Пассивная огнезащита: как работают вспучивающиеся покрытия

Сталь прочна, но не огнестойка. При пожаре в здании с ростом температуры стальные конструкции размягчаются и теряют несущую способность задолго до того, как расплавятся. К моменту, когда металл достигает примерно 550 °C, типовой профиль теряет около половины своей прочности — этого достаточно, чтобы нагруженная балка или колонна деформировалась и обрушилась. Цель пассивной огнезащиты проста, но крайне важна: замедлить этот нагрев и выиграть время, необходимое людям для эвакуации, а пожарным — для реагирования.

Что такое пассивная огнезащита

Пассивная огнезащита — это защита, встроенная в конструкцию и вступающая в работу в тот же миг, как начинается пожар, без необходимости что-либо включать. В отличие от спринклерной системы, которая является активной мерой и должна сначала обнаружить пожар, а затем сработать, пассивная защита всегда на месте и всегда готова. Её задача — не потушить огонь, а защитить то, что не должно отказать, прежде всего несущий стальной каркас, удерживающий здание.

Она достигает этого, изолируя сталь так, чтобы та оставалась ниже своей критической температуры — точки, при которой сталь уже не может безопасно нести нагрузку — в течение заданного времени. Именно этот период даёт находящимся внутри путь наружу, а спасательным службам — окно для действий, прежде чем конструкция будет скомпрометирована.

Как работают вспучивающиеся покрытия

Вспучивающиеся (интумесцентные) покрытия — самый распространённый вид пассивной защиты для открытых металлоконструкций, и устроены они по-своему хитро. Нанесённые, они выглядят как обычная плёнка краски — тонкая, гладкая и часто декоративная, так что сталь может оставаться видимой в готовом здании. В обычных условиях они просто лежат на поверхности, как любое другое покрытие.

В жару пожара всё меняется. При температуре срабатывания покрытие реагирует и вспучивается — оно вздувается и расширяется в толстый вспененный углеродный слой, называемый коксом, во много раз толще исходной плёнки. Этот кокс наполнен захваченным газом и действует как крайне эффективный изолятор. Он резко замедляет передачу тепла к стали под ним, удерживая металл ниже критической температуры, пока кокс делает свою работу.

По сути, покрытие, измеряемое долями миллиметра, превращается в толстое защитное одеяло именно тогда, когда это нужно, и жертвует собой ради защиты конструкции.

Подбор под предел огнестойкости

Огнезащита — это не единый продукт, который просто наносят; её рассчитывают под требуемые характеристики. Ключевой показатель — предел огнестойкости — как правило, 30, 60, 90 или 120 минут — устанавливаемый строительными нормами в зависимости от назначения, высоты и заполненности сооружения.

Сколько покрытия нужно конкретному стальному элементу для достижения этого предела, зависит от самого элемента, что описывается его приведённой толщиной (иногда обозначается Hp/A). Она сопоставляет площадь поверхности, открытой огню, с массой стали, доступной для поглощения тепла:

Массивные, тяжёлые сечения имеют низкую приведённую толщину. Они нагреваются медленно и требуют более тонкого покрытия для заданного предела.
Тонкие, лёгкие сечения имеют высокую приведённую толщину. Они нагреваются быстро и требуют более толстого покрытия для достижения того же предела.

Именно поэтому огнезащиту подбирают балка за балкой и колонна за колонной, согласовывая толщину покрытия с каждым сечением и с требуемым пределом, а не наносят единым усреднённым значением на весь объект.

Где это применяется

Вспучивающиеся системы защищают стальные конструкции почти везде, где сталь применяется и должна оставаться видимой или тонкой: каркасы коммерческих и общественных зданий, многоэтажные парковки, торговые и досуговые комплексы, склады и распределительные центры, а также перерабатывающие и промышленные предприятия. Везде, где стальной каркас несёт нагрузку, а проект требует заданного предела огнестойкости, вспучивающееся покрытие обычно является практичным способом его обеспечить.

Ключевые выводы

Незащищённые стальные конструкции теряют значительную часть прочности при пожаре и могут обрушиться задолго до плавления.
Пассивная огнезащита всегда активна — не нужно ни срабатывания, ни включения — и удерживает сталь ниже критической температуры заданный период.
Вспучивающиеся покрытия выглядят как тонкая краска, но при нагреве расширяются в толстый изолирующий коксовый слой.
Защиту рассчитывают под предел огнестойкости (30/60/90/120 минут) и под приведённую толщину каждого элемента.

Чем помогает Marisell

Как главный дилер Hempel, мы поставляем вспучивающиеся системы Nullifire для стальных конструкций и помогаем правильно их подобрать — согласовывая толщину покрытия с требуемым пределом огнестойкости и приведённой толщиной каждого элемента, вместе с подходящими грунтами и финишными слоями под условия эксплуатации. Подробнее читайте на странице пассивная огнезащита, посмотрите весь ассортимент защитных и промышленных покрытий, которые мы поставляем, или свяжитесь с нами, прислав ведомость стали и целевой предел.

Правильно подобранная и нанесённая вспучивающаяся защита незаметна в повседневной эксплуатации и решающа в тот единственный момент, который имеет значение — она выигрывает время, которое сохраняет людей в безопасности, а конструкцию — стоящей.