Избор на тип противопожарна защита на стоманени конструкции

Конструктивна стомана

Съвременните глобални тенденции в строителството са в посока на увеличаване използването на стомана, независимо от типа на сградата. Стоманата предлага много предимства спрямо другите строителни материали на различните етапи от жизнения си цикъл – от производството и архитектурата до употребата ѝ в строителството, без да се забравя способността й за рециклиране, достигаща до почти 100 %. Като допълнение към тези положителни характеристики, противопожарната защита на стоманените конструкции е относително с по-малко изисквания в сравнение с другите материали.

Стоманата обаче също има някои свойства, отдалечаващи я от идеалния строителен материал. По-конкретно, нейната податливост към корозия и ниската ѝ носеща способност при пожар могат да се считат за две от най-проблемните й свойства.

Независимо че стоманата е класифицирана като негорим материал, повишената температура може да доведе до загуба на част от свойствата ѝ, характеризиращи я като широко разпространен строителен материал, и в резултат на това – до деформации и разрушаване на металната конструкция за много кратък период (графика 1).

Графика на якостта на опън и модула на еластичност в зависимост от температурата на конструкциите от въглеродна стомана
Графика на якостта на опън и модула на еластичност в зависимост от температурата на конструкциите от въглеродна стомана

Затова основният проблем при противопожарната защита на стоманените конструкции е как температурата на стоманата да се поддържа под определена стойност за даден период от време и как в случай на нарастване на температурата при пожар да се поддържа необходимата носеща способност, деформации и удължения. Проектантът по пожарна безопасност е този, който следва да определи основните противопожарни изисквания към сградата. Когато проектира съгласно европейските разпоредби, към стоманената конструкция може да има изисквания по отношение на носещата способност, като например R 30, R 60, R 90, R 120, R 180 и др. Означението R гарантира носещата способност на стоманената конструкция за посочения период от време, дадена в минути.

Избор на подходяща система за противопожарна защита на стоманените конструкции

Понастоящем съществуват различни решения за противопожарна защита на стоманените конструкции. Най-често се използват следните три системи: набъбващи пожарозащитни бои, облицовка с пожарозащитни плоскости и огнезащитни мазилки. По-голямата част от стоманените конструкции са защитени с набъбващи бои – приблизително 70%, докато облицовката с плоскости се използва при около 25%, а огнезащитните мазилки – при около 3%, (данни за Великобритания, Tata Steel, Steel Construction Fire Protection 2013). В допълнение към гореспоменатите системи съществуват и други такива, като например облицовка с гипсокартон с повишена огнеустойчивост, изливане на бетон около стоманените греди, частично покриване с бетон, запълване на колоните с тухли от пенобетон и частично бетониране на гредите в бетонния таван. Тези методи се използват все по-рядко.

Реакция на набъбващата боя при пожар

Набъбващи бои

Реакция на набъбващата боя при пожар

Набъбващите бои са най-широко използваната система, тъй като те:

  • представляват най-евтината алтернатива за противопожарна защита;
  • тънкослойни са;
  • запазват първоначалния външен вид на стоманената конструкция;
  • имат естетичен външен вид.

Освен това, те могат да се нанасят в цеха или на работната площадка, в зависимост от типа на боята и атмосферните условия.

Набъбващите пожарозащитни бои са или тънкослойни бои, които в повечето случаи са на водна основа или на основата на разтворители, или дебелослойни бои, които са на епоксидна основа и са предназначени най-вече за въглеводородни пожари. Преобладаващи са системите с тънкослойните набъбващи бои на водна основа, особено поради тяхното екологосъобразно производство и употреба и поради добрите свойства на втвърдения слой. Преди нанасянето на грунда, стоманените профили трябва да се подложат на пясъко-струйна обработка до степен Sa 2.5. След това трябва да се нанесе един слой съвместим антикорозионен грунд, последван от набъбващата боя и в повечето случаи и защитен слой – финишно покритие, което може да бъде общодостъпна покривна боя за стомана, но трябва да е съвместимо с набъбващата боя. Освен че осигурява защита от влага, финишният слой се предлага в различни цветове и има влагозащитна и естетическа функция.

Набъбващата боя функционира по следния начин: при повишаване на температурата, структурата на боята, под действието на катализатори като фосфорна киселина, набъбва и образува въглеродна пяна, увеличаваща обема си в съотношение 1:50. Типичен слой с дебелина 1 mm набъбва до 50 mm. Обичайната дебелина на сухия слой зависи от индивидуалните изисквания и се движи в границите от 100 до 5000 микрона. Тъй като въглеродната пяна е добър изолатор, скоростта на пренос на топлинна енергия към стоманената греда е намалена и в резултат на това времето, за което може да се получи опасно нагряване, е значително увеличено.

По отношение на ограниченията при използване на пожарозащитните бои, може да се вземе предвид чувствителността им към условията на приложение, като например недобре отстранена чрез пясъко-струйна обработка ръжда, нанасяне на боята при прекалено ниска температура (при температури под 10 °C нанасянето е практически невъзможно), при дъжд или в точката на оросяване, както и използване на несъвместимо базово финишно покритие. Боите трябва да се нанасят чрез безвъздушно пръскане или ръчно чрез валяци. За по-високи нива на огнеустойчивост са необходими няколко слоя боя и поради тази причина общото време за нанасянето им може да представлява ограничение, тъй като е необходимо междинно съхнене на слоевете (обикновено около 24 часа). Набъбващите бои имат ограничен гарантиран срок на експлоатация и са относително чувствителни към абразия и удари. Огнеустойчивостта на набъбващите бои може да варира от R 30 до R 180, като препоръчителната е максимум R 60. Над тази стойност, броят на слоевете и дебелината са неразумни и действителната надеждност в случай на истински пожар намалява, тъй като слоевете изпадат. освен това е задължително да се спомене важна особеност при изпитването на пожарозащитните бои, а именно, изпитванията, проведени на отворени I, H и U профили, не са валидни за кухи профили, както и обратното. Трябва предварително да се провери дали производителят е провел едното или другото изпитване, или и двете едновременно. За да се разреши употребата им в ЕС, набъбващите пожарозащитни бои трябва да бъдат изпитани по стандарт БДС EN 13381-8 и класифицирани по устойчивост на огън съгласно БДС EN 13501-2, а тяхната реакция на огън трябва да бъде определена съгласно БДС EN 13501-1. Пожарозащитните бои също така трябва да имат Европейска техническа оценка (ЕТО) съгласно ETAG 018 и Сертификат за постоянство на експлоатационните показатели (СПЕП), . Заедно всички тези документи позволяват поставянето на СЕ маркировка или предоставянето на каквито и да е други доказателства в съответствие с регламента за строителните продукти.

Снимка на облицовка на стоманен елемент с калциево-силикатни плоскости

Пожарозащитни плоскости

Снимка на облицовка на стоманен елемент с калциево-силикатни плоскости

Пожарозащитните плоскости са следващата система за противопожарна защита на стоманените конструкции. Обикновено плоскостите са минерални (например направени от калциев силикат), подсилени с фибри и пълнители. В зависимост от производителя, може да са устойчиви на влага и замръзване и да бъдат обработвани и/или боядисвани с декоративни бои. Дебелините на плоскостите варират от 10 mm до 60 mm, като зависят от производителя и степента на противопожарна защита. Плоскостите се монтират на обекта и са подходящи за огнеустойчивост от R 30 до R 180, като главно поради по-високата цена се препоръчва използването на тези с огнеустойчивост R 60. Процедурите за обработка и монтаж са относително прости (рязане с трион, завинтване, фиксиране със скоби). Тъй като няма определено време и температурни ограничения, плоскостите могат да се монтират през всички сезони. Пожарозащитните плоскости са най-надеждната противопожарна защита на стоманените конструкции, доказала се r в реални условия. Те трябва да бъдат изпитани съгласно БДС EN 13381-4 и класифицирани в клас по устойчивост на огън съгласно БДС EN 13501-2, а тяхната реакция на огън трябва да бъде класифицирана по БДС EN 13501-2. Плоскостите също така трябва да имат Европейска техническа оценка (ЕТО) съгласно ETAG 018 и Сертификат за постоянство на експлоатационните показатели (СПЕП). заедно всички тези документи позволяват поставянето на СЕ маркировка или предоставянето на каквито и да е други доказателства в съответствие с регламента за строителните продукти.

Страничен изглед на пожарозащитна мембрана
Страничен изглед на пожарозащитна мембрана

Освен директното облицоване, съществуват и други варианти за противопожарна защита с плоскости. На практика може често да се окаже, че облицоването на таванната конструкция е твърде сложно или твърде скъпо. В такива случаи, в зависимост от конкретната ситуация, може да се изгради пожарозащитна мембрана (преграда).

Това е особено полезно при композитни конструкции или греди, които е винаги трудно да се защитят. При избора на такива системи е необходимо повишено внимание, тъй като пожарозащитните мембрани трябва да изпълняват специфични изисквания и да бъдат, в случай на хоризонтална мембрана, изпитани съгласно БДС EN 13381-1, което гарантира класификация на конструкцията по носеща способност Клас R, или изпитани съгласно БДС EN 1365-2, което осигурява носеща способност и огнеустойчивост REI.

Внимание: Системите с пожарозащитни мембрани, изпитани съгласно EN 1364-2, не са достатъчни в тези случаи, тъй като те са с определена огнеустойчивост EI, но не осигуряват носещата способност на конструкцията.

Пример за стоманен елемент, покрит с огнезащитна мазилка

Огнезащитни мазилки

Пример за стоманен елемент, покрит с огнезащитна мазилка

Огнезащитните мазилки съдържат циментови фибри, вермикулит и гипс. Те са особено подходящи за конструкциите, при които естетичният външен вид не е толкова важен, въпреки че той може да бъде променен с финално фасадно покритие по избор. Преди нанасянето, стоманата може да бъде покрита с грунд по избор, въпреки че това не е необходимо, докато свързващият слой от акрилен съполимер е задължителен. Мазилката се нанася на място чрез машинно пръскане и дебелината на слоя варира между 10 mm и 70 mm. Работната площадка може да бъде доста мръсна. При по-големи дебелини на слоя е необходима допълнителна армировъчна мрежа. Основното предимство на огнезащитните мазилки е ниската цена и добрата звукоизолация. Огнезащитните мазилки могат да достигнат огнеустойчивост до R 240.

техническа-помощ Promat

Помощ за ваш проект

техническа-помощ Promat

Имате още въпроси?

Свържете се с нашия отдел за технически консултации още сега!

 

 

ИСКАНЕ ЗА ТЕХНИЧЕСКА ПОМОЩ СЕГА >>