Практические решения по огнезащите зданий и сооружений

Для уменьшения пожарной опасности помещений и зданий необходимо соблюдать неотъемлемые правила возведения зданий, а также применение специальных материалов. Крупные города России, такие как Москва, Санкт Петербург, Ярославль, Нижний Новгород и др. рассчитывают целые программы строительства крупномасштабных объектов, в которых безопасность эксплуатации должна являться главным фактором.

Основные несущие конструкции зданий должны быть огнестойкими. Для этого необходима пропитка материалов антипиренами, покрытие поверхности огнезащитными красками, обмазка огнезащитными пастами, покрытие огнестойкими стеклообоями, защита конструкции жесткими экранами — огнестойкими листами, панелями, плитами, цилиндрами. Двери выходов также должны быть огнестойкими. Предел их огнестойкости составляет не менее 60 минут.

Развлекательные центры, гипермаркеты, клубы городов в обязательном порядке должны соответствовать всем норам пожарной безопасности. Ведь именно места массового скопления людей к сожалению чаще всего подвергаются возгоранию.

Антипирены применяются для повышения огнестойкости материала. Антипирены способствуют плавлению, либо выделению веществ внутри материала, которые препятствуют горению. При этом антипирены не должны содержать ядовитые вещества. Иначе эффект, как вы понимаете, будет обратным.

Огнезащитная краска имеет в своей обороне смесь, которая может затвердевать. Пленка, которая образуется в результате затвердевания, защищает от огня. Огнестойкие краски на жидком стекле используются для огнезащитных занавесов в театрах, кинотеатрах и в других зрелищных помещениях.

Защиту от огня можно обеспечить посредством обмазкой огнезащитными пастами. Такие пасты изготавливаются на основе жидкого стекла, строительного гипса, глиноземистого цемента, пуццолановых цементов. Но более эффективными считаются пасты, в котоых используется вермикулит, перлит и каолиновая вата.

Для квартир и частных домов предлагаются стекловолокнистые обои. Этот негорючий материал является экологически чистым продуктом. Они также имеют различный цвет и текстуру, как и их обыкновенные «сородичи». Стекловолокнистые обои выдерживают любую деформацию стен и легко контактируют с влажной тряпкой.

Также есть прогрессивные методы огнезащиты. Они основаны на использовании облегченных облицовочных материалов: асбесто-вермикулитовые, гипсоволокнистые, асбесто-перлитовые, вермикулитовые, цементные огнезащитные облицовки.

В зависимости от характера материала, который должен обладать огнезащитными свойствами, подбирается соответствующий способ защиты.

Повышение предела огнесохранности железобетонных конструкций

Строительные конструкции из железобетона сами по себе обладают определенной степенью огнестойкости, которая зависит от марки бетона и его армирования, габаритных размеров конструкции, вида заполнителя, несущих нагрузок, опорной системы и степени влажности бетона в условиях эксплуатации здания.

При воникновении пожара ж/б конструкции в нагруженном состоянии подвергаются высокотемпературному огневому воздействию, которое изменяет физические свойства бетона и заложенной арматуры.

Потеря несущей способности железобетонных элементов может происходить под действием различных факторов: из-за деформации, возникающей за счет ассиметричного изменения физико-механических свойств бетона в результате неравномерного нагрева в поперечном сечении несущих элементов; уменьшения расчетной высоты сечения за счет нагревания до высоких температур сжатого бетона; проскальзывания арматуры на опоре при нагреве контактного слоя бетона и арматуры до критической температуры и т.д.

В арматуре при высоких температурах нагрева возникают большие пластические деформации, в результате чего она перестает воспринимать усилия от внешней нагрузки и таким образом перестает выполнять возложенные на нее задачи.

Наибольшей огнестойкостью обладает бетон с влажностью около 3,5%. Однако, увлажненные бетоны с плотностью выше 1200 кг/м³ даже при кратковременном действии пожара подвержены хрупкому разрушению. Расширяющаяся при повышении температуры влага и фазовый переход воды в пар создают давление на стенки пор, что приводит к значительным напряжениям в бетоне.

Хрупкое разрушение бетона при пожаре может очень быстро привести к разрушению бетонных или железобетонных конструкций. В этом случае предел огнестойкости конструкций может оказаться значительно ниже требуемого вследствие уменьшения размера поперечного сечения конструкции, уменьшения толщины или полной ликвидации защитного слоя рабочей арматуры, а также образования сквозного отверстия, что непременно приведет к разрушению здания.

В целом предел огнестойкости железобетонных конструкций может доходить до 2,5 часов, огнезащита для них применяется в случае повышенных (более 2,5 часов) требований к пределам огнестойкости. Это характерно для таких объектов, как высотные здания или автодорожные тоннели.

Наиболее распространенными способами дополнительной защиты железобетонных конструкций от длительного воздействия повышенных температур на сегодняшний момент является нанесение огнезащитных покрытий, а также облицовка поверхности огнестойкими панелями.

Противопожарные требования к системам вентиляции и дымоудаления

Системы вентиляции и дымоудаления, равно как и другие инженерные системы зданий, подвержены разрушительному воздействию пожара. Через поврежденные воздуховоды происходит распространение ядовитых продуктов горения, дыма, пламени как внутри пожарных отсеков, так и между ними.

В Российской Федерации требования по огнестойкости систем вентиляции и кондиционирования определены Федеральным законом №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и СП7.13130 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования». Данные документы определяют степень огнестойкости элементов конструкции в зависимости от вида здания, его конструктивных особенностей и условий эксплуатации. Пределы огнестойкости варьируются в диапазоне от 15 минут до 2,5 часов (от EI 15 до EI 150).

Традиционно в нашей стране воздуховоды изготавливаются из тонколистовой стали, как правило, толщиной 0,8 мм. Предел огнестойкости таких воздуховодов без специальной огнезащитной обработки не более 15 минут (EI 15). В связи с этим во многих случаях необходимо обеспечить противопожарную защиту этих систем.

В настоящее время в России для этого используются следующие решения:

• Теплоогнезащитные покрытия на основе жидкостекольных и фосфатных связующих. К серьезным недостаткам относится слабая вибростойкость, существенные проблемы с адгезией, влияние влажности в помещении на физико-химические свойства покрытия и связующих. Вследствие этого покрытие крайне недолговечно и на текущий момент практически не используется.
• Теплоогнезащитные покрытия из жестких и мягких минераловатных плитных материалов. Обеспечивают предел огнестойкости EI60-EI180. К существенным недостаткам таких решений относятся: трудоемкий сложный монтаж, требования к свободному месту около воздуховода для доступа к нему, необходимость применения дополнительных материалов для герметизации швов. Особенно сложен монтаж при любом изменении пространственной геометрии воздуховода.
• Штукатурки — теплоогнезащитные покрытия на основе минеральных волокон, получаемые путем оштукатуривания воздуховодов составом из сухой смеси. Данное решение способно обеспечить наибольшие пределы огнестойкости вплоть до EI 240. Обладает очень высокими теплоогнезащитными свойствами. Наносятся механизированным способом, что позволяет выполнить огнезащиту больших площадей за короткие сроки.

Периодически для огнезащиты систем вентиляции некоторые недобросовестные организации пытаются использовать тонкослойные огнезащитные вспучивающиеся составы. Обращаем внимание, что их применение допустимо только в составе композитного решения совместно с армированием. В противном случае огнезащитные краски не обеспечивают огнестойкость воздуховода. Причем, даже в случае с армированием, краски обеспечивают огнестойкость и только до EI 60. При этом данная технология становится очень сложной в монтаже, как следствие трудоемкой и дорогой.

Пожароопасность кабельных линий

Анализ статистических данных показывает, что причины 20-25% пожаров, ежегодно происходящих в России, связаны с эксплуатацией электроустановок. Такое же соотношение характерно и для многих промышленно развитых стран Европы. С этой причиной статистика связывает примерно 50 000 пожаров, наносящих прямой ущерб в размере ~ 1,5 млрд. рублей ежегодно без учета косвенных потерь от недовыпущенной продукции, перерывов электроснабжения, недоотпуска электроэнергии. Данная статистика показывает также, что наибольшее число пожаров (более 60%) при эксплуатации электроустановок связано с кабелями и проводами.

Пожароопасность кабельных линий необходимо рассматривать как сложную совокупность различных факторов: характера источника зажигания, особенностями распространения горения, горючей нагрузкой (количеством горючих материалов на одном погонном метре кабельной линии), условиями вентиляции помещения, наличие и эффективность систем пожаротушения и др.

Кабель представляет собой сложную многокомпонентную конструкцию, сочетающую в себе наличие горючих материалов (электроизоляция, оболочки кабелей и т.п.) и внутренних источников теплоты, в виде нагретых электрическим током токопроводящих жил, которые в аварийных режимах эксплуатации могут стать  источниками возгорания и дальнейшего развития пожара.

Противопожарную защиту кабельных линий следует разделить на три отдельных направления:

• Защита кабельных линий (кабелей) от распространения пламени по изоляции в случае возникновения пожара, т.е. нераспространение горения;
• Защита мест прохода кабельных линий через ограждающие конструкции пожарных зон зданий с целью локализации пожара, недопущение его распространения в другие пожарные зоны;
• Защита, собственно, кабельных линий систем безопасности и жизнеобеспечения от воздействия факторов пожара с целью сохранения их работоспособности.

Для обеспечения пассивной противопожарной защиты объектов, связанных с кабельными линиями, необходимо применять следующие меры:

• Применение кабелей исполнения типа HГ-LS, HF, FR, LTx в соответствии с ГОСТ Р 53315;
• Нанесение огнезащитных покрытий на кабельные линии состоящей из кабелей без типа изготовления НГ по ГОСТ Р 53315;
• Секционирование (разделение) кабельных линий, проложенных в одном кабельном помещении, канале или коробе противопожарными перегородками или огнепреградительными поясами;
• Локализация пожара в пределах одной пожарной зоны — противопожарная заделка мест прохода кабельных линий через ограждающие конструкции (стены, перекрытия) пожарных зон зданий;
• Прокладка кабельных линий, питающих системы безопасности, кабельных линий, проходящих транзитом через помещения с повышенным пожарным риском в огнестойких кабельных коробах, обеспечивающих сохранение их работоспособности в условиях пожара в течение нормируемого времени.

Противопожарная защита инженерных коммуникаций

Коммуникации систем теплоснабжения, горячего и холодного водоснабжения, внутренней канализации, вентиляции и кондиционирования, электроснабжения и освещения буквально «пронизывают» здания и сооружения с первого до последнего этажа.

Учитывая то, что сегодня в коммуникациях различных инженерных систем объективно применяются горючие материалы, актуальным был и остается вопрос обеспечения их пожарной безопасности в общем контексте обеспечения пожарной безопасности здания или сооружения в целом в случае возникновения локального пожара и недопущения его распространения по элементам инженерных коммуникаций.

Изоляционная оболочка электрических кабелей системы электроснабжения и освещения изготавливается в основном из поливинилхлорида (ПВХ) или резины. Горючая оболочка кабеля может стать источником пожара и причиной его дальнейшего распространения в случае появления внешнего источника возгорания или воспламенения оболочки кабеля в следствие КЗ или перегрева его токопроводящей жилы из-за нештатной нагрузки. А в случае прохождения кабеля через стену или перекрытия здания в его другие помещения возникает реальная угроза распространения пожара и в них.

Трубы и фасонные части систем внутренней канализации и водоснабжения из полимерных материалов превосходят по монтажным и эксплуатационным свойствам чугунные, обладают небольшим весом, гладкой внутренней поверхностью, надежным герметичным соединением, высокой химической стойкостью и долговечностью. Однако при всех очевидных преимуществах таких труб они имеют существенный недостаток - горючесть!

В условиях реального пожара и по мере роста температуры полимерная труба размягчается (максимальная температура плавления — +180°С) и в дальнейшем выгорает, открывая в месте ее прохода через перекрытия или стены путь для распространения пожара в соседние помещения.

Одним из технических средств ограничения развития пожара в зданиях различного назначения является создание условий огнепреграждения, препятствующих распространению пожара из помещения в помещение.

В настоящее время разработан целый ряд материалов, систем и технологий, которые позволяют эффективно обеспечить противопожарную защиту инженерных коммуникаций зданий и сооружений.