Огнезащита строительных конструкций. Огнезащита строительных конструкций и материалов
Многие строительные объекты при строительстве сталкиваются с проблемой грамотной огнезащиты строительных конструкций. Зачем нужна огнезащита? При пожаре страдают не только горючие материалы, но и тот же железобетон, который теряет все свои свойства и оголяется до стальной арматуры. Металлические конструкции также деформируются под воздействием высоких температур. Все это может повлечь за собой к разрушению конструкции внутри помещений.
В зданиях уделяется большое внимание вентиляционной системе. Без защиты системы воздуховодов пожар может очень быстро распространиться по вентиляции по всему зданию. Основная задача огнезащитных материалов - это максимально по времени выдерживать воздействие огня на всю конструкцию в целом. Каждый материал имеет свойство огнезащиты в минутах, который зависит от толщины огнезащитных специализированных материалов Rockwool. Чем больше толщина огнезащитного материала, тем и больше предел огнестойкости всей конструкции.
Огнезащита воздуховодов
Системы кондиционирования и вентиляции используются во всех типах зданий. Следует понимать, что скорость потока воздуха при пожаре, может за считанные секунды разнести огонь по всему зданию. Для огнезащиты воздуховодов в системе ROCKFIRE применяется специализированный материал ALU1 Wired Mat 105. Рулонный продукт прошит проволокой, которая в случае высоких температур позволяет не развалиться мату. Материал может производиться с дополнительным покрытием или без него. Фиксируется Wired Mat при помощи приварных шпилек и блокирующих шайб.
Огнезащита для воздуховодов с применением уникального мата, позволяет обеспечить предел огнестойкости до 240 мм. Ниже представлен список, в котором показаны толщины материала Вайред Мат 105 и соответствие их пределу огнестойкости в минутах.
Предел стойкости воздуховода с изоляцией АЛЮ1 Вайред Мат 105:
- 25 мм - 60 мин
- 30 мм - 90 мин
- 40 мм - 120 мин
- 50 мм - 150 мин
- 60 мм - 180 мин
- 70 мм - 240 мин
Огнезащита железобетонных конструкций
Железобетонные перекрытия парковочных зон крупных торговых центров защищаются специализированными плитами ФТ Барьер. Данные изделия обеспечивают предел огнестойкости до 240 минут и позволяют максимально защитить железобетон от разрушений в случае пожара.
Фиксируются изделия Rockwool при помощи металлических анкеров и тарельчатых держателей. После механического крепления, плиты обрабатываются специальной огнезащитной краской ФТ Декор, которая также входит в систему ROCKFIRE. Готовая система имеет эстетический вид и самое главное обеспечивает необходимый предел огнестойкости.
Огнезащита стальных конструкций
Огнезащита для стальных конструкций предусматривает повышение предела огнестойкости при помощи плит Конлит. В зависимости от приведенной толщины металла подбирается толщина огнезащитных плит. На нашем сайте вы можете воспользоваться программой (Калькулятор Conlit). Крепление к металлоконструкциям происходит при помощи клеевого огнезащитного состава Conlit Glue.
Огнезащита трубных проходок
Специализированные огнезащитные базальтовые цилиндры Conlit PS 150 - это оптимальное решение для проходки стальных трубопроводов через бетонное основание. Применяя специальные цилиндры на трубы, повышается предел огнестойкости до 240 минут. Это необходимо также для того, чтобы избежать повреждений при воздействие на трубы при высоких температурах.
Подробную информацию уточняйте в группе компаний ТЕПЛОСИЛА.
Огнезащита строительных конструкций (СК) играет важную роль в системе обеспечения пожарной безопасности различных объектов. Она предназначена для снижения пожарной опасности объектов и обеспечения их требуемой огнестойкости.
К числу объектов, для которых проблема оптимальной огнезащиты имеет особенно большое значение, относятся:
- СК с нормируемыми пределами огнестойкости (колонны, балки, ригели, плиты перекрытий, рамные конструкции);
- огнестойкие воздухо- и газоводы систем противодымной защиты зданий и сооружений;
- кабельные коммуникации различных типов (силовые, осветительные, контрольные) и кабельные проходки через огнестойкие строительные конструкции;
- резервуары с нефтепродуктами и сжиженными газами и другие элементы нефтегазодобывающего и нефтехимического комплекса. В условиях пожара перечисленные объекты подвергаются совместному действию силовых нагрузок и высокотемпературного нагрева. Температура воздействующей на них газовой среды может изменяться во времени как по режимам реального пожара, так и по стандартным режимам. Продолжительность огневого воздействия может достигать 2,5 ч и более. Характерные значения плотности теплового потока, падающего на поверхность объектов в условиях развитого пожара, составляют около 50 кВт/м2. На рисунке представлены различные температурные режимы пожара.
Согласно СНиП 21-01-97* одной из основных характеристик пожарной безопасности зданий и сооружений является степень их огнестойкости. Степень огнестойкости здания определяется огнестойкостью его строительных конструкций.
Показателем огнестойкости СК является предел огнестойкости, который определяется по времени (в минутах) наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний:
- потери несущей способности (R);
- потери целостности (Е);
- потери теплоизолирующей способности (I).
В зависимости от степени огнестойкости зданий для его несущих элементов устанавливаются пределы огнестойкости от R 15 (III степень) до R 120 (I степень). Для наружных стен здания устанавливаются пределы огнестойкости от RE 15 (III степень) до RE 30 (I степень); для перекрытий междуэтажных, в том числе чердачных и над подвалами, ” от REI 15 до REI 60; для внутренних стен лестничных клеток - от REI 45 до REI 120, а для маршей и площадок лестниц - от R 30 до R 60.
Для некоторых уникальных зданий и сооружений, опасных производств устанавливают более жесткие показатели огнестойкости. Например, для СК подземных сооружений задают более высокие значения требуемых пределов огнестойкости по сравнению с наземными зданиями (180 мин и более).
Проведенный анализ фактических пределов огнестойкости СК различных типов показал, что наименьшую огнестойкость имеют металлические конструкции. Предел их огнестойкости зависит в первую очередь от приведенной толщины металла. Так например, стальные балки, прогоны, ригели, колонны, стойки и др. с приведенной толщиной металла 3, 5, 10, 15, 20, 30 мм имеют пределы огнестойкости 5, 9, 15, 18, 21, 27 мин соответственно. СНиП 21-01-97* допускает применение незащищенных стальных конструкций в тех случаях, когда минимальный требуемый предел огнестойкости конструкции указан R 15 (RE 15, REI 15), за исключением случаев, когда предел огнестойкости несущих элементов здания составляет менее R 8. В этих случаях, а также во всех остальных, когда требуемый предел огнестойкости конструкций превышает R 15 (RE 15, REI 15), повышение их огнестойкости до требуемого уровня производится с помощью огнезащиты.
При использовании деревянных конструкций в большинстве случаев должны приниматься меры по снижению горючести и пределов распространения огня. Это достигается применением огнезащитных пропиток или специальных покрытий.
Кроме этого к несущим и ограждающим конструкциям из дерева могут предъявляться требования по огнестойкости. Деревянные конструкции обладают низким уровнем огнестойкости. Например, деревянные клееные балки прямоугольного сечения 31″72 x 12″21 см, применяемые в покрытиях производственных задний, имеют предел огнестойкости 30 мин. Деревянные клееные колонны прямоугольного сечения 19 x 30 см, нагруженные с эксцентриситетом 6 см, при нагрузке 274 кН имеют предел огнестойкости 45 мин.
Согласно пособию к СНиП II-2-80 по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов, пределы огнестойкости конструкций из древесины определяются с учетом скорости ее обугливания. При этом учитывается, что огнезащитная обработка практически не уменьшает скорости обугливания древесины. Повышение огнестойкости этих конструкций до требуемого уровня производится с помощью огнезащиты требуемой толщины.
Таким образом, проблема обеспечения огнестойкости СК особенно актуальна для металлических и деревянных конструкций, а также легких ограждений зданий и сооружений различного назначения. В некоторых случаях, в частности для подземных сооружений, она становится важной и для железобетонных конструкций.
Конструкции из бетона и железобетона. В пособии даны рекомендации по установлению размеров железобетонного элемента и толщины защитного слоя бетона в зависимости от его вида, класса арматуры, типа конструкции, формы поперечного сечения и других факторов для обеспечения требуемого предела огнестойкости.
В тех случаях, когда принятое в соответствии с рекомендациями расстояние до оси арматуры железобетонного элемента не обеспечивает требуемого предела огнестойкости или принятое конструктивное исполнение элемента не удовлетворяет ограничениям по массе, материалоемкости и стоимости, применяют огнезащиту.
Исследования показали, что в огнезащите нуждаются главным образом сборные многослойные, пустотные, ребристые, тонкослойные панели и плиты, конструкции с внешним армированием, конструкции из полимербетона. Причем для конструкций из полимербетона помимо огнестойкости актуально снижение горючести материала.
В случае подземных сооружений, в которых бетон несущих конструкций может иметь повышенную влажность, увеличение толщины защитного слоя бетона как средство обеспечения требуемых пределов огнестойкости не эффективно из-за опасности его взрывообразного разрушения в условиях пожара.
Повышение огнестойкости перечисленных конструкций до требуемого уровня осуществляется с помощью соответствующей огнезащиты.
Согласно действующим нормативам пожарной безопасности, например НПБ 236-97, понятие “огнезащита” предполагает использование различных средств огнезащиты ” огнезащитных составов или материалов. За рубежом в случае использования средств огнезащиты иногда применяют термин “пассивная огнезащита”. При этом под активной огнезащитой понимается использование систем пожарной сигнализации, автоматического пожаротушения (спринклерных и дренчерных установок) и др.
Защита объектов от огневого воздействия осуществляется следующими способами:
а) бетонирование, оштукатуривание, обкладка кирпичом (конструктивный способ);
б) облицовка объекта огнезащиты штатными материалами или установка огнезащитных экранов на относе (конструктивный способ);
в) нанесение непосредственно на поверхность объекта огнезащитных покрытий (окраска, обмазка, напыление и др.);
г) пропитка подповерхностных слоев конструкций огнезащитным составом;
д) комбинированный (композиционный) способ, представляющий собой рациональное сочетание различных способов. Первый из них традиционно используется для строительных конструкций, к которым не предъявляется требование пониженной массы. Остальные способы могут применяться для всех перечисленных выше объектов.
Основными компонентами средств огнезащиты являются:
а) термостойкие заполнители:
- вермикулит вспученный и невспученный (сырье);
- перлит вспученный и невспученный (сырье);
- керамзит;
- минеральные волокна из базальта, а также каолиновые, кремнеземистые и кварцевые волокна;
б) неорганические вяжущие вещества (воздушные, гидравлические и кислотоупорные):
- жидкое стекло натриевое;
- природный двуводный гипс и природный ангидрит;
- портландцемент;
- глиноземистый цемент;
- фосфатные вяжущие (растворы фосфатов и фосфорных кислот)
в) органические (полимерные) связующие:
- меламиноформальдегидная смола;
- аминосмолы;
- эпоксидные смолы в смеси с аминосмолами и др.;
- латексы сополимеров хлористого винила с винилиденхлоридом, бутадиена со стиролом и др.
г) специальные добавки, усиливающие огнезащитную способность композиции, повышающие технологичность огнезащитного состава, увеличивающие прочность, адгезию и долговечность огнезащиты. В некоторых случаях применяется однокомпонентная огнезащита (без связующего) в виде засыпок в полости или минеральной ваты из волокон, скрепленных силами естественного сцепления.
Из перечисленных компонентов можно спроектировать много различных средств огнезащиты, удовлетворяющих предъявляемым к ним требованиям.
Поведение материалов и конструкций в условиях пожара имеет следующие особенности.
В условиях пожара дерево, а также композиционные полимерные материалы подвергаются термическому разложению с выделением парогазовой смеси сложного состава и образованием пористого кокса. Это приводит к потере их прочности и жесткости.
Для стали характерно снижение жесткости и прочности с последующим переходом в пластичное состояние.
При нагреве бетон уменьшает свою жесткость и прочность. Кроме того, происходит его дегидратация, сопровождающаяся переносом массы пара. Бетон повышенной влажности испытывает взрывообразное разрушение при огневом воздействии.
Конструкции без огнезащиты деформируются и разрушаются под действием напряжений от внешних нагрузок и температуры. Огнезащита, блокирующая тепловой поток от огня к поверхности конструкций, позволяет сохранить их работоспособность в течение заданного времени.
Вспучивающиеся покрытия на органических связующих увеличивают толщину вследствие образования пенококса, который постепенно выгорает и в конце огневого воздействия может механически отрываться от конструкции.
Для покрытий на минеральных вяжущих, содержащих в своем составе связанную воду, характерно выделение и перенос массы пара, что приводит к блокированию теплового потока в защищаемую конструкцию и замедляет рост ее температуры.
Для вспучивающихся покрытий на минеральных вяжущих характерно как увеличение толщины при нагреве, так и блокирование теплового потока в защищаемую конструкцию за счет выделения и переноса массы пара.
Для огнезащиты из термостойких волокнистых или пористых материалов характерно поглощение и низкая интенсивность переноса теплоты теплопроводностью, конвекцией и излучением при сохранении исходной формы.
Композиционная огнезащита позволяет усилить физические эффекты блокирования теплового потока в защищаемую конструкцию, реализуемые при использовании простых способов огнезащиты.
Компания «Теплоогнезащита СК» осуществляет работы по профессиональному обеспечению требуемого уровня пожарной безопасности в зданиях и сооружениях, в том числе работы по достижению требуемого предела огнестойкости любых конструкций.
Ни для кого не секрет, что пожарная опасность объекта, заключающаяся в возможности возникновения пожара, напрямую зависит от горючих материалов, находящихся внутри здания и помещений, так и от материалов, используемых при строительстве. Чем больше горючих материалов находится в помещение, тем большую пожарную нагрузку они создают. При пожаре горючие вещества в короткие сроки нагревают строительные конструкции, высокая температура огня нарушает несущую способность конструктивных элементов здания. В этом случае здание уже не спасти, соответственно, о выживших при пожаре, не сумевших вовремя эвакуироваться, не может быть и речи. Здание, которое могло служить без капитального ремонта десятки лет, полностью исчерпывает свой ресурс в течении десятков минут огневого воздействия.
Пример разрушения конструкции: Пожар в здании из легких металлических конструкций. В 1984 году сгорело здание стоянки автобусов в Воронеже. Здание имело размеры 54x96 м. и высоту 10м. Стены здания были выполнены из 3-х слойных асбоцементных панелей с пенополиуретановым утеплителем. Покрытием кровли служил металлический профилированный настил, с пенополистирольным утеплителем и рулонным водоизоляционным ковром. Несущие конструкции здания - металлические колонны с шагом 12x18м и структурное металлическое покрытие типа “Берлин”. Пожар начался с загорания одного из автобусов. Через 30 минут после безуспешных попыток потушить пожар первичными средствами поступило сообщение в пожарную охрану. Через 6 минут после сообщения о пожаре произошло обрушение конструкций покрытия на площади более 3000 кв.м. Через 4 минуты после первого обрушения произошло второе обрушение на всей площади здания (5184 м2). В результате пожара огнем было полностью уничтожено здание стоянки с 87 автобусами “Икарус”. Металлические конструкции имеют высокую теплопроводность, и при возгорании такие конструкции имеют свойство быстро нагреваться и медленно остывать. Во время пожара металл может легко достичь температуры свыше 500 градусов, которая считается критической с точки зрения потери несущей способности металлоконструкций. Происходит температурная деформация металла, или деформация ползучести. Подобные ситуации приводят к быстрому обрушению металлических колонн, балок, ферм и связей (в пределах всего 0,12-0,25 часа).
При пожаре к нагрузкам на железобетонные конструкции добавляются нагрузки, связанные с закипанием паров воды, содержащейся в бетоне, а также возникающие за счет разного линейного расширения бетона и металла (арматуры).
За долгие годы строительства зданий и сооружений инженеры отработали механизм защиты строительных конструкций от огня. Огнезащите подлежат несущие элементы здания (фермы, балки, колонны, связи), обеспечивающие его геометрическую неизменяемость при пожаре, а также ограждающие конструкции, обеспечивающие безопасную эвакуацию людей и нераспространение пламени.
У каждого огнезащитного материала есть свои плюсы и минусы.
Самым старым огнезащитным материалом является цементно-песчаный либо известковый раствор, которым оштукатуривается металлоконструкции, тем самым не допуская повышения температуры металла выше критической температуры в течение определенного времени.
Вырезка из пособия к СНИП 1980г:
- Если стальная балка оштукатурена цементным раствором толщиной 1 см, то её предел огнестойкости повышается до 45 минут
- Если стальная балка оштукатурена раствором толщиной 2 см, то её предел огнестойкости повышается до 90 мин
- Так же есть легкие штукатурки с наполнителями из вермикулита или перлита. Для повышения предела огнестойкости до 45 минут слой такой штукатурки должен быть 2.5 см.
Огнезащита конструкций кирпичом (блоками) имеет ряд плюсов:
- Низкая цена
- Хорошая огнестойкость
- Выдерживает высокие нагрузки
Но на фоне своей выгодной цены кирпич имеет существенный недостаток – его нельзя применять в зданиях где недопустимы большие дополнительные нагрузки на фундаменты и конструкции перекрытий. Не решить таким путем вопросы огнезащиты балок, ферм, прогонов и связей.
Для выполнения огнезащиты конструкций в зданиях, где недопустимы высокие весовые нагрузки, инженерам пришлось искать другие материалы.
На сегодняшний день для выполнения работ по огнезащите конструкций на рынке представлен широкий ассортимент огнезащитных плит разных производителей, рецептур производства и, соответственно, характеристик, которые повышают предел огнестойкости конструкций до требуемого.
За предел огнестойкости строительных конструкций принимается время (в часах или минутах) от начала огневого воздействия в условиях стандартных испытаний до наступления одного из нормированных для данной конструкции (заполнения проемов противопожарных преград) предельных состояний:
- потеря несущей способности (R)
- потеря целостности (E)
- потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений (I) или достижения предельной величины плотности теплового потока на нормируемом расстоянии от необогреваемой поверхности конструкции (W).
Все производители, конкурируя между собой, идут на пути к совершенству, создавая все более качественные и легкие материалы с максимальным пределом огнестойкости для определенной толщины.
Самым распространенным сегодня является нанесение тонкослойных вспучивающихся огнезащитных покрытий, обмазок при помощи агрегатов безвоздушного напыления высокого давления или ручным способом. У всех этих материалов есть свои плюсы и минусы:
При использовании тонкослойных покрытий необходимо оглядываться на требования СП 2.13130.2012 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты»:
Пункт 5.4.3. В зданиях I и II степеней огнестойкости для обеспечения требуемого предела огнестойкости несущих элементов здания, отвечающих за его общую устойчивость и геометрическую неизменяемость при пожаре, следует применять конструктивную огнезащиту.
Применение тонкослойных огнезащитных покрытий для стальных конструкций, являющихся несущими элементами зданий I и II степеней огнестойкости, допускается для конструкций с приведенной толщиной металла согласно ГОСТ Р 53295 не менее 5,8 мм.
В соответствии с ГОСТ Р 53295-2009 (с изменением № 1):
Пункт 3.6 конструктивная огнезащита. Способ огнезащиты строительных конструкций, основанный на создании на обогреваемой поверхности конструкции теплоизоляционного слоя средства огнезащиты. К конструктивной огнезащите относятся толстослойные напыляемые составы, штукатурки, облицовка плитными, листовыми и другими огнезащитными материалами, в том числе на каркасе, с воздушными прослойками, а также комбинация данных материалов, в том числе с тонкослойными вспучивающимися покрытиями. Способ нанесения (крепления) огнезащиты должен соответствовать способу, описанному в протоколе испытаний на огнестойкость ив проекте огнезащиты»
Огнезащита металлоконструкций плитами - самый высокотехнологичный способ огнезащиты конструкций. Плиты по составу достаточно разнообразны, различаются они и по плотности. Материалы, которые используются при их производстве, отличаются низкой теплопроводностью и высокой жаростойкостью. Толщина плит начинается с 3 мм и выше.
Весовые характеристики огнезащитных плит разных производителей:
- Promatect L - 450кг/м3
- Promatect L500 - 500кг/м3
- Promatect H - 870кг/м3
- TEHSTRONG FIRESTOP I - 900-1000кг/м3
- TEHSTRONG FIRESTOP I - 850-1000кг/м3
- Вермикулитовая плита ПВО-700У - 650-750кг/м3
- Knauf fireboard - 780кг/м3
При относительно небольшой весовой нагрузке плиты позволяют их использовать для огнезащиты строительных конструкций в достаточно широком диапазоне требуемого предела огнестойкости.
Огнезащита металла плитами можно обеспечивать в один или несколько слоев, что зависит от требуемого предела огнестойкости. Огнезащита плитами – более трудоемкий процесс, чем способ нанесения огнезащитных составов на поверхность, особенно это касается конструкций сложной конфигурации и формы. Но облицовку конструкций плитами можно проводить в холодное время, что является неоспоримым плюсом.
Огнезащитные материалы делают сооружение устойчивым к огню, останавливают распространение пламени. Противопожарная обработка дает возможность эвакуировать людей, минимизирует материальный ущерб от пожара.
Компания «Спецстрой-Огнезащита» в Москве осуществляет противопожарную обработку любых строительных конструкций, элементов и материалов:
- металл, бетон, дерево и перекрытия;
- воздуховоды, вентиляционные системы;
- провода и кабели.
Обращаясь к специалистам «Спецстрой-Огнезащита»,
ВЫ ПОЛУЧАЕТЕ
- комплекс профессионально проведенных работ в сжатые сроки;
- высококачественные материалы для защиты любых конструкций;
- 100% гарантию прохождения проверки пожарного надзора;
- экономию в расходах, подберем для вас эффективный и экономичный вариант обработки.
Как выбрать способ огнезащиты?
Любые составы имеют свои плюсы и минусы. Выбрать универсальное средство для всех материалов не возможно. Они отличаются по условиям эксплуатации, стоимости, технологии нанесения и долговечности. Специалисты правильно подбирают состав с учетом всех характеристик.
При выборе способа огнезащиты важно учитывать:
- материал, вид и технические показатели конструкции;
- предел невоспламеняемости;
- уровень нагрузки на поверхность;
- температуру эксплуатации;
- эстетические требования.
Специалисты компании «Спецстрой-Огнезащита» применяют безопасные, технологичные и экономичные материалы. Мы учтем назначение вашего объекта и разработаем подходящий метод обработки.
Особенности современной огнезащиты
Огнезащитными составами необходимо покрыть несущие элементы строения: колонны, перекрытия, фермы, связи, балки. Важно обработать ограждения на эвакуационных путях.
Результативность покрытия определяется его теплоизоляционным порогом (от 30 до 150 минут). Состав замедляет прогрев элементов, останавливает распространение огня. Покрытия облегченного типа поглощают тепло. Огнеупорные лаки, пропитки, мастики и краски (с эффектом вспучивания и без него) задерживают воспламенение.
Консультационная помощь наших профессионалов, поможет вам сделать лучший выбор. Специалисты «Спецстрой-Огнезащиты» подберут материалы, оформят техническое задание. Выполняем в Москве любые объемы работ независимо от сложности.
Комплекс мероприятий включает в себя:
- соблюдение противопожарных норм;
- разработку методов защиты;
- оценку эффективности;
- контроль качества произведенных работ.
Другие наши услуги.
