Способы повышения огнезащиты металлических конструкций

• Какие металлоконструкции подлежат огнезащите
• Рекомендации по применению огнезащитных покрытий для металлических конструкций
• Периодичность обработки металлоконструкций
• Виды и способы огнезащиты конструкций из металла
• Огнезащитные материалы и составы

Особое внимание к разработке мероприятий в области противопожарной защиты обусловлено лидерством пожаров среди ЧС техногенного характера. Изначально не все строительные конструкции обладают необходимым уровнем стойкости к воздействию открытого пламени, высокой температуры, тепловых потоков во время пожара. Комплекс мер, направленный на обеспечение пожарной безопасности, не даст ожидаемого эффекта, если не будет обеспечена требуемая огнестойкость конструктивных элементов.

Повышение огнестойкости металлических конструкций одним из доступных способов — обязательное условие обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений. 

Какие металлоконструкции подлежат огнезащите

Согласно действующим нормам пожарной безопасности (НПБ) обработке с целью повышения огнезащитных свойств подлежат медные, алюминиевые детали, а также изделия из конструкционной или легированной стали. Низкие пределы огнестойкости и склонность к деформации — причина повышенного внимания к элементам из цветных металлов.

Стальной прокат, из которого изготовлены строительные металлоконструкции, не относится к категории легковоспламеняемых материалов. Однако при интенсивном термическом воздействии металл быстро деформируется, теряя свои прочностные характеристики, что приводит к ослаблению всего сооружения, вплоть до обрушения. Критической температурой, при которой происходит потеря несущей способности стальных конструкций, считают +500°С.

Защиту от огня должны иметь все открытые, опорные, несущие металлоконструкции, имеющие важное конструктивное значение, обеспечивающие целостность здания, а также узлы соединений, крепления.

В обязательный перечень входят:

• столбы, косынки, опорные колонны;
• балки, двутавры, прогоны, фермы;
• полностью или частично изготовленные из металла лестничные марши;
• направляющие конструкции противопожарных стен;
• металлические детали кровли;
• подпорки, каркасные детали.

В защите нуждаются элементы установленных противопожарных ограждений.

Рекомендации по применению огнезащитных покрытий для металлических конструкций

При пожаре стальные конструктивные элементы, лишенные огнезащиты, не смогут противостоять разрушительному действию высоких температур. Собственная степень огнестойкости металлических конструкций относительно невелика — для существенной деформации типовых балок в результате сильного воздействия пламени хватает 3 – 5 минут.

Для повышения предела пожаростойкости используют специальные покрытия. Материалы для огнезащиты конструкций изолируют защищаемую поверхность от воздействия критических показателей температур, сохраняя элементы в рабочем состоянии. 

Виды и критерии выбора огнезащиты регламентируется законодательством. К применению на любом строительном объекте допускается только сертифицированная продукция с полным пакетом обязательных документов. При подборе подходящих материалов учитывают огнестойкость сооружения.

Мероприятия по обеспечению огнезащиты металлических конструкций выполняются согласно установленным правилам выполнения работ:

• к окрашиванию специальной краской допускаются только тщательно очищенные, прогрунтованные поверхности;
• при обработке конструкционной стали окрашиванию предшествует нанесение антикоррозионных средств;
• базовое покрытие должно иметь несколько слоев;
• очередной слой кладут после полного высыхания предыдущего;
• при работе с жидкими смесями потребуются кисти, валики, пульверизаторы;
• следует избегать контакта рабочих составов с водой или техническими жидкостями;
• огнезащитные конструкции фиксируют специальными метизами, которые должны обеспечить надежность крепления под воздействием критических температур;
• для оштукатуривания могут использоваться цементно-песчаный раствор, термостойкие минеральные заполнители, составы, содержащие вяжущие, газообразующие и огнестойкие ингредиенты; 
• краски и пропитки, нанесенные верхним слоем, помогают защитить штукатурку от влаги и УФ;
• толстый слой штукатурки предполагает использование армирующих сеток.

С учетом целесообразности и совместимости нормативами определяется возможность комбинирования различных методов огнезащиты.

Периодичность обработки металлоконструкций

Рекомендации и требования, касающиеся периодичности обработки с целью усиления огнезащиты металлических конструкций, содержатся в соответствующих нормативно-правовых документах.   

Возможные варианты:     

• не реже 2 раз в год, если отсутствуют указания изготовителя;
• в срок, обозначенный изготовителем в гарантийных документах или технической документации;
• при обнаружении нарушений дату определяет пожарный инспектор, оформляя предписание.

Средний срок действия огнезащитных средств для металлических изделий больше, чем для деревянных элементов, и может достигать 10 — 20 лет. 

Виды и способы огнезащиты конструкций из металла

НПБ установлено минимальное время воздействия огня для различных сооружений — жилых помещений, промышленных предприятий, спортивных объектов. 

Основная задача огнезащиты металлических конструкций — увеличение времени, необходимого на их нагрев до критических отметок. 

Способы повышения пределов огнестойкости конструкций из металла до нормируемых значений, а также виды покрытий отражены в таблице.

Обеспечить эффективную огнезащиту можно путем установки специальных каркасов, экранов, блокирующих распространение огня и ограничивающих движение пламени по направлению к целевому объекту. 

Конструктивные методы не всегда экономически оправданы и технически реализуемы — часто несущие конструкции должны оставаться открытыми, их нельзя закрывать бетоном или кирпичной кладкой.

Неконструктивные методы защиты металлоконструкций имеют определенные преимущества: 

• простота и скорость нанесения; 
• минимальная нагрузка на защищаемые поверхности;
• высокие декоративные качества. 

Однако при выборе такого способа действия нужно учесть необходимость тщательной подготовки поверхностей — очистки от ржавчины, обезжиривания и грунтовки. Тонкослойные покрытия сохраняют свою эффективность в течение ограниченного времени, требуя периодического обновления или проведении повторной обработки. 

Защита всегда реализуется согласно установленным ГОСТам, расчетам специалистов и утвержденному проекту с применением типовых и нестандартных решений.

Огнезащитные материалы и составы

Наносить огнезащитные составы нужно на этапе строительства.

Для эффективного выполнения возложенных на огнезащитные материалы функций, они должны соответствовать определенным требованиям:

• сохранять структурную целостность на протяжении всего периода службы;
• соответствовать действующим в отрасли нормативам;
• демонстрировать стойкость к различным внешним условиям.

Товар нужно хранить и перевозить в герметичной упаковке, исключающей воздействие на материал внешних факторов.

Продукция классифицируется по:

• месту использования — внутри или снаружи объекта;
• устойчивости по отношению к факторам внешней среды — нанесение в теплом, холодном или специально обустроенном помещении;
• специфике применения — самостоятельное или в сочетании с другими средствами;
• определению, характеристикам материала — какой вид стали использован.

Тонкослойные материалы для огнезащиты металлических конструкций наносятся непосредственно на поверхность, создавая тонкий слой, не затрагивая структуры стали.

Основные виды:

1. Краски

• вспучивающиеся: при нагреве образуют коксовое покрытие, значительно увеличиваясь в объеме и выделяя антипирены — вещества для самозатухания;
• невспучивающиеся: основным компонентом состава, поглощающего тепло, выделяющего ингибиторы, негорючие газы, воду, выступают силикаты, «жидкое стекло». 

Особо востребованы вспенивающиеся огнезащитные краски, которые более эффективны по сравнению с невспучивающимися составами.

1. Лаки

Представляют собой тонкую пленку, объем которой при повышении температуры увеличивается в несколько раз. В итоге образуется закоксованная корка, ограничивающая доступ пламени к поверхности. Сама поверхность сохраняет относительно нормальную температуру, потому что процесс вспучивания идет с поглощением тепла.

1. Пасты, обмазки, мастики

Толщина образуемого покрытия составляет около 2 см. Отличие материалов этой группы от лаков и краски — большая дисперсность. Среди ингредиентов — вермикулит, глины, вяжущие вещества, химические добавки.

1. Огнеупорные грунтовки, штукатурки тонких слоев

Из-за неспособности состава проникнуть вглубь поверхности в отношении металлоконструкций не применяют пропитки.

Конструктивные методы, повышающие пределы огнестойкости металлоконструкций видоизменяют весь объект, а не только меняют внешний вид поверхности. 

Для создания требуемого покрытия применяются:

1. Штукатурка.
2. Кирпичная кладка, бетонирование.
3. Плиты ограждения с наполнением из минваты, стеклоткани, противопожарных порошков или аналогичных составов.
4. Листовые, рулонные материалы, обмотки с базальтом, стекловолокном, алюмофольгой.
5. Толстослойная напыляемая изоляция.
6. Защитные экраны, подвесные потолки.

Монтаж металлоконструкций предполагает использование крепежных элементов и обустройство технологических узлов, требующих повышенной огнезащиты. 

С этой целью используют:

• Огнезащитную пену

Представляет собой двухкомпонентный полимерный состав, закрывающий кабельные проемы, монтажные зазоры. Пена полностью изолирует узел, обеспечивая пожаростойкость.

• Противопожарные муфты

Это устройства, которые препятствуют распространению пламени. Сборные изделия, состоящие из корпуса, фиксатора, а также вспенивающегося наполнителя, крепят к полу, потолку или стене. На фоне сверх высоких температур происходит расширение вкладыша — образующаяся смесь заполняет рабочее пространство, блокируя распространение огня.

• Уплотнительные ленты

Во время пожара обеспечивают защиту дверным, оконным проемам. При производстве лент используют термореактивные присадки, активизирующие процесс вспенивания состава под воздействием вызванных пожаром высоких температур. Образующаяся смесь не поддерживает горение, исключая неконтролируемое распространение огня.

Согласно действующим НПБ для жилых, административных зданий I или II степеней огнестойкости разрешены к применению лишь конструктивные способы огнезащиты несущих металлоконструкций.