Конструктивная огнезащита сооружений. Конструктивная огнезащита или тонкослойные огнезащитные покрытия

Огнезащита металлических конструкций представляет собой такой элемент, которому в преимущественном большинстве случаев принято уделять особое внимание. При этом нужно правильно понимать, что она собой представляет и где она нужна.

Зачем она нужна?

Несущие балки, двутавры, колонны и прочие элементы в условиях пожара могут вести себя практически непредсказуемо. При этом не стоит забывать о том, что главной их задачей является выполнение своего прямого предназначения - удерживать здание в течение максимально длительного времени, предотвращая любые риски обрушения.

Металл сохраняет свою крепость ровно до того времени, пока его температура равна температуре окружающей среды. Многие не знают об этом факте. А если его разместить в среде высоких температур, с течением времени он станет гибким и пластичным. Поэтому, если не используется специализированная огнезащита металлических конструкций, в огне он не продержится даже 3-5 минут.

Плавясь и сгибаясь, он наносит повреждения изначальной конструкции зданий и сооружений, провоцируя обрушение, когда люди еще не успели полностью эвакуироваться. Это, соответственно, оборачивается их гибелью. Именно по данной причине огнезащита металлических конструкций является одним из наиболее важных элементов, учитываемых в процессе разработки безопасности каждого здания. Однако нужно правильно понимать, как и когда она обеспечивается.

Что это такое?

Далее мы рассмотрим, когда возможна огнезащита металлических конструкций. На сегодняшний день используются самые разнообразные строительные методы, с помощью которых обеспечивается огнезащита, такие как обкладка кирпичами, штукатурка по сетке и еще множество других, но в данном случае мы рассматриваем нестроительные технологии, которые могут учитываться любыми архитекторами и проектировщиками.

Как это реализуется?

По СНИП огнезащита металлических конструкций в первую очередь должна обеспечиваться зданиям и сооружениям, в которых различные металлические несущие элементы являются открытыми. При этом нет возможности их нормально закрыть или же используется дизайнерский ход архитектора. Таким образом, мы имеем здание, у которого есть не защищенные никакими средствами несущие металлические конструкции. В данном случае по СНИП огнезащита металлических конструкций осуществляется путем нанесения на них специализированной огнезащитной краски. В данном случае это не только самый эффективный, но и, в принципе, единственно возможный способ.

Казалось бы, все предельно просто: покупаем огнезащитную краску и красим ею доступную поверхность. На первый взгляд может показаться, что такие способы огнезащиты металлических конструкций могут использоваться обыкновенными малярами или дешевыми работниками. На самом же деле эта простота является только кажущейся и поверхностной.

Чтобы обеспечить полноценное выполнение этого проекта огнезащиты, нужно точно знать то, какое количество слоев краски должно укладываться на те или иные элементы, просчитать предел огнестойкости металлических конструкций без огнезащиты, а также предотвратить возможность растрескивания или отслоения материала в процессе сушки.

Проектирование

Не стоит забывать о том, что сами по себе специализированные краски являются не такими дешевыми. Это только одна из причин, заставляющих разрабатывать проект по обеспечению огнезащиты конструкций. С помощью данного проекта можно будет понять, насколько низким является металлических конструкций без огнезащиты, какое количество краски потребуется для его увеличения, а также сколько слоев материала должно наноситься на те или иные элементы.

Профессиональные специалисты занимаются детальной оценкой всех нагрузок, которые воздействуют на конкретные конструкции, рассчитывают огнестойкость, а также время, на протяжении которого они могут выполнять свою прямую функцию в огне. После этого осуществляется расчет недостающего времени и проводятся вычисления требуемой толщины слоя защиты. Именно так осуществляется проектирование и определение цены проводимых работ, после чего уже специалисты приступают к реализации намеченного плана.

Как проводится нанесение?

Материалы для огнезащиты металлических конструкций наносятся при помощи специализированных безвоздушных агрегатов. Причем их нанесение осуществляется только в один слой определенной толщины. Главная особенность здесь заключается в том, что если огнезащитный материал будет нанесен слишком тонким слоем, то при наличии малейшего высыхания краска начнет завиваться и лопаться, а в противном случае она просто не будет успевать высыхать. Это приведет к ее опаданию с конструкции. Именно поэтому профессиональными специалистами в соответствии с государственным стандартом (ГОСТ) огнезащита металлических конструкций наносится определенным слоем, после чего ему дается время для частичного высыхания, а далее наносится следующий слой. Затем путем повторения данной процедуры достигается требуемая толщина.

Стоит отметить тот факт, что каждый слой огнезащитной краски находится под пристальным контролем не только в мокром, но еще и в сухом остатке, а также осуществляется проверка коэффициента усадки. Помимо всего прочего, сухой слой также контролируется при помощи специализированного электромагнитного вихревого толщиномера. При наличии действительно качественного и правильного выполнения всего спектра необходимых процедур, начиная от разработки проекта и заканчивая непосредственным нанесением материала, в конечном итоге покрытие сможет прослужить более пятидесяти лет.

Основные особенности

Металлы по своей структуре являются довольно чувствительными к огню и в принципе высоким температурам. Именно поэтому все процедуры осуществляются только в соответствии с заранее установленным сводом правил (СП). Огнезащита металлических конструкций должна проводиться по той причине, что сам по себе металл очень быстро нагревается. Это приводит к существенному снижению его прочностных свойств. В связи с данным фактом металлоконструкции представляют собой наиболее уязвимый элемент любого здания в процессе возникновения пожара, и это с учетом того, что их принято использовать в современном строительстве практически повсеместно.

Мало кто правильно понимает, что у стального каркаса предел огнестойкости является достаточно низким и его значение колеблется в районе 0,1-0,4 часа, а в соответствии с существующими нормами огнестойкость любой строительной конструкции должна находиться в районе 0,5-2,5 часа в зависимости от того, какой конкретно рассматривается тип здания, и именно поэтому требуется огнезащита металлических конструкций. Требования же к нанесению таких материалов регулируют правильность их использования, а также позволяют сделать так, чтобы в конечном итоге действительно удалось добиться необходимых результатов.

Причины

Главная суть огнезащиты металлоконструкций заключается в том, чтобы на поверхности металла создавался специализированный теплоизолирующий экран. Он способен удерживать высокие температуры, а при необходимости также не позволяет действовать на материал огню. Такой экран существенно замедляет процедуру нагревания металлических конструкций в случае возникновения пожара. Благодаря этому предоставляется время, необходимое для дальнейшей эвакуации и спасения жизней многих людей.

Существует множество методов, которыми осуществляется огнезащита металлических конструкций. Составы наносятся как традиционными способами наподобие штукатурки стен специальными растворами, бетонирования или же наложения кирпичной кладки, так и более современными, основанными на применении облегченных заполнителей и материалов, включая минеральное волокно, вспученный перлит или же всевозможные теплоизоляционные материалы. Цена же данной процедуры непосредственно зависит от того, какой конкретный метод использовался в определенной ситуации.

Классификация методов

Конструктивная огнезащита металлических конструкций осуществляется несколькими современными методами:

Специальные огнезащитные покрытия. Они изготавливаются из цемента, жидкого стекла, а также минерального гранулированного волокна.
Применение всевозможных вспучивающих огнезащитных красок, представляющих собой довольно сложную систему, включающую в себя органические и неорганические компоненты. Их основное действие полностью основывается на вспучивании состава под воздействием высоких температур и дальнейшем образовании теплоизолирующего пористого слоя, толщина которого составляет всего несколько сантиметров.

Огнестойкость металлических конструкций без огнезащиты является достаточно низкой, но при помощи таких методов специалисты безо всякого труда увеличивают ее до требуемого значения 0,75-2,5 часа в зависимости от того, какой наносится слой штукатурки, а также от того, применяется огнезащитная краска или облегченное покрытие. Использование вспучивающих красок в преимущественном большинстве случаев позволяет добиться огнестойкости конструкций продолжительностью более полутора часов.

Особенности нанесения

Нанесение специальных материалов можно разделить на четыре основных этапа:

Подготовка поверхности.
Нанесение грунтовки.
Нанесение специальной краски.
Нанесение покрытия.

Особое внимание в данном случае уделяется подготовке металлических поверхностей для дальнейшей огнезащитной обработки. При неправильной подготовке в дальнейшем покрытие может попросту разрушиться под внутренним или же внешним воздействием, вследствие чего результат проведенной работы окажется нулевым. На практике можно встретить довольно широкое разнообразие возможных состояний металлических поверхностей перед нанесением на них специального покрытия, и даже для тех металлических конструкций, которые еще не бывали в эксплуатации, в соответствии с установленными государственными стандартами определяется четыре основных состояния.

На практике в основном принято использовать два основных метода очистки - механический и химический. Последний предусматривает применение специализированных средств для смывки старой краски и еще массы некоторых других. Механическая же технология предусматривает механизированную или же полностью ручную обработку. Такая очистка осуществляется при помощи абразивного инструмента, крацевания или а главной ее задачей является получение абсолютно чистой поверхности металла с полным отсутствием на ней каких-либо покрытий.

Еще одним обязательным этапом подготовки можно назвать полное обезжиривание поверхности, которое проводится с использованием специализированных органических растворителей. Главной целью данной процедуры является полное удаление с поверхности металла каких-либо неорганических или же органических жиров и масел. Операция проводится непосредственно перед тем, как будет нанесен первый слой покрытия, и в преимущественном большинстве случаев ее принято совмещать с обеспыливанием.

Грунтовка

Первый слой при нанесении любого огнезащитного покрытия - это всегда грунт. Причем в преимущественном большинстве случаев принято использовать акриловый, который считается наиболее универсальным. В основные задачи грунтовки входит обеспечение металла, а также качественная адгезия к поверхности и последующим слоям покрытия.

Нужно подходить к выбору грунта крайне тщательно, если речь идет о дальнейшей огнезащитной обработке. Ведь на рынке можно встретить массу различных продуктов, которые изготавливаются в соответствии с ТУ, а не ГОСТами. В основном грунты, которые производятся по ТУ, отличаются температурой размягчения на уровне 90-100 о С, в то время как рабочая температура огнезащитного покрытия составляет 220-250 о С. Таким образом, грунт в конечном итоге теряет свои свойства, что может спровоцировать его деформацию и дальнейшее отслаивание вместе с нанесенным огнезащитным покрытием. Помимо всего прочего, применение каких-либо дешевых аналогов, производящихся только по ТУ, приведет и к повышенному времени высыхания нанесенного материала, а также снижению или даже полной потере адгезии нанесенного огнезащитного покрытия.

Далеко не все понимают, что крайне важно выдерживать грунт до полного высыхания перед тем, как будет наноситься непосредственно сама огнезащитная краска, так как в противном случае защитное покрытие может просто потрескаться во время эксплуатации. Нанесение специализированных материалов на старые покрытия или же поверхности, предварительно загрунтованные лакокрасочными материалами, которые не рекомендуются производителями огнезащитных красок, впоследствии может спровоцировать ухудшение адгезии, а также вспучивание или же отслаивание нанесенного покрытия.

Она объединяет под собой комплекс технических мероприятий, направленных на улучшение возможности противостоять огню. У строительных конструкций за счет нее возможность возникновения пожара заметно снижается. Степень огнестойкости должна соответствовать установленным нормативам пожарной безопасности.

Конструктивная огнезащита металлоконструкций приводит к ограничению территории распространения пламени. Заметно сокращается уровень задымленности и концентрации ядовитых газов.

Надежная защита от огня. Что это?

Для улучшения показателей стойкости к возгоранию в конструкции могут применяться те или иные материалы. Они могут быть облегченными и наноситься на ту или иную поверхность. После их применения формируется своего рода теплозащитный экран.

Методы создания конструктивной огнезащиты:

Использование штукатурки;

Обкладка кирпичом;

Покрытие бетоном;

Установка различных покрытий.
Главной целью является максимальная защита стальных элементов. Промежуток времени, на протяжении которого эта защита должна оставаться в силе, составляет не больше 150 мин.

Штукатурка, обкладка кирпичом

Указанные методы являются универсальными. Они подходят для использования почти в любых условиях. С другой стороны, они являются довольно трудоемкими. Помимо прочего, вам придется основательно подготовить поверхность объекта.

Конструктивная огнезащита данного вида не всегда может использоваться в отношении сложных конструкций. Оптимальная прочность не может быть гарантирована для защитного слоя, если штукатуркой покрыты фермы или иные сложные составляющие.

Недостатки имеются у обкладки кирпичами. Во-первых, они значительно увеличивают нагрузку на фундамент. Во-вторых, вам приходится тратить гораздо больше времени на процесс строительства в общем. В-третьих, нельзя исключать сложности при последующем ремонте. Конструктивная огнезащита при помощи кирпичей оправдывает себя тогда, когда приходится обрабатывать металлические изделия, а также укреплять их.

Обратите внимание, что классические варианты защиты от огня уже не соответствуют установленным на сегодня нормативам и требованиям. Огнестойкость в должной степени не может быть обеспечена обычными красками. Кирпичная кладка, как и бетонирование, не просто требует больших трудовых затрат, но и увеличивает нагрузку на основание.

Оштукатуривание традиционным способом предполагает послойное армирование. Это представляет дополнительные трудности. Подобная конструкция может покрываться трещинами, как только будут отмечены резкие температурные перепады или вибрации. В конце концов, она разрушится полностью.

Все указанные выше обстоятельства привели к тому, что все чаще используются материалы на основе базальтовых волокон. Нередко они применяются при монтаже воздуховодов. Также они хорошо зарекомендовали себя, когда дело доходит до защиты металлических составляющих у различных построек.

Огнезащита из базальтовых материалов

Подобная методика успела стать привычной. Этому способствовали многочисленные плюсы:

Небольшая себестоимость;

Невысокая цена;

Предельная простота установки.
Срок эксплуатации материала является большим. Он нередко приближается к сроку службы воздуховода. Одновременно с этим приходится говорить об эстетичном внешнем виде базальтовой огнезащиты.

Защита металлических изделий сегодня

За последние несколько лет материалы для огнезащиты стали гораздо совершеннее. Для строительных металлоконструкций часто применяют облегченные материалы. Это волокна, а также теплоизоляционные плиты из базальта.

Конструкции из металла обладают чувствительностью к тепловому воздействию. Они имеют свойство быстро нагреваться при возгорании. Это способствует понижению некоторых характеристик материала. В первую очередь, это справедливо по отношению к прочности металла.

Конструктивная огнезащита с использованием базальта основана на создание теплоизолирующего экрана на поверхности. Он эффективно противостоит прогреванию конструкции, замедляет его.

От характеристик строительных конструкций зависит огнестойкость и долговечность всего здания либо сооружения. Их выполняют преимущественно из металла, но в малоэтажном строительстве, чердачных помещениях и некоторых других случаях используют дерево. У каждого материала и конкретной конструкции есть предел огнестойкости. Если у необработанного объекта показатель ниже нормы, что определяется по действующим строительным и противопожарным правилам, то прибегают к способам его увеличения.

Свойства материалов

Предел огнестойкости — промежуток времени, в течение которого материал сопротивляется огню. Известно, что показатель у деревянных конструкций без обработки обычно не превышает 15 минут. Повысить его помогает конструктивная огнезащита. Она позволяет снизить скорость распространения огня, а также появления задымлений, образования едкого газа.

Создание конструктивной огнезащиты строительных сооружений возможно несколькими методами:

покрытие бетоном, штукатуркой;
экранирование;
обкладка кирпичом;
облицовка плитовым и листовым материалом;
заполнение пустот внутри металлоконструкций;
комбинирование материалов и способов (система огнезащиты конструкций).

Все материалы для конструктивной огнезащиты должны быть сертифицированы (за редким исключением), для чего их подвергают испытаниям. Также предъявляются требования к экологической безопасности. Они сдерживают воздействие пожара, не допуская воспламенения либо тления.

Материал плотно прилегает к конструкции, не допускается его отсоединение даже на небольших участках. Кроме того, он должен быть долговечным и быть устойчивым к воздействию окружающей среды во время эксплуатационного периода. Дополнительно они могут служить декоративными покрытиями, улучшать тепло- и шумоизоляцию в помещении.

Выбор материалов для конструктивной огнезащиты зависит от характеристик объекта. На выбор в большей степени влияет проектная или рабочая документация по пожарной безопасности. В ней заложены параметры, учтен вид и свойства конструкции. Если в здании они однотипны, то расчет упрощается. Учитывают узлы соединения и переходы, их предел огнестойкости не может быть меньше общего показателя для всей конструкции. Однако сложная конфигурация повышает общую способность к сопротивлению пожару из-за распределения нагрузок и нагревания на различные элементы.

Система конструктивной огнезащиты – комплекс способов и материалов для соответствующей обработки. Примером могут служить фольгированные базальтовые плиты и клеевой состав с дополнительными огнезащитными функциями для металлических конструкций. В этот комплекс конструктивной огнезащиты также входят крепежные элементы.

Способы защиты металла

Для металлических конструкций создают экран, сдерживающий воздействие тепла.

Эффективные способы конструктивной — цементирование или обкладка кирпичом. Однако от них сегодня практически отказались. Цемент и кирпич увеличивают нагрузку на строительную конструкцию, уменьшают полезное пространство в помещении. Укладка и цементирование является трудоемким способом, но долговечным и универсальным.

Минеральные волокна для огнезащиты таких сооружений представлены преимущественно или листами в рулонах. Они считаются экологичными, так как базальтовые волокна производят из природных материалов без каких-либо химических добавок. Плиты или листы должны быть полужесткими.

Крепление производится с помощью анкеров и каркасов. Недостаток базальтовых плит – необходимость в дополнительной обработке конструкций антикоррозионными составами, что требует конструктивная огнезащита. Базальтовые плиты широко применяются для защиты металлических воздуховодов в комплексе с другими средствами.

Пустоты внутри сооружений заполняют специальными составами. Так толщина конструкции увеличивается, а скорость нагрева уменьшается. При выборе средств конструктивной огнезащиты для металла ориентируются на сечение, чем этот показатель выше, тем стойкость больше.

Для нанесения огнезащитного покрытия на конструкции из металлов созданы определенные правила. Толстый слой огнезащиты при оштукатуривании на металлической конструкции требует армирования специальной сеткой с мелкими ячейками. Тогда надежность и плотность прилегания будет обеспечена. Огнезащита для металла может производиться только испытанными средствами.

Для железобетонных сооружений принцип выбора и способа конструктивной огнезащиты аналогичен, но дополнительно учитывают характеристики бетона. У него при пожаре нарушается целостность, появляются трещины, разрывы цементного камня. Это способствует прогибу металлической арматуры. В результате устойчивость здания нарушается.

Еще один способ огнезащиты конструкций из металла – обмазка специальными составами. Способ применяется для труднодоступных мест, позволяет сохранить свободное пространство и не добавлять нагрузку на конструкцию. В основе огнезащитных обмазок вода либо химические растворители.

При работе с составами на основе растворителей необходимо соблюдать правила пожарной безопасности и использовать защитные средства, так как у этих обмазок едкий запах и повышенная горючесть.

Однако их преимущества в возможности использования при отрицательных температурах и покрытии декоративными материалами.

Конструктивная огнезащита различных конструкций из металла допустима в виде защитных плит с включением гипсокартона и армированием его нетканым стекловолокном. Это дорогостоящий метод, но его действие увеличивает предел огнестойкости до 4 часов. Необработанные металлоконструкции обшивают заранее раскроенным листовым материалом, в результате не требуется дополнительных усилий или применения других огнезащитных материалов. Выбор толщины листов зависит от характеристик сооружения, в частности от толщины металла.

Способы защиты древесины

Дерево – доступный материал для строительства, но из-за его горючести использование очень ограничено. Деревянные конструкции зачастую выполняют функцию опоры в местах с небольшой нагрузкой, но и они требуют обработки. Конструктивная защита деревянных и металлических конструкций значительно отличается в подборе материалов.

По действующим правилам сложно определить какой вид будет соответствовать требованиям, так же, как и рассчитать необходимые показатели. На практике конструктивную огнезащиту деревянных конструкций обеспечивают преимущественно пропитками и красками, что называют химическим методом огнезащиты. Иногда уместно использование базальтовых плит или листов, как универсального и простого в укладке средства.

В качестве дополнительной огнезащиты сооружений из дерева в здании или сооружении применяют минеральные материалы, гипсоволоконные плитки, штукатурки с теплоизоляцонным эффектом. Для деревянных стропил и обрешеток кровли предусмотрен способ утепления минеральной ватой, которая сдерживает нагрев сооружения.

Нет регламента по обязательной сертификации средств конструктивной огнезащиты деревянных конструкций. Поэтому многие пользуются методами для простой огнезащиты исходя из характеристик объекта и тех, которые предоставил производитель.

Защита кабельных линий

Кабели зачастую располагают по линии, которая проходит через перекрытия и другие подобные конструкции. Им также необходима конструктивная огнезащита, особенно в важных точках. Дополнительные функции такой огнезащиты – продление срока службы и устранение небольших дефектов, связанных с покрытием кабелей.

Предел огнестойкости в этом случае не должен быть меньше, чем у конструкции. Для этого собирают кабельную проходку из различных материалов, но чаще всего используют фольгированные минераловатные (базальт) плиты и вспучивающиеся составы. Выпускают краски, мастики, пасты на водной и химической основе. Есть варианты для эксплуатации в помещении и вне его пределов. Такой конструктивный метод огнезащиты кабельных линий рассчитан на длительную эксплуатацию и требует периодического осмотра и испытаний.

1 , среднее: 5,00