Пожар и металлоконструкции: как ведёт себя сталь при высоких температурах
В строительстве металлоконструкции используются в возведении промышленных зданий, торговых центров, складов и даже жилых домов. Однако при всех преимуществах стальных конструкций существует серьезная проблема — их поведение при пожаре. Давайте разберемся, что происходит с металлом при воздействии высоких температур и как обеспечить безопасность зданий с металлическим каркасом.
Содержание
Воздействие высоких температур на сталь
Сталь — материал прочный и надежный при нормальных условиях эксплуатации. Однако ее поведение кардинально меняется при нагревании до высоких температур, которые возникают при пожаре.
Критические изменения в металле при нагреве
При повышении температуры в стальных конструкциях происходят следующие процессы:
- снижение прочности — уже при 300-400°C прочность стали начинает заметно уменьшаться;
- потеря несущей способности — при 500°C сталь теряет до 40% своей несущей способности;
- критическая температура — при 650°C сталь сохраняет лишь около 10% исходной прочности;
- деформация — металл начинает расширяться и деформироваться, что приводит к нарушению геометрии конструкции.
Методы огнезащиты металлоконструкций
Учитывая уязвимость стали перед высокими температурами, огнезащита металлоконструкций является обязательным элементом обеспечения безопасности зданий.
Основные способы огнезащиты:
- Конструктивная огнезащита
- Облицовка огнестойкими плитами
- Бетонирование стальных элементов
- Кирпичная кладка вокруг металлических колонн
- Тонкослойные огнезащитные покрытия
- Огнезащитные краски (вспучивающиеся)
- Лаки и эмали с огнезащитными добавками
- Напыляемые огнезащитные составы
- Цементно-вермикулитовые составы
- Перлитовые и минераловатные смеси
- Комбинированные методы
- Сочетание различных типов защиты для достижения максимального эффекта
Поведение защищенных металлоконструкций при пожаре
Правильно защищенные металлоконструкции m-investspb.ru способны выдерживать воздействие огня значительно дольше. Это критически важно для обеспечения времени эвакуации людей и работы пожарных служб. Ключевым параметром является предел огнестойкости, который обозначается буквой R и измеряется в минутах. Он указывает, как долго конструкция сохраняет несущую способность под нагрузкой в условиях стандартного температурного режима пожара. Современные методы расчета, включая компьютерное моделирование, позволяют точно прогнозировать поведение узлов и соединений при высоких температурах, что особенно важно для сложных архитектурных форм.
Эффективность огнезащиты:
- конструктивная огнезащита может обеспечить сохранение несущей способности до 4 часов;
- тонкослойные покрытия — от 30 минут до 2 часов в зависимости от толщины слоя;
- напыляемые составы — от 1 до 3 часов. Эта технология позволяет создавать бесшовное покрытие сложных конфигураций, включая фермы и балки. Современные напыляемые материалы на основе вермикулита или перлита отличаются высокой адгезией к металлу и устойчивостью к вибрациям, что продлевает срок их службы.
Нормативные требования к огнестойкости металлоконструкций
Требования к огнестойкости металлоконструкций регламентируются строительными нормами и правилами. Они зависят от:
- функционального назначения здания;
- этажности;
- площади помещений;
- количества людей, которые могут находиться в здании.
Для большинства общественных зданий минимальный предел огнестойкости несущих металлоконструкций составляет от 30 до 120 минут.
Сталь — превосходный строительный материал, но ее поведение при высоких температурах требует особого внимания. Понимание процессов, происходящих в металле при пожаре, и применение современных методов огнезащиты позволяют создавать безопасные и надежные здания с металлическим каркасом.
При проектировании и строительстве объектов с использованием металлоконструкций необходимо тщательно рассчитывать требуемую огнестойкость и выбирать подходящие методы огнезащиты, учитывая все факторы риска и нормативные требования.
