Якими матеріалами можна проводити вогнезахист металоконструкцій?
Способи вогнезахисту діляться на дві основні групи - активні і пасивні.
Активні способи являють собою адресно-аналогові системи пожежної організації - пожежні сигналізації, автоматичні системи пожежогасіння - водні спринклерні установки і системи автоматичного димовидалення.
Пасивні способи складаються з:
Нереактивного захисту - покриттів облицювального і теплоізоляційного типу, вогнезахисна дія яких полягає в теплофізичних властивостях матеріалу захисту, що використовується.
Реактивного захисту - покриттів, які при тепловій дії спучуються, утворюючи на поверхні, що захищається теплоізолюючий коксовий шар.
До найбільш поширених матеріалів, що використовуються при пасивному вогнезахисті, відносяться конструктивні вогнезахисні матеріали (плити, сегменти, шкаралупи, керамічні кам'яні вироби, блоки), вогнезахисні штукатурні суміші та тонкошарові реактивні покриття інтумесцентного (що спучується) типу.
Вогнезахисні плити і листові волокнисті матеріали являють собою конструктивні методи, вогнезахисна дія яких полягає в теплофізичних властивостях матеріалу, що використовується. Цей метод вогнезахисту завдяки своїм декоративним, екологічним та експлуатаційним характеристикам завойовує все більші позиції в практиці вогнезахисту. Клас вогнестійкості сталевих конструкцій, що досягається при застосуванні вогнезахисних плит, може становити до R300.
Малюнок 1. Товщина вогнезахисної плити (мм) для класів вогнестійкості R45 - R240 для колон і балок з наведеної товщиною δпр 3,4 - 20,0 мм (за даними сертифікатів відповідності вогнезахисних плит «Ammokote FB-300», «Promatect-L500» , «Ендотерм 210104»)
Вогнезахисні сухі будівельні суміші (штукатурки) являють собою, як правило, цементно-вермікулітовий (гіпсово-перлітовий) склад з комплексом спеціальних добавок, який утворює покриття з високою адгезійною здатністю до металевих поверхонь і відносно низькою щільністю (400-600 кг / куб.м ). Склад поставляється у вигляді сухої будівельної суміші, яка після додавання води наноситься на поверхню металоконструкцій механізованим способом з отриманням покриття товщиною 10-50 мм в залежності від необхідного класу вогнестійкості, який може досягати R240.
Малюнок 2. Товщина вогнезахисної штукатурки (мм) для класів вогнестійкості R30 - R240 для колон і балок з наведеної товщиною δпр 3,4 - 6,95 мм (Україна - за даними сертифікатів відповідності вогнезахисних штукатурок «Ендотерм 210104», «Ammokote GP-240 »; Європа - за матеріалами STEEL BUILDINGS IN EUROPE Multi-Storey Steel Buildings. Part 6: Fire Engineering)
Реактивний спосіб вогнезахисту, що полягає у використанні тонкошарових покриттів, які при дії вогню утворюють щільний теплоізоляційний шар і оберігають конструкцію від температурного впливу. Реактивні покриття представлені двома основними групами покриттів: інтумесцентні поліфосфатні склади і склади на основі терморозширяючогося графіту. Ці засоби вогнезахисту називають тонкошаровими інтумесцентними (що спучуються, терморозширяючимися) складами.
Тонкошарові покриття забезпечують клас вогнестійкості R60 для наведеної товщини металу δпр ≥ 5 мм, R90 для δпр ≥ 11 мм. Останнім часом все частіше використовуються покриття інтумесцентного типу, які мають вогнезахисну ефективність R120 і вище, проте вартість даного виду вогнезахисту досить висока.
Малюнок 3. Товщина інтумесцентного покриття (мм) для класів вогнестійкості R30 - R90 для колон і балок з наведеною товщиною δп 2,8 - 15,0 мм (за даними сертифікатів відповідності інтумесцентних покриттів, дозволених до застосування в Україні; для показника R90 δп ≥ 10 мм)
Товщина конкретного засобу вогнезахисту залежить від необхідної, згідно з нормативною документацією, значення межі вогнестійкості, від коефіцієнта перерізу сталевих елементів і від їх критичних температур.
У таблиці наведено порівняльні характеристики найбільш поширених засобів пасивного вогнезахисту, які можуть служити орієнтиром при виборі вогнезахисного матеріалу для забезпечення необхідних класів вогнестійкості з урахуванням зміни захищаються сталевих конструкцій, вимог екологічного та естетичного плану, а також умов експлуатації.
Основні характеристики і області застосування способів вогнезахисту з урахуванням їх особливостей
Характеристика | Вогнезахисні штукатурки | Вогнезахисні плити | Фарби інтумесцентного типу |
Клас вогнестійкості | до R240 | до R300 | до R150 |
Умови експлуатації по EAD 350402-00-1106а) | Y, Z1, Z2 | X, Y, Z1, Z2 | Z1 (з захисним покриттям), Z2 |
Коефіцієнт димоутворення, кв.м / г | 0,5 - 1 | 0,5 - 1 | 500 - 700 |
Переваги | Висока межа вогнестійкості, низька вартість матеріалу, екологічність при експлуатації і відсутність токсичних продуктів горіння, можливість застосування на відкритому повітрі | Висока межа вогнестійкості і термін експлуатації, підвищена вібростійкість за рахунок механічних кріплень до конструкцій, ремонтопридатність, відсутність корозійної дії на метал, хороші декоративні властивості, екологічність при експлуатації і відсутність токсичних продуктів горіння, точний контроль товщини вогнезахисного шару, сухий спосіб монтажу | Мінімальна товщина і вагове навантаження на конструкцію, технологічність робіт з вогнезахисту, ремонтопридатності, вібростійкість, хороші декоративні властивості |
Недоліки | Трудомісткість робіт по нанесенню, складність відновлення і ремонту, низькі декоративні якості, слабка адгезія до поверхні, знижена вібростійкість | Необхідність улаштування кріпильних систем і елементів, обмежене застосування для вогнезахисту конструкцій складної конфігурації | Обмежені умови експлуатації та вогнезахисна ефективність, висока токсичність продуктів горіння |
Область застосування | Для конструкцій нескладної конфігурації (колони, балки) | Для конструкцій нескладної конфігурації (колони, балки) | Для конструкцій будь-якої конфігурації (колони, балки, косоури, ригелі, ферми, зв'язку) |
а) Типи умов експлуатації вогнезахисних покриттів: тип X - в будь-яких умовах (як всередині приміщень, так і поза приміщеннями, в умовах навколишнього середовища); тип Y-всередині приміщень або в напівзакритих приміщеннях з частковим впливом навколишнього середовища (температура нижче 0 °С, обмежений вплив ультрафіолетового випромінювання), але без впливу дощу; тип Z1 - всередині приміщень з підвищеною вологістю повітря, за винятком тих, які призначені для експлуатації при температурі нижче 0 °С; тип Z2 - всередині приміщень без впливу підвищеної вологості повітря, за винятком тих, які призначені для експлуатації при температурі нижче 0 °С.