Огнезащита конструкций
Огнезащита конструкций - является составной частью общей системы мероприятий по обеспечению пожарной безопасности и огнестойкости зданий и сооружений. Она направлена на снижение пожарной опасности конструкций, обеспечения требуемого предела огнестойкости. В число основных задач огнезащиты входят: предотвращение загорания, прекращение развития начальной стадии пожара, создание «пассивной» локализации пожара, ослабление опасных факторов пожара, расширение возможности применения новых прогрессивных проектных решений.
Способы огнезащиты конструкций разнообразны и включают конструктивные методы, методы создания на поверхности элементов разного рода теплозащитных экранов, физико-химические и технологические приемы, направленные на снижение пожарной опасности материалов.
При проектировании строительных конструкций их огнестойкость и пожарную безопасность обеспечивают применением огнезащитных конструкций, материалов и составов, установлением дополнительных требований в части конструктивных решений и расчета, а также использованием материалов пониженной горючести, разного рода технологических приемов и др.
Актуальность огнезащиты в наибольшей мере проявляется для металлических конструкций, которые при пожаре быстро прогреваются и теряют несущую способность.
Способы огнезащиты конструкций
Огнезащита предназначена для повышения фактического предела огнестойкости конструкций до требуемых значений и для ограничения предела распространения огня по ним. Эту задачу выполняют путем использования теплозащитных и теплопоглощающих экранов, специальных конструктивных решений, огнезащитных составов, технологических приемов и операций, а так же применением материалов пониженной горючести.
Огнезащитные краски, лаки, эмали задерживают воспламенение материалов, уменьшают распространение пламени на поверхности материалов. Они выполняют следующие функции: являются защитным слоем на поверхности сгораемых материалов, поглощают тепло в результате разложения, выделяют ингибиторные газы, высвобождают воду, ускоряют образование угля. Они подразделяются на две группы: невспучивающиеся и вспучивающиеся. Невспучивающиеся краски при нагревании не увеличивают толщину 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 угольного слоя, представляющего собой закоксовавшийся расплав некоторых веществ. Образование этого слоя происходит за счет выделяющихся при нагревании газо- и парообразных веществ. Угольный слой обладает высокими теплоизоляционными качествами.
Кроме перечисленных, для огнезащиты металлических конструкций может также использоваться довольно широкая гамма конструктивных методов и приемов (увеличение поперечных сечений, заполнение внутренних полостей теплоизоляционными и охлаждающими составами, конструктивное решение примыканий конструкций и др.).
Кроме того, защитные средства должны быть невредными для человека и животных, без ухудшения физико-механических и эстетических свойств защищаемых материалов, быть доступными и дешевыми, технологичными. Изыскание защитных средств, отвечающих всем этим условиям - задача исключительно сложная. Во всяком случае, пока не найдено ни одного такого средства. Однако чем больше тот или иной огнезащитный состав удовлетворяет вышеизложенным требованиям, тем больше он может найти применение. При выборе огнезащитного состава для конкретных условий применения следует учитывать его технологические и эксплуатационные показатели.
Особенности огнезащиты конструкций
Применение того или иного способа огнезащиты определяется специфическими особенностями различных видов конструкций, областей их применения, значений требуемых пределов огнестойкости и пределов распространения огня, а также температурно-влажностных условий производства работ по огнезащите, условий эксплуатации и др.
Как известно, металлы обладают высокой чувствительностью к высоким температурам и к действию огня. Они быстро нагреваются и снижают прочностные свойства.
Незащищенные металлические конструкции рассматриваются как не распространяющие огонь, для них предел распространения огня принимается равным нулю.
Предел огнестойкости металлических конструкций зависит от типа конструкций, статических схем, величины и характера приложения нагрузки, вида и марки металла, приведенной толщины элементов конструкций, определяемой по соотношению площади их поперечного сечения и обогреваемой части периметра сечения. Приведенная толщина элементов определяется без учета роли поверхностей конструкций, примыкающих к обогреваемой металлической конструкции, при условии, что предел огнестойкости примыкающих конструкций не ниже предела огнестойкости обогреваемой металлической конструкции.
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 металлических конструкций осуществляют с помощью как традиционных методов (обетонирования, оштукатуривания цементно-песчаными растворами, использования кирпичной кладки), так и новых современных методов, основанных на механизированном нанесении облегченных материалов и легких заполнителей асбеста, вспученного перлита и вермикулита, минерального волокна, обладающих высокими теплоизоляционными свойствами или основанных на использовании плитных и листовых теплоизоляционных материалов (гипсокартонных и гипсо-волокнистых листов, асбестоцементных и перлито-фосфогелиевых плит и др.).
Современные методы огнезащиты металлических конструкций 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 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, конструктивных огнезащитных листов и плит обеспечивается предел огнестойкости стальных конструкций от 0,75 до 2,5 ч. Вспучивающиеся краски используют 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.