Рекомендації щодо вибору вогнезахисту

КЛАС ВОГНЕСТІЙКОСТІ R, хв

Штукатурки

Способи та засоби вогнезахисту сталевих конструкцій визначаються при складанні проекту проведення вогнезахисних робіт з урахуванням основних чинників:

- клас вогнестійкості конструкцій відповідно до ступеня вогнестійкості будівлі;

- розраховані коефіцієнти перерізу конструкцій (профільні або коробчаті);

- розраховані критичні температури сталевих елементів;

- умови експлуатації вогнезахисного матеріалу.

Вогнезахист може полягати в застосуванні покриттів облицювального і теплоізоляційного типу, вогнезахисна дія яких полягає в теплофізичних властивостях матеріалу захисту, який використовується, а також в застосуванні покриттів реактивного типу, які при тепловій дії спучуються, утворюючи на поверхні, що захищається теплоізолюючий коксовий шар.

До найбільш поширених матеріалів вогнезахисту відносяться конструктивні вогнезахисні матеріали (плити, сегменти, шкаралупи, керамічні кам'яні вироби, блоки), вогнезахисні штукатурні суміші та тонкошарові реактивні покриття інтумесцентного (що спучується) типу.

Реактивні покриття - це тонкошарові вогнезахисні матеріали, які при дії вогню утворюють щільний теплоізоляційний шар і оберігають конструкцію від температурного впливу. Ці засоби вогнезахисту називають ще тонкошаровими інтумесцентними (що спучуються, терморозширюючимися) покриттями.

Види вогнезахисних матеріалів для вогнезахисту

Сучасні інтумесцентні фарби являють собою водні або розбавлені органічними розчинниками високонаповнені композиції. Процедура їх нанесення на конструкцію, яку необхідно захистити мало чим відрізняється від методів нанесення звичайної лакофарбової продукції.

Покриття тонкошарового типу забезпечують гарний естетичний вигляд будівельних конструкцій і, як правило, не потребують додаткової обробки поверхні захисними фарбами і емалями, якщо це не передбачено вимогами по експлуатації.

Характеристики основних видів інтумесцентних фарб

Властивості	Водні	Органорозбавні	Епоксидні	З терморозширячимся графітом
Умови нанесення	Вище 5 °С; вологість не впливає	Вище 0 °С; вологість до 80%	Вище 5 °С; вологість до 80%	Вище 0 °С; вологість до 80%
Експлуатація	всередині приміщень	всередині приміщень	Всередині і зовні приміщень	Всередині і зовні приміщень
Леткі органічні сполуки (ЛОС)	Практично відсутні	До 35%	До 20%	До 65%
час висихання	8 год	8 год	24 год	10 год
токсикологічні фактори	мінімальний вплив	Шкідливо для здоров'я і навколишнього середовища	Середній рівень впливу	Шкідливо для здоров'я і навколишнього середовища
Рекомендовані умови номінальної пожежі	Стандартний	Стандартний	Стандартний і вуглеводневий	Стандартний і короткочасний вуглеводневий

Якість інтумесцентних фарб прийнято визначати за наступними основними характеристиками:

• вогнезахисна ефективність матеріалу,

• технологічність нанесення і відновлення,

• стійкість до впливів зовнішнього середовища і гарантійний термін служби покриття,

• умови експлуатації покриття.

Вогнезахисні сухі будівельні суміші (штукатурки) представляють собою, як правило, цементні або гіпсові склади з комплексом легких наповнювачів і спеціальних добавок, які утворюють покриття з високою адгезійною здатністю до сталевих поверхонь і відносно низькою щільністю (400-600 кг/м3). Сполуки поставляються у вигляді сухих будівельних сумішей, які наносяться на поверхню металоконструкцій товщиною 10-50 мм в залежності від необхідного класу вогнестійкості, який може досягати R 240.

Штукатурку слід обирати для вогнезахисної обробки в тих випадках, коли необхідна межа вогнестійкості сталевих конструкцій перевищує R60 (в окремих випадках R45) і застосування вогнезахисних фарб для таких класів вогнестійкості економічно не виправдане, пред'являються високі вимоги до екологічних характеристик покриття, а вогнезахисні плити неможливо застосувати в силу складних конфігурацій або розташування конструкції.

Характеристики основних видів вогнезахисних штукатурок

Властивості	Цементні	Гіпсові
Умови нанесення	Вище 5 °С; вологість не впливає	Вище 0 °С; вологість не впливає
Експлуатація	Всередині і зовні приміщень	Усередині приміщень (без захисного шару)
Леткі органічні сполуки (ЛОС)	Ні	Ні
Час первинного висихання	24 год	3 год
Час набору основних характеристик міцності	28 діб з періодичним зволоженням поверхні	7 діб
Токсикологічні фактори	Мінімальний вплив	Мінімальний вплив
Рекомендовані умови номінальної пожежі	Стандартний і вуглеводневий	Стандартний і вуглеводневий

Вибір між гіпсовою і цементною штукатуркою, в силу їх ідентичною вогнезахисної ефективності, може бути продиктований двома основними факторами: для стислих термінів вогнезахисної обробки слід використовувати гіпсові штукатурні суміші. Для експлуатації поза приміщеннями або в умовах підвищеної вологості матеріалом вибору повинна бути цементна штукатурка, однак слід розуміти, що цементні штукатурні покриття, при наборі основних експлуатаційних характеристик, вимагають додаткового періодичного зволоження поверхонь. Слід також зазначити, що штукатурні матеріали на основі гіпсу є найдешевшими в сегменті засобів вогнезахисту.

Крім істотних показників вогнезахисної ефективності і порівняно низької вартості матеріалу, вогнезахисні будівельні суміші мають ряд інших переваг:

- поставки на об'єкт в сухому вигляді, тривалий термін зберігання;

- універсальність в застосуванні для вогнезахисту металевих, бетонних виробів і конструкцій, повітропроводів, кабельних коробів;

- відсутність шкідливих умов при нанесенні і висока продуктивність праці;

- збереження фізико-механічних і вогнезахисних властивостей покриття після короткочасної дії вогню;

- невисокі навантаження на елементи будівельних споруд.

Вогнезахисні плити і листові волокнисті матеріали являють собою конструктивні методи, вогнезахисна дія яких полягає в теплофізичних властивостях матеріалу, що використовується. Клас вогнестійкості сталевих конструкцій, що досягається при застосуванні вогнезахисних плит, може становити до R 300.

Вогнезахисна ефективність таких матеріалів визначається візуально на підставі двох основних параметрів: відповідність товщини даним Сертифікату відповідності та збереження цілісності захисної конструкції на всіх етапах життя матеріалу - прийманні, зберіганні, монтажі, експлуатації.

Вогнезахисні плити являють собою, як правило, силікатні, перлітові, вермікулітові, перлито-цементні, вермикуліто-цементні, мінераловатні, гіпсоволокнисті аналоги вогнезахисних штукатурних сумішей і практично ідентичні останнім по межі вогнестійкості, яку вони забезпечують. Однак спосіб монтажу вогнезахисних плит відноситься до сухих будівельних технологій, що створює ряд преференцій при виконанні робіт з вогнезахисту: не потрібно дорогого устаткування, монтаж плит проводиться в будь-який час року, а також в умовах, коли з яких-небудь технологічних або інших причин застосування мокрих технологій є неприпустимим. У виробничому циклі відсутні етап сушіння покриття і заходи щодо його декорування, що значно скорочує тривалість вогнезахисної обробки.

Крім того, вогнезахисні плити за гарантіями виробників є самим довговічним вогнезахисним матеріалом, їх термін служби складає не менше 30 років, що набагато перевищує аналогічні показники для вогнезахисних штукатурок. Така відмінність пов'язана, перш за все, з тим, що в разі штукатурки термін служби визначається, в основному, станом антикорозійного шару металоконструкції, і в процесі експлуатації при руйнуванні антикорозійного покриття відбувається відшарування і розтріскування вогнезахисної штукатурки. При облицюванні плитами немає прямого контакту вогнезахисного матеріалу з металоконструкцією, і захисний каркас, при відсутності механічних руйнівних впливів, не зазнає змін дуже тривалий час.

Вибір вогнезахисного матеріалу для забезпечення нормованого класу вогнестійкості металоконструкцій

Виходячи із загальних уявлень про економічну ефективність і експлуатаційні можливості вогнезахисних матеріалів для сталевих конструкцій, слід знати, що

· Для забезпечення класу вогнестійкості R30 найбільш доцільно використовувати тонкошарові інтумесцентні покриття;

· Клас вогнестійкості R45, R60 можливо забезпечити фарбами, штукатурками і плитами. Пріоритет використання того чи іншого матеріалу може бути продиктований додатковими умовами - вартість вогнезахисту, конфігурація сталевих елементів, умови експлуатації і режим вогневого впливу, який передбачається.

· Починаючи з класу вогнестійкості R90, найнадійнішими для забезпечення вогнезахисної ефективності і експлуатаційних характеристик є плити і штукатурки.

Застосування вогнезахисних матеріалів для забезпечення відповідних меж вогнестійкості.

Вибір вогнезахисного матеріалу за умовами експлуатації

Довговічність вогнезахисного покриття залежить від умов експлуатації покриття, які повинні декларуватися в технічній документації виробника.

Умови експлуатації для помірного клімату

Атмосферно-

корозійна

категорія

ДСТУ ISO 12944-2:2019

Категорії розміщення ГОСТ 15150-69

Зовні приміщення

Всередині приміщень

С1

Дуже низька

Опалювальні приміщення з чистою атмосферою,

наприклад:офіси,

магазини, школи, готелі

У1

На відкритому повітрі (вплив сукупності кліматичних факторів, характерних для макрокліматичного району з помірним кліматом).

С2

низька

Атмосфера з низьким рівнем забруднення.

В основному сільські райони.

Неопалювані приміщення, де може бути конденсація,

наприклад склади,

спортивні зали.

У2

Під навісом або в приміщеннях, де коливання температури і вологості повітря несуттєво відрізняються від коливань на відкритому повітрі, і

є порівняно вільний доступ зовнішнього повітря (відсутність прямого впливу сонячного випромінювання і атмосферних опадів).

С3

середня

Міські або промислові атмосфери, помірне забруднення сірчистим ангідридом. Прибережні території з низьким

рівнем солоності.

Виробничі приміщення з високою вологістю і деяким забрудненням повітря,

наприклад, заводи з переробки продуктів харчування, пральні, пивоварні і молочні заводи.

У3

Закриті приміщення з природною вентиляцією без штучно регульованих кліматичних умов, де коливання температури і вологості повітря істотно менше, ніж на відкритому повітрі (відсутність прямого впливу сонячного випромінювання і атмосферних опадів).

С4

висока

Промислові та прибережні території з помірною солоністю.

Хімічні заводи, плавальні

басейни, прибережні верфі і судноремонтні заводи.

У;

Приміщення з штучно регульованими кліматичними умовами, наприклад,

в закритих опалювальних або охолоджуваних і вентильованих

виробничих та інших, в тому числі, добре вентильовані підземні

приміщення.

С5

дуже висока (промислова)

Промислові зони

з високою вологістю

і агресивною атмосферою та прибережні райони з

високою солоністю

Будівлі або площі з майже постійною конденсацією і

високим забрудненням

У5

Приміщення з підвищеною вологістю, наприклад, в неопалюваних і не вентильованих підземних приміщеннях.

CХ

екстримальна

Морські території

з високою солоністю

і промислові зони з екстремальною вологістю

і агресивною атмосферою

Промислові зони з надвисокою вологістю і агресивною атмосферою

Відповідно до положень ETAG 018 (EAD 350402-00-1106) визначено чотири типи умов експлуатації X, Y, Z1, Z2:

• тип X - вогнезахисні покриття, призначені для експлуатації в будь-яких умовах (як всередині приміщень, так і поза приміщеннями, в умовах навколишнього середовища);

• тип Y - вогнезахисні покриття, призначені для використання 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 - вогнезахисні покриття, призначені для використання всередині приміщень з підвищеною вологістю повітря, за винятком тих, які призначені для експлуатації при температурі нижче 0°С;

• тип Z2 - вогнезахисні покриття, призначені для використання всередині приміщень без впливу підвищеної вологості повітря, за винятком тих, які призначені для експлуатації при температурі нижче 0 ° С.

Застосування вогнезахисних матеріалів відповідно до умов експлуатації

Умови Екплуатації
Z2	Z1	Y	X
Вогнезахисні фарби	вогнезахисні фарби з покривним шаром. Епоксидні фарби
Вогнезахисні штукатурки		Вогнезахисні штукатурки на цементній основі
Вогнезахисні плити

Облік основних чинників при виборі засобу вогнезахисту

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 конфігурації сталевих конструкцій, що захищаються, 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 R120
Клас небезпеки	4-ий малонебезпечна речовина	4-ий малонебезпечна речовина	2 – 4-ий малонебезпечна речовина (водяна) небезпечна речовина епоксидна) високонебезпечна речовина (органорозбавна)
Умови експлуатації за ETAG 0181)	Y, Z1, Z2	X, Y, Z1, Z2	Z1 (з захисним покриттям), Z2
Коефіцієнт димоутворенн м2/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, підвищений захист від вібрацій за рахунок механічних кріплень до конструкцій, ремонто-здатність, 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, ремонтно-здатність, підвищений захист від вібрацій, хороші декоративні властивості
Недоліки	трудомісткість робіт по нанесенню, складність відновлення і ремонту, низькі декоративні якості, слабка адгезія до поверхні, знижений захист від вібрацій.	необхідність влаштування спеціальних 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 звичайної конфігурації (колони, балки, косоури, ригелі)	для конструкцій нескладної конфігурації (колони, балки)	для конструкцій будь-якої конфігурації (колони, балки, косоури, ригелі, ферми, зв'язку і т.п.)