Огнезащита строительных конструкций СНИП

Мониторинг технического состояния

Fireproof coatings. Monitoring of technical condition

Дата введения 2019-07-25

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ — АО «НИЦ «Строительство» — ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Введение

Настоящий свод правил разработан авторским коллективом АО «НИЦ «Строительство» — ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (руководитель работы — д-р техн.наук, проф.А.И.Звездов, ответственный исполнитель — д-р техн. наук, проф.И.И.Ведяков, исполнители — д-р техн. наук, проф.Ю.В.Кривцов, канд. техн. наук И.Р.Ладыгина, Г.П.Еремина).

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на мониторинг огнезащитных покрытий несущих стальных, железобетонных, деревянных строительных конструкций зданий и сооружений, электрических кабелей и металлических воздуховодов в целях определения их технического состояния в процессе эксплуатации.

Настоящий свод правил регламентирует процедуру, состав работ при проведении мониторинга технического состояния огнезащитных покрытий несущих стальных, железобетонных, деревянных строительных конструкций зданий и сооружений, электрических кабелей и металлических воздуховодов и устанавливает требования к методам и критериям оценки технического состояния и принятия обоснованных технических решений по ремонтно-восстановительным мероприятиям и способам устранения дефектов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 9.407-2015 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Метод оценки внешнего вида

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 7025-91 Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости

ГОСТ 7048-81 Бинокли. Типы и основные параметры. Общие технические требования

ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 9980.2-2014 (ISO 1513:2010, ISO 15528:2013) Материалы лакокрасочные и сырье для них. Отбор проб, контроль и подготовка образцов для испытаний

ГОСТ 11042-90 Молотки стальные строительные. Технические условия

ГОСТ 15140-78 Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии

ГОСТ 16976-71 Покрытия лакокрасочные. Метод определения степени меления

ГОСТ 17177-94 Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний

ГОСТ 25706-83 Лупы. Типы, основные параметры. Общие технические требования

ГОСТ 28246-2017 Материалы лакокрасочные. Термины и определения

ГОСТ 28574-2014 Защита от коррозии в строительстве. Конструкции бетонные и железобетонные. Методы испытаний адгезии защитных покрытий

ГОСТ 30247.0-94 (ИСО 834-75) Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования

ГОСТ 30247.1-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции

ГОСТ 31149-2014 (ISO 2409:2013) Материалы лакокрасочные. Определение адгезии методом решетчатого надреза

ГОСТ 31993-2013 (ISO 2808:2007) Материалы лакокрасочные. Определение толщины покрытия

ГОСТ 32299-2013 (ISO 4624:2002) Материалы лакокрасочные. Определение адгезии методом отрыва

ГОСТ 32702.2-2014 (ISO 16276-2:2007) Материалы лакокрасочные. Определение адгезии методом Х-образного надреза

ГОСТ EN 823-2011 Изделия теплоизоляционные, применяемые в строительстве. Методы измерения толщины

ГОСТ Р 53293-2009 Пожарная опасность веществ и материалов. Материалы, вещества и средства огнезащиты. Идентификация методами термического анализа

ГОСТ Р 53295-2009 Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности

ГОСТ Р 53311-2009 Покрытия кабельные огнезащитные. Методы определения огнезащитной эффективности

ГОСТ Р 56542-2015 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов

СП 329.1325800.2017 Здания и сооружения. Правила обследования после пожара

Примечание — При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте федерального органа в области стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии свода правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 аварийное состояние огнезащитного покрытия: Категория технического состояния огнезащитного покрытия, имеющего дефекты и повреждения, не отвечающие требованиям проекта огнезащиты или норм, при котором невозможна его дальнейшая эксплуатация и требуется полная замена.

аналитическая идентификация: Отнесение объекта аналитического контроля или его компонентов к конкретному веществу, материалу, классу веществ или материалов.

3.3 восстановление огнезащитных покрытий: Комплекс мероприятий, обеспечивающих доведение эксплуатационных качеств огнезащитных покрытий, пришедших в ограниченно работоспособное состояние, до уровня их первоначального состояния, определяемого соответствующими требованиями нормативных документов.

гарантийный срок службы огнезащитной обработки: Срок эксплуатации, в течение которого разработчик ОС (изготовитель, производитель огнезащитной обработки) гарантирует соответствие огнезащитной обработки требованиям технической документации на огнезащитные составы.

значимые идентификационные характеристики термического анализа (критерии идентификации): Характеристики термоаналитических кривых, по которым устанавливается идентичность веществ (материалов) и средств огнезащиты.

изменение цвета лакокрасочного покрытия: Изменения цвета лакокрасочного покрытия в результате воздействия внешних факторов (побеление, потемнение, пожелтение и другие изменения).

качественные идентификационные характеристики термического анализа: Характеристики термоаналитических кривых, которые дополняют информацию о процессе разложения.

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 и в проекте огнезащиты.

коррозия металлов (коррозионное разрушение): Разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с коррозионной средой.

3.10 критерий оценки технического состояния огнезащитных покрытий: Установленное проектом или нормативным документом количественное или качественное значение параметра, характеризующего целостность, толщину, адгезию и другие нормируемые характеристики огнезащитных покрытий.

лакокрасочное покрытие: Сплошное покрытие, сформированное в результате нанесения одного или нескольких слоев лакокрасочного материала на окрашиваемую поверхность.

меление лакокрасочного покрытия: Появление на поверхности лакокрасочного покрытия тонкого легко снимаемого порошка, вызванное деструкцией одного или нескольких его компонентов.

3.13 нормативное техническое состояние огнезащитных покрытий: Категория технического состояния, при котором количественные и качественные значения критериев оценки технического состояния огнезащитных покрытий, включая состояние грунтовочных, огнезащитных и защитных покрытий, соответствуют установленным в проектной документации значениям с учетом пределов их изменения.

огнезащита стальных несущих конструкций

Введение

Область применения различных способов огнезащиты определяют с учетом требуемого предела огнестойкости металлической конструкции, ее типа и ориентации в пространстве (колонны, стойки, ригели, балки, связи), вида нагрузки, действующей на конструкцию (статическая, динамическая), температурно-влажностного режима эксплуатации и производства работ по огнезащите (сухие, мокрые процессы), степени агрессивности окружающей среды, увеличение нагрузки на конструкцию за счет огнезащиты, эстетических требований и др.

Строительные металлические конструкции, не распространяющие огонь, имеют неорганическую структуру и являются негорючими. В условиях пожара металлические конструкции в основном теряют свою несущую способность через 15 минут (0,25 часа) [Л1], поэтому в тех случаях, когда требуемый предел огнестойкости превышает это значение, металлические колонны, фермы и балки подвергают огнезащите.

Требование по огнезащите конструкций сооружений регламентируется соответствующими СНиП, начиная от СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» и СНиП, конкретизирующих требования к данному типу сооружений, например, Промышленные предприятия – СНиП 2.09.03-89 «Сооружения промышленных предприятий» или СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания», СНиП 2.08.02-89 «Общественные здания» и т.д.

Огнезащита должна обеспечить высокую сопротивляемость конструкций действию огня и высоких температур, иметь низкую теплопроводность и достаточную адгезию к металлу. Она должна быть долговечной, иметь низкую стоимость, технология нанесения должна быть доступной.

Характеристика металлических конструкций и требования к их огнестойкости

В соответствии с требованиями СНиП 21-01-97 , здания делятся на 5 степеней огнестойкости в зависимости от значений пределов огнестойкости основных строительных конструкций, принимаемых в часах или минутах, и пределов распространения огня по ним, принимаемым в сантиметрах. Нормированию подлежат: стены, перегородки, колонны, элементы лестничных клеток, перекрытий и покрытий. При несоответствии хотя бы одного из элементов здания (сооружения) требуемым значениям степень огнестойкости всего здания уменьшается до степени огнестойкости, где значение фактического предела огнестойкости не менее требуемого.

В зависимости от степени огнестойкости здания или сооружения нормы пожарной безопасности регламентируют их назначение, противопожарные разрывы, этажность, площадь пожарных отсеков, длину путей эвакуации и т.п.

Строительные конструкции характеризуются огнестойкостью и пожарной опасностью.

Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний:

•потери несущей способности,
•потери целостности,
•потери теплоизолирующей способности.

Пределы огнестойкости строительных конструкций устанавливаются по ГОСТ 30247.

По пожарной опасности строительные конструкции подразделяются на 4 класса:

КО (непожароопасные)
К1 (малопожароопасные)
К2 (умереннопожароопасные)
К3 (пожароопасные)

Класс пожарной опасности строительных конструкций устанавливают по ГОСТ 30403.

Факторами, определяющими воздействие пожара на стальные конструкции, являются по мнению авторов [Л2]: уровень рабочих напряжений, температура прогрева конструкции и длительность воздействий. Влияние повышенных температур пожара приводит к изменению прочностных и деформационных свойств применяемых сталей, появлению температурных напряжений и деформаций, а длительность процесса обусловливает возможность возникновения значительных деформаций ползучести. Все это может привести к получению стальными конструкциями необратимых деформаций, потери ими несущей или ограждающей способности. В свою очередь, потеря ограждающей способности может явиться причиной распространения пожара в смежных помещениях здания со стальным пространственным каркасом, а потеря несущей способности конструкций может вызвать обрушение самих конструкций.

С ростом температуры теплопроводность сталей падает, а удельная теплоемкость увеличивается.

По данным [Л3], в процессе нагрева несущие стальные конструкции находятся под действием постоянной рабочей нагрузки, а металл этих конструкций нагревается в напряженном состоянии. В этом случае рост деформации и снижение прочности металла зависят от режима его нагрева, так как эти процессы происходят во времени, и, следовательно, связаны с явлением ползучести.

До определенной температуры деформация стали увеличивается примерно с постоянной скоростью в основном за счет температурного расширения. Затем начинает проявляться температурная ползучесть стали, и скорость роста деформации образца плавно возрастает. За пределами ε _аt = 3 %, вследствие резкого увеличения ползучести, кривая полных деформаций стали быстро приближается к вертикали. Следовательно, можно принять, что при значении ε _аt = 3 % достигается предел прочности нагретой стали.

Незащищенные несущие металлические конструкции, как правило, имеют очень низкий предел огнестойкости, ч.:

стальные — в среднем 0,25

Исключение составляют стальные мембранные покрытия и колонны массивного сплошного сечения, у которых предел огнестойкости без огнезащиты может достигать 0,75 ч. Низкая огнестойкость большинства металлических конструкций объясняется главным образом их тонкостенностью, т.е. малой теплоемкостью.

Так, например, теплоемкость стальной колонны коробчатого сечения 300x300x10 мм, имеющей предел огнестойкости 0,23 ч, при 500°С составляет

63×10 3 Дж/м, а железобетонная колонна сплошного сечения 300×300 мм, у которой предел огнестойкости превышает 2 часа имеет теплоемкость 260×10 3 Дж/м, т.е. в четыре раза больше.

Повышение теплоемкости стальных колонн путем применения сплошного сечения размером, например, до 300×300 мм не позволяет увеличить их огнестойкость до величины, которая характерна для колонн из железобетона. Причиной этого является огромная теплопроводность стали, благодаря чего все сечение металлической конструкции быстро прогревается до высоких температур, в то время как центральная часть железобетонных колонн (ядро сечения) до высоких температур прогревается очень медленно.

Способы огнезащиты металлических конструкций

Огнезащита предназначена для повышения фактического предела огнестойкости конструкций до требуемых значений. Эту задачу выполняют путем использования теплозащитных и теплопоглощающих экранов, специальных конструктивных решений, огнезащитных составов, технологических приемов и операций, а также применением материалов пониженной горючести. Огнезащитное действие экранов основывается либо на их высокой сопротивляемости тепловым воздействиям при пожаре, сохранением в течение заданного времени теплофизических характеристик при высоких температурах, либо на их способности претерпевать структурные изменения при тепловых воздействиях с образованием коксоподобных пористых структур, для которых характерна высокая изолирующая способность.

Расположение огнезащитных экранов может осуществляться либо непосредственно на поверхности защищаемых конструктивных элементов, либо на откосе с помощью специальных мембранкоробов, каркасов, закладных деталей.

Огнезащита предусматривает применение конструктивных методов, использование теплозащитных экранов из облегченных составов, наносимых на поверхность конструкций высокопроизводительными индустриальными методами.

Конструктивные методы огнезащиты включают обетонирование, обкладку кирпичом, оштукатуривание, использование крупноразмерных листовых и плитных огнезащитных облицовок, применение огнезащитных конструктивных элементов (например огнезащитных подвесных потолков), заполнение внутренних полостей конструкций, подбор необходимых сечений элементов, обеспечивающих требуемые значения пределов огнестойкости конструкций, разработку конструктивных решений узлов примыкания, сопряжений и соединений конструкций.

Кирпичную и бетонную облицовку применяют [Л4] для повышения предела огнестойкости стальных конструкций до 2 ч и более. При этом бетонную облицовку толщиной 50 мм и более армируют стальным каркасом (хомутом и продольными стержнями) во избежание преждевременного ее обрушения при действии огня. Для исключения этого явления в случае кирпичной облицовки толщиной в 1/4 кирпича (65 мм) в ее швах также устанавливаются стальные анкеры или хомуты.

Цементно-песчаная штукатурка толщины 25-60 мм, наносимая по стальной сетке, используется для повышения предела огнестойкости металлических конструкций до 2 -х и более часов.

При толщине 40-60 мм штукатурку армируют двойной сеткой, что предохраняет ее от преждевременного обрушения при пожаре.

Отмеченные выше облицовки достаточно надежны и долговечны. Однако они существенно увеличивают массу конструкций и является трудоемкими. Стремление снизить массу огнезащитной облицовки привело к разработке легких штукатурок на основе перлита, вермикулита и других эффективных материалов. Эти облицовки имеют малую плотность (200-600 кг/см 3 ) и поэтому низкую теплопроводность. Они могут применяться для повышения огнестойкости конструкций до 4 -х часов.

Для огнезащитной облицовки можно использовать полужесткие минераловатные плиты, укрепляемые с помощью стальных анкеров и каркасов. В этом случае необходимо предусматривать антикоррозионную защиту конструкций и достаточную отделку наружной поверхности минераловатной облицовки декоративными материалами.

Для повышения предела огнестойкости 0,75 ч — 1,5 ч применяют огнезащитные краски, лаки, эмали. Они выполняют следующие функции: являются защитным слоем на поверхности материалов, поглощают тепло, выделяют ингибиторные газы, высвобождают воду. Подразделяются на две группы: невспучивающиеся и вспучивающиеся. Невспучивающиеся краски при нагревании не увеличивают толщину своего слоя. Вспучивающиеся краски при нагревании увеличивают толщину слоя в 10-40 раз. Как правило, вспучивающиеся краски более эффективны, так как при тепловых воздействиях происходит образование вспененного слоя, представляющего собой закоксовавшийся расплав негорючих веществ (минеральный остаток). Образование этого слоя происходит за счет выделяющихся при нагревании газо- и парообразных веществ. Коксовый слой обладает высокими теплоизоляционными качествами.

Наиболее технологичным является устройство тонкослойных покрытий с использованием вспучивающихся составов на органической основе. Их огнезащитные свойства проявляются за счет увеличения толщины слоя и изменения теплофизических характеристик при интенсивном тепловом воздействии в условиях пожара.

При воздействии высоких температур покрытие вспучивается, значительно увеличивается в объеме с образованием коксового пористого слоя. Вспучивающиеся покрытия являются многокомпозиционными системами, состоящими из связующего, антипирена и пленкообразователей. При воздействии высоких температур эти вещества разлагаются, выделяя пары или газы, которые блокируют конвективный перенос тепла к защищаемой поверхности, подавляя пламя вблизи слоя покрытия и уменьшают радиационный поток тепла.

Образующийся пористый слой обугливается покрытие является теплоизоляционным слоем между источником тепла и защищаемой поверхностью. Объем образовавшегося обугленного слоя, в зависимости от состава, может составлять от 5 до 200 первоначальных объемов покрытия.

Коэффициент вспучивания зависит не только от природных свойств материала, но и от условий его нагревания (максимальной температуры и скорости подъема ее). Поэтому для одного и того же материала, обладающего способностью вспучиваться при нагревании, коэффициент вспучивания может колебаться в очень широких пределах. Причиной вспучивания и образования пористости служит выделение водяного пара или газа при высоких температурах. Одни виды сырья при нагреве размягчаются, что способствует возникновению в них пор, другие растрескиваются и распадаются на более мелкие частицы, чем до нагрева, что также приводит к образованию высокопористой структуры.

По мнению [Л.5], механизм работы вспучивающегося покрытия заключается в следующем. При одностороннем нагреве покрытия в его подповерхностном слое формируется переменное по толщине и во времени температурное поле, а также выделяются газообразные продукты термического разложения полимерной или минеральной основы. В результате этого увеличивается пористость материала и в порах создается повышенное давление. В диапазоне температур (наружная поверхность — поверхность защищаемой конструкции) каркас пористого подповерхностного слоя проходит через пластичное (вязко-текучее) состояние и под действием внутреннего давления вытягивается до образования в «узких местах» разрывов — локальных трещин, через которые избыток газов пиролиза выте-кает в окружающую среду, взаимодействуя с ней. Локальные деформации каркаса, суммируясь по возрастающей во времени толщине пластичного слоя, создают эффект вспучивания — перемещение поверхности покрытия «навстречу» внешнему тепловому потоку.

По мере роста температуры каркас затвердевает и фиксируется в пространстве, образуя вспененный слой, в ячейках которого содержится азот и углекислый газ.

Современные огнезащитные составы и их свойства

Строительные нормы огнезащитой обработки металлоконструкций

Опыт эксплуатации промышленных сооружений свидетельствует о том, что их несущая способность заметно снижается при нагреве до очень высоких температур (во время пожара, в частности).

Вот почему огнезащита металлических конструкций, порядок которой регламентируется специальными нормами (СНиП и ГОСТ), является обязательной составляющей мероприятий по профилактике их разрушения.

Четыре класса опасности

Согласно действующим нормативам, определяющим пределы огнестойкости при пожаре, все известные типы металлических конструкций по этому показателю делятся на четыре класса:

на не пожароопасные элементы (К0);
с низкой степенью пожарной опасности (К1);
умеренно опасные (К2);
пожароопасные (К3).

Указанное деление регламентируется ГОСТ 30403 и положениями техники пожарной безопасности, соблюдение которых обязательно при эксплуатации промышленных зданий и сооружений.

Отдельным пунктом этих стандартов прописывается перечень средств огнезащиты, специально предусмотренных для металлических конструкций.

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.

Расчет эффективности защиты

Обустройству качественной огнезащиты металлических конструкций должна предшествовать такая обязательная процедура, как предварительный расчёт её элементов.

Последний является неотъемлемой частью подготовки проекта по защите строительных сооружений, который должен включать в свой состав следующие разделы:

изучение конструктивных особенностей защищаемого объекта;
подбор соответствующего этим особенностям метода огнезащиты, а также грамотное его обоснование;
подробнейшее описание технологических особенностей процесса огнезащиты металлических конструкций, согласно СНиП;
подготовка комплекта нормативных документов, чертежей и рабочих схем, составленных на основе предварительного изучения составляющих защищаемых объектов.

Контроль качества подготовленного проекта огнезащиты должен быть организован с учётом уже упоминавшихся ранее нормативных актов (СНиП).

Основное внимание при обсчёте огнезащиты конструкций уделяется такому параметру, как приведённая толщина металла в зоне предполагаемого контакта с огнём.

Она определяется из соотношения площади сечения в этом месте к периметру всей поражаемой поверхности (первый из этих параметров берётся из специального справочника по металлоизделиям).

Второй показатель высчитывается как суммарная длина всех сторон элементов металлической конструкции, расположенных открыто и потенциально доступных для огня. В соответствии с этими данными толщина металла, достаточная для его сохранности, определяется по следующей формуле:

F- показатель так называемой «приведённой» толщины,
S- площадь поперечного сечения конструкции,
P- суммарная длина периметра (в сантиметрах).

По результатам такого расчёта определяется противопожарный показатель огнестойкости как всей конструкции в целом, так и отдельных металлических элементов.

Данный показатель является основанием для выбора подходящего способа формирования огнезащиты металлической конструкции и определения достаточности толщины покрытия.

Проверка качества защиты

Оценка качества огнезащиты металлоконструкций на данном объекте осуществляется работниками сторонних организаций, специализирующихся на проведении этого рода обследований и имеющих соответствующую лицензию.

При проведении исследовательских работ должны выполняться требования действующих СНиП, касающиеся порядка их организации, а также применяться специальное измерительное оборудование и вспомогательный инструмент.

В особых случаях отдельные элементы (фрагменты) объёмных сооружений проверяются в лабораторных условиях, обеспечивающих более высокий уровень обследования.

Согласно требованиям пожарной безопасности проверка состояния огнезащиты на эксплуатируемых промышленных объектах должна проводиться не реже чем один раз в год.

При организации указанных мероприятий качество огнезащиты металлических конструкций или их фрагментов в первую очередь оценивается на соответствие требованиям нормативной документации.

При этом также учитываются рекомендации прилагаемых к исходным материалам сертификатов и инструкций, определяющих порядок формирования огнезащиты, а также толщину наносимого слоя.

Для оценки состояния огнезащиты (при измерении толщины термического слоя, в частности), как правило, используется специальный магнитный инструмент.

При составлении окончательного заключения, подготавливаемого по результатам проведённого обследования, в нём обязательно указываются основные характеристики и данные о местонахождении испытуемого объекта (металлической конструкции).

Группы по огнезащитной эффективности

В соответствии с требованиями действующих нормативов для всех объектов промышленного строительства устанавливается показатель эффективности огнезащиты, определяемый как время нагрева металла до критической температуры.

Согласно этому показателю все известные сооружения делятся на семь групп, каждая из которых определяется по результатам специальных обследований, проводимых по методу НПБ 236-97.

Согласно этой методике для классификационных испытаний металлический конструкций применяется специальная установка, предназначенная для определения показателя огнестойкости по ГОСТ 30247.0.

При реализации методики на поверхности конструкции устанавливаются термопары, обеспечивающие регистрацию распределения температур на различных участках металлической поверхности.

При проведении испытаний фиксируется временной промежуток, за который металл нагревается до критической температуры, характерной для условий пожарной ситуации (примерно 500 градусов).

С данными по этому показателю, определяемому в условиях нагревания металлических заготовок до критических температур, можно ознакомиться в таблице.

В случае применения специальных средств огнезащиты (огнеупорных красителей и им подобных) при их вспучивании образуется предохраняющий слой.

В ряде ситуаций толщина этого слоя бывает достаточной для того, чтобы увеличить показатель огнезащитной эффективности металлических конструкций до 240 минут.

Стоимость огнезащитных работ определяется такими типовыми показателями, как площадь защищаемого объекта и пределы огнестойкости составляющих его элементов.

Огнезащита металлоконструкций — способы и составы для нанесения защитных покрытий

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.

На какие конструкции здания наносятся защитные материалы

Для минимизации последствий пожара и обеспечения долговременной способности сохранять форму и нести нагрузки конструктивная огнезащита металлических конструкций наносится:

На несущие конструкции здания — колонны, подпорки, балки;
Кровельные системы постройки — стропильная часть, балки усиления, стяжные элементы систем, обрабатывается металлоконструкция кровли;
Каркасные детали сооружения — надстройки, мансардные помещения, чердачные помещения, межэтажные перекрытия;
Детали стеновых колон и балок межэтажных перекрытий все остальные элементы конструктивно составляющие несущие элементы и системы обеспечения безопасности.

Отдельно принимаются меры по усилению конструктивной огнезащиты узлов соединения несущих элементов каркаса постройки.

Нанесение защитного слоя штукатурки

Конструктивная огнезащита металлических конструкций в равной степени касается как производственных, так и офисных и жилых помещений. Высокие санитарные требования и нормативы пожарной безопасности требуют обеспечения защиты и таких систем, как вентиляция и внутренние трубопроводы здания, а значит и эти металлоконструкции нужно наносить противопожарную окраску.

Условия нанесение защиты на основные элементы здания, требуют, чтобы соблюдался нормативный показатель предельных норм стойкости этих элементов в соответствии с мировой классификацией:

Для стен, основных несущих элементов сооружения, колонн — R120;
Для перекрытий межэтажных, чердачных, подвальных помещений —R160- R45;
Настил с утеплителями —R 30;
Для ферм, балок и прогонов кровели — R 30;
Для лестничных клеток — R120-R90;
Для лестничных маршей и площадок внутренних лестниц — R60-R45;

Где R — означает обозначение потерю конструкцией своей несущей способности, а цифры время начиная с момента воздействия огня на металл и до достижения критической отметки температуры, при котором начинается неотвратимая деформация.

При этом самый малый коэффициент имеет постройки ІV степени огнестойкости — R15.

Виды защитных конструкций и технологий установки

Нанесение огнезащиты на металл сегодня рассматривается как комплексный, системный подход для достижения необходимого запаса прочности. На сегодняшний день наиболее эффективными видами такого подхода выступают:

Нанесение на поверхность металлических изделий и конструкций специальных термозащитных покрытий и облицовок;
Конструктивная защита металлических конструкций в виде создания дополнительных защитных экранов, подвесных потолочных систем;
Установка специальных систем, позволяющих, заполнить внутренний объем металлических элементов составом, который может выполнять роль и теплоносителя, и средства пожаротушения.

Огнезащита конструкций с применением специальных термостабильных рецептур и покрытий предусматривает нанесение многослойного полимерного покрытия из термостойкого состава. Многослойная окраска предусматривает как обеспечение нужный уровень пожаробезопасности, так и защиты металла от коррозии.

Огнезащитное покрытие металлоконструкций, реализуемое установкой дополнительных щитов термозащиты из базальтового волокна или минеральной ваты с последующим закрытием этого стоя декоративными элементами облицовки.

Заполнения теплоносителем полых элементов выполняется по специальному проекту, превращая таким образом, колонны и опоры в противопожарный резервуар. И, хотя эта технология имеет очень высокую эффективность из-за дороговизны на сегодняшний день используется редко.

Нанесение огнезащиты термозащитными составами

Обработка больших поверхностей осуществляется методом нанесения лакокрасочных составов на основе полимерных соединений на металл. Принцип действия большинства таких термозащитных составов основан на реакции отдельных ингредиентов покрытия на изменение температуры. При значительном повышении температуры или, когда огонь переходит на металл краска начинает вспучиваться — увеличиваясь в объеме. К примеру, при толщине огнезащитного слоя в 1 мм при коэффициенте увеличения 50 — слой увеличивается в объеме, в результате чего получается защитное покрытие толщиной 50 мм. Удобство нанесения такого состава заключается в возможности обработки большого объема при помощи краскопульта и получения равномерного слоя покрытия даже в самых труднодоступных местах. Краска обладает всеми качествами обычной краски для внутренних работ, но при этом срок службы такого покрытия внутри помещения достигает 10 лет.

Установка термозащитных экранов

Для воздуховодов, систем кондиционирования и вентиляции в качестве утеплителя часто используется базальтовая вата с фольгированной поверхностью. Свойства каменной ваты как утеплителя при этом дополняются защитным экраном из фольги при этом теплопотери внутри воздуховодов получаются минимальными. Подобный принцип заложен и при установке экранов из стекловаты и базальтового полотна и на металлический каркас здания. Для защиты от повышенной температуры применяются несколько видом защитного материала и специальных технологий его монтажа.

Самый простой метод — это оклейка тонкими пластинами или рулонным фольгированным покрытием всей поверхности. На металл наносится мастика и уже на нее клеится фольгированный минеральный материал. Высокая степень защиты металла от температуры достигается использованием более плотного полотна и отражающими свойствами фольги. Чтобы повысить пожаробезопасность можно дополнительно использовать стальной лист для устройства наружного защитного кожуха.

Более сложный метод, это устройство защитного короба вокруг несущих балок или сварных рамных балок и колонн из толстого утеплителя. Наружная часть такой сендвич панели утепляется при помощи тонких листов металла или штукатурным составом, поверху проводится окрашивание жаростойкими лакокрасочными составами. Для нанесения рекомендуются составы серии мetal жаростойкие и пожаробезопасные краски и лаки от производителя nobel. Также рекомендуется использовать продукцию торговой марки akzo – жаростойкие и термозащитные краски.

Внимание! Жаростойкие лакокрасочные составы позволяют сохранять качество слоя краски при высокой температуре, при этом нужно помнить, что это все-таки горючий материал. Противопожарная краска под воздействием температуры или огня увеличивается в объеме, создавая таким образом преграду для температурного воздействия на металл.

Нанесение огнезащитной штукатурки

Защита опорных колон, стеновых и внутренних колон поддерживающих балки межэтажного перекрытия может быть выполнена в виде штукатурки.

Термозащитные свойства штукатурного состава, нанесенного на опору толщиной 30 мм, обеспечивают защиту металла от нагрева в течение 30-45 минут. Нагрев металла в это время происходит до температуры 100-120 градусов. В течение следующих 30 минут температура поднимается до 300 градусов. Для работ используются составы файрекс, кнауф, феникс. Кроме металла штукатурки используются для защиты дерева и бетона.

Установка теплоизоляции из минеральной ваты

При устройстве многослойного вида теплоизоляции из минеральной ваты плотностью 165 кг м3 толщиной 90 мм и верхнего декоративного слоя штукатурки динамика нагрева металла будет следующей:

0-1 час — температура металла достигает показателя 100 градусов;
1-1,5 час — повышение температуры до 300 градусов;
1,5-2 часа — температура повышается до 400 градусов;

После оштукатуривания проводится покраска жаростойкой краской. Самыми популярными продуктами такого вида продуктов является продукция rockwool – базальтовые фольгированные рулоны, stoebich – системы превентивной защиты, противопожарные шторы, технониколь — рулонные защитные материалы и мастики для монтажа.

Установка гипсокартонных плит

Среди наиболее эффективных методов защиты, несущих колон и балок, выступает установка гипсокартонных плит. Гипс сам по себе является отличным теплоизоляционным и защитным материалом, и если установить несколько плит для создания защитного щита толщиной общей толщиной 50 мм динамика роста температуры металла будет выглядеть следующим образом:

В первые 30 минут с момента начала возгорания температура плавно достигнет показателя в 100 градусов;
На протяжении последующих 1,5 часов температура существенно не изменится и будет колебаться в районе 100-130 градусов;
Примерно через еще 30 минут она достигнет 200, а спустя еще 10-15 минут и 300 градусов.

Как видно гипсокартон — это лучший защитный тип материала по сравнению с другими видами огнестойких материалов. Такой конструктивный метод установки пожаробезопасного покрытия может быть применен и для защиты бетона и деревянных элементов здания. Среди производителей самым популярным на рынке является кнауф, производящая гипсокартонные листы, шпаклевочные смеси и штукатурные составы.

Технологии и материалы для огнезащиты

В практической плоскости проведение работ по огнезащите металлоконструкций нормативными документами регламентируется как обязательный элемент проекта сооружения. Для него обязательно разрабатывается полный пакет технической документации — чертеж, проводится расчет, реферат для согласования, смета с указанием расценок и всего перечня работ согласно гост.

Как правило, первичная противопожарная обработка проводиться на этапе строительства. Однако в процессе эксплуатации пожарная инспекция может внести исполнительный лист с требованием привести в соответствие нормам безопасности теплозащиту как отдельных помещений, так и всего объекта. В таком случае работы могут проводится и самостоятельно, узловым моментом здесь будет выступать правильность и очередность выполнения операций технологии.

Подобрать наиболее приемлемый вид материала и способ его установки поможет видео процесса работ с разными материалами:

Нанесение защитных покрытий альпром

Нанесение покрытий на несущие элементы краской Оберег

Технология огнезащитной обработки несущих металлоконструкций

Правильно провести расчет необходимого материала поможет онлайн -калькулятор, а более детально определить каждый раздел сметы и товарный пункт поможет использование инженерных программ, размещенных на форуме dwg.

Огнезащита стальных несущих конструкций

Характеристика металлических конструкций и требования к их огнестойкости

В соответствии с требованиями СНиП 21-01-97, здания делятся на 5 степеней огнестойкости в зависимости от значений пределов огнестойкости основных строительных конструкций, принимаемых в часах или минутах, и пределов распространения огня по ним, принимаемым в сантиметрах. Нормированию подлежат: стены, перегородки, колонны, элементы лестничных клеток, перекрытий и покрытий. При несоответствии хотя бы одного из элементов здания (сооружения) требуемым значениям степень огнестойкости всего здания уменьшается до степени огнестойкости, где значение фактического предела огнестойкости не менее требуемого.