Степень огнестойкости металлических конструкций: Предел огнестойкости металлических конструкций без огнезащиты

Опубликовано в Разное
/
11 Янв 1982

Содержание

Предел огнестойкости металлических конструкций без огнезащиты

Предел огнестойкости строительных конструкций – важная характеристика, которую необходимо учитывать при строительстве любых зданий и сооружений. Этим термином обозначают способность колон, балок, швеллеров и других деревянных или металлических конструкций

Предел огнестойкости строительных конструкций – важная характеристика, которую необходимо учитывать при строительстве любых зданий и сооружений. Этим термином обозначают способность колон, балок, швеллеров и других деревянных или металлических конструкций выдерживать воздействие высоких температур, сохраняя несущую и ограждающую способности. Чем выше этот показатель, тем дольше элементы во время пожара не будут деформироваться.

Высокий предел огнестойкости конструкций означает, что у пожарных будет возможность своевременно приехать к месту возгорания и успеть справиться с проблемой, пока ситуация не стала критической. Соответственно, увеличивается вероятность того, что пожар не приведет к гибели людей и уничтожению или повреждению ценного имущества.

Однако предел огнестойкости металлических конструкций без огнезащиты не очень высок. Они хорошо выдерживают механические нагрузки, но не способны противостоять воздействию высокой температуры, вызванному пожаром.

Что представляет собой предел огнестойкости металлических конструкций без огнезащиты?

Предел огнестойкости, при котором достигается потеря несущей способности, измеряется в минутах и обозначается буквой R. Соответственно, предел огнестойкости несущих металлических конструкций составляет:

  • от R10 до R15 – если они сделаны из стали;
  • от R6 до R8 – если они изготовлены из алюминия.

В редких случаях этот показатель достигает R45. Такой предел огнестойкости характерен для массивных колонн стального сечения, однако подобные конструкции в строительстве используются довольно редко. Железобетонные конструкции лучше выдерживают воздействие высокой температуры и дольше сохраняют несущую способность при пожаре.

Низкий предел огнестойкости, характерный для металлических конструкций, объясняется их высокой теплопроводностью и низкой теплоемкостью. Из-за высокой теплопроводности металл прогревается очень быстро, и балка, швеллер либо уголок за небольшое время приближаются к тому критическому уровню температуры, за которым начинается деформация.

Все вышесказанное означает, что использовать в строительстве металлические и железобетонные конструкции без специальной огнезащиты в большинстве случаев запрещается. Если же в нормативных документах указан минимальный требуемый предел огнестойкости R15, разрешается применять незащищенные конструкции вне зависимости от их фактических характеристик. Но и здесь есть определенные исключения: если предел огнестойкости без огнезащиты составляет менее R8, какие-либо меры придется предпринимать.

Основные способы огнезащиты

Есть множество способов, позволяющих повысить уровень огнезащиты деревянных, металлических и железобетонных конструкций. Все разнообразие технологий, увеличивающих сопротивляемость несущих конструкций пожару, можно разделить на две группы:

  • конструктивные методы;
  • применение разнообразных лаков, красок и обмазок.

Конструктивные методы включают в себя обетонирование, создание облицовки из кирпича, нанесение специальной штукатурки, применение различных листовых материалов в качестве теплоизолирующих экранов, а для полых конструкций в ряде случаев даже используется заполнение водой. Несмотря на высокую эффективность подобных методов, у них есть ряд серьезных недостатков. Основная проблема в том, что они серьезно утяжеляют конструкцию, а в ряде случаев значительно увеличивают габариты элементов, нуждающихся в защите, и не подходят для применения в труднодоступных местах.

Лаки, краски и обмазки этого недостатка лишены. Даже сравнительно тонкий слой позволяет обеспечить металлическим конструкциям и элементам из железобетона надежную защиту от воздействия высоких температур. Такие материалы тоже делятся на две группы:

  • невспучивающиеся – не увеличивают толщину слоя во время термического воздействия, вызванного пожаром;
  • вспучивающиеся – при нагревании создают пористый теплоизоляционный слой, помогающий конструкции дольше сохранять несущую способность.

Вспучивающиеся краски пользуются сегодня особенно большой популярностью. Они универсальны, имеют хорошие декоративные свойства, создают надежное покрытие, которое долго не нужно обновлять. Также они не создают дополнительной нагрузки на обработанную конструкцию и могут использоваться в труднодоступных местах. Такие материалы особенно хорошо подходят для использования в целях повышения сопротивляемости пожару.

Огнестойкость металлических конструкций. Пределы. Температурные режимы. Критическая температура. Методики и рекомендации. Исходные данные. Требуемые пределы.

Огнестойкость металлических конструкций. Пределы. Температурные режимы. Критическая температура. Методики и рекомендации. Исходные данные. Требуемые пределы.

Предел огнестойкости конструкции — промежуток времени от начала огневого воздействия в условиях стандартных испытаний до наступления одного из нормированных для данной конструкции предельных состояний.

Для несущих стальных конструкций предельное состояние — несущая способность, то есть показатель

R.

Хотя металлические (стальные) конструкции выполнены из несгораемого материалов, фактический предел огнестойкости в среднем составляет 15 мин. Это объясняется достаточно быстрым снижением прочностных и деформативных характеристик металла при повышенных температурах во время пожара. Интенсивность нагрева МК зависит от ряда факторов, к которым относятся характер нагрева конструкций и способы их защиты.

Температурные режимы пожара

Различают несколько температурных режимов пожара:

— стандартный пожар;

— режим пожара в туннеле;

— режим углеводорожного пожара;

— режимы наружного пожара и т.д.

При определении пределов огнестойкости создается стандартный температурный режим, характеризуемый следующей зависимостью 

где Т — температура в печи, соответствующая времени t, град С;

То — температура в печи до начала теплового воздействия (принимают равной температуре окружающей среды), град. С;

t — время, исчисляемое от начала испытания, мин.

Температурный режим углеводородного пожара выражается следующей зависимостью

Критическая температура 

Наступление предела огнестойкости металлических конструкций наступает в результате потери прочности или за счет потери устойчивости самих конструкций или их элементов. Тому и другому случаю соответствует определенная температура нагрева металла, называемая критической, т.е. при которой происходит образование пластичного шарнира.

Расчет предела огнестойкости сводится к решению двух задач: статической и теплотехнической.

Статическая задача имеет целью определения несущей способности конструкций с учетом изменения свойств металла при высоких температурах, т.е. определения критической температуры в момент наступления предельного состояния при пожаре.

В результате решения теплотехнической задачи определяется время нагрева металла от начала действия пожара до достижения в расчетном сечении критической температуры, т.е. решение этой задачи позволяет определить фактический предел огнестойкости конструкции.

Методики и рекомендации

Основы современного расчета предела огнестойкости стальных конструкций представлены в книге «Огнестойкость строительных конструкций» *И.Л. Мосалков, Г.Ф. Плюснина, А.Ю. Фролов Москва, 2001 г. Спецтехника), где расчету предела огнестойкости стальных конструкции посвящен раздел 3 на стр. 105-179.

Метод расчета пределов огнестойкости стальных конструкций с огнезащитными покрытиями изложены в Методических рекомендациях ВНИИПО «Средства огнезащиты для стальных конструкций. Расчетно-экспертиментальный метод определения предела огнестойкости несущих металлических коснтрукций с тонкослойными огнезащитными покрытиями». 

Результатом расчета является вывод о фактическом пределе огнестойкости конструкции, в том числе с учетом решений по ё огнезащиты.

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные для расчета пределов огнестойкости

Для решения теплотехнической задачи, т.е. задачи в которой необходимо определить время прогрева конструкции до критической температуры, необходимо знать расчетную схему нагружения, приведенную толщину металлической конструкции, количество обогреваемых сторон, марку стали, сечения (момент сопротивляние), а также теплозащитные свойства огнезащитных покрытий.

Эффективность средств огнезащиты стальных конструкций определяется по ГОСТ Р 53295-2009 «Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности». К сожалению данный стандарт не может применяться для определения пределов огнестойкости, об этом прямо написано в п. 1 «Область применения»: «Настоящий стандарт не распространяется на определение пределовогнестойкости строительных конструкций с огнезащитой»

Дело в том что по ГОСТу в результате испытаний устанавливается время прогрева конструкции до условно критической температуры в 500С, в то время как расчетная критическая температура зависит от «запаса прочности» конструкции и её значение может быть как меньше 500С, так и больше.

За рубежом средства огнезащиты проходят испытания на огнезащитную эффективность по достижению критической температуры 250С, 300С, 350С, 400С, 450С, 500С, 550С, 600С, 650С, 700С, 750С.

 

 

Требуемые пределы огнестойкости. Нормативные требования и ограничения

Требуемые пределы огнестойкости установлены ст. 87 и таблицей № 21 Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности.

Степень огнестойкости определяется в соответствие с требованиями СП 2.13130.2012 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты».

В соответствие с требованиями п. 5.4.3 СП 2.13130.2012 ….допускается применять незащищенные стальные конструкции независимо от их фактического предела огнестойкости, за исключением случаев, когда предел огнестойкости хотя бы одного из элементов несущих конструкций (структурных элементов ферм, балок, колонн и т.п.) по результатам испытаний составляет менее R 8. Здесь фактический предел огнестойкости определяется расчетом.

Кроме того этим же пунктом ограничено применение тонкослойных огнезащитных покрытий (огнезащитных красок) для несущих конструкций с приведенной толщиной металла 5,8 мм и менее в зданиях I и II степеней огнестойкости.

Несущие стальные кострукции являются в большинстве случаев элементами рамно-связевого каркаса здания, устойчивость которого зависит как от предела огнестойкости несущих колонн, так и от элементов покрытия, балок и связей.

В соответствие с требованиями п. 5.4.2 СП 2.13130.2012 «К несущим элементам зданий относятся несущие стены, колонны, связи, диафрагмы жесткости, фермы, элементы перекрытий и бесчердачных покрытий (балки, ригели, плиты, настилы), если они участвуют в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания при пожаре. Сведения о несущих конструкциях, не участвующих в обеспечении общейустойчивости и геометрической неизменяемости здания, приводятся проектной организацией в технической документации на здание«.

Таким образом все элементы рамно-связевого каркаса здания должны иметь предел огнестойкости по наибольшему из них.

В начало статьи

Огнестойкость и пожаробезопасность металлоконструкций. Пути их повышения.

При строительстве зданий любого назначения каждый заказчик задумывается о безопасности строения и его содержимого со всех сторон. Учитываются снеговые нагрузки, ветровые, правильный монтаж, чтобы каркас стоял крепко; немаловажно учитывать пожаробезопасность и огнестойкость, чтобы в случае чрезвычайных ситуаций никто не пострадал (вне зависимости от того: люди это или животные).

Пределы огнестойкости

Немного технических данных: пределы огнестойкости конструкций определяются через огневые испытания и некоторое количество расчетов, которыми занимаются специально обученные люди, опираясь на СНиПы, СП, ГОСТы и Федеральный Закон №123.

В зависимости от результатов расчетов/испытаний материалов, площади строения, этажности, предполагаемого количества человек/животных в здании и т.д. подразделяются на классы (5 классов) огнестойкости строительных конструкций.

Существуют нормативы по степени огнестойкости для зданий различного назначения (производственные, складские, жилые, административно-бытовые, общественные) для определения допустимых границ строительства; нормируются по высоте здания, этажности, площади, согласно СП-2.13130.2012 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты».

Затем, сопоставив нормативы и определенный испытаниями класс конструкции, отправляют проект на экспертизу, а после одобрения начинают заниматься строительными работами.

Довольно часто случается такое, когда металлический каркас не проходит экспертизу по огнестойкости и пожаробезопасности, так как не выдерживает определенного количества времени, прописанного в нормативах. В этом случае требуется провести мероприятия для повышения огнестойкости элементов.

Табл. 1 Пределы огнестойкости незащищенного металла (в минутах)

Толщина металла (мм)

ЛСТК (оцинк)

Черный металл

2,5 — 3

15 7,2

3,5 — 4,5

9

4,5 — 6,5

15

Пути повышения огнестойкости и пожаробезопасности

Защита элементов конструкций представлена в двух разновидностях:

  • активная защита: пожарные сигнализации, автоматические системы пожаротушения (водные сплинклерные установки), системы автоматического дымоудаления;
  • пассивная защита: повышение предела огнестойкости с помощью огнезащитных материалов.

Если с активной защитой все более-менее понятно, то с пассивной все не так просто. Существует несколько разновидностей материалов, используемых для пассивной защиты: реактивные покрытия (вспучивающиеся и терморасширяющиеся краски, огнезащитные сухие строительные смеси) и огнезащитные плиты (из гипсокартона, минеральной ваты, вермикулитоцементные, перлитоцементные).

Реактивные покрытия используют зачастую для черного металла, так как адгезия на него лучше. Другими словами, краска/грунтовка ложится хорошо, ровно и смыть или отколоть ее невозможно. Предприятия, наносящие краску на черный металл, работают с толщиной изделий от 4 мм и более.

Металлокаркасы из оцинкованного штрипса хуже держат краску, есть еще одна проблема – профили изготавливаются до 3 мм, поэтому для таких случаев есть внутренняя обшивка зданий огнезащитными плитами. В зависимости от того, насколько нужно увеличить время пожаробезопасности, каркас ограждается одним, двумя, тремя и т.д. слоями плит, что обеспечивает надежное сопротивление к действию огня.

Допустимые размеры зданий из незащищенных ЛСТК, которые не нормируются по пожаробезопасности или проходят экспертизу.

Здесь все зависит от того, какая будет площадь у здания, в зависимости от этого подбираются материалы с тем или иным классом конструктивной пожарной опасности для ограждающих конструкций и кровли.

Быстровозводимые здания из ЛСТК по степени огнестойкости входит в 4 и 5 группу (прямая зависимость от начинки ограждающих конструкций, если ограждающие конструкции из негорючих материалов, то присваивается 4 степень, если из горючих, то 5). В таблице 2 представлены примерные параметры для зданий 4 и 5 степени огнестойкости зданий, для точных расчетов рекомендуем обратиться к специалистам.

Табл. 2 Параметры зданий 4 и 5 степени огнестойкости

  Производственные Складские  Жилые    Административно-бытовые  Общественные 
Степень огнестойкости 5 4 4 5 4 4 5 4 5 4 4 4 5 4 4
Класс конструктивной пожарной опасности Не норм. С2, С3 С0, С1 Не норм. С2, С3 С0, С1 Не норм. С0, С1, С2 С1-С3 С2, С3 С1 С0 С1-С3 С2, С3 С0, С1
Допустимая высота (м) 12 18 18 9 12 3-5 3-5 6 6 6 9 5 5 5
Площадь (м2) 1200 2600 для 1 эт,
2000 для 2 эт*
25000 – 1,
10400 – 2
2200 – 1,
1200 – 2
5200 Не огр. – 1,
2200 -2
500 — 800 500 — 1400 1200 — 1, 1800 — 2 1200 — 1, 1800 — 2 1200 — 1, 1400 — 2 1200 — 1, 1400 — 2 500 500 1000
Этажность 1 2 2 2 1 2 ** ** 2 2 2 2 1 1 1

 *- для каждого из этажей **-подробнее в СП-2.13130.2012

Огнезащита зданий из сортового (черного) металла

Компания Штальберг проводит мероприятия по огнезащите конструкций из черного металла совместно с компанией ООО «Спецстрой», которая имеет большой опыт в данной сфере, а также все разрешительные лицензии.

После завершения проектирования каркаса здания и его последующего изготовления, специалисты компании Спецстрой покрывают конструкции огнезащитной краской, прошедшей необходимую сертификацию. Заключение и документы, подтверждающие соответствующий класс огнестойкости, получаются у Испытательной Пожарной Лаборатории после проведения испытаний. По всем вопросам, касающимся огнестойкости и пожаробезопасности, обращаться по телефону: 8 800 350 50 75 (доб. 3001 Валкин Сергей Юрьевич).

Предел огнестойкости несущих элементов бесчердачных покрытий, выполненных из незащищенных стальных конструкций

В соответствии с п.5.4.2 СП 2.13130.2012 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты» (ред. от 23.10.2013) к несущим элементам зданий относятся несущие стены, колонны, связи, диафрагмы жесткости, фермы, элементы перекрытий и бесчердачных покрытий (балки, ригели, плиты, настилы), если они участвуют в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания при пожаре.

Сведения о несущих конструкциях, не участвующих в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания, приводятся проектной организацией в технической документации на здание.

 

Данные сведения необходимы для определения требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций по потере несущей способности (R).

 

В соответствии с таблицей N 21 приложения к Федеральному закону от 22 июля 2008 года N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (ред. от 13.07.2015) к несущим конструкциям (элементам), участвующим в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания при пожаре (несущие стены, колонны и другие несущие элементы для зданий), предъявляются повышенные требования по несущей способности.

 

В случае, если элементы бесчердачных покрытий (фермы, балки, прогоны, ригели, плиты, настилы) участвуют в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания при пожаре, то к ним также предъявляются повышенные требования по несущей способности (по графе «Несущие стены, колонны и другие несущие элементы для зданий» таб. N 21 ФЗ N123-ФЗ).

В соответствии с таблицей N 21 приложения к Федеральному закону от 22 июля 2008 года N 123-ФЗ для зданий II степени огнестойкости требуется применение несущих элементов с пределом огнестойкости не менее R 90.

 

Соответственно, если элементы бесчердачных покрытий (фермы, балки, прогоны, ригели, плиты, настилы) участвуют в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания при пожаре, то данные элементы относятся к несущим элементам и должны обладать для зданий II степени огнестойкости пределом огнестойкости не менее R 90 (потеря несущей способности), а также не менее E 15 (потеря целостности — для настилов).

 

В соответствии с п.5.4.3 СП 2.13130.2012 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты» (ред. от 23.10.2013) в зданиях I и II степеней огнестойкости для обеспечения требуемого предела огнестойкости несущих элементов здания, отвечающих за его общую устойчивость и геометрическую неизменяемость при пожаре, следует применять конструктивную огнезащиту.

Применение тонкослойных огнезащитных покрытий для стальных конструкций, являющихся несущими элементами зданий I и II степеней огнестойкости, допускается для конструкций с приведенной толщиной металла согласно ГОСТ Р 53295-2009 «Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности» (ред. от 09.07.2014) не менее 5,8 мм.

Приведенная толщина металла: отношение площади поперечного сечения металлической конструкции к периметру ее обогреваемой поверхности (п.3.10 ГОСТ Р 53295-2009).

 

Пунктом 5.4.3 СП 2.13130.2012 установлены ограничения по применению тонкослойных огнезащитных покрытий для несущих элементов зданий I и II степеней огнестойкости.

То есть применение тонкослойных огнезащитных покрытий для стальных конструкций, являющихся несущими элементами зданий I и II степеней огнестойкости, допускается для конструкций с приведенной толщиной металла согласно ГОСТ Р 53295 не менее 5,8 мм.

 

Соответственно, если требуемая степень огнестойкости здания должна быть не менее I или II степени огнестойкости и в качестве несущих элементов здания применяются стальные конструкции с приведенной толщиной металла согласно ГОСТ Р 53295 менее 5,8 мм, то для обеспечения требуемого предела огнестойкости несущих элементов здания не допускается применять тонкослойные огнезащитные покрытия (необходимо применять конструктивную огнезащиту).

 

Конструктивная огнезащита: способ огнезащиты строительных конструкций, основанный на создании на обогреваемой поверхности конструкции теплоизоляционного слоя средства огнезащиты. К конструктивной огнезащите относятся толстослойные напыляемые составы, огнезащитные обмазки, штукатурки, облицовка плитными, листовыми и другими огнезащитными материалами, в том числе на каркасе, с воздушными прослойками, а также комбинации данных материалов, в том числе с тонкослойными вспучивающимися покрытиями. Способ нанесения (крепления) огнезащиты должен соответствовать способу, описанному в протоколе испытаний на огнестойкость и в проекте огнезащиты (п.3.2 СП 2.13130.2012).

 

Если требуемая степень огнестойкости здания должна быть не менее I или II степени огнестойкости и в качестве несущих элементов здания применяются стальные конструкции с приведенной толщиной металла согласно ГОСТ Р 53295 более 5,8 мм, то для обеспечения требуемого предела огнестойкости несущих элементов здания допускается применять тонкослойные огнезащитные покрытия.

Элементы бесчердачных покрытий, которые не участвуют в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания при пожаре, должны обладать для зданий II степени огнестойкости пределом огнестойкости не менее R 15 и RE 15.

В соответствии с п.5.4.3 СП 2.13130.2012 если требуемый предел огнестойкости конструкции (за исключением конструкций в составе противопожарных преград) R 15 (RE 15, RЕI 15), допускается применять незащищенные стальные конструкции независимо от их фактического предела огнестойкости, за исключением случаев, когда предел огнестойкости хотя бы одного из элементов несущих конструкций (структурных элементов ферм, балок, колонн и т.п.) по результатам испытаний составляет менее R 8.

 

На основании ч.9 ст.87 Федерального закона от 22 июля 2008 года N 123-ФЗ пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций должны определяться в условиях стандартных испытаний по методикам, установленным нормативными документами по пожарной безопасности.

 

При этом необходимо учитывать, что элементы бесчердачных покрытий (фермы, балки, прогоны) являются несущими конструкциями (конструкции, воспринимающие постоянную и временную нагрузку, в том числе нагрузку от других частей зданий).

 

Соответственно, несущие конструкции должны испытываться под нагрузкой. Распределение нагрузки и условия опирания образцов должны соответствовать расчетным схемам, принятым в технической документации (раздел 7 ГОСТ 30247.1-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие Конструкции»).

 

Сведения о фактических пределах огнестойкости несущих строительных конструкций отражаются в Протоколах испытаний (п.12 ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования»).

Соответственно, если огневыми испытаниями будет подтверждено, что фактический предел огнестойкости элементов бесчердачных покрытий (фермы, балки, прогоны), выполненных из незащищенных стальных конструкций, будет составлять не менее чем R 8, то для обеспечения требуемого предела огнестойкости конструкции R 15 (RE 15, RЕI 15), допускается применять данные незащищенные стальные конструкции.

Огнезащита металлоконструкций от производителя КРОЗ

Огнезащита стальных конструкций

Сталь является негорючим материалом, но, как и все материалы, используемые в строительстве, не может в течение длительного времени выдерживать воздействие высоких температур, возникающих внутри здания при пожаре. Критическая температура, при которой происходит потеря несущей способности стальных конструкций при нормативной нагрузке, принимается равной 500°С. 

Значение требуемых пределов огнестойкости основных металлоконструкций составляет от 15 минут до 4 часов в зависимости от степени огнестойкости здания и типа конструкций.

Необходимые пределы огнестойкости строительных конструкций определяются, исходя из требуемой степени огнестойкости зданий (сооружений), по таблице 4* СНиП 21-01-97**.

Наиболее эффективными материалами для огнезащиты металлоконструкций является конструктивная огнезащита — экраны из штукатурных составов или плитные материалы на механическом креплении.

Нашей компанией производятся:

  • состав огнезащитный штукатурный (СОШ-1), который (в зависимости от толщины наносимого слоя) способен обеспечить огнестойкость стальных конструкций от 45 до 150 мин. Для улучшения адгезии металлоконструкции с огнезащитными штукатурками наша компания разработала и предлагает использовать грунт-адгезив защитный концентрированный (ГАЗ-К).
  • комбинированное покрытие Изовент®-М;
  • плита огнестойкая ОГНЕЛИТ®.

В тех случаях, когда к конструкциям предъявляются высокие эстетические требования, а предел огнестойкости не превышает 90 минут, может быть рекомендована производимая компанией огнезащитная вспучивающаяся краска ОЗК-01. Для повышения огнестойкости металлических конструкций оптимальным по соотношению «производительность-качество» является нанесение на поверхность объекта тонкослойных вспучивающихся огнезащитных составов (красок). Более высокая стоимость огнезащитных красок (в сравнении с другими видами огнезащитных материалов) компенсируется быстротой нанесения покрытия и отсутствием последующей чистовой отделки. Защита металлоконструкций осуществляется за счет увеличения толщины вспучивающегося слоя при тепловом воздействии в условиях пожара.

Калькулятор приведенной толщины металла. Расчет расхода огнезащиты ТЕРМОБАРЬЕР 2019

Приведенная толщина металла (ПТМ) – важнейший параметр, на основе которого рассчитывается огнезащита несущих металлоконструкций.

Приведенная толщина металла определена в НПБ 236-97, как отношение площади поперечного сечения металлоконструкции к обогреваемому периметру.

Расчет приведенной толщины

Данный калькулятор позволяет оперативно произвести расчет приведенной толщины для основных строительных профилей: двутавра, швеллера, уголка, замкнутого квадратного и прямоугольного профиля, трубы в различный вариантах обогрева конструкции.

Расчет расхода огнезащитной краски и конструктивной огнезащиты ТЕРМОБАРЬЕР

Рассчитав приведенную толщину, на основе результатов сертификационных испытаний выбирается необходимая толщина огнезащитного покрытия ТЕРМОБАРЬЕР для доведения предела огнестойкости конструкции до заданного в проекте значения. Данный калькулятор позволяет рассчитать толщину сухого слоя, расход материала на 1м² поверхности, расход на 1м профиля и расход на 1т профиля. Эти параметры помогают быстро рассчитать количество огнезащитного материала на основе спецификации металлопроката проекта.

Порядок работы c программой расчета приведенной толщины металла и расхода материалов ТЕРМОБАРЬЕР:

  1. Выбор типа профиля и стандарта. Внимание: размеры профилей с одинаковыми названиями из разных стандартов могут отличаться!
  2. Выбор названия профиля (для горячекатанных двутавров и швеллеров), длинны, высоты и толщины (для уголков и прямоугольных и квадратных замкнутых профилей) правой таблице или ввод геометрических размеров (для сварных двутавров и круглых труб). Выбранный профиль отмечен оранжевым цветом. На схематическом изображении профиля указываются размеры для уверенности в правильном выборе названия и стандарта.
  3. Установка обогреваемого периметра на схематическом изображении профиля осуществляется мышью (не доступно для круглых труб). Обогреваемый периметр отмечен оранжевым цветом. По-умолчанию самый распространенный случай – обогрев конструкции со всех сторон.
  4. На основе выбранных данных рассчитываются и выводятся справа от изображения приведенная толщина металла, обогреваемый периметр, площадь защищаемой поверхности на один погонный метр профиля и площадь на одну тонну профиля. Вычисления осуществляются сразу после изменения любого параметра.
  5. Под изображением профиля выбирается необходимый огнезащитный материал:
    • ТЕРМОБАРЬЕР – огнезащитная краска для металлоконструкций;
    • ТЕРМОБАРЬЕР 2 – атмосферостойкий огнезащитный состав;
    • ТЕРМОБАРЬЕР К – двухслойная конструктивная огнезащита по СП 2.13130.2020 (Имеет заключение ФГБУ ВНИИПО МЧС России).
    • ТЕРМОБАРЬЕР К2 – атмосферостойкая двухслойная конструктивная огнезащита по СП 2.13130.2020 (Имеет заключение ФГБУ ВНИИПО МЧС России).
  6. В таблице под названием материала выводятся: необходимая толщина огнезащитного покрытия ТЕРМОБАРЬЕР, расход на один кв. метр, на одну тонну и на один погонный метр профиля для достижения огнестойкости 15, 30, 45, 60, 90, 120 и 150 минут выбранного профиля с учетом установленного обогреваемого периметра.

Cкрыть/показать описание


Предел огнестойкости металлических и железобетонных конструкций, зависимость от конструктивных параметров

Для количественной оценки устойчивости эксплуатируемых зданий и сооружений к воздействию открытого огня вводится понятие предела их огнестойкости. Оно определяется как время, за которое строительная конструкция теряет свои несущие, теплоизолирующие и прочностные свойства.

Стальной прокат, из которого изготавливаются металлоконструкции, не относится к категории легко сгораемых материалов, но, тем не менее, при термическом нагреве он теряет свои свойства. Указанные изменения приводят к деформации элементов строений, а также к снижению прочностных показателей и разрушению металлического сооружения.

Критические для металла температуры

Под потерей огнестойкости понимается критическое состояние объекта, предшествующее его полному разрушению. По параметру возгораемости все входящие в состав строительных конструкций материалы условно делятся на несгораемые, трудносгораемые и легкосгораемые.

Отличительной особенностью металлоконструкций является быстрая потеря ими своих противопожарных свойств в условиях сильного разогрева, характерного для классической пожарной ситуации.

В связи с этим предел огнестойкости металлических конструкций редко превышает значение 10-20 минут, а конкретная его величина зависит от целого ряда факторов.

В первую очередь она определяется интенсивностью разогрева материала, из которого сделано сооружение. В случае разового или кратковременного воздействия открытого огня, сопровождающегося скачкообразным изменением температуры, металл нагревается не так быстро (в сравнении с окружающим пространством).

При постоянном и медленном нарастании энергии нагрева в очаге пожара металл сопротивляется ему только в течение короткого времени.

По истечении этого временного промежутка его температура выравнивается с окружением. Далее, на рассматриваемый показатель существенное влияние оказывают характеристические размеры отдельных элементов конструкций, а именно приведённая толщина металлов, предел огнестойкости которых подлежит оценке и размеры площади нагрева.

С увеличением характеристических размеров металлоконструкций и уменьшением площади их непосредственного контакта с огнём, скорость повышения температуры снижается.

Ещё одним фактором, определяющим поведение изготавливаемых из металла сооружений и позволяющим поднять порог их огнестойкости, является наличие специальных защитных средств.

Из сказанного следует, что температура нагрева металлических конструкций при пожаре может принимать произвольные значения. А для оценки состояния сооружения необходим какой-то фиксированный параметр, определяющий снижение прочностных свойств металла с его накаливанием.

Для этого и вводится специальный температурный показатель (коэффициент), по достижении которого граница прочности металла в нагретом состоянии уменьшается до предельно низкой величины. Приведшее же к этой ситуации значение температуры называется критическим.

Причины разрушения (снижения прочности)

Основная причина снижения прочности металлоконструкций при пожаре – длительное воздействие критических температур. В результате этого разрушаются нормальные связи между элементами всей конструкции с одновременным ослаблением межмолекулярных металлических связей (вследствие плавления).

Среди факторов, способствующих разрушению стальных конструкций, особо выделяются:

  • высокая теплопроводность, объясняемая образованием во время пожара так называемого «электронного газа»;
  • обезуглероживание поверхностного слоя металлических заготовок, способствующее возникновению в нём нагрузок растягивающего типа;
  • большой перепад температур по сечениям каркасных оснований и перекрытий из металла, приводящий к появлению критических напряжений.

При подготовке решений по защите конструкций от термических воздействий во время пожара все эти факторы должны учитываться в единой связке.

Нормативные требования

Степени и предельные значения показателей огнестойкости металлических сооружений регламентируются действующими нормативными актами (Федеральным законом, в частности).

На основании этого документа все известные виды металлоконструкций по предельным состояниям входящих в их состав элементов и способности противостоять распространению пожара классифицируются по следующим признакам:

  1. «R» – потеря балками, фермами, рамами или колоннами их начальной несущей способности.
  2. «E» – нарушение целостности металлической конструкций (чаще всего используется для оценки состояния наружных стен).
  3. «I» – снижение теплоизолирующих свойств до предельных значений.

Для ряда специфичных элементов вводятся смешанные признаки ухудшения состояния (REI120 или RE30, например). Добавим также, что все эти величины измеряются в часах или минутах.

Более подробно ознакомиться с величинами этих показателей для различных конструктивных элементов можно в таблицах.

Таблица 1. Степени огнестойкости зданий, строений и пожарных отсеков

Степень огнес-тойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков Несущие стены, колонны и другие несущие элементы Наружные ненесущие стены Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами)

Строительные конструкции бесчердачных покрытий

Строительные конструкции лестничных клеток

настилы (в том числе с утеплителем) фермы, балки, прогоны внутренние стены марши и площадки лестниц
I R 120 Е 30 REI 60 RE 30 R 30 REI 120 R 60
II R 90 Е 15 REI 45 RE 15 R 15 REI 90 R 60
III R 45 Е 15 REI 45 RE 15 R 15 REI 60 R 45
IV R 15 Е 15 REI 15 RE 15 R 15 REI 45 R 15
V не нормируется не нормируется не нормируется не нормируется не нормируется не нормируется не нормируется

Таблица 2. Значение критической температуры различных металлических конструкций

Материал конструкции Tcr, град.С
Сталь углеродистая Ст3, Ст5 470
Низколегированная сталь марки:

25Г2С

30ХГ2С

550

500

Алюминевые сплавы марки:

АМг-6,

АВ-Т1Д1Т,

Д16ТВ92Т

225

250

165

Все эти характеристики для большинства незащищённых металлических элементов имеют сравнительно малое значение, укладывающееся в диапазон R10-R15 (R6-R8 – для алюминия).

Причины этого – в структурных особенностях стальных деталей, связанных с их теплопроводностью и характером распределения температур по продольным сечениям.

В качестве исключения могут рассматриваться массивные колоны со сплошным сечением, предел огнестойкости которых нередко достигает значения R45.

Превышение заданного в ней показателя (одного или сразу нескольких) однозначно свидетельствует о том, что металлоконструкцией или её элементом достигнут расчётный предел по огнестойкости.

Железобетонные конструкции

К основным показателям, оказывающим существенное влияние на характеристики огнестойкости железобетонных конструкций, следует отнести марку бетона, а также тип входящего в его состав вяжущего и наполнителя.

Помимо этого предел огнестойкости зависит от состава и класса используемой арматуры, геометрических особенностей конструкции (включая конфигурацию и размеры опорных элементов).

Следует добавить такие важные для этого материала факторы, как условия, при которых осуществляется нагрев, а также показатель нагрузки на отдельные элементы и влажность бетонных структур.

В условиях распространения открытого огня в бетонных структурах определяющее влияние на показатель их огнестойкости оказывают снижение прочностных характеристик бетона по мере его нагрева, тепловое расширение входящей в конструкции арматуры.

Прочность теряется за счет появления в арматуре сквозных отверстий и небольших трещин, к тому же теряются теплоизолирующие свойства.

Самыми уязвимыми при распространении пожара оказываются способные к изгибу элементы конструкций (ригеля, балки, прогоны и плиты перекрытий). Ознакомимся с их характеристиками более подробно.

Плиты, колонны, стены

Пределы огнестойкости отдельных элементов железобетона, подверженных сильным деформационным изгибам, при проведении типовых испытаний обычно укладываются в диапазон значений R45-R90.

Сравнительно небольшие усреднённые значения для этих элементов объясняются тем, что арматура, вносящая основной вклад в прочностные характеристики конструкции, защищена в них тонким слоем бетонного покрытия.

Для участков растянутого арматурного усиления это равнозначно отсутствию какой-либо преграды для свободного распространения огня. Следствием указанной особенности железобетонных структур является высокая скорость их разогрева до критических для данного типа конструкций температур.

С данными по рабочим значениям пределов огнестойкости железобетонных сооружений (а также входящих в них и подверженных деформации гибких элементов) можно ознакомиться в таблицах.

При оценке огнестойкости элементов металлоконструкций (лестниц, например) основное внимание обращается на их поведение в критических условиях.

Окончательной целью проводимых испытаний является выработка рекомендаций, позволяющих повысить пределы огнестойкости за счёт принятия специальных технических и организационных решений.

Загрузка…

Противопожарная защита | Американский институт стальных конструкций

Огонь может ударить где угодно и когда угодно, поэтому очень важно спланировать худшее.

Строительные нормы и правила определяют количество часов, в течение которых конструкция должна выдерживать заданную температуру, исходя из множества характеристик рассматриваемого здания. При создании плана противопожарной защиты необходимо учитывать три ключевых момента: безопасность жизни, пожаротушение и защита конструкции. Здесь мы сосредоточимся на распространенных способах защиты стальной конструкции.Дополнительную информацию о безопасности жизни, пожаротушении и защите конструкции можно найти в Руководстве по проектированию AISC 19: Огнестойкость каркаса из конструкционной стали .

Влияние температуры на сталь …

Даже негорючие материалы, такие как сталь, могут подвергаться воздействию высоких температур. Однако, поскольку элементы конструкции обычно не нагружаются до полной расчетной прочности, даже голая сталь может иметь достаточную несущую способность, чтобы противостоять воздействию огня.

В целом конструкционная сталь сохраняет 60% предела текучести при температуре окружающей среды при 1000 ° F — и большинство пожаров в зданиях в какой-то момент превышают эту температуру.

Стандартное испытание на огнестойкость ASTM использует постоянно возрастающие температуры, предполагая, что в огне есть бесконечный запас топлива и элементы загружены с полной расчетной нагрузкой. Когда строительные нормы и правила определяют огнестойкость конструкции на основе результатов этих испытаний, стальные конструкционные элементы должны быть изолированы защитными материалами.

Многие такие материалы и системы хорошо себя зарекомендовали. Подрядчики должны проявлять большую осторожность, чтобы правильно установить все из них, сохраняя при этом физическую целостность, благодаря которой они так хорошо изолируются.

Здания из конструкционной стали хорошо работают при воздействии огня.

Сталь

— прочный, негорючий, огнестойкий материал. Правильно спроектированный и изготовленный стальной каркас может сохранить свою структурную целостность в случае пожара и длительного воздействия повышенных температур.Международный строительный кодекс (IBC) и другие действующие строительные нормы и правила содержат предписывающие критерии для определения того, когда и какие требования применяются для различных типов строительства, высоты, площади и занятости.

Противопожарная защита достигается за счет комбинации активных и пассивных методов противопожарной защиты. Многие конструкции со стальным каркасом, включая некоторые малоэтажные здания, спортивные стадионы и открытые парковочные конструкции, даже не требуют противопожарной защиты или требуют только активной противопожарной защиты (спринклерные системы).Однако, когда требуется пассивная противопожарная защита, существует несколько экономичных вариантов покрытия, которые могут не только достичь подходящей огнестойкости, но и выглядеть привлекательно, если сталь остается открытой.


Вспучивающиеся покрытия

Вспучивающиеся покрытия представляют собой лакокрасочные смеси на основе эпоксидной смолы, наносимые на загрунтованную стальную поверхность. Под воздействием высоких температур эти покрытия расширяются во много раз по сравнению с их первоначальной толщиной, образуя изолирующее покрытие, защищающее стальной элемент от тепла.Эти покрытия допускают огнестойкость до четырех часов.

Вспучивающиеся покрытия могут эффективно сбалансировать архитектурно открытые элементы конструкции из конструкционной стали с требованиями огнестойкости. Однако вспучивающиеся покрытия дороже и в несколько раз дороже обычных систем, наносимых распылением. Стоимость вспучивающихся покрытий увеличивается по мере увеличения требуемой огнестойкости. Эти покрытия обычно используются только для защиты незащищенной стали. Один элемент часто может иметь комбинацию систем: волокнистые системы, наносимые распылением на скрытые части, и вспучивающиеся покрытия на открытых частях.

Внешние вспучивающиеся покрытия

Наружные вспучивающиеся покрытия используются в тяжелых промышленных условиях или когда сталь расположена снаружи здания и по-прежнему нуждается в огнестойкости. Наружные вспучивающиеся материалы также хорошо подходят для использования в местах с ограниченным пространством, таких как шахты лифтов, где желательна более тонкая альтернатива традиционной цементной противопожарной защите.

Гипс

Гипс обычно используется для защиты от огня, и он бывает разных форматов.Добавление легких минеральных заполнителей, таких как вермикулит и перлит, может значительно повысить эффективность систем противопожарной защиты на основе гипса.

Гипсовая штукатурка может наноситься на металлическую или гипсовую рейку. Если в вашем проекте используется гипсовая штукатурка, подрядчик должен убедиться, что правильно установил обрешетку, а затем нанести необходимую толщину правильно подобранной смеси.

Между тем, гипсокартон

может быть установлен поверх холодногнутого стального каркаса или каркаса и представлен в нескольких различных вариантах.Стеновые плиты типа X имеют сердцевину специальной формулы, которая обеспечивает большую огнестойкость, чем обычные стеновые плиты той же толщины. Кроме того, многие производители выпускают собственные стеновые панели, которые еще более устойчивы к возгоранию. Важно убедиться, что стеновая плита, используемая в строительстве, соответствует тому, что указано в окончательном проекте. Кроме того, могут потребоваться специальные типы и расстояния между крепежными элементами и швеллерами.

Обычные покрытия | Огнестойкий материал, наносимый распылением (SFRM)

Наиболее широко используемыми огнезащитными материалами для конструкционной стали являются минеральное волокно и другие вяжущие материалы, которые распыляются непосредственно на контуры балок, колонн, балок и настилов перекрытий / кровли.Огнестойкие материалы, наносимые распылением (SFRM), расширяют и изолируют конструкционную сталь, чтобы предотвратить разрушение, которое может возникнуть в результате быстрого повышения температуры. SFRM обычно используются, если сталь скрыта от глаз, например, над потолком комнаты или за гипсокартоном.

Эти материалы являются патентованными, поэтому особенно важно смешивать и наносить каждый продукт в соответствии с инструкциями производителя. UL издает огнестойкие конструкции с разными типами и толщиной материала.

Перед нанесением этих материалов обязательно удалите грязь, масло и отслоившуюся окалину, поскольку подобные дефекты могут повлиять на адгезию. Легкая коррозия — это нормально и не повлияет на адгезию.

Сталь

, скорее всего, прибудет на вашу строительную площадку после грунтовки производителем. Обязательно используйте огнезащитный материал, одобренный для нанесения поверх грунтовки, чтобы обеспечить хорошее сцепление между напыляемым материалом и загрунтованным стальным элементом.

Ряд материалов одобрен для этого приложения.Кроме того, исследования показали, что нет необходимости красить конструкционную сталь, когда она защищена, например, огнезащитными материалами, нанесенными распылением, или полностью закрыта между внутренней и внешней стенами здания.

Подвесные потолочные системы

Системы подвесных потолков защищают полы, балки и балки. UL публикует рейтинги огнестойкости для каждой из имеющихся запатентованных систем. Планируя использовать систему подвесного потолка, не забудьте тщательно защитить отверстия для осветительных приборов, диффузоров и подобных аксессуаров.Производитель предоставит конкретные инструкции для облегчения этой защиты, а также интеграции потолочной плитки, решеток и подвесных систем. Обязательно внимательно следуйте этим инструкциям.

В случае ферм и / или балок для передачи нагрузки, которые выдерживают нагрузки более чем с одного этажа, строительные нормы могут не разрешать использование систем подвесных потолков.

Бетон и кладка

В прошлые десятилетия бетон был наиболее широко используемым материалом для огнезащиты конструкционной стали, хотя его относительно высокая теплопроводность не делает его особенно эффективным выбором.В результате бетон больше не широко используется для защиты от огня.

Заметным исключением является растущее использование композитных конструкций, таких как стальные колонны с бетонным покрытием. Бетон и каменная кладка также иногда используются для защиты стальных колонн в архитектурных целях или когда требуется существенное сопротивление физическим повреждениям.

AISI предлагает проектную информацию по огнестойкости стальных колонн, заключенных в бетон или защищенных крышками колонн из сборного железобетона.Информацию об использовании бетонной кладки или кирпича можно получить в Национальной ассоциации бетонных кладок и Американском институте кирпича соответственно.


В дополнение к покрытиям, указанная степень огнестойкости может быть достигнута с помощью стандартных плит, заполненных бетоном полых конструктивных профилей (HSS) и бетонных широких фланцевых элементов. Чтобы определить, какой уровень огнестойкости и уровень защиты вам нужен для вашего проекта, обратитесь к главам 6 и 7 IBC.

Для получения дополнительной информации о противопожарной защите и противопожарной защите см. Facts For Steel Buildings — Fire.

ресурсов

фактов о огнестойкости | Новости металлического строительства

Автор Марк Робинс Главный редактор Опубликовано: 1 июня, 2018

Научитесь не гореть. Это выражение служило опорой Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA) более 40 лет. Можно много узнать о огнестойких строительных материалах и конструкциях.Когда дело доходит до предотвращения пожаров, металлические здания имеют неотъемлемое преимущество перед зданиями других типов, поскольку в них используется холоднокатаная сталь. Негорючие стальные конструкции снижают воспламеняемость конструкции и могут выдерживать до четырех часов работы на стенах. Однако это не делает здание пожаробезопасным. Высокие температуры могут повредить металл, особенно когда он не защищен.

Чтобы исправить это, правильно установленные огнестойкие строительные материалы и сборки, которые соответствуют важным стандартам и кодам пожарной безопасности, могут остановить или замедлить распространение огня, чтобы обеспечить критическое время эвакуации в случае возникновения пожара.Международный совет по кодам (ICC) и Ассоциация производителей металлических конструкций (MBMA) предоставляют правила и рекомендации по огнестойкости, которые соответствуют Международным строительным кодексам (IBC) и местным правилам пожарной безопасности. Местные нормы и правила в значительной степени основаны на тестах, разработанных Underwriters Laboratories (UL), Нортбрук, Иллинойс, и Американским обществом испытаний и материалов (ASTM), Филадельфия.

В чем уникальность противопожарной защиты металлических зданий? «Для металлических зданий могут быть требования по обеспечению огнестойких стеновых конструкций для разделения помещений, таких как жилые помещения или вспомогательные жилые помещения, или для компонентов средств эвакуации, таких как коридоры и внутренние лестницы выхода», — говорит Эдвард Голдхаммер, ЧП, директор кодексов и стандартов Hilti в Плано, штат Техас, разработчика и производителя технологий и услуг для профессиональной строительной отрасли.«От перекрытия и кровли также может потребоваться классификация огнестойкости в зависимости от требований к разделению помещений или общего типа конструкции здания. Например, в IBC, если здание построено как конструкция типа IIIA (негорючие наружные стены, внутренняя часть из любого материала, разрешенного кодексом), полы должны поддерживать рейтинг огнестойкости в течение одного часа ».

По словам Нестора Иванкива, PE, SE, доктора философии, старшего инженера чикагского офиса JENSEN HUGHES Inc.(инженерная и консалтинговая фирма по противопожарной защите и безопасности жизни) и член совета по противопожарной защите MBMA, для большинства металлических зданий не требуется устанавливать противопожарную защиту на несущий каркас. «Поскольку риск пожарной безопасности в малоэтажных металлических зданиях значительно снижен за счет негорючего стального каркаса и гораздо более простых средств аварийного выхода в таких условиях, строительные нормы и правила разрешают использование стальных конструкционных каркасов в определенных пределах заданной высоты и площади пола. , чтобы быть без рейтинга (без какого-либо рейтинга огнестойкости) как конструкция типа IIB », — говорит он.«Тем не менее, определенные стены в этом типе здания могут по-прежнему иметь класс огнестойкости из-за требований кодов для выходных коридоров, любого разделения помещений или зон или непосредственной близости к соседним объектам».

Защита и балансировка

Для большинства зданий применяется как активная, так и пассивная противопожарная защита. «Сбалансированная конструкция включает в себя все три основных дополнительных элемента противопожарной защиты: обнаружение, разделение на отсеки и тушение», — говорит Ричард Ринка, технический менеджер, стандарты и отраслевые отделы Американской ассоциации производителей архитектуры (AAMA).«Что касается огнестойкости, помните, что резервирование обеспечивает более безопасную конструкцию. Кроме того, автоматические системы предупреждения и обнаружения являются критическим фактором в ограничении распространения пожара и гибели людей и имущества. Они всегда должны быть частью любого плана противопожарной защиты ».

«В зависимости от множества факторов, таких как размер, заполняемость, размещение на территории, расположение по отношению к другим зданиям и т. Д., Зданию может потребоваться рейтинг огнестойкости для несущей конструкции, одной или нескольких внешних стен или крыши. », — говорит Дэвид Томечек, ЧП, FSFPE, старший инженер по противопожарной защите, JENSEN HUGHES, Вестминстер, Колорадо.«Автоматическая спринклерная защита может потребоваться в зависимости от размеров этажа, количества людей, высоты здания, типа или высоты хранилища и других факторов».

Иванкив говорит, что спринклеры необязательны для типичного одноэтажного металлического здания, но необходимы для определенных типов опасных помещений. «Тем не менее, кодекс действительно стимулирует установку спринклерных систем за счет определенного допустимого увеличения высоты и площади здания», — добавляет он. «По этим соображениям безопасности и другим связанным причинам некоторые металлические здания также будут оснащены спринклерами в качестве дополнительной защиты от пожара.”

Фотография любезно предоставлена ​​MBMA

Огнестойкость

Огнестойкая защита может иметь разные формы: покрытия, огнестойкие материалы, наносимые распылением (SFRM), металлические направляющие с вспучивающейся лентой и гипсокартон с обеих сторон. Он может включать в себя покрытия канавок и / или минеральную вату. Goldhammer борется за металлические здания, общие применения огнестойкой защиты включают проникновения через номинальные узлы и неразрывную головку системы стыков стен между противопожарной стеной и ненадежной металлической крышей или системой пола.«Если конструкция очень большая или включает складские помещения с высокими сваями, также могут потребоваться вентиляционные отверстия для дыма и тепла», — говорит Шон Донохью, ЧП, директор офиса JENSEN HUGHES в Колорадо-Спрингс, штат Колорадо. «Это может быть подпружиненные вентиляционные отверстия на крыше или механическая система. Кроме того, может потребоваться обнаружение пожара, дополнительные двери для выхода, шланговые системы для пожаротушения, аварийная сигнализация, безводные системы пожаротушения (газовые или химические) и множество других средств противопожарной защиты, которые могут потребоваться в зависимости от аналогичных описанных факторов. выше, собственное решение собственника относительно защиты и вклада страхового агентства.”

Иванкив говорит, что гипсокартон, когда он необходим, долгое время был предпочтительным продуктом для пассивной противопожарной защиты стен, колонн или крыш малоэтажных металлических зданий. «Причины этого в том, что гипсокартон может функционировать как противопожарное покрытие и привлекательная внутренняя отделка, его доступность по конкурентоспособным ценам, легкий вес и относительно чистый и эффективный монтаж», — говорит он. «Обычно используются каркасные стены из стальных каркасов с гипсокартоном и коробчатые корпуса из стальных колонн и потолочных мембран.Минусом является то, что гипсокартон требует дополнительного обрамления и крепления, чтобы образовать ограждение элемента или защитную мембрану ».

Обшивка металлических конструктивных элементов здания гипсом, минеральной плитой или подобными материалами должна производиться после того, как конструкция будет поднята и внешние стены возведены на место, чтобы соединения и стыки могли быть должным образом защищены. «То же самое и с SFRM», — говорит Томачек. «Огнестойкие покрытия (вспучивающиеся покрытия и мастики) часто можно наносить перед возведением стали, но для обеспечения полного покрытия до требуемой толщины потребуется подкрашивание.Наружные противопожарные стены и крыши, конечно, необходимо будет установить после возведения стальных конструкций, но до начала другой конструкции. Доступ к опорной стали и поперечным балкам обычно важен для перечисленных и / или одобренных систем, используемых в стальных зданиях ».

Установить как протестировано

Для спасения жизней, имущества и самого здания огнестойкие материалы и сборки должны быть установлены в соответствии с испытаниями. При установке как металлических, так и неметаллических зданий встречаются две общие проблемы: согласование конструкции и сроки установки.Команда проектировщиков должна на очень раннем этапе определить, будут ли в здании предусмотрены средства противопожарной защиты и где эти нагрузки должны нести. В недавнем проекте Дженсена Хьюза пожарного насоса удалось избежать, но это привело к увеличению размеров некоторых противопожарных труб с 4 дюймов и меньше до 6 дюймов и 8 дюймов. Донохью говорит, что это привело к другой нагрузке на здание, чем планировалось изначально. «Кроме того, может возникнуть необходимость в достижении определенных расстояний или размеров элементов крыши, чтобы обеспечить возможность размещения подвесов на спринклерных системах, для усилий, связанных с инженерными решениями по противопожарной защите, из-за уникальных форм или толщины колонн / балок и / или особых конструкций каркаса для дыма и вентиляционные отверстия », — добавляет он.«Эти элементы должны быть включены в спецификации здания от проектной группы до производителя металлических зданий».

Время установки важно, потому что узлы с номинальной огнестойкостью часто требуют доступа к частям конструкции, которые будут закрыты или скрыты в процессе строительства, что делает невозможным надлежащее завершение сборки с номинальной огнестойкостью. Точно так же размещение конструктивных элементов и ограждение стен и крыши должно быть выполнено до начала установки спринклерной системы пожаротушения, поскольку измерения этих элементов имеют решающее значение.«Что касается защиты спринклерных систем, оценка потребности в пожарном насосе, как упоминалось выше, может иметь значительное негативное влияние на проект, если она не будет решена», — говорит Донохью. «Никогда не следует предполагать, что им нужен или не нужен пожарный насос; обратитесь к подрядчику по дождеванию или инженеру по пожарной безопасности и проведите необходимые гидравлические расчеты на ранней стадии процесса. [Также] C- и Z-образные прогоны часто оказываются отличными для установки опор спринклерных трубопроводов. Тем не менее, существует ограниченное количество соединителей, одобренных различными стандартами противопожарной защиты и утвержденными агентствами, и многие создают точечные нагрузки на прогоны или прокалывают прогоны таким образом, что это снижает их конструктивную способность.Очевидно, что координация этих двух вещей важнее, чем они могут показаться ».

Фотография любезно предоставлена ​​MBMA

Распространенные ошибки

Goldhammer приводит следующие часто встречающиеся ошибки при установке противопожарных систем:

1. Не выбран подходящая противопожарная система для данной области применения. Часто фактическая установка не соответствует требованиям листинга (пример: неправильный тип пенетранта, неправильная ширина шва).

2.Несоблюдение требований указанной и протестированной системы. Например, с использованием материалов от нескольких производителей или с использованием таких материалов, как лента или раствор для гипсокартона, которые не являются частью тестируемой системы.

3. Условия на рабочем месте требуют инженерного решения. Несмотря на то, что существуют тысячи протестированных и перечисленных систем, условия на стройплощадке могут не точно соответствовать заявленному диапазону протестированной системы. Таким образом, производитель предоставляет техническую оценку, которая не указана в списке, но, как ожидается, будет успешной в случае тестирования.Эти инженерные решения могут также потребовать печати профессионального инженера. Всегда консультируйтесь с командой разработчиков проекта, если условия на рабочем месте не соответствуют проверенным решениям.

4. Неправильная очистка основы перед установкой материалов, что может привести к проблемам с адгезией.

5. Неправильное кольцевое пространство для сквозных проходок. Кольцевое пространство — это расстояние между пенетрантом и ближайшим внутренним краем отверстия. Иногда установка выходит за рамки требований к кольцевому пространству.Это также может включать условия, когда пенетрант контактирует с краем отверстия. Существуют проверенные решения как с точкой контакта, так и с постоянным контактом.

6. Недостаточная глубина засыпки материала. Протестированные и перечисленные системы обеспечат минимальную глубину конкретного продукта, которая является глубиной, прошедшей испытание. Установка на глубину меньше минимальной может привести к преждевременному отказу системы.

7. Неправильный материал основы. Допускаются подкладочные материалы в соответствии с требованиями указанной системы.

8. Неправильная установка минеральной ваты в соединительной системе. Минеральная вата обычно используется для заполнения стыка, который затем герметизируется на одной или обеих сторонах стены или пола эластомерным материалом. Испытанные системы требуют определенной плотности и сжатия минеральной ваты. Иногда на это не обращают внимания, и это может привести к преждевременному выходу из строя суставной системы.

Полнота и непрерывность

Иванкив подчеркивает, что полнота и непрерывность являются основными требованиями кодекса для любой сборки с номинальными характеристиками.Он подчеркивает, что непрерывность означает не только то, что все компоненты противопожарной защиты должным образом установлены и установлены, но и отсутствие разрывов или отверстий в сборке. «Эти характеристики позволяют сборке служить либо в качестве противопожарного барьера, который предотвращает распространение огня и дыма за пределы источника огня и / или задерживает тепловое воздействие огня на конструктивные элементы, такие как изолирующая оболочка или мембрана», — сказал он. добавляет.

Сборки с классом огнестойкости

не обладают большой гибкостью из-за того, каким образом они проходят испытания и / или одобряются.А поскольку размеры стальных элементов меняются по высоте / длине, а огнестойкие сборки зависят от соотношений размеров элемента, работать с инженерными стальными элементами может быть проблематично. «Точки подключения также должны быть решены, и металлические здания, как правило, являются наиболее прогрессивными в использовании новых методов, которые не обязательно учитывались при испытаниях на огнестойкость», — говорит Томечек. «Стены и потолки из металлических панелей с рейтингом огнестойкости, которые часто указываются командой разработчиков, можно найти в моделях с рейтингом огнестойкости, но часто только в ограниченном диапазоне почасовых оценок, оценок ветра или проницаемости и так далее.Кроме того, такие панели имеют ограниченное количество деталей проникновения, часто для небольших размеров труб и воздуховодов. Следовательно, необходимо заранее разработать детали для таких элементов, как кабельные лотки, шинопроводы, трубы большего размера, каналы большего размера, конвейеры или другие элементы, которые могут быть установлены ».

Сталь огнестойкая? | Огнестойкие строительные материалы

Понимание терминов, связанных с противопожарными постройками

Если вы очень долго следили за этим блогом, вы, несомненно, читали о огнестойких качествах сборных металлических зданий.Но что именно означает «огнестойкий»?

Что такое рейтинг огнестойкости?

Стандарт пожарной безопасности для большинства строительных норм основан на испытаниях, проведенных Американским обществом испытаний и материалов (ASTM). Рейтинги основаны на том, как долго конкретный строительный материал или система сопротивляются распространению огня и сохраняют свою структурную целостность.

Другими словами, как долго здание выдержит, прежде чем рухнет в результате типичного строительного пожара.

ASTM испытывает различные элементы конструкции из строительных материалов — балки, колонны, перекрытия, крыши и стены — под огнем.Огнестойкость компонента обычно составляет от одного до четырех часов. Чем выше рейтинг, тем более огнестойкая конструкция.

В чем разница между огнестойкостью, огнестойкостью и огнестойкостью?

Термин «огнестойкий», хотя и часто используется, на самом деле неточен. Никакая конструкция не является пожаробезопасной.

Рейтинги ASTM дают строителям и страховщикам приблизительную оценку — основанную на их обширных испытаниях — способности конкретного компонента здания противостоять огню.

Термин «противопожарный» учитывает все, что повышает пожарную безопасность. Система противопожарной защиты включает в себя все, что работает вместе, чтобы предотвратить повреждение от огня — строительные материалы, спринклерные системы, разделительные стены, детекторы дыма, пожарную сигнализацию и т. Д. Она включает в себя тип используемых строительных материалов, конечное использование конструкции, максимальная заполняемость и даже расположение сайта.

Стальной каркас — негорючий материал?

Международный строительный кодекс признает стальной каркас негорючим материалом, то есть он не горит.Сталь не воспламеняется, не подпитывает пламя и не вызывает распространение огня. С другой стороны, деревянные каркасы не только горючие, но и дают больше топлива для пожара в конструкции.

Однако, если здание горит достаточно сильно и долго, даже стальной каркас со временем потеряет свою прочность и выйдет из строя.

Крупномасштабные стальные системы коммерческого класса (например, предлагаемые RHINO Steel Building Systems) намного дольше деревянных каркасов, легких стальных каркасов и других строительных систем при типичном структурном пожаре.Сталь не начинает терять свою структурную целостность, пока не достигает температуры более 1500 градусов по Фаренгейту.

При строительном пожаре на счету каждый момент. Секунды могут означать разницу между жизнью и смертью.

Страховые сбережения для сборных металлических зданий

Одно из лучших преимуществ выбора огнестойких сборных металлических домов — это более дешевая страховка. Большинство страховых компаний предоставляют большие скидки на стальные здания, прежде всего из-за огнестойкости негорючей стали.

Добавление других систем противопожарной защиты может повысить вашу безопасность и еще больше снизить ваши страховые ставки.

Для получения дополнительной информации о огнестойких сборных металлических зданиях, звоните в RHINO по телефону 940.383.9566 .

Поговорите с любезным специалистом по металлическим конструкциям RHINO о своем следующем строительном проекте. Мы предоставим вам дополнительную информацию, быстрое предложение и совет экспертов, чтобы сделать ваш строительный проект успешным.

зданий из огнестойкой стали | Steelsmith Inc Стальные здания

По своей природе сталь является одним из самых прочных строительных материалов.Особенно если у вас большое здание, вам нужен долговечный материал, способный выдержать как можно больший износ.

Однако бушующий пожар может разрушить даже самые крепкие постройки. Хотя сталь уже обладает значительной огнестойкостью, поскольку это негорючий материал со сверхвысокой температурой плавления, вы все же можете предпринять дополнительные шаги, чтобы обеспечить себе дополнительную защиту от огня, которая могла бы спасти ваше здание в случае катастрофы.

Вспучивающиеся покрытия

Вспучивающиеся покрытия — одни из наиболее эффективных методов огнестойкости, используемых для повышения безопасности здания.Их можно наносить как на строительной площадке, так и за ее пределами, они могут быть изготовлены из воды или материалов на основе растворителей и защищать от огня до 90 минут. Кроме того, эти покрытия обеспечивают привлекательную отделку, которая улучшит внешний вид вашего здания.

Вспучивающиеся покрытия увеличивают свой размер до 5000% при возникновении пожара или сильной жары и обеспечивают защитный слой изоляции. Вы можете обсудить со своим проектировщиком стального здания, подходит ли вспучивающееся покрытие для вашего здания и какой конкретный вариант подойдет лучше всего.

Изоляционные спреи

Если у вас здание со сложной конструкцией, изоляционный спрей может быть вашим лучшим выбором. Эти брызги разбухают и расширяются при контакте с огнем, в конечном итоге обугливаясь и выделяя гидраты, которые будут поддерживать охлаждение здания.

Преимущество использования изоляционных спреев состоит в том, что более толстые покрытия можно наносить без особых дополнительных затрат, однако сами по себе они не обеспечивают эстетической привлекательности. Хотя позже вы можете покрасить изоляционный спрей, чтобы он сливался с окружающими поверхностями, он все равно будет выглядеть не так хорошо, как вспучивающееся покрытие.

Энергопоглощающие шкафы

Плиты из гипсокартона разрезаются и подгоняются под точные размеры вашего здания, полностью покрывая сталь. Гипс обладает высокой огнестойкостью и может служить отличным первоначальным средством защиты от сильной жары.

Эти плиты очень распространены в стальных зданиях и имеют различные уровни огнестойкости. Разные строительные нормы и правила требуют разных минимальных требований, поэтому вам следует поработать со своим дизайнером, чтобы подобрать правильные гипсовые плиты для вашего здания.

Бетонные ограждения

Это один из старейших методов повышения огнестойкости стальных зданий. Несмотря на то, что с годами он был в значительной степени вытеснен указанными выше методами, бетон до сих пор используется из-за его общей прочности и способности противостоять нескольким типам погодных условий. Использование этого метода сократилось из-за большого количества места, которое бетон занимает внутри стального здания.

Независимо от того, какой метод огнестойкости вы выберете, важно, чтобы у вас были надлежащие процедуры безопасности и эвакуации на случай маловероятного возникновения пожара.

Противопожарная защита металлоконструкций

В 2021 году в Мариуполе при непосредственном участии Группы Метинвест началось строительство первого в Украине многоквартирного дома из металлоконструкций.

Хотя стальные дома для Украины довольно необычны, сталь имеет много преимуществ по сравнению с материалами, традиционно используемыми в нашей стране для строительства домов, такими как кирпич, железобетонные плиты и монолитные каркасные конструкции.Это позволяет ускорить строительство и предоставляет больше возможностей для реализации дизайнерских идей.

Однако у потенциальных жителей и других жителей подобных домов есть основания сомневаться в том, безопасно ли жить в стальном доме. В основном их волнует, как металлические стены и каркасы будут реагировать на высокие температуры и огонь.

У нас уже есть подходящие и проверенные временем ответы на эти вопросы, так как сталь широко используется для строительства домов за рубежом.Только в Украине из металлоконструкций построены тысячи коммерческих и промышленных зданий: склады и навесы, мастерские и сельскохозяйственные постройки, торговые центры и даже административные здания. Более того, правила и нормы, регулирующие противопожарную защиту стальных конструкций, были реализованы в реальной жизни.

Почему металлу нужна защита от огня?

Температура плавления стали составляет около 1500 ° C. При этом температура в помещении при пожаре, как правило, не превышает 800-900 ° C.Если мы сравним эти два факта, у нас сложится ложное впечатление, что огонь вовсе не является критическим фактором для стали. Однако металл нужно беречь от огня.

Когда речь идет о высоких температурах, происходит много изменений. Прочность стальных конструкций снижается при воздействии открытого огня, и этот процесс может происходить довольно быстро. Изменения становятся очевидными примерно через 10-40 минут. В соответствии с требованиями безопасности этот интервал должен длиться намного дольше, например, с 25 минут до 2.5 часов. Это дает запас времени для прибытия пожарных и время, необходимое для начала тушения пожара. Любое невыполнение этого требования приведет к необратимым изменениям металлических конструкций и может потребоваться снос здания. В противном случае он может просто рухнуть.

Во избежание этого металл следует беречь от воздействия открытого огня. Противопожарная защита обычно относится к определенным мерам, которые следует учитывать на этапе проектирования зданий и других сооружений.

Сначала следует определить класс огнестойкости металлоконструкций, который соответствовал бы степени огнестойкости будущего здания. Затем следует рассчитать индекс поперечного сечения конструкций и определиться с их типом: фасонная или коробчатая. Кроме того, необходимо рассчитать критические температуры стальных деталей и определиться с условиями эксплуатации огнезащитных материалов, так как вы можете столкнуться с агрессивной средой, повышенной влажностью, постоянными механическими колебаниями и т. Д.Наконец, важно определиться с методом защиты стали от огня.

Степени огнестойкости

При проектировании самым важным является оценка степени огнестойкости здания . В Украине эти требования регулируются государственными строительными стандартами, такими как ДБН В.1.1-7: 2016, ДБН В.2.2-24, ДБН В.2.2-15 и др.

Существует восемь степеней огнестойкости зданий и сооружений в зависимости от их назначения, высоты, площади и других параметров.

Затем проектировщики и заказчики должны принять решение о классе огнестойкости конструкционной стали для этих зданий, что позволит не только построить сооружение, способное противостоять огню, но и обеспечить успешную эвакуацию людей, тушение пожаров и спасательные работы.

Когда заказчик выбирает в качестве основного конструкционного материала сталь, то металлоконструкции следует обрабатывать в соответствии с правилами противопожарной защиты. В этом документе описаны все параметры: от подготовки поверхности стального проката до обработки защищаемой поверхности и приемки выполненных работ.

И учтите, что действия по противопожарной защите также подлежат обязательному лицензированию.

Какие материалы защищают сталь от огня?

Есть два основных способа защитить сталь от огня. Все материалы, применяемые для огнезащиты металлоконструкций, можно разделить на следующие группы:

  • безреактивный (пассивный)
  • реактивный.

Защитный эффект первой группы возможен благодаря свойствам материала, которые делают его устойчивым к открытому огню и высоким температурам.Он представляет собой дополнительную преграду между пламенем и металлом. Сюда входят штукатурки (гипс и цемент), плиты и листы (гипсокартонные, силикатные и т. Д.) И другие теплоизоляционные материалы (блоки, кирпичи и т. Д.).

Штукатурка обычно является наиболее экономичным средством защиты. Штукатурный материал наносится равномерно (толщиной 10-50 мм) на металлические конструкции. Такой подход целесообразен и тогда, когда стальные конструкции имеют необычную форму или их расположение не позволяет защитить их пластинами.

При выборе между цементной и гипсовой штукатуркой следует учитывать уровень влажности в помещении, условия эксплуатации, долговечность требуемых защитных свойств (цементная штукатурка может служить почти в четыре раза дольше) и т. Д.

Ключевое отличие в применении волокнистых плит или листов заключается в том, что они не контактируют с металлом напрямую, и их можно устанавливать в любое время года. К ним относятся технологии сухого строительства, не требующие дополнительных инструментов (по сравнению с штукатуркой).У них более длительный срок службы. Уровень огнестойкости также намного выше при использовании этой огнезащитной технологии.

Реактивные материалы — это специальные огнезащитные краски. Это могут быть водные, разбавленные растворителями, эпоксидные краски. В последнее время все более популярными становятся «набухающие» краски или материалы с термически расширяющимся графитом. Эта краска также называется вспучивающейся краской.

Имеет одну особенность. В обычных условиях ничем не отличается от обычных декоративных красок.Но при достижении определенной температуры поверхности эти краски начинают расширяться (набухать), создавая дополнительный слой, отделяющий металл от огня. Они обладают как преимуществами перед штукатуркой, так и плитами (например, более привлекательный внешний вид), а также имеют ограничения на использование в некоторых зданиях и сооружениях.

В любом случае противопожарная защита стальных конструкций — важный процесс, и его должны контролировать квалифицированные специалисты. При этом все используемые для этого материалы должны сопровождаться необходимыми сертификатами соответствия.Когда эти правила станут обязательным принципом, строительство зданий из стали станет обычной практикой в ​​Украине.

Головка стыков стен в металлических зданиях и огнестойкость | Габаритные размеры AWCI

W. Lee Shoemaker, Ph.D., P.E. и Дэниел Дж. Уокер, P.E.

Май 2009 г.

Металлические здания давно стали одним из самых популярных вариантов для малоэтажных зданий, но сейчас они популярны как никогда.Эти конструкции рентабельны, эффективны и могут использоваться для различных конечных целей, что делает их хорошим выбором, особенно в условиях современной экономики. По мере того как металлические здания увеличивались в размерах, конечном использовании и дизайне за последние несколько лет, также произошло соответствующее увеличение того, как применять к ним определенные типы строительных норм и правил.

Первичный и вторичный стальной каркас металлических зданий негорючий. Существует множество внешних и внутренних компонентов, которые можно использовать в металлических зданиях, таких как стальные плиты, листы и стены, каменная кладка, бетон, а также часто используются металлические крыши.В значительной степени из-за их негорючести классификация типа IIB Международного строительного кодекса не требует, чтобы многие элементы одноэтажных металлических строительных конструкций содержали пассивную противопожарную защиту.

Однако существует множество ситуаций, когда местный кодекс требует наличия огнестойких стен в некоторых зданиях типа IIB. Это может быть связано с использованием здания, его близостью к другим строениям, его планировкой или сочетанием этих и других факторов. В то время как стены должны быть огнестойкими, чтобы соответствовать этим нормам, конструкции кровли часто не требуются, и во многих случаях они не имеют номинальных характеристик.Эта ситуация вызвала вопросы от ряда людей, участвующих в процессе утверждения и осмотра здания, о огнестойкости верхней части стены или КАК соединять огнестойкие стены и конструкции кровли без номинальных характеристик. Ассоциация производителей металлических строительных конструкций недавно провела исследование и тестирование, чтобы ответить на вопросы об этой конкретной ситуации и предоставить рекомендации для будущих металлических зданий, а также тех, кто работает с ними и инспектирует их.

Конструктивное обозначение IBC типа IIB требует наличия негорючих материалов для каркаса и соблюдения допустимых высот и площадей для проектной занятости в соответствии с местными строительными нормами.В результате обозначения типа IIB негорючей стальной кровле часто разрешается быть незащищенной — без номинальной огнестойкости. В то время как кодекс может допускать, чтобы крыша была без рейтинга, во многих случаях местные нормативные требования для конкретного здания и его использования требуют наличия огнестойких стен даже для конструкции типа IIB. Эти номинальные стены могут быть внутренними разделительными стенами, коридорами или внешними стенами.

Разделы 713.1 — 713.3 IBC 2006 содержат требования к огнестойким соединениям.В этом разделе кодекса четко указано, что кодекс охватывает «стыки, устанавливаемые внутри или между стенами с номинальной огнестойкостью, полом или сборками пола / потолка и крышами или сборками крыша-потолок». Хотя ясно, что код относится к двум сборкам с классом огнестойкости, не всегда было ясно, что код допускает, когда есть стена с номинальными характеристиками и крыша без номиналов.

Строительные чиновники интерпретировали этот конкретный раздел IBC по-разному, но чаще всего выносят постановление о том, что кодекс может включать стыки между номинальными стенами и ненадежными стальными крышами в металлических зданиях.MBMA провела эти испытания, чтобы оценить верхнюю часть стыков стен со стеной с номинальной огнестойкостью и крышей без номинальной прочности, а также для определения огнестойкости стыков HOW в этой ситуации.

Процесс тестирования
Испытания были предприняты и профинансированы MBMA и отраслевым партнером, Американским институтом черной металлургии, при техническом содействии Hughes Associates Inc. Испытания были успешно проведены в Underwriters Laboratories в июле 2007 года.

Испытания, проведенные UL, применялись к трем конкретным ситуациям с огнестойкими стеновыми конструкциями и ненормативными конструкциями крыши: (1) прогон крыши расположен внутри стены, (2) параллельно стене и (3) перпендикулярно к стене. стена. Испытания были успешно завершены, и были выпущены три новых списка UL: HW-D-0488, HW-D-0489 и HW-D-0490. Единственное различие между проверенными соединениями HOW и теми, которые сейчас указаны в UL Directory, — это отсутствие защитной потолочной мембраны.Чтобы решить эту проблему, UL выпустил поясняющее письмо, которое цитируется ниже.

После того, как стены и кровля были построены и прикреплены контрольно-измерительные приборы, были проведены два совместных испытания HOW. В одном из них прогон был внутри стеновой сборки, а в другом испытании прогон был перпендикулярен сборке. Испытания проводились, чтобы определить, будет ли соединение HOW соответствовать требованиям на пропускание пламени и выдерживать испытание струей из шланга. После успешного завершения этих двух испытаний было определено, что третий вариант с прогонами, проходящими параллельно стене, также будет соответствовать необходимым требованиям.

Испытательные сборки имели стеновой блок, состоящий из гипсокартона с минимальной толщиной 5/8 дюйма и сконструированный в соответствии с требованиями стандарта U400 или V400 Series Wall and Partition Design в UL Fire Resistive Directory. Сборка для класса HW-D-0488 с прогоном внутри стены, включала стальные направляющие для пола и потолка, войлок и одеяла с минимальной толщиной 6 дюймов до сжатия, стальные шпильки не менее 3,5 дюймов и U-образную форму. отклоняющий канал, который крепился к нижнему фланцу прогона.Нижняя часть стоек вставлена ​​в направляющую пола, и максимальное расстояние между верхней частью гипсокартона стеновой сборки и нижней частью поврежденной стеновой гипсокартона (во время установки системы стыков) составляет 2 дюйма (51 мм). Соединительная система рассчитана на максимальное 100-процентное сжатие или растяжение от установленной ширины. Отрывная полоса из гипсокартона толщиной не менее 5/8 дюйма была установлена, чтобы покрыть поврежденную стену над отклоняющей панелью потолка и притереть не менее 1 дюйма к стеновой сборке, когда стык полностью открыт.

Та же самая сборка использовалась для испытания и оценки HW-D-0489, в которой прогон проходил перпендикулярно стене, за исключением канала отклонения потолка. В этом случае отклоняющий канал устанавливался перпендикулярно прогонам и крепился к нижнему фланцу прогонов. Для HW-D-0490 с прогонами, идущими параллельно стене, отклоняющий канал представляет собой U-образный канал, установленный между прогонами и параллельно им, закрепленный на боковых распорках.

Противопожарный барьер системы стыков подвергся 500 полным циклам перемещения. Исходя из расчетного диапазона перемещения ± 100% при сжатии и растяжении, система шарниров с номинальной шириной 2 дюйма была изменена в диапазоне от 0 до 4 дюймов. Частота цикла для всех 500 циклов движения составляла минимум 10 циклов в минуту. За исключением некоторого истирания гипсокартонной бумаги, облицованной с каждой стороны стенового блока, соединительная система выдерживала циклические движения, не демонстрируя каких-либо значительных повреждений.

Средняя зарегистрированная температура печи соответствовала стандартной кривой зависимости температуры от времени, приведенной в ANSI / UL 2079. Испытание на огнестойкость было начато с соединительной системы с максимальной шириной 4 дюйма. Во время испытания на воздействие огня на неэкспонированной поверхности соединительной системы не наблюдалось пламени. Испытание на воздействие огня было остановлено через 60 минут.

Температуры соединительной системы измерялись 10 термопарами (спай между двумя разными металлами, создающими напряжение, зависящее от разницы температур), которые были расположены на стеновой сборке.Предельная температура для номинальных характеристик сборки (максимальное превышение на 325 ° F начальной температуры в самой горячей точке соединительной системы) не была достигнута во время испытания на воздействие огня.

Эти испытания были успешно завершены, и было присвоено три новых рейтинга UL. Точные детали и спецификации соединения HOW приведены в UL HW-D-0488, HW-D-0489 и HW-D-0490. Следует отметить несколько важных условий сборки HOW, которые облегчат работу как монтажникам, так и сотрудникам кодекса:

• Используемый стык HOW является репрезентативным для современной практики строительства металлических зданий.Номинальные характеристики стен применимы для стеновых панелей из гипсокартона и стальных каркасов, рассчитанных на 1 час, в любом исполнении серии U400 или V400.

• Изоляция крыши непрерывно накрывается поверх стены. Испытания показали, что огонь не переместится на незащищенную сторону стены через пароизоляцию. Некоторые руководители строительства потребовали, чтобы этот пароизоляционный слой был разрезан и повторно прикреплен к каждой стороне стены. Теперь это беспокойство должно быть снято.

• Шарнир HOW теперь аттестован для вертикального перемещения шарнира на расстояние до 2 дюймов от установленного нейтрального положения.Стальной канал отклонения в стене и другие конструктивные элементы стены допускают это движение и полностью описаны в списках UL.

• Противопожарная герметизация необходима и очень важна для предполагаемых огнестойких характеристик стыка.

• Все используемые соединительные компоненты являются стандартными, за исключением огнезащитного средства, имеющего рейтинг UL.

Результаты
После того, как эти испытания были завершены и выданы новые сертификаты UL, UL было выпущено пояснительное письмо, в котором описывалось применение этих списков HOW как для нерейтинговых, так и для номинальных конструкций крыши.Это письмо доступно вместе с полной информацией о тестировании на сайте www.mbma.com. В нем отмечается, что «поскольку Стандарт ANSI / UL 2079 специально запрещает тестирование негорючих конструкций, никакие сертификаты UL не могут быть предоставлены по тестам, включающим негорючие резистивные структуры». Тем не менее, базовая сборка крыши, которая была протестирована в ходе совместных испытаний HOW, по существу такая же, как описано в P265, P268 и P516 в Справочнике по огнестойкости UL, только без огнестойких мембран.

Буква UL продолжается: «Поскольку стандарт ANSI / UL 2079 не применим к соединительным системам, установленным между огнестойкими и негорючими конструкциями, было установлено, что путем тестирования соединительных систем под той же конструкцией крыши, описанной в разделе« Крыша » -Потолочные конструкции №P265, P268 и P516, но без потолочной мембраны, результаты испытаний могут быть применены к тем конструкциям крыши и потолка серии P200 или P500 в Справочнике по огнестойкости, которые определяют использование базовой конструкции крыши ».

В письме делается вывод: «Номинальные двухдюймовые динамические соединительные системы в двух огнестойких испытаниях системы стыков« голова-стена », проведенных для MBMA в UL 19 июля 2007 года, соответствовали условиям приемлемости в стандарте ANSI / UL 2079. для 1 часа огнестойкости после 100-процентной цикличности движения по классу II при сжатии и растяжении.”

Для тех подрядчиков и строителей, которым необходимо использовать сборку крыши с огнестойкостью, с помощью MBMA были разработаны три категории UL: P516, P265 и P268. P516 использует гипсокартон типа X для защитного потолка, а P265 и P268 используют собственные акустические панели.

Эти испытания показали, что стыки HOW между не имеющим номинального значения конструкцией крыши и конструкцией стены соответствуют всем соответствующим требованиям норм для 1-часового рейтинга противопожарных сборок.Для подрядчиков, строителей и должностных лиц кодекса это должно прояснить, что необходимо при работе со зданиями типа IIB.

Исследования MBMA по этому вопросу и доступная информация позволят проектировщикам и инженерам соблюдать требования огнестойких норм при работе с металлическими зданиями типа IIB.

Ли Шумейкер, доктор философии, физический директор, является директором по исследованиям и разработкам Ассоциации производителей металлических конструкций.

Дэн Уокер, П.Э., штатный инженер MBMA и Thomas Associates.

Для получения дополнительной информации о сборках HOW, этих тестах, а также для просмотра полного отчета об этих рейтингах, а также дополнительного письма UL посетите сайт www.mbma.com.

Как древесина справляется с огнем по сравнению со сталью и бетоном?

В то время как вы, возможно, слышали ужасные истории о разрушительных деревянных зданиях, вздымающихся в огне, были горячие дискуссии о том, как массивная древесина справляется с огнем по сравнению со сталью и бетоном.

В этом руководстве мы прямо рассмотрим древесину и исследуем, чем она отличается от других материалов в условиях сильной жары.

Растущие страхи

Недавняя статья в Architects Journal посеяла новые опасения по поводу деревянных каркасных зданий после двух последовательных пожаров в Кентербери и Уигане в начале июля этого года.

Понятно, что это вызвало обеспокоенность, и хотя пожары представляют собой серьезную опасность для , это не ограничивается только деревянными конструкциями. Джон Уайт, генеральный директор Федерации торговли древесиной, прокомментировал отчет правительства, согласно которому в 2009 году примерно 800 пожаров возникли в деревянных каркасных зданиях и 47 000 — в других формах строительства.

«Вероятность возгорания в здании с деревянным каркасом не выше, чем в здании, построенном из других основных материалов», — сказал Уайт.

Другое исследование не обнаружило каких-либо доказательств разницы в распределении размеров пожаров между зданиями с деревянным каркасом и зданиями без специальной конструкции, такими как сталь и бетон.

Работа с теплом

Огонь — это, конечно, первое, что приходит на ум при строительстве деревянных конструкций — нельзя отрицать, что дерево горит.И все же существует множество свидетельств того, что массивная древесина на самом деле безопаснее при пожаре, чем сталь.

Например, при пожаре толстая деревянная доска обуглится снаружи, герметизируя внутреннюю часть и защищая ее от повреждений. Древесина горит медленно со скоростью примерно 0,02 дюйма в минуту, и обугливание, образующееся на поверхности древесины при горении, помогает защитить и изолировать несгоревшую древесину внизу и сохранить структуру.

Это связано с тем, что накопление углерода на поверхности ограничивает поступление кислорода в древесину, находящуюся ниже, и действует как изолятор.Таким образом, древесина ниже уровня обугливания будет прохладной и сохранит от 85 до 90 процентов своей структурной целостности.

Металл, с другой стороны, начинает плавиться, когда достигает критической температуры (около 1300 градусов Цельсия), поэтому выйдет из строя катастрофически. Би Джей Йе из APA сказал, что на данном этапе сталь «похожа на спагетти».

Бетонные конструкции обычно очень хорошо переносят пожар. Однако бетон — сложный материал, и его свойства могут резко измениться при воздействии высоких температур.

Например, хотя прочность на сжатие бетона быстро теряется за пределами экстремальных температур (выше 600 градусов C), как и у стали, структурная эффективность не изменяется до тех пор, пока основная масса материала не достигает той же температуры.

В отличие от стали, структурные свойства бетона не меняются после пожара. Тогда как при охлаждении стальные конструкции часто эффективно восстанавливают исходное состояние материала.

Хотя до сих пор плохо изученной, странной реакцией бетона, подвергшегося воздействию высоких температур или пожаров, является «взрывное растрескивание».Здесь частицы сильно отламываются от бетонных слоев из-за повышения давления водяного пара. Часто предполагается, что этот процесс происходит только при высоких температурах, но он также наблюдался на ранних стадиях пожара и даже при температурах до 200 ° C.

CLT

При обсуждении массивной древесины было бы глупо не исследовать преимущества ламинированной древесины с перекрестно-клееным покрытием (CLT), и это замечательно, когда дело доходит до защиты от повреждений от огня.Теперь мы знаем, что в последнее время много говорили о CLT, но по сравнению со сталью или бетоном, CLT действительно выдувает их из воды (или огня, в данном случае), поэтому мы думаем, что он заслуживает своей собственной подпрограммы. заголовок.

Во-первых, он намного дешевле, проще в сборке и более огнестойкий благодаря способу обугливания древесины. Во-вторых, толстые слои параллельных балок друг над другом, которые перпендикулярно склеены друг с другом, создают прочность, подобную стали.

Прекрасным примером использования CLT в строительстве является башня Stadthaus в восточном Лондоне.Полы, потолки, лифтовые шахты и лестничные клетки полностью выполнены из CLT, и когда он был построен в 2009 году, Stadthaus был самым высоким современным деревянным зданием в мире. Архитектор Энтони Тистлтон описал, что конструкция имеет «больше общего с сборным железобетоном, чем с традиционным деревянным каркасом».

Огнестойкий

Несмотря на то, что массивная древесина обладает естественной огнестойкостью, существует множество вариантов для дальнейшего улучшения этих свойств. Чтобы сделать древесину антипиреном, обычно используют химическую формулу, которая защищает древесину.

В качестве альтернативы для защиты древесины можно использовать огнестойкие покрытия, такие как гипсокартон. Распространение пламени на незащищенную древесину можно уменьшить с помощью покрытия поверхности или химической пропитки.

Итого

Хотя по-прежнему существуют некоторые опасения по поводу возгорания в деревянном строительстве, люди слишком быстро кладут древесину на линию огня. Мы считаем, что необходимо различать массивную древесину и деревянные конструкции, если исходить из предположения, что древесина не переносит тепло.

И не только мы считаем, что дерево — это фантастика, — Алекс де Рийке из dRMM назвал дерево новым бетоном:

«Бетон — материал ХХ века. Сталь — это материал XIX века. Дерево — это материал 21 века », — сказал он.

Но что вы думаете? Есть ли основания для этих опасений, или вы согласны с тем, что древесина занимает достойное место на пьедестале будущего высотного строительства?

И, как всегда, если у вас возникнут какие-либо животрепещущие вопросы, обязательно свяжитесь с International Timber сегодня или напишите нам в Твиттере — мы всегда рады услышать от вас.

Оставить комментарий