Правила расчета и нанесения огнезащиты

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.

Гарантийные обязательства и соответствие нормам

В соответствии с действующими нормативами огнестойкие составы требуется применять в случае возможности реставрации (ремонта) защитного слоя в течение эксплуатации постройки. Конструкции и стройматериалы должны быть в свободном доступе для вторичного нанесения огнезащитных средств. В противоположном случае гарантия эксплуатации противопожарной обработки должна быть не меньше долговечности объекта огнезащиты.

Гарантийный срок определяться при сертифицированных проверках методом стойкости к износу. Основа метода содержится в сохранении эффективности огнезащиты покрытия после ускоренного изнашивания в результате воздействия на него разницей температурных режимов, влажности и др.

Использование огнестойких средств должно реализовываться согласно технической документации, особенно, разработанным, согласованным и утвержденным проектом согласно СНиП 11-01. Свойства огнестойких покрытий определяются разработчиком технических материалов, который несет за них установленную законом ответственность.

Проверка качества противопожарной обработки стальных конструкций

Наличие огнезащиты и прохождение контроля подтверждают: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.Процедура включает:

Периодичность проверки

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:Скачать Бланк акта проверки огнезащитной обработки.doc(30 Kb) (cкачиваний: 100)

Конструктивный способ огнезащиты основан на создании на поверхности металлоконструкций огнезащитного теплоизоляционного слоя. Следует отличать конструктивную огнезащиту металла от тонкослойных огнезащитных покрытий — огнезащитных красок, действие которых заключается в многократном вспучивании огнезащитного материала, сопровождающимся снижением его теплопроводности. К конструктивной огнезащите относятся огнезащитные обмазки, штукатурки, облицовка листовыми и рулонными огнезащитными материалами.

Технологии и оборудование

Существуют разные технологии проведения огнезащиты металлоконструкций. Они выполняются с помощью специального оборудования. Этапы нанесения защитного покрытия:

1. Напыление или распыление.
2. Обматывание.
3. Процесс оклейки.
4. Проведение обмазки.
5. Нанесение ЛКМ.
6. Облицовка подготовленных поверхностей.
7. Оштукатуривание.
8. Кладка кирпича или керамической плитки.

Прежде чем задействовать технологию нанесения защитного покрытия на металлические поверхности нужно изучить требования к проведению подобного вида работ:

1. Поверхности должны быть заранее подготовлены. Подготовка состоит из нескольких этапов — удаления загрязнений, шлифовки, обезжиривания.
2. Если на подготовленные поверхности будет наноситься несколько огнезащитных составов, необходимо использовать специальные грунтовки по металлу.
3. Перед нанесением разных слоев нужно дожидаться высыхания предыдущего.

Чтобы наносить защитные составы, на производстве применяются разные виды промышленного оборудования:

1. Специальное оборудование с брандспойтом, применяющееся для напыления жидких составов.
2. Герметичные камеры.
3. Краскопульты разного размера, мощности.

Шпатель (Фото: Instagram / andrey.kuryanov)

Специализированные способы защиты от огня

Помимо окрашивания огнезащитное покрытие металлоконструкций может выполняться в виде штукатурки, бетонирования, обкладывания кирпичами и другими современными негорючими материалами на основе минерального волокна, перлит и других наполнителей.

На сегодняшний день востребованное огнезащитное покрытие металлоконструкций изготавливают с применением жидкого стекла, минеральных волокон, вермикулита и цементов. В продаже имеется краска противопожарная по металлу, способная мгновенно вспениваться, которая также состоит из неорганических и органических элементов. Все применяемые материалы обладают одним общим свойством — способность к увеличению в объеме и созданию пористой структуры, которая образует защитный термостойкий экран для огня.

Выбирая способ обеспечения огнестойкости конструкции необходимо учитывать причину, по которой может возникнуть возгорание на объекте строительства, а также какая критическая температура воздуха может образоваться при пожаре и воздействовать на металлоконструкцию

Важно в расчет брать и то, что при эксплуатации здание подвержено различным воздействиям, которые могут сократить срок службы огнезащитной обработки (резкие изменения температуры и влажности воздуха, метеорологические явления, вибрация, механическое воздействие)

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.

Средства группируют:

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;
  • степени;
  • классы;
  • типы преград;
• опасность пожарная:
  • конструктивная;
  • функциональная.

Есть 5 степеней огнестойкости зданий и их элементов. Каждой соответствует граница стойкости (п. 5.18, табл. 4 СНиП 21-01-97). Например, несущие элементы от 1 до 4 степени, соответственно, должны отвечать R120, 90, 45, 15. СО должно подойти под перечисленные параметры.

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

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

Разновидности составов огнезащиты:

• для мест:
  • открытых;
  • закрытых;
• для помещений:
  • отапливаемых;
  • неотапливаемых;
  • со спецусловиями;
• по специфике применения:
  • наносимые на поверхность;
  • в комбинации с иными СО;
• под свойства металла:

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;
• штукатурка;
• кирпичная кладка, бетонирование;
• плиты, ограждения с внутренним наполнением:
  • с минеральной ватой, со стеклотканью;
  • с противопожарными порошками, подобными составами;
• листовые, рулонные материалы, обмотки:
  • ГКЛ;
  • ГВЛ;
  • минеральная обмотка (с базальтом, стекловолокном, фольгированная);
• защитные экраны, подвесные потолки.

Применение

Лакокрасочная продукция для металлоконструкций используются с целью огнезащитного покрытия несущего каркаса – ферм, пролетов, в том числе сложной геометрической формы; балок, колонн, опор как зданий промышленных, так и общественных объектов, везде, где степень огнестойкости строений невозможно обеспечить без доведения металлических конструкций, до требуемого противопожарными нормами предела стойкости к огню.

Зачастую защита металла от огня необходима для стальных конструкций, не только образующих несущий каркас внутри его строительного объема, но и расположенных снаружи; в зависимости от проектных решений, в том числе в необходимости усиления сейсмической устойчивости.

В таких случаях необходима атмосферостойкая огнезащитная краска или лак, способные без растрескивания, шелушения, осыпания из-за воздействия влаги, ветра, резких ежесуточных перепадов температуры, а также при минусовой температуре, вплоть до критически низких значений, длительное время эксплуатироваться на открытом воздухе.

Появление стойких к огню, резкому повышению температуры воздуха в защищаемых помещениях, пожарных отсеках, секциях строений различного функционального назначения, а также не подверженных атмосферному воздействию огнезащитных красок и лаков, позволило эффективно покрывать несущие стальные конструкции зданий, инженерных, технологических сооружений в тех случаях, когда использовать огнезащитные штукатурки, пасты, мастики, а также конструктивную огнезащиту из огнестойкого гипсокартона с заполнением пустот огнезащитным базальтовым материалом невозможно или нецелесообразно по разным объективным причинам.

Преимуществами применения огнестойких красок и лаков на объектах защиты, по сравнению с традиционными покрытиями, также являются:

Намного меньший расход материалов, даже при многослойном покрытии, что не только снижает затраты заказчика, но и значительно уменьшает нагрузку на несущие конструкции зданий, в том числе на фермы, балки, междуэтажные перекрытия, фундамент

Зачастую это бывает критически необходимым при проектировании строений большого объема, в том числе спортивных, культурно-зрелищных сооружений или зданий с атриумами.
Покрытие огнезащитными красками, лаками не портит, а напротив, эффектно декорирует внешний вид защищаемых металлических конструкций, что важно для архитекторов и дизайнеров.
Они не только надежно защищают металл от воздействия пламени, высокотемпературных потоков тепла, но и от прямого контакта с влагой, О2 воздуха, препятствуя активному окислению, образованию ржавчины в результате коррозии, в том числе химической; что не редкость в защищаемых помещениях с высокой категорией по взрывопожарной опасности, агрессивной средой.. Огнезащитные лаки, как и краски применяют для покрытия несущих строительных конструкций, транзитных воздуховодов в пожароопасных зонах, помещениях; коробов, шахт систем дымоудаления, подачи воздуха; а также для огнезащиты кабеля и кабельных линий; как финишный защитный, декорирующий слой по другим огнестойким покрытиям – краскам, штукатуркам, мастикам, совместимых с ними. Огнезащитные лаки, как и краски применяют для покрытия несущих строительных конструкций, транзитных воздуховодов в пожароопасных зонах, помещениях; коробов, шахт систем дымоудаления, подачи воздуха; а также для огнезащиты кабеля и кабельных линий; как финишный защитный, декорирующий слой по другим огнестойким покрытиям – краскам, штукатуркам, мастикам, совместимых с ними

Огнезащитные лаки, как и краски применяют для покрытия несущих строительных конструкций, транзитных воздуховодов в пожароопасных зонах, помещениях; коробов, шахт систем дымоудаления, подачи воздуха; а также для огнезащиты кабеля и кабельных линий; как финишный защитный, декорирующий слой по другим огнестойким покрытиям – краскам, штукатуркам, мастикам, совместимых с ними.

Подводя итоги, можно сделать вывод: при нормальных условиях – это одни из видов высококачественной лакокрасочной продукции, обладающие всеми ее преимуществами применения как внутри, так и снаружи строений.

А при возникновении в них или в противопожарных разрывах вблизи них высокотемпературного очага возгорания – эффективные огнезащитные покрытия, выдерживающие воздействие огня, высокой температуры в течение периода, требуемого противопожарными нормами.

Огнезащита металлоконструкций: как это работает

Системы конструктивной огнезащиты металлических конструкций могут создаваться с использованием различных материалов, однако их объединяет один и тот же принцип действия. Его суть сводится к созданию на поверхности металла экранирующего негорючего слоя, который бы обладал крайне низкой теплопроводностью. Это свойство гарантирует, что защитное покрытие выдержит нагревание в течение определенного времени, указанного в требованиях пожарной безопасности. Тем самым будет создано препятствие деформации металла и последующего его разрушения.

В среднем сотрудникам МЧС нужно не меньше получаса, чтобы справиться с пламенем. Если была выполнена огнезащита стальных конструкций, то воздействие огня не приведет к катастрофическим последствиям. Время, отведенное на эвакуацию и действия спасателей, увеличится, что в итоге сохранит жизни и имущество.

Виды огнезащитной обработки для дерева

Пропитка — средство на водной основе, которое при соблюдении условий эксплуатации способно защищать поверхность на протяжении десяти лет. Дополнительное преимущество заключается в защите от грибковых образований и плесени. Пропитка — недорогой состав, который легко наносить. Применять этот способ можно только в случае, когда дерево не окрашено и не покрыто лаком.

Следующий вид огнезащитной обработки — специальная краска, которую наносят кистью или валиком. Важным условием является соблюдение рекомендаций изготовителя касаемо плотности защитного слоя. У такой обработки высокий уровень эффективности.

Огнезащитный лак, как правило, служит для обработки конструкций из дерева, которые встречаются на пути эвакуации. Также применим в отношении паркетных полов и подвесных потолков. Немалая цена компенсируется продолжительным эксплуатационным сроком. Кроме того, нанесение требует специальных навыков, чтобы конечный результат получился презентабельным.

Важность огнезащитной обработки

Возгорание конструкций из металла встречается нечасто, но под воздействием огня происходит деформация материала, что грозит зданию разрушением. Кроме того, сильное нагревание приводит к еще большему распространению пожара.

Чтобы защитить металл, применяют термостойкую штукатурку (помогает в течение 2 часов) и огнезащитную краску (гарантирует 1,5 часа защиты).

Лидером с точки зрения удобства использования, экономии и гарантии результата профессионалы считают огнеупорную краску.

Для сохранения свойств огнезащитной обработки требуется периодическая проверка качества огнезащитного покрытия. Благодаря применению материалов высокого качества и грамотной обработке можно на порядок увеличить уровень безопасности.

Наша компания также занимается испытанием наружных пожарных лестниц.

Огнезащитные обмазки

Действие огнезащитных обмазок также заключается в создании на поверхности металлоконструкций теплоизоляционного слоя, а специальные добавки входящие в их состав образуют дополнительный пористый теплоизолирующий слой, образующийся в условиях пожара. Обеспечиваемый обмазками предел огнестойкости может составлять до 180 минут. Внешне огнезащитная обмазка отличается от краски только большей степенью вязкости и плотностью. Нанесение обмазки как и при использовании тонкослойных покрытий осуществляется аппаратами безвоздушного распыления типа Graco Mark V или Wagner, а также вручную кистью или валиком.

Условия нанесения огнезащитных обмазок будут отличаться главным образом в зависимости от типа применяемого конструктивного материала — обмазки на водной основе или обмазки на основе органического растворителя. Соответственно, материал на водной основе можно наносить только при плюсовой температуре в то время как материалы на основе растворителей могут наноситься и при отрицательных температурах. Преимуществом же обмазки на водной основе является отсутствие запаха при проведении огнезащитных работ, пожаро- и взрывобезопасность материала.

Поверх огнезащитного покрытия возможно нанесение финишной отделки — для придания покрытию защитных по отношению к условиям агрессивной среды эксплуатации или декоративных свойств.

Однако, следует учитывать высокую стоимость данного вида огнезащиты — обмазка наносится слоем не менее 3 мм с расходом до 8 кг на квадратный метр. Также из-за необходимости нанесения нескольких слоев возрастает и стоимость подрядных работ — за один слой возможно нанести только 0,5 — 1 мм покрытия.

На какие нормативные документы ориентироваться

В базе отечественных нормативов достаточно много документов, так или иначе связанных с требованиями пожарной безопасности. С чего начать проектировщику? Мы предлагаем придерживаться этой последовательности.

1. СП 2.13130.2012 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты». Этот документ понадобится вам, чтобы определить степень огнестойкости здания. Она зависит от назначения здания, этажности, наличия опасных технологических процессов и др. Всего существует 5 степеней: они обозначаются римскими цифрами от I до V. Чем выше этот параметр, тем жёстче требования к конструктивным элементам здания.

2. Таблица 21 ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». Здесь вы найдете требуемые пределы огнестойкости у основных конструктивных элементов — колонн, перекрытий, ферм и т.д. Например, REI90 — конструкция не должна потерять несущую способность (R), целостность (E) и теплоизолирующую способность (I) в течение 90 минут после начала огня.

3. Пункт II.1 Пособия по определению огнестойкости конструкций. Определяем фактический предел огнестойкости конструкции. Для этого вычисляем приведённую толщину металла (ПТМ): в Пособии на стр. 6 есть пример расчёта. Дальше идём в таблицу 6 и выбираем значение фактического предела в зависимости от ПТМ.

4. Сравниваем значения требуемого предела огнестойкости (пункт 2) и фактического (пункт 3). Если фактический предел огнестойкости меньше требуемого, конструкции необходима огнезащита.

5. Пункт 5.5.3 ГОСТ Р 53295-2009. Средства огнезащиты для стальных конструкций. Здесь указано, какая группа огнезащитной эффективности должна быть у средства огнезащиты. По этому параметру вы определите расход огнезащиты на единицу поверхности: производитель указывает эту информацию в технологических регламентах к продукту.

На практике металл почти всегда нуждается в огнезащите. Исключение могут составить профили мощного сечения с толстыми стенками: у них наибольшее значение ПТМ среди всех профилей. Или если у здания V степень огнестойкости: в этом случае степень огнестойкости его конструкций неважна.

Облицовка кирпичом и бетонирование

Такая огнезащита металлических конструкций относится к традиционным методам. Кирпичная кладка или заливка бетоном чаще реализуется на металлоконструкциях, находящихся в уличных условиях. Данные материалы отлично выдерживают воздействие погодных факторов и позволяют повысить устойчивость конструкции к нагреванию. Однако, будучи тяжёлыми строительными материалам, серьезно повышают нагрузку на фундамент, а также требуют больших трудозатрат и немалого количества времени. Кроме того, «в связке» с кирпичом идут анкера, а бетонирование требует выполнение армирования. В противном случае металл подвергнется гниению и растрескиванию.

Расчет приведенной толщины металла

Приведенной толщиной металла (ПТМ) называют критически важный показатель, от которого необходимо отталкиваться при расчете ПТМ стальных элементов. НПБ 236-97 гласит, что этот показатель отражает отношение площади поперечного сечения металлической конструкции к периметру нагреваемых поверхностей.

Приведенная толщина металлоконструкции НЕ равняется толщине металлоконструкции.

F=S*10/P

Где:

F — это приведенная толщина металлоконструкции в миллиметрах;

S — площадь поперечного сечения в квадратных сантиметрах;

P — обогреваемая поверхность в сантиметрах.

Используя эту формулу, вы без проблем сможете вычислить ПТМ. Если затрудняетесь, рекомендуем найти подробную статью по этой теме или воспользоваться онлайн-калькуляторами на просторах интернета.

Почему необходимо предусматривать огнезащиту металла

Структура любого металла чувствительна к пламени, как и к любому нагреву. Огнезащитная обработка металлических конструкций проводится именно по этой причине. При этом повышаются прочность и устойчивость сооружения в целом. С точки зрения противопожарной безопасности металлическая основа любого здания — самый уязвимый элемент при пожаре, но избежать его применения в строительстве невозможно.

Предел устойчивости к нагреванию при пожаре у металла составляет всего до четверти часа, тогда как существующие строительные нормы требуют обеспечить при возведении сооружений огнезащиту до 2,5 часов.

Огнезащита металлоконструкций заключается в создании теплоизолирующего экрана на поверхности обрабатываемого элемента. Так металл надежно сохраняется до полной ликвидации пожара. Чем меньше металлоконструкции нагреваются, тем меньше опасность обрушения здания, а, следовательно, увеличивается врем на безопасную эвакуацию не только людей, но и материальных ценностей.