Проєкт вогнезахисту металевих конструкцій: що потрібно розрахувати до початку робіт
Оновлено: 8 вер.
Металеві конструкції не горять, але під час пожежі швидко нагріваються. Зі зростанням температури змінюються механічні властивості сталі: збільшуються деформації, а її здатність сприймати навантаження зменшується.
Саме тому вогнезахист металоконструкцій не зводиться до вибору фарби та нанесення однакового шару матеріалу на всі балки й колони. Спочатку потрібно визначити, яку межу вогнестійкості має забезпечувати конкретна конструкція, які її характеристики впливають на нагрівання та яке вогнезахисне рішення підходить для заданих умов.
Для цього розробляють проєкт вогнезахисту, який пов’язує вимоги до конструкції з конкретним технічним рішенням.
Що має забезпечити вогнезахист металевої конструкції
Основне завдання вогнезахисту — сповільнити нагрівання сталі, щоб конструкція зберігала необхідну несучу здатність протягом установленого часу.
Для несучих конструкцій використовується показник R — втрата несучої здатності. Залежно від вимог до конкретного конструктивного елемента це може бути, наприклад:
R30 — 30 хвилин;
R60 — 60 хвилин;
R90 — 90 хвилин;
R120 — 120 хвилин.
Необхідну межу вогнестійкості не вибирають навмання. Вона визначається для конкретної будівлі та конструктивного елемента відповідно до проєктних рішень і нормативних вимог.
Тому твердження "ця фарба забезпечує R60" без додаткових даних є недостатнім. Результат залежить від характеристик конструкції, умов її нагрівання та параметрів застосованої системи вогнезахисту.
Чому товщина вогнезахисту для різних металоконструкцій відрізняється
Одна з типових помилок — визначати товщину покриття лише за необхідною межею вогнестійкості:
потрібне R60 → наносимо стандартну товщину фарби.
На практиці такого підходу недостатньо. Швидкість нагрівання сталевого елемента залежить, зокрема, від співвідношення площі поверхні, яка піддається температурному впливу, до площі його поперечного перерізу.
Для оцінки цієї характеристики використовують коефіцієнт перерізу.
Тонкий профіль із великою відкритою поверхнею за інших однакових умов нагрівається швидше, ніж масивний елемент.
Тому дві металеві конструкції, для яких необхідно забезпечити R60, можуть потребувати різної товщини одного й того самого вогнезахисного матеріалу.
Детальніше читайте в нашому матеріалі "Розрахунок товщини вогнезахисного покриття".
Які дані потрібні для проєкту вогнезахисту
Для розрахунку недостатньо знати лише загальну площу металоконструкцій. Проєктувальнику потрібні дані про сам об’єкт і конструктивні елементи:
типи конструкцій — колони, балки, ферми, зв’язки;
профілі та геометричні характеристики перерізів;
розташування конструкцій;
кількість сторін, відкритих для температурного впливу;
необхідна межа вогнестійкості;
умови експлуатації;
стан поверхні;
наявне антикорозійне покриття;
вимоги до сумісності ґрунту, вогнезахисного та фінішного покриття.
На об’єктах реконструкції проєктної документації може бути недостатньо, або фактичні конструкції можуть відрізнятися від креслень. У такому випадку вихідні дані потрібно уточнювати безпосередньо для наявних конструкцій.
Це важливий етап: помилка у вихідних даних впливає на подальший розрахунок товщини та витрати матеріалу.
Що визначає проєктувальник
Проєкт вогнезахисту має відповідати не лише на питання "чим захищати конструкцію?". Він має визначити кілька взаємопов’язаних параметрів.
Які конструкції потребують вогнезахисту
Не всі металеві елементи будівлі мають однакові вимоги. Рішення залежить від функції конструкції та необхідної для неї межі вогнестійкості.
Яку межу вогнестійкості потрібно забезпечити
Для різних елементів одного об’єкта вимоги можуть відрізнятися. Необхідна межа вогнестійкості є одним із вихідних параметрів для подальшого розрахунку.
Які характеристики має конкретний переріз
Враховуються геометрія металевого профілю та умови його температурного впливу. Саме тому не можна автоматично перенести рішення, розраховане для однієї балки, на всі металоконструкції об’єкта.
Який спосіб вогнезахисту застосувати
Залежно від конструкції та умов експлуатації можуть використовуватися:
реактивні тонкошарові покриття;
вогнезахисні штукатурні склади;
конструктивний вогнезахист плитними матеріалами;
інші рішення, допустимі для відповідних умов застосування.
Детальніше читайте в нашому матеріалі "Методи вогнезахисту металоконструкцій".
Якою має бути товщина вогнезахисту
Після визначення вихідних параметрів встановлюють необхідну товщину матеріалу для відповідних конструктивних елементів з урахуванням характеристик обраної системи.
Цей параметр надалі використовується під час виконання та контролю робіт.
Чому таблиця виробника не замінює проєкт
У технічній документації виробника можуть бути наведені залежності між характеристиками сталевого елемента, необхідною межею вогнестійкості та товщиною покриття.
Ці дані необхідні для розрахунку, але самі по собі не описують конкретного об’єкта. Спочатку потрібно правильно визначити:
конструкцію → її параметри → необхідну межу вогнестійкості → умови застосування матеріалу.
І лише після цього визначати необхідну товщину відповідно до характеристик конкретної системи вогнезахисту.
Використання єдиного значення товщини для всього металевого каркаса без аналізу конструкцій може призвести як до недостатнього захисту, так і до невиправданої перевитрати матеріалу.
Потрібен проєкт вогнезахисту металевих конструкцій?
Перевіримо вихідні дані, визначимо необхідну межу вогнестійкості та підберемо технічне рішення для конкретних металевих конструкцій на вашому об’єкті.
Фарба, штукатурка чи конструктивний вогнезахист
Вибирати технологію лише за ціною матеріалу некоректно. Різні способи вогнезахисту мають різні характеристики та сфери застосування.
Тонкошарові реактивні покриття
Під дією високої температури покриття збільшується в об’ємі та утворює теплоізоляційний шар. Таке рішення застосовують, зокрема, коли важливо зберегти геометрію металевих елементів.
Вогнезахисні штукатурні склади
Формують теплоізоляційний шар більшої товщини. Можуть використовуватися для конструкцій, де декоративний вигляд поверхні не є основною вимогою.
Конструктивний вогнезахист
Передбачає створення навколо металевого елемента захисної оболонки, наприклад, із плитних матеріалів.
Такий варіант може розглядатися за відповідних вимог до вогнестійкості та умов експлуатації. Докладніше про характеристики різних рішень — у матеріалі "Матеріали для вогнезахисної обробки конструкцій".
Коли потрібно замовляти проєкт вогнезахисту
Коректний розрахунок має не лише технічне, а й економічне значення.
Вартість вогнезахисту залежить не лише від загальної площі металоконструкцій. На витрату матеріалу суттєво впливають необхідна товщина покриття та характеристики профілю.
Якщо для всіх конструкцій безпідставно використати завищену товщину, витрата вогнезахисного матеріалу зросте.
Якщо товщину занизити, виконане рішення може не відповідати необхідному рівню вогнестійкості.
Тому розрахунок потрібен не для формального комплекту документації, а для визначення фактичного обсягу вогнезахисту конкретних конструкцій.
Які нормативні документи враховують
Проєктування вогнезахисту не базується на одному універсальному нормативному документі.
Залежно від об’єкта та прийнятих рішень враховують вимоги будівельних норм щодо пожежної безпеки, документи щодо визначення вогнестійкості конструкцій і технічну документацію конкретної системи вогнезахисту. Одним із базових документів є ДБН В.1.1-7:2016 "Пожежна безпека об’єктів будівництва. Загальні вимоги".
Для розрахункової оцінки сталевих конструкцій під час пожежі також застосовується відповідна нормативна база для проєктування сталевих конструкцій в умовах пожежі, зокрема, гармонізована з EN 1993-1-2.
Конкретний перелік нормативних документів визначають для об’єкта, конструкцій та обраної системи вогнезахисту.
Коли особливо важливо перевірити вихідні дані
Особливої уваги потребують об’єкти реконструкції та наявні будівлі.
Наприклад:
фактичний профіль балки може відрізнятися від старих креслень;
частину конструкцій могли замінити;
могли змінитися умови експлуатації;
на металі вже може бути лакофарбове покриття з невідомими характеристиками.
У таких умовах механічне використання старого рішення є ризикованим.
Спочатку потрібно встановити фактичні параметри конструкцій, а вже після цього визначати систему та параметри вогнезахисту.
Проєктування і виконання вогнезахисних робіт — різні етапи
Важливо розділяти два різні завдання.
Проєктування відповідає на питання:
Який рівень захисту потрібен конкретній конструкції та яким технічним рішенням його забезпечити?
Виконання робіт — на інше:
Як підготувати поверхню, нанести передбачену систему та проконтролювати виконане покриття?
Це важливе розмежування. Правильно вибраний матеріал не компенсує помилку в розрахунку, так само, як правильно виконаний проєкт не компенсує порушення технології нанесення.
Якщо вам потрібен комплексний вогнезахист металевих конструкцій – завітайте на нашу сервісну сторінку.
Що варто запам’ятати
Проєкт вогнезахисту металевих конструкцій пов’язує між собою чотири ключові параметри:
конкретна конструкція → необхідна межа вогнестійкості → характеристики системи вогнезахисту → необхідна товщина.
Тому універсальної товщини вогнезахисної фарби «для R60» або «для R90», незалежно від конструкції, не існує.
До початку робіт потрібно визначити, що саме необхідно захистити, яку межу вогнестійкості потрібно забезпечити та які характеристики має конкретний металевий елемент. Лише після цього можна переходити до вибору системи, визначення товщини, розрахунку витрати матеріалу та виконання вогнезахисних робіт.
