рекомендуется использовать продукцию торговой марки akzo – жаростойкие и термозащитные краски.

Внимание! Жаростойкие лакокрасочные составы позволяют сохранять качество слоя краски при высокой температуре, при этом нужно помнить, что это все-таки горючий материал. Противопожарная краска под воздействием температуры или огня увеличивается в объеме, создавая таким образом преграду для температурного воздействия на металл.

Нанесение огнезащитной штукатурки

Защита опорных колон, стеновых и внутренних колон поддерживающих балки межэтажного перекрытия может быть выполнена в виде штукатурки.

Термозащитные свойства штукатурного состава, нанесенного на опору толщиной 30 мм, обеспечивают защиту металла от нагрева в течение 30-45 минут. Нагрев металла в это время происходит до температуры 100-120 градусов. В течение следующих 30 минут температура поднимается до 300 градусов. Для работ используются составы файрекс, кнауф, феникс. Кроме металла штукатурки используются для защиты дерева и бетона.

Установка теплоизоляции из минеральной ваты

При устройстве многослойного вида теплоизоляции из минеральной ваты плотностью 165 кг м3 толщиной 90 мм и верхнего декоративного слоя штукатурки динамика нагрева металла будет следующей:

  • 0-1 час — температура металла достигает показателя 100 градусов;
  • 1-1,5 час — повышение температуры до 300 градусов;
  • 1,5-2 часа — температура повышается до 400 градусов;

После оштукатуривания проводится покраска жаростойкой краской. Самыми популярными продуктами такого вида продуктов является продукция rockwool – базальтовые фольгированные рулоны, stoebich – системы превентивной защиты, противопожарные шторы, технониколь — рулонные защитные материалы и мастики для монтажа.

Установка гипсокартонных плит

Среди наиболее эффективных методов защиты, несущих колон и балок, выступает установка гипсокартонных плит. Гипс сам по себе является отличным теплоизоляционным и защитным материалом, и если установить несколько плит для создания защитного щита толщиной общей толщиной 50 мм динамика роста температуры металла будет выглядеть следующим образом:

  • В первые 30 минут с момента начала возгорания температура плавно достигнет показателя в 100 градусов;
  • На протяжении последующих 1,5 часов температура существенно не изменится и будет колебаться в районе 100-130 градусов;
  • Примерно через еще 30 минут она достигнет 200, а спустя еще 10-15 минут и 300 градусов.
Читайте также  Спринклерная система пожаротушения СНИП

Как видно гипсокартон — это лучший защитный тип материала по сравнению с другими видами огнестойких материалов. Такой конструктивный метод установки пожаробезопасного покрытия может быть применен и для защиты бетона и деревянных элементов здания. Среди производителей самым популярным на рынке является кнауф, производящая гипсокартонные листы, шпаклевочные смеси и штукатурные составы.

Технологии и материалы для огнезащиты

В практической плоскости проведение работ по огнезащите металлоконструкций нормативными документами регламентируется как обязательный элемент проекта сооружения. Для него обязательно разрабатывается полный пакет технической документации — чертеж, проводится расчет, реферат для согласования, смета с указанием расценок и всего перечня работ согласно гост.

Как правило, первичная противопожарная обработка проводиться на этапе строительства. Однако в процессе эксплуатации пожарная инспекция может внести исполнительный лист с требованием привести в соответствие нормам безопасности теплозащиту как отдельных помещений, так и всего объекта. В таком случае работы могут проводится и самостоятельно, узловым моментом здесь будет выступать правильность и очередность выполнения операций технологии.

Подобрать наиболее приемлемый вид материала и способ его установки поможет видео процесса работ с разными материалами:

Нанесение защитных покрытий альпром

Нанесение покрытий на несущие элементы краской Оберег

Технология огнезащитной обработки несущих металлоконструкций

Правильно провести расчет необходимого материала поможет онлайн -калькулятор, а более детально определить каждый раздел сметы и товарный пункт поможет использование инженерных программ, размещенных на форуме dwg.

Из чего делают огнезащиту металлических конструкций и ее стоимость

Металлоконструкции часто используются в строительстве. Хоть они и не относятся к горючим материалам, но все-таки достаточно чувствительны к огню. При нагревании до высоких температур меняются физические свойства металла.
Огнезащита для маталлоконструкций необходима во избежание перегрева и деформации

Огнезащита стальных конструкций СНИП

Несущая способность металлической конструкции теряется при отметке +500 градусов. Такая экстремальная температура может возникнуть во время пожара. Для того чтобы определить минимальные пределы огнестойкости таких конструкций, необходимо обратиться к требованиям, прописанным в СНиПе.

В соответствии с ГОСТом 30247 определяются пределы огнестойкости металлоконструкций. Согласно классификации пожарной опасности существует 4 класса, которые определяются ГОСТом 30403:

  • Непожароопасные КО;
  • Малопожароопасные К1;
  • Умереннопожароопасные К2;
  • Пожароопасные К3.

Виды и способы огнезащиты

Для защиты металлических конструкций от огня необходимо на их поверхности создать теплоизолирующий экран, который сможет выдержать воздействие огня. Соответственно металл будет нагреваться медленнее под воздействием высокой температуры и сможет сохранить свои функции в течение определенного времени. Существует несколько способов огнезащиты:

  • Покрытия огнезащитные. К ним относятся жидкое стекло, цемент, гранулы минерального волокна и другие;
  • Вспучивающиеся краски, состоящие из сложных компонентов. При высокой температуре краски вспучиваются и создают пористый теплоизолирующий слой в несколько сантиметров толщиной.

Базальтовое волокно используется в качестве конструктивной огнезащиты
Конструктивная огнезащита металлических конструкций заключается в создании некоего препятствия на металлических элементах от воздействия пламени огня. Для этого металлическая конструкция покрывается слоем защитного вещества с низкой теплопроводностью. Либо используются комплексные системы огнезащиты, которые позволяют сохранить характеристики несущих металлоконструкций длительное время. К примеру, можно использовать несколько слоев огнеупорного гипсокартона в качестве защиты металла от огня. Данный вариант обходится значительно дешевле, чем краска, да и вид у него более презентабельный.

Устройство

Устройство огнезащиты для металлоконструкций состоит из теплоизоляционного экрана либо слоя, которые должны иметь огнеупорные свойства.

В первом случае изготавливается каркас с использованием теплоизолирующих материалов, способных повысить прочность конструкции. Несущие конструкции защищают при помощи обетонирования, кирпичной кладки, минеральных утеплителей или гипсоволоконных плит. В случае с кирпичом обязательно должны присутствовать анкера, а при бетонировании необходимо делать армирование. Иначе металл через какое-то время начнет гнить и трескаться.

Второй вариант – покрытие металлических элементов лакокрасочными материалами. Наносятся они достаточно быстро и легко, обновление потребуется лет через 20 минимум. Но осуществлять нанесение данных материалов могут только специалисты с имеющимся разрешением на такие работы и стоимость покрытия достаточно высока. С другой стороны, огнеупорные лаки и краски позволяют достичь любой группы эффективности огнезащиты.
На снимке наглядный пример конструктивной защиты металлоконструкции

Расчет

Для расчета проекта огнезащиты необходимо придерживаться норм и правил о пожарной безопасности в последнем издании. Проект должен содержать:

  • Исследование конструктивных характеристик металлоконструкций;
  • Выбор подходящего способа огнезащиты и его обоснование;
  • Расчет толщины металла и требуемого огнезащитного слоя;
  • Описание всего технологического процесса, проводимого для защиты металлических конструкций от огня;
  • Чертежи и схемы конструкций и их защиты;
  • Необходимые документы для проведения огнезащитных работ.

На фото, представленном ниже, приведен пример выполненного проекта по огнезащите металлических конструкций здания. На данном объекте были выполнены следующие действия:

  • Расчет проекта по огнезащите;
  • Обработка металлических конструкций здания огнезащитной краской с пределом огнестойкости R90, R45 и R

Расчет огнезащиты металлоконструкций определение площади
Согласно научным исследованиям, от толщины металла зависит температура, до которой может нагреться металлическая конструкция. Соответственно, расчет огнезащиты необходим в первую очередь. Толщина металла рассчитывается исходя из отношения площади поперечного сечения металлической конструкции к периметру ее нагреваемой поверхности. Для определения площади сечения необходимо обратиться к справочнику сортамента. А величина периметра нагреваемой поверхности равна сумме длин сторон конструкции, находящейся на открытом пространстве и доступной для живого пламени огня. Исходя из всего описанного, расчет толщины металла производится согласно формуле:

  • Fпр — приведенная толщина металла;
  • S — площадь поперечного сечения, в квадратных сантиметрах;
  • P — нагреваемый периметр, в сантиметрах.

Проверка огнезащиты металлических конструкций проводится специализированными организациями. Для определения качества огнезащиты используются специальное оборудование. При проверке специалисты должны придерживаться норм, указанных в ГОСТе Р 53295.

Материалы для огнезащиты

Огнезащитные краски для металлоконструкций разработаны таким образом, чтобы максимально долго защищать металл от перегрева. При взаимодействии с огнем огнезащитная краска и другие составы вспучиваются и создают слой определенной толщины, который препятствует прогреву конструкции и может превысить предел огнестойкости металлоконструкции до 240 минут.

Производители огнезащиты в Москве

КНАУФ производит КНАУФ-суперлисты для огнезащиты металлических конструкций, которые представляют собой листы ГВЛ. Данный материал армирован целлюлозным волокном. Производство его осуществляется путем полусухого прессования волокна до плотности 1200кг/куб. метр. Именно данный фактор определяет его огнеупорность. Кроме этого, данный вид огнезащиты металлоконструкций позволяет осуществлять поверхностную отделку помещения поверх листов. А между защищаемым металлическим элементом и КНАУФ-листами можно прокладывать различные коммуникации.

Предел огнестойкости без огнезащиты

Практически все незащищенные металлические конструкции имеют небольшой предел огнестойкости, который варьируется в пределах R10-R15 для стали, и R6-R8 для алюминия.

Стоимость огнезащиты металлических конструкций

Стоимость работ по огнезащите металлоконструкций зависит от площади работ, от предела огнестойкости и используемых материалов. Стоимость начинается от 200 рублей за 1 метр квадратный. Точную стоимость работ можно узнать только после полного обследования объекта.

Где заказать огнезащиту металлоконструкций?

Где заказать в Москве:

  1. ООО «Полюс», МО, г. Дзержинский, ул. Энергетиков, дом 20, МКАД 16 км, контактный телефон: 8 (495) 221-53-72;
  2. Компания «Огневод», Озерковская наб., дом 50, офис 236, контактный телефон: 8 (495) 959-23-71;
  3. Компания «Бизон», Партийный пер., дом 1, контактный телефон: 8 (495) 233-01-91.

Где заказать в Санкт-Петербурге:

  1. Строительная компания «Group», ул. Софийская, дом 66, контактный телефон: 8 (812) 372-69-82;
  2. ООО «Сфера», Малый П.С. просп., дом 87, литера А, контактный телефон: 8 (800) 50-50-689;
  3. Компания «Антисептик», ул. Шевцова, дом 41, контактный телефон: 8 (812) 244-17-62.

Видео

Смотрите на видео рекомендации по огнезащите металлических конструкций:

Не смотря на то, что металл не является горючим материалом, он меняет свои свойства при нагревании до больших температур. Соответственно в случае пожара незащищенный конструкции просто деформируются, что приведет к разрушению здания.

Строительные нормы огнезащитой обработки металлоконструкций

Опыт эксплуатации промышленных сооружений свидетельствует о том, что их несущая способность заметно снижается при нагреве до очень высоких температур (во время пожара, в частности).

Вот почему огнезащита металлических конструкций, порядок которой регламентируется специальными нормами (СНиП и ГОСТ), является обязательной составляющей мероприятий по профилактике их разрушения.

Четыре класса опасности

Согласно действующим нормативам, определяющим пределы огнестойкости при пожаре, все известные типы металлических конструкций по этому показателю делятся на четыре класса:

  • на не пожароопасные элементы (К0);
  • с низкой степенью пожарной опасности (К1);
  • умеренно опасные (К2);
  • пожароопасные (К3).
Читайте также  Противопожарные двери без порога конструкция

Указанное деление регламентируется ГОСТ 30403 и положениями техники пожарной безопасности, соблюдение которых обязательно при эксплуатации промышленных зданий и сооружений.

Отдельным пунктом этих стандартов прописывается перечень средств огнезащиты, специально предусмотренных для металлических конструкций.

Виды огнезащитных средств

Для предохранения поверхностей стальных сооружений от разрушения при сильном перегреве на них наносят особого рода теплоизоляторы, создающие своеобразный экран.

Защитное покрытие заметно повышает теплостойкость металлических конструкций, а также продлевает сроки их эксплуатации (в этом случае они нагреваются заметно медленнее и до окончания пожара не успевают окончательно разрушиться).

Согласно действующих СНИП от 21.01.97 года в строительстве возможны различные приёмы экранной огнезащиты металлоконструкций, каждый из которых применяется в соответствующих условиях.

Во-первых, это закрытие поверхностей специальными средствами огнезащиты, к числу которых следует отнести цементные составы, жидкое стекло, а также термостойкие волокна и подобные им материалы.

И, во-вторых, использование красителей особого состава, которые при сильном нагреве вспучиваются и образуют на поверхности металла пористый теплоизоляционный слой толщиной порядка нескольких сантиметров.

Одним из образцов такой продукции является базальтовое волокно, применяемое в качестве отдельного элемента защиты.

Конструктивная огнезащита металлоконструкций (СНИП 21.01.97 года) заключается в формировании термостойкого слоя, создающего дополнительную преграду на пути распространения огня.

Огнезащитная обработка особо важных узлов металлических конструкций может осуществляться комплексным методом, заключающимся в одновременном использовании нескольких защитных средств.

Примером таких действий может служить использование совместно с термостойким красителем специального огнеупорного гипсокартона, после закрытия которым поверхности приобретают вполне презентабельный вид.

Расчет эффективности защиты

Обустройству качественной огнезащиты металлических конструкций должна предшествовать такая обязательная процедура, как предварительный расчёт её элементов.

Последний является неотъемлемой частью подготовки проекта по защите строительных сооружений, который должен включать в свой состав следующие разделы:

  • изучение конструктивных особенностей защищаемого объекта;
  • подбор соответствующего этим особенностям метода огнезащиты, а также грамотное его обоснование;
  • подробнейшее описание технологических особенностей процесса огнезащиты металлических конструкций, согласно СНиП;
  • подготовка комплекта нормативных документов, чертежей и рабочих схем, составленных на основе предварительного изучения составляющих защищаемых объектов.

Контроль качества подготовленного проекта огнезащиты должен быть организован с учётом уже упоминавшихся ранее нормативных актов (СНиП).

Основное внимание при обсчёте огнезащиты конструкций уделяется такому параметру, как приведённая толщина металла в зоне предполагаемого контакта с огнём.

Она определяется из соотношения площади сечения в этом месте к периметру всей поражаемой поверхности (первый из этих параметров берётся из специального справочника по металлоизделиям).

Второй показатель высчитывается как суммарная длина всех сторон элементов металлической конструкции, расположенных открыто и потенциально доступных для огня. В соответствии с этими данными толщина металла, достаточная для его сохранности, определяется по следующей формуле:

  • F- показатель так называемой «приведённой» толщины,
  • S- площадь поперечного сечения конструкции,
  • P- суммарная длина периметра (в сантиметрах).

По результатам такого расчёта определяется противопожарный показатель огнестойкости как всей конструкции в целом, так и отдельных металлических элементов.

Данный показатель является основанием для выбора подходящего способа формирования огнезащиты металлической конструкции и определения достаточности толщины покрытия.

Проверка качества защиты

Оценка качества огнезащиты металлоконструкций на данном объекте осуществляется работниками сторонних организаций, специализирующихся на проведении этого рода обследований и имеющих соответствующую лицензию.

При проведении исследовательских работ должны выполняться требования действующих СНиП, касающиеся порядка их организации, а также применяться специальное измерительное оборудование и вспомогательный инструмент.

В особых случаях отдельные элементы (фрагменты) объёмных сооружений проверяются в лабораторных условиях, обеспечивающих более высокий уровень обследования.

Согласно требованиям пожарной безопасности проверка состояния огнезащиты на эксплуатируемых промышленных объектах должна проводиться не реже чем один раз в год.

При организации указанных мероприятий качество огнезащиты металлических конструкций или их фрагментов в первую очередь оценивается на соответствие требованиям нормативной документации.

При этом также учитываются рекомендации прилагаемых к исходным материалам сертификатов и инструкций, определяющих порядок формирования огнезащиты, а также толщину наносимого слоя.

Для оценки состояния огнезащиты (при измерении толщины термического слоя, в частности), как правило, используется специальный магнитный инструмент.

При составлении окончательного заключения, подготавливаемого по результатам проведённого обследования, в нём обязательно указываются основные характеристики и данные о местонахождении испытуемого объекта (металлической конструкции).

Группы по огнезащитной эффективности

В соответствии с требованиями действующих нормативов для всех объектов промышленного строительства устанавливается показатель эффективности огнезащиты, определяемый как время нагрева металла до критической температуры.

Согласно этому показателю все известные сооружения делятся на семь групп, каждая из которых определяется по результатам специальных обследований, проводимых по методу НПБ 236-97.

Согласно этой методике для классификационных испытаний металлический конструкций применяется специальная установка, предназначенная для определения показателя огнестойкости по ГОСТ 30247.0.

При реализации методики на поверхности конструкции устанавливаются термопары, обеспечивающие регистрацию распределения температур на различных участках металлической поверхности.

При проведении испытаний фиксируется временной промежуток, за который металл нагревается до критической температуры, характерной для условий пожарной ситуации (примерно 500 градусов).

С данными по этому показателю, определяемому в условиях нагревания металлических заготовок до критических температур, можно ознакомиться в таблице.

В случае применения специальных средств огнезащиты (огнеупорных красителей и им подобных) при их вспучивании образуется предохраняющий слой.

В ряде ситуаций толщина этого слоя бывает достаточной для того, чтобы увеличить показатель огнезащитной эффективности металлических конструкций до 240 минут.

Стоимость огнезащитных работ определяется такими типовыми показателями, как площадь защищаемого объекта и пределы огнестойкости составляющих его элементов.

Способы огнезащиты металлических конструкций

Главная / Блог / Способы огнезащиты металлических конструкций

Способы огнезащиты металлических конструкций

Железобетонные и металлические конструкции являются основой несущих конструкций зданий, которые должны защищаться от воздействия огня при пожарах. В строительном законодательстве установлены требования по времени огнестойкости конструкций, в течение которого они должны сохранять свои несущие способности, а также способы защиты металлических конструкций. Сохранение несущей способности конструкций при пожаре важно в первую очередь для безопасного вывода людей из здания.

Зачем нужна защита металлоконструкций от огня?

Может возникнуть вопрос — зачем вообще нужна защита металлоконструкций от огня, если металл не горит? Аналогичный вопрос можно задать про железобетоные конструкции.

Проблема заключается в том, что при нагреве до 500 o С металлические конструкции теряют прочность и несущую способность под воздействием своих нагрузок. Те же процессы происходят в железобетонных конструкциях, прочность которых в нормальных условиях обеспечивается в значительной степени каркасом из стальной арматуры.

Предел огнестойкости металла без огнезащиты составляет от R10 до R15. Это значит, что металлоконструкции без огнезащиты будут выполнять свои функции в случае пожара в течение 10-15 минут. Это время не удовлетворяет нормативам для объектов, предполагающих нахождение людей.

Рассмотрим подробнее требования к огнезащите металлических конструкций, с учетом предела огнестойкости объектов.

Выбор вида огнезащиты. Предел огнестойкости зданий

Выбор способов огнезащиты определяется требованиями к пределу огнестойкости самих зданий, которые сформулированы в СП 2.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты».

В зданиях I и II степени огнестойкости для несущих конструкций, которые обеспечивают прочность и устойчивость здания, включая колонны и фермы, несущие стены, перекрытия и диафрагмы, огнестойкость этих элементов должна обеспечиваться применением конструктивных решений и материалов:
1. Конструктивная огнезащита (покрытие теплооизоляционными негорючими плитами или толстослойными составами).
2. Тонкослойные вспучивающиеся огнезащитные краски.

Особые условия предусмотрены для сейсмических зон – в таких зонах применяемые средства должны соответствовать требованиям СП 14.13330 по прочности при нагрузках, возникающих при землетрясениях. Также, средства огнезащиты нельзя использовать в таких местах, где отсутствует возможность контроля из состояния, ремонта или замены.

Огнезащитные краски (п. 2) могут применяться в зданиях I и II степени огнестойкости только для металлических конструкций с приведенной толщиной металла более 5,8 миллиметров. Рассмотрим подробнее этот показатель.

Расчет приведенной толщины металла

По НПБ 236-97 «Огнезащитные составы для стальных конструкций», приведенная толщина металла считается по формуле:

Описание:
— ПТМ — приведенная толщина металла (мм),
— S — площадь сечения (мм 2 ),
— P — нагреваемый периметр (мм).

Пример расчета: двутавровая балка 40Ш1 (ГОСТ 26020-83).
Рассматриваем вариант с обогревом со всех сторон.

Высота Ширина Толщина стенки Толщина полки
388 мм 300 мм 9,5 мм 14 мм

Площадь поперечного сечения: S = 12235 мм 2 .

Обогреваемый периметр: P = 1919 мм.

ПТМ = S / P = 12235 / 1919 = 6,38 мм.

Виды огнезащиты металлических конструкций

Итак, для огнезащиты металлических конструкций в зданиях могут использоваться конструктивная огнезащита либо вспучивающиеся тонкослойные краски.

Конструктивная огнезащита металлоконструкций – это огнезащитный теплоизоляционный слой из специальных материалов, предотвращающий нагрев металлических конструкций от огня.

Читайте также  Правила поведения при пожаре в учебном заведении

Материалы конструктивной огнезащиты:

  • минераловатные плиты,
  • гипсокартонные листы,
  • асбестовые листы,
  • кирпич,
  • напыляемые толстослойные огнезащитные составы и штукатурки.

Как правило, материалы для огнезащиты металла делятся на три группы:

1. Конструктивная огнезащита —
облицовка минераловатными плитами, гипсокартоном, кирпичом
2. Конструктивная огнезащита — толстослойные составы и обмазки 3. Тонкослойные вспучивающиеся огнезащитные краски
До R150 От R90 до R150 От R30 до R120

Рассмотрим подробнее эти группы

  1. Конструктивная огнезащита, реализуемая облицовкой металлоконструкций огнестойкими теплоизоляционными материалами, например, плитами из минеральной ваты и гипсокартоном — традиционный способ защиты металлоконструкций от огня.
    Преимуществом этого способа является высокая огнезащитная способность. К недостаткам можно отнести высокую трудоемкость и стоимость работ.
    Применение конструктивной огнезащиты требует разработки проекта огнезащиты, в котором учитываются способы крепления огнезащитных конструкций, соответствующие технической документации на систему и протоколам испытаний огнезащиты.
  2. Конструктивная огнезащита из толстослойных огнезащитных обмазок и составов.
    Такие материалы не вспучиваются при нагревании. Они обеспечивают изоляцию от высокой температуры за счет сочетания низкой теплопроводности и достаточной толщины изоляционного слоя.
    Толстослойные напыляемые огнезащитные составы обладают преимуществами:
    • высокая огнезащитная эффективность,
    • технологичность и высокая скорость нанесения,
    • высокая прочность и долговечность облицовки,
    • меньший вес огнезащитных материалов, по сравнению с п. 1, создающий меньшие нагрузки на конструкции,
    • как правило, меньшая стоимость, по сравнению с п. 1.

    Огнезащитные обмазки и штукатурки широко применяются для огнезащиты воздуховодов, как вентиляционных, так и воздуховодов систем дымоудаления.

  3. Огнезащитные краски.
    Тонкослойные вспучивающиеся огнезащитные краски обеспечивают защиту металлических конструкций от огня за счет расширения от нагрева. При этом вокруг металла создается толстое покрытие из кокса, имеющего маленькую теплопроводность и высокую огнестойкость. Это обеспечивает необходимое время защиты металла от высоких температур.
    Огнезащитные краски дают существенные преимущества в случаях, когда проект допускает их применение:
    • огнезащитная эффективность до R120,
    • практически отсутствует дополнительная нагрузка на конструкции,
    • выгодная стоимость огнезащиты,
    • высокая скорость и технологичность нанесения,
    • возможность проведения работ в широком диапазоне температур, от +50 o С до -15 o С,
    • низкий расход материала,
    • долгий гарантированный срок службы,
    • эстетичный внешний вид, который может выступать в роли финишной отделки.

В строительном законодательстве присутствует множество требований к конструкциям зданий, с точки зрения пожарной безопасности. Имеется много различных показателей и нормативов, которые должны быть выполнены для успешной приемки построенного объекта.

Учесть все эти факторы, выбрать правильные и при этом наиболее технологичные и экономичные решения по огнезащите, которые будут обеспечивать безопасность находящихся в здании людей – задача проектной организации, разрабатывающей проект огнезащиты.

ЗАЩИТА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ ОТ ПОЖАРА

Конечно же, все знают, что металл не горит. Именно поэтому он получил такое большое распространение в строительстве. И, тем не менее, существуют специальные огнезащитные материалы для металла. Зачем защищать то, что не горит? Ответ на этот вопрос содержится в данной статье.

Металл в настоящее время – один из основных строительных материалов. Металлические конструкции обладают рядом неоспоримых преимуществ: высокой прочностью, относительно небольшим объемом, отличной обрабатываемостью, высокой технологичностью, малым временем сборки. Для строительства металл – идеальный материал. Но с точки зрения пожарной безопасности – не все так гладко. Основной недостаток строительных конструкций из металла – их низкая огнестойкость. В условиях пожара металлические конструкции быстро теряют свою прочность, что в конечном итоге приводит к разрушению здания или сооружения. Критической температурой для стальных конструкций является температура в 500 °С. После нагрева до 500 °С происходит потеря несущей способности стальных конструкций при номинальной нагрузке. Нагрев металлических конструкций в процессе пожара зависит от многих факторов. Но считается, что металлические конструкции при воздействии огня могут потерять прочность уже через четверть часа. Очевидно, что этого времени очень мало для эвакуации людей и организации тушения пожара. Поэтому строительными нормами и правилами предписывается организовывать защиту металлических конструкций от воздействия огня и нагрева при пожаре. Огнезащита металлических конструкций замедляет нагрев, увеличивает время достижения критической температуры и потери прочности конструкции.

Существует достаточно большой ассортимент способов и материалов, которые используют для защиты металлических конструкций от пожара. Выбор метода защиты металлической конструкции от пожара зависит от многих факторов:

  • ее типа и ориентации в пространстве (колонны, стойки, ригели, балки, связи),
  • вида нагрузки, действующей на конструкцию (статическая, динамическая),
  • температурно-влажностного режима эксплуатации и производства работ по огнезащите (сухие, мокрые процессы),
  • степени агрессивности окружающей среды, увеличении нагрузки на конструкцию за счет огнезащиты, эстетических требований и др.

Способы огнезащиты металлических конструкций

Основной методикой защиты металлических конструкций от воздействия пожара является устройство теплоизолирующих экранов, затрудняющих нагрев металлических конструкций.

По способу установки огнезащиту можно подразделить на листовую и рулонную, устанавливаемую с помощью дополнительных крепежных элементов и конструкций (с воздушной прослойкой между металлом и огнезащитным экраном) и материалы, изменяющие после нанесения агрегатное состояние (из жидкого — в твердое), наносимые непосредственно на металл и на теплозащиту.

Устройство теплозащитных экранов из листовых и рулонных материалов, выполняют с креплением как непосредственно на поверхность металлоконструкций, так и с помощью дополнительных каркасов (откосы, металлические профили). Для этого используют рулонные базальтовые материалы, полужесткие минераловатные плиты, гипсокартонные, стекломагниевые плиты и плиты из огнезащитных материалов, например перлита, вермикулита и других. Огнезащитные свойства этого способа заключаются в защите металла от прямого воздействия огня, экранировании (отражении) тепла, низкой теплопроводности. Материалы, используемые в качестве экранов можно подразделить на пассивные и активные. В качестве материала, испытывающего под действием огня структурные изменения, можно привести в пример перлитовые плиты. Перлит – вулканическое стекло, содержащее в себе большое количество связанной воды. При нагревании вода возгоняется до пара, под действием которого пластифицированная основа перлита увеличивается в 20 раз.

Минусами такой огнезащиты можно назвать высокую стоимость, большую трудоемкость установки и необходимость устройства декоративной отделки огнезащитных экранов.

По толщине покрытия огнезащиту подразделяют на:

— толстослойные (конструктивные) покрытия (с толщиной слоя от 3 мм);

— тонкослойные покрытия (с толщиной слоя менее 3 мм).

Среди толстослойных покрытий можно назвать обетонирование, обкладку кирпичом, оштукатуривание цементно-песчаными, либо штукатурками, содержащими огнезащитные материалы. Бетонную и кирпичную облицовки используют для повышения огнестойкости до 120 минут и более. Бетонную облицовку при толщине более 50 мм для обеспечения прочности армируют стальным каркасом, состоящим из поперечных хомутов и продольных стержней. Иногда для крепления дополнительно используются анкерные болты. Тонкие кирпичные обкладки (в четверть кирпича) для предотвращения разрушения под действием огня также армируют анкерными закладками. Штукатурку, в зависимости от толщины слоя, обычно армируют одинарной или двойной металлической сеткой.

Минусами толстослойных покрытий можно назвать высокую стоимость, трудоемкость устройства, существенное увеличение массы конструкций.

Решением проблемы увеличения массы конструкций стали современные штукатурки на основе перлита, вермикулита и других огнезащитных материалов. Такие штукатурки весят значительно меньше традиционных цементно-песчаных, более технологичны и обеспечивают лучшую огнезащиту при меньшей толщине.

Тонкослойные вспучивающиеся покрытия, получаемые с помощью специальных огнезащитных красок, характеризуются минимальной толщиной покрытия, высокой огнестойкостью (0,75 ч — 2 ч), эстетичным внешним видом, возможностью использования для защиты металлоконструкций практически на всех типах объектов, технологичностью нанесения, относительно низкой стоимостью. Вспучивающиеся краски отличаются более высокой эффективностью, поскольку образованное ими покрытие при нагревании начинают разлагаться с поглощением тепла, происходит выделение инертных газов и паров, не поддерживающих горение. В результате на поверхности металла образуется вспененный слой, представляющий собой закоксовавшийся расплав негорючих веществ. Объем покрытия в процессе вспучивания увеличивается в 10–50 раз. Поверхность вспененного слоя под воздействием пламени обугливается, образуя еще один теплоизоляционный слой. Образовавшийся на поверхности материала коксовый слой блокирует конвективный перенос тепла к защищаемой поверхности, подавляя пламя.

В заключение, хочется отметить, что развитие индустрии современных материалов, используемых для противопожарной защиты, с каждым годом позволяет обеспечить эту защиту дешевле, лучше, технологичнее. Побеспокоившись о защите от пожара заранее, вы можете обеспечить себе лишние полчаса на эвакуацию из горящего дома, огонь не успеет распространиться на соседние помещения, за эти 30 минут успеют приехать пожарные, будет меньше безвозвратных потерь.

Побеспокойтесь о защите заранее! Выбирайте лучшее!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: