На сегодняшний день проектирование и строительство объектов не обходится без обеспечения должной пожарной безопасности. В состав проекта обязательно включают мероприятия по снижению пожароопасности материалов и конструкций.
В общих чертах конструктивная огнезащита зданий и сооружений – это комплекс работ, направленных на повышение устойчивости конструкций здания к пламени.
В задачи огнезащиты зданий и сооружений входит:
· повысить огнестойкость строительных конструкций;
· снизить горючесть материалов и конструкций;
· снизить способность материалов к воспламенению и распространению огня.
Несмотря на то, что конструкции из металла по своей природе негорючи, при повышении температуры во время пожара до 500°С и выше они теряют свою несущую способность. Поэтому для основных металлических конструкций в зданиях предусматривают огнезащиту в виде наносимого поверх теплоизоляционного слоя, а именно:
· толстослойных напыляемых составов;
· огнезащитных обмазок;
· штукатурок;
· облицовки плитными (листовыми или др.) огнезащитными материалами и т. п.
Возможна также комбинация нескольких способов повышения огнестойкости металлоконструкций. Вообще, для того, чтобы узнать необходимую степень огнестойкости несущих конструкций объекта, обращаются к Своду Правил № 2.13130.2012. Одними из наиболее эффективных материалов для огнезащиты металлических конструкций считаются экраны из штукатурных составов и плиты из огнестойких материалов на механических креплениях.
Огнезащита для металлоконструкций должна иметь предел не ниже 45-ти минут (до 150-ти минут) в зависимости от условий эксплуатации и назначения объекта. Это нужно для того, чтобы при пожаре успеть эвакуировать людей и применить средства пожаротушения до того, как целостность объекта будет нарушена.
Деревянные конструкции имеют неоспоримые достоинства – они экологически чистые, имеют высокую удельную прочность и стойкость к химически агрессивным средам, обладают теплоизоляционными свойствами. Однако, каждому известна пожароопасность древесины и изделий из нее, в связи с чем применение деревянных конструкций может быть ограничено.
Конструктивная огнезащита деревянных конструкций может быть обеспечена посредством:
· оштукатуривания;
· покрытия негорючей облицовкой или другими огнезащитными элементами;
· увеличением сечения конструкций из дерева.
Первый способ – нанесение огнезащитной штукатурки – проводят на шероховатую или покрытую дранкой поверхность для лучшего сцепления материалов.
Во втором случае используют такие поверхностные элементы для деревянных конструкций, как:
· цементно-стружечные плиты (ЦСП);
· гипсокартон;
· эмаль;
· вспучивающаяся краска (лак) и др.
Третий способ конструктивной огнезащиты основан на том, что более толстую и плотную конструкцию труднее прогреть на такую глубину, которая необходима для возникновения устойчивого горения.
Проект конструктивной защиты объектов должен обязательно составляться с учетом действующих норм и правил Российской Федерации.
Проектирование огнезащиты конструкций здания проходит в несколько этапов:
1. Анализ особенностей несущих и других металлических и деревянных конструкций.
2. Подбор типа огнезащиты в зависимости от требуемого по нормативам предела огнестойкости конструкций.
3. Проведение расчетов: толщины металлической или деревянной конструкции; толщины необходимого огнезащитного покрытия; расходов на материалы для огнезащиты.
4. Описание стадий технологического процесса по обеспечению конструктивной огнезащиты объекта.
5. Схемы огнезащиты конструкций.
6. Приложение в виде необходимых разрешительных документов на проведение огнезащитных мероприятий.
Следует отметить, что проектирование огнезащиты должно производиться с учетом приведенной толщины металла конкретных металлоконструкций для обеспечения должной огнестойкости элементов. При этом не должен быть значительно нарушен вес конструкции.
Также немаловажны свойства самих огнезащитных материалов. Так, для защиты открытых конструкций используют атмосферостойкие материалы, в противном случае покрытие может быть разрушено преждевременно.
Огнезащитное покрытие используется для предотвращения попадания огня в вентиляционную систему и последующего распространения продуктов горения по зданию.
Вентиляция, опутывающая любое здание (от маленькой квартиры до огромного завода), может за считанные минуты распространить продукты горения, усугубив ситуацию. Для помощи в локализации очага возгорания используют огнезащитные системы воздуховодов.
Помещения, в которых обязательно нужна установка огнезащиты воздуховодов — это в первую очередь:
Вентиляционная система, проводящая воздух через этажи, обита противопожарными материалами и имеет несколько отсеков с клапанами. Таким образом, достигается изоляция каждого отдельного помещения.
Покрывать изоляционными материалами требуется трубы вентиляции, систем кондиционирования и дымоудаления. Последние сделаны для выведения дыма из здания, поэтому они нуждаются в повышенной защите.
Согласно статистике, во время пожара наибольший вред для людей наносится дымом, а не огнём. Вторая цель огнезащиты воздуховодов – изолирование огня, чтобы тот «задохнулся», не получая необходимого кислорода. Третья – дымоудаление, вывод горючих газов из помещения.
Материал, покрывающий вентиляционные каналы снаружи, во время чрезмерного нагревания вспенивается, тем самым создавая дополнительную теплоизоляцию. Распространена огнезащитная штукатурка, пропитка для тканевых покрытий, специальная краска. Эти материалы предназначены, чтобы защитить от огня отделочные материалы, которые, как правило, легко воспламеняются и выделяют ядовитый дым.
Свод правил, установленный законодательным актом СП 7.13130 от 2013 года по технике противопожарной безопасности, регламентирует действия по установке вентиляционных, обогревательных и кондиционных систем.
При прокладке вентиляционных систем допускается применение исключительно негорючих изоляционных и облицовочных материалов «А» класса. Внутри одного пожарного отсека можно использовать трудновоспламеняемые материалы «В» класса. «В1» — полуогнестойкие материалы — разрешаются к использованию в воздуховодах, которые не проходят:
· сквозь потолки (в том числе подвесные) и стены;
· в коридорах и путях эвакуации.
По данным правилам система вентиляции помимо огнезащитного покрытия должна иметь: воздушные затворы, противопожарные клапаны. Согласно техническим нормативам противопожарной безопасности, огнезащита должна выдержать нагревание в течение времени эвакуации. Для каждого отдельного случая рассчитывается определенный интервал времени.
Материалы должны быть сертифицированы согласно нормам предела огнестойкости. Огнестойкость конструкции определяется временем от начала чрезмерного нагревания до момента разрушения поверхности. Материал для огнезащиты должен выдерживать температуру до 1000º, учитывая среднюю температуру пожара в помещении 850º. Использование листовых перлитофосфогелевых, асбестоцементных, гипсоволоконных, гипсокартонных, базальтовых плит, специального напыления и огнезащитного лакокрасочного покрытия увеличивает время предельной огнестойкости до 240 минут. По нормативам это время не может быть меньше 150 минут.
Ниже рассмотрим каждый вариант поподробнее.
Базальт – вещество вулканического происхождения, включающее в себя примеси железа, кальция, магния и 47% диоксида кремния. Именно благодаря кремнезёму базальт повсеместно используется в качестве огнезащиты. При воздействии высоких температур, материал не теряет свою форму, свойства твёрдого тела и не выделяет опасных веществ. Базальтовое волокно, которым изолируют трубы от пожаров, создаётся из оригинальной породы без участия посторонних добавок, уменьшающих его природные свойства.
Наиболее популярными и надёжными считаются бренды:
1. Rockwool (Wired Mat). Гидрофобизированные теплоизолирующие плиты, легкие и жесткие, выпускаются в рулонах. Размер 1 рулона: 800х600х50 мм.
2. Pro-Vent. Размеры рулона: 10000х1000-1200х20-80. Имеются варианты односторонней обкладки: фольга, армированная фольга, стеклянная, базальтовая, кремниевая ткань, металлическая сетка.
3. ТИЗОЛ. Размеры рулона: 1000-1200х500-600х40-200. Кашированные стеклохолстом и фольгой. Цена в среднем от 326 руб/м².
4. Бизон. Размер рулона: 6000х1000х20-80. Материал может быть облицован базальтом, кремнием, стеклом, алюминиевой фольгой, металлической сеткой. Цена от 200 руб/м².
5. МБФ. Максимальная длина рулона 31000х1000-1500х5-20. Материал имеет фольгированное покрытие. Цена от 320 руб/м².
Плюсы применения базальтовой огнезащиты:
· сравнительная дешевизна;
· высокая степень защиты;
· нетоксичность;
· негорючесть.
Основной минус – требование дополнительного крепежа. Как правило, для этого используются металлические скобы, которые разрушаются при высоких температурах, от чего изоляция просто спадает с вентканала. Надежнее всего клеить рулоны базальтовой защиты на огнестойкие клеевые составы. Среди других минусов: сравнительная трудность монтажа, утяжеление конструкции.
Монтаж производится в несколько этапов:
1. Подготовка поверхности. Зачистка, выравнивание, сушка, удаление ржавчины, неровностей.
2. Нанесение клеевого вещества. Одного слоя достаточно для огнестойкости в 30-150 минут, для большей нужен второй слой.
3. Наклеивается материал полосами. Расход материала на 1 м² составляет 1.1 м². При монтаже двойной защиты, слои идут со смещением стыков относительно друг друга и расход составляет 2.05 м².
4. Если не используется клей, то рулон разматывается по всей поверхности трубы и закрепляется металлическими скобами.
У базальтовых рулонов предел огнестойкости составляет 180 минут при толщине в 70 мм. Чем больше толщина, тем выше защита, и наоборот. Варианты с фольгой повышают сопротивляемость энергии тепла. Применение совместно с краской или напылителями обеспечивает комплексную и наиболее надежную защиту.
Во время сильного нагревания, при воздействиях температуры в районе 100º, такая краска вспенивается, образуя новые слои углеродной защиты от огня и дополнительную теплоизоляцию.
Популярные бренды:
1. Термобарьер. Расход краски для минимальной защиты в 45 минут – от 0.95 кг/м² в зависимости от толщины металлической конструкции (чем больше толщина воздуховода, тем меньше требуется краски).
2. Кедр-Мет-В. Расход составляет в среднем 1 кг/м².
3. Ecofire. Средний расход: 1.11 кг/м².
4. КРОЗ. Средний расход: 1.37 кг/м².
Плюсы огнезащитной краски:
· легкость нанесения;
· быстрота ремонта после пожара;
· конструкция не утяжеляется.
Первый минус – за толщиной и целостностью покрытия нужно неустанно следить, поскольку краска со временем теряет прочность, отпадает, стекает. Краски на водной основе могут не успеть вспениться, если пожар идет по углеродному типу (если температура резко возрастает в первые пять минут). В таком случае краска неэффективна, и следует заранее учесть возможность возникновения такого типа пожара. Краску на водной основе наносят напылением или кистями. Она обеспечивает защиту в течение 120 минут при толщине в 0.8 мм. Чем больший слой краски наносится, тем выше время предельной огнестойкости. Чем больше краски наносится на поверхность, тем она чаще нуждается в ревизии и проверке на целостность.
Состав, наносимый методом напыления для огнезащиты поверхности. Он создаётся из минеральных микро-волокнистых веществ, неорганического связующего и добавок с очень большим пределом огнестойкости (2-3 часа).
Известные марки:
· ПОЛИНОР;
· Термоспрей;
· Корунд.
Плюсы:
· отсутствие необходимости в подготовительных работах;
· хорошая сцепка с поверхностью;
· напыление можно красить, покрыв дополнительным слоем защиты;
· самый долговечный метод (слой может оставаться эффективным до 50 лет).
Минусы:
· выделение токсичных веществ;
· высокая стоимость;
· распыление должно производиться со всеми мерами предосторожности и в костюме защиты.
Напыляемый огнезащитный материал — это смесь, которая гранулируется в бункере торкрета и наносится на поверхность под воздействием воздушной струи.
Из водяных форсунок смесь смачивается, что позволяет ей равномерно покрывать металл, дерево, бетон и любую другую конструкцию. За один этап напыления формируется толщина огнеупорного слоя до 20 мм. Согласно таблице соответствия, 8 мм достаточно для 30 минут предельной огнестойкости, а слоя толщиной 25 мм для 180 минут.
Огнезащита воздуховодов дымоудаления – обязательная составляющая правильно укомплектованной вентиляционной системы, которая в противном случае является активнейшим распространителем дыма и огня.
При формировании огнезащитного барьера на воздуховодах проблему составляют непростая конфигурация вентиляционных каналов и создаваемые ею труднодоступные места.
Кроме того, существует необходимость обеспечения длительного сопротивления огню конструкции, независимо от любых внешних условий.
Огнезащитная обработка воздуховодов создает препятствие огню, предотвращает перегрев дымоотводных труб, препятствует каскадному распространению угарного газа по всем помещениям здания, позволяет продолжить функционирование вентиляционной системы в сложной ситуации.
При планировании огнезащиты воздуховода в первую очередь принимается во внимание огнестойкость самой конструкции системы дымоудаления. Традиционно, если СНиП предусматривает огнезащиту вентиляционного канала, то для его изготовления должна использоваться сталь толщиной не менее 0,8 миллиметров.
Но это обеспечивает низкую сопротивляемость конструкции огню – около 15 минут. А повышают предел огнестойкости (время, за которое металлические элементы теряют теплоизолирующую способность и плотность, деформируются и прогорают) с помощью негорючих материалов.
При маркировке огнезащита обозначается как EI. После этого идентификатора следует число (от 15 до 150), равное пределу огнестойкости изделия.
Соответственно пункту 8.10 СНиП предел огнестойкости транзитных, не транзитных, одиночных систем дымоудаления должен составлять не менее 45 минут. Правильно выбрать изоляцию поможет следующая таблица:
| Предел огнестойкости | Используется |
|---|---|
| El 150 – | для транзитных воздуховодов и шахт за пределами обслуживаемого пожарного отсека; при этом на транзитных участках воздуховодов и шахт, пересекающих противопожарные преграды пожарных отсеков, не следует устанавливать противопожарные клапаны |
| EI 45 – | для вертикальных воздуховодов и шахт в пределах обслуживаемого пожарного отсека при удалении продуктов горения непосредственно из обслуживаемых помещений |
| EI 30 – | в остальных случаях в пределах обслуживаемого пожарного отсека |
Для термоизоляции воздуховодов выбирают звуконепроницаемые материалы, устойчивые к вибрациям. Это объясняется особенностью функционирования вентиляционных систем: они сильно шумят и вибрируют во время работы.
Существуют следующие средства профилактических противопожарных мероприятий, связанных с воздуховодами:
· огнестойкая теплоизоляция (маты, вермикулитовые плиты, листы минеральной ваты, базальтовые самоклеящиеся волокна, фольгированные полотна). Для монтажа этих материалов используют шурупы, шпильки, шайбы, проволоку;
· базальтовое волокно, которое наносится методом напыления;
· толстослойная защита (мастика, штукатурка, фосфатные пасты из жидкого стекла, минерального или асбестового волокна и нефелина). Штукатурные, цементные и асбоцементные растворы наносятся на стальную сетку слоем до 1 сантиметра.
Недостаток этого метода: при повышенной влажности и существенных перепадах температур защитный слой трескается и осыпается. Но этот способ обеспечивает эффективную огнезащиту воздуховодов при невысокой стоимости наносимых материалов:
· конструктивная комбинированная защита (совместное применение мастики и рулонных негорючих материалов на основе базальтовых волокон). В этом случае поверхность воздуховода покрывают клеящим составом из неорганических элементов, затем укрывают фольгированным полотном;
· тонкослойная защита (вспучивающиеся краски, лаки, эмали на водной или органической основе). Их защитное действие основано на формировании под воздействием высоких температур особого углеродного слоя, обладающего теплоизоляционными свойствами. Недостаток этого способа: высокая стоимость некоторых эффективных огнезащитных составов.
Общим моментом для всех видов защитных мероприятий является тщательная предварительная подготовка поверхности воздуховода.
Плиты, полотна, штукатурные составы увеличивают предел огнестойкости систем дымоудаления EI от 30 до 150, что важно для транзитных каналов. При этом, чем толще слой наносимого состава, тем лучше выше сопротивляемость огню. Но перечисленные материалы существенно увеличивают массу вентиляционных конструкций, что требует монтажа дополнительных креплений и опор. Это не всегда возможно: иногда зазор между трубой и стеной или перекрытием бывает очень маленьким.