Огнестойкость строительных конструкци

Пожар представляет собой процесс неконтролируемого горения, обусловленный химической экзотермической реакцией окисления вещества, сопровождающийся, по крайней мере, одним из трёх факторов: пламенем, свечением, выделением дыма.

Для возникновения пожара необходимо наличие трёх составляющих: горючего вещества, кислорода и первоначального источника тепла.

В строительных конструкциях теплоизоляция может по-разному проявлять свои функциональные особенности. Если теплоизоляция сгораема, то ее размещение в конструкции должно полностью исключать возможность контакта с «внешней средой». Теплоизоляция должна быть закрыта. Если теплоизоляция относится к группе негорючих материалов, то при определенных конструктивных решениях она может выполнять функцию огнезащитной преграды.

Пожарная опасность строительных материалов характеризуется их свойствами, способствующими возникновению опасных факторов пожара и его развитию. К опасным факторам пожара относятся: огонь, повышенная температура, задымление и изменение состава газовой среды, воздействие которых на людей и (или) материальные ценности может приводить к ущербу.

Стандартные методы оценки пожарной опасности строительных материалов включают испытания материалов на горючесть, воспламеняемость, распространение пламени по поверхности, дымообразующую способность и токсичность.

1. Пожарная опасность строительных материалов

1.1. Классификация материалов по горючести

В строительстве применяются материалы неорганического и органического происхождения. Как правило, материалы неорганического происхождения – негорючие и не способствуют повышению температуры и распространению огня при пожаре, хотя и подвергаются воздействию достаточно высоких температур. Композитные материалы, образованные из смеси органических и неорганических материалов, например, полимербетоны, бетоны, пропитанные полимерами, и др., могут быть негорючими, и их классификация обязательно должна быть подтверждена испытаниями. Органические материалы относятся к группе горючих материалов.

В связи с этим строительные материалы подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г). Горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы: Г1 (слабогорючие), Г2 (умеренногорючие), Г3 (нормальногорючие), Г4 (сильногорючие).

Горючесть и группы строительных материалов по горючести устанавливают по ГОСТ 30244, который предусматривает два метода стандартных испытаний.

Образец материала считается негорючим, если при испытании в специальной камере прирост температуры в установке не превышает 50 °С от первоначально установивленной температуры источника. Сам образец не воспламеняется в течение 10 с, а потеря массы образца составляет не более 5 % от первоначальной. Если эти условия не выполняются, материал считается горючим и подвергается испытанию для определения группы горючести.

Группа горючести (табл. 1) материала определяется по следующим параметрам: температуре дымовых газов; продолжительности самостоятельного горения; степени повреждения образца по длине; степени повреждения по массе.

Таблица 1

Группы горючести строительных материалов

Группа горючести	Параметры горючести
	Температура дымовых газов t, °С	Степень повреждения по длине SL, %	Степень повреждения по массе Sm, %	Продолжительность самостоятельного горения tc.г, с
Г1	Не более 135	Не более 65	Не более 20	0
Г2	Не более 235	Не более 85	Не более 50	Не более 30
ГЗ	Не более 450	Более 85	То же	Не более 300
Г4	Более 450	То же	Более 50	Более 300

1.2. Классификация материалов по воспламеняемости

Испытания материалов на воспламеняемость по ГОСТ 30402 устанавливают группу действительно опасных материалов, способных легко воспламеняться от действия даже небольшого источника тепла. В процессе стандартного испытания определяется минимальное значение поверхностной плотности теплового потока, при котором возникает устойчивое пламенное горение, и это значение принимается за критическую поверхностную плотность теплового потока (КППТП). По этому параметру горючие строительные материалы подразделяются на три группы (табл. 2).

Таблица 2

Классификация строительных материалов по группам воспламеняемости

Группа воспламеняемости материала	Характеристика материала	КППТП, кВт/м2
В1	Трудновоспламеняемый	35 и более
В2	Умеренновоспламеняемый	От 20 до 35
В3	Легковоспламеняемый	Менее 20

1.3. Классификация материалов по распространению пламени

Горючие материалы в значительной мере способствуют развитию пожара, распространяя пламя по всей поверхности конструкций. Метод испытания по распространению пламени по материалам поверхностных слоев конструкций кровли и пола регламентируется ГОСТ 30444.

Сущность метода состоит в определении критической поверхностной плотности теплового потока (КППТП), величину которой устанавливают по длине распространения пламени по образцу в результате воздействия теплового потока на его поверхность. Горючие строительные материалы подразделяются в зависимости от КППТП на четыре группы (табл. 3).

Таблица 3

Классификация строительных материалов по группам распространения пламени

Группа распространения пламени	Характеристика материала	КППТП, кВт/м2
РП1	Нераспространяющий пламя	11,0 и более
РП2	Слабораспространяющий пламя	от 8,0 до 11,0
РП3	Умереннораспространяющий пламя	от 5,0 до 8,0
РП4	Сильнораспространяющий пламя	Менее 5,0

1.4. Классификация материалов по дымообразующей способности

Классификация строительных материалов по дымообразующей способности производится по коэффициенту дымообразования, который определяется стандартными испытаниями по ГОСТ 12.1.044. Различают три группы материалов (табл. 4). Значения коэффициента дымообразования необходимо включать в стандарты или технические условия на твёрдые вещества и материалы.

Таблица 4

Классификация строительных материалов по группам дымообразующей способности

Группа по дымообразующей способности	Характеристика материала	Коэффициент дымообразования, м2/кг
Д1	С малой дымообразующей способностью	Не более 50 включительно
Д2	С умеренной дымообразующей способностью	От 50 до 500 включительно
Д3	С высокой дымообразующей способностью	Свыше 500

1.5. Классификация материалов по токсичности продуктов горения

Для обеспечения безопасности людей при пожаре от отравления продуктами горения методы испытаний ГОСТ 12.1.044 предусматривают определение показателей токсичности продуктов горения горючих материалов. Горючие строительные материалы по токсичности продуктов горения подразделяются на четыре группы (табл. 5).

Таблица 5

Классификация строительных материалов по токсичности продуктов горения

Класс опасности	Hclso, г·м3, при времени экспозиции, мин
	5	15	30
Чрезвычайно опасные	До 25	До 17	До 13	До 10
Высокоопасные	25-70	17-50	13-40	10-30
Умеренноопасные	70-210	50-150	40-120	30-90
Малоопасные	Свыше 210	Свыше 150	Свыше 120	Свыше 90

2. Пожарно‐техническая классификация строительных конструкций и зданий

2.1. Огнестойкость конструкций

Достаточно часто наиболее распространённые строительные конструкции изготавливаются из горючих материалов, которые, как ранее было отмечено, способствуют возникновению и развитию опасных факторов пожара. В связи с этим пожарно-техническая классификация производится: для строительных конструкций – по огнестойкости и классу пожарной опасности; для помещений и зданий – по огнестойкости, классам конструктивной и функциональной пожарной опасности.

Показателем огнестойкости конструкции является её предел огнестойкости, который устанавливается по времени (в мин) от начала теплового воздействия на конструкцию до наступления одного или последовательно нескольких предельных состояний. Предельное состояние конструкции по огнестойкости – состояние конструкции, при котором она утрачивает способность сохранять несущие и (или) ограждающие функции в условиях пожара.

Различают следующие основные виды предельных состояний конструкций по огнестойкости:

• Потеря несущей способности вследствие обрушения конструкции или возникновения предельных деформаций (R).
• Потеря целостности в результате образования в конструкциях сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя (Е).
• Потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем бoлee чем на 140 °С или в любой точке этой поверхности более чем на 180°С по сравнению с температурой конструкции до испытания или прогрев конструкции более чем на 220 °С независимо от температуры конструкции до испытания (I).

Обозначение предела огнестойкости конструкций состоит из условных обозначений R, E, I, нормируемых для данной конструкции предельных состояний, и цифры, соответствующей времени достижения одного из этих предельных состояний в минутах. Например: R 120 — предел огнестойкости 120 мин по потере несущей способности; REI 45 — предел огнестойкости 45 мин по потере несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности независимо от того, какое из трёх предельных состояний наступит ранее; R 120/I 60 — предел огнестойкости 120 мин по потере несущей способности; предел огнестойкости 60 мин по потере теплоизолирующей способности.

Пределы огнестойкости строительных конструкций могут определяться экспериментальными или расчётными методами. Общие требования к методам испытаний строительных конструкций и элементов инженерных систем на огнестойкость регламентируются межгосударственным стандартом ГОСТ 30247.0-94.

Сущность методов испытаний заключается в определении времени от начала теплового воздействия на конструкцию в соответствии с режимом «стандартного пожара» до наступления одного или последовательно нескольких предельных состояний по огнестойкости с учётом функционального назначения конструкции. Стандартный температурный режим, соответствующий зависимости, а также допускаемые отклонения от него средних значений измеренных температур приведены в табл. 6.

Таблица 6

Стандартный температурный режим пожара

Время огневого воздействия τ, мин	Изменение температуры в камере печи t – to, °C	Допускаемые значения отклонения температуры, %
5	556	±15
10	9
15	718	±10
30	821
45	875	±5
	925
90	986
120	1029
150	1060
180	1090
240	1133
360	1193

Стендовое оборудование включает в себя специальные огневые камеры, которые оборудованы нагружающими и опорными устройствами, обеспечивающими нагружение образца в соответствии с его расчётной схемой. Огневое воздействие по соответствующему температурному режиму создаётся сжиганием жидкого или газообразного топлива.

Образцы несущих и самонесущих конструктивных элементов должны иметь проектные размеры. Материалы образцов, схема опирания и загружения должны соответствовать технической документации на их изготовление и применение. Образцы испытываются в нагруженном состоянии, при этом статическую нагрузку прикладывают не менее чем за 30 мин до начала огневого воздействия. Величина нагрузки принимается в наиболее неблагоприятном сочетании нормативных значений постоянных и временных длительных статических нагрузок, существенно влияющих на напряженное состояние при пожаре, согласно СНиП 2.01.07-89*.

В процессе испытания регистрируют: время наступления предельных состояний и их вид; температуру в печи, на поверхности конструкции и по её сечению в предварительно установленных местах; деформации элементов несущих конструкций; время появления пламени на необогреваемой поверхности образца и другие параметры.

Предел огнестойкости конструкции (в мин) определяется как среднее арифметическое результатов испытаний двух образцов. При этом максимальное и минимальное значения пределов огнестойкости двух испытанных образцов не должны отличаться более, чем на 20 % (от большего значения). Если результаты отличаются друг от друга больше, чем на 20 %, должно быть проведено дополнительное испытание; предел огнестойкости определяется как среднее арифметическое двух меньших значений.

В обозначении предела огнестойкости конструкции среднее арифметическое результатов испытания приводится к ближайшей меньшей величине из ряда чисел: 15, 30, 45, 60, 90, 180, 240, 360. При различных значениях пределов огнестойкости одной и той же конструкции по разным предельным состояниям обозначение пределов огнестойкости перечисляется по убыванию.

Для несущих конструкций предельное состояние по огнестойкости наступает вследствие обрушения конструкции или достижения предельных деформаций. Для изгибаемых конструкций предельное состояние по деформациям наступает, когда прогиб достигает величины L/20 или скорость нарастания деформаций достигает L²/9000h (см/мин). Здесь L – про- лёт, см; h – расчётная высота сечения конструкции, см.

Для вертикальных конструкций предельное состояние характеризуется вертикальной деформацией 1/100 или скоростью нарастания вертикальных деформаций 10 мм/мин и более для образцов высотой (3±0,5) м.

Пределы огнестойкости для несущих и ограждающих конструкций нормируются по следующим предельным состояниям: для колонн, балок, ферм, арок и рам – только по потере несущей способности конструкций и их узлов (R); для наружных стен и покрытий – по потере несущей способности (R) и целостности (Е); для ненесущих внутренних стен и перегородок – по потере теплоизолирующей способности (I) и целостности (Е); для несущих внутренних стен и противопожарных преград – по потере несущей способностин(оRс)т, ицелост (Е) и теплоизолирующей способности (I).

2.2. Класс пожарной опасности конструкций

Второй классификационной пожарно-технической характеристикой строительных конструкций является класс пожарной опасности конструкции, учитывающий участие свойств материала, из которого изготовлена конструкция, в возникновении и развитии опасных факторов пожара. Эта классификационная характеристика конструкции устанавливается по результатам стандартных испытаний в соответствии с ГОСТ 30403.

При испытаниях в условиях теплового воздействия выявляют: наличие теплового эффекта образца, который выражается в превышении температуры в огневой или тепловой камерах по сравнению с верхними допустимыми значениями температурных режимов; наличие пламенного горения газов, выделяющихся при термическом разложении материалов образца, продолжительностью более 5 с; наличие горячего расплава при продолжительности его горения более 5 с; размер повреждения образца в контролируемой зоне; пожарную опасность материалов, из которых выполнена конструкция, имеющая повреждение в контрольной зоне. С учётом этих показателей конструкции подразделяются на классы пожарной опасности (табл. 7).

Таблица 7

Классы пожарной опасности конструкций

Класс пожарной опасности конструкций	Допускаемый размер повреждения конструкций, см		Наличие		Допускаемые характеристики пожарной опасности повреждённого материала по группам
	вертикальных	горизон-тальных	теплового эффекта	горения	горючести	воспламе-няемости	дымообразующей способности
К0 (непожароопасные)	0	0	н.д.	н.д.	—	—	—
К1 (малопожароопасные)	До 40	До 25	н.д.	н.д.	н.р.	н.р.	н.р.
			н.р.	н.д.	Г2	В2	Д2
К2 (умереннопожароопасные)	Более 40, но до 80	Более 25, но до 50	н.д.	н.д.	н.р.	н.р.	н.р.
			н.р.	н.д.	Г3	В3	Д2
К3 (пожароопасные)	Не регламентируется

н.д. – не допускается, н.р. – не регламентируется

Класс пожарной опасности конструкции обозначается символом класса К0…К3 и цифрами, заключёнными в скобки, указывающими продолжительность теплового воздействия при испытании образца в минутах. В зависимости от времени теплового воздействия одна и та же конструкция может принадлежать к различным классам пожарной опасности. Например: К0(15) – конструкция класса пожарной опасности К0 при времени теплового воздействия 15 мин; К0(15)/К2(45) — конструкция класса К0 при времени теплового воздействия 15 мин и класса К2 при времени теплового воздействия 45 мин. Для конструкций, выполненных из негорючих материалов (группа горючести НГ), класс пожарной опасности К0 устанавливается без испытаний.

2.3. Степень огнестойкости здания

Противопожарные требования, предъявляемые нормативными документами к строительным конструкциям (минимальный предел огнестойкости и класс пожарной опасности), устанавливаются в зависимости от назначения здания или сооружения, количества этажей, наибольшей площади пожарных отсеков (частей здания, разделённых противопожарными стенами). В соответствии с этими характеристиками здания и пожарные отсеки подразделяются по степеням огнестойкости, классам конструктивной и функциональной пожарной опасности.

Таблица 8

Требуемые минимальные значения пределов огнестойкости строительных конструкций

Степень огнестойкости здания	Предел огнестойкости строительных конструкций, не менее
	Несущие элементы здания	Наружные ненесущие стены	Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами)	Элементы бесчердачных покрытий		Лестничные клетки
				Настилы (в том числе с утеплителем)	Фермы, балки, прогоны	Внутренние стены	Марши и площадки лестниц
I	R 120	ЕЗО	REI60	RE 30	R30	REI 120	R60
II	R45	Е 15	REI45	RE 15	R15	REI90	R60
III	R45	Е 15	REI45	RE 15	R 15	REI60	R45
IV	R15	Е 15	REI 15	RE 15	R 15	REI45	R15
V	Не нормируется

Степень огнестойкости здания или сооружения служит для классификации строительных объектов по способности сопротивляться воздействию пожара. Кроме того, степень огнестойкости является исходной пожарно-технической характеристикой здания для регламентации требований минимальных пределов огнестойкости строительных конструкций, противопожарных преград и противопожарных разрывов между зданиями, систем противодымной защиты, а также требований при проектировании систем инженерного оборудования здания, лестниц и т.д.

В соответствии со СНиП 21-01-97* здания и сооружения по огнестойкости подразделяются на пять степеней, каждая из которых определяет минимальные требования к строительным конструкциям по пределу огнестойкости (табл. 8).

2.4. Конструктивная пожарная опасность здания

Класс конструктивной пожарной опасности здания (отсека) определяется степенью участия строительных конструкций в развитии пожара и образовании его опасных факторов. Этой классификацией вводится ограничение пожарной опасности строительных материалов, используемых в поверхностных слоях конструкций зданий, что снижает вероятность распространения пожара. Здания и пожарные отсеки подразделяются по конструктивной пожарной опасности на четыре класса (табл. 9).

Таблица 9

Классы конструктивной пожарной опасности зданий

Класс конструктивной пожарной опасности здания	Класс пожарной опасности строительных конструкций, не ниже
	Несущие стержневые элементы (колонны, ригели, фермы и др.)	Стены наружные с внешней стороны	Стены, перегородки, перекрытия и бесчердачные покрытия	Стены лестничных клеток и противопожарные преграды	Марши и площадки лестниц в лестничных клетках
С0	К0	К0	К0	К0	К0
С1	К1	К2	К1	К0	К0
С2	К3	К3	К2	К1	К1
С3	Не нормируется			К1	К3

2.5. Функциональная пожарная опасность здания

Класс функциональной пожарной опасности здания и его частей определяется их назначением, особенностями размещаемых технологических процессов и тем, в какой мере находится под угрозой безопасность людей с учётом возраста, физического состояния, возможности пребывания в состоянии сна, вида основного функционального контингента и его количества.

Установлены следующие классы функциональной пожарной опасности:

• Ф1 — здания для постоянного проживания и временного пребывания людей;
• Ф2 — зрелищные и культурно-просветительские учреждения;
• Ф3 — предприятия по обслуживанию населения;
• Ф4 — учебные заведения, научные и проектные организации;
• Ф5 — производственные и складские здания, сооружения и помещения.

В зависимости от класса функциональной пожарной опасности здания (пожарного отсека) предъявляются требования по обеспечению своевременной и беспрепятственной эвакуации людей и защите их от воздействия опасных факторов пожара.

С учётом класса функциональной пожарной опасности определяются минимальное количество путей эвакуации и выходов, объёмнопланировочные параметры и требования к материалам их отделки.

3. Система огнезащиты конструкций ROCKFIRE

Огнезащита – комплекс мероприятий по обеспечению требуемого предела огнестойкости конструкции. Предел огнестойкости является важной характеристикой конструкции и устанавливается по времени (в минутах) наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний.

Рис. 1. Система ROCKFIRE: 1 – огнезащита стальных конструкций: плиты CONLIT; клей CONLIT GLUE; 2 – огнезащита железобетонных перекрытий: плиты FT BARRIER; анкерные элементы IDMS; декоративное покрытие FT DECOR; 3 – огнезащита воздуховодов: маты WIRED MAT 80; приварные штифты; фиксирующие шайбы, алюминиевый скотч

Развитие строительства многофункциональных торговых комплексов и высотных зданий неразрывно связано с повышенными требованиями к пожарной безопасности подобных сооружений и строгим контролем за их соблюдением. Пределы огнестойкости несущих металлических конструкций или транзитных воздуховодов могут достигать в подобных зданиях 240 мин.

В состав системы ROCKFIRE (рис. 1) при огнезащите стальных конструкций входят плиты CONLIT и клей CONLIT GLUE; при огнезащите железобетонных перекрытий – плиты FT BARRIER, анкерные элементы IDMS и декоративное покрытие FT DECOR; при огнезащите воздуховодов – маты WIRED MAT 80, приварные штифты, фиксирующие шайбы, алюминиевый скотч.

3.1. Огнезащита стальных конструкций

Для повышения предела огнестойкости стальных конструкций, различных по форме сечения и размерам, компания ROCKWOOL предлагает систему CONLIT, которая является частью системы огнезащитных решений ROCKFIRE.

Стальные конструкции облицовываются плитами CONLIT с использованием клея CONLIT GLUE, модифицированного силикатного клея, предназначенного для фиксации минераловатных плит CONLIT на поверхности стальных конструкций, а также между собой. Клей CONLIT GLUE способен выдерживать температуру до 900 С.

Данное решение обеспечивает предел огнестойкости стальных конструкций от 30 до 240 мин в зависимости от приведенной толщины конструкции и толщины материала CONLIT.

Преимущества системы: высокая долговечность покрытия, возможность рассчитывать толщину огнезащиты, возможность использовать декоративные покрытия поверх огнезащитного, легкость ремонтновосстановительных работ, влагостойкость.

Расчет требуемой толщины плит CONLIT

Рис. 2. Номограмма выбора толщины изоляции

Одним из критериев выбора нужной толщины огнезащитного покрытия CONLIT является толщина защищаемой стальной конструкции (рис. 2).

Для представления сложной геометрии двухмерной конструкции в одном измерении необходимо использовать единый параметр для всех видов сечений – приведенную толщину металла, вычисляемую формуле

где F – площадь поперечного сечения металлической конструкции, мм;

П – обогреваемая часть периметра конструкции, мм (принимают по табл. 10).

Таблица 10

Значения обогреваемого периметра для применяемых в строительстве типовых стальных конструкций с огнезащитой

Профиль	Обогреваемый периметр П при различных видах облицовки и условиях обогрева, мм
	Облицовка по контуру		Облицовка в виде короба
	с 4-х сторон	с 3-х сторон	с 4-х сторон	с 3-х сторон
			—	—
		—		—

Вторым критерием, необходимым для определения толщины огнезащитного покрытия, является критическая температура стальной конструкции, находящейся под действием нагрузки. Критическая температура рассчитывается в зависимости от вида конструкции, схемы ее опирания, марки металла, величины и характера приложения нагрузки. Часто в качестве критической температуры принимается величина 500 ^оС.Требуемую толщину плит CONLIT определяют по номограмме.

Монтаж огнезащиты

Подготовительные работы. Стальные конструкции должны быть сухими, очищенными от масла, поверхности должны быть обезжирены спиртом или другим растворителем. Раскрой плит осуществляется ножом либо на циркулярной пиле отрезными или алмазными кругами (без зубьев).

 

Рис. 3. Монтаж системы CONLIT: а — подготовительные работы; б -нанесение клея CONLIT GLUE; в — закрепление вставок; г — монтаж основной огнезащиты; д — обработка стыков; е — облицовка полки двутавра

Вставки нарезаются в виде брусков шириной не менее 100 мм и толщиной 50 мм (рис. 3). Длина вставки при огнезащитном покрытии двутавра или швеллера определяется исходя из размера профиля, а точнее расстояния между полками плюс небольшой запас порядка 5 мм. Нарезка основного защитного покрытия для облицовки стального профиля производится исходя из его геометрических размеров.

Нанесение клея CONLIT GLUE. Нанесение клея осуществляется при температуре выше 5С. Перед нанесением клей тщательно перемешивается в течение 2-3 мин. При работе остаток свежего клея смывается водой, так как засохшие остатки могут быть удалены только механическим способом. В зависимости от температуры и доступа воздуха к склеиваемым поверхностям время высыхания клея – до 12 ч.

Огнезащита стальной двутавровой балки. Огнезащитное покрытие устанавливают с трех сторон. На предварительно заготовленные вставки наносится слой клея CONLIT GLUE минимальной толщиной 2 мм. Вставки закрепляются в распор между полками двутавра. При этом вставки должны немного выступать за концы фланцев. Максимально допустимое расстояние между вставками составляет 1000 мм.

После установки вставок необходимо выдержать 12 ч для высыхания клея. На лицевую сторону закрепленных вставок с одной стороны стенки двутавра наносится клей CONLIT GLUE слоем не менее 2 мм толщиной.

Заготовленные заранее части основной огнезащитной облицовки крепятся к вставкам при помощи гвоздей. Гвозди фиксируют облицовку на время высыхания клея. Их количество составляет 2-3 шт. на вставку. На торцевые стороны заранее заготовленных частей огнезащитного покрытия наносится клей CONLIT GLUE с толщиной слоя не менее 2 мм.

Рис. 4. Огнезащита стальной колонны

Подготовленные части облицовки с нанесенным на них клеем фиксируются со стороны полок двутавра на уже смонтированные плиты при помощи гвоздей. Длина гвоздей должна быть в 2 раза больше толщины применяемого материала. Стыки промазываются клеем CONLIT GLUE. Аналогичные действия проделываются для стороны двутавра, расположенного по другую сторону стенки.

После высыхания клея гвозди удаляются либо их шляпки укрываются слоем клея CONLIT GLUE. Огнезащита металлических колонн (рис. 4) осуществляется аналогично.

3.2. Огнезащита железобетонных перекрытий

Для огнезащиты железобетонных плит перекрытия рекомендуется система FT BARRIER, которая является частью системы огнезащитных решений ROCKFIRE.

Плиты FT BARRIER крепятся к железобетонной плите перекрытия при помощи стальных анкерных элементов IDMS. После крепления плиты могут быть покрыты декоративным слоем FT DECOR. Покрытие FT BARRIER толщиной 60 мм с использованием анкерных элементов IDMS обеспечивает для пустотной плиты ППС 60-12-8 (толщина защитного слоя бетона 22 мм) предел огнестойкости, равный 240 мин.

Преимущества системы: сочетание теплоизоляции и огнезащиты в одном решении, крепление без клея, возможность других вариантов покрытий (например, стальной профилированный лист).

Анкерные элементы IDMS состоят из специальным образом свернутого стального оцинкованного листа, образующего пружину в поперечном сечении. IDMS удерживает нагрузку за счет сил трения, образуемых в результате распрямления пружины в базовом материале и частичного упора по поверхности стержня анкера.

Декоративное покрытие FT DECOR – толстое структурное покрытие на основе сополимерной акрилатной водной дисперсии. Обеспечивает защиту и придает декоративный вид поверхностям. Водонепроницаемо для стекающей воды, препятствует проникновению влаги. Скрывает мелкие дефекты основания.

Для нанесения декоративного покрытия FT DECOR рекомендуется использовать специальное оборудование компании SAGOLA марки DEFYNIK. В комплект оборудования входит: компрессор PREMIUM 781 или PREMIUM 7200B, красконагнетательный бак PREMIUM 30, пистолет для нанесения декоративной отделки PREMIUM 419, шланги для подачи пастообразных материалов и для подачи воздуха на краскопульт.

Монтаж огнезащиты железобетонных плит

Поверхность железобетонной плиты очищают от загрязнений и неровностей, мешающих плотному прилеганию плиты FT BARRIER. Подбор нужной длины металлического анкерного элемента IDMS осуществляется в зависимости от толщины теплоизоляционного слоя.

Монтаж плиты FT BARRIER на железобетонной плите. К железобетонной поверхности плиты прикладывают плиту FT BARRIER (рис. 5). С помощью соответствующего перфоратора готовят отверстия из расчета 5 отверстий на одну плиту. Глубина отверстия – 40 мм.

Рис. 5. Монтаж плиты FT BARRIER: а – укладка плиты; б – подготовка отверстий; в – установка анкера

В пробуренное отверстие вставляют анкерный элемент IDMS с предварительно одетой на него шайбой IDMS-T и ударами молотка вбивают его таким образом, чтобы шляпка анкерного элемента плотно зафиксировала минераловатную плиту FT BARRIER.

Нанесение декоративного покрытия FT DECOR. Поставляемую в ведрах краску разбавляют 6 % воды и перемешивают до получения однородной консистенции. Краска наносится автоматическим способом при помощи комплекта марки DEFYNIK. Рекомендуется наносить декоративное покрытие в два полуслоя общей толщиной 2-3 мм. Работы по нанесению декоративного слоя необходимо производить при температуре не ниже 5 °С.

3.3. Огнезащита воздуховодов

Для повышения предела огнестойкости транзитных воздуховодов и систем дымоудаления разработана система применения WIRED MAT 80, которая является частью системы огнезащитных решений ROCKFIRE. Этот вид огнезащитного покрытия обеспечивает предел огнестойкости воздуховодов от 60 до 180 мин в зависимости от толщины материала WIRED MAT 80.

Система WIRED MAT

WIRED MAT 80 – гибкий негорючий мат из каменной ваты, покрытый с одной стороны сеткой из гальванизированной проволоки с размером ячейки 25 мм и прошитый гальванизированной проволокой. Может выпускаться с покрытием алюминиевой фольгой (рис. 6).

Необходимые материалы и инструменты: маты WIRED MAT, приварные штифты, фиксирующие шайбы, алюминиевый скотч, ножницы по металлу, проволока, металлический крючок для связывания проволоки, оборудование для приварки штифтов.

Рис. 6. Воздуховод с огнезащитным покрытием WIRED MAT: 1 – воздуховод; 2 – приварной штифт с шайбой; 3 – покрытие алюминиевой фольгой; 4 – WIRED MAT 80

PW-33 – портативный сварочный аппарат, предназначенный для фиксации изоляции на листовом металле, например, на воздуховоде, при помощи приварных штифтов SP. Приварной штифт вставляется в магнитный держатель. После нажатия пусковой кнопки на рукояти пистолета мгновенный электрический разряд приваривает штифт к стали. Изоляция фиксируется на игле при помощи блокирующих шайб (.р7и)с. . 6

CDW-45-3 – портативный разрядный конденсатор (сварочный аппарат) разработан специально для фиксации изоляции на листовом металле, например на воздуховоде, при помощи приварных штифтов CDF за одну операцию. Аппарат можно использовать для приваривания игл через изоляцию с покрытием алюминиевой фольгой.

 

Рис. 7. Сварочное оборудование: а – портативный сварочный аппарат PW-33; б – портативный разрядный конденсатор CDW-45-3

Приварной элемент, закрепленный в магнитном держателе пистолета, протыкает изоляцию. После нажатия пусковой кнопки на рукояти пистолета мгновенный электрический разряд приваривает штифт к стали. Шайба приварного элемента сама фиксирует изоляцию после приваривания.

Монтаж огнезащиты

Вся конструкция воздуховода, включая фланцевые соединения, должна иметь правильные (проектные) геометрические размеры. От фланцевых соединений требуется, чтобы болты беспрепятственно могли вставляться и закрепляться гайками с шайбами. Также нужно устранить препятствия (если они имеются) для нанесения на поверхность фланцев жаростойкого герметика. Плоскости фланцевого соединения уплотняются жаростойким герметиком. Второй вариант уплотнения – уплотнительная термостойкая лента шириной 20-30 мм и толщиной 5 мм. При стягивании фланцев лента закладывается таким образом, чтобы не оставалось щелей. Фланцевые соединения стягиваются болтами с шайбами и гайками (рис. 8).

Рис. 8. Схема расположения матов по периметру воздуховода: а – прямоугольного сечения; б – круглого сечения

Наружные поверхности воздуховода должны быть подготовлены для импульсной конденсаторной сварки, т.е. очищены от грязи и, при необходимости, обезжирены. Приварка штифтов осуществляется как к оцинкованным, так и к огрунтованным воздуховодам. В случае с огрунтованными воздуховодами необходимо зачистить грунт в местах приварки штифтов (рис. 9).

Маты по своим размерам должны быть нарезаны таким образом, чтобы при монтаже они целиком закрывали воздуховод по периметру. Допускается даже небольшой нахлест с последующим уплотнением стыка матов.

С целью повышения надежности огнезащитного покрытия нижний мат не подрезается, а используется в целом виде, чтобы перекрыть максимальную часть периметра воздуховода. Остальные маты могут подрезаться по размеру воздуховода. Схема расположения матов по периметру воздуховода круглого сечения ничем принципиально не отличается.

Выбор сварочной головки производится в зависимости от типа сварочных штифтов, настройка напряжения на аппарате – в зависимости от толщины воздуховода.

Возможны два способа крепления огнезащитного покрытия при помощи WIRED MAT 80. По первому способу иглы привариваются к воздуховоду, после чего на них накалывается мат и фиксируется блокирующими шайбами. По второму способу воздуховод оборачивается матами WIRED MAT 80, а крепление осуществляется непосредственно через покрытие. В этом случае в качестве элементов крепления применяются комбинированные штифты CDF и CDF-ISOL (игла уже соединена с шайбой).

Рис. 9. Огнезащита воздуховода: а – подготовка корпуса воздуховода; б – грунтование поверхности; в – раскрой огнезащитных матов; г – крепления огнезащитного покрытия; д – огнезащита подвесов

Рис. 10. Общий вид изолированного воздуховода

Стыки двух матов, покрытых алюминиевой фольгой, должны быть изолированы при помощи алюминиевого скотча. После этого маты сшиваются между собой при помощи гальванизированной проволоки. Огнезащита подвесов осуществляется тем же материалом, что и защита поверхности воздуховодов. Подвески не требуют каких-либо приспособлений для крепления огнезащитного покрытия. Предварительно нарезанные куски мата должны обматываться вокруг подвеса и закрепляться с помощью гальванизированной проволоки. После монтажа огнезащитного покрытия место сопряжения воздуховода с несущими элементами здания замоноличивается (рис. 10).

4. Огнезащита конструкций в системе GYPROC‐ISOVER‐WEBER

4.1. Выбор системы защиты

Огнезащита несущих конструкций (стальных колонн, балок, прогонов) гипсокартонными листами GYPROC может применяться в зданиях различного назначения всех степеней огнестойкости, классов конструктивной и функциональной пожарной опасности, возводимых в любых районах, включая сейсмические. При этом температура воздуха в помещении должна быть не ниже 10 С, влажностный режим – сухим или нормальным при отсутствии агрессивных сред. Для огнезащитной обшивки рекомендуется применять огнестойкие листы марки GYPROC GF15.

При проектировании огнезащиты наружных конструкций листами GYPROC необходимо также учитывать требования ГОСТ 12.1.004, ГОСТ 30247.1, ГОСТ 30403 и НПБ 236. Облицовки из листов GYPROC на металлическом каркасе с заполнением теплоизоляцией ISOVER группы горючести НГ по пожарной опасности относятся к классу К0 (непожароопасные по ГОСТ 30403-96). Предел огнестойкости облицовок на стальном каркасе принят по результатам испытаний в лаборатории огнестойкости ЦНИИСК совместно с ВНИПО в 1986 г.

Стальные конструкции предварительно должны быть защищены от коррозии в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии».

Пространство между стальной балкой или колонной и обшивкой можно использовать для прокладки различных коммуникаций с учетом требований СНиП 2.04.01.85* «Внутренний водопровод и канализация»; СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение, наружные сети и сооружения» и СНиП 2.04.03.85 «Канализация, наружные сети и сооружения». Свободное пространство дополнительно заполняют негорючими плитами или матами ISOVER.

Облицовка гипсокартонными листами характеризуется малым весом, пригодна для нанесения различной отделки, допускает демонтаж и замену. Облицовки монтируют в период отделочных работ до устройства чистого пола. Для огнестойких облицовок особенно важна точность и качество выполнения узлов и сопряжений.

Рис. 11. График зависимости предела огнестойкости стальных конструкций от количества слоев огнестойкого гипсокартонного листа и приведенной толщины стали (t)

Зависимость между толщиной облицовки и пределом огнестойкости конструкций (при соответствующем модуле облицовки) определяют по табл. 11 или по номограмме (рис. 11).

По табл. 10 и 11 определяют ориентировочные значения предела огнестойкости, затем его определяют по номограмме и из двух значений принимают меньшее. Эти данные являются оценочными. Для получения фактического значения предела огнестойкости конструкций в каждом конкретном случае необходимо проведение испытаний по ГОСТ 30247.1.

Таблица 11

Требуемые толщины огнезащитной обшивки стальных балок и колонн

Огнестойкость, мин	Толщина обшивки из огнестойких листов GYPROC GF15 (мм) при значениях модуля облицовки (см-1)
	15	30	45
Для балок
30	<300	—	—	—
	<170	—	—	—
90	<48	<300	—	—
120	—	<180	—	—
180	—	<45	<190	—
Для колонн
30	<230	—	—	—
	<46	<300	—	—
90	—	<170	—	—
120	—	<68	<260	—
180	—	—	<76	<210

4.2. Выполнение защитных облицовок

Конструктивно облицовку колонн и балок выполняют на вспомогательном каркасе из потолочных или перегородочных профилей (рис. 12 — 16). Каркасы облицовки балок крепят к перекрытию быстрофиксирующими гвоздями (например марки PKN 8×70 фирмы SORMAT) с шагом 600 мм. Применение пластмассовых дюбелей запрещено. Каркас облицовки колонн крепят вверху и внизу к перекрытиям быстрофиксирующими гвоздями по 4 шт. в каждом торце. Собранный каркас заполняют негорючими минераловолокнистыми плитами или матами.

Каркас обшивают листами GYPROC GF15 в 1-4 слоя в зависимости от требуемой степени огнестойкости конструкций с креплением первого слоя шурупами 3,5×25 мм, второго слоя – 3,5×45 мм, третьего – 4,2×65 мм с шагом 150-200 мм в зависимости от конструкции. Вертикальные углы обшивок колонн закрывают защитным профилем PL с последующим шпаклеванием.

Рис. 12. Облицовка балки: А – однослойная обшивка; Б – двухслойная обшивка; 1 – лист огнестойкий GYPROC GF-15; 2 – полоса из листа GYPROC GF-15 (шириной 150 мм) с шагом 600 мм (промежуток заполнен плитами или матами ISOVER); 3 – балка; 4 – клей WEBER. CEL GIPS; 5 – теплоизоляция (плиты или маты) ISOVER; 6 – уплотнительная лента; 7 – потолочный профиль; 8 – потолочный направляющий профиль; 9 – шуруп; 10 – быстрофиксирующий гвоздь; 11 – герметик; 12 – армирующая лента с последующим шпаклеванием; 13 – угловой защитный профиль с последующим шпаклеванием; 14 – подвес прямой

Рис. 13. Облицовка фахверковой колонны: А – однослойная обшивка; Б – двухслойная обшивка; 1 – лист огнестойкий GYPROC GF-15; 2 – теплоизоляция (плиты или маты) ISOVER; 3 – колонна; 4 – уплотнительная лента; 5 – ПС-профиль; 6 – ПН-профиль, соединенный с ПС-профилем стенка к стенке; 7 – шуруп; 8 – быстрофиксирующий гвоздь; 9 – угловой защитный профиль с последующим шпаклеванием; 10 – герметик

Рис. 14. Облицовка колонны с применением потолочных профилей: А – однослойная обшивка; Б – двухслойная обшивка; 1 – лист огнестойкий GYPROC GF-15; 2 – теплоизоляция (плиты или маты) ISOVER; 3 – колонна; 4 – потолочный профиль направляющий ППН; 5 – потолочный профиль стоечный ПП; 6 – шуруп; 7 – быстрофиксирующий гвоздь; 8 – угловой защитный профиль с последующим шпаклеванием

Рис. 15. Облицовка колонны с применением ПС- и ПН-профилей: А – двухслойная обшивка; Б – трехслойная обшивка; 1 – лист огнестойкий GYPROC GF-15; 2 – прокладка из листа GYPROC GF-15 (шаг 1200 мм); 3 – теплоизоляция (плиты или маты) ISOVER; 4 – колонна; 5 – ПНпрофиль; 6 – дополнительный ПН-профиль; 7 – ПС-профиль; 8 – шуруп; 9 – быстрофиксирующий гвоздь; 10 – угловой защитный профиль с последующим шпаклеванием

Рис. 16. Облицовка колонны. Обшивка четырьмя слоями: 1 – лист огнестойкий GYPROC GF-15; 2 – пакет внутреннего заполнения из листов GYPROC GF-15; 3 – теплоизоляция (плиты или маты) ISOVER; 4 – колонна; 5 – ПНпрофиль; 6 – перекрытие; 7 – уголок из ПН-профиля; 8 – шуруп; 9 – быстрофиксирующий гвоздь; 10 – угловой защитный профиль с последующим шпаклеванием

Сборка четырехслойной облицовки (см. рис. 16) предполагает следующий порядок. Первыми с помощью профилей ПН-2(50) собирают два пакета «внутреннего заполнения», которые через упругие прокладки гвоздями крепят в проектное положение к полу и потолку. Затем на шурупах закрепляют три слоя облицовки по двум другим сторонам, которые дополнительно скрепляют уголками из профиля ПН-6(100). Уголки, в свою очередь, крепят к каркасу пакета «внутреннего заполнения» шурупами 4,2×13. После этого монтируют 4-й слой обшивки на шурупах 3,3×25 и закрывают углы стальным перфорированным профилем PL с последующим шпаклеванием.