СНиП: огнезащита металлических конструкций. Предел огнестойкости металлических конструкций без огнезащиты
Огнезащита металлических конструкций представляет собой такой элемент, которому в преимущественном большинстве случаев принято уделять особое внимание. При этом нужно правильно понимать, что она собой представляет и где она нужна.
Зачем она нужна?
Несущие балки, двутавры, колонны и прочие элементы в условиях пожара могут вести себя практически непредсказуемо. При этом не стоит забывать о том, что главной их задачей является выполнение своего прямого предназначения – удерживать здание в течение максимально длительного времени, предотвращая любые риски обрушения.
Металл сохраняет свою крепость ровно до того времени, пока его температура равна температуре окружающей среды. Многие не знают об этом факте. А если его разместить в среде высоких температур, с течением времени он станет гибким и пластичным. Поэтому, если не используется специализированная огнезащита металлических конструкций, в огне он не продержится даже 3-5 минут.
Плавясь и сгибаясь, он наносит повреждения изначальной конструкции зданий и сооружений, провоцируя обрушение, когда люди еще не успели полностью эвакуироваться. Это, соответственно, оборачивается их гибелью. Именно по данной причине огнезащита металлических конструкций является одним из наиболее важных элементов, учитываемых в процессе разработки безопасности каждого здания. Однако нужно правильно понимать, как и когда она обеспечивается.
Что это такое?
Далее мы рассмотрим, когда возможна огнезащита металлических конструкций. На сегодняшний день используются самые разнообразные строительные методы, с помощью которых обеспечивается огнезащита, такие как обкладка кирпичами, штукатурка по сетке и еще множество других, но в данном случае мы рассматриваем нестроительные технологии, которые могут учитываться любыми архитекторами и проектировщиками.
Как это реализуется?
По СНИП огнезащита металлических конструкций в первую очередь должна обеспечиваться зданиям и сооружениям, в которых различные металлические несущие элементы являются открытыми. При этом нет возможности их нормально закрыть или же используется дизайнерский ход архитектора. Таким образом, мы имеем здание, у которого есть не защищенные никакими средствами несущие металлические конструкции. В данном случае по СНИП огнезащита металлических конструкций осуществляется путем нанесения на них специализированной огнезащитной краски. В данном случае это не только самый эффективный, но и, в принципе, единственно возможный способ.
Казалось бы, все предельно просто: покупаем огнезащитную краску и красим ею доступную поверхность. На первый взгляд может показаться, что такие способы огнезащиты металлических конструкций могут использоваться обыкновенными малярами или дешевыми работниками. На самом же деле эта простота является только кажущейся и поверхностной.
Чтобы обеспечить полноценное выполнение этого проекта огнезащиты, нужно точно знать то, какое количество слоев краски должно укладываться на те или иные элементы, просчитать предел огнестойкости металлических конструкций без огнезащиты, а также предотвратить возможность растрескивания или отслоения материала в процессе сушки.
Проектирование
Не стоит забывать о том, что сами по себе специализированные краски являются не такими дешевыми. Это только одна из причин, заставляющих разрабатывать проект по обеспечению огнезащиты конструкций. С помощью данного проекта можно будет понять, насколько низким является предел огнестойкости металлических конструкций без огнезащиты, какое количество краски потребуется для его увеличения, а также сколько слоев материала должно наноситься на те или иные элементы.
Профессиональные специалисты занимаются детальной оценкой всех нагрузок, которые воздействуют на конкретные конструкции, рассчитывают огнестойкость, а также время, на протяжении которого они могут выполнять свою прямую функцию в огне. После этого осуществляется расчет недостающего времени и проводятся вычисления требуемой толщины слоя защиты. Именно так осуществляется проектирование и определение цены проводимых работ, после чего уже специалисты приступают к реализации намеченного плана.
Как проводится нанесение?
Материалы для огнезащиты металлических конструкций наносятся при помощи специализированных безвоздушных агрегатов. Причем их нанесение осуществляется только в один слой определенной толщины. Главная особенность здесь заключается в том, что если огнезащитный материал будет нанесен слишком тонким слоем, то при наличии малейшего высыхания краска начнет завиваться и лопаться, а в противном случае она просто не будет успевать высыхать. Это приведет к ее опаданию с конструкции. Именно поэтому профессиональными специалистами в соответствии с государственным стандартом (ГОСТ) огнезащита металлических конструкций наносится определенным слоем, после чего ему дается время для частичного высыхания, а далее наносится следующий слой. Затем путем повторения данной процедуры достигается требуемая толщина.
Стоит отметить тот факт, что каждый слой огнезащитной краски находится под пристальным контролем не только в мокром, но еще и в сухом остатке, а также осуществляется проверка коэффициента усадки. Помимо всего прочего, сухой слой также контролируется при помощи специализированного электромагнитного вихревого толщиномера. При наличии действительно качественного и правильного выполнения всего спектра необходимых процедур, начиная от разработки проекта и заканчивая непосредственным нанесением материала, в конечном итоге покрытие сможет прослужить более пятидесяти лет.
Основные особенности
Металлы по своей структуре являются довольно чувствительными к огню и в принципе высоким температурам. Именно поэтому все процедуры осуществляются только в соответствии с заранее установленным сводом правил (СП). Огнезащита металлических конструкций должна проводиться по той причине, что сам по себе металл очень быстро нагревается. Это приводит к существенному снижению его прочностных свойств. В связи с данным фактом металлоконструкции представляют собой наиболее уязвимый элемент любого здания в процессе возникновения пожара, и это с учетом того, что их принято использовать в современном строительстве практически повсеместно.
Мало кто правильно понимает, что у стального каркаса предел огнестойкости является достаточно низким и его значение колеблется в районе 0,1-0,4 часа, а в соответствии с существующими нормами огнестойкость любой строительной конструкции должна находиться в районе 0,5-2,5 часа в зависимости от того, какой конкретно рассматривается тип здания, и именно поэтому требуется огнезащита металлических конструкций. Требования же к нанесению таких материалов регулируют правильность их использования, а также позволяют сделать так, чтобы в конечном итоге действительно удалось добиться необходимых результатов.
Причины
Главная суть огнезащиты металлоконструкций заключается в том, чтобы на поверхности металла создавался специализированный теплоизолирующий экран. Он способен удерживать высокие температуры, а при необходимости также не позволяет действовать на материал огню. Такой экран существенно замедляет процедуру нагревания металлических конструкций в случае возникновения пожара. Благодаря этому предоставляется время, необходимое для дальнейшей эвакуации и спасения жизней многих людей.
Существует множество методов, которыми осуществляется огнезащита металлических конструкций. Составы наносятся как традиционными способами наподобие штукатурки стен специальными растворами, бетонирования или же наложения кирпичной кладки, так и более современными, основанными на применении облегченных заполнителей и материалов, включая минеральное волокно, вспученный перлит или же всевозможные теплоизоляционные материалы. Цена же данной процедуры непосредственно зависит от того, какой конкретный метод использовался в определенной ситуации.
Классификация методов
Конструктивная огнезащита металлических конструкций осуществляется несколькими современными методами:
- Специальные огнезащитные покрытия. Они изготавливаются из цемента, жидкого стекла, а также минерального гранулированного волокна.
- Применение всевозможных вспучивающих огнезащитных красок, представляющих собой довольно сложную систему, включающую в себя органические и неорганические компоненты. Их основное действие полностью основывается на вспучивании состава под воздействием высоких температур и дальнейшем образовании теплоизолирующего пористого слоя, толщина которого составляет всего несколько сантиметров.
Огнестойкость металлических конструкций без огнезащиты является достаточно низкой, но при помощи таких методов специалисты безо всякого труда увеличивают ее до требуемого значения 0,75-2,5 часа в зависимости от того, какой наносится слой штукатурки, а также от того, применяется огнезащитная краска или облегченное покрытие. Использование вспучивающих красок в преимущественном большинстве случаев позволяет добиться огнестойкости конструкций продолжительностью более полутора часов.
Особенности нанесения
Нанесение специальных материалов можно разделить на четыре основных этапа:
- Подготовка поверхности.
- Нанесение грунтовки.
- Нанесение специальной краски.
- Нанесение покрытия.
Особое внимание в данном случае уделяется подготовке металлических поверхностей для дальнейшей огнезащитной обработки. При неправильной подготовке в дальнейшем покрытие может попросту разрушиться под внутренним или же внешним воздействием, вследствие чего результат проведенной работы окажется нулевым. На практике можно встретить довольно широкое разнообразие возможных состояний металлических поверхностей перед нанесением на них специального покрытия, и даже для тех металлических конструкций, которые еще не бывали в эксплуатации, в соответствии с установленными государственными стандартами определяется четыре основных состояния.
На практике в основном принято использовать два основных метода очистки – механический и химический. Последний предусматривает применение специализированных преобразователей ржавчины, средств для смывки старой краски и еще массы некоторых других. Механическая же технология предусматривает механизированную или же полностью ручную обработку. Такая очистка осуществляется при помощи абразивного инструмента, крацевания или пескоструйной обработки, а главной ее задачей является получение абсолютно чистой поверхности металла с полным отсутствием на ней каких-либо покрытий.
Еще одним обязательным этапом подготовки можно назвать полное обезжиривание поверхности, которое проводится с использованием специализированных органических растворителей. Главной целью данной процедуры является полное удаление с поверхности металла каких-либо неорганических или же органических жиров и масел. Операция проводится непосредственно перед тем, как будет нанесен первый слой покрытия, и в преимущественном большинстве случаев ее принято совмещать с обеспыливанием.
Грунтовка
Первый слой при нанесении любого огнезащитного покрытия – это всегда грунт. Причем в преимущественном большинстве случаев принято использовать акриловый, который считается наиболее универсальным. В основные задачи грунтовки входит обеспечение антикоррозийной защиты металла, а также качественная адгезия к поверхности и последующим слоям покрытия.
Нужно подходить к выбору грунта крайне тщательно, если речь идет о дальнейшей огнезащитной обработке. Ведь на рынке можно встретить массу различных продуктов, которые изготавливаются в соответствии с ТУ, а не ГОСТами. В основном грунты, которые производятся по ТУ, отличаются температурой размягчения на уровне 90-100 оС, в то время как рабочая температура огнезащитного покрытия составляет 220-250 оС. Таким образом, грунт в конечном итоге теряет свои свойства, что может спровоцировать его деформацию и дальнейшее отслаивание вместе с нанесенным огнезащитным покрытием. Помимо всего прочего, применение каких-либо дешевых аналогов, производящихся только по ТУ, приведет и к повышенному времени высыхания нанесенного материала, а также снижению или даже полной потере адгезии нанесенного огнезащитного покрытия.
Далеко не все понимают, что крайне важно выдерживать грунт до полного высыхания перед тем, как будет наноситься непосредственно сама огнезащитная краска, так как в противном случае защитное покрытие может просто потрескаться во время эксплуатации. Нанесение специализированных материалов на старые покрытия или же поверхности, предварительно загрунтованные лакокрасочными материалами, которые не рекомендуются производителями огнезащитных красок, впоследствии может спровоцировать ухудшение адгезии, а также вспучивание или же отслаивание нанесенного покрытия.