СНИП огнезащита металлических конструкций

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.

СНИП огнезащита металлических конструкций

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

ЗАЩИТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И

СООРУЖЕНИЙ ОТ КОРРОЗИИ

РАЗРАБОТАНЫ институтом Проектхимзащита Минмонтажспецстроя СССР (В.А. Соколов, канд. техн. наук В.П. Шевяков, В.Э. Радзевич, В.Д. Любановский, О.К. Сорокина) с участием Госхимпроекта Госстроя СССР (Л.М. Волкова), НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук Е.А. Гузеев), ЦНИИпроектстальконструкции им. Мельникова Госстроя СССР (д-р техн. наук А.И. Голубев, канд. техн. наук Г.В. Оносов) и Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова Минжилкомхоза РСФСР (канд. техн. наук Э.И. Иоффе).

ВНЕСЕНЫ Минмонтажспецстроем СССР.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Главтехнормированием Госстроя СССР (Д.И. Прокофьев).

С введением в действие СНиП 3.04.03-85 «Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии» утрачивают силу СНиП III-23-76 «Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии».

При пользовании нормативным документом следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале «Бюллетень строительной техники», «Сборнике изменений к строительным нормам и правилам» Госстроя СССР и информационном указателе «Государственные стандарты СССР» Госстандарта.

Строительные нормы и правила

Защита строительных конструкций и сооружений

Настоящие нормы и правила распространяются на строительство новых, расширение, реконструкцию и техническое перевооружение действующих предприятий, зданий и сооружений и должны соблюдаться при устройстве антикоррозионных покрытий металлических, бетонных, железобетонных и кирпичных строительных конструкций, а также технологического оборудования при нанесении покрытий для защиты от коррозии, возникающей под воздействием агрессивных сред промышленных производств и грун товых вод.

Настоящие нормы и правила устанавливают общие технические требо вания к производству работ в условиях строительной площадки.

Атмосферостойкие защитные покрытия, предохраняющие от воздействия солнечной радиации, осадков и пыли, морской атмосферы, должны выполняться согласно требованиям СНиП по устройству кровель, гидроизоляции, пароизоляции и теплоизоляции, а также по устройству отделочных покрытий строительных конструкций.

Настоящие нормы и правила не распространяются на работы по антикоррозионной защите:

металлических подземных сооружений, возводимых в вечномерзлых и скальных грунтах;

стальных обсадных труб, свай и технологического оборудования, на сооружение которых разработаны специальные технические условия;

сооружений тоннелей и метрополитенов;

электрических силовых кабелей;

металлических и железобетонных подземных сооружений, подвергающихся коррозии от блуждающих электрических токов;

магистральных нефтепродукто- и газопроводов;

коммуникаций и обсадных колонн скважин промыслов нефти и газа;

Данные нормы и правила не распространяются также на технологиче ское оборудование, нанесение защитных покрытий на которое в соответствии с ГОСТ 24444—80 предусмотрено предприятиями-изготовителями.

Внесены Минмонтажспецстроем СССР

постановлением Госстроя СССР

от 13 декабря 1985 г. № 223

Защитные покрытия технологического оборудования должны наноситься, как правило, в заводских условиях.

Нанесение защитных покрытий на технологическое оборудование непосредственно на месте его монтажа допускается:

штучными кислотоупорными материалами, химически стойкими: полимерными листовыми материалами и слоистыми пластиками (стеклоткань, хлориновая ткань и др.), мастичными составами и лакокрасочными материалами на основе эпоксидных и других смол;

гуммированием открытым способом нестандартизированного оборудования, изготовляемого на монтажной площадке.

В заводских условиях наносятся защитные покрытия стальных трубопроводов и емкостей для хранения и транспортирования сжиженного газа. прокладываемых и монтируемых на территории городов и населенных пунктов.

Нанесение защитных покрытий на стальные трубопроводы и емкости на месте их сооружения допускается при:

изоляции сварных стыков и мелких фасонных частей;

исправлении мест повреждения защитного покрытия;

изоляции емкостей, монтируемых на месте установки из отдельных элементов.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Работы по защите строительных конструкций и сооружений, а также технологических аппаратов, газоходов и трубопроводов от коррозии следует выполнять после окончания всех предшествующих строительно-монтажных работ, в процессе производства которых защитное покрытие может быть повреждено.

Порядок выполнения антикоррозионной защиты указанных конструкций до их установки в проектное положение, а также защиту верхней (опорной) части фундаментов до начала монтажных работ следует устанавливать в технологических картах на эти работы.

1.2. Антикоррозионная защита оборудования, как правило, должна выполняться до монтажа съемных внутренних устройств (мешалок, нагревательных элементов, барботеров и др.). При поставке оборудования с предприятия-изготовителя со смонтированными внутренними устройствами они должны быть демонтированы до начала антикоррозионных работ.

1.3. Производство антикоррозионных работ при наличии внутренних устройств в оборудовании или монтаж их до окончания антикоррозионных работ допускается только по согласованию с монтажной организацией, выполняющей антикоррозионную защиту.

1.4. При приемке от предприятий-изготовителей стальных строительных конструкций, а также технологического оборудования должно быть освидетельствовано нанесенное на них антикоррозионное покрытие, предусмотренное стандартами или техническими условиями.

1.5. Сварочные работы внутри и снаружи металлических аппаратов, газоходов и трубопроводов, включая приварку элементов для крепления теплоизоляции, должны быть закончены до начала антикоррозионных работ.

1.6. Испытания на герметичность оборудования проводят после окончания монтажа корпуса и подготовки металлической поверхности под антикоррозионную защиту в соответствии с п. 2.1.

1.6.1. Подготовку поверхностей емкостных бетонных и железобетонных сооружений (в том числе поддонов оросительных холодильников) под защитные покрытия следует выполнять до их испытания на герметичность в соответствии с требованиями СНиП 3.05.04-85.

1.7. Все швы каменной кладки при защите поверхностей каменных и армокаменных конструкций мастичными покрытиями должны быть расшиты, а при защите лакокрасочными покрытиями поверхности этих конструкций должны быть оштукатурены.

1.8. Работы по нанесению защитных покрытий, как правило, следует выполнять при температуре окружающего воздуха, защитных материалов и защищаемых поверхностей не ниже:

10 °С — для лакокрасочных защитных покрытий, приготовленных на основе природных смол; мастичных и шпатлевочных покрытий из силикатных материалов; оклеечных защитных покрытий на основе битумно-рулонных материалов, полиизобутиленовых пластин, пластин „Бутилкор-С», дублированного полиэтилена; гуммировочных покрытий; облицовочных и футеровочных покрытий, устанавливаемых на кислотоупорных силикатных замазках, на мастиках битуминоль; для кислотоупорного бетона и силикатополимербетона;

15 °С — для лакокрасочных армированных и неармированных покрытий, а также наливных покрытий материалами, приготовленными на синтетических смолах; мастичных покрытий из наирита и герметиков, приготов ленных на основе синтетических каучуков; покрытий из листовых полимерных материалов; облицовочных и футеровочных покрытий, выполняемых на замазках арзамит, фуранкор, полиэфирных, эпоксидных и смешан ных эпоксидных смол; полимербетона; для цементно-полистирольных, цементно-перхлорвиниловых и цементно-казеиновых обмазок;

25 °С— для нанесения покрытий „Полан».

При необходимости допускается выполнение отдельных видов защитных покрытий при более низких температурах с учетом специально разработанной для этих целей технической документации, согласованной в установленном порядке.

1.9. В зимнее время антикоррозионные работы следует производить в отапливаемых помещениях или укрытиях. При этом температура воздуха, защитных материалов и защищаемых поверхностей должна соот ветствовать требованиям п. 1.8.

При использовании полимерных липких лент и оберточных материалов, предназначенных для изоляции трубопроводов и емкостей в зимнее время, ленты и обертки перед нанесением необходимо выдерживать не менее 48 ч в помещении с температурой не ниже 15 °С.

1.10. Не допускается устройство защитных покрытий на открытых аппаратах, сооружениях, трубопроводах, газоходах и строительных, конструкциях, находящихся вне помещений во время атмосферных осадков. Непосредственно перед нанесением защитных покрытий защищаемые поверхности должны быть просушены.

1.11. Места вынужденных вскрытий должны быть заделаны покрытиями того же вида. Оклеечные покрытия должны быть при этом усилены дополнительным слоем, перекрывающим места вскрытия не менее чем на 100 мм от кромок.

1.12. Не допускается выравнивание бетонной поверхности материалами, предназначенными для защитных покрытий.

1.13. Во время производства работ по антикоррозионной защите, выдержки готовых защитных покрытий, хранения и перевозки конструкций и оборудования, имеющих защитные покрытия, должны приниматься меры к предохранению этих покрытий от загрязнения, увлажнения, механических и иных воздействий и повреждений.

1.14. Антикоррозионная защита должна выполняться в следующей технологической последовательности:

подготовка защищаемой поверхности под защитное покрытие;

нанесение грунтовки, обеспечивающей сцепление последующих слоев защитных покрытий с защищаемой поверхностью;

нанесение защитного покрытия;

сушка покрытия или его термообработка.

1.15. Работы с кислотостойкими батонами должны выполняться в соот ветствии с требованиями, изложенными в СНиП II-15-76.

2. ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ

ПОДГОТОВКА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ

2.1. Металлическая поверхность, подготовленная к производству антикоррозионных работ, не должна иметь заусенцев, острых кромок, сварочных брызг, наплывов, прожогов, остатков флюса, дефектов, возникающих при прокатке и литье в виде неметаллических макровключений, раковин, трещин, неровностей, а также солей, жиров и загрязнений.

2.2. Перед нанесением защитных покрытий поверхности стальных строительных конструкций, аппаратов, газоходов и трубопроводов следует очистить от оксидов струйным способом с применением дробеструйных установок, механическими щетками или преобразователями ржавчины. Способы очистки поверхности указывают в технической документации.

2.3. Поверхности стальных строительных конструкций, предусмотренных к обработке преобразователями (модификаторами) ржавчины, должны очищаться только от отслаивающихся пленок ржавчины или окалины. Допускаемая для модификации толщина продуктов коррозии, как правило, составляет не более 100 мкм.

2.4. Степень очистки от оксидов металлических строительных конструкций и оборудования, подлежащих антикоррозионной защите, должна соответствовать виду защитного покрытия, приведенного в табл. 1.

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

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.