Огнезащита металлоконструкций
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.
Какие металлоконструкции подлежат огнезащите
По НПБ защиту от пожара должны иметь:
- элементы:
- несущие;
- опорные;
- с конструктивным значением;
- открытые;
- узлы соединений, креплений.
Огнезащита металла охватывает все виды стройматериалов, а чаще всего:
- сталь;
- чугун;
- железо;
- алюминий.
Примеры:
- все несущие конструкции;
- столбы, опоры, балки, прогоны, фермы;
- двутавры;
- косынки;
- колонны;
- лестницы;
- кровля, ее детали, подпорки;
- каркасные детали;
- 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:
- обязательность огнезащиты;
- выбор средств и методов;
- сроки повторных работ.
Предел огнестойкости – способность металла препятствовать распространению горения и при этом сохранять несущие, строительные, ограждающие функции на протяжении определенного количества минут.
Предел огнестойкости обозначается латинскими буквами и цифрами (минуты):
- R – несущая функция;
- E – целостность;
- 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.
Способы огнезащиты несущих металлических конструкций
Бетонирование, кирпичная кладка
Способ часто применяется при реконструкции здания, когда необходимо не только защитить металлические элементы от огня, но и укрепить их, защитив от влияния времени. При этом кирпич может использоваться для защиты вертикальных конструкций, бетон — более универсальный материал.
Дополнительную прочность защитной облицовке можно придать с помощью арматурных стержней: для кирпичной кладки диаметр стержней составляет не более 8 мм, для бетона — в зависимости от конструкции и особенностей конкретного объекта.
В рекомендациях ЦНИИСК им. Кучеренко указано, что оптимальная толщина бетонного огнезащитного покрытия — от 20 до 60 мм. В этом случае предел огнестойкости составит от 0,75 до 2,5 ч.
Предел огнестойкости: до 2,5 часов
Преимущества:
- дополнительное усиление конструкции;
- устойчивость к атмосферным воздействиям и агрессивным средам.
Ограничения:
- необходимость проведения трудоемких опалубочных и арматурных работ;
- низкая производительность;
- значительное увеличение нагрузки на несущие элементы;
- невозможность проведения работ на несущих конструкциях (фермах, балках) и связях по колоннам и фермам.
Листовые и плитные облицовки и экраны
Листовая и плитная огнезащита производится на основе нескольких групп теплоизоляционных материалов: гипсокартонные и гипсоволокнистые листы, асбестоцементные и перлитофосфогелиевые плиты, плиты на основе вспученного вермикулита.
Монтаж производится с помощью приваренных к каркасу крепежных элементов — стальных уголков, пластин, штырьков. Это достаточно распространенный способ огнезащиты для колонн, стоек и балок — но при работе с фермами покрытия и связей его практически не используют.
Предел огнестойкости: до 2,5 часов
Преимущества:
- не требует предварительной очистки поверхности от лакокрасочного покрытия;
- создает незначительные нагрузки на каркас (в зависимости от выбранного материала).
Ограничения:
- перерасход материала при низком уровне защиты;
- высокая паропроницаемость покрытия.
Штукатурка
Существует два варианта защитного покрытия на основе штукатурки: цементно-песчаная и облегченная (на основе асбеста, перлита, вермикулита, фосфатных соединений и других материалов).
В первом случае стоит учитывать нагрузку, которую огнезащита оказывает на несущие элементы — она может быть достаточно высокой. Облегченные составы позволяют снизить массу покрытия, но их прочность и долговечность значительно ниже, чем у традиционных аналогов. Кроме того, смеси на жидком стекле, извести и гипсе могут использоваться только в помещениях с относительной влажностью воздуха не более 60%.
Предел огнестойкости: до 2,5 часов
Преимущества:
- низкая стоимость материала;
- устойчивость к атмосферным воздействиям;
- высокий предел огнестойкости при сравнительно небольшой толщине защитного слоя.
Ограничения:
- необходимость армирования стальной сеткой;
- обязательная обработка антикоррозийным составом;
- невозможность нанесения на объекты со сложной конфигурацией;
- высокая нагрузка на каркас для цементно-песчаной штукатурки;
- снижение конструктивной прочности и адгезии к поверхности для облегченных штукатурок.
Покрытия на основе неорганического связующего
Облегченные огнезащитные покрытия создаются на основе неорганических материалов: например, жидкого стекла или силикофосфатного связующего.
Жидкое стекло — материал, который реагирует на резкое повышение температуры: при нагревании он вступает в реакцию с образованием жаростойких соединений, которые и защищают металл от огня.
Огнезащита на основе неорганического связующего может применяться только в закрытых помещениях с низким уровнем влажности, она достаточно хрупкая и требует тщательной подготовки поверхности.
Предел огнестойкости: от 0,75 до 2,5 часов
Преимущества:
- небольшой вес защищенной конструкции;
- высокий предел огнестойкости
- сравнительно небольшая толщина защитного слоя (от 5 до 65 мм).
Ограничения:
- хрупкость защитного слоя;
- значительная усадка при увлажнении и высыхании;
- высокощелочная реакция, разрушающая грунтовку и приводящая к расслаиванию;
- необходимость очистки основы от лакокрасочного покрытия и обезжиривания;
- возможность использования при относительной влажности воздуха не более 85%.
Огнезащитные составы терморасширяющегося типа
Данный вид защиты широко применяется на объектах разного назначения — его действие основано на расширении. При нормальной температуре воздуха покрытие остается тонким, практически не занимает места и при этом выглядит достаточно эстетично, выполняя функции лакокрасочного декоративного покрытия. Толщина защитного слоя обычно составляет до 2 мм.
При подъеме температуры воздуха до 170-250°С материал расширяется в 10-40 раз, образуя пористый теплоизолирующий слой. Он не позволяет металлу нагреться до температур, разрушительных для его структуры, и потерять несущую способность.
В составе терморасширяющихся паст могут быть как неорганические, так и органические материалы на водной основе, а также краски с минеральным наполнителем на органическом растворителе.
Предел огнестойкости: до 1 часа
Преимущества:
- минимальный вес защищенной конструкции;
- минимальная толщина защитного слоя (до 2 мм мм);
- эстетичность.
Ограничения:
- необходимость очистки основы от лакокрасочного покрытия и обезжиривания;
- необходимость нанесения грунтовки, разрешенной производителем огнезащитного состава;
- возможность использования при относительной влажности воздуха не более 85% и температуре от -50 до +60 °С.
Базальтовая огнезащита
Огнезащита металла на основе базальтового волокна — это материал, полученный в результате плавления горной породы — базальта. При температуре примерно 1500°С из базальта формируется тончайшее волокно, которое затем преобразуется в плотное полотно. Минерал имеет природное происхождение и полностью экологичен, а полученное таким образом покрытие способно служить десятилетиями, не теряя своих огнеупорных свойств. Срок эксплуатации составляет от 25 лет, что сравнимо со сроком службы металлоконструкций.
Предел огнестойкости: до 2,5 часов
Преимущества:
- низкий вес защищенной конструкции;
- устойчивость к химически агрессивным средам;
- виброустойчивость;
- высокая адгезия к металлу;
- экологичность и отсутствие токсичных выделений;
- длительный срок службы.
Ограничения:
- необходимость очистки основы от лакокрасочного покрытия и обезжиривания;
- малая эстетичность конструкции;
- для монтажа покрытия используется огнестойкий клеевой состав.
Характеристика огнезащитных красящих смесей
В обычной ситуации противопожарное средство инертно, однако нагревание конструкции заставляет разлагаться покрытие, а потом происходит окутывание металла коксовым слоем, который удерживает температуру, сохраняя конструкцию. В процессе разложения выделяется газ и вода, замедляющие воздействие огня. Дальше коксовый слой упрочняется, благодаря чему конструкция сохраняется целой.
Разные по типу противопожарные составы обладают разными характеристиками. Так невспучивающееся средство образует на поверхности тонкую, но при этом прочную теплоизоляционную пленочку. Однако, несмотря на прочность, данная защита очень быстро прогорает, по этой причине такой тип краски используется редко.
Если выбирать невпучивающиеся средства, то стоит отдать предпочтение краске, в составе которой есть калиевый силикат, потому что натриево-силикатные составы при взаимодействии с водой создают разводы белого цвета.
Вспучивающиеся составы обладают другими свойствами, так при нагревании их количество возрастает в 70 раз, возрастает и толщина теплоизоляционного слоя. Это позволяет сохранять металл от утраты прочности даже при нагревании более 1,5 ч.
Правила нанесения
Противопожарные лакокрасочные материалы наносятся в несколько этапов. На число слоев влияет их устойчивость к пламени, о чем указывает производитель в документах на продукцию. Там же указан расход материала.
Каждая новая обработка должна осуществляться только после того, как предыдущий слой краски полностью просохнет. Высокую адгезию можно достичь, только обезжирив поверхность металла.
Обязательно грунтование, потому что оно защищает металлоконструкцию от коррозии и улучшает сцепление краски с поверхностью, не вызывая отслоение и растрескивание. Однако грунтовка должна быть совместима с огнезащитным средством
Проводить покраску металлоконструкций защитными средствами можно как вручную используя кисточки и валики, так и с помощью производственного оборудования пользуясь краскопультами, или станциями распыления.
Огнезащитные красящие составы можно колеровать. Допустимо использовать лак, в качестве финишного покрытия, но только от одного производителя, чтобы они были максимально совместимы.
Каждая новая обработка должна осуществляться только после того, как предыдущий слой краски полностью просохнет.
Поэтапная технология нанесения на поверхность
Последовательность проведения работ:
- Очистка поверхности от ржавчины производится щетками с жестким ворсом или шлифмашинкой. Стружка обметается.
- Основание грунтуется специальным антикоррозионным средством совместимым с огнестойкой краской.
- Красящий состав размешивается строительным миксером или вручную. Окрашивание производится на хорошо высохшую грунтовку.
Толщина слоя огнезащитного состава должна быть 1-1,2 мм., в противном случае вспучивание произойдет неравномерно и слой разорвется.
После полного просыхания металлоконструкцию можно эксплуатировать.
Огнезащитная покраска — это наиболее простой, удобный, практичный и недорогой метод позволяющий защитить металлические конструкции от пожара. Эффективность данного способа многократно доказана.
"ИНТЕХ" - инжиниринговая компания. На нашем ресурсе air-ventilation.ru Вы можете узнать необходимую информацию и получить коммерческое предложение.
Отзывы о компании ООО "ИНТЕХ":
Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.
