Огнезащита металлоконструкций: пределы огнестойкости, ПТМ и способы защиты
Сталь не горит, но при пожаре быстро теряет прочность. Незащищённая колонна может потерять несущую способность за 10–20 минут, а нормы для зданий II степени огнестойкости требуют R90. Разберём, откуда берутся требования, что такое приведённая толщина металла и как выбрать способ огнезащиты ещё на стадии КМ.
Почему стальные конструкции нужно защищать
При нагреве сталь теряет прочность и жёсткость. Для оценки огнезащитной эффективности по ГОСТ Р 53295-2009 за критерий принимают достижение металлом критической температуры 500 °C. При стандартном пожаре это происходит быстро: тонкостенные профили прогреваются за минуты, массивные — дольше.
Предел огнестойкости обозначают буквами и временем в минутах. R — потеря несущей способности, E — потеря целостности, I — потеря теплоизолирующей способности. Например, REI 45 означает, что перекрытие 45 минут сохраняет все три свойства.
Требуемые пределы огнестойкости
Степень огнестойкости здания задаётся в зависимости от его класса функциональной пожарной опасности, этажности, площади пожарного отсека и категории по взрывопожарной опасности. Для выбранной степени таблица 21 Федерального закона № 123-ФЗ устанавливает требования к элементам.
| Степень огнестойкости | Несущие стены, колонны и другие несущие элементы | Междуэтажные перекрытия | Фермы, балки, прогоны бесчердачных покрытий |
|---|---|---|---|
| I | R 120 | REI 60 | R 30 |
| II | R 90 | REI 45 | R 15 |
| III | R 45 | REI 45 | R 15 |
| IV | R 15 | REI 15 | R 15 |
| V | не нормируется | не нормируется | не нормируется |
Порядок обеспечения огнестойкости, в том числе случаи, когда для R15 допускается применять незащищённые стальные конструкции, установлен СП 2.13130.2020. Применимость таких исключений проверяют для конкретного объекта.
Приведённая толщина металла
Приведённая толщина металла (ПТМ) — отношение площади поперечного сечения элемента к обогреваемой части его периметра: δпр = A / U. Чем больше ПТМ, тем медленнее прогревается сечение и тем меньше нужен слой огнезащиты. Производители огнезащитных средств указывают толщину покрытия для каждого предела огнестойкости в зависимости от ПТМ.
Обогреваемый периметр зависит от того, как элемент примыкает к другим конструкциям. Например, у балки под плитой перекрытия верхняя полка не обогревается, а у колонны в стене часть контура закрыта.
Калькулятор приведённой толщины металла
Значения по умолчанию — двутавр 30Б1 по ГОСТ Р 57837-2017 при четырёхстороннем обогреве, периметр округлён. Подставьте площадь сечения из сортамента и периметр для вашей схемы обогрева.
Способы огнезащиты
| Способ | Как работает | Где уместен | Ограничения |
|---|---|---|---|
| Тонкослойные вспучивающиеся составы | При нагреве покрытие вспучивается и образует теплоизолирующий слой | Открытые конструкции, где важен внешний вид и малый вес | Чувствительны к подготовке поверхности и совместимости с грунтом; высокие пределы требуют большой толщины |
| Огнезащитные штукатурки и напыляемые составы | Толстый теплоизолирующий слой на металле | Высокие пределы огнестойкости, скрытые конструкции | Большой вес, мокрые процессы, сложнее контроль толщины |
| Конструктивная защита: плиты, облицовки | Короб из огнестойких плит вокруг элемента | Колонны и балки с высоким пределом, реконструкция | Увеличивает габариты, трудоёмкий монтаж |
| Обетонирование | Элемент заключают в бетонную обойму | Колонны нижних этажей, сталежелезобетон | Значительная масса, опалубка, сроки |
Огнезащитная эффективность средства подтверждается испытаниями по ГОСТ Р 53295-2009, пределы огнестойкости конструкций — по ГОСТ 30247. Для выбранного средства используют таблицы производителя с толщиной покрытия в зависимости от ПТМ и требуемого предела.
Огнезащита в проекте КМ
Решения по огнезащите влияют на сечения и стоимость, поэтому их принимают ещё при разработке раздела КМ, а не после монтажа.
- В общих данных КМ указывают требуемые пределы огнестойкости элементов по степени огнестойкости здания.
- Иногда выгоднее увеличить сечение колонны и снизить толщину огнезащиты, чем ставить тонкий профиль с толстым слоем.
- Грунт антикоррозионной системы должен быть совместим с огнезащитным составом. Подробнее — в статье об антикоррозионной защите.
- Узлы и примыкания проектируют так, чтобы огнезащиту можно было нанести и проверить.
Что уточнить до проектирования огнезащиты
Отмечено: 0 из 5
Проектируете металлокаркас с требованием по огнестойкости?
Подберём сечения с учётом требуемого предела огнестойкости и укажем требования к огнезащите в разделе КМ.
Обсудить проект КМЧастые вопросы
Какой предел огнестойкости у незащищённой стали?
Зависит от приведённой толщины металла и нагрузки. Тонкостенные профили теряют несущую способность за несколько минут, массивные сечения — примерно за 15–25 минут. Точное значение определяют расчётом или по результатам испытаний.
Чем R отличается от REI?
R — только несущая способность. REI дополнительно требует сохранить целостность (E) и теплоизоляцию (I). Для колонн и балок обычно нормируют R, для перекрытий и стен — REI или EI.
Можно ли нанести огнезащиту на окрашенную конструкцию?
Только если существующее покрытие совместимо с огнезащитным составом и это подтверждено производителем. В противном случае старое покрытие удаляют.
Кто определяет степень огнестойкости здания?
Проектировщик по требованиям пожарной безопасности, исходя из назначения, этажности, площади и категории здания. Для каркаса эти данные входят в исходные данные на проект КМ.