Технология огнезащиты металлоконструкций

Металлические соединения — отличные проводники тепла. Они восприимчивы к экстремальному повышению температур, плохо реагируют на горение. Подвергаясь горению, они очень быстро теряют прочность, становятся хрупкими. Именно поэтому большинству металлосодержащих объектов требуется нанесение огнезащиты.

Конструкции, созданные из стали имеют границу устойчивости к высоким температурам, которая напрямую зависит от их толщины и факторов извне. Она колеблется между 0,1-0,5 ч. А если обратиться к минимально допустимым пределам устойчивости металлических изделий к огню, мы поймем, что значение должно находиться в диапазоне от 0,5 до 2,5 ч. Стоит также учитывать тип конструкции — это важный критерий, от которого зависит огнестойкость.

Задачей огнезащитных мероприятий является нанесение на внешнюю поверхность металлоконструкций специальных составов или теплоизолирующих материалов, которые не подвергаются воздействию высоких температур и не поддерживают процесс горения. Благодаря защитным экранам постройка станет устойчивой к огню, металл будет прогреваться значительно медленнее, а при пожаре ущерб будет минимально возможным.

Важно! Выбор материалов для создания слоя защиты от огня на металлоконструкциях должен основываться на требованиях, изложенных в ГОСТе и СНиПе, а также на атмосферных факторах. Например, для опор в зданиях промышленного назначения, находящихся под постоянным влиянием неблагоприятных погодных условий, необходимо применять особую зимнюю огнестойкую краску с атмосферостойкими характеристиками.

Какие металлоконструкции нужно защищать?

Огнезащита строительных конструкций применяется в совершенно различных сферах человеческой деятельности:

• косынки и колонны, на которые опираются потолки и площадки в зданиях;
• прогонные перекладины;
• лестничные площадки, созданные из металла или наделенные металлическими элементами;
• противопожарные стенки и их направляющие элементы;

В некоторых случаях металлические конструкции ГКЛ тоже нуждаются в защите. Это происходит, когда опорные колонны укрепляют материалами на основе гипсоволоконных частиц.

Металлические конструкции защищают классическим набором методов, куда входит бетонирование, нанесение штукатурки или цементно-песчаных смесей, покрытие кирпичами. Но есть и новый набор методов защиты — нанесение сверхлегких механизированных составов, созданных на основе заполнителей — вермикулита и перлита во вспученном состоянии, волокна на минеральной основе с теплоизоляционными характеристиками. Кстати, существуют еще материалы на основе плитных и листообразных теплоизолирующих наполнителей — гипсокартонные и гипсоволоконные листы, перлитофосфогенные плиты и другие продвинутые материалы.

Кроме того, современные методы защиты от огня подразумевают использование огнезащитных покрытий на основе гранулированного волокна с минеральными наполнителями, стекла в жидком состоянии, цементных растворов с добавками и так далее.

Можно использовать и вспучивающиеся красочные покрытия, состоящие из сложнейших неорганических и органических микроэлементов. Защита от огня подразумевает вспучивание красочного слоя, когда температура поднимается свыше 170-200 градусов Цельсия. Как только краска вспучится, на поверхности металлической конструкции образуется теплоизолирующая корка, наделенная огромным количеством пор. Ее толщина приблизительно равна 2-3 сантиметрам.

В зависимости от выбранной толщины штукатурки, облегченного слоя, защитных огнестойких листов и плит, увеличивается и предел огнестойкости объекта. Диапазон увеличения расходится между 0,75 и 1,5 ч. Красочные составы со вспучивающимися свойствами используются для стальных сооружений в течение 0,75-1,5 ч. А у конструкций 0,5 ч необходимо увеличивать общую массивность, внося изменения в размер сечений.

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.

Группы огнезащитной эффективности металлоконструкций

Огнезащита металлоконструкций имеет различающуюся между собой огнезащитную эффективность. Для облегчения восприятия были созданы группы огнестойкости металлических сооружений. Группа определяется с помощью испытания методом НПБ 236-97.

Например, двутавровая колонна из стали с сечением №20, высотой 1,7 метров и приведенной толщиной металла 3,4 миллиметра или пластина из стали 600 на 600 на 5 миллиметров обязательно защищается слоем огнестойкого материала, опираясь на технологическую схему применения. После этого начинают испытания, которые проходят на специальной установке для определения коэффициента огнестойкости стальных элементов по ГОСТу 30247-0.

Смысл проведения опыта заключается в прикреплении термопар к испытуемым образцам для повышения температуры поверхности. Процедура длится до момента, когда металл нагреется до критической отметки в 500 градусов Цельсия. Эта процедура симулирует стандартную температуру пожара. Группа устанавливается с учетом потраченного времени на критический нагрев металлической конструкции.

Рассмотрим описанное на примере с конкретными данными и группами:

Определяя группу огнестойкости, нужно брать во внимание тот факт, что группы нет у металлов, которые нагрелись до критической отметки менее чем за 30 минут.

Определение группы зависит от огромного количества факторов. Рассмотрим несколько из них:

1. Толщина нанесенного защитного покрытия.
2. Приведенная толщина металла.

Это два важнейших критерия, которые учитываются всегда. В остальных случаях, если вам необходимо составить точные проектные расчеты, придется руководствоваться расширенным перечнем данных:

1. Коэффициентом общей нагрузки на металлическую конструкцию.
2. Приведенной толщиной.
3. Маркой стальной конструкции.
4. Способом крепления опоры к другим элементам.
5. Гибкостью.
6. Результатами предварительно проведенных исследований огнестойких материалов: их теплоемкость, проводимость тепла и ряда других.

В интернете есть огромное количество таблиц с подробнейшими данными про существующие стальные элементы. В крайнем случае, нужно обращаться в профессиональные компании, так как цена огнезащиты металлических конструкций невелика, чтобы проводить монтажные работы самостоятельно. Просто помните, что чем больше и массивнее металлический элемент, тем меньший слой покрытия необходим.

Виды и способы огнезащиты конструкций из металла

В настоящее время применяется 2 способа огнезащиты металлических перекрытий:

1. Нанесение теплоизолирующих веществ.
2. Покрытие лакокрасочными составами.

Теплоизолирующие вещества

Чтобы создать на поверхности стали качественное покрытие, защищающее от экстремальных температур, можно применять штукатурные составы. Нанеся их, вы создадите изолированную систему, которая будет устойчива к пожарам продолжительный период времени.

Штукатурка не позволит высоким температурам или огню подобраться к металлу, изменив его прочностные характеристики. Среднее время защиты конструкции, покрытой штукатуркой, находится в диапазоне от 45 до 240 минут.

Интересно знать! Альтернативным способом теплоизоляции является укрепление металлической поверхности плитами на минеральной основе или применение комбинированных базальтовых материалов. Используя их, можно увеличить время до критического нагрева от 60 до 240 минут.

Лакокрасочные составы

Лакокрасочные материалы в свою очередь разделяются на вспучивающиеся и не вспучивающиеся. Первые представляют собой улучшенную версию вторых. Материал наносится на поверхность металлической балки до ее ввода в эксплуатацию. Как только температура начинает повышаться до критической отметки, подбираясь к краске, она начинает увеличиваться. Предел увеличения составляет ×10.

Это явление связано с началом химической реакции, которая начинается вследствие взаимодействия краски с нагретым воздухом. Образовавшаяся корка не горит и, соответственно, не пропускает огонь к металлу. Среднее время удержания температуры составляет 45-90 минут, но есть составы с добавками, которые удерживают пламя вплоть до 150 минут.

Второй вид представляет собой специальный состав, наносящийся тонкой пленкой на металлическую поверхность. Он повышает теплозащитные свойства, но не расширяется, как вспучивающийся аналог. Среднее время защиты такое же — от 45 до 150 минут.

Требования к огнезащите

В НПБ указан минимальный перечень требований, предъявляемых к защите конструкций от огня. В нем прописаны пункты:

1. Пределы, классы, степени, разновидности преград.
2. Показатель пожароопасности — функциональный или конструктивный.
3. Пределы огнестойкойсти по СНиПу 21-01-97 пункт 5.14 и классы. Классы изложены в том же пункте, например К0, К1 и так далее.
4. Показатель гидроизоляции металлического элемента.
5. Наличие анкеров и армированных частей, так как под действием высоких температур материал может растрескаться и расшириться.

Последнее требование гласит, что лучше НЕ облицовывать балки, так как это опасно. Лучше применять цементные растворы, бетонирование или штукатурку.

Рекомендации во время проведения работ по огнезащите

При проведении защиты от огня, профессиональные работники обязательно придерживаются ряда правил:

1. В месте монтажа обязательно должна быть вентиляционная шахта. Она обеспечит циркуляцию свежего воздуха и обеспылит помещение.
2. Обязательно нужно работать в спецодежде — респираторе, очках, костюме, перчатках и обуви.
3. Приступать к работе можно, если вы имеете навыки.
4. Все работы выполняются строго в соответствии с технологическими схемами.
5. Нужно контролировать качество наносимого раствора: плотность, зернистость, влажность, точность порций и правильное нанесение.
6. Нельзя забывать о толщине огнезащиты. Она должна быть равномерно размещена по рабочей поверхности.
7. Обязательно контролируется интенсивность подачи огнезащитного материала: давление, количество подаваемой жидкости для увлажнения и прочие факторы.
8. На рабочей поверхности не должно быть ржавчины, грязи, старого защитного слоя.
9. На металлоконструкции не должно быть вздутий, трещин, проломленных участков.
10. Работы обязательно проводятся компанией, а не собственными руками диванного мастера.
11. По окончанию работ объект проверяется, ему дается оценка качества. Должно быть полное соответствие ГОСТу 5802-78.
12. При обнаружении несоответствий объект НЕ вводится в эксплуатацию, а подлежит повторной проверке, выявлению и устранению дефектов.

Как часто обрабатывают металлические конструкции?

Частота огнезащиты стальных конструкций зависит от срока годности огнезащитных растворов. Он указывается производителем на обратной стороне огнезащитных составов. Если вы не нашли гарантийный срок, рекомендуем проводить экспертизу хотя бы 1 раз в год. Это официальное требование, прописанное в законе о пожарной безопасности строений.

Ни в коем случае не пренебрегайте экспертизой! Вы рискуете безопасностью обитателей строения и сохранностью объекта! Вам всегда необходимо знать, в каком состоянии находится строение, и нужен ли ему новый огнезащитный слой.

Мы предлагаем услуги промышленных альпинистов, которые занимаются нанесением огнезащитного слоя на любой высоте. С нашей компанией вам не придется самостоятельно вычислять приведенную толщину, определять группу огнезащиты и подбирать правильный защитный состав. Все это мы сделаем за вас, а альпинисты проведут работы в любое удобное для вас время.