Атмосферостойкая огнезащита металла: когда обычного покрытия недостаточно
Сталь не горит, но это не значит, что огонь для нее не опасен. Во время пожара металлические конструкции быстро нагреваются. От высоких температур балки, колонны и профили теряют прочность, могут перестать выдерживать расчетную нагрузку и деформироваться. Это чревато обрушением здания. Поэтому металлоконструкции, несмотря на негорючесть, защищают от высоких температур с помощью конструктивной или вспучивающейся огнезащиты. Под открытым небом она постепенно разрушается от воздействия дождя, снега, перепадов температур и влажного воздуха. Давайте посмотрим, что представляет собой атмосфероустойчивая огнезащита металла и чем она отличается от обычной.
Почему для улицы нужны особые составы
Внутри здания стальные конструкции защищены от плохой погоды. Вне помещения металл находится в более сложных условиях. Его увлажняет дождь и снег, а сырость приводит к коррозии. Не менее серьезная нагрузка – перепады температуры. Днем железные поверхности сильно нагреваются на солнце, а ночью остывают. Зимой добавляются циклы замораживания и оттаивания. Вода проникает в микротрещины, замерзает, расширяется и постепенно ослабляет слой огнезащиты. Со временем он теряет герметичность и начинает отслаиваться. Солнечное излучение тоже влияет на долговечность покрытия. Под действием ультрафиолета материалы меняют свойства. Добавим к этому пыль, промышленные загрязнения и другие факторы внешней среды. Поэтому, когда речь идет о наружных конструкциях, нужно учитывать, как ведет себя материал под открытым небом, насколько он устойчив к природным факторам.
Обычная огнезащита не подходит для улицы, она рассчитана только на помещения. Если нанести ее на наружные металлоконструкции, она потеряет защитные свойства раньше срока. Поэтому перед началом работы всегда нужно проверять техническую документацию, чтобы убедиться, что конкретная система предназначена для службы под открытым небом. Например, в инструкции к краске GOODHIM Металлюкс 01 прямо написано, что она атмосферостойкая, допускается ее эксплуатация на открытом воздухе. Это подтверждают технические характеристики продукта:
- не трескается при температуре от -50 до+ 60° C;
- выдерживает относительную влажность до 90%.
Металллюкс 01 – огнезащитная краска на органической основе в атмосферостойком исполнении. Ее применяют для защиты металла от огня и коррозии. Она повышает предел огнестойкости до 15 -120 минут. С ее помощью можно создать надежную огнезащиту, которая будет эффективной не только в первые годы после нанесения, но и весь предусмотренный инструкцией по эксплуатации период, который составляет 30 лет.
Большинство огнезащитных составов, особенно тонкослойные вспучивающиеся краски, испытывались и сертифицировались для сухих отапливаемых помещений. Без атмосферостойкого финишного слоя и правильно подобранной антикоррозионной грунтовки влага проникнет через микроповреждения и стыки и вызовет скрытую коррозию, что приведет к появлению вздутий и отслоений. В результате система перестанет работать задолго до конца заявленного срока. Поэтому нормативы прямо требуют использовать для уличных металлоконструкций только атмосферостойкие огнезащитные материалы и при необходимости дополнительно наносить на них влагостойкие финишные покрытия.
Как работают погодоустойчивые составы
Что такое атмосферостойкая огнезащита? Это система, которая одновременно выполняет две задачи: снижает воздействие высокой температуры и долго сохраняет свои свойства во время обычной эксплуатации. Для наружных объектов второе условие не менее важно, чем первое.
Разобраться, как работает огнезащитная краска, какой у нее принцип действия, несложно. При нагреве защитный слой замедляет передачу тепла к металлу. Благодаря этому во время пожара конструкция дольше не нагревается до критической температуры. При нормальных условиях покрытие ведет себя как прочная, эластичная, влагостойкая и ультрафиолетостойкая краска. Она защищает металл от коррозии, осадков, солнечного излучения и температурных деформаций. Когда поверхность нагревается да 200-250°C, компоненты краски начинают реакцию термического разложения: покрытие вспучивается, увеличиваясь в объеме в 20-70 раз, и образует на металле пористый негорючий слой с низкой теплопроводностью. Он замедляет прогрев стали до критических 500°C, сохраняя несущую способность в течение заданного времени – от 15 до 120 и более минут. Одновременно пенококс препятствует доступу кислорода и распространению пламени.
Есть универсальные составы, рассчитанные и на помещения, и на службу под открытым небом. К ним относится конструктивная огнезащита металла GOODHIM Термо. Ее можно использовать для повышения предела огнестойкости стальных конструкций в зданиях любого назначения. В формуле инновационного продукта есть мощные антипирены, благодаря которым он повышает предел огнестойкости стали до 150 минут. Как и любую защиту, GOODHIM Термо наносят слоем определенной толщины, которая зависит от того, какую группу огнестойкости нужно получить, и параметров стальной конструкции. Все необходимые данные указаны в документах к составу. Дополнительно GOODHIM Термозащита не дает образовываться коррозии и конденсату, чем сохраняет металл от разрушения и продлевает срок службы несущих конструкций. Средство устойчиво к солнечному излучению, дождю, снегу, останавливает развитие грибка и плесени, обладает звукоизолирующими свойствами. В закрытых помещения срок его службы 15-20 лет, в условиях открытой атмосферы – до 10 лет.
Какой толщины должен быть слой огнезащиты
Размеры защитного слоя зависят от нескольких факторов. Главный из них – толщина металлического элемента. Для определения параметров защиты используют расчет приведенной толщины металла. Этот показатель указывает на соотношение количества металла и поверхности, через которую к нему поступает тепло. Проще говоря, он позволяет оценить, с какой скоростью металлический элемент будет нагреваться. Чем меньше ПТМ, тем быстрее элемент прогреется при пожаре, и тем толще должен быть слой огнезащиты.
Второй важный фактор – требуемый предел огнестойкости. Проект подскажет, сколько времени конструкция должна сохранять несущие свойства при пожаре. Например, встречаются требования R90, R120, R150. Цифра указывает, сколько минут металлический элемент должен сохранять прочность при пожаре. Чем выше предел огнестойкости, тем толще будет покрытие.
Третий фактор – тип огнезащитного материала. Вспучивающиеся тонкослойные краски, цементно-вермикулитовые штукатурки, плиты и базальтовые экраны имеют разную эффективность. Поэтому их толщина для одного и того же R-класса неодинакова.
Дополнительно на расчеты влияют:
- геометрия и ориентация профиля – колонна, балка, фермы, односторонний или круговой обогрев;
- критическая температура стали для данного узла;
- условия эксплуатации – помещение или улица, влажность, агрессивность среды;
- протокол испытаний выбранного состава – у каждого производителя своя кривая зависимости толщины сухого слоя от ПТМ, поэтому данные берут из инструкции к огнезащите, а не из усредненных таблиц.
Требования по толщине защитного покрытия следует соблюдать неукоснительно, потому что этот параметр прямо влияет на расчетную огнестойкость. Любое отклонение изменит показатель. Если слой окажется тоньше рассчитанного, металл прогреется быстрее, покрытие не сформирует полноценный защитный барьер и конструкция потеряет несущую способность раньше нормативного времени. Если слой будет толще нормы, возрастет стоимость защиты, увеличится нагрузка на каркас, а конструктивные составы через некоторое время после нанесения могут осыпаться. Строительные нормы и правила прямо запрещают отклонения средней толщины от проектных значений. При приемке такой объект не введут в эксплуатацию.
Как наносить
Огнестойкое покрытие будет надежным, только если нанести его на правильно подготовленную поверхность. Если покрасить ржавый или грязный металл, слой защиты будет держаться непрочно и при возникновении чрезвычайной ситуации не даст нужного результата. Перед началом работ поверхность очищают от пыли, масел и других загрязнений. Ржавчину удаляют. Старое покрытие снимают. Если используется грунтовка, нужно проверить ее на совместимость с выбранным огнезащитным материалом. Нельзя брать первый попавшийся грунт – разные составы могут плохо взаимодействовать друг с другом.
Следующий этап – нанесение огнеупорного состава. Сделать это правильно поможет технология, указанная производителем. В ней прописываются способ, условия окружающей среды, порядок сушки слоев и другие важные параметры. Технологию нужно соблюдать в точности. Например, если производитель указывает, что материал накладывают в несколько этапов, не стоит пытаться получить необходимую толщину за один проход. Согласно ГОСТ толщину высохшего покрытия нужно контролировать. Слишком тонкий слой не сможет защитить металлические конструкции во время пожара, а чересчур толстый высохнет неравномерно и создаст проблемы с финишным покрытием.
Количество слоев и интервал между их нанесением зависят от материала. GOODHIM Термо сохнет 5 часов, GOODHIM Металлюкс 01 – четыре. Есть составы, которые сохнут рекордно быстро. Среди них краска огнезащитная для металла GOODHIM Ф 01 атмосферостойкая. Время ее высыхания не более одного часа. Быстросохнущие покрытия удобны, когда важно быстро провести работы по огнезащите:
- перед вводом объекта в эксплуатацию;
- при сжатых сроках строительства;
- в зимний период, когда окно для наружных работ ограничено;
- для выполнения предписания надзорных органов, когда для устранения нарушений дан жесткий срок;
- при реконструкции, капитальном ремонте или изменении класса пожарной опасности, когда нужно привезти огнезащиту в соответствии с новыми требованиями и быстро вернуть объект в работу.
Во всех этих случаях требуются составы с короткой межслойной сушкой, которые позволяют уложиться в 3-14 дней вместо стандартных 2-4 недель. Краска атмосферостойкая по металлу GOODHIM Ф 01 обеспечивает предел огнестойкости от 15 до 90 минут. Покрытие может служить в открытой промышленной атмосфере, в умеренном и холодном климате. Срок ее эксплуатации составляет 20 лет. Это серая или темная краска, удобная для безвоздушного распыления. Предварительно можно использовать грунтовку. Работы ведутся при температуре воздуха от +5° до + 40° C и относительной влажности воздуха до 70%.
Советы по выбору
При покупке огнезащитного материала нужно отталкиваться от условий, в которых ему предстоит работать. Это поможет сразу отсечь неподходящие варианты и не переплачивать за ненужные характеристики. Следует проверить, чтобы средство имело актуальный сертификат и техническую документацию.
Алгоритм выбора:
- Определите условия эксплуатации. Конструкции могут находиться внутри здания или на открытом воздухе. Огнезащита металла для сухого помещения и системы для наружных колонны будут действовать в совершенно разных условиях, это необходимо учитывать.
- Изучите требования проекта, а именно предел огнестойкости и какие элементы требуются защитить – балки, колонны или сложный профиль. Учитывайте назначение здания и указания проектной документации.
- Подберите материал. На этом этапе уже можно сравнивать конкретные составы.
- Проведите расчеты – определите параметры металлического элемента: сечение, геометрию, площадь поверхности и других характеристики. На их основании рассчитайте толщину защитного слоя и количество материала. Полученная цифра должна соответствовать данным производителя выбранного состава.
Сравнить материалы и выбрать подходящий поможет сравнительная таблица огнезащитных составов GOODHIM для металла:
| Параметр | GOODHIM Термо | GOODHIM Металлюкс 01 | GOODHIM Ф 01 |
|---|---|---|---|
| Тип состава | Вязкий конструктивный состав на органической основе | Вспучивающаяся огнезащитная краска на органической основе | Вспучивающаяся огнезащитная краска на водной основе |
| Предел огнестойкости | R90, R120, R150 | R15–R120 | R15–R90 |
| Расход на 1 мм толщины | ~0,9 кг/м² | ~1,53 кг/м² | ~1,5 кг/м² |
| Время высыхания 1 слоя | До 8 ч при +20 °C | До 4 ч при +20 °C | До 1 ч между слоями при +20 °C |
| Толщина за 1 проход | До 1 мм (безвоздушное распыление) | До 1 мм (безвоздушное распыление) | Не более 1 мм |
| Атмосферостойкость | Для эксплуатации внутри помещений и под открытым небом, в том числе в коррозионной атмосфере | Для внутри помещений и под навесом | Для открытой промышленной атмосферы с холодным и умеренным климатом |
| Коррозионная защита | Да | Да | Нет |
| Нужен ли финиш | Под открытым небом рекомендуется покрытие акриловой эмалью, внутри помещений финиш не требуется | Нет | Нет |
| Срок службы | До 25–30 лет | До 30 лет | До 15–25 лет |
| Для каких объектов подходит | Промышленные здания, склады, ангары, ТРЦ с высокими требованиями к огнестойкости (R120–R150), где нужна минимальная толщина при высоком R-классе | Сухие отапливаемые и неотапливаемые помещения, цеха, склады, подземные и наземные сооружения под навесом, где важна ударопрочность и долговечность | Промышленные, складские и гражданские здания, объекты энергетики и добычи |
Документы, контроль работ
Прежде чем купить защиту, нужно заглянуть в сертификат и проверить, возможно ли ее применение на данном объекте. Полезно изучить инструкцию – в ней указаны требования к подготовке поверхности, толщина и расход. Если требуется заключение ИПЛ, его проверяют вместе с остальными документами и обращают внимание на срок действия.
Если объем работ небольшой, технология несложная и у владельца есть инструменты для работы и контроля толщины, нанести огнезащиту можно самостоятельно. На крупные объекты нанимают специалистов. У подрядчика должна быть лицензия МЧС. Компания Гудхим оказывает услуги по нанесению огнезащиты, организуя выезд на объект.
Заключение
При обработке металлических конструкций на открытом воздухе кроме предела огнестойкости приходится учитывать погодные и климатические условия: перепады температур, атмосферную влажность, воздействие ультрафиолета. Гудхим предлагает несколько решений: конструктивный состав GOODHIM Термо, вспучивающиеся краски GOODHIM Металлюкс 01 и GOODHIM Ф 01. Выбирать состав нужно, основываясь на характеристиках конструкции, условиях эксплуатации и требованиях проектной документации.
Быстрые ответы
Атмосферостойкая огнезащита рассчитана на эксплуатацию под открытым небом: она выдерживает дождь, снег, перепады температур, ультрафиолет и влажность до 90 %. Обычная огнезащита испытывалась для сухих отапливаемых помещений, и на улице она теряет свойства раньше срока: влага проникает через микроповреждения, вызывает скрытую коррозию, покрытие вздувается и отслаивается. Поэтому для наружных металлоконструкций используют только составы с заявленной атмосферостойкостью или дополнительно наносят влагостойкое финишное покрытие.
Нет, нельзя. Большинство тонкослойных вспучивающихся красок сертифицированы для сухих отапливаемых помещений. Без атмосферостойкого финиша и правильной антикоррозионной грунтовки влага проникнет через микроповреждения и стыки, вызовет скрытую коррозию, и система перестанет работать задолго до конца заявленного срока. Для улицы нужны составы с прямой пометкой в техописании об атмосферостойкости: например, GOODHIM Металлюкс 01, GOODHIM Ф 01 или конструктивный GOODHIM Термо.
При нагреве до 200–250 °C компоненты краски вступают в реакцию термического разложения: покрытие вспучивается, увеличиваясь в объёме в 20–70 раз, и образует на металле пористый негорючий слой с низкой теплопроводностью. Этот слой замедляет прогрев стали до критических 500 °C, сохраняя несущую способность конструкции от 15 до 150 минут в зависимости от состава и толщины. Одновременно пенококс препятствует доступу кислорода и распространению пламени. При нормальных условиях покрытие работает как прочная, эластичная, влагостойкая и УФ-стойкая краска, защищая металл от коррозии и осадков.
Толщина слоя зависит от четырёх факторов. Первый — приведённая толщина металла (ПТМ): чем меньше ПТМ, тем быстрее элемент прогреется и тем толще нужен слой. Второй — требуемый предел огнестойкости: R90, R120, R150 — чем выше класс, тем толще покрытие. Третий — тип огнезащитного материала: у вспучивающихся красок, цементно-вермикулитовых штукатурок и плит разная эффективность, поэтому толщина для одного и того же R-класса неодинакова. Четвёртый — геометрия профиля, критическая температура стали, условия эксплуатации и протокол испытаний конкретного состава. Данные для расчёта берут из техописания производителя, а не из усреднённых таблиц.
Если слой тоньше рассчитанного, металл прогреется быстрее, покрытие не сформирует полноценный защитный барьер, и конструкция потеряет несущую способность раньше нормативного времени. Если слой толще нормы, возрастёт стоимость защиты, увеличится нагрузка на каркас, а конструктивные составы через некоторое время могут осыпаться. Строительные нормы прямо запрещают отклонения средней толщины от проектных значений, и при приёмке такой объект не введут в эксплуатацию.
Зависит от состава. У GOODHIM Металлюкс 01 и GOODHIM Ф 01 финишное покрытие не требуется: они сами атмосферостойкие. У конструктивного GOODHIM Термо под открытым небом рекомендуется покрытие акриловой эмалью, а внутри помещений финиш не нужен. Если финиш предусмотрен проектом, его наносят после полного высыхания огнезащитного слоя, и он должен быть совместим с составом огнезащиты.
Время высыхания зависит от состава. GOODHIM Термо сохнет до 8 часов при +20 °C, GOODHIM Металлюкс 01 — до 4 часов, GOODHIM Ф 01 — не более 1 часа между слоями. Быстросохнущие покрытия удобны при сжатых сроках строительства, зимой, когда окно для наружных работ ограничено, и при выполнении предписания надзорных органов. Составы с короткой межслойной сушкой позволяют уложиться в 3–14 дней вместо стандартных 2–4 недель.
Да, если это предусмотрено техописанием состава. Поверхность очищают от пыли, масел, ржавчины и старого покрытия. Если используется грунтовка, её обязательно проверяют на совместимость с выбранным огнезащитным материалом: разные составы могут плохо взаимодействовать друг с другом. Нельзя брать первый попавшийся грунт — это одна из самых частых ошибок, которая приводит к отслоению всей системы.
