Огнезащита металлических конструкций. Какая огнезащитная краска существует статьи

Тип: 

Какими методами осуществляется огнезащита металлических конструкций?
 

Наиболее доступны традиционные методы (обетонирование, оштукатуривание цементно-песчаными растворами, облицовка кирпичной кладкой, окрашивание вспучивающейся краской).

Также можно применить новые современные методы, основанные на механизированном нанесении облегченных материалов и легких заполнителей (асбеста, вспученного перлита и вермикулита, минерального волокна, обладающих высокими теплоизоляционными свойствами) или на использовании плитных и листовых теплоизоляционных материалов (гипсокартонных и гипсоволокнистых листов, асбестоцементных и перлитофосфогелевых плит и др.).

Методы огнезащиты металлоконструкций

Фактический предел огнестойкости стальных конструкций в зависимости от толщины элементов сечения и действующих напряжений составляет от 0,1 до 0,4 ч, в то время как минимальные значения требуемых пределов огнестойкости основных строительных конструкций, в том числе металлических, составляют от 0,5 и до 2,5 ч в зависимости от степени огнестойкости зданий и типа конструкций.

Задача огнезащиты металлоконструкций заключается в создании на поверхности элементов конструкций теплоизолирующих экранов, выдерживающих высокие температуры и непосредственное действие огня. Наличие этих экранов позволяет замедлить прогревание металла и сохранять конструкции свои функции при пожаре в течение заданного периода времени.

Огнезащиту металлоконструкций осуществляют как традиционными методами (обетонирования, оштукатуривания цементно-песчанными растворами, использования кирпичной кладки), так и новых современных методов, основанных на механизированном нанесении облегченных материалов и легких заполнителей — вспученного перлита и вермикулита, минерального волокна, обладающих высокими теплоизоляционными свойствами или основанных на использовании плитных и листовых теплоизоляционных материалов (гипсокартонных и гипсоволокнистых листов, перлитофосфогелевых плит и др.).

Современные методы огнезащиты металлоконструкций включают использование:

    огнезащитных покрытий из гранулированного минерального волокна, жидкого стекла, цемента и др.;
    вспучивающихся красок, представляющих сложные системы органических и неорганических компонентов. Огнезащитное действие этих красок основано на вспучивании нанесенного состава при температурах 170-200 °С и образовании пористого теплоизолирующего слоя, толщина которого составляет несколько сантиметров.

В зависимости от толщины слоя штукатурного состава, облегченного покрытия, конструктивных огнезащитных листов и плит обеспечивается предел огнестойкости стальных конструкций от 0,75 до 2,5 ч. Вспучивающиеся краски используются для огнезащиты стальных конструкций в течение 0,75-1,5 ч. Обеспечение предела огнестойкости стальных конструкций 0,5 ч достигается путем увеличения их массивности за счет развития размера сечений.

Характеристика металлических конструкций и требования к их огнестойкости

    В соответствии с требованиями СНиП 21-01-97, здания делятся на 5 степеней огнестойкости в зависимости от значений пределов огнестойкости основных строительных конструкций, принимаемых в часах или минутах, и пределов распространения огня по ним, принимаемым в сантиметрах. Нормированию подлежат: стены, перегородки, колонны, элементы лестничных клеток, перекрытий и покрытий. При несоответствии хотя бы одного из элементов здания (сооружения) требуемым значениям степень огнестойкости всего здания уменьшается до степени огнестойкости, где значение фактического предела огнестойкости не менее требуемого.

    В зависимости от степени огнестойкости здания или сооружения нормы пожарной безопасности регламентируют их назначение, противопожарные разрывы, этажность, площадь пожарных отсеков, длину путей эвакуации и т.п.

    Строительные конструкции характеризуются огнестойкостью и пожарной опасностью.

    Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний:

•потери несущей способности,
•потери целостности,
•потери теплоизолирующей способности.

    Пределы огнестойкости строительных конструкций устанавливаются по ГОСТ 30247.

    По пожарной опасности строительные конструкции подразделяются на 4 класса:

   КО (непожароопасные)
   К1 (малопожароопасные)
   К2 (умереннопожароопасные)
   К3 (пожароопасные)

    Класс пожарной опасности строительных конструкций устанавливают по ГОСТ 30403.

    Факторами, определяющими воздействие пожара на стальные конструкции, являются по мнению авторов [Л2]: уровень рабочих напряжений, температура прогрева конструкции и длительность воздействий. Влияние повышенных температур пожара приводит к изменению прочностных и деформационных свойств применяемых сталей, появлению температурных напряжений и деформаций, а длительность процесса обусловливает возможность возникновения значительных деформаций ползучести. Все это может привести к получению стальными конструкциями необратимых деформаций, потери ими несущей или ограждающей способности. В свою очередь, потеря ограждающей способности может явиться причиной распространения пожара в смежных помещениях здания со стальным пространственным каркасом, а потеря несущей способности конструкций может вызвать обрушение самих конструкций.

    С ростом температуры теплопроводность сталей падает, а удельная теплоемкость увеличивается.

    По данным [Л3], в процессе нагрева несущие стальные конструкции находятся под действием постоянной рабочей нагрузки, а металл этих конструкций нагревается в напряженном состоянии. В этом случае рост деформации и снижение прочности металла зависят от режима его нагрева, так как эти процессы происходят во времени, и, следовательно, связаны с явлением ползучести.

    До определенной температуры деформация стали увеличивается примерно с постоянной скоростью в основном за счет температурного расширения. Затем начинает проявляться температурная ползучесть стали, и скорость роста деформации образца плавно возрастает. За пределами ε аt = 3 %, вследствие резкого увеличения ползучести, кривая полных деформаций стали быстро приближается к вертикали. Следовательно, можно принять, что при значении ε аt = 3 % достигается предел прочности нагретой стали.

Незащищенные несущие металлические конструкции, как правило, имеют очень низкий предел огнестойкости, ч.:

    стальные - в среднем 0,25

    Исключение составляют стальные мембранные покрытия и колонны массивного сплошного сечения, у которых предел огнестойкости без огнезащиты может достигать 0,75 ч. Низкая огнестойкость большинства металлических конструкций объясняется главным образом их тонкостенностью, т.е. малой теплоемкостью.

    Так, например, теплоемкость стальной колонны коробчатого сечения 300x300x10 мм, имеющей предел огнестойкости 0,23 ч, при 500°С составляет ~ 63x103 Дж/м, а железобетонная колонна сплошного сечения 300x300 мм, у которой предел огнестойкости превышает 2 часа имеет теплоемкость 260x103 Дж/м, т.е. в четыре раза больше.

    Повышение теплоемкости стальных колонн путем применения сплошного сечения размером, например, до 300x300 мм не позволяет увеличить их огнестойкость до величины, которая характерна для колонн из железобетона. Причиной этого является огромная теплопроводность стали, благодаря чего все сечение металлической конструкции быстро прогревается до высоких температур, в то время как центральная часть железобетонных колонн (ядро сечения) до высоких температур прогревается очень медленно.

При нагреве до температур плавления любые незащищенные металлоконструкции (колонна, балкон, ферма) теряют свою несущую способность. Повышение огнестойкой способности металлоконструкций позволяет обезопасить процесс эвакуации и тем сохранить при пожаре жизнь людей и ценности.

Огнезащита металлических конструкций проводится с помощью ряда замедляющих распространение огня мер. Рынок огнезащитных материалов используемых для пассивной огнезащиты расширяется с каждым днем.

Наиболее популярными являются средства с использованием огнезащитных составов, которые вспучиваются под воздействием огня – это краски (повышают предел огнестойкости до 90 минут), штукатурки (до 180 минут) и огнестойкие облицовочные плитки (более 180 минут).

Выбор способа огнезащиты металлоконструкций является инженерным решением на основе технико-экономических характеристик объекта.

Во многом выбор средства защиты зависит от среды нахождения металлоконструкции и основными параметрами возможного агрессивного воздействия на объекты из металла.

 

Огнезащита нестандартных металлоконструкций

Металлы обладают высокой чувствительностью к высоким температурам и к действию огня. Они быстро нагреваются и снижают прочностные свойства.

Фактический предел огнестойкости нестандартных стальных конструкций в зависимости от толщины элементов сечения и действующих напряжений составляет от 0,1 до 0,4 ч, в товремя как минимальные значения требуемых пределов огнестойкости основных строительных конструкций, втом числе металлических, составляют от 0,25 и до2,5 ч в зависимости от степени огнестойкости зданий и типа конструкций.

Задача огнезащиты металлических конструкций заключается в создании на поверхности элементов конструкций теплоизолирующих экранов, выдерживающих высокие температуры и непосредственное действие огня. Наличие этих экранов позволяет замедлить прогревание металла и сохранять конструкции свои функции при пожаре в течение заданного периода времени.

Огнезащиту нестандартных металлоконструкций осуществляют как традиционными методами (обетонирования, оштукатуривания цементно-песчанными растворами, использования кирпичной кладки), так и новых современных методов, основанных на механизированном нанесении облегченных материалов илегких заполнителей— асбеста, вспученного перлита и вермикулита, минерального волокна, обладающих высокими теплоизоляционными свойствами или основанных на использовании плитных и листовых теплоизоляционных материалов (гипсокартонных и гипсоволокнистых листов, асбестоцементных и перлитофосфогелевых плит идр.).

Современные методы огнезащиты нестандартных металлоконструкций включают использование:

    теплоизоляционных штукатурок, состоящих из цемента или гипса, перлитового песка или вермикулита, жидкого стекла
    огнезащитных покрытий из асбеста или гранулированного минерального волокна, жидкого стекла, цемента
    вспучивающихся красок, представляющих сложные системы органических и неорганических компонентов. Огнезащитное действие этих красок основано на вспучивании нанесенного состава при температурах 170— 200С’ и образовании пористого теплоизолирующего слоя, толщина которого составляет несколько сантиметров

В зависимости от толщины слоя штукатурного состава, облегченного покрытия, конструктивных огнезащитных листов и плит обеспечивается предел огнестойкости стальных конструкций от0,75 до2,5 ч. Вспучивающиеся краски используются для огнезащиты нестандартных стальных конструкций в течение 0,75— 1ч. Обеспечение предела огнестойкости стальных конструкций 0,5 ч достигается путем увеличения их массивности за счет развития размера сечений.

Какая огнезащитная краска существует

На сегодняшний день существуют следующие виды огнезащитной краски:

Огнезащитная краска для металла наноситься на поверхность металлических конструкций при помощи специальных тонкослойных красок, например, таких как ВУП-2, Неофлэйм 514 Р и Феникс, которые обеспечивают защиту металлоконструкций при пожаре от 30 минут до 2 часов.

Огнезащитная краска для воздуховодов наноситься при помощи специальных красок, например, таких как СПЛЕНД-30, СПЛЕНД-60, СПЛЕНД-90, СПЛЕНД-150, которые наносятся на предватильно закрепленную сетку рабица и предотвращают возможность огня перекинуться с одного этажа на другой.

Огнезащитная краска для кабелей наноситься для предотвращения распространения пожара по инженерным сетям, данная защита осуществляется при помощи огнезащитных красок ВУП-2К, при нанесении которой предел распространения пламени не более 1,5 мм при толщине сухого слоя 0,6 мм. 

Огнезащитная краска для древесины наноситься для создания хорошей защиты от огня, так как древесина имеет очень высокие горючие свойства в сравнении с другими материалами и поэтому данная защита нуждается в постоянном обновлении при помощи красок ВУП-2Д.

Огнезащитная краска по бетону наноситься при помощи специальной краски, такой как ВУП-2Б и необходима для создания защиты бетонных сооружений и конструкций при высоких температурах при возгорании, данная защита предотвращает дальнейшее ослабление и разрушение бетонных конструкций.

Учитывая все параметры можно сделать правильный выбор огнезащитного средства.
В комплексе с пожарной сигнализацией и автоматическим пожаротушением, огнезащита здания или сооружения позволяет предотвратить пожары, или, по крайней мере, уменьшить их разрушительное воздействие.