Задачи огнезащиты и назначение огнезащитных материалов

В системах кондиционирования и вентиляции имеются воздуховоды, через которые в случае пожара могут распространяться продукты горения, даже если помещение оборудовано противопожарной защитой. Для того, чтобы исключить каскадное распространение пожара и локализовать его на ограниченной территории, строительные нормы СНиП 41-01-2003 «Отопление, кондиционирование и вентиляция» устанавливают пределы огнестойкости, которыми должны обладать воздуховоды, а также коллекторы любых по назначению систем как снаружи, так и внутри пожароопасного отсека.

Если пределы огнестойкости воздуховодов нормируются, их проектируют исключительно из негорючих материалов. Листовая сталь, используемая для воздуховодных конструкций, должна иметь толщину не менее 0,8 мм.

Пределом огнестойкости воздуховода принято считать время, прошедшее с начала воздействия огня на воздуховод, до возникновения какого-либо предельного состояния, под которым понимается потеря теплоизолирующих свойств или разрушение воздуховода.

С целью огнезащиты стальных воздуховодов на их поверхности создаются теплоизолирующие экраны, при высоких температурах выдерживающие огневое воздействие. Имеющие подобные экраны воздуховоды при пожаре сохраняют свои функции, в течение заданного периода времени не разрушаясь.

Способы огнезащиты воздуховодов

Для огнезащиты воздуховодов могут применяться традиционные, механизированные и комбинированные методы с использованием огнезащитных материалов, особых составов и покрытий.

Традиционные способы огнезащиты воздуховодов обеспечиваются армированием, что увеличивает нагрузку на их крепление. Специального оборудования при данном способе не требуется, но процесс отличается повышенной трудоемкостью.

Механизированные способы огнезащиты экономичны и высокотехнологичны, но требуют применения дорогостоящего оборудования.

Комбинированные методы огнезащитной обработки используют положительные свойства двух предыдущих способов. Работа выполняется вручную, при этом на поверхность воздухопровода наносятся комбинированные составы, а поверх них укладывается фольгированное базальтовое полотно. Комбинированный способ весьма популярен, так как он весьма экономичен и позволяет добиться высокого качества обработки.

Требования противопожарной безопасности, предъявляемые к различным зданиям и сооружениям в ходе промышленного и гражданского строительства, в последнее время становятся все более жесткими. Если рассматривать противопожарную защиту зданий и сооружений в качестве комплекса конструктивных мер и решений объемного планирования, в него обязательно должна включаться пассивная огневая защита строительных конструкций. В местах, где постоянно скапливается большое количество людей – в аэропортах, гостиницах, стадионах, спорткомплексах и торговых центрах применение пассивной огнезащиты является крайне важным делом. Необходимо использовать ее и в таких промышленных отраслях, как ядерная энергетика и переработка нефтепродуктов.

Использование для огнезащиты конструктивных способов предусматривает облицовку защищаемого от огня объекта кирпичом, плитами из вермикулита, другими теплоизолирующими материалами, определенным образом закрепляемыми на конструкции. В качестве огнезащитной обработки используется также нанесение на поверхность защищаемого объекта огнезащитных составов путем штукатурки, обмазки, окраски.

Применяемые покрытия могут быть как толстослойными, так и тонкослойными, вспучивающимися. Толстослойное покрытие – это теплоизолирующий материал, предохраняющий конструкции от излишнего нагрева. При нанесении на конструкцию такой материал образует «шубу» толщиной до 100 мм, полностью окружающую защищаемую поверхность.

Тонкослойные покрытия для защиты от огня могут быть на органической или неорганической основе. Эти покрытия за последние десятилетия получили большую популярность в самых разных странах. Она вызвана тем, что в условиях пожара при этом способе образуется мелкоячеистый угольный слой, покрывающий металл и затрудняющий его прогрев благодаря низкой теплопроводности.

Составы, основанные на неорганическом связующем, — это лакокрасочные материалы из жидкого стекла и портландцемента. Такое покрытие толщиной 7-10 мм обеспечивает достижение предела огнестойкости до 0,75 часа.

Составы, в основе которых лежит органическое связующее, такого же предела огнестойкости достигают при толщине сухого слоя не более 1 миллиметра. Действуют эти покрытия при помощи компонентов, содержащихся в их составе, и выделяющих при нагревании инертный газ. В результате краска вспучивается, и образуется теплоизоляционный высокопористый экран, прочно удерживающийся на поверхности защищаемой металлоконструкции и предохраняющий ее от достижения критических температур. Для стали критическая температура составляет 500оС, для алюминия – 300оС.
Тонкослойные покрытия имеют основное преимущество именно из-за минимальной толщины необходимого слоя, что позволяет избавить металлоконструкции от излишнего веса и повышения статических напряжений.

Затраты труда при обустройстве таких покрытий невелики, сроки выполнения огнезащитных работ значительно сокращаются. Обработанные такими материалами металлоконструкции сохраняют «ажурность» и «легкость», не теряя своего эстетического вида.

Огнезащита позволяет добиться решения двух задач. Прежде всего, за счет повышения предела огнестойкости конструкций, использованных при строительстве, повышается общая устойчивость здания в случае пожара. А также в зданиях и сооружениях предотвращается распространение и развитие пожара, поскольку горючесть материалов снижается, они труднее воспламеняются и не способствуют распространению по их поверхности пламени. В итоге гибель людей становится менее вероятной, а потери от пожара могут быть сведены к минимальным.

Обеспечение огнезащиты должно представлять собой комплексную эффективную систему, в обязательном порядке включающую следующие компоненты:
— нормативные требования, предъявляемые к строительным материалам и конструкциям требованиями противопожарной безопасности, должны неуклонно выполняться;
— для разных эксплуатационных условий должны быть использованы наиболее эффективные средства огнезащиты;
— средства огнезащиты должны эффективно оцениваться с применением современных методов;
— за качеством выполнения огнезащитных работ должен осуществляться постоянный надзор.

Все указанные направления представляют собой составные части общей системы обеспечения качественной огнезащиты материалов и конструкций.

В строительстве до настоящего времени существует острая потребность в средствах огнезащиты, пригодных для стальных конструкций. При использовании для металла огнезащитных средств предотвращается потеря несущей способности, которая становится возможной при превышении критической температуры.

Чаще всего огнезащита обеспечивается при помощи огнезащитных вспучивающихся красок, мастик, лаков и обмазок. У каждого из этих средств имеются положительные и отрицательные стороны, зависящие от особенностей эксплуатации, способа нанесения, стоимости и долговечности. Только учтя все эти факторы, можно правильно выбрать средства для защиты от огня.

Для оценки эффективности составов для защиты металлических конструкций от огня используется НПБ 236-97 «Огнезащитные составы для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности». Эта методика разделяет средства огнезащиты на пять групп по эффективности, для чего учитывается время прогрева до 500оС стального двутавра № 20.

При этом не следует забывать, что методика не относится к пределу огнестойкости конструкций, на которые нанесена защита, а только оценивает группу эффективности составов для защиты от огня.

В практических целях полученные результаты могут быть использованы для расчета предела огнестойкости конструкций, имеющих приведенную толщину металла 3,4 миллиметра при критической температуре не ниже 500оС, установленной для данной конструкции с учетом марки стали и нагрузки, под которой она находится.

Эффективность огнезащитных составов для стальных конструкций оценивается временем от начала испытания огнем до получения критической температуры – 500оС для стандартного образца. Она разделяется на пять групп: время может составлять до 150 минут, до 120 минут, до 60 минут, до 45 минут и до 30 минут.