Огнезащита строительных конструкций

Огнезащита предназначена для повышения фактического предела огнестойкости конструкций и для ограничения предела распространения огня по ним, при этом внимание обращают на снижение т.н “побочных эффектов” (дымообразования, выделения газообразных токсичных веществ). Эту задачу решают использованием теплозащитных и теплопоглощающих экранов, специальных конструктивных решений, огнезащитных составов, технологических приемов и операций, а также применением материалов пониженной горючести.

Огнезащита предусматривает применение конструктивных методов, использование теплозащитных экранов из облегченных составов, наносимых на поверхность конструкций высокопроизводительными индустриальными методами, разработку трудновозгораемых материалов.

Огнезащитное действие экранов основывается либо на их высокой сопротивляемости тепловым воздействиям при пожаре, сохранении в течение заданного времени теплофизических характеристик при высоких температурах, либо на их способности претерпевать структурные изменения при тепловых воздействиях с образованием коксоподобных пористых структур, для которых характерна высокая изолирующая способность. Распологаться огнезащитные экраны могут либо непосредственно на поверхности защищаемых элементов, либо спомощью специальных коробов, каркасов, закладных деталей.

Конструктивные методы огнезащиты включают бетонирование, обкладку кирпичом, оштукатуривание поверхности элементов конструкций, использование крупноразмерных листовых и плитных огнезащитных облицовок, применение огнезащитных конструктивных элементов (например, огнезащитных подвесных потолков), заполнение внутренних полостей конструкций, подбор необходимых сечений элементов, обеспечивающих требуемые значения пределов огнестойкости конструкций, разработку конструктивных решений узлов примыканий, сопряжении и соединений конструкций и др. (Существуют специальные сборники технических решений, обеспечивающий заданный предел огнестойкости) При увеличении сечений элементов используют те же марки бетона, кирпича и других материалов, что и при изготовлении защищаемой конструкции.

Огнезащитные краски, лаки, эмали задерживают воспламенение материалов, уменьшают распространение пламени по поверхности материалов. Они являются защитным слоем на поверхности материалов, поглощают тепло в результате разложения, выделяют ингибиторные газы, высвобождают воду, ускоряют образование коксового слоя на поверхности материала. Есть две группы таких материалов: невспучивающиеся и вспучивающиеся. Невспучивающиеся краски при нагревании не увеличивают толщину своего слоя. Вспучивающиеся краски при нагревании увеличивают толщину слоя в 10-40 раз. Как правило, вспучивающиеся краски более эффективны, так как при тепловых воздействиях происходит образование вспененного слоя, представляющего собой закоксовавшийся расплав негорючих веществ (минеральный остаток). Образование этого слоя происходит за счет выделяющихся при нагревании газо- и парообразных веществ. Коксовый слой обладает высокими теплоизоляционными качествами.

Здесь следует заметить, что заказчики часто путают огнезащитные и негорючие составы. Если, например, путь эвакуации покрашен горючей эмалью, то поверх эмали могут наноситься специальные негорючие составы, которые, однако, не являются огнезащитными и стоят в несколько раз дешевле.

Создание материалов пониженной горючести достигается путем поверхностной и глубокой пропитки материалов специальными составами, введения антипиренов в состав исходных композиций, использования различных минеральных наполнителей, а также путем использования разнообразных технологических приемов.

Применительно к конструктивным элементам из фанеры и древесных пластиков могут использоваться следующие методы огнезащиты: пропитка листов шпона перед склеиванием; пропитка готовых клееных изделий антипиренами различными способами; изготовление бакелизированной фанеры; окраска фанеры специальными огнезащитными красками; облицовка фанеры материалами на основе асбеста, металла и др.; создание покрытий на основе термореактивных смол с использованием различных огнезащитных наполнителей в процессе горячего прессования при производстве фанеры.

В последнее десятилетие достигнут существенный прогресс в разработке составов для конструкций, которые позволяют повышать до требуемых значений огнестойкость металлических конструкций, ограничить распространение огня по несущим деревянным конструкциям, а также решать различные вопросы пожарной безопасности легких панелей с утеплителями. При разработке огнезащиты металлических конструкций наметилась тенденция к использованию облегченных материалов и легких заполнителей, вспученного перлита и вермикулита, минерального волокна. Высокоэффективны вспучивающиеся краски. При нагревании до 170°С краска вспучивается и образует на поверхности металла термоизолирующий пористый слой. Для огнезащиты металла распространение получили также штучные теплоизоляционные плиты.

При применении пропиточных составов с антипиренами, вспучивающихся красок, лаков и эмалей можно добиться некоторого снижения распространения пламени по поверхности деревянных конструкций, либо перевода древесины в группу трудносгораемых материалов, что дает возможность резко ограничить распространение огня.

 

Огнезащита деревянных конструкций

Классификация на группы огнезащитной эффективности деревянных конструкций
Номер группы огнезащитной эффективности Особенности функционирования
1 Обеспечивает получение трудносгораемой древесины (потеря массы опытного образца при сгорании в определенных методикой условиях не более 9%)
2 Обеспечивает получение трудновоспламеняемой древесины (потеря массы от 9 до 30%)
3 Не обеспечивает огнезащиты древесины (потеря массы более 30%)

Древесина относится к традиционным сгораемым материалам, предел распространения огня по конструкциям из нее в основном определяет их пожарную опасность. В этой связи задача огнезащиты деревянных конструкций заключается в переводе древесины в группу трудносгораемых материалов. Как правило, трудносгораемые материалы разрушаются лишь в зоне непосредственного действия огня и ограниченно распространяют горение за ее пределами.

Огнезащита древесины осуществляется различными способами, наиболее эффективными из которых являются обработка огнезащитными покрытиями и пропитка специальными составами.

Первый способ огнезащиты заключается в нанесении на поверхность покрытия, эффективность которого определяется физико-химическими свойствами и адгезией к данной поверхности. При кратковременном местном воздействии огня огнезащитные покрытия затрудняют горение деревянных конструкций, облегчают тушение пожара, а иногда исключают возможность его возникновения. Огнезащита пропиткой заключается во введении в материал специальных веществ – антипиренов. Этот способ обеспечивает защиту деревянных конструкций от возгорания при локальном огневом воздействии в условиях возникновения пожара. В данном случае наблюдается только обугливание материала, которое ограничивается площадью воздействия пламени.

В зависимости от назначения и области применения средства, используемые для огнезащиты древесины и изделий из нее, подразделяются на следующие виды:

покрытия, обмазки – наносимые на защищаемую поверхность составы пастообразной консистенции, защищающие от возгорания и не обладающие достаточными декоративными свойствами;

лаки – образующие на защищаемой поверхности тонкую прозрачную пленку, позволяющую сохранить текстуру древесины, обладающие декоративными свойствами и защищающие от возгорания;

пропитки – водные растворы солей (антипиренов), наносимые на поверхность древесины, вводимые способом глубокой пропитки под давлением или способом прогрев-холодная ванна и снижающие ее пожарную опасность

краски, эмали – образующие на защищаемой поверхности тонкий непрозрачный слой различных цветов и оттенков, придающих декоративный вид, препятствующих возгоранию, распространению пламени по поверхности и защищающих от воздействия влаги;

Средства огнезащиты могут быть атмосфероустойчивыми и неатмосфероустойчивыми (вторые эксплуатируются в условиях закрытых отапливаемых помещений с относительной влажностью воздуха не более 70%), а также стойкими в агрессивной среде (при воздействии агрессивных паров и газов).

 

Огнезащита металлоконструкций

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

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 0,25 и до 2,5 ч в зависимости от степени огнестойкости зданий и типа конструкций.

Классификация на группы огнезащитной эффективности стальных конструкций

Группы огнезащитной эффективности Время достижения металлом критической температуры (500 °С), мин
1 не менее 150
2 от 120 до 150
3 от 90 до 120
4 от 60 до 90
5 от 30 до 60
6 менее 30

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

Огнезащиту металлических конструкций осуществляют как традиционными методами (бетонирования, оштукатуривания цементно-песчанными растворами, использования кирпичной кладки), так и современными методами, основанными на механизированном нанесении облегченных материалов и легких заполнителей – асбеста, вспученного перлита и вермикулита, минерального волокна, обладающих высокими теплоизоляционными свойствами, или основанными на использовании плитных и листовых теплоизоляционных материалов (гипсокартонных и гипсоволокнистых листов, асбестоцементных и перлитофосфогелевых плит и др.), а также вспучивающихся красок. 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 состава, 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 ч. Обеспечение предела огнестойкости стальных конструкций 0,5 ч достигается путем увеличения их массивности за счет развития размера сечений.

>