Противопожарные стальные конструкции

Когда слышишь ?противопожарные стальные конструкции?, многие сразу представляют толстый металл, покрытый какой-то специальной краской. Но если бы всё было так просто... На деле, это целая философия расчёта, выбора материалов и, что критично, понимания реального поведения конструкции в условиях пожара, а не только на бумаге по нормам. Частая ошибка — думать, что главное — это предел огнестойкости в минутах (R15, R30, R45). Да, цифра важна для сертификата и проверяющих, но как эта стойкость достигается? Вот где начинается практика, а порой и наши ошибки.

Огнезащита: не всякая краска одинаково полезна

Раньше мы много работали с тонкослойными вспучивающимися покрытиями. Удобно, быстро, относительно дёшево. Заказчику нравится — конструкция после обработки выглядит почти как новая, без толстых слоёв. Но один проект, точнее, его последующая экспертиза после небольшого локального возгорания, заставил серьёзно задуматься. Пожара как такового не было, был сильный нагрев от аварии в соседнем помещении. И покрытие на части колонн вспучилось неравномерно, местами отслоилось кусками. Оказалось, подготовка поверхности была неидеальной — где-то осталась незаметная глазу влага, где-то окалина. И адгезия в критический момент подвела. С тех пор я отношусь к подготовке поверхности под огнезащиту почти с религиозным фанатизмом. Любой экономии на этапе очистки и грунтовки — твёрдое ?нет?.

Сейчас чаще склоняюсь к комбинированным решениям, особенно для ответственных объектов. Например, для каркасов современных агропромышленных комплексов, где помимо огнестойкости есть агрессивная среда — влажность, пары удобрений. Тут тонкослойное покрытие может не выдержать. Мы рассматриваем варианты с предварительной обработкой стальных конструкций цинконаполненными грунтами для антикоррозии, а потом уже нанесение толстослойного покрытия на основе вермикулита или цементосодержащих составов. Да, это дороже и тяжелее, но долговечность и предсказуемость поведения выше. Как-то работали над проектом тепличного комплекса для ООО Чэнду Цзюйцан Агротехнологическая Компания — там как раз стоял вопрос о комплексной защите стального каркаса от коррозии и огня в условиях постоянной высокой влажности. Пришлось делать несколько выездов на место, чтобы оценить микроклимат именно в зоне монтажа конструкций.

И ещё момент по краскам — их поведение при низких температурах. Не все составы рассчитаны на монтаж или эксплуатацию при -30°C. А если конструкция смонтирована летом, а вспучиваться ей придётся зимой при пожаре? Коэффициент расширения может быть другим. Это не всегда прописано в ТУ, но на практике мы запрашиваем у производителей испытательные протоколы для разных температурных режимов. Часто ответа нет, и это тревожный звоночек.

Расчёт и реальность: где прячется слабое звено

Расчёт огнестойкости — это святое. Но любой инженер, который бывал на стройке, знает: смонтированная конструкция и её расчётная схема — это две большие разницы. Самый простой пример — узлы соединения. В программе у тебя идеальный шарнир или жёсткое защемление. На площадке же — это сварные швы, сделанные на ветру или в дождь, или болтовые соединения, которые ?немного? не дотянули. При стандартной нагрузке это, может, и пройдёт. Но при пожаре, когда металл теряет прочность, именно эти узлы становятся точками концентрации напряжений и часто выходят из строя первыми.

Поэтому мы всегда настаиваем на том, чтобы в спецификации по огнезащите отдельно прописывались требования к защите соединений. Иногда их нужно защищать даже более усиленно, чем сами балки или колонны. Особенно это касается болтов. Стальной болт нагревается быстрее массивного профиля и быстрее теряет прочность. Видел последствия испытаний, где колонна стояла, а консоль с ней соединённая отвалилась именно по болтовому соединению — болты ?поплыли?. Теперь для ответственных узлов рассматриваем применение специальных огнезащитных кожухов или обмазок для узлов.

Ещё один практический нюанс — взаимодействие с другими системами. Часто проектировщики вентиляции или электроснабжения ?вешают? свои трассы прямо на наши противопожарные конструкции, просверливают их для креплений, нарушая целостность огнезащитного слоя. Приходится проводить ликбезы на совещаниях, что любое отверстие после нанесения покрытия должно быть заделано сертифицированным составом, а не обычным герметиком. Идеально, конечно, предусмотреть все крепления на этапе проектирования огнезащиты.

Специфика объектов: теплицы — это не склад

Вот, к примеру, та же ООО Чэнду Цзюйцан Агротехнологическая Компания. Компания профессионально занимается проектированием и строительством тепличных комплексов. И их стальные каркасы — это особая история. Тут не подойдут стандартные решения с тяжёлыми обмазками. Во-первых, потому что важна светопропускаемость — толстый слой на верхних поясах ферм может давать ненужную тень. Во-вторых, постоянный конденсат. Некоторые огнезащитные составы на водной основе могут иметь проблемы с постоянной влажностью, начинают ?цвести? или терять адгезию.

Для таких объектов мы искали решения с производителями. Интересный вариант — специальные лаки или тонкослойные покрытия с гидрофобными добавками. Они и от воды защищают, и не так сильно съедают свет. Но тут встаёт вопрос стоимости и, опять же, долговечности. Пока что оптимальным видится подход с использованием коррозионностойких сталей (или оцинкованных профилей) в качестве базиса, а затем нанесение лёгкого вспучивающегося покрытия. Но оцинковка — тоже палка о двух концах. Нужно очень тщательно подбирать совместимую с ней грунтовку, иначе всё отслоится. Один раз пришлось переделывать из-за этой несовместимости — дорогой урок.

Кроме того, в теплицах часто применяется большое количество полимерных материалов (плёнка, поликарбонат). И их поведение при пожаре — отдельная тема. Они горят, плавятся, капают. И эти капли горящего полимера падают на стальные конструкции. Стандартные испытания огнестойкости такой сценарий часто не учитывают. Получается локальный перегрев в точке, не охваченной расчётом. Об этом тоже приходится говорить с заказчиком, возможно, закладывать дополнительный запас по толщине покрытия на верхних элементах.

Контроль качества: приёмка — это не формальность

Самая большая головная боль — контроль качества нанесения. Можно иметь идеальный проект, лучшие материалы, но если бригада нанесёт состав неравномерно, всё коту под хвост. Толщина слоя — ключевой параметр. Раньше проверяли сухим толщиномером, но это уже после полимеризации. Сейчас всё чаще требуют (и это правильно) вести журнал контроля мокрой плёнки на каждом этапе нанесения. Это позволяет вовремя скорректировать толщину.

Но и тут есть подводные камни. Например, температура и влажность воздуха в момент нанесения и сушки. Если состав наносился в жару, он может быстро ?схватиться? сверху, а растворитель не успеет выйти из нижних слоёв. В итоге — пузыри и отслоения при нагреве. Поэтому теперь в техкарту на производство работ мы включаем не только параметры подготовки поверхности, но и строгий климатический режим для проведения работ. И требуем от подрядчика вести лог температуры и влажности. Без этого акт выполненных работ не подписываем.

Ещё один метод контроля, к которому постепенно приходим — выборочное инструментальное обследование адгезии. Неразрушающие методы не всегда дают полную картину. Иногда нужно в паре-тройке не самых видных мест сделать надрезы и проверить отрыв скотчем или даже специальным прибором. Заказчики сначала ворчат, что портим покрытие, но когда объясняешь, что это гарантия того, что вся конструкция не ?облезет? в критический момент, обычно соглашаются. Лучше маленький ремонтный пятно сейчас, чем катастрофа потом.

Взгляд в будущее: что меняется в подходе

Сейчас всё больше говорят о комплексных системах пассивной огнезащиты. То есть противопожарная стальная конструкция — это не просто балка с покрытием. Это элемент, который должен работать в связке с огнестойкими перекрытиями, противопожарными клапанами в вентиляции, кабельными проходками. Наметился тренд на сквозное 3D-моделирование всего этого хозяйства на этапе проектирования, чтобы сразу видеть и устранять конфликты. Для таких компаний, как Чэнду Цзюйцан, которые занимаются комплексными сельскохозяйственными проектами, такой подход крайне важен — их объекты сложные, с множеством инженерных систем.

Также растёт интерес к материалам с двойной функцией. Например, составы, которые не только защищают от огня, но и являются эффективной антикоррозионной защитой на весь срок службы конструкции. Это сокращает этапы работ и, в перспективе, затраты на обслуживание. Но с такими ?комбайнами? нужно быть ещё осторожнее — требуются длительные натурные испытания в разных средах. Пока что я больше доверяю проверенной схеме: хорошая антикоррозионная грунтовка + специализированное огнезащитное покрытие.

В целом, область не стоит на месте. Появляются новые составы, методы контроля. Но основа, как и двадцать лет назад, — это скрупулёзность на каждом этапе: от выбора марки стали и проектирования узлов до контроля последнего квадратного сантиметра нанесённого покрытия. Без этого все сертификаты — просто бумажки. И опыт, иногда горький, — лучший учитель в этом деле. Когда видишь последствия реального пожара на объекте, где работал, все теоретические выкладки и нормы обретают совершенно другой, очень конкретный вес.