Огнезащита несущих металлических конструкций

Балки, ригели, колонны и другие элементы могут вести себя при пожаре совершенно непредсказуемо. Главная задача комплексной системы огнезащиты, состоящей из базальтового материала разной толщины и огнестойкой мастики, – как можно дольше сохранить здание в целостности и предотвратить риск обрушения. Для этого применяются специальные огнезащитные технологии и средства.

Металл сохраняет свою прочность ровно до тех пор, пока его температура не сравняется с температурой окружающей среды. Но если поместить его в среду с высокими температурами, он становится гибким и податливым. Следовательно, в случае пожара металл не продержится и 3–5 минут, если только для металлических конструкций не применяется специальная противопожарная обработка.

Когда металл расплавляется и изгибается, он вызывает повреждение первоначальной структуры зданий и сооружений. По этой причине огнезащита металлических конструкций – один из важных элементов, которые стоит учитывать при разработке проекта безопасности зданий.

В современном мире существует множество строительных методов, гарантирующих огнезащиту: облицовка кирпичом, штукатурка по металлическим рейкам, применение комплексных двухкомпонентных базальтовых систем огнезащиты и т.д.

В этой статье описана технология огнезащиты металлоконструкций, которую следует принимать во внимание архитекторам и дизайнерам.

Подготовительный этап

Согласно СНиП, противопожарную защиту металлических конструкций следует обеспечивать преимущественно в зданиях и строениях, в которых несущие конструкции изготовлены из металла.

Согласовать проект архитектора получается не во всех случаях. В подобной ситуации СНиП предписывает осуществлять огнезащиту стальных конструкций путем нанесения специальных огнезащитных покрытий.

Чтобы убедиться в полной реализации огнезащитного проекта, необходимо точно знать временной интервал огнестойкости в соответствии с технологическим регламентом и нанести необходимую толщину фольгированного базальтового огнезащитного материала и огнестойкой мастики на определенные элементы. Это позволит рассчитать огнестойкость стальных конструкций при отсутствии огнезащиты и предотвратить возникновение трещин и отслоение материала в процессе сушки.

Требования к нанесению огнезащитных материалов

Mонтаж комплексной огнезащиты должен выполняться в соответствии с требованиями технологического регламента. Конструктивные элементы металлоконструкции, подлежащие огнезащите, должны быть тщательно очищены, обеспылены и обезжирены. Во время производства огнезащитных работ не допускается прямое попадание капельной влаги как на саму металлоконструкцию, так и на используемые при монтаже материалы. Pаботы по монтажу допускается проводить только при температуре окружающей среды не ниже 0 °С и влажности не более 85%.

Подготовка монтажа огнезащиты включает в себя:

• подготовку защищаемых поверхностей;
• тщательное перемешивание мастики;
• раскрой базальтового материала;
• обеспыливание, очистку от ржавчины, грязи и жирных пятен.

Конструкции должны быть огрунтованы грунтовкой ГФ-021 ГОСТ 25129-82 или ГФ-0119 ГОСТ 23343-78 толщиной не менее 0,05 мм. Перед нанесением мастику следует тщательно перемешать до однородной массы.

При необходимости допускается разведение водой, но не более 7% от объема. Pаскрой базальтового материала на куски требуемого размера осуществляется в условиях строительной площадки вручную ножом или ножницами. Pасход материала берется с коэффициентом 1,1.

Технологический процесс монтажа огнезащитного покрытия

Mонтаж покрытия ведется в соответствии с утвержденным проектом.
Технологический процесс монтажа включает в себя:

• нанесение огнезащитного покрытия;
• обкладку поверхности защищаемой конструкции огнезащитным базальтовым материалом с нанесенным слоем огнезащитного покрытия.

На подготовленную поверхность металлоконструкции огнезащитное покрытие наносится ровным слоем вручную (шпателем) или механизированным напылением при помощи агрегатов высокого давления (180–250 бар). Нанесение состава осуществляется при температуре окружающей среды не менее 0 °С и влажности воздуха не более 85%. Mеханизированным способом состав наносится послойно, оптимальная толщина наносимого за один проход слоя – 0,8–1,5 мм.

Огнезащитная эффективность средств огнезащиты в зависимости от наступления предельного состояния подразделяется на семь групп (ГОСТ P 53295–2009):

• 1-я группа – не менее 240 мин;
• 1-я группа – не менее 180 мин;
• 1-я группа – не менее 150 мин
• 2-я группа – не менее 120 мин;
• 3-я группа – не менее 90 мин;
• 4-я группа – не менее 60 мин;
• 5-я группа – не менее 45 мин;
• 6-я группа – не менее 30 мин;
• 7-я группа – не менее 15 мин.

Слой покрытия контролируется специальным электромагнитным толщиномером. Если все технологии нанесения огнезащиты на металлоконструкции реализованы правильно, покрытие может прослужить более 50 лет.

Реализация

Огнезащита металлических конструкций выполняется с помощью ряда современных методик: 

1. Специальная облицовка. Устройство огнезащиты металлических конструкций состоит из цемента, жидкого стекла, базальтового волокна.
2. Использование огнезащитных красок с добавлением в их состав органического и неорганического компонента. В основе их действия – набухание состава под влиянием повышенных температур и последующее образование пористой теплоизолирующей прослойки толщиной в несколько сантиметров.

Согласовать проект архитектора получается не во всех случаях. В подобной ситуации СНиП предписывает осуществлять огнезащиту стальных конструкций путем нанесения специальных огнезащитных покрытий.

Выбор подходящей системы для огнезащиты стальных конструкций

В настоящее время существуют различные решения для огнезащиты стальных конструкций. Обычно применяются следующие:

• коробчатая защита из огнезащитных плит;
• горизонтальная и вертикальная мембрана;
• огнезащитные спреи;
• огнезащитные интумесцентные краски.

Огнезащитные плиты

Это минеральные плиты, армированные волокнами и наполнителями. Преимуществом плит является то, что они производятся в заводской среде под строгим контролем.

Сложность монтажа различных систем плит сильно варьируется. Одни плиты требуют применения обширных несущих конструкций и обработки стыков, другие более устойчивы.

Простая система более надежна, поскольку можно легко проверить качество ее монтажа. Например, в многослойной системе плит с металлическими направляющими, клипсами, шурупами, клеем, наполнителями и компаундами после укладки последнего слоя плит никто не сможет проверить правильность установки всех этих элементов.

Процедуры обработки и монтажа относительно просты: резка пилой, прикручивание, сшивание. Поскольку ограничений по времени и температуре практически нет, плиты можно применять в любое время года.

Интумесцентная краска

Во время пожара краска превращается в толстый слой углеродной пены. Она может быть на водной основе или на основе растворителя. Поставляется в ведрах и наносится безвоздушным распылением, валиком или кистью. Может повторять любую сложную геометрию конструкции, в том числе геометрию структурных узлов (соединения балок, колонн и т.д.).

Эффективность работы краски определяется правильностью нанесения, в соответствии с инструкцией изготовителя.

Огнезащитные спреи

Огнезащитные аэрозоли состоят из связующего вещества (цемента или гипса), наполнителей и волокон.

Спреи подходят для конструкций, где эстетические требования не так важны. Они могут воспроизводить произвольную геометрию конструкции, включая геометрию структурных узлов (соединения балок, колонн и т.д.).

Функциональность огнезащитного спрея зависит от правильного нанесения, в соответствии с инструкциями производителя.

Дизайн и ценообразование

Стоит отметить, что комплексные системы огнезащиты сами по себе стоят недешево. Это лишь одна из причин, по которой стоит разрабатывать проект огнезащиты конструкций.

Профессиональные работники детально оценивают все нагрузки, которые воздействуют на ту или иную конструкцию, рассчитывают огнестойкость, а также количество времени, в течение которого покрытия смогут выполнять свои прямые функции во время пожара. После этого производится расчет дефицитного времени и вычисляется требуемая толщина защитного слоя. Так разрабатывается проект и рассчитывается стоимость работы, после чего специалисты переходят к воплощению идеи в жизнь.

Опубликовано в каталоге "Пожарная безопасность" -2022

Иллюстрация к статье сгенерирована нейросетью Kandinsky