Какими материалами можно проводить огнезащиту металлоконструкций?
Способы огнезащиты делятся на две основные группы - активные и пассивные.
Активные способы представляют собой адресно-аналоговые системы пожарной организации – пожарные сигнализации, автоматические системы пожаротушения – водные спринклерные установки и системы автоматического дымоудаления.
Пассивные способы состоят из:
Нереактивной защиты - покрытий облицовочного и теплоизоляционного типа, огнезащитное действие которых заключается в теплофизических свойствах используемого материала защиты.
Реактивной защиты – покрытий, которые при тепловом воздействии вспучиваются, образуя на защищаемой поверхности теплоизолирующий коксовый слой.
К наиболее распространенным материалам, используемым при пассивной огнезащите, относятся конструктивные огнезащитные материалы (плиты, сегменты, скорлупы, керамические каменные изделия, блоки), огнезащитные штукатурные смеси и тонкослойные реактивные покрытия интумесцентного (вспучивающегося) типа.
Огнезащитные плиты и листовые волокнистые материалы представляют собой конструктивные методы, огнезащитное действие которых заключается в теплофизических свойствах используемого материала. Этот метод огнезащиты в виду своих декоративных, экологических и эксплуатационных характеристик завоевывает все большие позиции в практике огнезащиты. Класс огнестойкости стальных конструкций, достигаемый при применении огнезащитных плит, может составлять до R300.
Рисунок 1. Толщина огнезащитной плиты (мм) для классов огнестойкости R45 – R240 для колонн и балок с приведенной толщиной δпр 3,4 – 20,0 мм (по данным сертификатов соответствия огнезащитных плит «Ammokote FB-300», «Promatect-L500», «Эндотерм 210104»)
Огнезащитные сухие строительные смеси (штукатурки) представляют собой, как правило, цементно-вермикулитовый (гипсово-перлитовый) состав с комплексом специальных добавок, который образует покрытие с высокой адгезионной способностью к металлическим поверхностям и относительно низкой плотностью (400-600 кг/куб.м). Состав поставляется в виде сухой строительной смеси, которая после добавления воды наносится на поверхность металлоконструкций механизированным способом с получением покрытия толщиной 10-50 мм в зависимости от требуемого класса огнестойкости, который может достигать R240.
Рисунок 2. Толщина огнезащитной штукатурки (мм) для классов огнестойкости R30 – R240 для колонн и балок с приведенной толщиной δпр 3,4 – 6,95 мм (Украина - по данным сертификатов соответствия огнезащитных штукатурок «Эндотерм 210104», «Ammokote GP-240»; Европа - по материалам STEEL BUILDINGS IN EUROPE Multi-Storey Steel Buildings. Part 6: Fire Engineering)
Реактивный способ огнезащиты, заключающийся в использовании тонкослойных покрытий, которые при действии огня образуют плотный теплоизоляционный слой и предохраняют конструкцию от температурного воздействия. Реактивные покрытия представлены двумя основными группами покрытий: интумесцентные полифосфатные составы и составы на основе терморасширяющегося графита. Эти средства огнезащиты называют тонкослойными интумесцентными (вспучивающимися, терморасширяющимися) составами.
Тонкослойные покрытия обеспечивают класс огнестойкости R60 для приведенной толщины металла δпр ≥ 5 мм, R90 для δпр ≥ 11 мм. В последнее время все чаще используются покрытия интумесцентного типа, которые имеют огнезащитную эффективность R120 и выше, однако стоимость данного вида огнезащиты достаточно высока.
Рисунок 3. Толщина интумесцентного покрытия (мм) для классов огнестойкости R30 – R90 для колонн и балок с приведенной толщиной δп 2,8 – 15,0 мм (по данным сертификатов соответствия интумесцентных покрытий, разрешенных к применению в Украине; для показателя R90 δпр ≥ 10 мм)
Толщина конкретного средства огнезащиты зависит от требуемого согласно нормативной документации значения предела огнестойкости, от коэффициента сечения стальных элементов и от их критических температур.
В таблице приведены сравнительные характеристики наиболее распространенных средств пассивной огнезащиты, которые могут служить ориентиром при выборе огнезащитного материала для обеспечения требуемых классов огнестойкости с учетом конфигурации защищаемых стальных конструкций, требований экологического и эстетического плана, а также условий эксплуатации.
Основные характеристики и области применения способов огнезащиты с учетом их особенностей
Характеристика | Огнезащитные штукатурки | Огнезащитные плиты | Краски интумесцентного типа |
Класс огнестойкости | до R240 | до R300 | до R150 |
Условия эксплуатации по EAD 350402-00-1106а) | Y, Z1, Z2 | X, Y, Z1, Z2 | Z1 (с защитным покрытием), Z2 |
Коэффициент дымообразования, кв.м/г | 0,5 - 1 | 0,5 - 1 | 500 - 700 |
Преимущества | Высокий предел огнестойкости, низкая стоимость материала, экологичность при эксплуатации и отсутствие токсичных продуктов горения, возможность применения на открытом воздухе | Высокие предел огнестойкости и срок эксплуатации, повышенная вибростойкость за счет механических креплений к конструкциям, ремонтоспособность, отсутствие коррозионного воздействия на металл, хорошие декоративные свойства, экологичность при эксплуатации и отсутствие токсичных продуктов горения, точный контроль толщины огнезащитного слоя, сухой способ монтажа | Минимальная толщина и весовая нагрузка на конструкцию, технологичность работ по огнезащите, ремонтноспособность, вибростойкость, хорошие декоративные свойства |
Недостатки | Трудоемкость работ по нанесению, сложность восстановления и ремонта, низкие декоративные качества, слабая адгезия к поверхности, пониженная вибростойкость | Необходимость устройства крепежных систем и элементов, ограниченное применение для огнезащиты конструкций сложной конфигурации | Ограниченные условия эксплуатации и огнезащитная эффективность, высокая токсичность продуктов горения |
Область применения | Для конструкций несложной конфигурации (колонны, балки) | Для конструкций несложной конфигурации (колонны, балки) | Для конструкций любой конфигурации (колонны, балки, косоуры, ригеля, фермы, связи) |
а) Типы условий эксплуатации огнезащитных покрытий: тип X – в любых условиях (как внутри помещений, так и вне помещений, в условиях окружающей среды); тип Y –внутри помещений или в полузакрытых помещениях с частичным влиянием окружающей среды (температура ниже 0°С, ограниченное влияние ультрафиолетового излучения), но без воздействия дождя; тип Z1 – внутри помещений с повышенной влажностью воздуха, за исключением тех, которые предназначены для эксплуатации при температуре ниже 0°С; тип Z2 – внутри помещений без влияния повышенной влажности воздуха, за исключением тех, которые предназначены для эксплуатации при температуре ниже 0°С.