Огнезащита металлоконструкций

Описание

Современные требования по пожарной безопасности конструкций из металла предполагают комплекс мер, направленных не только за защиту от высоких температур готового строения, но и на решение ряда смежных задач. Вследствие чего огнезащита металлических конструкций разрабатывается уже на стадии проекта здания, либо сооружения в соответствии с установленными стандартами.

Следует отметить, что в данное понятие включены не только требования по противопожарной безопасности как таковой. Известно, что в случае возникновения внештатных ситуаций под воздействием пламени могут оказаться не только несущие конструкции, но и лестничные пролеты, потолочные балки и перекрытия, что в силу ряда факторов может привести к весьма печальным последствиям как для строения, так и для находящихся там людей.

Процесс огнезащиты металлоконструкций

Какую огнезащиту металла мы делаем

Известно, что в строительстве сооружений из металла, как правило используется сталь определенных марок. Конечно, ранее применялся и чугун. В частности, первый в мире арочный мост, возведенный через реку строился именно из данного материала. Однако позже выяснилось, что чугун обладает относительно небольшой прочностью и довольно хрупок, поэтому в современном строительстве от него практически отказались в пользу стали, которая оказалась незаменима при возведении высотных зданий, различных телекоммуникационных строений и прочих сооружений.

Сталь, хоть и позволила инженерам проектировать доселе невиданные архитектурные формы, однако вскоре у нее выявился один существенный недостаток — потеря прочности при длительном воздействии высоких температур. Поэтому срочно понадобилось некое решение, позволяющее избежать подобных технических сложностей и в конце концов был разработан комплекс мер, предохраняющих стальные конструкции от огня, что и называется огнезащитой в широком понимании этого термина.

Также часто под огнезащитой металла имеют ввиду нанесение на балки и фермы специального слоя из негорючих материалов с относительно низкой удельной теплопроводностью (например, асбеста), а также различных пожаробезопасных красок и лаков.

Согласно строительным нормам и правилам (СНиП) к каждому типу зданий, либо сооружений предъявляются свои требования по огнезащите, подробно описанные в нормативных документах, что выражается в коэффициенте, либо классе огнестойкости. Существует несколько степеней огнеупорной эффективности металлоконструкций в зависимости от времени воздействия критических температур:

Не менее 150 минут;
Степень устойчивости не менее двух часов (120 минут);
Не менее одного часа (60 минут);
Способность выдержать воздействие не менее 45 минут;
Минимальные требования при степени воздействия не максимум 30 минут.
Отметим, что исследования на способность конструкции из металла сохранять свой конструктивные функции при воздействии огня проводятся при температуре пламени в 500 градусов по Цельсию. И это не спроста. На основании научных исследований выяснилось, что данная температура является критичной для сохранения изначальных механических характеристик металла.

В частности, предел прочности стали при превышении данного значения снижается практически наполовину. Следует учесть, что температура пламени при пожарах внутри помещения может достигать и 800-900 градусов по Цельсию, поэтому для исследований огнестойкости конструкции было выбрано минимальное значение температуры воздействия на объект.

Поведение металлических конструкций в условиях пожара

Как уже было сказано выше, сталь обладает рядом механических характеристик, которые изменяются при экстремальных температурах, что в ряде случаев приводит к деформации конструкции вплоть до частичного или полного разрушения. Выделяют несколько основных свойств металла, которые в обязательном порядке учитываются при проектировании того или иного изделия:

Модуль упругости (Е) — согласно последним проведенным исследованиям установлено, что упругость стали при воздействии высоких температур постепенно снижается. В области температур упругих изменений стали произведение аЕ можем принять постоянным и равным (хЕ = 12 • 10-6 • 2,1 • 106^ = 25 кГ/см2. Выяснилось, что при температуре 600°С и выше сталь находится только в пластическом состоянии, теряя полностью свои упругие свойства.

Пластические свойства стали при относительно невысоких температурах (порядка 150-300 °С) также незначительно снижаются. Отметим, что такие характеристики металла как удлинение и поперечное сужением при разрыве при повышении температуры огня на 100-200 градусов наоборот увеличиваются, что постепенно происходит и после достижения критических температур.

Предел прочности стальных конструкций также изменяется неравномерно при постепенном возрастании температуры окружающей среды. До 100 градусов металл постепенно теряет прочность, однако данная характеристика восстанавливается уже при достижении 200-300 градусов. При воздействии на стальное изделие температуры выше критической в 500 °С металл утрачивает около половины запаса прочности.

Как видно из приведенных выше фактов, температурный предел для существенного изменения характеристик стали находится в относительно низком диапазоне (порядка 500-600 °С), что требует применения различных видов термической защиты конструкций. Учитывая, что температура пламени при пожаре может достигать и 1350 °С (при условии притока воздуха и наличия в качестве горючего газа и некоторых твердых веществ) данная проблема особенно актуальна при проектировании зданий с опорными конструкциями из металлических балок и ряде иных подобных сооружений.

Разновидности огнезащиты металлических конструкций от Р-Проект

На сегодняшний день существует несколько разновидностей огнезащиты металлических конструкций, начиная от простейшего оштукатуривания стальных поверхностей различными огнеупорными составами и заканчивая бетонированием. Отметим, последнее применимо в тех случаях, когда помимо защиты от воздействия высоких температур необходимо увеличить прочность всей конструкции в целом. Итак, рассмотрим каждый из способов в отдельности:

Бетонирование, облицовка из кирпича — так как данные строительные материалы обладают относительно низкой теплопроводностью, то прекрасно подходят для огнезащиты стали. Это решение наиболее распространено при возведении высотных зданий, а также ферм мостов и иных опорных элементов. Сочетание бетона и стали позволяет существенно снизить общий вес здания. Стальные несущие конструкции внутри бетона также в значительной мере повышают прочность сооружения, в бетон (или кирпич) позволяют осуществить эффективную защиту не только от огня, но и иных неблагоприятных природных факторов. Стоит отметить, что облицовка иногда применяется и на бытовом уровне с прямо противоположным значением — стальные трубы от печи или камина обкладывают огнеупорным кирпичом, чтобы воспрепятствовать контакту горячей стали с деревянными стенами и элементами отделки.

Листовая облицовка — применяется в основном для огнезащиты балок внутри помещений. При данном способе на металлическую поверхность наносится слой из специальных огнеупорных материалов таких как асбестоцементные и перлитофосфогелиевые плиты. Однако такой метод применим только для промышленных зданий и технологических строений (цеха, склады и прочее). При строительстве подсобных помещений, гаражей, офисов и прочем гражданском строительстве металлические балки можно облицовывать обычными листами из гипсократона, который обладает практически теми же температурными свойствами как и бетонные растворы.

Огнезащитные покрытия на основе неорганического связующего используются только на промышленных объектах в условиях агрессивных сред. В качестве защитного материала выступает либо стекло, либо силикатофосфатное связующее. Данное покрытие способно выдерживать высокую влажность, воздействие пыли и иных неблагоприятных факторов. Такие огнезащитные покрытия обладают огнезащитной эффективностью от 45 до 150 часов при различной толщине слоя. Основным недостатком данной защиты на основе неорганического связующего является взаимодействие с щелочами, вследствие чего покрытие может отслоиться или разрушиться.

Также широко распространена огнезащита металлоконструкций на основе составов терморасширяющегося типа. Такие составы производятся в различных вариантах: от водной дисперсии с неорганическими наполнителями до специальных красок. Нанесение подобной защиты производится в обычных условиях, однако при воздействии на обработанную таким составом конструкции температуры порядка 250 °С слой вспучивается, и препятствует воздействию экстремальных температур на стальную основу.

Наши расценки по данной услуге:

Стоимость огнезащитной обработки металлических конструкций — от 500 м2.