Технологии огнезащиты

Содержание статьи

• Средства и способы
• Требования

Средства:

• Плиты
• Обмазка
• Лак
• Фальсификат

В старину единственным способом защитить строение от пожара было применение негорючих материалов, основным из которых был камень. А основной огнезащитой в деревянных строениях была икона Божьей Матери «Неопалимая Купина», что является достаточно спорным решением с точки зрения эффективности. Впоследствии промышленность стала выпускать различные пропиточные и покрывные составы, выполняющие две основные функции обеспечения пожарной безопасности: увеличение огнестойкости исходного строительного материала и уменьшение воздействия высоких температур в случае возникновения пожара. Сегодня уже невозможно сдать в эксплуатацию строительный объект или конструкцию, если они не отвечают существующим нормам пожарной безопасности, одним из компонентов которой является защита от воздействия пламени и высоких температур.

Сейчас на рынке огнезащиты материалов и конструкций применяются как традиционные методы, так и современные разработки. Нужно понимать, что вместе с развитием технологии повышаются и противопожарные требования, и традиционные способы все реже способны им соответствовать.

Средства и способы огнезащиты

Основным традиционным способом повышения огнеупорности деревянных конструкций является пропитка различными составами на основе антипиренов. Принцип действия антипиренов основан на знании процесса горения древесины, которая при нагревании выделяет горючие газы (частично и жидкости). То есть собственно горит не само дерево, а образующиеся газы. Задача антипирена снизить выделение горючих жидкостей и газов, тем самым процесс горения угнетается.

При этом, решая задачу снижения распространения пламени, такие пропитки существенно повышают дымообразование. Действительно, известно, что чем эффективнее процесс горения, тем меньше образуется дыма. То есть убирая один негативный фактор пожара антипиреновые пропитки усугубляют другой. А задымление при пожаре признано основным фактором гибели пострадавших.

Еще одним минус таких противопожарных пропиток деревянных конструкций связан с технологией их нанесения.

Существует два способа: глубокая пропитка и поверхностная.

Первая возможна только в автоклавах с полным погружением материала в состав. Такой способ является очень дорогим, и редко применяется. Но главное, что этот способ невозможно использовать на уже возведенных конструкциях, что резко снижает сферу его применения.

Поверхностная пропитка антипиренами значительно дешевле и являлась до недавнего времени основным способом огнезащиты деревянных конструкций. Технология нанесения состава достаточно проста и практически не отличается от технологии окрашивания методом распыления или кистью. Обратной стороной простоты применения является недолговечность защитного слоя. Есть месяцев для строительной индустрии это очень мало. А по истечении полугода весь процесс нужно повторять заново. Мало того, что антипирены на разной основе (есть щелочные и кислотные составы) несовместимы, часто для проведения таких работ приходится нарушать внутреннюю отделку помещения или облицовку здания. При этом в пустотах конструкций со временем скапливаются пыль и пух, и повторная защита уже не является такой эффективной. К тому же антипиреновая пропитка неэффективна на древесно-стружечных поверхностях из-за технологии их изготовления.

Примерно такая же ситуация наблюдается в вопросе огнезащиты металлических конструкций. При этом, если раньше огнестойкость металлоконструкций была уделом достаточно узкого круга строительства в основном промышленных объектов, то сегодня требования огнезащиты строительных материалов значительно повысились. Это связано в том числе с расширением применения в строительстве отделочных материалов на основе полимеров, температура горения которых лежит в диапазоне 1100-1300 °С. Понять важность огнезащитного покрытия металлоконструкций можно вспомнив, почему обвалились башни-близнецы.

Традиционная и единственная до недавнего времени технология огнезащиты стальных конструкций заключается в нанесении огнеупорного термостойкого штукатурного раствора (обычно цементно-песчаный) на закрепленную к конструкции стальную сетку. Естественно при этом значительно увеличивается масса конструкции, а, следовательно, значение расчетного сечения металлоконструкции для обеспечения проектной несущей способности. При этом не существует объективных методов измерения огнезащитной способности такого раствора. Кроме того, не поддается оценке уже нанесенное огнезащитное покрытие.

Требования к огнезащите

В условиях современных требований противопожарной защиты в мировой практике высокими темпами идет замещение традиционных способов формирования огнеупорных покрытий новыми, основанными на иных принципах обеспечения безопасности при пожаре. Все больше появляется российских фирм – производителей огнезащитных и огнеупорных компонентов и смесей, многие из них внедряют в производство собственные разработки. Если учесть, что в данном сегменте ценовой фактор является одним из определяющих, становится ясно, что у отечественных производителей достаточно большие шансы окончательно вытеснить с рынка импортеров.

Современные материалы для огнезащиты способны выдерживать многочасовые воздействия открытого пламени, при этом сохранять температуру защищаемой поверхности ниже точки воспламенения.

Таблица 1. Испытания огнезащитных составов на атмосфероустойчивость.

Средства огнезащиты

На сегодня можно выделить три основных средства огнезащиты материалов:

• несгораемые плиты,
• обмазки,
• краски и лаки.

Плиты для огнезащиты

Основными компонентами изготовления несгораемых плит являются вспученный перлит и вермикулит. Применяются такие плиты для огнезащиты металлоконструкций. У этих материалов крайне низкая теплопроводность, особенно по сравнению с традиционной защитой, и они очень легко обрабатываются без применения специального инструмента. Это значительно упрощает защиту от огня для конструкций нестандартной геометрической формы, а также защиту стыков и швов. Монтаж таких плит производится прямо на месте на готовую конструкцию при помощи специального огнеупорного клеевого состава. Срок эксплуатационной годности таких плит сопоставим со сроком службы металлоконструкции.

Огромным плюсом также является малый вес огнезащиты из таких плит, что в итоге удешевляет общую стоимость конструкции, поскольку не предъявляет дополнительных требований к ее несущей способности.

Кроме того, такие плиты выполняют функцию шумоизоляции.

Огнезащитная обмазка

Обмазки составляют большую группу огнезащитных материалов на основе жидкого стекла с различными наполнителями. Жидкое стекло в силу своего минерального происхождения не просто обладает повышенной устойчивостью к воздействию высоких термических нагрузок, но и практически невосприимчиво к воздействию открытого огня. Это позволяет рассматривать его как передовую перспективную вяжущую основу для разработки и производства огнеупорных и огнезащитных композитов. Кроме того, высокая адгезия по отношению к самым разнообразным материалам позволяет использовать обмазки на его основе без специальной подготовки обрабатываемой поверхности. Для наполнителей такой смеси используют различные огнеупорные материалы (асбест, вермикулит, графиты). В основном огнезащитные обмазки используются для защиты металлоконструкций и воздуховодов.

Таблица 2. Состав огнезащитной обмазки и расход компонентов на 1м2 защищаемой поверхности.

Огнезащита лаком

Одним из самых перспективных направлений огнезащитных материалов являются защитные лаки и краски. Это сложные композитные материалы, меняющие свои теплофизические характеристики в процессе пожара под воздействием высоких температур.

Вот только основные достоинства огнезащитных материалов такого типа:

• незначительное увеличение веса конструкции,
• простая технология нанесения защитного слоя,
• одна и та же огнезащита может наноситься на любой материал: металл, дерево, композиты,
• защита легко наносится повторно после истечения срока действия, либо после разрушения термическим воздействием,
• изменение количества слоев позволяет наносить покрытие с любым требуемым уровнем огнезащиты,
• покрытие может использоваться в качестве финишной декоративной отделки,
• введение в состав современных огнеупорных красок антипирена позволяет им в определенных условиях потушить начинающееся возгорание.

Регулирование огнезащитных свойств количеством слоев обусловлено основными свойствами вспучивающихся огнезащитных красок – вспучивание под воздействием высоких температур. При этом под действием теплового разложения в результате химической реакции происходит вспенивание с поглощением тепловой энергии при котором выделяются пары и инертные газы. При этом слой краски увеличивается в объеме от 18 до 42 раз. Основой для таких красок могут служить силикатно-калиевое жидкое стекло, хлоркаучуковый лак и вода. Последние представляют собой водно-полимерные суспензии с биоцидными, модифицирующими и стабилизирующими добавками, и могут применяться на любой поверхности, включая дерево.

Фальсификат средств огнезащиты

Основной проблемой рынка современных огнезащитных материалов является большое количество подделок. По разным оценкам от 50 до 90 % рынка заняты подделками. Поэтому при необходимости действительно обеспечить качественную защиту конструкции от пожара нужно очень серьезно отнестись к выбору поставщика и изучению представляемой документации.