Главная | Архитектура и строительство | Статьи | Наука и образование | О проблемах применения средств огнезащиты

О проблемах применения средств огнезащиты

AiS21302015_26

AiS21302015_262

AiS21302015_263

AiS21302015_263

AiS21302015_264

О проблемах применения средств огнезащиты

В. Ф. КОРОТКИХ, к.т.н., С. В. КОРОТКИХ, В. Н. СОРОКИН

В нашей стране ежегодно регистрируется порядка 160 тыс. пожаров, в которых погибают 10 – 11 тыс. человек. (В США вместе со всеми странами Евросоюза в пожарах ежегодно гибнут около 9 тыс. человек.) В России пожары происходят в лесах (ежегодно выгорает около 1 млн. га), мегаполисах, небольших городах, деревнях. Даже на российских станциях в Антарктиде уже произошло два пожара, погибли два человека.

До недавних пор основными причинами пожаров в нашей стране были беспечность, пьянство граждан, перегрузка электросетей или аварийный режим работы электрооборудования. В последнее время к этим причинам присоединились намеренные поджоги с предварительным выводом из строя систем сигнализации и автоматического пожаротушения. Поэтому сейчас всё более значимую роль начинает играть так называемая пассивная защита от пожаров, концепция которой предусматривает превращение строительных конструкций в несгораемые или хотя бы существенное продление срока их сопротивления огню.

В каких случаях имеет смысл применение интумесцентных материалов и какие из материалов отечественного производства наиболее эффективны? Практика показывает, что не всегда заложенные в проекты технические решения и проведённые огнезащитные работы выдерживают те испытания, на которые они были рассчитаны.

Средства огнезащиты для стальных конструкций должны иметь техническую документацию (ТУ, технологические регламенты, паспорта), разработанную производителем и зарегистрированную в установленном порядке. Техническая документация содержит следующие показатели и характеристики средств огнезащиты: группу огнезащитной эффективности и расход для определённой группы; толщину огнезащитного покрытия для определённой группы огнезащитной эффективности; плотность (объёмную массу); сведения по технологии нанесения; способы подготовки поверхности, виды и марки грунтов, клеящих составов, количество слоёв, условия сушки, способы крепления и порядок изготовления (монтажа); виды и марки дополнительных (защитных, декоративных) поверхностных слоёв;  гарантийный срок и условия хранения; мероприятия по технике безопасности и пожарной безопасности при хранении средства огнезащиты и производстве работ; гарантийный срок и условия эксплуатации (предельные значения влажности, температуры окружающей среды и т. п.);  возможность и периодичность замены или восстановления в зависимости от условий эксплуатации.

При строительстве сооружений промышленного, общественного и жилого назначения в проекте всегда оговаривается степень огнестойкости объекта, которая предусматривает проведение целого комплекса  противопожарных мероприятий согласно требованиям технического регламента в области пожарной безопасности (Федеральный закон от 22 июля 2008 г.
№123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»).

Вопросы пожарной безопасности зданий и сооружений занимают умы большого количества специалистов в этой области, которые выполняют комплекс работ по обеспечению эффективной огнезащиты:

- предпроектные исследования по выбору оптимальной системы антикоррозионного и огнезащитного покрытий с учётом условий их эксплуатации;

- подбор организации-производителя работ;

- разработка проектно-сметной документации и её экспертиза на соответствие требованиям пожарной безопасности;

- выполнение огнезащитных работ: подготовка поверхности, входной контроль материалов, нанесение антикоррозионных и огнезащитных составов, комплексная приёмка-сдача работ;

- осуществление надзора за состоянием покрытия в процессе эксплуатации.

Реализация каждого из этих направлений предполагает конкретную ответственность перед потребителем и страховыми компаниями за причинённый пожарами фактический ущерб, который возникает вследствие неверных технических решений при проектировании или выполнении огнезащитных работ. Поэтому проектирование и производство работ по огнезащите конструкций должны осуществляться исключительно организациями, имеющими лицензию на данные виды деятельности.

Группа огнезащитной эффективности средств огнезащиты определяется в соответствии с  п. 5.5.3 ГОСТ Р 53295-2009 «Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности».

Испытания по определению огнезащитной эффективности должны проводиться в специализированной организации, имеющей соответствующую аккредитацию.

Основной причиной систематических нарушений при проведении всего комплекса противопожарных работ по огнезащите является стремление потребителя к максимальному снижению стоимости этих мероприятий, что неизменно ведёт к падению качества огнезащитных работ. Сегодня в практике огнезащиты существует один подход к определению такого
показателя – это ЦЕНА. Уже давно никто не оперирует понятием «цена одного килограмма» огнезащитного состава. Поэтому надо уметь работать с показателем «цена решения», вкладывая в него и стоимость материала, и расход состава на квадратный метр поверхности, и затраты на работы по нанесению, и долговечность полученного покрытия. По оценкам специалистов, стоимость огнезащиты, обеспечивающей предел огнестойкости стальных конструкций
в 45 мин, составляет около 15% стоимости конструкций, а предел огнестойкости в 120 мин – около 30% их стоимости.

Вот здесь следует вспомнить ещё об одной ключевой фигуре процесса огнезащитной обработки – собственнике, который финансирует все эти мероприятия, свято веря в полную безопасность своего добра, которое он с самыми чистыми помыслами старается спасти от разрушительной силы пожара. В идеальном случае собственник заказывает эти работы проверенной организации, имеющей лицензию, как на проектирование, так и на выполнение огнезащитной обработки. А в оговорённый срок принимает работы, которые, как говорят у нас, сделаны «под ключ» со всеми актами скрытых и нескрытых работ, заключениями надзорных органов и великолепием обработанных и потому «несгораемых» колонн, балок, косоуров и прочих строительных конструкций.

Проблем нет? Нет, проблема есть, и заключается она прежде всего в том, что огнезащитные работы являются в некоторой мере скрытыми, а открываются они только при возникновении пожара, когда огнезащитное покрытие «срабатывает» и подтверждает или опровергает гарантии производителя, предел огнестойкости согласно сертификатам,  рекламные обещания продавца. Именно в этот момент собственник может наблюдать, как горят его деньги, вложенные в огнезащиту, в случае некачественности последней. О рухнувших надеждах и разочарованиях писать не будем, они сгорают вместе с рухнувшими в результате пожара колоннами, перекрытиями и другими несущими элементами.

Среди многих причин, которые могут привести к фатальным последствиям при воздействии пожара на объект, который был защищён от огня согласно существующим нормам и правилам, как основные следует выделить следующие:

- неверные технические решения, которые были изначально заложены в проект на выполнение огнезащитных работ;

- некачественное огнезащитное покрытие, которое физически не обеспечивает заявленный предел огнестойкости;

- недобросовестное выполнение работ по огнезащитной обработке, несоблюдение значений толщины покрытия, предусмотренного проектом, отклонение от инструкции по нанесению данного огнезащитного состава;

- нарушение условий эксплуатации покрытия, которое может быть следствием недобросовестного информирования производителем или продавцом, как в части условий, так и гарантийных сроков эксплуатации.

Остановимся более подробно на первых двух причинах, которые могут быть тесно связаны между собой таким важным параметром, как качество огнезащитного материала, которое принято определять следующими характеристиками: огнезащитной эффективностью материала, сроком годности состава и гарантийным сроком службы покрытия, технологичностью нанесения и восстановления, стойкостью к воздействиям внешней среды, температурным режимом эксплуатации покрытия.

По всем существующим нормам конкретный выбор типа и средств огнезащиты должен осуществляться  в соответствии с техническим проектом, а также на основе технико-экономического анализа с учётом соответствия заданного предела огнестойкости конструкции требованиям пожарной безопасности. 
Другими словами, собственник при определении оптимальных для себя параметров огнезащитного процесса должен довериться информации, которая содержится в разного рода технической и разрешительной документации. Средства огнезащиты – это такой товар, качество которого не определишь ни визуально, ни органолептически.

Не вызывает сомнения, что краеугольным камнем всего огнезащитного процесса является удачный выбор средства огнезащиты, т. е. – огнезащитного состава, который в случае возникновения пожара выполнит своё предназначение – спасёт конструкцию от деформации, а само здание от обрушения и прочих неприятных последствий.

Конечно, собственнику, уже привыкшему к окружающей его еврообстановке и последние лет 15 живущему в условиях вечного евроремонта, и без наших рекомендаций понятно, что покупать надо огнезащитный состав мирового, а значит, европейского уровня и качества. Но отечественные «ОС» выгодно отличаются от европейских ценой: средняя цена 1 кг российского огнезащитного состава – от 160 руб., а импортные (в основном западноевропейские) находятся в ценовом диапазоне от 250 – 300 руб. Возможно, эти различия компенсируются суперогнезащитными свойствами последних?

Подробный анализ научно-технической документации производителей огнезащитных составов за последние 10 лет приводит к мысли, что в каждой стране существует своеобразная «мода» на показатели огнезащитной эффективности огнезащитных составов. Причём в консервативной Европе эта мода остановилась лет десять назад, и там уверенно производят огнезащитные составы с устоявшимися показателями предела огнестойкости, средние значения которых приведены в табл.1. В России же, несмотря на  устоявшийся модельный ряд средств огнезащиты, показатели огнезащитной эффективности всё улучшаются, а толщина покрытий, их обеспечивающая, всё утончается.

Нами были рассмотрены данные сертификационных испытаний 15 огнезащитных составов европейского  происхождения и сертификации (№1, табл.1),  3 – отечественного производства (№2, табл.1), сертифицированных в Украине, и 16 российских (№3, табл.1), которые были сертифицированы в России.

Общее наблюдение можно выразить следующим образом. Составы условно разделяются на три далеко отстоящие друг от друга группы:

- сделано и сертифицировано в Европе и Украине;

- сделано и сертифицировано  в России;

- состав «ОС Х» российского производства, который сертифицирован в Украине.

Исходя из данных, представленных в таблице 1, вывод, казалось бы, однозначен. Если потребителю в силу каких-либо непреодолимых обстоятельств не удастся приобрести состав «ОС Х», то самыми выгодными по соотношению «цена-качество» являются огнезащитные составы российского производства, которые  гораздо более устойчивы к действию огня и минимум в 1,5-2 раза превосходят по своей огнезащитной эффективности зарубежные и украинские аналоги (табл.1).

Что существенно «улучшило» показатели огнезащитной эффективности по пути из Германии в страны СНГ? Если производитель остался прежним, – фирма DuPont Perfomance GmbH&Co.KG, – то резонно возникает вопрос: почему в наши страны фирма экспортирует такой качественный огнезащитный материал, как Unitherm ASR (ADR), а для внутреннего потребления оставляет совершенно неконкурентоспособные средства огнезащиты, (см. №1 и 2, табл.1) с необычайно скромными (или правдивыми?) показателями огнестойкости? Для справки: на официальном сайте  фирмы-производителя  нам не удалось найти даже упоминание о покрытии Unitherm ASR, но тщательная сверка научно-технической документации продавцов этого состава в СНГ с информацией сайтов фирмы DuPont Perfomance GmbH&Co.KG не оставляет сомнений, что LSA и ASR – один и тот же Unitherm. Показательным является и  факт немецкой гордости, что, используя огнезащитную систему Unitherm Brillant, они добились обеспечения предела огнестойкости металлоконструкций приведённой толщины δ=6,2 мм-1 – 90 мин. при толщине покрытия 2,9 мм. В России же Unitherm ASR испытан для того же предела огнестойкости: при δ=4,1 мм-1 толщина покрытия составляет 1,8 мм (из рекламных материалов со ссылкой на сертификат пожарной безопасности № ССПБ.DE.УП001.В02861).

Исключительно в поисках истины продолжим анализ результатов огнестойкости покрытия Unitherm ASR, полученных в России и Украине. Сравним данные cертификатов соответствия и пожарной безопасности для всех позиций огневой стойкости состава Uniterm ASR: R45 (δ=3,4) – разница в толщинах ∆d=0,17 мм (15%); R45 (δ=4,1) – ∆d=0,58 мм; (51%!); R60 (δ=4,1) – ∆d=0,44 мм (28%). А если  предположения об идентичности составов Uniterm ASR и Uniterm LSА верны, то величина ∆ d составляет для R60 (δ=4,1) – 55% (Германия – Россия) и 38% (Германия – Украина). Не усилит огнезащиту объектов и документированный в сертификатах расход огнезащитной краски (1,70 кг/м2) для получения покрытия толщиной в 1 мм.  Производитель почему-то настоятельно рекомендует использовать для этих целей 2 кг/м2 – не больше и не меньше: т. е. ∆d
автоматически увеличивается ещё на 15%. Таким образом, несложные расчёты демонстрируют, что благие намерения сохранить несущую способность металлической конструкции во время пожара в течение, например, 1 часа могут быть снижены до 30 минут.

Таких экскурсов, связанных с полной трансформацией огнезащитной эффективности того или иного покрытия в зависимости от конкурентной среды страны потребления, а соответственно, и сертификации средств огнезащиты, можно привести великое множество. Поэтому утверждение, что сертификат соответствия – единственный  объективный документ, который не только разрешает тот или иной состав к применению в стране, но и регламентирует основные параметры – толщину покрытия и, соответственно,  расход состава, необходимые для обеспечения нормируемого предела огнестойкости, вполне может оказаться уже упомянутым мифом номер три.

Для развенчания этого мифа с целью спасения немалых средств, которые планируется вложить в огнезащитную обработку, у потребителя существует только один выход – заказать независимую экспертизу по определению предела огнестойкости огнезащитного состава, который выбран для проведения огнезащитных работ. Здесь комментарии излишни. Стоит лишь помнить, что огнезащита – это довольно ощутимая для бюджета процедура, а  защититься от пожара наполовину ещё не удавалось
никому.

Расход огнезащитного состава – один из самых «лёгких» показателей, фальсификация которого обеспечивает конкурентоспособность огнезащитного материала. В сертификатах традиционно используется стандартная фраза: «…установленный изготовителем (?!) средний расход состава (без учёта потерь) составляет…», которая записывается со слов всё того же изготовителя, которого больше волнует победа в тендере по показателю «расход материала», чем сообщение третьей стороне (центру сертификации) реальных цифр по расходу.

Для ориентировочного расчёта расхода огнезащитного материала
(m, кг/м2), необходимого для образования покрытия толщиной в 1 мм, можно использовать простую формулу:

m=ρпокр .100./ н.в. (1),

где  ρпокр. (г/см3) – плотность покрытия, н.в. (%) – содержание нелетучих веществ в огнезащитном составе.

В оптимальном случае техническая документация производителя огнезащитного состава содержит следующие обязательные сведения: внешний вид состава, плотность состава, содержание сухих веществ, предел огнестойкости, расход материала для обеспечения конкретного предела огнестойкости. Некоторые производители (таких очень мало) указывают и плотность огнезащитного покрытия. Хотя это, по понятным причинам, скорее исключение, чем правило, поскольку даёт потребителю инструмент расчёта расхода огнезащитного материала на 1 м2 конструкции с небольшой долей погрешности. Но смеем вас уверить, что эта погрешность в некоторых случаях даёт более реальный результат, чем нормы расхода огнезащитного состава, заявленные в сертификате.

Если вам предлагают огнезащитный интумесцентный материал с содержанием в нём нелетучих веществ на уровне 70% и утверждают, что его расход для получения сухого покрытия толщиной 1 мм составляет 1,5 – 1,6  кг/м2, относитесь к этой информации как к мифу и с большой долей осторожности: вам предлагают довольно лёгкое  покрытие с  плотностью 1,05 г/cм3.

Обратимся к очевидным фактам. Не секрет, что огнезащитные покрытия являются многокомпонентными системами с традиционным набором составляющих при вполне фиксированных соотношениях: полифосфаты или фосфаты аммония (20 – 25%), пентаэритрит или его аналоги
(8 – 15%), меламин, дицианамид, в редких  случаях, карбамид (10 – 15%), дополнительные антипирены, пигмент (до 10%) и пленкообразователь
(8 – 12%). Все эти компоненты (за исключением пленкообразователя и пентаэритрита) имеют плотность, превышающую 1,5 г/см3. Поэтому следует ожидать, что и плотность покрытия на основе такого состава не должна сильно отличаться от этой величины. Возможны различные манипуляции, приводящие к снижению плотности сухого вещества – введение лёгких наполнителей, воздухововлекающих веществ, разного рода вспенивателей. Но при этом снижается и количество активных веществ на единицу площади и объёма, ответственных за эндотермические процессы, выделение негорючих газов, построение теплоизолирующего пенококса. Другими словами, снижение плотности огнезащитного покрытия априорно приводит к уменьшению его огнезащитных свойств, а никак не наоборот.

Поскольку в сопроводительной документации, как правило, отсутствуют данные по плотности отверждённой  пленки (ρпокр), воспользуемся для расчёта этой величины формулой:

ρпокр = ρкр. · ρраств. · н.в./ 100 · ρраств. – (100 – н. в.) · ρкр. (2),

где ρкр. и  ρраств (г/см3) – плотность исходного огнезащитного состава и растворителя соответственно.

Используя данные сопроводительной научно-технической документации производителей, по формуле (2) можно рассчитать плотность покрытия, образованного водно-дисперсионным составом – ρпокр = (1,38±0,18) г/cм3.
Аналогичный расчет для 20 органоразбавляемых композиций приводит к величине ρпокр = (1,49±0,11) г/cм3. Эти данные, основанные на реальных показателях промышленно-выпускаемых огнезащитных интумесцентных составов, демонстрируют, что плотность покрытия должна соответствовать интервалу, приближённому к значениям  1,20 г/cм3 – 1,60 г/cм3.

Если даже предположить, что плотность покрытия будет варьировать в тех же пределах, что и плотность исходного состава, то расход огнезащитного покрытия с некоторой долей приближения должен соответствовать пределу ~ 2,0 кг/м2 (для н.в.= 60%) и 1,75 кг/м2 (для н.в.=80%).

В основном, такая тенденция присуща европейским материалам, нормы расхода которых определены непосредственно изготовителем или местными испытательными лабораториями: расход огнезащитного материала находится в рассчитанных нами границах 1,75 кг/м2 –  2,0 кг/м2.
А вот что касается «отклонений» (в сторону явного снижения расхода), то в таких случаях мы бы рекомендовали потребителю проверить нормы расхода в специализированной лаборатории строительного профиля.

После ознакомления с параметрами огнезащитной эффективности и нормами расхода производитель или продавец огнезащитного состава, не смущаясь,  ознакомит вас с мифом, который с некоторыми вариациями будет звучать приблизительно так: «На основании результатов испытаний покрытия в течение 150 циклов по ГОСТ Р сохранит свои защитные свойства в условиях эксплуатации на срок не менее 20 лет».
И, что интересно, здесь уже все бессильны – для установления истины надо ждать 20 лет и испытывать гарантированные защитные свойства.

Для непосвящённых – условия У1 – это под открытым небом. Вы встречали до этого лакокрасочные покрытия, которые 20 лет радовали бы глаз, находясь под открытым небом?  А здесь не стоит забывать ещё об одном, но очень важном факторе – покрытие это через 20 лет должно сохранять свои первоначальные огнезащитные свойства. Интересно, проверял ли это кто-нибудь в процессе вышеупомянутых 150 циклов?

Без сомнения, защитный слой, в качестве которого рекомендовано применять  химически стойкие эмали типа ХС, ХП и ХВ, кардинальным образом спасает ситуацию. Но давайте посмот-рим, каков срок использования этих композиций в условиях эксплуатации У1: по данным технических условий, они сохраняют свои свойства в атмосферных условиях не более 7 – 12 лет. Так что думайте сами.

Надеемся, что эта публикация будет интересна  тем, кто выкладывает из своего кармана солидные средства на огнезащиту своих же объектов и надеется на добросовестное отношение к своим обязанностям лиц, причастных к этому процессу. И верится в то, что непосредственная заинтересованность собственника в контроле процессов, связанных с огнезащитной обработкой, не только сохранит его собственность, но и убережёт нас в случае возникновения пожара. Ведь все мы работаем на предприятиях, ходим на стадионы, в кинотеатры, ночные клубы, посещаем магазины и прочие места так называемого массового скопления людей.

АиС №2 (130) 2015 г.

 

 
 
 
Баннер
Баннер
Баннер
Баннер