Группы огнезащитной эффективности по металлу
Обновлено: 04.10.2024
Огнезащитная эффективность – это сравнительный показатель, оцениваемый при испытании средств огнезащиты и (или) их сертификации, который определяет меру снижения пожарной опасности огнезащищенных материалов (конструкций), изделий и (или) подтверждает ее соответствие требуемому уровню.
Огнезащитная эффективность применяемых средств огнезащиты должна быть не ниже нормативной. Некоторые средства огнезащиты разделяются (условно) по своей огнезащитной эффективности на соответствующие группы.
Огнезащитная эффективность стальных конструкций (металлоконструкций)
Огнезащитная эффективность для стальных конструкций – это показатель эффективности средства огнезащиты, который характеризуется временем в минутах от начала огневого испытания до достижения критической температуры (500 °С) стандартным образцом стальной конструкции с огнезащитным покрытием и определяется методом, изложенным в ГОСТ Р 53295-2009 (раздел 5).
За результат испытания одного образца принимается время (в минутах) наступления предельного состояния этого образца.
Огнезащитная эффективность средства огнезащиты для стальных конструкций определяется как среднее арифметическое значение результатов испытаний двух образцов. При этом максимальные и минимальные значения результатов испытаний образцов не должны отличаться друг от друга более чем на 20 % (от большего значения). Если значения результатов испытаний отличаются друг от друга более чем на 20 %, должно быть проведено дополнительное испытание, а огнезащитную эффективность следует определять как среднее арифметическое двух меньших значений.
Группы огнезащитной эффективности средств огнезащиты для стальных конструкций (металлоконструкций)
Огнезащитная эффективность средств огнезащиты в зависимости от наступления предельного состояния подразделяется на 7 групп:
- 1-я группа – не менее 150 мин;
- 2-я группа – не менее 120 мин;
- 3-я группа – не менее 90 мин;
- 4-я группа – не менее 60 мин;
- 5-я группа – не менее 45 мин;
- 6-я группа – не менее 30 мин;
- 7-я группа – не менее 15 мин.
При определении группы огнезащитной эффективности средств огнезащиты результаты испытаний с показателями менее 15 мин не рассматриваются.
Огнезащитная эффективность древесины
Огнезащитная эффективность для древесины – это показатель эффективности средства огнезащиты, который характеризуется определением той части массы образца дерева, которая теряется после воздействия на него открытого пламени температурой в 200±5 °С в течение 2 минут и определяется методом, изложенным в ГОСТ 16363-98 (раздел 6).
За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов не менее 10 определений, округленное до целого числа процентов.
Группы огнезащитной эффективности средств огнезащиты для древесины
По результатам испытания устанавливают группу огнезащитной эффективности испытанного покрытия или пропиточного состава при данном способе его применения.
При потере массы образца не более 9% для средства защиты древесины устанавливают I группу огнезащитной эффективности.
При потере массы более 9%, но не более 25%, для средств защиты древесины устанавливают II группу огнезащитной эффективности.
При потере массы более 25% считают, что данное средство не обеспечивает огнезащиты древесины.
Огнезащитная эффективность огнезащитных кабельных покрытий
Огнезащитная эффективность огнезащитных кабельных покрытий – это сравнительный показатель, который характеризуется длиной поврежденной пламенем или обугленной части образца кабельной прокладки с огнезащитным кабельным покрытием и коэффициентом снижения допустимого длительного тока нагрузки для кабеля с огнезащитным кабельным покрытием и определяется по методам, изложенным в ГОСТ Р 53311-2009.
Огнезащитное кабельное покрытие соответствует требованию по нераспространению горения, если в результате испытаний длина поврежденной пламенем или обугленной части кабельной прокладки с огнезащитным кабельным покрытием не превышает 1,5 м, измеренная в соответствии с п. 6 ГОСТ Р МЭК 60332-3-22.
Огнезащитная эффективность тканей
Огнезащитная эффективность тканей определяется воздействием высоких температур на образец, пропитанный огнезащитным средством, как правило, содержащим антипирены. Все ткани делятся на легковоспламеняемые и трудновоспламеняемые.
В огнезащитной пропитке нуждаются только легковоспламеняемые ткани.
Например, оценку воспламеняемости штор и занавесей проводят по ГОСТ Р 50810-95, а текстильных материалов, постельных принадлежностей, мягкой мебели, штор, занавесей по НПБ 257-2002.
Источники: Огнезащита материалов, изделий и строительных конструкций: Сборник. –М., 1999; ГОСТ Р 53295-2009 Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности; ГОСТ 16363-98 Средства огнезащитные для древесины. Методы определения огнезащитных свойств.
Конструктивная огнезащита металлоконструкций зданий
Состав системы конструктивной огнезащиты металлоконструкций определяется проектной документацией, в которой должны быть учтены и реализованы нормативы законодательства – ФЗ 123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и СП 2.13130 «СИСТЕМЫ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ. Обеспечение огнестойкости объектов защиты».
Нужна ли огнезащита металлоконструкций
Для чего защищать от огня металлоконструкции если металл не горит? Необходимость огнезащиты металлоконструкций здания вызвана тем, что при нагревании металла несущих конструкций выше 500 o С он теряет прочность и способность нести соответствующие нагрузки, что в случае пожара может привести к быстрому обрушению здания. В законодательстве установлено время для разных типов зданий и сооружений, в которое должна быть обеспечена прочность и целостность конструкций здания, для эвакуации людей.
В каких случаях должна применяться конструктивная огнезащита?
Конструктивная защита металлических конструкций применяется для защиты металлоконструкций от огня при пожаре, когда нужно получить предел огнестойкости конструкций от 90 до 150 минут.
При строительстве объектов к разным металлоконструкциям предъявляются разные требования по огнестойкости, с учетом их функционального назначения и требований строительных норм. В СП 2.13130 сформулированы требования к строительным объектам I, II степени огневой стойкости, для несущих элементов, обеспечивающих устойчивость и геометрическую неизменность объекта: эти металлоконструкции должны иметь конструктивную огнезащиту с R120 и R90 соответственно.
На практике, на строящихся объектах тип огнезащиты выбирается с учетом назначения металлоконструкций: конструктивная огнезащита используется для защиты несущих металлоконструкций, влияющих на общую устойчивость и геометрическую неизменяемость здания, с приведенной толщиной металла менее 5,8 мм , а для огнезащиты менее ответственных конструкций, не влияющих на общую устойчивость и геометрическую неизменяемость здания применяются вспучивающиеся тонкослойные составы, дающие предел огнестойкости R45. Также, в зданиях III степени стойкости к огню, может использоваться только тонкослойная огнезащита вспучивающимися огнезащитными красками.
Системы конструктивной противопожарной защиты металлических конструкций
- толстослойные напыляемые составы,
- штукатурки,
- плитные, листовые, штучные строительные материалы для облицовки, на каркасе или без него,
- кирпич,
- гипсокартонные листы,
- бетон и прочие затвердевающие растворы, для заливки которых нужно использовать опалубку.
- трудоемкость монтажа защитного покрытия,
- срок производства работ,
- толщина изоляционного слоя,
- дополнительная нагрузка на конструкции от веса огнезащиты,
- внешний вид огнезащитного покрытия,
- стоимость итоговой системы конструктивной огнезащиты.
В итоге при достижении одинаковой заданной степени огнестойкости могут быть выбраны сборные системы, сильно отличающиеся по цене, технологичности монтажа, срокам работ, весу и внешнему виду. Выбор для применения на объекте системы конструктивной огнезащиты, удовлетворяющей требованиям по пределу огнестойкости, имеющей привлекательный внешний вид, а также минимальные сроки монтажа и цену, осуществляется проектной организацией, разрабатывающей проект огнезащиты.
Выбор материалов конструктивной огнезащиты
При разработке проекта огнезащиты выбор материалов конструктивной огнезащиты производится на основании требований ФЗ 123 и СП 2.13130, с учетом выполнения критериев оптимальной стоимости, наилучшей скорости монтажа и приемлемого качества итоговых покрытий, при котором не потребуется дополнительная отделка. На выбор способов огнезащиты также оказывает влияние архитектура объекта.
- теплоизоляционные маты,
- огнезащитные обмазки,
- тонкослойные вспучивающиеся краски.
Способы нанесения огнезащиты
Для монтажа указанных огнезащитных материалов конструктивной огнезащиты по большей части используется механизированное нанесение, при помощи аппаратов безвоздушного нанесения, с применением подъемных механизмов и промышленного альпинизма.
К описанной в статье конструктивной огнезащите относятся огнезащитные составы и покрытия:
Огнестойкость строительных конструкций
Предел огнестойкости строительной конструкции — показатель сопротивляемости конструкции огню. Определяется по результатам огневого испытания и представляет собой время (в минутах) до появления одного или нескольких признаков предельных состояний по огнестойкости:
- потеря несущей способности конструкции или ее узлов (R) — характеризуется обрушением конструкции или возникновением критических деформаций, недопустимых для ее дальнейшей эксплуатации (например R30, R45, R60, R90, R120)
- потеря теплоизолирующей (ограждающей) способности (I) — характеризуется повышением температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений (например I30, I45, I60, I90)
- потеря целостности конструкции (E) — проявляется в образовании сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или открытое пламя (например E30, E45, E60, E90)
Примеры обозначений предела огнестойкости конструкций
- R 45 — предел огнестойкости 45 мин по потере R
- RE 60 — предел огнестойкости 60 мин по потере R и Е независимо от того, какое из двух предельных состояний наступит ранее
- REI 90 — предел огнестойкости 90 мин по потере R, Е и I в независимости от того, какое из трех предельных состояний наступит ранее
Цифровой показатель в обозначении предела огнестойкости строительной конструкции должен соответствовать одному из следующих значений: 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180, 240, 360.
Повышение пределов огнестойкости достигается методами огнезащиты.
Различают фактический и требуемый пределы огнестойкости:
- требуемая огнестойкость — это тот минимальный предел огнестойкости, которым должна обладать строительная конструкция, чтобы удовлетворять требованиям пожарной безопасности. Устанавливается в соответствии с ведомственным или отраслевым нормами проектирования.
- фактический предел огнестойкости - определяется на основе огневых испытаний или расчетным путем
Огнезащитная эффективность средств огнезащиты металлических конструкций
Огнезащитная эффективность — это сравнительный показатель средства огнезащиты, который характеризуется временем в минутах от начала огневого испытания до достижения критической температуры 500 °С стандартного образца стальной конструкции с огнезащитным покрытием.
Группа огнезащитной эффективности устанавливается по результатам испытаний в соответствии с методикой ГОСТ 53295. При этом стальная колонна двутаврового сечения №20 (или профиля №20Б) высотой 1,7 м или стальная пластина с размерами 600 × 600 × 5 мм обрабатываются огнезащитным составом в соответствии с технологией его применения и испытываются на установке для определения огнестойкости в соответствии с ГОСТ 30247.0. На поверхности образца в трех местах устанавливаются термопары для контроля температуры. При этом фиксируется время, в течение которого поверхность металлоконструкции достигла критической температуры 500 °С.
Группа огнезащитной эффективности определяется по времени достижения металлической конструкцией критической температуры.
Группы огнезащитной эффективности средств обработки стальных конструкций
- 1 группа — не менее 150 мин
- 2 группа — не менее 120 мин
- 3 группа — не менее 90 мин
- 4 группа — не менее 60 мин
- 5 группа — не менее 45 мин
- 6 группа — не менее 30 мин
- 7 группа — не менее 15 мин
Группа огнезащитной эффективности для данного средства огнезащиты зависит от многих факторов, в том числе от толщины покрытия и приведенной толщины металлоконструкции.
Приведенная толщина — это отношение площади поперечного сечения металлической конструкции к периметру обогреваемой поверхности.
Огнезащитная эффективность средств защиты древесины
Огнезащитная эффективность составов для обработки деревянных конструкций характеризуется потерей массы обработанного составом образца древесины при огневом испытании.
Как определяют группы огнезащитной эффективности металлоконструкций
Огнезащитная эффективность покрытий и средств огнезащиты, наносимых на несущие металлические конструкции для их защиты от обрушения при пожаре, определяется пределом огнестойкости – временем, на протяжении которого покрытие защищает металлоконструкции от нагрева огнем до температуры разрушения, составляющей 500 С.
Существует 7 групп огнезащитной эффективности составов для металлоконструкций, определяемых временем наступления предельного состояния температуры металла:
Определение группы огнезащитной эффективности
Выполняется в соответствии с ГОСТ Р 53295-2009 «Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности».
Огнезащитная эффективность покрытий определяется в ходе огневых испытаний опытных образцов (2 шт.), представляющих из себя двутавры из стали N20. На каждый из них устанавливаются датчики для контроля температуры металла, и наносится огнезащита, согласно технической документации производителя. Перед тестами производятся контрольные измерения фактической толщины слоя огнезащиты, в 10 точках нагреваемой поверхности.
Метод испытаний на огнестойкость описан в ГОСТ Р 53295-2009.
- измерение нагрева в огневой камере,
- показатели температуры металла двутавров,
- изменение состояния огнезащиты (вспучивание, обугливание, трещины, отслоение, появление дыма),
- время наступления предельного состояния стального образца (нагрев до критической температуры 500С).
Результатом испытаний является время нагрева металла до 500 С, в минутах (среднее арифметическое для результатов двух образцов).
На основе полученных данных покрытию присваивается соответствующая группа, и по результатам составляется протокол об испытаниях.
Таким образом, заявленные производителем характеристики огнезащиты подтверждаются протоколами испытаний.
- группу огнезащитной эффективности,
- данные по расходу и толщине покрытия для заданной группы,
- технологию нанесения,
- описание подготовки поверхности металлоконструкций и грунтования,
- сведения о количестве слоев,
- описание высушивания поверхности,
- информацию о декоративном или защитном наружном слое,
- информацию о гарантийном сроке, а также условиях эксплуатации.
Использование результатов испытаний
Требования к огнезащите несущих металлических конструкций зависят от назначения и других характеристик здания, и определяются проектом.
На этапе проектирования огнезащиты металлоконструкций строящегося здания, выбор огнезащитных материалов производится на основе требуемой группы огнезащитной эффективности покрытий. В проект закладываются показатели необходимой толщины слоя огнезащиты, опирающиеся на компьютерные расчеты, подтвержденные результатами испытаний.
В процессе разработки проекта устанавливается необходимая толщина огнезащиты металлоконструкций, расход состава, его количество и стоимость.
В итоге, приводятся в соответствие требуемая огнестойкость, определяемая по нормам проектирования и пожарной безопасности, и фактическая, определенная расчетным путем и подтверждаемая испытаниями по ГОСТ.
Способы огнезащиты металлических конструкций
Железобетонные и металлические конструкции являются основой несущих конструкций зданий, которые должны защищаться от воздействия огня при пожарах. В строительном законодательстве установлены требования по времени огнестойкости конструкций, в течение которого они должны сохранять свои несущие способности, а также способы защиты металлических конструкций. Сохранение несущей способности конструкций при пожаре важно в первую очередь для безопасного вывода людей из здания.
Зачем нужна защита металлоконструкций от огня?
Может возникнуть вопрос - зачем вообще нужна защита металлоконструкций от огня, если металл не горит? Аналогичный вопрос можно задать про железобетоные конструкции.
Проблема заключается в том, что при нагреве до 500 o С металлические конструкции теряют прочность и несущую способность под воздействием своих нагрузок. Те же процессы происходят в железобетонных конструкциях, прочность которых в нормальных условиях обеспечивается в значительной степени каркасом из стальной арматуры.
Предел огнестойкости металла без огнезащиты составляет от R10 до R15. Это значит, что металлоконструкции без огнезащиты будут выполнять свои функции в случае пожара в течение 10-15 минут. Это время не удовлетворяет нормативам для объектов, предполагающих нахождение людей.
Рассмотрим подробнее требования к огнезащите металлических конструкций, с учетом предела огнестойкости объектов.
Выбор вида огнезащиты. Предел огнестойкости зданий
Выбор способов огнезащиты определяется требованиями к пределу огнестойкости самих зданий, которые сформулированы в СП 2.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты».
В зданиях I и II степени огнестойкости для несущих конструкций, которые обеспечивают прочность и устойчивость здания, включая колонны и фермы, несущие стены, перекрытия и диафрагмы, огнестойкость этих элементов должна обеспечиваться применением конструктивных решений и материалов:
1. Конструктивная огнезащита (покрытие теплооизоляционными негорючими плитами или толстослойными составами).
2. Тонкослойные вспучивающиеся огнезащитные краски.
Особые условия предусмотрены для сейсмических зон – в таких зонах применяемые средства должны соответствовать требованиям СП 14.13330 по прочности при нагрузках, возникающих при землетрясениях. Также, средства огнезащиты нельзя использовать в таких местах, где отсутствует возможность контроля из состояния, ремонта или замены.
Огнезащитные краски (п. 2) могут применяться в зданиях I и II степени огнестойкости только для металлических конструкций с приведенной толщиной металла более 5,8 миллиметров. Рассмотрим подробнее этот показатель.
Расчет приведенной толщины металла
По НПБ 236-97 «Огнезащитные составы для стальных конструкций», приведенная толщина металла считается по формуле:
Описание:
- ПТМ - приведенная толщина металла (мм),
- S - площадь сечения (мм 2 ),
- P - нагреваемый периметр (мм).
Пример расчета: двутавровая балка 40Ш1 (ГОСТ 26020-83).
Рассматриваем вариант с обогревом со всех сторон.
Площадь поперечного сечения: S = 12235 мм 2 .
Обогреваемый периметр: P = 1919 мм.
ПТМ = S / P = 12235 / 1919 = 6,38 мм.
Виды огнезащиты металлических конструкций
Итак, для огнезащиты металлических конструкций в зданиях могут использоваться конструктивная огнезащита либо вспучивающиеся тонкослойные краски.
Конструктивная огнезащита металлоконструкций – это огнезащитный теплоизоляционный слой из специальных материалов, предотвращающий нагрев металлических конструкций от огня.
- минераловатные плиты,
- гипсокартонные листы,
- асбестовые листы,
- кирпич,
- напыляемые толстослойные огнезащитные составы и штукатурки.
Как правило, материалы для огнезащиты металла делятся на три группы:
Рассмотрим подробнее эти группы
- Конструктивная огнезащита, реализуемая облицовкой металлоконструкций огнестойкими теплоизоляционными материалами, например, плитами из минеральной ваты и гипсокартоном - традиционный способ защиты металлоконструкций от огня.
Преимуществом этого способа является высокая огнезащитная способность. К недостаткам можно отнести высокую трудоемкость и стоимость работ.
Применение конструктивной огнезащиты требует разработки проекта огнезащиты, в котором учитываются способы крепления огнезащитных конструкций, соответствующие технической документации на систему и протоколам испытаний огнезащиты. из толстослойных огнезащитных обмазок и составов.
Такие материалы не вспучиваются при нагревании. Они обеспечивают изоляцию от высокой температуры за счет сочетания низкой теплопроводности и достаточной толщины изоляционного слоя.
Толстослойные напыляемые огнезащитные составы обладают преимуществами:- высокая огнезащитная эффективность,
- технологичность и высокая скорость нанесения,
- высокая прочность и долговечность облицовки,
- меньший вес огнезащитных материалов, по сравнению с п. 1, создающий меньшие нагрузки на конструкции,
- как правило, меньшая стоимость, по сравнению с п. 1.
Тонкослойные вспучивающиеся огнезащитные краски обеспечивают защиту металлических конструкций от огня за счет расширения от нагрева. При этом вокруг металла создается толстое покрытие из кокса, имеющего маленькую теплопроводность и высокую огнестойкость. Это обеспечивает необходимое время защиты металла от высоких температур.
Огнезащитные краски дают существенные преимущества в случаях, когда проект допускает их применение:- огнезащитная эффективность до R120,
- практически отсутствует дополнительная нагрузка на конструкции,
- выгодная стоимость огнезащиты,
- высокая скорость и технологичность нанесения,
- возможность проведения работ в широком диапазоне температур, от +50 o С до -15 o С,
- низкий расход материала,
- долгий гарантированный срок службы,
- эстетичный внешний вид, который может выступать в роли финишной отделки.
В строительном законодательстве присутствует множество требований к конструкциям зданий, с точки зрения пожарной безопасности. Имеется много различных показателей и нормативов, которые должны быть выполнены для успешной приемки построенного объекта.
Учесть все эти факторы, выбрать правильные и при этом наиболее технологичные и экономичные решения по огнезащите, которые будут обеспечивать безопасность находящихся в здании людей – задача проектной организации, разрабатывающей проект огнезащиты.
Читайте также: