Проектирование огнезащиты металлоконструкций

Сталь не горит, но огнестойкость этого конструкционного материала оставляет желать лучшего. Ведь разогретая пламенем пожара металлоконструкция теряет свою жесткость за считанные минуты. И даже 30-миллиметровая плита продержится в огне не дольше 25-27 минут, после чего конструкция обрушится под своим весом и эксплуатационной нагрузкой.

В итоге получается, что действенная огнезащита нужна даже негорючим конструкциям из металла. И эта необходимость отображается в большинстве норм и правил, регламентирующих сооружение подобных объектов. Поэтому в данной статье мы рассмотрим проектирование огнезащиты металлоконструкций, уделяя внимание и расчетному процессу, и реализации подобной технологии.

Чем регламентируются требования к огнезащите металлоконструкций?

Во-первых, здравым смыслом. Ведь огнестойкость стальной балки или фермы соответствует сопротивляемости пожару с течение 25 минут.

Во-вторых, строительными нормами и правилами, которые просто не могли обойти внимание столь незначительную огнестойкость. Поэтому упоминание об огнезащите металлоконструкций есть в СНиП 21-01-97 (Пожарная безопасность), в СНиП 2.09.03-89 (Промышленные строения) и в СНиП 2.08.01-89 (Жилые дома).

В-третьих, государственными нормативами, регламентирующими пределы огнестойкости и классы пожарной опасности – серия ГОСТ 30247 от 1994, 1997, 2002 года и серия ГОСТ 30403 от 1996 и 2012 года.

Как видите: огнезащита – это очень серьезное дело, которое регламентируется целой серией нормативов, регламентов и стандартов. 

Как защитить металлоконструкцию от пожара?

В отличие от регламентов и нормативов реальных способов защиты металлоконструкции от огня не очень много. Причем по общим рекомендациям наиболее действенной технологией огнезащиты является формирование экрана, ограждающего конструкцию от деструктивного воздействия пламени.

Ну а сам экран можно сформировать несколькими способами: от банального обкладывания кирпичом или оштукатуривания до распыления по поверхности конструкции огнестойкого протектора.

При этом эффективность экрана определяет толщина слоя огнезащиты, которая зависит от физических характеристик протектора и ожидаемой сопротивляемости пожару. Например, бетонирование металлоконструкции или обкладывание каркаса кирпичом (в четверть) обеспечивает огнестойкость до 120 минут, а термостойкие лакокрасочные покрытия выдерживают пламя в течение 90 минут максимум.

 Какова методика расчета параметров огнезащитных покрытий?

Основной параметр огнезащитного покрытия – его толщина – считается по двум методикам: с помощью экспериментальной оценки или посредством расчетов.

При этом экспериментальная методика предполагает  оценку стойкости конструкции под действием реального пламени. То есть экспериментальные образцы покрывают протектором, после чего металлоконструкцию поджигают. Далее нужно лишь зафиксировать деформацию и связать эти данные с толщиной покрытия. Ну а после экспериментов все данные вносятся в особые таблицы, по которым можно оценить огнестойкость металлоконструкции, покрытой слоем протектора соответствующей толщины.

Расчетный метод определения толщины огнезащиты  увязывает приведенную толщину конструкционного материала (металла) с огнестойкостью металлоконструкции. Причем под термином «приведенная толщина» понимают соотношение площади сечения (она известна из ГОСТ на соответствующий металлопрокат) к обогреваемому периметру (сумма сторон «горящей» конструкции).

Формула вычисления  приведенной толщины выглядит следующим образом:

Где S- это площадь сечения, а P – это периметр. Причем все параметры измеряются в сантиметрах.

Зная приведенную толщину металла можно оценить и степень огнестойкости всего строения (по СНИП 2.08.02 – 89) и аналогичный параметр отдельного элемента металлического каркаса (по СНиП 21-01-97).

В финале, по физическим характеристикам протектора, определяется количество слоев, наносимых на конструкцию для достижения требуемой огнестойкости.

Типовые разновидности протекторов

К наиболее распространенным протекторам, повышающим огнестойкость конструкции, относятся следующие составы:

• Продукты из серии «Айсберг» компании ООО «ХимПарк Норд». Эти составы обеспечивают 3 и 4 класс защиты от огня при толщине покрытия до 1,5 миллиметров.
• Составы компании НПО «Ассоциация Крилак», поставляемые в серии «Файэфлекс». Они обеспечивают 3 и 4 класс огнезащиты при толщине покрытия от1,5 до 11 миллиметров.
• Состав «Антигор» компании ЗАО НПП «Спецэнерготехника», выдерживающий до 120 минут пожара (3 класс огнезащиты).
• Краска ОЗК-45 компании ООО «НПЛ 38080», миллиметровый слой которой гарантирует 4 класс огнезащиты.
• Краска PROTERMSTEELитальянской компании ITALVISPROTECTS.r.l, обеспечивающая 4 класс огнезащиты при нанесении слоя толщиной от 1,2 миллиметра.
• Немецкую краску UNITERM, миллиметровый слой которой обеспечивает огнезащиту 4 класса.
• Французский состав SIGNULAN HOECO, 60-миллиметровый слой которого обеспечивает 1 класс огнезащиты.

Как видите: современная промышленность предлагает множество вариантов протекторов, обеспечивающих огнезащиту и первого и четвертого классов. При этом толщина покрытия может варьироваться от одного до десятка миллиметров. То есть заинтересованный потребитель может выбрать вариант с практически любыми свойствами и эксплуатационными характеристиками.