Принято считать, что металлические конструкции, в отличие от деревянных, не боятся огня. Разумеется, этот материал является негорючим, однако при длительном воздействии высоких температур и в его составе происходят изменения, которые ведут к появлению деформаций или даже разрушению строений из металла. Собственный предел огнестойкости самых массивных металлоконструкций составляет 15 минут — после этого он становится «текучим». Для того чтобы продлить жизнь металлу в случае пожара, строители используют различные огнезащитные составы и материалы.
Текст: Анна Кучумова Совсем недавно — в марте нынешнего года — в Казани произошел крупный пожар: загорелся торговый центр «Адмирал». 2 000 м2 площади были охвачены огнем за 10 минут. Потушить огонь оперативно специалисты не смогли бы ни при каких обстоятельствах. В результате погибли 16 человек, а еще 16 пропали без вести. Большинство из них пострадали не от огня — на них обрушились перекрытия. По словам представителей МЧС, вследствие воздействия высоких температур металлоконструкции, которые не были обработаны никаким огнезащитным составом, потеряли свои прочностные характеристики, и торговый центр сложился, как карточный домик.
Сами металлоконструкции, конечно, не горели. Однако при возникновении пожара температура воздуха в помещении оказывается выше 500 °C, а в таких условиях всем известная прочность металла очень быстро пропадает. 15 минут редко бывает достаточно для того чтобы устранить возгорание. Значит, нужно сделать так, чтобы предел огнестойкости (показатель сопротивляемости конструкции огню) был максимального увеличен. С той целью и используются огнезащитные материалы, выбор которых определяется на основе технико-экономического анализа.
«Общие требования к огнезащитным материалам, предназначенным для несущих стальных строительных конструкций, изложены в нормах пожарной безопасности (НПБ 236-97) «Огнезащитные составы для стальных конструкций. Метод определения огнезащитной эффективности». В соответствии с ними для покрытий на стальных металлоконструкциях установлено пять групп огнезащитной эффективности, которые измеряются временным интервалом от начала воздействия высокой температуры до достижения поверхностью конструкции температуры 500 °С. Согласно этим нормам огнезащитная эффективность подразделяется на 5 групп: 1 — не менее 150 минут, 2 — не менее 120 минут, 3 — не менее 60 минут, 4 — не менее 45 минут, 5 — не менее 30», — объясняет заместитель генерального директора ООО «ПроектСтройЭкспертиза» по гражданской защите Андрей Анищенко.
При выборе огнезащитных материалов, необходимо учитывать несколько показателей. Во-первых, это традиционный треугольник «скорость-цена-время». Во-вторых, значение имеет сложность конфигурации конструкции: выбор для простых элементов строения оказывается намного шире. В-третьих, стоит обращать внимание на те условия — влажностные, температурные и другие характеристики, при которых будет эксплуатироваться металлоконструкция. Исходя из этих показателей, уже на стадии проектирования объекта можно определиться с материалами, которые защитят постройку в случае пожара. Кирпичная стена
Проверенным временем способом огнезащиты является усиление металлических конструкций бетоном или кирпичной кладкой. С их помощью можно обеспечить предел огнестойкости до 2-2,5 часов. Специалисты ценят бетон и кирпич за их устойчивость к атмосферным воздействиям и невысокую стоимость. Если конструкцию необходимо не только защитить от огня, но и усилить, например, при реконструкции сооружения, эти материалы — именно то, что доктор прописал.
Однако, обетонирование и кирпичная кладка — далеко не универсальные способы огнезащиты, и во многих ситуациях их применение оказывается невозможным. Например, для горизонтальных конструкций бетонно-кирпичная огневая защита уже не годится. Равно как и для небольших легких сооружений, ведь массивные материалы заметно утяжеляют и без того громоздкую металлическую конструкцию. Кроме того, встает вопрос времени и денег: сами кирпич и бетон, конечно, недороги, но необходимость использования арматуры или стальных хомутов делает строительные работы более дорогими и продолжительными. Потому, если единственная цель мероприятия — защитить постройку от огня, лучше воспользоваться более современными материалами. Защитный экран
Отражающие экраны — еще один недорогой способ огнезащиты металлических конструкций. Для этого используются материалы с пористой структурой и низкой теплопроводностью, например, гипсокартонные и гипсоволокнистые листы, асбестоцементные и перлитофосфогелиевые плиты, а также плиты из вермикулита и вспученного или невспученного перлита. С их помощью можно не только защитить металл от воздействия высоких температур, но и повысить декоративные качества сооружения. Огнезащитные несгораемые плиты заодно обеспечивают тепло- и звукоизоляцию. Кроме того, для создания экранов нет необходимости готовить конструкции: снимать нанесенные ранее слои лака и краски.
Но и этот метод применим далеко не для всех сооружений. С конструкциями несложной конфигурации (колоны, стойки, балки) гипсокартон и асбестоцементные плиты, конечно, справятся, но «архитектурны излишества», в том числе фермы, связи по колонам и фермам, этим материалам не по зубам. И еще: каркас подобные экраны, конечно, не утяжелят, но пространство заметно сократят, поэтому такой вариант не всегда целесообразен. Штукатурка против пламени
Цементно-песчаная штукатурка считается огнезащитным средством вчерашнего дня, однако применяется по-прежнему довольно активно: обладая невысокой стоимостью, этот материал помогает обеспечить высокий предел огнестойкости — до 2,5 часов. Однако, как уже упоминалось, главный недостаток цемента — большая масса, утяжеляющая каркас.
Стремление избавиться орт этой особенности огнезащитных штукатурок привело к созданию облегченных штукатурок на основе асбеста, перлита, вермикулита и других материалов. В качестве вяжущего в этом случае чаще всего используется жидкое стекло, устойчивое не только к высоким температурам, но и к открытому пламени. В последнее время все чаще применяются покрытия на основе смеси жидкого стекла и терморасширяющихся графитных соединений.
Следует отметить, что терморасширяющиеся огнезащитные составы являются одними из самых перспективных материалов этой области. Их особенность состоит в том, что при высокой температуре (выше 250 °С) покрытие начинает вспучиваться, образуя термоизолирующий слой. Они увеличиваются в объеме в 10-40 раз (в зависимости от марки), обеспечивая предел огнестойкости до 1 часа.
Огнезащитная штукатурка — материал достаточно требовательный. Во-первых, наносить его можно только на грунт, указанный в сертификате пожарной безопасности. Во-вторых, перед нанесением штукатурки поверхность необходимо очистить от краски и ржавчины, а также обезжирить — в противном случае она попросту не будет держаться на поверхности металла. Красочная защита
Все перечисленные выше способы огнезащиты имеют невыгодные особенности: это тяжелые материалы, монтаж которых является довольно трудоемким. Поэтому более современными считаются огнезащитные смеси — лаки и краски. Наносятся они без особых сложностей, вес конструкции практически не меняют, а также позволяют регулировать степень термозащиты путем изменения количества слоев.
Также как и штукатурки, огнезащитные лаки, краски и эмали могут быть вспучивающимися и невспучивающимися. Последние считаются более эффективными: при нагревании толщина слоя возрастает (отдельные марки красок «вырастают» в 40 раз), что обеспечивает образование естественного барьера. Предел огнестойкости, который может обеспечить краска — 1-1,5 часа.
Все современные огнезащитные краски действуют по приблизительно одинаковому принципу. Эти «защитники» представляют собой смесь полимерного вяжущего компонента с наполнителями-антиперенами, газообразующими и жаростойкими веществами. При возникновении пожара начинается химическая реакция с выделением паров и инертных газов, которые замещают необходимый для поддержания горения кислород. Кроме того, краска поглощает выделяющееся при горении тепло. В результате горячий воздух не поступает к металлическим конструкциям, а процесс горения замедляется (вплоть до полного прекращения). Также краски выделяют компоненты, в условиях отсутствия воздуха превращаются в твердый теплозащитный экран, благодаря которому высокая температура не достигает металлоконструкций.
«Самыми современными огнезащитными составами для металлоконструкций являются композиция на основе минеральных вяжущих, обычно портландцемента, гипса строительного, фосфатных связующих, жидкого стекла, включающие асбест, вспученный перлит или вермикулит, а также вспучивающиеся краски, представляющие собой сложные системы органических и неорганических компонентов. Первый материал способен предохранить стальные конструкции от нагревания до 500 °C, а второй при температуре 170-200 °C образует пористый теплоизолирующего слоя, который продолжает защищать металл», — комментирует Андрей Анищенко. Тонкости нанесения
Для того чтобы огнезащитные краска, эмаль или лак продемонстрировали максимальный эффект, их необходимо нанести по всем правилам.
Покраска начинается с подготовки поверхности: химическим или механическим способом металлоконструкцию очищают. Далее поверхность обезжиривается с помощью различных органических растворителей, чтобы на металле не осталось различных жиров и масел.
Далее на окрашиваемую поверхность наносится грунт — чаще всего универсальный акриловый. Его основная задача — обеспечить антикоррозийную защиту и хорошую адгезию. Специалисты рекомендуют внимательно отнестись к выбору грунта, и использовать тот, который изготовлен не по ТУ, а по ГОСТу. Дело в том, что огнезащитное покрытие начинает работать при температуре около 250 °C, а созданные по ТУ грунты размечаются при 90 °C. В результате при возникновении пожара слой краски может деформироваться или вовсе отслоиться.
Только после этого на металлоконструкции наносится сама огнезащитная краска. Производители предъявляют различные требования к интервалам для сушки (как правило, он составляет не менее 1 часа, а для ламинированных поверхностей — не менее 2 часов) и толщине слоев, указывая все данные в инструкции к своей продукции. Спешка во время покраски нежелательна: если предыдущий слой не наберет достаточную прочность, он потеряет адгезию и не выдержит последующие слои.
Финальным этапом покраски металлических конструкций является нанесение защитного слоя. Последний необходим в случае, если конструкция эксплуатируется в условиях возможности попадания брызг и перепадов температуры, то есть, проще говоря, на улице. Если же конструкцию предполагается эксплуатировать в условиях повышенной влажности, необходимо дополнительно использовать гидроизоляционные составы.
P align=justify>Текст: Анна Кучумова Совсем недавно — в марте нынешнего года — в Казани произошел крупный пожар: загорелся торговый центр «Адмирал». 2 000 м2 площади были охвачены огнем за 10 минут. Потушить огонь оперативно специалисты не смогли бы ни при каких обстоятельствах. В результате погибли 16 человек, а еще 16 пропали без вести. Большинство из них пострадали не от огня — на них обрушились перекрытия. По словам представителей МЧС, вследствие воздействия высоких температур металлоконструкции, которые не были обработаны никаким огнезащитным составом, потеряли свои прочностные характеристики, и торговый центр сложился, как карточный домик.
Сами металлоконструкции, конечно, не горели. Однако при возникновении пожара температура воздуха в помещении оказывается выше 500 °C, а в таких условиях всем известная прочность металла очень быстро пропадает. 15 минут редко бывает достаточно для того чтобы устранить возгорание. Значит, нужно сделать так, чтобы предел огнестойкости (показатель сопротивляемости конструкции огню) был максимального увеличен. С той целью и используются огнезащитные материалы, выбор которых определяется на основе технико-экономического анализа.
«Общие требования к огнезащитным материалам, предназначенным для несущих стальных строительных конструкций, изложены в нормах пожарной безопасности (НПБ 236-97) «Огнезащитные составы для стальных конструкций. Метод определения огнезащитной эффективности». В соответствии с ними для покрытий на стальных металлоконструкциях установлено пять групп огнезащитной эффективности, которые измеряются временным интервалом от начала воздействия высокой температуры до достижения поверхностью конструкции температуры 500 °С. Согласно этим нормам огнезащитная эффективность подразделяется на 5 групп: 1 — не менее 150 минут, 2 — не менее 120 минут, 3 — не менее 60 минут, 4 — не менее 45 минут, 5 — не менее 30», — объясняет заместитель генерального директора ООО «ПроектСтройЭкспертиза» по гражданской защите Андрей Анищенко.
При выборе огнезащитных материалов, необходимо учитывать несколько показателей. Во-первых, это традиционный треугольник «скорость-цена-время». Во-вторых, значение имеет сложность конфигурации конструкции: выбор для простых элементов строения оказывается намного шире. В-третьих, стоит обращать внимание на те условия — влажностные, температурные и другие характеристики, при которых будет эксплуатироваться металлоконструкция. Исходя из этих показателей, уже на стадии проектирования объекта можно определиться с материалами, которые защитят постройку в случае пожара. Кирпичная стена
Проверенным временем способом огнезащиты является усиление металлических конструкций бетоном или кирпичной кладкой. С их помощью можно обеспечить предел огнестойкости до 2-2,5 часов. Специалисты ценят бетон и кирпич за их устойчивость к атмосферным воздействиям и невысокую стоимость. Если конструкцию необходимо не только защитить от огня, но и усилить, например, при реконструкции сооружения, эти материалы — именно то, что доктор прописал.
Однако, обетонирование и кирпичная кладка — далеко не универсальные способы огнезащиты, и во многих ситуациях их применение оказывается невозможным. Например, для горизонтальных конструкций бетонно-кирпичная огневая защита уже не годится. Равно как и для небольших легких сооружений, ведь массивные материалы заметно утяжеляют и без того громоздкую металлическую конструкцию. Кроме того, встает вопрос времени и денег: сами кирпич и бетон, конечно, недороги, но необходимость использования арматуры или стальных хомутов делает строительные работы более дорогими и продолжительными. Потому, если единственная цель мероприятия — защитить постройку от огня, лучше воспользоваться более современными материалами. Защитный экран
Отражающие экраны — еще один недорогой способ огнезащиты металлических конструкций. Для этого используются материалы с пористой структурой и низкой теплопроводностью, например, гипсокартонные и гипсоволокнистые листы, асбестоцементные и перлитофосфогелиевые плиты, а также плиты из вермикулита и вспученного или невспученного перлита. С их помощью можно не только защитить металл от воздействия высоких температур, но и повысить декоративные качества сооружения. Огнезащитные несгораемые плиты заодно обеспечивают тепло- и звукоизоляцию. Кроме того, для создания экранов нет необходимости готовить конструкции: снимать нанесенные ранее слои лака и краски.
Но и этот метод применим далеко не для всех сооружений. С конструкциями несложной конфигурации (колоны, стойки, балки) гипсокартон и асбестоцементные плиты, конечно, справятся, но «архитектурны излишества», в том числе фермы, связи по колонам и фермам, этим материалам не по зубам. И еще: каркас подобные экраны, конечно, не утяжелят, но пространство заметно сократят, поэтому такой вариант не всегда целесообразен. Штукатурка против пламени
Цементно-песчаная штукатурка считается огнезащитным средством вчерашнего дня, однако применяется по-прежнему довольно активно: обладая невысокой стоимостью, этот материал помогает обеспечить высокий предел огнестойкости — до 2,5 часов. Однако, как уже упоминалось, главный недостаток цемента — большая масса, утяжеляющая каркас.
Стремление избавиться орт этой особенности огнезащитных штукатурок привело к созданию облегченных штукатурок на основе асбеста, перлита, вермикулита и других материалов. В качестве вяжущего в этом случае чаще всего используется жидкое стекло, устойчивое не только к высоким температурам, но и к открытому пламени. В последнее время все чаще применяются покрытия на основе смеси жидкого стекла и терморасширяющихся графитных соединений.
Следует отметить, что терморасширяющиеся огнезащитные составы являются одними из самых перспективных материалов этой области. Их особенность состоит в том, что при высокой температуре (выше 250 °С) покрытие начинает вспучиваться, образуя термоизолирующий слой. Они увеличиваются в объеме в 10-40 раз (в зависимости от марки), обеспечивая предел огнестойкости до 1 часа.
Огнезащитная штукатурка — материал достаточно требовательный. Во-первых, наносить его можно только на грунт, указанный в сертификате пожарной безопасности. Во-вторых, перед нанесением штукатурки поверхность необходимо очистить от краски и ржавчины, а также обезжирить — в противном случае она попросту не будет держаться на поверхности металла. Красочная защита
Все перечисленные выше способы огнезащиты имеют невыгодные особенности: это тяжелые материалы, монтаж которых является довольно трудоемким. Поэтому более современными считаются огнезащитные смеси — лаки и краски. Наносятся они без особых сложностей, вес конструкции практически не меняют, а также позволяют регулировать степень термозащиты путем изменения количества слоев.
Также как и штукатурки, огнезащитные лаки, краски и эмали могут быть вспучивающимися и невспучивающимися. Последние считаются более эффективными: при нагревании толщина слоя возрастает (отдельные марки красок «вырастают» в 40 раз), что обеспечивает образование естественного барьера. Предел огнестойкости, который может обеспечить краска — 1-1,5 часа.
Все современные огнезащитные краски действуют по приблизительно одинаковому принципу. Эти «защитники» представляют собой смесь полимерного вяжущего компонента с наполнителями-антиперенами, газообразующими и жаростойкими веществами. При возникновении пожара начинается химическая реакция с выделением паров и инертных газов, которые замещают необходимый для поддержания горения кислород. Кроме того, краска поглощает выделяющееся при горении тепло. В результате горячий воздух не поступает к металлическим конструкциям, а процесс горения замедляется (вплоть до полного прекращения). Также краски выделяют компоненты, в условиях отсутствия воздуха превращаются в твердый теплозащитный экран, благодаря которому высокая температура не достигает металлоконструкций.
«Самыми современными огнезащитными составами для металлоконструкций являются композиция на основе минеральных вяжущих, обычно портландцемента, гипса строительного, фосфатных связующих, жидкого стекла, включающие асбест, вспученный перлит или вермикулит, а также вспучивающиеся краски, представляющие собой сложные системы органических и неорганических компонентов. Первый материал способен предохранить стальные конструкции от нагревания до 500 °C, а второй при температуре 170-200 °C образует пористый теплоизолирующего слоя, который продолжает защищать металл», — комментирует Андрей Анищенко. Тонкости нанесения
Для того чтобы огнезащитные краска, эмаль или лак продемонстрировали максимальный эффект, их необходимо нанести по всем правилам.
Покраска начинается с подготовки поверхности: химическим или механическим способом металлоконструкцию очищают. Далее поверхность обезжиривается с помощью различных органических растворителей, чтобы на металле не осталось различных жиров и масел.
Далее на окрашиваемую поверхность наносится грунт — чаще всего универсальный акриловый. Его основная задача — обеспечить антикоррозийную защиту и хорошую адгезию. Специалисты рекомендуют внимательно отнестись к выбору грунта, и использовать тот, который изготовлен не по ТУ, а по ГОСТу. Дело в том, что огнезащитное покрытие начинает работать при температуре около 250 °C, а созданные по ТУ грунты размечаются при 90 °C. В результате при возникновении пожара слой краски может деформироваться или вовсе отслоиться.
Только после этого на металлоконструкции наносится сама огнезащитная краска. Производители предъявляют различные требования к интервалам для сушки (как правило, он составляет не менее 1 часа, а для ламинированных поверхностей — не менее 2 часов) и толщине слоев, указывая все данные в инструкции к своей продукции. Спешка во время покраски нежелательна: если предыдущий слой не наберет достаточную прочность, он потеряет адгезию и не выдержит последующие слои.
Финальным этапом покраски металлических конструкций является нанесение защитного слоя. Последний необходим в случае, если конструкция эксплуатируется в условиях возможности попадания брызг и перепадов температуры, то есть, проще говоря, на улице. Если же конструкцию предполагается эксплуатировать в условиях повышенной влажности, необходимо дополнительно использовать гидроизоляционные составы.
| Андрей Анищенко,
заместитель генерального директора ООО «ПроектСтройЭкспертиза» по гражданской защите «Наиболее универсальными и перспективными огнезащитными материалами я бы назвал два состава. Первый — «Огракс» — состав, который производит российская компания «УНИХИМТЕХ». Он представляет собой органоразбавляемый материал на основе окисленного графита. Под воздействием температуры (около +250 °С) графит вспучивается и образует защитный слой пены с низкой теплопроводностью, которая препятствует прогреву металлических конструкций. Состав обладает высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред, таких, как масло или бензин. Он нетоксичен, не выделяет вредных веществ при нагревании, не образует токсичных соединений в присутствии других веществ.
«Инфлекс» — второй материал, который я бы порекомендовал. Это комплексная система огнезащитных покрытий для металлоконструкций. Продукт является современной российской разработкой.
Принцип действия огнезащиты основан на создании элементов теплоизолирующих экранов на поверхности металлических конструкций стойких к высоким температурам и огню. Наличие экранов значительно замедляет прогревание металла и сохраняет несущую функцию конструкции при пожаре в течение необходимого периода времени. В условиях пожара тонкослойные огнезащитные покрытия вспучиваются, увеличиваются в объеме в десятки раз и образуют пористый карбонизированный пенообразный слой, который имеет низкую теплопроводность и защищает конструкцию от перегрева». |
«Промышленные страницы Сибири» №5 (99) май 2015 г.
|
|
|
