Огнезащита металлоконструкций: справочник

Огнезащита Нормативная база, Огнезащита металлоконструкций Пока без коммениариев

Содержание

Введение: зачем нужна огнезащита металлоконструкций
Нормативная база: СП 2.13130, ФЗ №123, ГОСТ
Пределы огнестойкости: R15–R240
Поведение стали при пожаре: критическая температура
Приведённая толщина металла: методика расчёта
Методы огнезащиты: конструктивная, вспучивающиеся покрытия, штукатурки
Алгоритм выбора системы огнезащиты
Типичные ошибки
Нормативная база
Выводы
Список литературы

Введение: зачем нужна огнезащита металлоконструкций

Стальные конструкции — основа каркасов современных зданий. Однако сталь имеет критический недостаток: при нагреве до +500°C она теряет около 50% несущей способности, а при +600…+700°C — до 80–90%. При стандартном пожаре температура в помещении достигает +500°C через 5–7 минут, +700°C — через 10–15 минут, +1000°C — через 60 минут. Без огнезащиты стальная конструкция теряет несущую способность в течение первых 10–15 минут пожара, что недостаточно для безопасной эвакуации людей.

Согласно ФЗ №123-ФЗ и СП 2.13130.2020, несущие металлоконструкции зданий должны иметь предел огнестойкости, соответствующий степени огнестойкости здания. Для жилых зданий высотой до 28 м — R15, для высотных зданий (> 75 м) — R180 и выше. Огнезащита металлоконструкций — комплекс мер, обеспечивающих требуемый предел огнестойкости.

Нормативная база

Основные документы, регламентирующие огнезащиту металлоконструкций:

ФЗ №123-ФЗ (ст. 57, 58, 87) — требования к огнестойкости зданий и сооружений;
СП 2.13130.2020 — обеспечение огнестойкости объектов защиты (основной документ);
ГОСТ 30247.1-94 — методы испытаний на огнестойкость несущих конструкций;
ГОСТ Р 53295-2009 — средства огнезащиты для стальных конструкций;
СП 28.13330.2017 — защита строительных конструкций от коррозии (огнезащита + антикор).

Пределы огнестойкости: R15–R240

Предел огнестойкости R — время в минутах, в течение которого конструкция сохраняет несущую способность (R — от французского résistance) под воздействием стандартного пожара.

Предел R	Время, мин	Типовое применение
R15	15	Здания I–II степени огнестойкости, высота до 28 м
R30	30	Здания I степени, высота до 50 м
R45	45	Промежуточный класс
R60	60	Здания I степени, высота до 75 м
R90	90	Высотные здания (> 75 м), ТРЦ
R120	120	Высотные здания (> 100 м)
R150	150	Уникальные здания
R180	180	Небоскрёбы (> 150 м)
R240	240	Особо ответственные объекты

Поведение стали при пожаре: критическая температура

Критическая температура стали t_cr — температура, при которой напряжение от нормативной нагрузки достигает предела текучести нагретой стали. Зависит от коэффициента использования сечения:

t_cr = f(η), где η = N_Ed / N_Rd

где N_Ed — расчётное усилие при пожаре, N_Rd — несущая способность при нормальной температуре.

η (коэффициент использования)	t_cr, °C
0,3	+620
0,4	+590
0,5	+560
0,6	+530
0,7	+500

Для типовых конструкций η = 0,5–0,7, t_cr = +500…+560°C. Задача огнезащиты — обеспечить, чтобы температура стали не достигла t_cr в течение требуемого времени R.

Ognezashita metallokonstrukcij spravochnik

Приведённая толщина металла: методика расчёта

Приведённая толщина A_m/V — отношение площади поверхности профиля, подверженной нагреву, к его объёму. Чем больше A_m/V, тем быстрее прогревается профиль и тем большая толщина огнезащиты требуется.

A_m/V = P / S

где P — обогреваемый периметр сечения, S — площадь поперечного сечения.

Примеры:

Двутавр 20Б1: A_m/V ≈ 200 м⁻¹ (быстрый прогрев);
Двутавр 40Б2: A_m/V ≈ 100 м⁻¹ (средний);
Труба 219×8: A_m/V ≈ 50 м⁻¹ (медленный прогрев).

Методы огнезащиты

1. Конструктивная огнезащита

Обетонирование, облицовка плитами (базальтовыми, силикат-кальция, вермикулитовыми), оштукатуривание цементно-песчаным раствором. Преимущества: негорючесть (НГ), долговечность, низкая стоимость материалов. Недостатки: большой вес, увеличение габаритов, трудоёмкость.

2. Вспучивающиеся (интумесцентные) покрытия

Краски и составы, которые при нагреве до +200…+250°C вспучиваются, образуя пористый коксовый слой толщиной 20–50 мм (при исходной толщине 1–3 мм). Коксовый слой имеет низкую теплопроводность (λ ≈ 0,05–0,10 Вт/(м·К)) и защищает сталь от нагрева. Преимущества: малая толщина, эстетика, простой монтаж. Недостатки: высокая цена, ограниченный срок службы (15–25 лет), чувствительность к влажности.

3. Огнезащитные штукатурки

Составы на основе вермикулита, перлита, гипса с минеральными связующими. Наносятся слоем 10–50 мм. Преимущества: негорючесть (НГ), средняя цена. Недостатки: трудоёмкость нанесения, большой вес.

Алгоритм выбора системы огнезащиты

Определить требуемый предел огнестойкости R по СП 2.13130.2020.
Определить приведённую толщину A_m/V для каждого профиля.
Выбрать тип огнезащиты: конструктивная (R ≥ 90, большие площади), вспучивающаяся краска (R ≤ 90, эстетика), штукатурка (R ≤ 120, бюджет).
По техническому свидетельству производителя определить требуемую толщину покрытия для заданных R и A_m/V.
Проверить совместимость с антикоррозионным покрытием (грунтовкой).

Типичные ошибки

Игнорирование приведённой толщины. Для одного R толщина покрытия на двутавре 20Б1 и 40Б2 различается в 1,5–2 раза.
Несовместимость с антикором. Вспучивающаяся краска может не сцепляться с некоторыми грунтовками.
Нарушение толщины покрытия. Недобор 10% толщины снижает предел огнестойкости на 20–30%.
Применение вне помещений без защиты. Вспучивающиеся покрытия гигроскопичны — на открытом воздухе требуют защитного слоя.

Нормативная база

ФЗ №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»;
СП 2.13130.2020 «Обеспечение огнестойкости объектов защиты»;
ГОСТ 30247.1-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость»;
ГОСТ Р 53295-2009 «Средства огнезащиты для стальных конструкций».

Выводы

Огнезащита металлоконструкций — обязательное требование ФЗ №123-ФЗ для зданий всех степеней огнестойкости.
Ключевой параметр для расчёта — приведённая толщина металла A_m/V.
Выбор метода: конструктивная огнезащита — для R ≥ 90 и больших площадей; вспучивающаяся краска — для R ≤ 90 и эстетичных интерьеров; штукатурка — бюджетное решение для R ≤ 120.
Обязательна проверка совместимости огнезащиты с антикоррозионным покрытием.

Список литературы

ФЗ №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
СП 2.13130.2020 «Обеспечение огнестойкости объектов защиты». — М.: МЧС России, 2020.
ГОСТ 30247.1-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость».
ГОСТ Р 53295-2009 «Средства огнезащиты для стальных конструкций».
Технический каталог ОГНЕЗА. — ООО «ОГНЕЗА», 2024.