Рекомендации по выбору огнезащиты

КЛАСС ОГНЕСТОЙКОСТИ R, мин

Краски

Штукатурки

Способы и средства огнезащиты стальных конструкций определяются при составлении проекта проведения огнезащитных работ с учетом основных факторов:

- класс огнестойкости конструкций в соответствии со степенью огнестойкости здания;

- рассчитанные коэффициенты сечения конструкций (профильные или коробчатые);

- рассчитанные критические температуры стальных элементов;

- условия эксплуатации огнезащитного материала.

Огнезащита может заключаться в применении покрытий облицовочного и теплоизоляционного типа, огнезащитное действие которых состоит в теплофизических свойствах используемого материала защиты, а также в применении покрытий реактивного типа, которые при тепловом воздействии вспучиваются, образуя на защищаемой поверхности теплоизолирующий коксовый слой.

К наиболее распространенным материалам средств огнезащиты относятся конструктивные огнезащитные материалы (плиты, сегменты, скорлупы, керамические каменные изделия, блоки), огнезащитные штукатурные смеси и тонкослойные реактивные покрытия интумесцентного (вспучивающегося) типа.

Реактивные покрытия – это тонкослойные огнезащитные материалы, которые при действии огня образуют плотный теплоизоляционный слой и предохраняют конструкцию от температурного воздействия. Эти средства огнезащиты называют еще тонкослойными интумесцентными (вспучивающимися, терморасширяющимися) покрытиями.

Виды огнезащитных материалов для огнезащиты

Современные интумесцентные краски представляют собой водные или разбавляемые органическими растворителями высоконаполненные композиции. Процедура их нанесения на защищаемую конструкцию мало чем отличается от методов нанесения обычной лакокрасочной продукции.

Покрытия тонкослойного типа обеспечивают хороший эстетический вид строительных конструкций и, как правило, не нуждаются в дополнительной обработке поверхности защитными красками и эмалями, если это не предусмотрено требованиями по эксплуатации.

Характеристики основных видов интумесцентных красок

Свойства	Водные	Органоразбавляемые	Эпоксидные	С терморас-ширяющимся графитом
Условия нанесения	Выше 5 °С; влажность не влияет	Выше 0 °С; влажность до 80%	Выше 5 °С; влажность до 80%	Выше 0 °С; влажность до 80%
Эксплуатация	Внутри помещений	Внутри помещений	Внутри и снаружи помещений	Внутри и снаружи помещений
Летучие органические соединения (ЛОС)	Практически отсутствуют	До 35%	До 20%	До 65%
Время высыхания	8 час	8 час	24 час	10 час
Токсикологические факторы	Минимальноевоздействие	Вредно для здоровья и окружающей среды	Средний уровень воздействия	Вредно для здоровья и окружающей среды
Рекомендуемые условия номинального пожара	Стандартный	Стандартный	Стандартный и углеводородный	Стандартный и кратковре-менный углеводородный

Качество интумесцентных красок принято определять по следующим основным характеристикам:

• огнезащитная эффективность материала,

• технологичность нанесения и восстановления,

• стойкость к воздействиям внешней среды и гарантийный срок службы покрытия,

• условия эксплуатации покрытия.

Огнезащитные сухие строительные смеси (штукатурки) представляют собой, как правило, цементные или гипсовые составы с комплексом легких наполнителей и специальных добавок, которые образуют покрытия с высокой адгезионной способностью к стальным поверхностям и относительно низкой плотностью (400-600 кг/м3). Составы поставляются в виде сухих строительных смесей, которые наносятся на поверхность металлоконструкций толщиной 10-50 мм в зависимости от требуемого класса огнестойкости, который может достигать R 240.

Штукатурку следует выбирать для огнезащитной обработки в тех случаях, когда требуемый предел огнестойкости стальных конструкций превышает R60 (в редких случаях R45) и применение огнезащитных красок для таких классов огнестойкости экономически не оправдано, предъявляются высокие требования к экологическим характеристикам покрытия, а огнезащитные плиты невозможно применить в силу сложных конфигураций или расположения конструкции.

Характеристики основных видов огнезащитных штукатурок

Свойства	Цементные	Гипсовые
Условия нанесения	Выше 5 °С; влажность не влияет	Выше 0 °С; влажность не влияет
Эксплуатация	Внутри и снаружи помещений	Внутри помещений (без защитного слоя)
Летучие органические соединения (ЛОС)	Нет	Нет
Время первичного высыхания	24 час	3 час
Время набора основных прочностных характеристик	28 суток с периодическим увлажнением поверхности	7 суток
Токсикологические факторы	Минимальное воздействие	Минимальное воздействие
Рекомендуемые условия номинального пожара	Стандартный и углеводородный	Стандартный и углеводородный

Выбор между гипсовой и цементной штукатуркой, в силу их идентичной огнезащитной эффективности, может быть продиктован двумя основными факторами: для сжатых сроков огнезащитной обработки следует использовать гипсовые штукатурные смеси. Для эксплуатации вне помещений или в условиях повышенной влажности материалом выбора должна быть цементная штукатурка, однако следует понимать, что цементные штукатурные покрытия, при наборе основных эксплуатационных характеристик, требуют дополнительного периодического увлажнение поверхностей. Следует также отметить, что штукатурные материалы на основе гипса являются самыми дешевыми в сегменте средств огнезащиты.

Помимо существенных показателей огнезащитной эффективности и сравнительно низкой стоимости материала, огнезащитные строительные смеси имеют ряд других преимуществ:

- поставки на объект в сухом виде, длительный срок хранения;

- универсальность в применении для огнезащиты металлических, бетонных изделий и конструкций, воздуховодов, кабельных коробов;

- отсутствие вредных условий при нанесении и высокая производительность труда;

- сохранение физико-механических и огнезащитных способностей покрытия после кратковременного действия огня;

- невысокие нагрузки на элементы строительных сооружений.

Огнезащитные плиты и листовые волокнистые материалы представляют собой конструктивные методы, огнезащитное действие которых заключается в теплофизических свойствах используемого материала. Класс огнестойкости стальных конструкций, достигаемый при применении огнезащитных плит, может составлять до R 300.

Огнезащитная эффективность таких материалов определяется визуально на основании двух основных параметров: соответствие толщины данным Сертификата соответствия и сохранение целостности защитной конструкции на всех этапах жизни материала – приемке, хранении, монтаже, эксплуатации.

Огнезащитные плиты представляют собой, как правило, силикатные, перлитовые, вермикулитовые, перлито-цементные, вермикулито-цементные, минераловатные, гипсоволокнистые аналоги огнезащитных штукатурных смесей и практически идентичны последним по обеспечиваемым пределам огнестойкости. Однако способ монтажа огнезащитных плит относится к сухим строительным технологиям, что создает ряд преференций при выполнении работ по огнезащите: не требуется дорогостоящего оборудования, монтаж плит производится в любое время года, а также в условиях, когда по каким-либо технологическим или иным причинам применение мокрых технологий является недопустимым. В производственном цикле отсутствуют этап сушки покрытия и мероприятия по его декорированию, что значительно сокращает продолжительность огнезащитной обработки.

Кроме того, огнезащитные плиты по гарантиям производителей являются самым долговечным огнезащитным материалом, их срок службы составляет не менее 30 лет, что намного превышает аналогичные показатели для огнезащитных штукатурок. Такое различие связано, прежде всего, с тем, что в случае штукатурки срок службы определяется, в основном, состоянием антикоррозионного слоя металлоконструкции, и в процессе эксплуатации при разрушении антикоррозионного покрытия происходит отслоение и растрескивание огнезащитной штукатурки. При облицовке плитами нет прямого контакта огнезащитного материала с металлоконструкцией, и защитный каркас, при отсутствии механических разрушительных воздействий, не претерпевает изменений очень длительное время.

Выбор огнезащитного материала для обеспечения нормированного класса огнестойкости металлоконструкций

Исходя их общих представлений об экономической эффективности и эксплуатационных возможностях огнезащитных материалов для стальных конструкций, следует знать, что:

· для обеспечения класса огнестойкости R30 наиболее целесообразно использовать тонкослойные интумесцентные покрытия;

· класс огнестойкости R45, R60 возможно обеспечить красками, штукатурками и плитами. Приоритет использования того или иного материала может быть продиктован дополнительными условиями – стоимость огнезащиты, конфигурация стальных элементов, условия эксплуатации и режим предполагаемого огневого воздействия;

· начиная с класса огнестойкости R90, самыми надежными для обеспечения огнезащитной эффективности и эксплуатационных характеристик являются плиты и штукатурки.

Применение огнезащитных материалов для обеспечения соответствующих пределов огнестойкости.

Выбор огнезащитного материала по условиям эксплуатации

Долговечность огнезащитного покрытия зависит от условий эксплуатации покрытия, которые должны декларироваться в технической документации производителя.

Условия эксплуатации для умеренного климата

Атмосферно- коррозионная категория	ДСТУ ISO 12944-2:2019		Категории размещения ГОСТ 15150-69
Атмосферно- коррозионная категория	Снаружи помещения	Внутри помещений
С1 Очень низкая	-	Отапливаемые помещения с чистой атмосферой, например: офисы, магазины, школы, отели.	У1	На открытом воздухе (воздействие совокупности климатических факторов, характерных для макроклиматического района с умеренным климатом).
С2 низкая	Атмосфера с низким уровнем загрязнения. В основном сельские районы.	Не отапливаемые помещения, где может быть конденсация, напримерсклады, спортивные залы.	У2	Под навесом или в помещениях, где колебания температуры и влажности воздуха не существенно отличаются от колебаний на открытом воздухе, и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха (отсутствие прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков).
С3 средняя	Городские или промышленные атмосферы, умеренное загрязнение сернистым ангидридом. Прибрежные территории с низким уровнем солености.	Производственные помещения с высокой влажностью и некоторым загрязнением воздуха, например, заводы по переработке продуктов питания, прачечные, пивоваренные и молочные заводы.	У3	Закрытые помещения с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха существенно меньше, чем на открытом воздухе (отсутствие прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков).
С4 высокая	Промышленные и прибрежные территории с умеренной соленостью.	Химические заводы, плавательные бассейны, прибрежные верфи и судоремонтные заводы.	У;	Помещения с искусственно регулируемыми климатическими условиями, например, в закрытых отапливаемых или охлаждаемых и вентилируемых производственных и других, в том числе, хорошо вентилируемые подземные помещения.
С5 очень высокая (промышленная)	Промышленные зоны с высокой влажностью и агрессивной атмосферой т прибрежные районы с высокой соленостью	Здания или площади с почти постоянной конденсацией и высоким загрязнением	У5	Помещения с повышенной влажностью, например, в неотапливаемых и невентилируемых подземных помещениях.
CХ экстремальная	Морские территории с высокой соленостью и промышленные зоны с экстремальной влажностью и агрессивной атмосферой	Промышленные зоны со сверхвысокой влажностью и агрессивной атмосферой

В соответствие с положениями ETAG 018 (EAD 350402-00-1106) определены четыре типа условий эксплуатации X, Y, Z1, Z2:

• тип X – огнезащитные покрытия, предназначенные для эксплуатации в любых условиях (как внутри помещений, так и вне помещений, в условиях окружающей среды);

• тип Y – огнезащитные покрытия, предназначенные для использования 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 – огнезащитные покрытия, предназначенные для использования внутри помещений с повышенной влажностью воздуха, за исключением тех, которые предназначены для эксплуатации при температуре ниже 0°С;

• тип Z2 – огнезащитные покрытия, предназначенные для использования внутри помещений без влияния повышенной влажности воздуха, за исключением тех, которые предназначены для эксплуатации при температуре ниже 0°С.

Применение огнезащитных материалов в соответствии с условиями эксплуатации

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Z2	Z1	Y	X
Огнезащитные краски	Огнезащитные краски с покрывным слоем. Эпоксидные краски
Огнезащитные штукатурки		Огнезащитные штукатурки на цементной основе
Огнезащитные плиты

Учет основных факторов при выборе средства огнезащиты

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 R120
Класс опасности	4-ый малоопасное вещество	4-ый малоопасное вещество	2 – 4-ый малоопасное вещество (водная) опасное вещество (эпоксидная) высокоопасное вещество (органоразбавляемая)
Условия эксплуатации по ETAG 0181)	Y, Z1, Z2	X, Y, Z1, Z2	Z1 (с защитным покрытием), Z2
Коэффициент дымообразованя, м2/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 защита от вибраций за счет механических креплений к конструкциям, ремонто-способность, 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, ремонтно-способность, повышенная защита от вибраций, хорошие декоративные свойства
Недостатки	трудоемкость работ по нанесению, сложность восстановления и ремонта, низкие декоративные качества, слабая адгезия к поверхности, пониженная защита от вибраций.	необходимость устройства специальных 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 обычной конфигурации (колонны, балки, косоуры, ригели)	для конструкций несложной конфигурации (колонны, балки)	для конструкций любой конфигурации (колонны, балки, косоуры, ригели, фермы, связи и т.п.)