Огнезащитные составы наносятся на металлические конструкции для обеспечения их термической стабильности при пожаре. Данные интумесцентные покрытия формируют теплоизоляционный барьер, предотвращающий нагрев металла до критической точки 500-550°C, при которой происходит потеря несущей способности на 40-60%. Эффективность огнезащиты определяется точным расчетом толщины слоя, зависящим от приведенной толщины металла (ПТМ), требуемого предела огнестойкости (R15-R180) и группы огнезащитной эффективности (1-7). Применение таких покрытий регламентируется СП 2.13130, ГОСТ Р 53295-2009 и обязательно для объектов различного назначения от стадионов до нефтеперерабатывающих заводов, где конструкции подвергаются значительным механическим и вибрационным нагрузкам.
Понятие приведенной толщины металла и его значение в огнезащите конструкций.
Приведенная толщина металла (ПТМ) является ключевым техническим параметром для определения огнестойкости стальных конструкций, выражаемым отношением площади поперечного сечения к части периметра, подвергающейся огневому воздействию. Измеряемая в миллиметрах согласно ГОСТ Р 53295-2009, ПТМ непосредственно влияет на скорость прогрева металла до критической температуры 500°C, при которой сталь теряет до 60% несущей способности. Данный показатель является определяющим при проектировании огнезащиты, так как конструкции с меньшей ПТМ (2-3 мм) нагреваются быстрее массивных элементов (8-10 мм) и требуют большей толщины огнезащитного покрытия для достижения требуемых пределов огнестойкости R15-R180 по СП 2.13130. Технический расчет ПТМ производится по формуле δпр = F/P×10, где F - площадь поперечного сечения в см², P - обогреваемый периметр в см, что позволяет точно определить расход огнезащитных материалов в соответствии с сертификационными таблицами для каждого типа профиля.
Значимость точного определения количества огнезащитного состава для обеспечения противопожарной безопасности металлоконструкций.
Правильный расчет расхода огнезащитных материалов является критическим фактором для достижения нормативного предела огнестойкости металлоконструкций согласно требованиям СП 2.13130.2020 и ГОСТ Р 53295. Сертифицированные интумесцентные составы обеспечивают требуемую группу огнезащитной эффективности только при точном соблюдении толщины сухого слоя покрытия, которая варьируется от 0,5 до 7,0 мм в зависимости от приведенной толщины металла и заданного предела огнестойкости (R15-R180). Недостаточная толщина нанесения может привести к преждевременной потере несущей способности конструкций при пожаре, а избыточная - к неоправданному увеличению материальных затрат и массы конструкций. Технически обоснованный расчет с использованием специализированных программ и сертификационных таблиц позволяет определить оптимальный расход (кг/м²) для каждого элемента каркаса с учетом особенностей профиля, что обеспечивает соответствие объекта нормам пожарной безопасности при рациональном использовании ресурсов.
Математическое определение коэффициента массивности стальных конструкций для целей огнезащиты.
Приведенная толщина металла (ПТМ) вычисляется по стандартизированной формуле δпр = F/P×10, где F представляет площадь поперечного сечения профиля в см², а P - обогреваемый периметр в см, подвергающийся температурному воздействию при пожаре. Данный технический параметр, измеряемый в миллиметрах, является определяющим фактором теплоёмкости металлоконструкции и скорости её прогрева до критической температуры 500°C. Согласно нормативным документам, для двутавров с различными номерами профиля (от №10 до №60) значения ПТМ варьируются от 2,35 до 14,1 мм, а для швеллеров - от 1,83 до 9,03 мм, что существенно влияет на требуемую толщину огнезащитного покрытия. При трехстороннем обогреве значение P уменьшается, что увеличивает ПТМ и снижает необходимую толщину огнезащиты. Техническая точность расчета ПТМ критически важна, так как ошибка в 1 мм может изменить требуемую толщину огнезащитного состава на 30-50% в зависимости от предела огнестойкости.
Современные цифровые методы определения коэффициента массивности стальных элементов для проектирования огнезащиты.
Помимо стандартного метода ручного расчета, приведенную толщину металла (ПТМ) можно определять с использованием специализированного программного обеспечения, интегрированного с BIM-технологиями (Revit, SCAD, Лира). Современные инженерные комплексы, такие как ОЗМ-Калькулятор, FireCAD или модули в составе ANSYS, позволяют учитывать трехмерное моделирование теплопередачи при стандартном температурном режиме пожара по ISO 834 и ГОСТ 30247.0. Данные программы анализируют не только геометрические параметры профилей по ГОСТ 26020-83 и ГОСТ 8240-97, но и технические характеристики огнезащитных материалов (коэффициент теплопроводности λ = 0,2-0,5 Вт/м·К, теплоемкость c = 600-1500 Дж/кг·К), а также фактическую тепловую нагрузку объекта согласно СП 13.13130. Точность таких вычислений достигает 98%, что значительно выше ручного расчета (85-90%) и позволяет оптимизировать расход огнезащитных составов на 15-20% при сохранении требуемого предела огнестойкости R15-R150, особенно для сложных пространственных конструкций с переменным сечением.
Нормативные табличные значения приведенной толщины.
Для ускорения инженерных расчетов огнезащиты используются стандартизированные таблицы приведенной толщины металла, систематизированные по типам профилей согласно ГОСТ 26020-83, ГОСТ 8240-97 и СТО АСЧМ 20-93. Данные таблицы содержат предварительно вычисленные значения ПТМ для двутавров (от 2,35 мм для профиля №10Б1 до 14,1 мм для №60Ш4), швеллеров (от 1,83 мм для №5П до 9,03 мм для №40П) и других профилей при различных вариантах обогрева (3-х и 4-х стороннем). Технически обоснованные табличные значения учитывают геометрические характеристики сечений и коэффициенты использования материала по несущей способности в соответствии с СП 16.13330.2017, что позволяет проектировщикам выбирать оптимальную толщину огнезащитного покрытия без проведения сложных вычислений. Современные справочники также включают поправочные коэффициенты для различных схем нагружения (kf = 0,7-1,3) и условий эксплуатации конструкций (kэ = 0,8-1,2), что обеспечивает корректный расчет количества огнезащитного состава с точностью до 50 г/м².