Как алхимики прошлого стремились превратить неблагородные металлы в золото, так и мы, инженеры современности, ищем способы сделать сталь как символ прочности неуязвимой перед лицом огненной стихии. Повышение пределов огнестойкости металлических конструкций – это сложный процесс, требующий глубокого понимания физико-химических трансформаций, происходящих в материале под воздействием высоких температур. Мы предпримем попытку постичь глубинные процессы, лежащие в основе этой трансмутации. Ограниченность формата диктует необходимость лаконичности, и мы будем стремиться к ней, помня слова Генри Дэвида Торо: «Упрощайте, упрощайте».
Огнезащита металлоконструкций относится к неотъемлемым элементам обеспечения конструктивной устойчивости зданий и сооружений, направленным на решение следующих критически важных задач:
· Обеспечение нормативного предела огнестойкости (R): металлоконструкции, в особенности стальные элементы основного каркаса сооружения, демонстрируют значительное снижение механических характеристик материала при воздействии на него высоких температур, характерных для пожара. Огнезащитные мероприятия направлены на поддержание требуемого нормативно-технической документацией предела огнестойкости, определяющего период, в течение которого конструкция не утрачивает несущую способность при среднем температурном режиме пожара.
· Сохранение несущей способности элементов: при пожаре сталь подвергается термической деградации, характеризующейся снижением предела текучести (т) и модуля упругости (E). Огнезащита посредством термического экранирования минимизирует скорость нагрева металла, что позволяет сохранить несущую способность элемента на протяжении заданного временного интервала, предотвращая прогрессирующее обрушение конструкции.
· Увеличение времени эвакуации (Required Safe Egress Time – RSET): применение огнезащитных материалов обеспечивает увеличение расчетного времени безопасной эвакуации людей из здания (RSET). Замедление прогрева несущих элементов способствует сохранению целостности эвакуационных путей и выходов, предоставляя дополнительное время для проведения эвакуационных мероприятий.
· Предотвращение вторичных факторов опасности: обрушение металлических конструкций из-за потери несущей способности может спровоцировать вторичные факторы опасности, такие как распространение огня на смежные отсеки и повреждение инженерных сетей. ОГЗ, предотвращая обрушение, минимизирует угрозу возникновения этих негативных факторов и степень урона от пожара в целом.
· Соблюдение требований пожарной безопасности: огнезащита металлических конструкций считается необходимым условием соответствия требованиям нормативных документов в области пожарной безопасности, регламентирующих предел огнестойкости зданий и сооружений в зависимости от их функционального назначения и класса функциональной пожарной опасности.
Огнезащита металлоконструкций относится к неотъемлемым элементам обеспечения конструктивной устойчивости зданий и сооружений, направленным на решение следующих критически важных задач:
· Обеспечение нормативного предела огнестойкости (R): металлоконструкции, в особенности стальные элементы основного каркаса сооружения, демонстрируют значительное снижение механических характеристик материала при воздействии на него высоких температур, характерных для пожара. Огнезащитные мероприятия направлены на поддержание требуемого нормативно-технической документацией предела огнестойкости, определяющего период, в течение которого конструкция не утрачивает несущую способность при среднем температурном режиме пожара.
· Сохранение несущей способности элементов: при пожаре сталь подвергается термической деградации, характеризующейся снижением предела текучести (т) и модуля упругости (E). Огнезащита посредством термического экранирования минимизирует скорость нагрева металла, что позволяет сохранить несущую способность элемента на протяжении заданного временного интервала, предотвращая прогрессирующее обрушение конструкции.
· Увеличение времени эвакуации (Required Safe Egress Time – RSET): применение огнезащитных материалов обеспечивает увеличение расчетного времени безопасной эвакуации людей из здания (RSET). Замедление прогрева несущих элементов способствует сохранению целостности эвакуационных путей и выходов, предоставляя дополнительное время для проведения эвакуационных мероприятий.
· Предотвращение вторичных факторов опасности: обрушение металлических конструкций из-за потери несущей способности может спровоцировать вторичные факторы опасности, такие как распространение огня на смежные отсеки и повреждение инженерных сетей. ОГЗ, предотвращая обрушение, минимизирует угрозу возникновения этих негативных факторов и степень урона от пожара в целом.
· Соблюдение требований пожарной безопасности: огнезащита металлических конструкций считается необходимым условием соответствия требованиям нормативных документов в области пожарной безопасности, регламентирующих предел огнестойкости зданий и сооружений в зависимости от их функционального назначения и класса функциональной пожарной опасности.
Классификация конструкций, подлежащих обработке огнезащитными материалами в обязательном порядке, регулируется рядом нормативных документов в области пожарной безопасности:
– Федеральный закон от 22.07.2008 No 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», определяющий общие требования к пожарной безопасности.
– СП 2.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты».
– СП 4.13130.2013 «Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты».
– Национальные стандарты (ГОСТ), устанавливающие методы испытаний на огнестойкость и требования к огнезащитным материалам.
Перечень конструкций, подлежащих обязательной огнезащите, зависит от следующих факторов:
1. Функциональное назначение здания (или сооружения):
1.1. Жилые здания.
1.2. Общественные здания (образовательные и медицинские учреждения, библиотеки, театры и т.д.).
1.3. Производственные и складские здания.
1.4. Здания сельскохозяйственного назначения.
1.5. Объекты транспортной инфраструктуры (метрополитен, железнодорожные вокзалы, аэропорты).
2. Степень огнестойкости здания: Здания классифицируются по степени огнестойкости
(I, II, III, IV, V) в зависимости от предела огнестойкости основных строительных конструкций (стен, перекрытий, колонн, балок и т.д.). Чем выше степень огнестойкости, тем выше требования к установленным пределам огнестойкости.
3. Класс функциональной пожарной опасности здания (Ф1-Ф5). Этот класс определяет характеристики пожарной опасности здания, учитывая его назначение и особенности технологических процессов. Например, Ф1 – здания для постоянного проживания и временного пребывания людей (жилые дома, гостиницы, больницы), а Ф5 – производственные и складские здания.
4. Этажность здания: чем выше здание, тем выше требования к огнестойкости его конструкций и, следовательно, к огнезащите.
5. Наличие автоматических систем пожаротушения: Наличие и эффективность современных систем пожаротушения может влиять на требования к огнезащите.
6. Как правило, обязательной огнезащите подлежат:
6.1. Несущие металлические конструкции: Колонны, балки, фермы, связи, элементы каркаса, обеспечивающие устойчивость и геометрическую неизменяемость здания.
6.2. Элементы каркаса лестничных клеток и лифтовых шахт – они должны обеспечивать максимально безопасную эвакуацию людей из здания во время пожара.
6.3. Металлические конструкции наружных покрытий зданий: особенно в зданиях I и II степени огнестойкости.
6.4. Отдельные элементы технологического оборудования: на промышленных объектах и разного рода производствах, где это необходимо для обеспечения безопасности технологических процессов.
Важно!
Требования к огнезащите определяются проектной документацией здания, разработанной в соответствии с действующими нормативными документами. Чтобы давать исчерпывающий перечень (который будет неполным и может ввести в заблуждение), указаны основополагающие факторы, определяющие необходимость огнезащиты, и нормативные документы, в которых следует искать конкретные требования. Это более правильный и безопасный подход.
Проектирование огнезащиты металлоконструкций – это комплексный процесс, требующий учета множества факторов и строгого соответствия нормативным требованиям. Вот основные правила и принципы, которыми следует руководствоваться:
1. Исходные данные и определение требований:
1.1. Анализ проектной документации. Подразумевает тщательное изучение архитектурных, конструктивных и технологических решений объекта.
1.2. Определение степени огнестойкости здания (сооружения) на основании функционального назначения, этажности и иных параметров.
1.3. Определение требуемого предела огнестойкости (R) для защищаемых конструкций: в соответствии с нормативными документами (СП 2.13130.2020 и др.). Предел огнестойкости измеряется в минутах (R15, R30, R45, R60, R90, R120 и т.д.).
1.4. Определение класса конструктивной пожарной опасности здания (С0, С1, С2, С3) также влияет на выбор огнезащитных материалов и систем.
1.5. Учет наличия и эффективности автоматических систем пожаротушения (АУПТ): в некоторых случаях наличие АУПТ позволяет снизить требования к огнестойкости конструкций.
1.6. Определение условий эксплуатации конструкций (влажность, агрессивность среды, механические нагрузки и т.д.) влияет на выбор огнезащитного материала и необходимость дополнительной защиты от коррозии.
2. Выбор огнезащитного материала и системы:
2.1. Сертификация: Огнезащитный материал должен быть сертифицирован в соответствии с положениями Технического регламента о требованиях пожарной безопасности и иметь сертификат соответствия, подтверждающий его огнезащитную эффективность.
2.2. Соответствие пределу огнестойкости: Выбранный материал должен обеспечивать требуемый предел огнестойкости конструкции при заданной толщине наносимого слоя.
2.3. Технические характеристики: учитываются теплофизические свойства материала (теплопроводность, теплоемкость), адгезия к металлу, стойкость к воздействию окружающей среды, долговечность, экологичность, технологичность нанесения.
2.4. Расчетная толщина слоя: определяется на основании результатов испытаний на огнестойкость и с учетом коэффициентов запаса, предусмотренных нормативными документами.
2.5. Совместимость с финишным покрытием (при необходимости): если планируется нанесение декоративного или защитного покрытия поверх огнезащитного слоя, необходимо убедиться в их совместимости.
2.6. Экономическая целесообразность: Оценка стоимости материала, выполнению работ по его нанесению и последующего обслуживания.
3. Оценка огнезащитной эффективности:
3.1. Использование нормативных методов: Расчет требуемой толщины огнезащитного слоя на основании нормативных документов.
3.2. Использование специализированных программных комплексов для более точного расчета с учетом конкретных условий эксплуатации и геометрии конструкции.
4. Конструктивные решения:
4.1. Обеспечение доступа для нанесения огнезащиты: Конструкция должна быть изначально спроектирована так, чтобы обеспечить возможность качественного нанесения огнезащитного материала на все поверхности.
4.2. Защита от механических повреждений: предусмотреть меры по защите огнезащитного слоя от механических повреждений в процессе эксплуатации.
4.3. Предотвращение образования «тепловых мостов»: избегать конструктивных решений, в которых может иметь место быстрый нагрев металла в отдельных местах.
5. Требования к нанесению огнезащиты:
5.1. Соблюдение технологии и методики нанесения, рекомендованных производителем материала: подготовка поверхности, грунтовка (при необходимости), нанесение огнезащитного слоя заданной толщины, контроль качества на всех этапах.
5.2. Использование квалифицированного персонала: работы по нанесению огнезащитных материалов должны выполняться специалистами, обладающими необходимыми знаниями и навыками, имеющими соответствующую подготовку и опыт.
5.3. Контроль качества в соответствии с нормативной документацией: контроль толщины слоя, адгезии к металлу, внешнего вида покрытия. Использование неразрушающих методов контроля (например, ультразвуковой толщиномер).
5.4. Документация: ведение журнала производства работ, составление актов освидетельствования скрытых работ, оформление исполнительной документации.
6. Эксплуатация и техническое обслуживание:
6.1. Регулярный осмотр огнезащитного покрытия для выявления повреждений, трещин, отслоений.
6.2. Своевременный ремонт и восстановление поврежденных участков в целях постоянного поддержания огнезащитной эффективности.
6.3. Соблюдение условий эксплуатации, рекомендованных производителем материала: избегать воздействия агрессивных сред, механических нагрузок, высокой влажности и т.д.
7. Соответствие нормативным документам:
7.1. Федеральный закон от 22.07.2008 No 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
7.2. СП 2.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты».
7.3. ГОСТ Р 53295-2009 «Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности».
И другие нормативные документы, регулирующие деятельность по огнезащите конструкций в зависимости от типа здания и условий эксплуатации.
Важно! Проектирование огнезащиты металлоконструкций должно выполняться специализированной организацией, имеющей лицензию на данный вид деятельности и штат квалифицированных специалистов.
Классификация методов по огнезащите металлических конструкций, их недостатки и преимущества. Существует несколько основных типов огнезащиты металлоконструкций, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Выбор конкретного типа зависит от множества факторов, таких как требуемый предел огнестойкости и класс функциональной пожарной опасности сооружения, условия эксплуатации, бюджет, эстетические требования и т.д.
Обобщим и структурируем информацию об основных методах огнезащиты металлических конструкций, выделив их основные принципы работы, достоинства и недостатки, чтобы обеспечить более полное представление:
Огнезащитные покрытия:
Принцип работы: Формирование теплоизолирующего слоя на поверхности металла, замедляющего его нагрев. Типы огнезащитных:
– Тонкослойные вспучивающиеся (интумесцентные) покрытия: при нагревании образуют толстый, пористый, теплоизоляционный слой (коксовый остаток).
– Толстослойные (не вспучивающиеся) покрытия: образуют плотный, прочный теплоизоляционный слой.
Преимущества:
– Экономичность: относительно низкая стоимость материалов и монтажа (особенно для тонкослойных).
– Эстетика: возможность выбора цвета и фактуры, интеграция в дизайн.
– Универсальность: подходят для конструкций различной формы.
– Технологичность: простота нанесения (распыление, кисть, валик).
– Небольшая толщина: тонкие покрытия не увеличивают размеры конструкций.
Недостатки:
Длительная подготовка поверхности: требуется тщательная очистка и грунтовка.
Конструктивная огнезащита:
Принцип работы: Создание вокруг металлической конструкции защитного кожуха из негорючих материалов, изолирующего металл от прямого воздействия огня.
Типы:
– Обетонирование: Защита стального каркаса бетонной оболочкой.
– Облицовка кирпичом: Обкладка конструкций кирпичной кладкой.
– Облицовка огнестойкими плитами: Применение плит из минеральной ваты, силиката кальция, гипсокартона с огнезащитными добавками и т.д.
Преимущества:
Прочность и долговечность: надежная защита от механических повреждений, длительный срок службы.
Не требует частого обслуживания, что подразумевает низкие эксплуатационные расходы.
Недостатки:
– Большой вес: значительно увеличивает нагрузку на фундамент и несущие конструкции.
– Увеличение габаритов: уменьшает полезное пространство.
– Сложность монтажа: требуются специальные навыки и оборудование.
– Высокая стоимость: дороже, чем огнезащитные покрытия.
– Ограниченные архитектурные возможности: сложно добиться эстетичного внешнего вида.
Огнезащитные экраны:
Принцип работы: Установка на некотором расстоянии от металлоконструкции экранов из негорючих материалов, защищающих конструкцию от прямого воздействия пламени и теплового излучения.
Типы:
– Подвесные потолки: Экранирование перекрытий и элементов перекрытий.
– Стеновые панели: Защита стен и колонн.
– Короба и кожухи: Защита отдельных конструктивных элементов.
Преимущества:
– Простота монтажа: относительно быстрая и легкая установка.
– Эстетика: Возможность интегрировать экраны в дизайн интерьера.
– Удобство обслуживания: Легкий доступ к коммуникациям, расположенным за экранами.
Недостатки:
– Ограниченная эффективность: Экраны защищают только от прямого воздействия огня и теплового излучения, не предотвращая нагрев через кондукцию.
– Необходимость создания замкнутого пространства для эффективной защиты.
– Снижение полезной площади: Экраны занимают определенное пространство.
– Требуется регулярный осмотр в целях контроля целостности экранов и креплений, а также техническое обслуживание.
Водяное охлаждение:
Принцип работы: Циркуляция воды внутри металлических конструкций, отводящей тепло и поддерживающей температуру металла ниже критической.
Преимущества:
– Высокая эффективность: обеспечивает надежную защиту от перегрева.
– Регулируемость: позволяет контролировать температуру конструкции.
Недостатки:
– Сложность и дороговизна монтажа: требуется установка сложной системы трубопроводов, насосов и автоматики.
– Риск замерзания: Необходима защита от замерзания в холодное время года.
– Обслуживание и эксплуатация: требуется регулярный контроль работы системы.
– Ограниченная область применения: подходит только для определенных типов конструкций, например, колонн.
– Потребность в источнике воды: необходимо обеспечение достаточного запаса воды.
Жаропрочные стали (легирование):
Принцип работы: Применение сталей с повышенной жаростойкостью, содержащих легирующие элементы (хром, никель, молибден), повышающие температуру потери прочности.
Преимущества:
– Отсутствие необходимости в дополнительной огнезащите (в некоторых случаях): упрощает конструкцию и снижает затраты.
– Долговечность: Высокая стойкость к коррозии и другим негативным воздействиям.
Недостатки:
– Высокая стоимость: жаропрочные стали дороже обычных.
– Ограниченный выбор: на рынке меньше вариантов марок и профилей.
– Может потребоваться дополнительная огнезащита для очень высоких пределов огнестойкости.
Важно!
Выбор определённого метода огнезащиты необходимо обосновать результатами детального анализа:
– Требований пожарной безопасности (предел огнестойкости).
– Условий эксплуатации (влажность, агрессивная среда, механические воздействия).
– Архитектурных и дизайнерских решений.
– Экономической целесообразности.
Вывод:
Выбор оптимального типа огнезащиты – это комплексная задача, требующая учета большого количества факторов. Необходимо обратиться к опытным специалистам для проведения детального анализа и разработки индивидуального проекта огнезащиты, который будет соответствовать требованиям нормативных документов и обеспечивать необходимый уровень безопасности. Группа компаний “ПРОМГИДРО” выполняет полный комплекс работ по проектированию и выполнению работ по огнезащите металлоконструкций.
Правила сдачи-приемки металлоконструкций с нанесёнными средствами огнезащиты контролирующим органам.
Освидетельствование (сдача-приемка) металлоконструкций с нанесенными средствами огнезащиты – ответственный этап, требующий строгого соблюдения нормативных требований и оформления соответствующей документации. Контролирующие органы (например, органы государственного пожарного надзора МЧС России), осуществляющие освидетельствование, должны убедиться, что огнезащита выполнена в соответствии с проектом и обеспечивает требуемый предел огнестойкости конструкции.
Основные правила и этапы этого процесса:
I. Подготовительный этап (до начала работ по огнезащите).
Наличие проектной документации: должен быть разработан и утвержден проект огнезащиты, включающий:
• Общую информацию об объекте.
• Перечень металлоконструкций, подлежащих огнезащите.
• Требуемые пределы огнестойкости для каждой конструкции.
• Тип и марку огнезащитного материала.
• Технологию нанесения огнезащиты.
• Расчетную толщину огнезащитного слоя.
• Схему контроля качества работ.
• Инструкцию по эксплуатации огнезащитного покрытия.
Наличие лицензии и сертификатов:
Организация, выполняющая работы по огнезащите, должна иметь лицензию МЧС на данный вид деятельности (если это предусмотрено законодательством).
Огнезащитный материал должен иметь действующий сертификат соответствия требованиям Технического регламента о требованиях пожарной безопасности, подтверждающий, что материал соответствует требованиям пожарной безопасности и обеспечивает необходимый предел огнестойкости.
Уведомление контролирующих органов: в некоторых случаях (определяется региональными нормативными актами) необходимо уведомить органы государственного пожарного надзора о начале работ по огнезащите.
II. Этап выполнения работ по огнезащите.
Соблюдение технологии нанесения: Работы должны выполняться в строгом соответствии с технологической картой и инструкциями производителя огнезащитного материала.
Подготовка поверхности: поверхность металла должна быть тщательно очищена от ржавчины, окалины, грязи, масел и других загрязнений. При необходимости проводится обезжиривание и грунтование.
Контроль качества материалов: перед нанесением необходимо убедиться в целостности упаковки, наличии маркировки и актуальном сроке годности огнезащитного материала.
Контроль условий окружающей среды: при нанесении огнезащиты необходимо соблюдать требования к температуре и влажности воздуха, указанные в технологической карте.
Контроль толщины слоя: толщина наносимого слоя должна соответствовать проектной и контролироваться с помощью специальных приборов (толщиномеров).
Контроль адгезии: Адгезия (сцепление) огнезащитного материала с металлом должна соответствовать требованиям нормативных документов и определяться с помощью специальных методов (например, методом отрыва).
Ведение журнала работ: в процессе выполнения работ необходимо вести журнал, в котором фиксируются все этапы работ, результаты контроля качества, отклонения от проекта и меры, принятые для обеспечения качественно выполненной огнезащиты.
III. Этап сдачи работ контролирующим органам:
Подготовка исполнительной документации. Для сдачи работ необходимо подготовить следующий пакет документов:
• Проект огнезащиты.
• Сертификат соответствия на огнезащитный материал.
• Лицензия организации, выполнявшей работы.
• Общий и специальный журнал работ.
• Акты скрытых работ (на подготовку поверхности, грунтование и т.д.).
• Акты отбора образцов (если проводились испытания).
• Протоколы испытаний (если проводились испытания).
• Исполнительные схемы с указанием мест нанесения огнезащиты и толщины слоя.
• Заключение (акт) о соответствии выполненных работ требованиям проектной документации и нормативных документов.
Предоставление документации в контролирующий орган: подготовленный пакет документов предоставляется в орган государственного пожарного надзора для проверки.
Осмотр объекта: представители контролирующего органа проводят осмотр объекта, чтобы убедиться в соответствии выполненных работ проектной документации и требованиям нормативных документов.
Проведение контрольных мероприятий: контролирующие органы могут проводить выборочный контроль толщины слоя, адгезии и других параметров огнезащитного покрытия.
Выдача заключения: по результатам проверки и осмотра объекта контролирующий орган выдает заключение (акт) о соответствии выполненных работ требованиям проектной документации и нормативных документов или предписание об устранении выявленных нарушений.
Важные моменты:
Своевременное уведомление: важно заранее уточнить в органах государственного пожарного надзора перечень необходимых документов и порядок проведения сдачи-приемки работ. Квалифицированный персонал: работы по огнезащите должны выполняться квалифицированными специалистами, имеющими соответствующую подготовку и опыт. Строгое соблюдение технологии: необходимо строго соблюдать технологию нанесения огнезащитного материала, рекомендованную производителем. Контроль качества: необходимо проводить тщательный контроль качества на всех этапах работ. Необходимо вести полную и достоверную документацию, отражающую все этапы работ и результаты контроля качества. Необходимо поддерживать конструктивное взаимодействие с контролирующими органами и своевременно устранять все выявленные замечания.
Соблюдение этих правил позволит успешно сдать металлоконструкции с нанесенными средствами огнезащиты контролирующим органам и обеспечить надежную защиту здания или сооружения от пожара. Также стоит помнить, что ответственность за обеспечение пожарной безопасности здания (сооружения) несет его собственник (или лицо, ответственное за эксплуатацию). Поэтому важно тщательно контролировать все этапы работ по огнезащите и своевременно устранять все выявленные нарушения.
Comments are closed.
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.