Применение металлоконструкций в строительстве

В современном строительстве всё большим спросом пользуются металлоконструкции. Быстровозводимые здания из металлоконструкций – это высокая скорость возведения, долговечность, мобильность и надёжность построек. Металлоконструкции, изготовленные из качественных конструкционных сталей, применяются в строительстве объектов различного назначения. Главная задача несущих конструкций – удерживать здание максимальное количество времени, предупреждая любые риски обрушения.

Стальные конструкции чувствительны к действию огня

Сталь – это негорючий материал, который не поддерживает и не распространяет огонь, обладает определённой жаропрочностью. Конструкционные стали обладают чувствительностью к высоким температурам, к действию огня. Они быстро нагреваются, что заметно снижает их прочностные свойства.

При воздействии огня на стальные элементы сооружения увеличение температуры на поверхности стального профиля зависит от тепловой инерции, площади нагреваемой поверхности и защитного покрытия. По мере возрастания скорости и величины теплового потока, температура, а с ней и риск разрушения стального элемента, также возрастает. Поскольку сталь обладает очень высокой теплопроводностью, открытая поверхность элемента за небольшое время легко передаёт тепловой поток от источника огня по всей конструкции сооружения. Критическая температура, при которой происходит потеря несущей способности стальных конструкций при нормативной нагрузке, принимается равной 500°С.

Разрушение стальных конструкций в условиях пожара

Металлические конструкции без огнезащиты достаточно быстро деформируются и разрушаются, так как температура в зоне горения может достигать порядка 1000°С. При такой температуре структура стали необратимо меняется. Это явление называется пережогом стали.

При пережоге сталь становится очень хрупкой. Металлическая конструкция теряет свою несущую способность, что ведет к обрушению. Пережог стали дефект неисправимый, устранить который можно только переплавкой стали.

Фактический предел огнестойкости стальных конструкций в зависимости от толщины элементов сечения и действующих напряжений составляет от 0,1 до 0,4 часа. В то время как минимальные значения требуемых пределов огнестойкости основных строительных конструкций, в том числе металлических, составляют от 0,25 до 2,5 часа в зависимости от степени огнестойкости зданий и типа конструкций. Для обеспечения данных требований необходимо проведение мероприятий по огнезащите металлических поверхностей.

Огнезащита металлоконструкций

План мероприятий по обеспечению пожарной безопасности всех строительных конструкций объекта составляется при проектировании. В зависимости от назначения металлоконструкции, в проект закладывается определённый предел огнестойкости.

Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается в минутах от начала огневого испытания до потери конструкцией несущей способности. Основная задача средств огнезащиты стальных конструкций — это повышение предела огнестойкости металлоконструкций с целью увеличения времени на эвакуацию.

Огнезащитное покрытие блокирует тепловой поток от огня к поверхности металлической конструкции, предохраняет её от быстрого прогревания, позволяя сохранить несущую способность в течение заданного времени.

Огнезащитная эффективность средств огнезащиты в зависимости от наступления предельного состояния подразделяется на 7 групп:

1 группа — не менее 150 минут (R150);
2 группа — не менее 120 минут (R120);
3 группа — не менее 90 минут (R90);
4 группа — не менее 60 минут (R60);
5 группа — не менее 45 минут (R45);
6 группа — не менее 30 минут (R30);
7 группа — не менее 15 минут (R15).

Выбор метода огнезащиты

Параметры оптимальной огнезащиты металлоконструкций определяются для каждой конкретной конструкции. Выбор метода огнезащиты проводится на основе технико-экономического анализа с учётом:

1. Величин заданного предела огнестойкости для конструкций;
2. Типа конструкций;
3. Геометрических размеров защищаемых конструкций и состояния поверхности;
4. Вида и величины нагрузки на конструкции;
5. Температурно-влажностных условий эксплуатации и производства строительно-монтажных работ;
6. Степени агрессивности окружающей среды по отношению к огнезащите и материалу конструкции;
7. Увеличения нагрузки на конструкцию за счёт массы огнезащиты;
8. Трудоёмкости нанесения (монтажа) огнезащиты;
9. Необходимости защиты металлоконструкций от механических повреждений;
10. Эстетических требований;
11. Долговечности;
12. Технико-экономических показателей;
13. Стоимости работ.

Виды огнезащиты металла

Выполнить огнезащиту металлоконструкций сооружения от негативного влияния высоких температур можно разными способами:

Конструктивная огнезащита основана на создании на металлической конструкции специального теплоизоляционного слоя. К конструктивным видам огнезащиты можно отнести толстослойные напыляемые составы, штукатурки, облицовку плитами, листовыми и другими огнезащитными материалами, а также комбинацию этих материалов, в том числе с тонкослойными вспучивающимися покрытиями.

Тонкослойные огнезащитные покрытия. К ним относятся специальные лакокрасочные материалы, у которых толщина сухого слоя не превышает 3 мм. В результате на поверхности обогреваемой конструкции образуется теплоизоляционный слой, защищающий конструкцию от нагревания. Тонкослойные огнезащитные краски для металлоконструкций могут быть на водной, органической и эпоксидной основе. Каждая из этих красок имеет свои особенности применения. 

«Metalax®»

Огнезащитный состав для стальных конструкций на органической основе. Для наружных и внутренних работ.

• Огнезащита стальных конструкций. Повышает предел огнестойкости до 120 минут стальных строительных конструкций;
• Длительное сохранение огнезащитных свойств. Огнезащитные свойства состава сохраняются не менее 30 лет при соблюдении технологии нанесения и эксплуатации;
• Зимняя обработка. Возможна обработка конструкций зимой при температуре от -25 С;
• Комплексное использование. Для придания атмосферостойких свойств обработанной поверхности рекомендуется комплексное использование с составом «KRASULA» для огнезащитных покрытий.