Способы огнезащиты конструкций

При возникновении крупного пожара важно предотвратить обрушение здания, защитить жизни людей и минимизировать материальный ущерб. Для этого повышают огнестойкость строительных материалов и конструкций с помощью пассивных способов огнезащиты, таких как обетонирование, покрытие специальными химическими составами, создание защитных кожухов.

Профилактические работы по повышению огнестойкости несущих и ограждающих строительных конструкций относятся к обязательным мероприятиям в рамках обеспечения пожарной безопасности. Благодаря огнезащите предотвращается возгорание, замедляется или не поддерживается распространение пожара.

Выбор методов огнезащиты

Выбор материалов, конструкционных и отделочных решений производится на стадии проектирования здания. В строительстве наиболее распространены стальные, железобетонные и деревянные конструкции. Для каждой группы подбирается свой тип огнезащиты. Главный критерий — предел огнестойкости конструкции, который определяется стандартными испытаниями либо с помощью расчетов времени достижения одного признака или последовательности нескольких предельных состояний:

• потери целостности;

• потери несущей способности;

• потери теплоизолирующих свойств из-за повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции или достижения предельной интенсивности теплового потока.

Метод выбирают по нормативной документации с учетом требуемого предела огнестойкости, типа конструкции и ее расположения в пространстве, вида действующей нагрузки, режима эксплуатации, эстетических требований, условий нанесения. Для повышения эффективности используют комбинированные способы огнезащиты, которые объединяют сразу несколько технологий.

Способы облицовки конструкций

В строительстве для огнезащиты востребованы теплоизоляционные, облицовочные и штукатурные материалы, которые совмещают защитные и декоративные функции. Их главными достоинствами являются высокий предел огнестойкости, низкая стоимость, экологичность, отсутствие токсичных продуктов при горении, возможность использования на открытом воздухе. В качестве недостатков выделяются трудоемкость монтажа, сложность ремонта, большая толщина и вес. Они применяются для огнезащиты простых конфигураций: колонн, балок, ригелей.

Огнезащитные плиты и листовые материалы обладают высокими теплоизоляционными и эстетическими характеристиками. Такая отделка повышает огнестойкость металлоконструкций до 300 минут. К дополнительным плюсам огнезащиты из плит относятся стойкость к вибрации за счет механического крепления и сухой монтаж.

Штукатурные строительные смеси с цементно-вермикулитовым составом и специальными добавками образуют покрытие с высокой адгезионной способностью и небольшой плотностью. Они затворяются водой и наносятся механизированным способом слоем в 10 50 мм. Толщина огнезащиты выбирается в зависимости от требований к огнестойкости, которая при такой защите может достигать 240 минут. Относятся к толстослойным напыляемым составам.

Огнезащита химическими составами

Для реактивного способа огнезащиты конструкций используют преимущественно интумесцентные полифосфатные составы и покрытия с терморасширяющимся графитом. Они относятся к тонкослойным покрытиям, которые повышают предел огнестойкости до 60 минут для металла толщиной более 4 мм и до 90 минут для металла толщиной от 12 мм.

Тонкослойная огнезащита выпускается в виде жидких готовых лакокрасочных продуктов либо в виде многокомпонентных составов, требующих приготовления на строительной площадке. После их нанесения образуется защитное покрытие толщиной до 3 мм. Лаки создают на поверхности тонкую прозрачную пленку, обладающую высокими декоративными свойствами. Краски и эмали наносятся в виде непрозрачного слоя, выпускаются в богатой цветовой гамме.

Основные преимущества способа тонкослойной огнезащиты — минимальная нагрузка на конструкцию, технологичность нанесения, простота ремонта, стойкость к вибрации, декоративность покрытия. К недостаткам такой огнезащиты относят ограниченное применение и эффективность, токсичность продуктов горения.

Огнезащита металлоконструкций

Стальные конструкции не горят, но при длительном воздействии высоких температур теряют прочностные характеристики и деформируются. Это может привести к частичному или полному обрушению здания. При выборе средства огнезащиты металлоконструкций учитывают предельный показатель несущей способности. По эффективности средства подразделяют на 7 групп: продукция 1 группы увеличивает время сохранения несущей способности металла до 150 минут, 7 группы — до 15 минут.

Для металлических конструкций используются следующие способы огнезащиты:

• обработка интумесцентными материалами (огнезащитными красками, пастами и эмалями), образующими стойкие покрытия, которые вспучиваются под воздействием высокой температуры;

• монтаж конструктивных огнестойких материалов (минераловатных матов, жестких минеральных плит, легких штукатурок);

• обработка композиционными материалами с повышенной стойкостью к агрессивным средам (терморасширяющимися составами с отвердителем либо теплостойкими материалами в сочетании с терморасширяющимися).

При нанесении огнезащиты на ранее окрашенные поверхности проверяется совместимость составов с сохранением защитных и эксплуатационных свойств. Проверка качества осуществляется в соответствии с технической документацией на продукцию и нормами пожарной безопасности. Допускается применять огнезащитные материалы с дополнительными декоративными покрытиями или защитой от атмосферного воздействия. Возможно нанесение антикоррозионных составов поверх огнезащиты при соблюдении совместимости и хорошей адгезии. Защитное средство, в свою очередь, не должно приводить к коррозии металла.

Огнезащита железобетонных конструкций

Железобетонные конструкции тоже относятся к негорючим, но разрушаются при длительном воздействии высоких температур. Это приводит к полному или частичному обрушению сооружения. При выборе способа огнезащиты ЖБИ учитывают все 3 предельных показателя: потерю несущей способности, целостности и теплоизолирующих свойств.

Для огнезащиты используются следующие методы:

• обработка огнезащитными красками, предотвращающими прогрев конструкции;

• облицовка экранными материалами, создающими теплоизоляционную систему (этот способ демонстрирует более высокую огнезащитную эффективность).

Древесина — наиболее горючий конструкционный материал. В отличие от металла и ЖБИ, выбор способа в данном случае определяется не временем стойкости, а потерей массы огнезащищенной деревянной конструкции. Для первой группы она составляет 9 %, для второй — 25 %.

Способы огнезащиты деревянных конструкций:

• пропитка специальными огнезащитными составами, проникающими в структуру материала;

• обработка терморасширяющимися красками, препятствующими прогреву.

Огнезащита окрашиванием позволяет изменить цвет материала, но этот метод подходит только для сухих помещений. Для структурированных деревянных поверхностей предпочтительно использование пропитки.

Проектирование и выполнение работ производят сертифицированные организации. Оптимальный способ огнезащиты конструкций выбирается на основании технико-экономических расчетов. Предпочтение отдается наиболее экономичному варианту. В случае примерного равенства затрат выбор делается с учетом трудоемкости. Работы выполняются с максимально возможной механизацией.

Проект огнезащиты включает:

• пояснительную записку с указанием степени огнестойкости и уровня ее повышения, наименования состава и толщины слоя, допустимых покрывных материалов;

• технико-экономическое обоснование;

• рабочую документацию с расчетами площади поверхности, подлежащей покрытию, и расхода средства огнезащиты;

• проект производства работ с учетом условий, мероприятий техники безопасности, порядка проведения и параметров контроля качества и сдачи объекта.

При реализации проекта огнезащиты каждый этап включает контрольные операции для проверки качества состава, точности дозировки, плотности готовых смесей, режима нанесения, физико-механических характеристик высушенных покрытий. В зимнее время необходимо соблюдение температурного режима. Качество обработанной поверхности определяют визуально.