Огнезащита металлоконструкций. Виды, преимущества, этапы
Воздействие высоких температур при пожаре снижает механическую прочность металла, что резко увеличивает риски человеческих жертв и материальных потерь. Существует несколько видов пассивной огнезащиты несущих металлоконструкций зданий промышленного и гражданского назначения. Нередко на одном объекте применяются несколько видов огнезащиты.
Огнезащита металлических конструкций – комплекс мер, направленных на повышение устойчивости металлических конструкций к воздействию огня.
Для огнезащиты металлических конструкций применяются средства огнезащиты (п. 3.2 ГОСТ 53295-2009), выбор которых осуществляется с учетом требуемого предела огнестойкости строительных конструкций здания, а также условий применения огнезащитного материала. Это регламентировано положениями СП 2.13130 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты».
Необходимость огнезащитной обработки металлоконструкций обусловлена значениями пределов огнестойкости металла без огнезащиты. Показатель огнестойкости «R» – время, в течение которого конструкция теряет свою несущую способность. Это означает, что металлические конструкции при достижении критической температуры сохраняют прочность и несущую способность только в течение данного времени. Для стальных конструкций собственные пределы огнестойкости в основном составляют до R15, которые по времени соответствуют 15 минутам. Соответственно, для объектов, предполагающих временное или постоянное пребывание людей и возведенных с применением конструкций из металла, пределы огнестойкости металла без огнезащиты не удовлетворяют требованиям пожарной безопасности.
В зданиях I и II степени огнестойкости (СП 2.13130.2020) для несущих конструкций, которые обеспечивают прочность и устойчивость здания, включая колонны и фермы, несущие стены, перекрытия и диафрагмы, огнестойкость этих элементов должна обеспечиваться применением огнезащиты.
Рассмотрим типы огнезащиты.
Конструктивная огнезащита. Огнезащита строительных конструкций, основанная на создании на обогреваемой поверхности конструкции теплоизоляционного слоя путем нанесения на нее толстослойных напыляемых составов, штукатурки, облицовки плитными, листовыми, штучными и другими аналогичными строительными материалами, в том числе на каркасе, с воздушными прослойками, результат бетонирования и заливки затвердевающими растворами с использованием технологии опалубки, а также их комбинации.
Конструктивные материалы обеспечивают защиту металла от воздействия огня за счет низкой теплопроводности и толщины материала.
Преимуществом конструктивного способа огнезащиты является высокая огнезащитная эффективность. Недостатками — высокая трудоемкость и, соответственно, стоимость проведения работ по нанесению/монтажу средств огнезащиты. Тем не менее, это касается не всех видов конструктивной огнезащиты.
Конструктивная огнезащита из толстослойных огнезащитных обмазок и напыляемых составов.
Толстослойные напыляемые огнезащитные составы обладают преимуществами:
- высокая огнезащитная эффективность;
- технологичность и высокая скорость нанесения;
- высокая прочность и долговечность облицовки;
- меньший вес и, как правило, меньшая стоимость по сравнению с другими видами конструктивных огнезащитных материалов.
Огнезащитные обмазки, штукатурки и напыляемые составы широко применяются для огнезащиты воздуховодов, как вентиляционных, так и воздуховодов систем дымоудаления.
Вспучивающееся огнезащитное покрытие. Слой, (слои) огнезащитного состава, нанесенного на поверхность объекта огнезащиты, огнезащитное действие которого основано на многократном увеличении исходной толщины при тепловом воздействии и образовании теплоизоляционного слоя на защищаемой поверхности.
Тонкослойные вспучивающиеся огнезащитные покрытия обеспечивают защиту металлических конструкций от огня за счет расширения от нагрева. При этом вокруг металла создается толстое покрытие из пенококса, имеющего низкую теплопроводность и высокую огнезащитную эффективность. Это обеспечивает необходимое время защиты металла от высоких температур.
Вспучивающиеся огнезащитные покрытия могут применяться в зданиях I и II степени огнестойкости только для металлических конструкций с приведенной толщиной металла* более 5,8 миллиметров.
Огнезащитные покрытия дают существенные преимущества в случаях, когда проект допускает их применение:
- огнезащитная эффективность до R120;
- минимальная дополнительная нагрузка на конструкции;
- стоимость огнезащиты;
- высокая скорость и технологичность нанесения;
- возможность проведения работ в широком диапазоне температур;
- низкий расход материала;
- долгий гарантированный срок службы;
- эстетичный внешний вид, который может выступать в роли финишной отделки.
Этапы выполнения проекта.
Строительное законодательство диктует множество требований, которые необходимы для обеспечения пожарной безопасности объекта и, следовательно, безопасности людей. Например, для огнезащиты в сейсмоактивных зонах средства огнезащиты должны проходить испытания на восприятие нагрузок конструкций, возникающих при землетрясениях. Важно также, что нанесение/монтаж средств огнезащиты необходимо проводить только в местах, которые обеспечивают возможность проведения контроля их состояния и, при необходимости, ремонта или замены. Выбор средств огнезащиты на основании разработанного технико-экономического обоснования является задачей проектной организации, ответственной за разработку в том числе и проекта огнезащиты.
Средства огнезащиты с толщинами и расходами материалов закладываются на стадии проектирования. Для этого предусмотрен специальный раздел Проект огнезащиты. Необходимость его разработки определяют, в первую очередь, Федеральный закон от 22.07.2008 N 123-ФЗ (ред. от 30.04.2021) «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»; СП 2.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты», СП 4.13130.2013 «Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям».
Согласно СП 2.13130.2020 проект огнезащиты ─ проектная документация и(или) рабочая документация, содержащая обоснование принятых проектных решений по способам и средствам огнезащиты строительных конструкций для обеспечения их предела огнестойкости, с учетом экспериментальных данных по огнезащитной эффективности средства огнезащиты, а также результатов прочностных и теплотехнических расчетов строительных конструкций с нанесенными средствами огнезащиты.
Проект огнезащиты также должен учитывать способ нанесения, указанный в технической документации на огнезащиту. Способ нанесения огнезащиты должен соответствовать способу, описанному в протоколе испытаний и в проекте огнезащиты.
Для разработки проекта инженеры используют следующие исходные данные.
- степень огнестойкости здания;
- наличие Специальных технических условий;
- сведения о рынке выпускаемых огнезащитных материалов;
- условия эксплуатации металлоконструкций с нанесенным огнезащитным покрытием;
- требования к внешнему виду покрытия;
- раздел проектной документации КМ (Конструкции Металлические);
- сведения о несущих металлоконструкциях здания, обеспечивающих его геометрическую неизменяемость в условиях пожара.
Разработка проекта огнезащиты включает в себя поэтапное выполнение следующих мероприятий:
- анализ технической документации проекта;
- определение требуемых пределов огнестойкости несущих конструкций;
- разложение общей схемы несущего каркаса здания на отдельные элементы;
- расчет собственных пределов огнестойкости элементов;
- определение необходимости нанесения огнезащитного покрытия на элементы;
- подбор средств огнезащиты;
- расчет потребной толщины огнезащиты для каждого элемента.
Порядок производства работ по подготовке проекта огнезащиты металлоконструкций.
- определение требований по пределам огнестойкости строительных конструкций;
- определение металлоконструкций, требующих повышения огнестойкости;
- расчет собственных пределов огнестойкости металлических конструкций;
- определение приведенной толщины металлоконструкций;
- выбор способа огнезащиты;
- изучение характеристик выпускаемых огнезащитных материалов и покрытий;
- расчет расхода материалов/покрытий, необходимых для огнезащиты каждой металлоконструкции.
В проект входят следующие разделы.
- Описание объекта защиты
- Анализ требований по пределам огнестойкости имеющихся строительных конструкций
- Характеристики защищаемых конструкций
- Обоснование выбора огнезащитных материалов
- Расчет параметров огнезащитных материалов, обеспечивающих заданные пределы огнестойкости
- Расчет объемов защищаемых конструкций и расхода материалов
- Технология выполнения работ
- Контроль качества выполненных работ
- Техника безопасности и правила охраны труда при выполнении работ
- Приложения (Копии выписок из реестра саморегулируемых организаций СРО, копия лицензии МЧС на выполнение противопожарных работ, сертификаты, паспорта качества, регламенты на выполнение работ и т.д.).
Таким образом, важнейшим условием выполнения предписаний законодательства в области пожарной безопасности является грамотная работа специалистов по проектированию. Именно поэтому необходимо подключать к разработке проекта огнезащиты квалифицированных инженеров-проектировщиков для оценки рисков и профессионального выбора огнезащитных материалов для каждого конкретного объекта с применением металлоконструкций. Проектные организации, выполняющие данные работы, должны быть аттестованы, быть членами СРО, иметь лицензию СРО на проектирование и лицензию МЧС на выполнение противопожарных работ.
*Приведенная толщина металла (ПТМ) – важнейший параметр, на основе которого рассчитывается огнезащита несущих металлоконструкций. Приведенная толщина металла определена в п. 3.10 ГОСТ 53295-2009, как отношение площади поперечного сечения металлоконструкции к обогреваемому периметру. Расчет ПТМ производится по формуле для металлоконструкций различных сечений согласно сортаменту. |