Сучасні технологічні рішення та матеріали для підвищення вогнезахисту будівельних конструкцій в умовах високих температур

Дробот, Владислав Ярославович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6085

Title:	Сучасні технологічні рішення та матеріали для підвищення вогнезахисту будівельних конструкцій в умовах високих температур
Authors:	Пономаренко , Іван Олександрович Дробот, Владислав Ярославович
Keywords:	Вогнезахист будівельних конструкцій;вогнестійкість матеріалів;захист від високих температур;пожежостійкі конструкції;протипожежна безпека
Issue Date:	Jan-2024
Abstract:	Головними конструкціями у будівельній галузі є несучі стіни, самонесучі зовнішні не несучи стіни, колони, перекриття міжповерхові, елементи суміщених перекриттів (плити, настили, прогони, балки, ферми, арки, рами). Невелике або повне пошкодження несучих стін або колон практично може призвести до руйнування несучих конструкцій всієї будівлі. Під час дії високих температур у головних конструкціях виникають великі температурні перепади напруження. Виявлення таких коливань можливе лише після рішення відповідних задач теплопровідності яким присвячено ряд робіт перекриття, за умов пожежі можливою є поява внутрішніх джерел та тепла. Це пов’язане з такими фізико-хімічними процесами як випаровування вологи при високих температурних коливаннях бетонних та залізобетонних конструкцій. Не врахування цих особливостей може призвести до помилкового визначення межі вогнестійкості, що вносить додатковий ризик непередбачуваної поведінки конструкцій в умовах пожеж.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6085
Appears in Collections:	192 Будівництво та цивільна інженерія (Промислове і цивільне будівництво)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Магістерська робота Дробот В.Я. МГБ-204.pdf Restricted Access		1.92 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show full item record

Extracted text

Тема: «Сучасні технологічні рішення та матеріали для підвищення
вогнезахисту будівельних конструкцій в умовах високих температур»
ЗМІСТ
ВСТУП........................................................................................................................ 3
РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ СТАНУ ПИТАННЯ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ1………7
1.1 Аналіз процесу руйнування матеріалів та конструкцій при дії високих
температур .................................................................................................................
1.2 Основні теорії та гіпотези які викликаюють руйнацію будівельних
конструкцій при дії високих температур……………………………………
1.3 Аналіз існуючих гіпотез та методів визначення температурних деформацій
матеріалів деформацій .............................................................................................
Висновки до розділу 1 ............................................................................................
РОЗД1Л 2. ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ РУЙНУВАННЯ КОНСТРУКЦІЙ
В УМОВАХ ВИСОКИХ ТЕМПЕРАТУР…………………………………
2.1 Статистічні дані про стан будівельних в умовах високих
температур……………………………………………………….....
2.2 Нормативні вимоги щодо вогнестійкості будівельних конструкцій……….
2.3 Методи та заходи оцінки меж вогнестійкості будівельних
конструкцій………………………………………………………………………
2.4 Експерементальне дослідження процесу руйнування бетонної плити під
дією високих температур при використанні вогнезахистного
покриття…….………………………………………………………………………
Висновки до роздшу 2…………………………………………………………..
РОЗД1Л 3. ТЕХНОЛОГІЧНІ РІШЕННЯ ВОГНЕЗАХИСТУ
БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ В УМОВАХ ВИСОКИХ
ТЕМПЕРАТУР……………………………………………………………………
3.1 Вогнестійкість та жаростійкість будівельних конструкцій ................. …..
3.2 Класифікація будівельних матеріалів за показниками пожежної
небезпеки……………………………………………………………..…………...
2

3.3 Технологічні рішення вогнезахисту будівельних конструкцій різного
типу та матеріалів...................................................................................................
3.4 Технологічні рішення вогнезахисту бетонних конструкцій,
повітропроводів, інженерних комунікацій ……………………………………
3.5 Технологічні рішення збільшення вогнезахисту металевих та дерев`янних
будівельних конструкцій………………………………………………………
3.6 Використання спеціальних захисних кімнат для захисту від пожежі та
вискоих температур……………………………………………………………..

Висновки до роздшу 3…………………………………………………………

РОЗД1Л 4. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ РІЗНИХ
ТЕХНОЛОГІЙ ТА ВОГНЕЗАХИСТНИХ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ЗАХИСТУ
ВІД РУЙНАЦІЇ КОНСТРУКЦІЙ В УМОВАХ ВИСОКИХ
ТЕМПЕРАТУР…………………………………………………………..…….
4.1 Техніко-економічне порівняння технологічних рішень вогнезахисту
будівельних конструкцій від руйнації в умовах високих температур
Розрахунок економічного ефекту від впровадження технологічних рішень
вогнезахисту будівельних конструкцій від руйнації в умовах високих
температур…………………………………………………………………..…

Висновки до роздшу 4 ........................................................................................
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ……………………………………………………………

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ .....................................................................

3
Вступ
Актуальнкть теми. Згідно дослідженню інформації щодо кількості
пожеж [13-16,79], за остані 10 років в Україні виникло 378 тисяч пожеж,
унаслідок яких загинуло 12 тисяч людей та зруйновано або пошкоджено 125
тисяч 273 будівель та споруд.
Головними конструкціями у будівельній галузі є несучі стіни, самонесучі
зовнішні не несучи стіни, колони, перекриття міжповерхові, елементи
суміщених перекриттів (плити, настили, прогони, балки, ферми, арки, рами)
[35].
Невелике або повне пошкодження несучих стін або колон практично
може призвести до руйнування несучих конструкцій всієї будівлі.
Під час дії високих температур у головних конструкціях виникають великі
температурні перепади напруження. Виявлення таких коливань можливе лише
шсля рішення відповідних задач теплопровідності яким присвячено ряд робгг
[12, 24, 38,] перекриття, за умов пожежі можливою е поява внутршних джерел та
тепла. Це пов’язане з такими фізико-хімічними процесами як випаровування
вологи при вискоих температурних коливаннях бетонних та залізобетонних
конструкцій [55, 59]. Не врахування цих особливостеи може призвести до
помилковогго визначення межі вогнестійкості, що вносить додатковий ризик
непередбачуваної поведінки конструкцій в умовах пожеж [68,69,70,71].і.
Метою роботи є теоретичне і практичне визначення зниження горючості і
підвищення вогнестійкості будівельних конструкцій за рахунок застосування
сучасних вогнезахисних матеріалів та засобів захисту та підвищення
вогнезахисних валистивостей матеріалів..
Для досягнення поставленої цілі з урахуванням прийнятої робочої гіпотези
необхідно було вирішити такі наукові задачі:
1. Провести дослідження процесів тепло-передачі для виявлення
закономірностей, що проявляються на різноманітних стадіях процесів прогріву і
горіння [34].
4

2. Провести аналіз і встановити критерії оцінки зміни горючості матеріалів і
вогнестійкості будівельних конструкцій, ефективності вогнезахисних покриттів.
3. Для прогнозування ефективності і теоретичного обгрунтування заново
розроблюваних вогнезахисних покриттів встановити аналітичні залежності
впливу теплофізичних характеристик і товщини вогнезахисного покриття, що
спінюється, на процеси високотемпературного прогріву і наступних змін у
деревині і металі під покриттям [68,69,70,71].
Ціль роботи
Для досягнення поставленої мети і відповідно до прийнятої робочої
гіпотези в роботі поставлені наступні цілі:
1. дослідити причини та характеристики руйнації будівельних конструкцій під
дією впливу високих температур;
2. виявити чинники, що впливають на вогнестійкість залізобетонних та інших
будівельних конструкцій;
3. провести аналіз існуючих технологій вогнезахисту поверхонь будівельних
конструкцій;
4. розробити технологічні та організаційні рішення, що підвищують
ефективність вогнестікості під дією високих температур бетонних і
залізобетонних конструкцій [32].
Об'єкт досліджень – технологічні рішення для збільшення вогнестікості
будівельних конструкцій.
Предмет досліджень – техніко-економічні параметри підвищення
вогнестікості будівельних конструкцій.
Практична новизна:
Практична новизна отриманих результатів полягає в наступному.
В результаті проведеного аналізу встановлені чинники, що впливають на
руйнацію та вогнестікість будівельних конструкцій [13].
Шляхом аналізу підтверджена можливість використання сучасних
5
матеріалів і технологій при підвищенні вогнестікості бетонних і залізобетонних
конструкцій будівель.[6].
Практичне значення
Практичне значення отриманих результатів полягає в розробці засобів та
методів підвищення вогнестійкості поверхонь бетонних та залізобетонних
конструкцій із застосуванням сучасних матеріалів. Розроблені рішення
дозволяють виконати вогнетривалі роботи в короткий термін, з мінімальними
трудовитратами а також істотно підвищити експлуатаційний ресурс будівельних
конструкцій [13,15].

Особистий внесок
Особистий внесок полягає в наступному:
1. Виконано аналіз ситуації в проблемі руйнації будівельних конструкцій під
дією високих температур поверхонь будівельних конструкцій
[68,69,70,71]..
2. Розроблено технологічні та організаційні рішення, що підвищують
тривалість від дії високих температур та зменшують час руйнації будівельних
конструкцій під дією високих температур [13,15].

6

РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ СТАНУ ПИТАННЯ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ1

1.1 Аналіз процесу руйнування матеріалів та конструкцій при дії високих
температур

Вплив високих температур, як правило, торкається практично всіх
механічних властивостей будівельних матеріалів. В основному воно призводить
до підвищення пластичності й зменшенню їх міцносты [1,3]. При значній зміні
температури найчастіше відбуваються складні фізико-механічні процеси, у
зв'язку із цим сильно змінюються властивості. Наприклад, пластичні матеріали
стають тендітними, і навпаки; змінам зазнають деформативні властивості й
міцність. Також відбуваються зміни, що здобувають необоротний характер,
тобто після відновлення нормальної температури, до матеріалів не вертаються
первісні властивості [13,15].
Всі будівельні матеріали і конструкції по горючості відповідно до норм
підрозділяються на три групи:
негорючі - Все неорганічні матеріали: цеглу, глина, пісок, гравій, азбест, бетон,
залізобетон і ін.
важкогорючі - матеріали, що складаються з негорючих і горючих складових -
асфальтобетон, фіброліт, лінолеум, деревина, просочена
7
антипіренами (Вогнезахисними складами) і ін. Ці матеріали горять або тліють
тільки при наявності джерела вогню, після його видалення горіння
припиняється;
горючі - Всі органічні матеріали: деревина, не оброблена вогнезахисною
сумішшю; толь, руберойд, асфальт та ін.
Межею вогнестійкості будівельної конструкції називається час в годинах,
протягом якого вона під час пожежі не втрачає своєї несучої здатності, т. Е.
Обрушується, не дає наскрізних тріщин, а також не відбувається руйнування
7
вузлів кріплення конструкції. При цьому температура на протилежній від вогню
°
стороні конструкції не повинна перевищувати 140 С.
Багато неорганічні матеріали хоча і не горять, але мають порівняно невелику
°
термічну стійкість. Так, вапняки і мармур руйнуються при 300 - 400 С, граніти -
при нагріванні і різкому охолодженні. Шифер та інші азбоцементні вироби при
° °
300 З втрачають воду, стають крихкими, а при 600град 700 С попаданні на них
води розтріскуються. Керамічні плити зберігають свої властивості при
°
нагріванні до 1300 - 1400 С, червона цегла втрачає свою міцність на 10-15% при
°
900 С.
Межа вогнестійкості окремих будівельних конструкцій залежить від їх
товщини або перетину і фізико-хімічних властивостей матеріалу. Наприклад,
стіни з червоної цегли товщиною 38 см мають межа вогнестійкості близько 11
год, а з природного каменю тієї ж товщини - близько 7 год. Для перегородок із
силікатної та червоної цегли товщиною 12 см межа вогнестійкості 2,5 години,
гіпсових і гіпсошлакові товщиною 10 см - 2,7 години, дерев'яних, оштукатурених
з двох сторін при товщині шару штукатурки 2 см і товщині перегородки 12 см -
0,75 години.
В даний час існує декілька способів захисту горючих матеріалів від
займання - термоізоляція, вогнезахисна просочення, вогнезахисне покриття.
термоізоляція досягається при оштукатурюванні дерев'яних конструкцій,
обшивці покрівельної сталлю по повсті в глині (протипожежні двері), обшивці
покрівельної сталлю по азбесту і т. п. вогнезахисна просочування створюється
водними розчинами антипіренів (наприклад, рідкого скла, фтористого натрію,
хлористого кальцію). вогнезахисне покриття - Це забарвлення деревини
спеціальними фарбами.
Хімічна промисловість випускає атмосферостойкую фарбу ПВХО, водостійку
фарбу ХЛ-СЖ і Неводостійка силікатну фарбу СК-Хем. У діапазоні більш
низьких температурр є оптимальне значення, при якому бетон досягає найвищої
міцності. Відзначимо тієї факт, що бетон, який виготовили при оптимальній
8

температурі 4,4° С, протягом місяця зберігали при низькій температурі (—3,9°
С), а потім при 23,9° С протягом трьох місяців є більш міцним, чому такий же
бетон, що зберігався при незмінній температурі 23,9° С. Алі можна послабити
рівень негативного впливу високих температур у процесі схоплювання бетону,
застосувавши в якості добавки хлористий кальцій.
Таблиця 1.1 – Данні про пожежі в будівлях та спорудах України [7,9].
Середнє
Показник 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
значення
Кількість
38704 34969 32993 34290 34501 37525 33697 36742 35428
пожеж
Загинуло
3875 3748 3051 2719 2729 2628 2392 2138 2910
людей
Травмовано
1545 1522 1363 1327 1301 1469 1398 1265 1399
людей

55403
Збитки прямі, 385530 391932 363703 541258 677006 696297 1161340 596387
1
тис. грн.

Рисунок 1.1 - Розподіл пожеж за об’єктами їх виникнення
У цілому, великоий будівельний дослідження показує, що бетон, що
укладається взимку, при правильному відході, буде мати більш високу міцність,
чому аналогічний , що укладається влітку [8,10]. Як підтвердження цього,
відзначимо, що в тропічних країнах спостерігається тенденція більш низької
його міцності. Таким чином, чим вище температура при схоплюванні бетону,
тем нижче міцність. Що стосується впливу високих температур на готові вироби
9
з бетону, те тут, також спостерігається негативний вплив. Тривалість стійкості
бетону знижується. Це помітно вже при нагріванні до 200-300° C, понад 300° C
відбуваються зміни, що здобувають необоротний характер. Міцність
зменшується в 2 рази при нагріванні до 400° C і в 3 рази – до 500° C. Збільшення
деформативності й зменшення модуля пружності бетону, також є наслідком
впливу високих температур [8,10].. Підвищення вогнестійкості будівельних
конструкцій можна досягти шляхом:
- збільшення товщини та площі поперечного перерізу конструктивних елементів;
- збільшення товщини шару бетону в залізобетонних конструкціях, що
працюють на прогин та розтяг;
- зменшення навантажень та вибору арматури з більш високими критичними
температурами;
- нанесення штукатурних та облицювальних матеріалів з низькою
теплопровідністю.
Як показали досліди та спостереження на пожежажх вогнестійкість
металевих несучих конструкцій є невеликою (близько 0,2—0,4 год.); під дією
високих температур вони швидко втрачають стійкість та міцність. Збільшення
вогнестійкості металевих будівельних конструкцій здійснюється за допомогою
технічних та проектних рішень. До технічних рішень, що уповільнюють
нагрівання належать: встановлення захисного шару шляхом бетонування,
штукатурення, обкладання цеглою; виконання теплоізоляційних екранів;
нанесення вогнезахисного покриття. Застосування того чи іншого способу
вогнезахисту залежить: від величини необхідної межі вогнестійкості; типу
конструкції, що підлягає захисту та її положення в просторі (вертикальні,
горизонтальні, похилі); виду навантажень, що діють на конструкцію (статичні,
динамічні); температури, вологості та агресивності навколишнього середовища;
від збільшення навантаження на конструкцію внаслідок ваги вогнезахисних
матеріалів; естетичних вимог. Приклади різних способів захисту металевих
колон наведені на рис
10

Для захисту горючих матеріалів від займання застосовують такі способи:
термоізоляцію, вогнезахисне просочування, нанесення вогнезахисного покриття.
Термоізоляція досягається при обштукатурюванні дерев'яних конструкцій,
обшивці стальними листами по азбесту чи повсті з глиною. Обробляння горючих
матеріалів вогнезахисним покриттям полягає в тому, що на їх поверхню
наносять густий шар спеціальної фарби, що складається з речовин, які самі по
собі не горять, досить довго не руйнуються у вогні і мають низьку
теплопровідність. Вогнезахисне просочування здійснюється антипіренами та їх
водними розчинами (рідке скло, фтористий натрій, хлористий кальцій тощо).
Цей спосіб обробляння деревини ефективніший ніж покриття вогнезахисною
фарбою, однак дорожчий та трудомісткіший. Під впливом високих температур
відбувається руйнування залізобетонних балок, як наслідок розриву розтягнутої
арматур, нагрітої до граничної температури. Найбільш підданим впливу високих
температур є метал. При нагріванні в ньому зростає рухливість атомів,
відбувається обмін їх місцями, збільшення амплітуди коливань і ослаблення
міжатомних зв'язків [9,14]. Саме це спричиняє зміни фізико-механічних і
механічних, міцності зокрема, властивостей металів і сплавів [7,9]. Різні види
стали широко застосовуються для виготовлення різних металоконструкцій уже з
80-х років XX століття, тому саме вона заслуговує на найбільшу увагу. Сталеві
конструкції мають невелику масу й високою міцністю, відрізняючись при цьому
незначними габаритами. При впливі високих температур близько 200-250° С,
властивості стали практично залишаються незмінними. Але вже при нагріванні
до 250-300° С відбувається незначне підвищення міцності й зниження
пластичності. При такій температурі сталь стає більш тендітною. У цьому
випадку не рекомендується піддавати її деформаціям або виявляти ударний
вплив. У результаті нагрівання понад 400°С відбувається різке падіння границі
текучості й тимчасового опору, а при подальшому підвищенні температури до
600° С сталь втрачає свою несучу здатність, як наслідок температурної
пластичності, що настала. У цьому випадку при впливі високих температур зі
11
зменшенням товщини стінки відбувається втрата міцності й перехід із пружного
стану в пружне-пластичне [11,15].
При проектуванні та будівництві промислових підприємств передбачаються
заходи, які запобігають поширенню вогню шляхом:
— поділу будівлі протипожежними стінами та перекриттями на пожежні відсіки;
— поділу будівлі протипожежними перегородками на секції;
— влаштування протипожежних перешкод для обмеження поширення вогню по
поверхнях, конструкцій, по рідині, що розлита та інших горючих матеріалах;
— захисту отворів у протипожежних стінах (встановлення вогнестійких дверей,
воріт, заслінок, засувок, шиберів тощо);
— забезпечення протипожежних розривів між будівлями.
Протипожежна перешкода — це будівельна конструкція, інженерна споруда,
чи технічний засіб, що має нормовану межу вогнестійкості та перешкоджає
поширенню вогню з одного місця в інше. До загальних протипожежних
перешкод належать протипожежні стіни (брандмауери), перегородки,
перекриття, водяні завіси, а також протипожежні зони та тамбур-шлюзи.
Протипожежними стінами вважаються вертикальні протипожежні перешкоди,
що розділяють будівлю по всій висоті та ширині. Вони можуть бути зовнішніми
та внутрішніми (рис. 4.14). Перші призначені для обмеження поширення вогню
між будівлями, а другі — всередині будівлі.
Протипожежні стіни повинні опиратися на власні фундаменти, або
фундаментні балки та зводитись на всю висоту будівлі, перетинати всі поверхи і
конструкції. Вони повинні бути вище покрівлі не менше як на 60 см, якщо хоча б
один з елементів покриття (за винятком покрівлі) виконаний з горючих
матеріалів; не менше як на 30 см, якщо елементи покриття (за винятком
покрівлі) виконані з важкогорючих матеріалів. Протипожежні стіни можуть не
12

підніматися над покрівлею, якщо всі елементи покриття, за винятком покрівлі,
виконані з негорючих матеріалів. У протипожежних стінах дозволяється
прокладати вентиляційні та димові канали так, щоб у місцях їх розміщення межа
вогнестійкості протипожежної стіни з кожного боку каналу була не менше 2,5
год. Отвори у протипожежних стінах, перегородках та перекриттях повинні бути
обладнані захисними пристроями (вогнестійкі двері, заслінки, засувки, водяні
завіси), що перешкоджають поширенню вогню та продуктів горіння.
Захист вентиляційного отвору в протипожежній стіні одним із видів
автоматичних засувок показано на, а. По обидві сторони стінки 1 в місці
проходження вентиляційного каналу встановлені плоскі коробки 3, в яких
знаходяться засувки 2 (наприклад стальні пластинки товщиною 10 мм), що
утримуються знизу легкоплавкою скобою 4. При пожежі скоба розплавляється і
засувка під власною вагою опускається, перекриваючи при цьому вентиляційний
канал. Вогнестійкі двері з автоматичним закриванням (рис. 4.15, б) приводяться
в дію наступним чином. При пожежі легкоплавкий замок 4 розплавляється, двері
звільняються від вантажу 6, який утримував їх у вихідному положенні, і по
похилій рейці 1 «з'їжджають» на роликах 2, що прикріплені до дверей,
закриваючи дверний отвір у протипожежній стіні. Рух дверей обмежується
упорами 7.
У разі перетинання протипожежних перешкод (стін, перегородок, перекриттів,
загороджувальних конструкцій) різними комунікаціями зазори (отвори), що
утворилися між цими конструкціями та комунікаціями, повинні бути наглухо
зашпаровані негорючим матеріалом, який забезпечує межу вогнестійкості та
димогазонепроникнення, що вимагається будівельними нормами для цих
перешкод.

13
1.2 Основні теорії та гіпотези які викликаюють руйнацію будівельних
конструкцій при дії високих температур
При цьому необхідно враховувати зміни фізичних і пластичних
характеристик бетону й арматури залежно від рівня температури. Розрахунки
повинен виконуватина всілякі несприятливі комбінації навантажень: власної
ваги, зовнішнього навантаження й впливу температури з урахуванням тривалості
їх ії [23,24,25].
Дослідження статично визначених конструкцій по граничних станах
першої й другої групи (за винятком розрахунків по утвору тріщин) роблять
тільки на тривале нагрівання (впливу розрахункової температури в період
експлуатації).
У результаті теплових впливів при пожежах кам'яні стіни й зводи можуть
одержати більші деформації, що приводять до утвору тріщин. Підсилюють
кам'яні конструкції, ушкоджені пожежею, так само, як і конструкції, не
подвергшиеся вогневому впливу.
Залишкова несуча здатність кам'яної кладки також залежить від
температури й тривалості пожежі. Камені кладки й розчин ушкоджуються
тільки на її поверхні.
Найбільш складним є облік ступеня вогневого ушкодження при пожежах
залізобетонних конструкцій. Різнорідність матеріалів, що становлять
залізобетон, при нагріванні приводить до різних температурних деформацій,
порушує зв'язок між цементним каменем, великим і дрібним заповнювачем і
арматурами. У результаті в залізобетонних елементах відбуваються необоротні
зміни механічних властивостей, зниження міцності на стиск і розтягання,
додаткові прогини [23,24,26].. Зміни механічних значень бетону при його
нагріванні й наступному охолодженні в цей час оцінюються дуже приблизно.
Це утрудняє визначення несучої здатності залізобетонних елементів,
подвергшихся вогневому впливу при пожежі й наступному охолодженню,
особливо для стислих елементів .Було представлено оптимальну формулу для
14

визначення функції гідратації, яка максимально точно враховує вплив
кондуктивного і конвективного теплового потоку в бетоні: [23,24,27].

Рисунок 1.2. Порівняння дослідженних і аналітичних значень функції
деформацій з урахуванням впливу високої температури

Рисунок 1.3. Порівняння експериментальних і аналітичних значень функції
деформацій з урахуванням впливу високої температури

На рисунку 1.3 наведені ізополя вертикальних переміщень розглянутих
розрахункових схем, отриманих на 50-тий день обчислення деформацій
деформацій

15

Рисунок 1.4. Ізополя вертикальних переміщень розрахункових схем:

Рисунок 1.5. Графік максимальних прогинів розрахункових схем

Таблиця 1.2- Таблиця деформацій тріщини в пластинчастому СЕ

Час 50 днів 1 рік 3 роки 30 років
№ схеми РС-2 РС-3 РС-2 РС-3 РС-2 РС-3 РС-2 РС-3
Ширина розкриття
тріщини, мм 0,01 0,02 0,01 0,02 0,01 0,02 0,01 0,02
Г либина розкриття
тріщини, см 5,59 5,85 5,62 5,9 5,64 67,9 5,66 5,96

В результаті прояву деградацій деформацій, напруження в
залізобетонних елементах починають затухати. Наведена формула показує
зміни деформації деформацій таких факторів, як швидкість гідратації
16

цементу, зміни відносної вологості, а також зміни теплових потоків в
бетоні в залежності від температури зовнішнього середовища.
За результатами порівняння даних, що показані, можна стверджувати, що
запропонована в розділі функція деформацій підходить для визначення повних
деформацій при експлуатації конструкції [23,24,25]..

1.3 Аналіз існуючих гіпотез та методів визначення температурних
деформацій матеріалів деформацій

Теорія температурних деформацій, має справу зі значно більш складними
процесами, ніж теорія пружності, а також теорія пластичності [23,24,25]..
Значення теорії деформацій можна порівняти з положеннямми теорії
пластичності тілла, що зміцнюється. І в той, і в іншій області є намір описати
весь комплекс значень реального тілу, охопивши його деякою єдиною системою
рівнянь [77]. Як в пластичностіі, так і в деформаціях, знаходять можливим
побудувати різні спрощенні рівняння, що придатні для описання певного
обмеженого кола явищ.
При пожежі велику небезпеку являють собою продукти горіння та дим,
які можуть містити отруйні, а іноді ще й вибухонебезпечні речовини. Для їх
видалення передбачають димові люки та шахти, які забезпечують направлене
видалення цих речовин, не допускають задимлення суміжних приміщень,
полегшують виявлення осередку пожежі..
Противибуховий захист будівель та споруд полягає у зменшенні тиску у
випадку вибуху до безпечного для несучих та огороджувальних будівельних
конструкцій рівня, щоб уникнути їх руйнування. Для цього в приміщеннях, де
існує імовірність вибуху встановлюють легкоскидні конструкції, які руйнуються
при вибуху і, тим самим, зменшують тиск всередині будівлі. Розрізняють
настінні та покрівельні легкоскидні конструкції Відбувається температурне
"розтоплювання" бетону. Мікротріщини в бетоні утворюються при t С. При
17
подальшому збільшенні температури утворюються макротріщини. Зразки,
прогріті при t 700 C, після охолодження руйнуються. Вибухонебезпечне
руйнування бетону виникає при швидкому нагріванні поверхні. Часто це
відбувається в статично невизначених, преднапряженных і тонкостінних
елементах. При пожеж спостеріга_ значн ( до 1000 С) перепад температур між,
що обігріва, що Внаслідок цього міцність по перетину змінюється. Граничні
стискальнісьт бетону з підвищенн температур нагріванн на 200, 400 й 500 С
збільшувані у 1,6, 2,2 й 2, 3 рази у порівнянні з бетоном, що Залишкові межі
міцності бетону на стиск різних шарів бетону в момент руйнування різко
відрізняються. Незахищені від вогню тонкостінні металеві конструкції найбільш
чутливі до теплового потоку. При t 200 C додаткові деформації металу незначні.
Зі збільшенням температури залишкові деформації різко зростають. Навантажені
елементи конструкції після нагрівання до З мають значні деформації й через хв
зруйнуються. До настінних легкоскидних конструкцій належать легкі навісні
панелі, вікна, двостулкові двері, ворота, які руйнуються чи розкриваються при
надлишковому тиску вибуху меншому за критичний. Надійність спрацювання
навісних панелей забезпечується їх послабленим кріпленням до каркасу стін.
Величина надлишкового тиску, що руйнує заскління, залежить від площі та
товщини віконного скла. Якщо площа віконного скла менша за 0,8, 1,0 та 1,5
2
м при його товщині відповідно 3, 4 та 5 мм, то руйнівний тиск різко зростає.
Тому віконні рами, у яких площа одного скла менша за вказані вище (при
відповідній товщині скла) роблять на шарнірах. Покрівельні легкоскидні
конструкції поступаються за ефективністю дії настінним, тому їх слід
передбачати лише в тих випадках, коли у приміщеннях відсутні віконні отвори
та легкі навісні панелі або їх площа є недостатньою. При розробці генеральних
планів з точки зору пожежної безпеки важливо забезпечити відповідні
протипожежні відстані між будівлями .та спорудами для запобігання займання
сусідньої будівлі протягом часу, необхідного для приведення в дію засобів
пожежогасіння. Ці відстані залежать від ступеня вогнестійкості будівель і
18

споруд, а також від їх категорії за вибухопожежною та пожежною небезпекою.
Протипожежні відстані (розриви) між виробничими будівлями промислових і
сільськогосподарських підприємств (табл знаменник) належить приймати
відповідно до вимог. Протипожежні відстані між житловими, громадськими і
допоміжними будівлями промислових підприємств (табл. 2.1, чисельник), а
також від житлових, громадських, адміністративно-побутових будівель до
виробничих будівель промислових і сільськогосподарських підприємств (табл.
4.9, знаменник) приймаються у відповідності з вимогами При виникненні
пожежі на початковій стадії її розвитку виділяється тепло, токсичні продукти
горіння, можливі руйнування конструкцій. Тому необхідно якнайшвидше
організувати евакуацію людей із будівель, що горять. Показником ефективності
евакуації є час, протягом якого люди можуть при необхідності залишити окремі
приміщення і будівлю чи споруду загалом. Безпека евакуації досягається тоді,
коли час евакуації не перевищує часу настання критичної фази розвитку пожежі,
тобто часу від початку пожежі до досягнення граничних для людини значень
чинників пожежі (критичних температур, концентрацій кисню тощо).
Виходи вважаються евакуаційними, якщо вони ведуть:
— з приміщень першого поверху назовні безпосередньо або через коридор,
вестибуль, сходову клітку;
— з приміщень будь-якого поверху, крім першого, в коридори, що ведуть на
сходову клітку (в тому числі через хол); при цьому сходові клітки повинні мати
вихід назовні безпосередньо або через вестибуль, відділений від прилеглих
коридорів перегородками з дверима;
— з приміщень у сусіднє приміщення на цьому ж поверсі, що забезпечене
виходами, вказаними вище.
Евакуаційні виходи повинні розташовуватися розосереджено.
Число евакуаційних виходів повинно бути не менше двох. Двері на шляхах
евакуації повинні відчинятися в напрямку виходу з будівель (приміщень).
19
Допускається влаштування дверей з відчинянням усередину приміщення в разі
одночасного перебування в ньому не більше 15 чоловік. При наявності людей у
приміщенні двері евакуаційних виходів можуть замикатись лише на внутрішні
засуви, які легко відмикаються. Мінімальна ширина шляхів евакуації — не
менше 1 м, дверей - - не менше 0,8 м. Віддаль від найвіддаленішої точки цеху
або приміщення до евакуаційного виходу визначається згідно зі СНиП 2.09.02-85
залежно від ступеня вогнестійкості будівлі та кількості людей, що евакуюються.
Не допускається влаштовувати евакуаційні виходи через приміщення категорії А
і Б, а також через виробничі приміщення в будівлях ПІб, IV, IVa, V ступенів
вогнестійкості. Всі установки та засоби, що застосовуються для гасіння пожеж
підрозділяються на стаціонарні, пересувні та первинні.
Стаціонарні установки пожежогасіння являють собою апарати, трубопроводи
та обладнання, які встановлені на постійних місцях і призначені для подачі
вогнегасних речовин до місць займання. Такі установки поділяються на
автоматичні і напівавтоматичні та ручні. Автоматичні установки при виникненні
пожежі приводяться в дію відповідним давачем (сповіщувачем) або
спонукальним пристроєм, а інші — людиною. Зараз найбільш широко
застосовуються автоматичні установки пожежогасіння, які призначені: для
виявлення осередку пожежі; забезпечення подачі та випуску вогнегасної
речовини в захищуване приміщення; оповіщення про пожежу. Схема, що
пояснює принцип роботи автоматичної установки пожежогасіння наведена на
рис. 4.18.
Як вогнегасна речовина в стаціонарних установках пожежегасіння
застосовується вода, піна, порошки, газові та аерозольні вогнегасні речовини.
Досить часто для захисту пожежонебезпечних об'єктів використовують
спринклерні та дренчерні установки гасіння пожеж водою. У спрощеному
вигляді спринклерна установка водяного пожежегасіння (рис. 4.19) містить:
джерело водопостачання 1; водоживильники 2 і 3 для подачі води під
20

відповідним напором; мережу відповідних труб 4 для транспортування води до
зрошувачів; зрошувачі 5 для випуску та подачі води до місця виникнення
пожежі. В трубах знаходиться вода під тиском, однак її витік при нормальних
умовах неможливий, оскільки спринклерні зрошувачі закриті легкоплавким
замком 4 (рис. 4.20, а). При підвищенні температури до відповідного значення
сплав замка розплавляється і останній випадає із зрошувача разом з важелями 5
та клапаном 2, що закривав вихід води. Тоді струмінь води подається під тиском
у зрошувач і, вдаряючись у розетку 1, розбризкується на значній площі. До
трубопроводу спринклер прикріпляється штуцером 3. Як тільки відкривається
хоча б один спринклер, то відразу автоматично подається сигнал тривоги
пристроям оповіщення.
Висновки по розділу 1

На підставі проведеного огляду зроблено наступні висновки.
1. Досить значний вплив (~10...50%) на напружено-деформований стан
залізобетонних конструкцій визначають реологічні властивості бетонуічних
теорій [21,31,29]..
2. Складність аналізу поставленних задач теорії деформацій полягає в
знаходженні ядра багаторівневого рівняння, що описує деформації матеріала.
Якщо спростовувати інтегральне рівняння деформації, тоді для визначення
деформацій деформацій необхідно визначити відповідний коефіцієнт
деформацій [22,33,28].

21
РОЗД1Л 2. ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ РУЙНУВАННЯ
КОНСТРУКЦІЙ В УМОВАХ ВИСОКИХ ТЕМПЕРАТУР

2.1 Статистічні дані щодо впливу високих температур та пожеж на
конструкції
Щорічно в Україні виникає більше 68% всіх пожеж в будівлях та
спорудах різного призначення. Такожж, останні дані показують що в 2015 року
сталося 4332 пожежі (6,4% від загальної кількості пожеж) виникло на
транспорті; 25789 пожеж або 35,0% припадає на місця відкритого зберігання
матеріалів, відкриті території та зовнішні установки; 3205 (4,5%) - на інші
об’єкти, що не ввійшли до переліку (Рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Аналізз данних про пожежі за об’єктами їх виникнення
Високе значення пожеж за ступенями вогнестійкості будівель і споруд
наведено на Рисунок 1.2.

22

Рисунок 2.2 - Аналіз пожежж за ступенями вогнестійкості
Можливістьь подальшої експлуатації ушкоджених у такий спосіб
конструкцій, їх відновлення, визначається за результатами обстежень. Наукові
розробки в області роботи бетону в екстремальних температурних режимах
активно ведуться, розробляється захист бетону від руйнування й
удосконалюються методи розрахунків [32,33,28]. Бетонні й залізобетонні
конструкції часом працюють у складних умовах пов'язаних з високої або
низькою температурою, в умовах агресивних середовищ, динамічних впливів і
т.д. При цьому руйнування бетону при дії негативних температур може
відбуватися під дію одного або декількох факторів одночасно:
- гідростатичний тиск рідини на стінки пор і капілярів цементного каменю в
процесі льодоутворення;
- гідравлічний тиск некрижаної рідини при її отжатии від фронту промерзання
зростаючими кристалами льоду в резервні (незаповнені водою) пори й капіляри;
- безпосередній тиск зростаючих кристалів льоду на стінки пор і капілярів, а
також макро- і мікроскопічна сегрегація льоду;
- осмотичне тиск, що виникає в капілярах і порах цементного каменю в процесі
массо- теплопереноса при заморожуванні й відтаванні бетону;
23
- температурні напруги, що виникають у бетоні через різні коефіцієнти
температурних деформацій твердого кістяка й льоду. Крім того додаткові
напруги в бетоні під вплив низьких температур створюються завдяки відмінності
деформацій по температурі різних складових залізобетонних конструкцій. Під
дію негативних температур, тобто попеременного заморожування-відтавання,
можна спостерігати чотири основні типи руйнування бетону:
- виникнення тріщин у бетоні в усіх напрямках по поверхні виробу;
- відшаровування захисного шару бетону конструкцій;
- корозія арматур;
- поверхневі відколи бетону конструкцій [32,33,48].
Швидкому розповсюдженню вогню сприяли конструктивні елементи
будівлі (дерев’яні стіни та перекриття 5-ї ступені вогнестійкості, пізній час
повідомлення про пожежу (через 20 хвили), віддаленість об’єкту від державних
пожежних підрозділів, незадовільний стан доріг. Дослідженнями, проведеними
дослідно-випробувальною лабораторією за двома можливими версіями,
встановлено, що причиною пожежі став навмисний підпал. Прямий збиток від
пожежі склав 50 млн. гривень [32,43,48].

2.2 Нормативні вимоги щодо вогнестійкості будівельних конструкцій

Найвищу вогнестійкість мають будівлі та споруди І ступеня, будівельні
конструкції в яких виготовлені з негорючих матеріалів відповідної товщини
(наприклад, цегляний будинок), а найнижчу - V ступеня, виготовлені з горючих
матеріалів (наприклад, дерев'яний будинок).
Межа вогнестійкості конструкції - показник вогнестійкості конструкцій, який
визначається часом (як правило, в годинах) від початку вогневого
випробовування за стандартного температурного режиму до настання одного з
24

нормованих для цієї конструкції граничних станів з вогнестійкості. Такими
граничними станами конструкції можуть бути:
- втрата тримкості (несучої здатності), що характеризується обваленням або
виникненням деформацій конструкцій, які виключають можливість подальшої її
експлуатації;
- втрата цілісності, що характеризується утворенням у конструкціях наскрізних
тріщин або наскрізних отворів, через які проникають продукти горіння або
полум'я;
- втрата теплоізолювальної здатності, що характеризується підвищенням
температури на поверхні, що не обігрівається, до встановлених граничних
значень.
Межі вогнестійкості, будівельних конструкцій визначаються шляхом
дослідження у спеціальних печах за відповідною методикою, згідно з ДСТУ Б В.
1.1-4-98 "Будівельні конструкції. Методи випробувань на вогнестійкість".
Межа вогнестійкості окремих будівельних конструкцій залежить від їх товщини
чи площі поперечного перерізу та фізико-хімічних властивостей матеріалів, з
яких вони виготовлені. Наприклад, стіни з червоної цегли товщиною 38 см
мають межу вогнестійкості близько 11 год, а з натурального каменю такої самої
товщини - 7 год. Для перегородок із силікатної та червоної цегли товщиною 12
см межа вогнестійкості становить 2,5 год, гіпсових та гіпсошлакових товщиною
10 см - 1,7 год, дерев'яних (товщина 15 см), поштукатурених з обох сторін
(товщина шару штукатурки 2 см) - 0,75 год.
Межа поширення вогню по будівельній конструкції - це розмір пошкодженої
зони зразка (у сантиметрах) в площині конструкції від межі зони нагрівання,
перпендикулярно їй, до найвіддаленішої точки пошкодження (для вертикальних
конструкцій - вгору, для горизонтальних - у кожен бік).
При цьому при досягненні бетоном температури 400˚с починається різкий ріст
пластичних деформацій, що також обумовлюється порушенням і зміною
структури бетону. Крім того, при нагріванні бетону до високих температур
25
відбувається його необоротна усадка [4, 5].. Однак слід зазначити, що бетонні й
залізобетонні конструкції мають значні розміри перетинів, а сам бетон має
деякий опір теплопередачі, у силу чого для його прогріву до високих температур
на всю товщину потрібне значний час і при швидкій ліквідації пожежі часто
необоротні ушкодження одержують тільки поверхневі шари бетону конструкцій
[32,33,48]. За підсумками виконаного обстеження розробляються рекомендації з
подальшої надійної й безпечної експлуатації, вибираються методи й засобу
відновлення конструкцій, їх посилення. Ступінь вогнестійкості будинку
визначається межами вогнестійкості його будівельних конструкцій і межами
поширення вогню по цих конструкціях відповідно до табл.2.2.
Таблиця 2.2 - Межі вогнестійкості конструкцій
Мінімальні межі вогнестійкості будівельних конструкцій (у хвилинах)
Сту стіни пере- елементи суміще-
пінь сходові криття них покриттів
вогне внут площадки, міжпо-
несучі
стійко рішні ко- соури, верхові (у
зов колони балки,
та
сті само- нене- сходи, т. ч. плити,
нішні ферми,
будин сходо несучі сучі балки, горищні настили,
ненесу- арки,
ків вих (пере марші та над прогони
чі рами
кліток город сходових підвала-
ки) кліток ми)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
КЕ!
т 60
I 150 т 75 М0 Е 30 М0 ЕI 30 К 150 К 60 М0 КЕ 30 М0 К 30 М0
М0 М0 М0
М0
т Е15 М0
т 60
II ЕI 15 К 120
120 К 60 М0
М0 т 45 М0 КЕ 15 М0 К 30 М0
М0 М0
М0
т
т 60
III Е15, М0 ЕI 15 К 120
120 К 60 М0
М0 т 45 М1 Не нормуються
Е30, М1 М1 М0
М0
т 60
Ша т 30 М0 ЕI 15 К 15 М0 К 60 М0
Е15 М1 т 15 М0 КЕ 15 М1 К 15 М0
М0 М1
т 60
Шб Е15, М0 ЕI 15
т 30 М1 К 60 М1 К 45 М0
М1 т 45 М1 КЕ 15, М0 К 45 М1
Е30, М1 М1
КЕ 30, М1
т 30 М1 т 15 М1 ЕI 15 К 30 М1 т 15 М1
IV Е15 М1 М1 К 15 М1 Не нормуються
ІУа т 30 М1 т 15 М1 Е15 М2 ЕI 15 К 15 М0 К 15 М0 т 15 М0 КЕ 15 М2 К 15 М0
М1
V Не нормуються

26

2.3 Методи та заходи оцінки межі вогнестійкості будівельних виробів

Дослідження та аналіз роботи бетону в складних і екстремальних умовах
триває, у т.ч. [32,33,48] активно ведуться роботи в області температуро-стійких
бетонів, розробляються методи підвищення опірності бетонів впливам як
низьких, так і високих температур, удосконалюються методи розрахунків
конструкцій, що зазнають температурним впливам, розробляються методи
захисту, покриття бетону від руйнування [42,53,58]. Останнім часом виникає
багато трагічних подій, зокрема фатальних пожеж з незворотніми наслідками, у
зв`язку з неправильною експлуатацією різного роду будівельних конструкцій.
Якщо ви хочете знизити показники пожежної небезпечності матеріалу вашого
будинку, офісу, виробництва, складських приміщень, тощо та підвищити
вогнестійкість конструкцій чи виробів, до ваших послуг фахівці
Міжрегіонального центру швидкого реагування Державної служби України з
надзвичайних ситуацій:
1. Вогнезахисне просочування (поверхневе).
2. Вогнезахисне обробляння (фарбування, штукатурення, обмотування,
облицювання).
3. Вогнезахисне заповнення.
Результатами вогнезахисного просочування є переведення тканин та паперу до
групи займистості В1 (важко займистий матеріал), очерету – до групи горючості
Г1 (низької горючості), деревини – до 1 (першої) групи вогнезахисної
ефективності та індексу поширення полум’я вогнезахищеної деревини І = 0 (не
поширює полум’я поверхнею).
Поверхневе вогнезахисне обробляння – вогнезахисне обробляння, при якому на
поверхні об’єкта вогнезахисту утворюється вогнезахисне покриття.
Застосовується для вогнезахисту матеріалів (конструкцій, виробів), вироблених з
деревини, металу, залізобетону, матеріалів рослинного походження, електричних
кабелів та інженерного обладнання будинків і споруд.
27
Вогнезахисні засоби наносяться (закріплюються) методом фарбування
(вогнезахисні фарби, лаки), штукатурення, обмотування (рулонні вогнезахисні
засоби), облицювання тощо. Ці способи дозволяють значно підвищити
мінімальну межу вогнестійкості будівельної конструкції.
Наприклад, металеві конструкції втрачають в умовах пожежі несучу
здатність через велику теплопровідність та швидке прогрівання. Для їх захисту
використовують пофарбування фарбами, що збільшуються в об’ємі з утворенням
пористих захисних прошарків та надають металевій конструкції високу
теплоізоляційну властивість.
Цей метод вогнезахисту металевих конструкцій виконується фахівцями
нашого Центру за допомогою різноманітних вогнезахисних засобів та
обладнання, що сертифіковані на території України та дають можливість
підвищувати межу їх вогнестійкості до нормативних величин від 0,5 до 3 год.
Вогнезахисне заповнення – заповнення проходок технологічних
комунікацій через протипожежні перешкоди та огороджувальні конструкції
вогнезахисним засобом.
Захищаються проходки електричних кабелів та інженерного обладнання
будинків і споруд через протипожежні перешкоди та огороджувальні
конструкції з нормованою межею вогнестійкості.
Проведення вогнезахисного заповнення дозволяє підвищити мінімальну
межу вогнестійкості проходок електричних кабелів та інженерного обладнання
будинків і споруд будівельної конструкції до 180 хвилин.

28

Рисунок 2.4 - Альтернативні методики розрахунку
Більшість досліджень цих конструкцій базується на двох способах
визначення межі вогнестійкості - експериментальному та аналітичному
[42,43,58]..
Перший полягає у визначенні межі вогнестійкості на основі
експериментальних досліджень, а другий базується на методах аналітичних або
розрахунково-експериментальних дослідженнях. У більшості країн
експериментальне визначення вогнестійкості будівельних конструкцій
проводять за допомогою вогневих випробувань [32,53,58].. Вогні, що впливають
на нього протягом короткого часу, не здатні привести до ушкодження мінистних
характеристик матеріалу, але якщо вогонь має тривалий вплив на бетонні
вироби, тоді відбувається їхнє ушкодження. Якщо температура двісті п'ятдесят
градусів, тоді бетон втрачає свою міцність усього на двадцять п'ять відсотків, а
29
якщо в межах п'ятисот градусів – будматеріал [42,53,58] зазнає повному
руйнуванню. Бетонний состав, горючість якого низька, має підвищену міцність і
стійкість до вогненних впливів, але може зруйнуватися й втратити свої
прочностные характеристики як при пожежі, так і неправильному обігу з
підігрітим составом. Таким чином, різке зволоження або охолодження вже
підігрітої суміші, спричиняє утвір тріщин, руйнувань, які не піддаються
усуненню, а також слабшанню арматурної конструкції, Жаростійкість
бетонного состава виходить шляхом уведення в розчин спеціальних добавок на
основі алюмінію й кремнію. Що стосується вогнестійкості, то вона досягається
шляхом додавання заповнювачів у процесі готування розчину.спричиняють
руйнування структури й зменшення мінистних характеристик цементного
каменю. Коли на градуснику оцінка досягає п'ятисот п'ятдесяти градусів по
Цельсию, наявні в бетону пісок і щебені зазнають розтріскуванню, якщо
перевищує 550 градусів – бетонні конструкції повністю руйнуються.

а) б) в)

Рисунок 2.5 - Дослідження елемента а) залізобетонної несучої стіни; б)
залізобетонного монолітного перекриття; в) залізобетонної колони

30

2.4 Експерементальне випробування процесу руйнування бетонної
плити під дією високих температур при використанні вогнезахистного
покриття
Метою випробування та досліджень є перевірка адекватності отриманих
аналітичних моделей з експериментальними дослідженнями часу настання
граничної межі вогнестійкості будівельних плит, захищених та не захищених
вогнезахисним покриттям, що вспучується [52,53,58]..
Збільшення температурних коливань безпосередньо впливає на міцність
бетонного состава. Виходить таким чином, при укладанні й застывании розчину
підвищення оцінки на градуснику може вплинути на міцність бетону, вік якого
починається від семи доби й більш. Відбувається це через прискорену
гідратацію, у результаті чого досягається недосконала фізична структура з
більшою кількістю незаповнених пор. З
За данними досвідів було помічене, що при підвищених температурних
показниках міцність бетонного розчину на вищому рівні початку випробувань,
після схоплювання состава, але вже на четверту добу прочностные
характеристики значно опускаються [42,63,58]. Щоб покращити міцність
розчину, у нього додають хлористий кальцій, який здатний підвищити стійкість
до підвищених температурних показників. Вогнетривкий бетонний розчин
виконанеий на портландцементі, за допомогою якого суміш із піску, щебенів,
цементу й води здатна витримувати підвищені температурні показники до тисячі
градусів по Цельсию й вище. Поміж головних складових бетону й
портландцементу, у нього також входить алюмінієва добавка дрібних фракцій і
кремнієва. Добавки в розчині дозволяють зв'язувати гашене вапно, яке
утворюється при гідратації цементного каменю. Дослідженням піддавались два
зразки бетонних плит, розмірами 600х600х60 мм. (Рисунок2.5).
31

Рисунок 2.5 - Схема значень термопар на зразках: О - вогнезахисне покриття; К
- ґрунтовка; Б - бетон.
1) Встановлено на кожному з взірців з поверхні, що не обігрівається
встановлювали по дві термопари ТХА на чвертях з покриттям і ґрунтовкою і
без ґрунтовки і покриття (Рисунок 2.6, та Рисунок 2.7).

Рисунок 2.6 – Показники вимірбваннь зразків № 1 та № 2 перед вогневим
випробовуванням зі сторони поверхні, що не обігрівається
32

Рисунок 2.7 – Показники значень температур зразків № 1 та № 2 перед
вогневим випробовуванням зі сторони поверхні, що обігрівається [62,63,58].

На рис. 2.8 представлені графіки зміни температури від часу вогневого
випробовування в чвертях поверхні, що обігрівається на глибині 20 мм.

я б
Рисунок 2.8 - Діаграма залежності температури від часу вогневого
випробовування в чвертях основи, що обігрівається на глибині 20 мм 1 -
чверть зразка, з нанесеним вогнезахисним покриттям Феніксс [42,53,58].;
2 - чверть зразка, з нанесеним вогнезахисним покриттям Фенікс СТВ та
ґрунтовкою Фенікс Контакт (а) та ґрунтовкою з рідкого скла (б);
3 - чверть зразка, на яку не наносилось вогнезахисне покриття та
ґрунтовка; 4 - чверть зразка,з нанесеною ґрунтовкою Феніксс (а), та
з рідкого скла (б)
33

Теоретичне дослідження вогнезахисної здатності вогнезахисного покриття
Феніксс на бетонній плиті з ґрунтовкою Фенікс Контакт
Вихідні дані для розрахунку нестаціонарного температурного поля
тришарової конструкції наведено в табл. 2.3 [43, 83].

Висновки по розділу 2.
1. На основі моделювання розроблено систему координат знаходження значень
температури та густини теплового потоку в багатошарових плоских
конструкціях у вигляді явних аналітичних виразів, таблиць, об’ємних графіків
та анімацій [24,33,28].
2. Дослідження аналітичних данних проводилась шляхом порівняння числових
результатів з різними , але отриманими іншим (операційним) методом.
3. Аналітичне дослідження графіків залежності (Рис 3.9) показує, що результати
розрахунку поширення нестаціонарного температурного поля по товщині
бетонної плити, захищеної вогнезахисним покриттям ФеніксК з ґрунтовкою
Феніксс, отримані за допомогою математичних моделей [42,53,58].

34

РОЗД1Л 3. ТЕХНОЛОГІЧНІ РІШЕННЯ ЗАХИСТУ БУДІВЕЛЬНИХ
КОНСТРУКЦІЙ ВІД РУЙНУВАННЯ В УМОВАХ ВИСОКИХ
ТЕМПЕРАТУР

3.1 Вогнестійкість та жаростійкість будівельних конструкцій
Поведінка бетону при нагріванні обумовлена впливом високих температур
на його основні складові компоненти: цементний камінь і заповнювачі
[64,65,72]. Під впливом високих температур затверділий цементний камінь
поступово втрачає всі види води яка в ньому містилася (вільної, фізично і
хімічно зв'язаної), що призводить до порушення структури цементного каменя і
до втрати ним міцності. Нагрівання до 400°С призводить до поступового
зниження міцності через дегідратацію, в основному алюмінатів кальцію. При
подальшому підвищенні температури до 550° відбувається дегідратація
гідроокису кальцію з утворенням оксиду кальцію, що також приводить до
зменшення міцності. При нагріванні цементного каменя до 900°С цементний
камінь повністю втрачає міцність і руйнується. Кількість тонкомолотої добавки
має бути не менше 30 % від ваги змішаного в’яжучого. Варто відмітити, що
важливою особливістю бетону під час високотемпературного нагрівання є його
схильність до крихкого руйнування. Крихке руйнування відбувається якщо
бетон має високу вологість, тобто його пори насичені вологою. Причиною
крихкого руйнування є зростання тиску у порах каркасу цементного каменю в
результаті швидкого випаровування наявної вільної вологи [64,65,72]. При
цьому вибухово відколюються великі шматки бетону, що призводить до його
швидкого руйнування. Для уникнення таких явищ волога з пор каркасу
цементного каменю повинна бути видалена шляхом висушування на повітрі
протягом 28 діб ехнічні рішення в частині пожежної безпеки реалізуються на
стадії проектування і будівництва різних об'єктів, зокрема підприємств торгівлі і
громадського харчування, баз і складів. При цьому для зменшення небезпеки
виникнення і розповсюдження пожеж важливе значення має правильний вибір
35
будівельних матеріалів і конструкцій. За здатністю до спалаху вони
підрозділяються на три групи: негорючі, важкогорючі і горючі. Найбільш
стійкими при нагріванні є штучні заповнювачі: шамот, доменний шлак,
керамзит, шлакова пемза та ін. Так при прогріванні бетону на гранітному
заповнювачі до 200°С міцність його зростає, перевищуючи в 1,5 рази початкову
При подальшому підвищенні температури до 500°С міцність знижується до
початкової. Перевищення температурою межі в 500°С призводить до різкого
зниження міцності бетону. За температури 800°С міцність такого бетону
становить лише [64,65,72]. 15% від початкової. Міцність бетону на вапнякових
заповнювачах при прогріванні до 400°С зростає до 140% порівняно з
початковою Значна втрата міцності бетону відбувається при прогріванні його до
температури 500°С, однак за температури 580°С міцність все ще дорівнює
початковій. При 800°С міцність знижується до 30% від початкової. Наведені дані
свідчать про більшу стійкість до нагрівання бетону на вапнякових заповнювачах
порівняно з бетоном на гранітних заповнювачах. Ця обставина знайшла
віддзеркалення в нормах. Відповідно [66,68,75] будівельні конструкції з бетонів
на карбонатних заповнювачах мають нормовану межу вогнестійкості на 10%
нижче, ніж конструкції з бетонів на силікатних заповнювачах. Дещо по іншому
ведуть себе при нагріванні бетони які знаходяться під навантаженням.
Інтенсивність зниження міцності напруженого бетону (σст=0,3σмах) при
нагріванні до 500 – 600°С приблизно на 20 – 30% менша, ніж зниження міцності
ненапруженого бетону м Це відбувається тому, що обтискування бетону при
нагріванні перешкоджає вільному розвитку деформацій та розкриттю тріщин в
бетоні, чим сповільнює процес його руйнування. При нагріві бетону під час
пожежі змінюється не тільки його міцність, а й характер його деформації. На
Рис. 3.1 поданий характер зміни діаграми деформування залежно від
температури нагріву. Характер даних діаграм дуже важливий для розрахунків
бетонних та залізобетонних конструкцій на вогнестійкість. Також є важливою
зміна теплофізичних властивостей бетону, оскільки теплові процеси, які
36

відбуваються під час нагрівання бетону складні і сильно впливають на прогрів
внутрішніх шарів бетону елементів конструкцій [60,65,72]. Всі теплові процеси
можуть бути враховані при введенні ефективних теплофізичних характеристик –
ефективного коефіцієнту теплопровідності який змінюється у певних межах) та
ефективної питомої теплоємності (див. Рисунок 3.0).λеф, Вт/(м·К)Також
важливою характеристикою є зміна температурних деформацій (температурного
розширення). Характер температурних деформацій показаний [64,65,72]. для
порівняння показані температурні деформації арматурної сталі. Характер зміни
міцності при нагріванні різнотипних легких та ніздрюватих бетонів на
портландцементі аналогічний зміні міцності важких бетонів. Але так як такі
бетони володіють пониженою інтенсивністю прогріву при пожежі (приблизно на
30% менше, ніж інтенсивність прогріву важкого бетону), тому виготовлені з них
конструкції мають підвищену (на 30%) вогнестійкість, порівняно з
вогнестійкістю аналогічних конструкцій з важкого бетону. Найбільш стійкими
при короткочасному та тривалому впливі високих температур є жаростійкі
бетони, склад яких підбирають з врахуванням відповідних вимог [60,65,72].
Жаростійкість – це здатність бетону тривалий час витримувати дію високих
температур, наприклад при експлуатації теплових агрегатів, без істотного
зменшення міцності. Інтенсивні деструктивні процеси при нагріванні бетону
йдуть при температурі більшій 200°С (Рисунок1). Нагрівання в інтервалі
200...400°С приводить до поступового зниження міцності цементного каменю і
бетону через дегідратацію в основному гідроалюмінатів, а також розпаду і
перекристалізаці гідросульфоалюмінатів кальцію. При нагріванні понад 300°С
порушується структура цементного каменю і бетону в результаті деформацій
гідратних продуктів цементного каменю і непрогідратованих зерен цементу. При
500...600°С йде розкладання гідратних новоутворень і дегідратація Са(ОН)2, що
сприяє подальшому зниженню міцності цементного каменю. В інтервалі
600...700°С можливе модифікаційне перетворення b – 2СаО·SiО2 в y –
2СаО·SiО2, яке супроводжується деяким збільшенням об'єму. Бетон, прогрітий
37
до температури 600...800°С, цілком руйнується після витримування його у
повітряно-сухих умовах в основному в результаті вторинної гідратації оксиду
кальцію. При 1200°С міцність цементного каменю складає 35...40% міцності
контрольних зразків. При цьому розвивається значна усадка - до 1% і більше
[60,65,72].
Основний спосіб забезпечення жаростійкості бетону полягає у введенні в
цемент чи бетонні суміші тонкомолотих мінеральних добавок, які хімічно
зв'язують СаО і не утворюють з мінералами цементу легкоплавких речовин, а
також є стійкими до впливу високих температур і зменшують усадку цементного
каменю при нагріванні.

Рисунок 3.1.- Вплив температури на міцність бетону: 1 – портландцемент 70% +
трепел 30%; 2 – портландцемент 70% + пемза 30%; 3 – портландцемент
[60,65,72].
Портландцемент за жаростійкістю значно поступається
шлакопортландцементу, при гідратації якого виділяється значно менша кількість
Са(ОН)2. При достатній величині залишкової міцності на стиск бетону після
нагрівання до 800°С і використанні шлакопортландцементу відпадає
необхідність введення тонкомолотих добавок.
Специфічним видом руйнування бетону при тепловому впливі є руйнування
під впливом вогню в умовах пожежі. Під впливом високотемпературного
полум'я знижується несуча здатність бетонних і залізобетонних конструкцій, а
38

через визначений час під дією вогню можливо їх руйнування. Зниження міцності
бетону в[60,65,74]. умовах пожежі відбувається в результаті розвитку внутрішніх
напружень внаслідок неоднакового температурного коефіцієнта лінійного
розширення цементного каменю і заповнювачів. При температурі вище 500°С
зниження міцності бетону під впливом вогню підсилюється розкладанням
гідроксиду кальцію і поліморфним перетворенням b-кварцу в a-кварц.
Вогнестійкість – це здатність бетону витримувати короткочасну дію вогню,
наприклад при пожежі.
Вогнестійкість бетону як і вогнестійкість інших будівельних матеріалів
характеризується межею вогнестійкості – тривалістю опору впливу вогню до
втрати бетоном міцності [60,62,72]. Межею вогнестійкості будівельних
конструкцій називається час, протягом якого вони зберігають несучі функції в
умовах пожежі. Втрата конструкцією несучої здатності супроводжується її
раптовим або дуже швидким обвалом. Функціональне призначення
огороджувальних конструкцій втрачається, коли температура поверхні, яка не
нагрівається, в середньому зростає на 1600°С і в суміжних приміщеннях
можливе самозаймання матеріалів.
При цьому в конструкціях утворюються наскрізні тріщини, через які
проникають продукти горіння і полум'я. Межа вогнестійкості визначається
випробуванням зразків у спеціальній камері, де тепловий режим підтримують за
стандартною кривою температура – час. Межа вогнестійкості бетонних і
залізобетонних конструкцій становить 2...5 год. Її можна підвищити, збільшуючи
товщину бетонного шару і підби-раючи відповідний склад бетону [60,65,72].
Особливо високе розширення тверднучого бетону (цементного каменя)
відбувається в процесі утворенні гидросульфоалюміната кальцію (3caso4* ЗСаО
* Al2o3 *30Н2О). Також корозія бетону може спостерігатися за наявності в
повітрі вологи і різних кислих газів. Так, наприклад, сірчистий газ, що виходить
з топок казанів, паровозів або з деяких хімічних апаратів, з’єднуючись з вологою
повітря і парами води, утворює сірчисту кислоту, яка руйнує бетон так само, як і
39
вільна кислота у водному середовищі. Процеси хімічної корозії бетону не можна
розглядати поза зв’язком з фізичними і физико-хімічними процесами, що
відбуваються в бетоні під впливом зовнішнього водного або газового
середовища. Великий вплив, зокрема, надають об’ємні деформації, що
виникають в результаті вологообміну (поглинання води та її пари), процеси
заморожування і відтавання, просочування і фільтрації води, дифузійні процеси
переміщення вологи в бетоні і так далі. Підвищення стійкості бетону незалежно
від вигляду корозії досягається забезпеченням необхідної щільності і
однорідності будови бетону. Наявність раковин і різного роду нещільності у
вигляді відкритих або таких, що повідомляються між собою щілин, тріщин, що
утворюються в результаті температурних або усадкових деформацій, найбільш
сприяє виникненню і розвитку процесів корозії [60,65,72]. Для підвищення
стійкості бетону по відношенню до чисто хімічних процесів корозії необхідно не
лише забезпечувати достатню щільність бетону, але і виробляти відбір вяжучих
та заповнювачів, найбільш стійких в умовах даного виду корозії. Питання
збереження арматури в бетоні нерозривно пов’язане з питанням стійкості
бетону, тому його доречно буде розглянути тут же.
Як правило, сталева арматура, увязнена, в бетоні не руйнується (але
іржавіє) і може зберігатися у хорошому стані протягом досить тривалого часу.
Збереження арматури пояснюється наявністю щілинного середовища в бетоні.
Це справедливо лише для бетонів досить щільних, де унеможливлено доступу
повітря безпосередньо до стрижнів сталевої арматури. Тому арматура в
конструкції має бути покрита захисним шаром бетону, мінімальна товщина
якого вагається від 10 (для тонкостінних і порожнистих плит, настилів) до 35 мм
(для фундаментних черевиків) [60,33,42]. При несприятливому довкіллі (висока
вологість, шкідливі гази і т. п.) товщину захисного шару слід збільшувати.
Захисний шар має бути щільним, без яких-небудь тріщин або вад, інакше
призначення його не виправдовується. Тріщини в захисному шарі відкривають
доступ повітря безпосередньо до арматури, що викликає утворення плівки іржі,
40

що супроводиться збільшенням її об’єму. Останнє викликає розтягуючі зусилля
в бетоні, розтріскування і руйнування захисного шару, зі всіма негативними
наслідками для довговічності залізобетонної конструкції.
3.2 Класифікація будівельних матеріалів за показниками пожежної
небезпеки

Аналіз вогнестійкості конструкцій є одним з найважливіших етапів
проектування. У будівельних нормативних документах викладено кілька
варіантів аналізу вогнестійкості конструкцій: спрощений, уточнений методи
розрахунку і розрахунок з посиланням на табличні дані [60,65,72].
Жаротривкий будівельний матеріал із суміші цементу, піску, щебенів і води
також має у своєму составі наступні заповнювачі, які запобігають плавленню,
деформації й руйнування бетонних виробів навіть у момент пожежі:
 андезит;
 цегельний щебені;
 шамот;
 доменний шлаки;
 базальт;
 туф.
Залежно від наповнювачів визначається максимальний температурний режим
жаротривкого бетону. Приготувати такий розчин можна й власноручно на
будівельному майданчику. Чим менше щільність використовуваного матеріалу й
чим більше його товщина, тем вище межа вогнестійкості, яка залежить і від виду
опори для конструкції, і від статичної схеми. Виходячи із цього, будівельники
повинні здійснити розрахунок по вогнестійкості ж/б конструкцій, перш ніж
приступати до їхнього заливання [60,45,72]. Конструкції, які мають
горизонтальне положення, піддаються руйнуванням під дією нагрівання нижньої
арматур, тому межа нагрівання, насамперед, залежить від класу арматурної
конструкції, здатності матеріалу проводити тепло й від розмірів шару захисту
41
Горизонтальні конструкції – це балкові плити, балки, настили й
панелі, прогоны і ін [60,65,72]. Конструкції, які мають тонкі стіни й піддаються
згинанням – це настили, ригели, балки, панелі ребристі й
пустотілі. Вогнестійкість колон заснована на наступних показниках:
 відсоток армування;
 навантаження на конструкції;
 вид крупнофракционного заповнювача;
 розмір перетину під прямим кутом щодо поздовжньої осі;
 товщина шару захисту на арматурах.
У процесі заливання колон слід обов'язково дотримуватися інструкції. Колони
руйнуються в результаті відкритого вогненного полум'я при зниженні мінистних
характеристик бетонного розчину й арматурної конструкції. , він пористий
штучний матеріал, який використовується в будівництві різних будинків і
споруджень. До його складу входять мінеральні в'язкі й кремнеземисті
заповнювачі. Застосовують ніздрюватий будівельний матеріал із суміші цементу,
піску, щебенів і води для теплоізоляції приміщень, їм утеплюють залізобетонніі
плиты і перекриття, використовують легкий бетон для теплозахисту поверхні
різних устаткувань, трубопроводів, які використовуються при температурних
режимах понад чотирьохсот і навіть семисот градусів по [60,65,72] Цельсию
[60,65,72].. Вогнестійкість ніздрюватого бетону вище, якщо щільність
будівельного матеріалу мінімальна, таким чином, граничні показники
вогнестійкості газоблоков і інших виробів з пористого будматеріалу
підвищені.По дослідженнях і досвідам, які проводили у шведському й фінському
навчальному закладі, визначена міцність ніздрюватого бетонного состава, яка
змінюється при нагріванні в такий спосіб [32,33,42]:
42

- відбувається збільшення мінистних характеристик до вісімдесяти
п'яти відсотків, якщо температурні показники не вище чотирьохсот
градусів по Цельсию;
- зниження мінистних характеристик до споконвічних відбувається
при розігріві матеріалу до семисот градусів по Цельсию;
- зниження міцності ніздрюватого бетонного состава на вісімдесят
шість відсотків здійснюється при розігріві будівельного матеріалу до
тисячі градусів і не більш при цьому прочностной показник ухвалює
стабільність.
Можна зробити вивід, що граничні значення вогнестійкості ніздрюватих
блоків досягають дев'ятисот градусів по Цельсию, коли звичайний бетонний
состав починає втрачати свої основні частини міцності при значенні від
чотирьохсот до семисот градусів. Таким чином, ніздрюватий бетон найбільш
популярний при зведенні будинків і споруджень, де потрібні підвищені
показники пожаробезопасности [32,60,42]:.
Бетон являє собою будівельний матеріал, який має відмінні прочностными
характеристиками, має підвищені показники вогнестійкості й при додаванні до
складу бетонного розчину спеціальних наповнювачів, здобуває жаростійкість.
На вогнестійкість і жаростійкість бетонного розчину впливають різні показники
й фактори, наприклад, матеріал, який використовується як наповнювач, або ж
конструкції, які зводять із будівельного матеріалу на основі піску, цементу,
щебенів і води. При пожежі властивості залізобетонних конструкцій проявляють
себе в огнеупорности й жаростійкості. Температура плавлення бетону рівна
1100—2000 °C залежно від внутрішнього состава, доданого в розчин.
Починаючи з 200 °C, відбувається зниження міцності й розтріскування, але
матеріал досить вогнестійкий і повільно модифікується за рахунок малої
швидкості нагрівання поверхні. Тепло виділяється в процесі випару води при
руйнуванні цілісності цементу, у такий спосіб дозволяючи пручатися
нетривалому впливу високих температур. Для будівництва рекомендується
43
використовувати бетон з жаростійкими характеристиками При реалізації аналізу
вогнестійкості будівель і споруд, для кожного інженера найважливішим є вибір
будівельних правил і нормативниих документів. Вибір цих документів залежить
від країни, в якій планується будівництво. У будь - якому з таких документів [36,
67,82] зазначено, що для того, щоб виконати В якості прикладу прийнято
кімнату, розміри якої зображено на Рисунок 3.1, та скінченно-елементна модель
зображена на Рисунок 3.2

Рисунок 3.2. Геометрія досліджуваної кімнати

Рисунок 3.3 Скінченно-елементна модель
44

Р
исунок 3.4. Етапи підпалу та розвитку пожежі кімнати під час експерименту,
пожежа тривала 6 хвилин. Після 6 хвилин пожежі, полумя розповсюдилось по
всій кімнаті, і його було погашено.
Третя стадія охоплює рішення задач про термонапружений стан у
конструкції із врахуванням властивостей деформацій бетону, якщо відомо для
цієї задачі рішення пружно-миттєвої задачі.
Для вирішення данної задачі було взято значення температури із
експериментальних досліджень [32,33,42]:.
І для визначення температурних напружень було пропущено стадію
вирішення задачі теплопровідності, замість цього, для врахування впливу
температури було прикладено температурні завантаження в ПК «ЛІРА.1-САПР»
та було виконано фізично - нелінійний розрахунок.

Рисунок 3.5. Моделювання коротких нелінійних завантажень
45
В залежності від температури, яка була виміряна на внутрішній та
зовнішній поверхні конструкцій під час дослідження, було прикладено
температурні навантаження на стіни та плиту перекриття, що показані на
[32,33,42]:

Рисунок 3.6. Температурні напруги на пллиту перекриття (зліва) та на стіни
(справа)

Рисунок3.7. Вертикальні зміщення плити перекриття

46

Рисунок 3.8 Графік деформацій із площини стіни
І можна зробити також висновок, що можна розраховувати прогини
конструкції на температурні навантаження із впливом деформацій деформацій
Після визначення температурних полів по всій структурі, в розглянутій
математичній моделі необхідно знизити характеристики жорсткості матеріалів і
розрахувати міцність.
При такому підході для визначення сумарних деформацій конструкції
необхідно враховувати деформацію деформацій [32,33,42]. Водночас, питання
деформацій деформацій, що визначаються в такій постановці питання,
залишається відкритим.

Рисунок 3.9 – Загальні види руйнувань плити перекриття від пожежі
47
Саме таку картину руйнування отримано при розрахунку плити перекриття
за запропонованою методикою із врахуваннях коефіцієнту термодеформацій.
Число евакуаційних виходів повинно бути не менше двох. Двері на шляхах
евакуації повинні відчинятися в напрямку виходу з будівель (приміщень).
Допускається влаштування дверей з відчинянням усередину приміщення в разі
одночасного перебування в ньому не більше 15 чоловік. При наявності людей у
приміщенні двері евакуаційних виходів можуть замикатись лише на внутрішні
засуви, які легко відмикаються. Мінімальна ширина шляхів евакуації — не
менше 1 м, дверей - - не менше 0,8 м. Віддаль від найвіддаленішої точки цеху
або приміщення до евакуаційного виходу визначається згідно зі СНиП 2.09.02-
85 залежно від ступеня вогнестійкості будівлі та кількості людей, що
евакуюються. Не допускається влаштовувати евакуаційні виходи через
приміщення категорії А і Б, а також через виробничі приміщення в будівлях ПІб,
IV, IVa, V ступенів вогнестійкості. Отже, можна зробити висновок, що аналіз
скінченно-елементної моделі за авторською методикою розрахунку конструкцій
із врахуванням деформацій та при врахуванні зміни температури оточуючого
середовища на міцнісні характеристики бетону співпадає з результатами
пожежі, що відбулися в дійсності. І дану методику варто використовувати при
розрахунках будівель та споруд на вогнестійкість та при впливах високих
температур.
Термостійкість - це здатність матеріалів витримувати без руйнування
циклічні зміни температури. Підвищену термостійкість мають матеріали з
низьким коефіцієнтом термічного розширення (плавлений кварц, спеціальне
скло), високою теплопровідністю і низьким модулем пружності (метали).
Вогнетривкість - це здатність матеріалів протистояти впливу високих
температур не розплавляючись. Вона характеризується температурою, при якій
зразок усіченої піраміди розм'якшується так, що його вершина, нахиляючись,
торкається основи. Для вогнетривких матеріалів (динас, шамот, корунд і ін.) ця
температура не нижче 1580°С. Негорючі будівельні матеріали за іншими
48

показниками пожежної небезпеки не класифікують [60,61]. Встановлюють
залежно від значення показників токсичності продуктів горіння відповідно м. До
полімерних матеріалів звичайно застосовується така характеристика як
теплостійкість. Теплостійкість - властивість матеріалу зберігати експлуатаційні
характеристики (наприклад, міцність, пластичність, ударну в'язкість) при
механічному і хімічному впливі в умовах високої температури.Будівельні
конструкції класифікують за вогнестійкістю та здатністю поширювати
вогонь.Вогнестійкість будівельних конструкцій - це здатність їх чинити опір дії
високої температури в умовах пожежі і виконувати при цьому свої звичайні
експлуатаційні функції. Вогнестійкість відноситься до числа основних
характеристик конструкції і регламентується [60,61]. Показником вогнестійкості
є межа вогнестійкості конструкції, що визначається часом (у хвилинах) від
початку вогневого випробування конструкції на вогнестійкість (або теплового
впливу) за стандартним температурним режимом до настання одного з
граничних станів конструкції. Значення межі вогнестійкості будівельних
конструкцій визначають шляхом випробувань за [60,61], за стандартами щодо
методів випробувань на вогнестійкість будівельних конструкцій конкретних
видів або за розрахунковими методами відповідно до стандартів і методик,
затверджених або узгоджених з центральним органом ДПН. Визначення
фактичної межі вогнестійкості. БК здійснюють експериментальним шляхом:
зразок конструкції в натуральну величину нагрівають у спеціальній печі і
одночасно піддають дії нормативного навантаження [60,61]. При цьому
визначають час від початку випробування до появи одного з граничних станів,
які характеризують межу вогнестійкості конструкції. Фізичні властивості
характеризують фізичний стан матеріалу, а також його здатність реагувати на
зовнішні фактори, які не впливають на хімічний склад матеріалу. Як правило,
будівельний експерт прибуває на місце пожежі після ліквідації горіння, тому
йому доводиться визначати температури на дільницях пошкодження
будівельних конструкцій слідами пожежі. Внаслідок вогневого впливу речовини
49
і матеріали, з яких виготовлені будівельні конструкції " обладнання, що
виявилися в зоні дії високих температур, зазнають різних змін м. Ці зміни
супроводяться характерними ознаками, які виражаються в зміні фізичних,
хімічних і механічних властивостей речовин і матеріалів, в розвитку деформації,
руйнуванні або в повному знищенні (вигорянні) частин будівлі. При цьому
речовини і матеріали, що зафіксували вплив температури на них, виступають в
якості естественних' термоиндикаторов (термосвидетелей). Природні
термоиндикатори поділяють на ті, що міняють колір при певній (критичної)
температурі; плавкі, що википають або що вигоряють при заданій температурі;
характеризуючий певний стан частин будівлі, будівельних конструкцій і
обладнання після вогневого впливу відповідної потужності. Деякі природні
термоиндикатори володіють властивістю «запам'ятовувати» температури по
перетину, довжині і висоті будівельних конструкцій [60,63].. До них відносяться
поширені будівельні матеріали - бетон, дерево, пластмаси. Під час пожежі
можливі різні поєднання чинників, що впливають на температурний режим і
поведінку будівельних конструкцій. До числа основних чинників, що
визначають руйнівні наслідки пожежі на будівлю, відносяться пожежно-технічна
характеристика будівлі; розмір навантажень на елементи будівельних
конструкцій; тривалість впливу полум'я або високої температури; температурний
режим по дільницях будівлі (з урахуванням умов газообміну в зонах горіння і
охолоджуючої дії огнетушащих коштів) [60,61].. Характерні ознаки, ті, що
свідчать про вплив на конструкції високої температури визначаються, з одного
боку, конкретними умовами горіння і залежать в основному від характеристики і
тривалості впливу теплового імпульсу, а з іншою - від вигляду термоиндикатора
м. Розглянемо прийоми визначення температур, яким зазнали при пожежі
матеріали і конструкції. Поведінка бетону при нагріві визначається зміною його
складових: заповнювача і цементного каменя. До найбільш загальних ознак, по
яких можна судити про температуру, що діяла на бетон, відносяться зміна
кольору і закопчение; зниження тону звуку при простукуванні; відшарування і
50

отколи; взривообразние і місцеве руйнування; зміна прочностних і
деформативних характеристик, фізико-хімічних властивостей; оплавлсние і
сліди вогневої ерозії бетону. Колір бетону змінюється в залежності від вигляду
заповнювача і терпкого. При температурі до 300°З важкий бетон приймає
рожевий відтінок, при 400-6000-. червонуватий, при 900-1 000°З - блідо-сірий. У
зоні інтенсивного горіння з температурами більше за 800°З сильної закінченості
бетону, як правило, не буває, оскільки сажа повністю вигоряє. У зоні дії
підвищених і помірно високих температур (100-400°З) може відбуватися значне
осідання сажі. При простукуванні молотком можна встановити міру
пошкодження вогнем структури бетону. Непошкоджений бетон має високий тон
звуку, із збільшенням міри руйнування бетону звук стає глухим. Після впливу
температур більше за 600°З молоток при ударі оминает бетон на поверхні
0'бразца [60,61,72,72,74]. Частина перетину зразка, прогріта понад 500°З, при
ударі середньої сили відколюється.При впливі помірно високих (200-400°З) і
високих температур (400-800°З) руйнування бетону носить або відносно
спокійний або вибухоподібний характер. Приоти відносно спокійному руйнації
бетону температурне розхитування бетону [70,61].. Це пояснюється тим, що у
важкому бетоні коефіцієнт лінійного температурного розширення заповнювачів
змінюється у великих межах, внаслідок чого зчеплення заповнювачів з
цементним каменем при помірно високих температурах різко знижується.
Микротрещини в бетоні утворяться при температурі 300-400°С. Прі подальшому
зростанні температур виникають макротрещпни. Після нагріву бетону до 500°З
тріщини збільшуються настільки, що стають видно неозброєним оком. Ширина
температурно-усадочних тріщин при цьому менше за 0,1 мм. Після впливу
температур 400-800°З тріщини розвиваються інтенсивніше [70,61].. Ширина
розкриття поверхневих тріщин 0,5-1 мм. Зразки, прогріті до центра перетину
температурами понад 700°З, після охолоджування руйнуються. Зволоження
зразків бетону, нагрітого до 600°З, сприяє їх повному руйнуванню [11,20].
Взривообразноеразрушение бетону в період пожежі відбувається в статично
51
невизначних, преднапряженних і тонкостенних елементах, а також в
залізобетонних конструкціях, виготовлених з автоклавних, пропарених і
високоміцних бетонів. У умовах пожежі бетон вибухає через 10-20 мін після
початку інтенсивного вогневого впливу на залізобетонні конструкції.
Взривообразное руйнування може відбуватися безперервно в радіусі вогнища
пожежі на поверхні конструкцій, схильних до впливу вогню [60,61].. Вибух
найбільш вражає дільниці залізобетонних конструкцій, на які безпосередньо
впливає полум'я. Взривообразное руйнування бетону виникає, як правило, при
швидкому нагріві поверхні елемента (безпосередній вплив полум'я, жорсткий
температурний режим, висока густина теплового потоку). При цьому
температура на поверхні бетону 700-900°С. В випадку помірного підвищення
температури вибух бетону відбувається при 1000-1200°З і вище. Конструкції, що
знаходилися під впливом підвищених і високих температур (до 700°З), можна
визначити по зміні швидкості поширення ультразвука при відомій міцності
пошкодженого бетону і тривалості вогневого впливу. Температуру нагріву понад
200°З в залежності від зміни фізичного стану бетону або його хімічного складу
можна визначити методом термічного аналізу. Під час затяжних пожеж з
високою густиною теплового потоку можливе оплавлення деяких складових
бетону. Так, при температурі 1 100- 1 150°З відбувається оплавлення керамзита,
при 1 300-1 500°З польових шпатов, вхідних до складу гранітного заповнювача;
при 1 700- 1 710°З- кремнезему; при 2 000- 2 050°З - глинозему. На розвиток
термічної ерозії бетону істотний вплив надає вогневий вплив з високими 400-
800°З, а ще більше-помірно яркостними температурами 800- 1 200°С. Прі
температурі понад 120°З захисний шар бетону інтенсивно розтріскується,
легкоплавкі і тугоплавкие складові бетону плавляться. Під час вогневого впливу
з надвисокими температурами вогнева ерозія бетону приймає катастрофічний
характер [60,61,72,72,74]. Це явище відбувається внаслідок плавлення не тільки
тугоплавких, але і вогнетривких складових бетону. Отже, слідами термічної
ерозії бетону можна судити про міру нагріву бетону послепожара. До найбільш
52

характерних ознак, по яких судять про температуру нагріву, що діяла на
будівельні стали, відносять: обгоряння горючих і вспучивание вогнезахисних
фарб; зміна кольору стали і характер закопчения конструкцій; міра деформації
елементів металевих конструкцій; утворення світлої окалини на поверхні металу;
оплавлення і розплавлення металу; термічну ерозію, випаровування металу,
«прогари» тонких перетинів елементів металевих конструкцій. Металеві, не
захищені від вогню, елементи тонкостенних будівельних конструкцій особливо
чутливі до теплового потоку. Найбільш яскраво це виявляється у стальних ферм
покриття [60,61,72,72,74]. Масивні перетини металевих колон мають
температурні деформації звичайно у верхній надкрановой частині. Фарби,
нанесені на будівельні стали, обгоряють при температурі, відповідній
температурі воспламения конкретного вигляду фарби. По характеру обгоряння
фарб легко встановити місця найбільшої інтенсивності горіння. Після впливу
підвищених температур на рядку стали їх поверхня отримує характерну, а сама
сталь - синеломкость. Поява кольорів побежалости відбувається після
гартування з самоотпуском при температурі 200-300°С. Ето явище пояснюється
виникненням на чистій металевій поверхні шарів оксидів. Колір шара оксиду
залежить від його толщени. Підвищені температури (до 200°З) впливають на
деформації (викривлення, прогиби і т. п.) елементів металевих конструкцій
трохи. З зростанням температур нагріву до 300°З і більш залишкові викривлення
після пожежі елементів металевих конструкцій збільшуються. Навантажені
елементи металевих конструкцій після нагріву до 550-600°З мають значні
деформації, внаслідок цього після короткочасної [60,61,72,72,74]. (15-20 мін) дії
високих температур металеві конструкції обрушаются. При помірно яркостних
температурах 800-1 200°З на поверхні стали ненавантажених конструкцій
з'являється світла окалина. Вплив температури 1 100-1 300°З приводить до
перегріву стали, зміні її структури і зниженню механічних властивостей. Сліди
плавлення будівельної сталі свідчать про температуру нагріву 1 300- 1400°С.
После нагріви більше за 1 400°З на поверхні сталі утворяться оплавления і
53
тверда крихка плівка сірувато-синього або чорного кольорів. Для визначення
температур пожежі, що впливають на несучі залізобетонні конструкції,
характерними є ознаки, що свідчать про стан бетону, арматури і залізобетонних
конструкцій після вогневого впливу. Ознаки, що визначають температуру
нагріву бетону, описані вище. Розглянемо ознаки, що характеризують
температуру нагріву арматурних сталей залізобетонних конструкцій. Арматура
залізобетонних конструкцій із захисним шаром бетону не менше за діаметр
робочого стержня в умовах короткочасної пожежі (0,5-2 ч) нагрівається до 200-
800°С [50,61,72,72,74]. Прі отколах захисного шара бетону в початковій стадії
пожежі температура нагріву арматури значно вище (1000-1200°З). При
температурі більше за 1 300°З арматурна сталь стає перепаленою. По тягарю
пошкодження вогнем залізобетонні конструкції поділяють на зруйновані,
аварійні сильно пошкоджені, зі середньою і слабою мірою пошкодження.
Максимальні температури на поверхні залізобетонних конструкцій, зазанавати
пошкоджень при пожежі, орієнтувально можна приймати за даними таблиці.
Максимальні температури на поверхні залізобетонних конструкцій, що
обігрівається в залежності від тривалості вогневого впливу і міри їх
пошкодження Пошкодження конструкцій Максимальні температури, °З, при
тривалості вогневого впливу, ч 0,1-0,5 0,5-2 2,1-6Слабі Середні Сильні Аварійні
Руйнування 500 (+50) 700(4-100) 1 000(4-100) - - 400 (+50) 600 (+50) 800(+100)
1200(,+100) Більше за 1 300 300 (+50) 500 (+50) 700 (+100) 1 000 (±100) Більше за
1 200 Про вплив високих температур на цегляну кладіння і дерев'яні конструкції
можна судити по зміні їх стану. Температура, З 0 Зміна стану при пожежі
[60,61,72,72,74].

54

3.3 Технологічні рішення вогнезахисту будівельних конструкцій
різного типу та матеріалів
Вибираючи спосіб підвищення вогнестійкості необхідно враховувати
[60,61,72,72,74].:
• здатність досягти необхідної межі вогнестійкості;
• здатність технічно реалізувати вибраний спосіб підвищення
вогнестійкості;
• умови експлуатації сталевих конструкцій.
В детально наведено усі можливі способи пасивного вогнезахисту
сталевих конструкцій (Рисунок 3.10).

4.

Рисунок 3.10 –Способи поліпшення вогнестійкості будівельних конструкцій
Вогнезахист — це зниження показників пожежної небезпечності матеріалу
(тканина, папір, очерет, облицювальні та оздоблювальні будівельні матеріали,
сценічні декорації) або підвищення вогнестійкості конструкції (несучі та
огороджувальні будівельні конструкції будинків і споруд) чи виробу
55
(повітроводи, проходки, електричні кабелі). Однією з основних вимог до
будівель і споруд є збереження несучої здатності будівельних конструкцій під
час пожежі. Це визначено Технічним регламентом будівельних виробів,
будинків і споруд, що затверджений постановою [60,61,66,].ступінь
вогнестійкості будинку встановлюють в залежності від його призначення,
категорії за вибухопожежною та пожежною небезпекою, умовної висоти
(поверховості), площі поверху в межах протипожежного відсіку. В залежності
від ступеня вогнестійкості будинку визначають класи вогнестійкості
будівельних конструкцій і групи поширення вогню по цих конструкціях…»
Наказом Міністерства внутрішніх справ України від 26 грудня 2018 р.
№ 1064 затверджені нові Правила з вогнезахисту (далі — Наказ № 1064).
Разом з тим, потребують подальшого удосконалення розробки покриттів із
забезпечення відповідних коефіцієнтів спучуваності, стійкості захисного шару,
адгезії до матеріалу, збереження властивостей при довготривалій експлуатації та
інші. Мають місце технологічні обмеження у процесі нанесення покриттів у
частині температурного режиму та вологості, необхідності попередньої
підготовки конструкцій. Зазначене обмежує їх використання, як правило, сухими
внутрішніми приміщеннями. Спучуванні покриття мають високу собівартість
[60,61,66,]. Тинькування будівельних конструкцій один із найстаріших методів
пасивного вогнезахисту. Даний спосіб може забезпечити вогнезахист залежно
від товщини шару тиньку. Наприклад при товщині шару тиньку 25 мм межа
вогнестійкості металевої колони збільшується до 45 хв, а при товщині шару
тиньку 50 мм до 120 хв. Для нанесення вогнезахисного шару може
застосовуватись цементно-піщаний тиньк або тиньк на основі гіпсових в’язучих,
на рідкому склі.
Тинькування також має певні недоліки:
• підвищення вагового навантаження на конструкції;
• можливість поступового руйнування та розшарування захисного шару;
56

• покриття на гіпсовому в’яжучому можуть спричинити корозію металу;
• трудомісткість.
Оббетонування - даний спосіб включає в себе нанесення вогнезахисного
бетонного шару, як правило, вогнетривкого бетону або інших бетонів.
Це надійний спосіб захисту з широким спектром позитивних
Правила з вогнезахисту установлюють основні вимоги щодо:
 виконання робіт з вогнезахисту матеріалів, виробів, будівельних
конструкцій та перевірки відповідності вогнезахисту;
 забезпечення експлуатаційної придатності вогнезахисних покривів
(просочування, облицювання) та виробів [60,61,66,67].
Алгоритм дій під час виконання робіт з вогнезахисту:
1. Проектування робіт з вогнезахисної обробки, що здійснюється відповідно
до законодавства.
2. Виконання робіт з вогнезахисної обробки.
3. Перевірка відповідності вогнезахисту.
4. Забезпечення експлуатаційної придатності вогнезахисних покривів
(просочувань, облицювань, проходок, екранів).
5. Відновлення (ремонт), заміна вогнезахисного засобу, повторний
вогнезахист (обробка).
Роботи з вогнезахисту (обробка) здійснюються такими способами:
 вогнезахисне просочування (глибоке чи поверхневе);
 вогнезахисна обробка (фарбування, штукатурення, обмотування,
облицювання);
 вогнезахисне заповнення [,66,67].
Спосіб робіт з вогнезахисту визначається залежно від властивостей
вогнезахисного засобу (далі — ВЗ), об’єкта вогнезахисту та умов його
експлуатації. Вогнезахисне просочування застосовується для об’єктів
57
вогнезахисту, виготовлених з пористих матеріалів (деревина, тканина, папір).
Для просочування використовують просочувальні ВЗ, які проникають
(просочуються) в об’єкт вогнезахисту.
Глибоке просочування здійснюється у спеціальних ємностях (автоклавах), що
герметично закриваються, в умовах вакууму та/або надлишкового тиску.
Поверхневе просочування здійснюється способами:
 нанесення на поверхню (за допомогою пензля, щітки, валика, механічних
пристроїв повітряного та безповітряного розпилювання);
 вимочування;
 «прогрів — холодна ванна» (просочування розчином готових дерев’яних
виробів у спеціальних ваннах або автоклавах. Цей промисловий спосіб дозволяє
досягти більшої глибини, а відтак, і якості. Вироби спочатку занурюють у
гарячий розчин, а потім — у холодний) [60,61,66,67].
Для фарбування застосовуються вогнезахисні фарби, лаки та пасти
(обмазки), які наносяться (закріплюються) за допомогою пензля, щітки, валика,
механічних пристроїв повітряного та безповітряного розпилювання та
утворюють на поверхні об’єкта тонкошаровий вогнезахисний покрив. Для
штукатурення (обмазування) застосовуються вогнезахисні штукатурки або пасти
(обмазки), які наносяться (закріплюються) за допомогою ручних штукатурних
інструментів (шпателі, кельми, терки) та/або механічних пристроїв (штукатурні
станції). Облицювання здійснюється із застосуванням одиничних виробів або
листових [60,61,66,67] (рулонних) матеріалів, які закріплюються (монтуються)
на поверхні об’єкта вогнезахисту за допомогою кріпильних елементів, клейових
розчинів тощо. Способом вогнезахисного заповнення монтуються
(ущільнюються) місця проходок, а також щілини та прорізи у будівельних
конструкціях та місцях їх стиків. Залежно від складу та властивостей ВЗ
поділяються на [60,61,66,67]:
58

 просочувальні вогнезахисні речовини — розчини антипіренів у органічних
або неорганічних рідинах, які проникають (просочуються) у товщу об’єкта
вогнезахисту (постачаються готовими до застосування);
 суміші для просочувальних вогнезахисних речовин — один чи декілька
компонентів, з яких перед застосуванням готується робочий розчин шляхом
розчинення суміші в органічних або неорганічних рідинах до необхідної
концентрації;
 фарби вогнезахисні — однорідні суспензії пігментів та антипіренів у
плівкоутворювальних речовинах (включають наповнювачі, розчинники,
пластифікатори, отверджувачі та інші речовини), що утворюють на поверхні
об’єкта тонку непрозору вогнезахисту плівку, яка під впливом високих
температур збільшується у розмірах (спучується) з утворенням коксового
теплоізолювального шару [60,61,66,67];
 лаки вогнезахисні — розчини (емульсії) плівкоутворювальних речовин на
органічній або водній основі, що містять антипірени (в тому числі
пластифікатори, отверджувачі) й утворюють на поверхні об’єкта вогнезахисту
тонку прозору плівку, яка під впливом високих температур збільшується у
розмірах (спучується) з утворенням коксового теплоізолювального шару;
 пасти (обмазки) вогнезахисні — композиції, однорідні суспензії пігментів
та антипіренів у плівкоутворювальних речовинах (включають наповнювачі,
розчинники, пластифікатори, отверджувачі та інші речовини), що утворюють на
поверхні об’єкта вогнезахисту тонку непрозору плівку, яка під впливом високих
температур збільшується у розмірах (спучується) з утворенням коксового
теплоізолювального шару, та мають пастоподібну консистенцію [60,61,66,67].
 штукатурки вогнезахисні — штукатурні суміші з комплексом спеціальних
добавок для підвищення теплоізоляційних та адгезійних властивостей;
59
 облицювальні — одиничні вироби, листові та рулонні матеріали, які
монтуються безпосередньо на поверхні об’єкта вогнезахисту або поруч з ним
(екранування) з урахуванням вимог регламенту;
 вогнезахисні вироби — штучні або погонажні вироби (протипожежні
муфти, вогнезахисні піни, замазки, ущільнювачі), які застосовуються для захисту
місць проходок, а також щілин і прорізів у будівельних конструкціях з
нормованими класами вогнестійкості та у місцях їх стиків.
Таблиця 3.2 – Вида заходів засобів захисту будівельних конструкцій від пожежі
ВЗ залежно від методів захисту
Під час температурного впливу не змінюють свої розміри
Пасивні Вогнезахисна ефективність забезпечується завдяки
теплофізичним властивостям
Тонкошарові, які під час температурного впливу внаслідок
хімічних реакцій значно збільшуються у розмірах
Реактивні (спучуються) з утворенням коксового теплоізолювального
шару, який захищає об’єкт вогнезахисту від
високотемпературного впливу

Для кожного ВЗ розробляється окремий регламент, що затверджується
виробником або уповноваженим представником. Завірена згідно з чинним
законодавством його копія подається до Державної служби України з
надзвичайних ситуацій [60,61,66,67].
Роботи з вогнезахисту виконуються суб’єктами господарювання, які мають
відповідну ліцензію згідно з вимогами Закону України «Про ліцензування видів
господарської діяльності», на підставі проектної документації, розробленої і
затвердженої згідно з чинним законодавством та з урахуванням вимог
регламенту. Допускається часткова механічна обробка поверхні будівельних
конструкцій після вогнезахисту. Будівельні конструкції, до яких застосовується
механічна обробка, необхідно обробити тим самим ВЗ згідно з регламентом
60

[,66,67].
Виконувати роботи з вогнезахисту у кліматичних умовах, які не
відповідають вимогам, визначеним регламентом на ВЗ. Сьогодні деревина, як і
багато років тому, є одним з поширеніших будівельних
матеріалів.Найефективнішим способом вогнезахисту деревини є обробка
вогнезахисними покриттями та просочення спеціальними
засобами. Використовуються спеціальні лаки, що мають низьку температуру
плавлення, а при підвищеній температурі плавляться і утворюють на обробленій
поверхні пористий шар, який перешкоджає доступу кисню до дерева. Другий
спосіб вогнезахисту полягає в зануренні елементів будівельних конструкцій у
спеціальні суміші, антипірени, таким чином вводячи їх у склад матеріалу. Це
забезпечує захист дерев’яних конструкцій у разі загорянь — матеріал тільки
обвуглюється, але не горить. На жаль, застосувати цей вид обробки до готової
споруди неможливо — для цього її доведеться розібрати на частини.Безперечно,
усі ці способи не можуть перетворити деревину на стовідсотково негорючий
матеріал, але запобігають її загорянню при невеликих осередках полум’я і
значно сповільнюють його поширення. Це дозволяє отримати додатковий час
для порятунку людей та організації гасіння пожежі. Згадаємо пожежу, що
виникла 15 вересня 2017 року вночі в дитячому спортивно-оздоровчому таборі
«Вікторія» (м. Одеса), [60,61,66,67] яка забрала життя трьох дітей. У таборі мали
місце серйозні недоліки в протипожежному захисті будівлі, зокрема, горючий
матеріал (сосново-ялиновий кругляк) з такими показниками горючості не можна
було використовувати в дитячих спальних приміщеннях. Тим паче, що дерево як
слід не обробили вогнезахисними матеріалами. В результаті вогонь з великою
швидкістю розповсюдився по будівлі. На жаль, з такою проблемою пожежні
рятувальники постійно стикаються під час ліквідації таких надзвичайних
ситуацій. Особливу стурбованість при цьому викликає гасіння пожеж у
горищних приміщеннях, де багато дерев’яних конструкцій, і у разі непроведення
їх вогнезахисної обробки вогонь набирає масштабного розвитку. Дерев’яні
61
конструкції в будинках усіх ступенів вогнестійкості, крім V, повинні піддаватися
вогнезахисній обробці, за винятком вікон, дверей, воріт, підлоги, стелажів.
Упродовж строку експлуатації вогнезахисного покриву (просочення) мають
здійснюватись заходи щодо підтримки його у відповідному технічному стані. У
рамках проведення заходів щодо підтримки вогнезахисного покриву у
відповідному технічному стані наказом керівника господарчого органу
підприємства, що експлуатує об’єкт, на якому виконано вогнезахисну
обробку, призначається посадова особа, відповідальна за утримання
вогнезахисного покриву. Ця особа здійснює нагляд за технічним станом
вогнезахисного покриву (просочення) у порядку, визначеному регламентом
робіт з вогнезахисту. Не менше разу на рік комісією господарчого органу
здійснюється перевірка стану вогнезахисного покриву (просочення), за
результатами якої складається акт перевірки технічного стану вогнезахисного
покриву (просочення). У разі виявлення пошкоджень вогнезахисного покриву
(просочення) господарчий орган повинен ужити заходів щодо його відновлення
(ремонту або заміни).Необхідно зазначити, що вогнезахисну обробку
деревини найчастіше проводять матеріалами з гарантією дії 2 роки. Після цього
все залежить від умов. За помірної вологості без механічних пошкоджень, інших
негативних впливів строк експлуатації вогнезахисного шару може бути
подовжено, але щороку слід брати проби деревини та випробовувати їх у
спеціальних лабораторіях. Якщо все гаразд, повторну обробку можна відкласти
ще на рік, і так до втрати покриттям захисних властивостей [60,61,66,67]..
ВОГНЕЗАХИСТ ДЕРЕВ’ЯНИХ КОНСТРУКЦІЙ РЕЧОВИНОЮ AMMOKOTE WS
Вогнебіозахисний засіб Ammokote WS — інтумесцентного типу, складається з
антипіренів, коксо- та газоутворювачів, наповнювачів у розчині співполімеру в
органічному розчиннику [60,61,66,68]. .
Ammokote WS забезпечує:
 1 групу вогнезахисної ефективності;
62

 групу горючості деревини Г1;
 групу займистості В1.
Таблиця 3.3 - Фізико-хімічні характеристики ВЗ Ammokote WS
Показник Значення
Однорідна густа маса без грудок, згустків і
Зовнішній вигляд
сторонніх включень
Суцільне без тріщин і відшарувань, білого
Зовнішній вигляд покриття
кольору, відтінок не нормується
Вміст нелетких речовин, не менше,% 50
Густина покриття, не менше, кг/м³ 1100 ± 50
В’язкість по Брукфільду, мПа-c,
70 000
не менше
Витрата засобу для забезпечення І
групи вогнезахисної ефективності, 0,311
кг/м²

Ammokote WS — тонкошарове вогнезахисне покриття з поліпшеними
експлуатаційними, антибактеріальними та екологічними властивостями завдяки
застосуванню в його складі нанокомпозитів та наносполук [66,67, 68].
Ammokote WS захищає деревину від:
 біологічного руйнування;
 розвитку синяви, плісняви, цвілі;
 розростання грибів.
Умови експлуатації: у закритих приміщеннях за температури від –20°С до +60°С
і вологості повітря не вище 75%. [66,67, 68].

63
Перед застосуванням ВЗ металеві конструкції обробляються антикорозійним
покриттям (ґрунтом). Антикорозійне покриття обирається згідно з регламентом
(якщо виробник ВЗ надав перелік рекомендованих для застосування ґрунтів).
Ґрунти наносяться після спеціальної підготовки поверхні металевих конструкцій.
Якщо металеві конструкції раніше вже були оброблені антикорозійним
покриттям, виконавець робіт отримує документи, які засвідчують марку цього
антикорозійного покриття. Вогнезахист таких конструкцій проводиться ВЗ, який
згідно з регламентом застосовується разом з цією маркою антикорозійного
покриття [66,67, 68] Якщо марка покриття не відповідає вимогам регламенту,
воно видаляється, а на конструкцію наноситься інше відповідної марки. Перед
початком робіт з вогнезахисту виконавець проводить технічний огляд стану
антикорозійного покриття, визначає пошкоджені ділянки (місця порушення
шару ґрунту, наявності корозії). Пошкоджені місця очищаються від іржі та
відновлюються ґрунтом тієї самої марки. Після підготовки поверхні та нанесення
антикорозійного покриття, технічного огляду та ремонту наявного покриття
виконавець робіт складає акт про закриття прихованих робіт відповідно до
чинного законодавства [66,67, 68]. Під час нанесення ВЗ температура поверхні
конструкції, яку захищають, має бути вища від температури точки роси (крім ВЗ,
які допускається наносити на вологі поверхні). Вимірювання для визначення
точки роси проводяться безпосередньо перед застосуванням ВЗ з оформленням
відповідного акта. За особливих умов експлуатації застосованого ВЗ його
додатково покривають шаром захисного матеріалу, який захищає від
негативного впливу навколишнього середовища. Захисний матеріал не повинен
змінювати вогнезахисні властивості застосованого ВЗ. Марка захисного
матеріалу визначається відповідно до вимог регламенту. Для вогнезахисту
конструкцій, доступ до яких у процесі експлуатації унеможливлено,
передбачаються ВЗ з визначеним строком придатності, що забезпечують
вогнезахист упродовж усього періоду експлуатації конструкцій або до чергового
капітального ремонту будівлі (споруди).
64

ВОГНЕЗАХИСТ ОБ’ЄКТІВ ВЗ AMMOKOTE GP-240
Ammokote GP-240 — суха теплоізоляційна суміш, що містить легкі інертні
наповнювачі, волокна та цільові домішки [66,67, 68]:
 характеризується підвищеною адгезією до металевих фарбованих та
нефарбованих поверхонь;
 забезпечує межу вогнестійкості сталевих конструкцій до 240 хвилин.
Таблиця 3.4 - Фізико-хімічні характеристики ВЗ Ammokote GP-240
Показник Значення
Суцільне без тріщин і відшарувань, колір
Зовнішній вигляд покриття
і відтінок не нормуються
Міцність зчеплення з металевою основою,
0,1
МПа, не менше
Міцність покриття на вигин, МПа, не менше 0,5
Міцність покриття на стиск, МПа, не менше 1,0
3
Густина покриття, кг/м , не більше 550
Строк придатності розчину, хв., не менше 60

Ammokote GP-240 рекомендується для вогнезахисту:
 об’єктів масового скупчення людей (торгово-розважальних центрів,
стадіонів, виставкових споруд);
 стратегічних підприємств (складів боєприпасів, АЕС, підприємств
нафтової галузі);
 технологічно складних, висотних та унікальних будівельних об’єктів.
Для вогнезахисту сталевих, несучих будівельних, залізобетонних конструкцій,
кабельних ліній, повітроводів та систем димовидалення матеріалом є легка
®
силікатна вогнезахисна плита Promatect -L500. Також для вогнезахисного
65
покриття сталевих конструкцій рекомендується водорозчинна фарба
®
Promapaint -SC4 [66,67, 68].
Під час проведення робіт з вогнезахисту кабелі мають бути відключені від
мережі електроживлення. Під час проектування вогнезахисту повітроводів
враховується додаткове навантаження, яке створюватиме на повітроводи
нанесений ВЗ. Додаткове навантаження вимірюється масою сформованого на
2
поверхні повітроводів ВЗ (кг/м поверхні повітроводу). Вогнезахисним засобом
кабелі обробляються по поверхні. Якщо кабелі зібрані в пучок, обробляється
поверхня пучка [66,67, 68].
Під час проведення перевірки відповідності вогнезахисту перевіряються
відповідність вогнезахисту вимогам проектної документації, регламенту,
нормативно-технічним документам та якість виконаних робіт.
Алгоритм дій під час перевірки вогнезахисту:
1. Замовник робіт створює комісію.
2. Комісія перевіряє якість робіт.
3. Виконавець робіт (суб’єкт господарювання, який виконував роботи з
вогнезахисної обробки) оформлює акт перевірки відповідності
вогнезахисту (далі — Акт).
4. Акт підписується членами комісії.
5. Виконавець робіт зберігає акт протягом усього строку експлуатації
вогнезахисного покриву (просочення, облицювання) та виробу.
До складу комісії з перевірки відповідності вогнезахисту, яку створює замовник
робіт [66,67, 68].:
 входять представники замовника (голова комісії) та виконавця робіт;
 можуть залучатися (за згодою) представники:
o проектної організації;
o виробника або уповноваженого представника;
66

o центрального органу виконавчої влади, який реалізує державну політику у
сфері цивільного захисту, пожежної та техногенної безпеки;
o органу з оцінки відповідності, який має атестат акредитації, виданий
Національним агентством з акредитації України (далі — орган з оцінки
відповідності);
o представники служб пожежної безпеки (на об’єктах, де відповідно до ч. VII
ст. 61 Кодексу цивільного захисту України створено такі служби).
Комісія створюється протягом п’яти робочих днів після одержання
замовником повідомлення від виконавця робіт про закінчення робіт. Процедура
та тривалість роботи комісії визначаються замовником робіт [66,67, 68].
Якість виконаних робіт перевіряється шляхом:
 проведення зовнішнього огляду вогнезахисного покриву (просочування,
облицювання) на відсутність пропусків, рівномірність покриву (просочування,
облицювання), систем кріплення або клейових з’єднань на їх надійність;
 проведення вимірювання товщини вогнезахисного покриву (облицювання)
через кожні 15–20 м довжини об’єкта вогнезахисту, але не менш ніж у 10
рівновіддалених точках;
 застосування експрес-методу для вогнезахисного просочення.
За рішенням замовника робіт проводяться лабораторні випробування
вогнезахисту (коефіцієнт спучення для вогнезахисних фарб (лаків).
За відсутності порушень результати роботи комісії оформлюються актом, який
готується виконавцем робіт [66,67, 68]..
Алгоритм дій у разі виявлення недоліків під час перевірки вогнезахисту:
1. Члени комісії викладають зауваження, пропозиції із зазначенням
виявлених дефектів.
67
2. Представники органів з оцінки відповідності готують відповідні
документи згідно з чинним законодавством.
3. Виконавець робіт у строки, визначені комісією, усуває виявлені дефекти та
повідомляє про це замовника робіт і членів комісії.
4. Після усунення недоліків комісія підписує акт, який далі зберігає
виконавець робіт [66,67, 68]..
До Акта перевірки додаються:
 копії:
o проектної документації;
o регламенту;
 акти:
o визначення вологості деревини (для вогнезахисту дерев’яних конструкцій та
виробів, за наявності);
o визначення точки роси (для металевих та залізобетонних конструкцій, за
наявності);
o про закриття прихованих робіт (за наявності прихованих робіт, за
наявності).
Кількість примірників акта перевірки відповідності вогнезахисту має відповідати
кількості членів комісії.
Застосування ефективної методики диференційованого підходу до розрахунку
товщини вогнезахисних покриттів за європейськими нормами в комплексі з
оптимальним підбором вогнезахисних засобів дозволяють фахівцям Rauta
пропонувати найкращі рішення з вогнезахисту з точки зору пожежної безпеки та
бюджету проекту [66,67, 68] .Для вогнезахисту конструкцій Rauta використовує
найбільш ефективні сертифіковані вогнезахисні матеріали Ammokote:

68

Рисунок 3.10 - Вогнезахист металоконструкцій і залізобетонних конструкцій
Вогнезахисна фарба інтумесцентного типу MS-90 підвищує клас
вогнестійкості металоконструкцій до R90 [66,67, 68]. Вогнезахисна фарба для
металоконструкцій виробляється на органічному або водному розчиннику з
використанням високоефективних наноструктурних антипіренів.
Вогнезахисна штукатурка GP-240 на повітряному в’яжучому з підвищеною
адгезією до конструкцій що захищається. Це найкраще рішення для вогнезахисту
сталевих та залізобетонних конструкцій, до яких пред’являються вимоги до
вогнестійкості до 240 хв. Легка вогнезахисна теплоізоляційна плита FB-300 з
максимально високими експлуатаційними і вогнезахисними властивостями.
Застосування вогнезахисної плити дозволяє підвищити межу вогнестійкості
конструкцій до 210 хв., а також виготовити самонесучі повітроводи з класом
вогнестійкості до EI180 [66,67, 68,69].

Рисунок 3.11 - Вогнезахист повітроводів

69
Легка суха будівельна суміш DS-180 на гідравлічному в’яжучому з
високоефективними теплоізоляційними наповнювачами і армуючими добавками.
Вогнезахисне покриття для повітроводів підвищує клас вогнестійкості сталевих
повітропроводів у системах вентиляції [68,69]., кондиціонування та
димовидалення до EI180.

Рисунок 3.12 - Вогнезахисні матеріали для інженерних комунікацій
Збірна система конструктивного вогнезахисту SCS для закладення місць
проходу магістральних і розподільчих шинопроводів, а також проводів кабелів
через огороджувальні конструкції з нормованими класами вогнестійкості.
Конструктивний вогнезахист дозволяє підвищити клас вогнестійкості вузлів
проходу комунікацій до EI180 [66,67, 68,69].
Вогнезахисна муфта FC-180 зовнішнього кріплення в металевому корпусі
призначена для закладення місць проходу полімерних труб через
огороджувальні конструкції. Муфта перешкоджає поширенню вогню і диму в
сусідні з осередком пожежі приміщення, а також підвищує клас вогнестійкості
вузлів проходу полімерних труб каналізації, опалення та водопостачання до
EI180. Вогнезахисна плита у складі збірної системи конструктивного
вогнезахисту дозволяє підвищити клас вогнестійкості вузлів проходу
інженерних систем до EI180 [66,67, 68,69].

70

При проведенні вогнезахисних робіт фахівці Rauta також застосовують інші
вогнезахисні матеріали:
 Вогнезахисний герметик що спучується MF-180
 Вогнезахисна термоущільнююча стрічка FS
 Універсальна грунтовка QUARTZ і термостійкий клей КС
рактично всі розуміють важливість захисту будівельних конструкцій від впливу
вогню. Якщо з дерев'яними та металевими конструкціями все більш-менш
зрозуміло, то захист бетону від високих температур викликає подив. Більшості
людей незрозуміло, якої шкоди може завдати пожежа бетонним будівельним
елементам [68,69,70]. Зараз ви це дізнаєтеся, як і те, які існують способи захисту
від вогню конструкцій з такого матеріалу.
При подальшому підвищенні температури до 550°С гідроксид кальцію, що
входить до складу цементу у бетоні, розкладається на СаО (негашене вапно) та
Н2О (вода, яка тут же випаровується). Під час гасіння пожежі, при попаданні
води на негашене вапно починається хімічна реакція, яка призводить до
збільшення обсягу реагуючої речовини у 2 рази. Через це бетонна конструкція
починає покриватися тріщинами [68,69,70].
Пісок, який також є складовою частиною бетону, при високій температурі
починає значно збільшуватися в об'ємі через свою високу теплопровідність. Це
призводить до ще більш значних пошкоджень конструкції й, у кінцевому
рахунку, до її руйнування.

Рисунок 3.13 – Випробування в камері згорання вогнезахистног опокриття

71
У сучасному будівництві, в основному, для захисту бетону використовують
методику створення захисного шару з самого бетону. Для цього типові
залізобетонні конструкції розраховують та випробовують на вогнестійкість
[68,69,70].
Штукатурки
Відноситься до конструктивного типу вогнезахисту. Досить добре захищає
бетонну поверхню від температурного впливу вогню, при нагріванні не виділяє
токсичних речовин. Однак істотно збільшує загальну вагу конструкції,
руйнується при несприятливих умовах навколишнього середовища та тому їх
необхідно додатково захищати спеціальними лакофарбовими матеріалами
[68,69,70]. Також є конструктивним видом вогнезахисту. Склад плит може бути
різним, але всі вони є ізоляційними матеріалами, які кріпляться механічним
шляхом до поверхні конструкції, що потребує захисту [68,69,70]. Вимагають
великих трудовитрат при організації захисту конструкції, вартість досить висока.

Рисунок 3.14 – Випробування в камері згорання вогнезахистног опокриття

Таким чином, стає зрозуміло, що вогнезахисне покриття
залізобетонних конструкцій також є важливим етапом у забезпеченні
протипожежної безпеки споруд. Найбільшою ефективністю та кращими
експлуатаційними якостями володіють захисні покриття на основі штукатурки
або плит з різних матеріалів. Серед переваг такого виду вогнезахисту
бетонних конструкцій слід відзначити:
72

1. Висока межа вогнестійкості (до EI 180) [68,69,70].
2. Тривалий термін експлуатації покриття.
3. Дешевизна (у разі штукатурки).
4. Мінімальне навантаження на конструкцію завдяки невеликій власній вазі
захисної плити.
5. Експлуатація у широкому діапазоні граничних умов навколишнього
середовища (температури, вологості та т.ін.)
6. Не виділяють токсичних речовин під дією високих температур, що
важливо для забезпечення безпеки людей під час евакуації.

Рисунок 3.14 – Вогнезахисна плита FB-300
Плита Ammokote FB-300 для вогнезахисту бетоних та залізобетонних
конструкцій [68,69,70].
Ammokote FB-300 використовується для підвищення вогнестійкості бетоних
конструкцій, виготовлення протипожежних дверей, перегородок і кабельних
каналів з нормованими класами вогнестійкості та застосовується на цивільних і
промислових об’єктах різного призначення в період нового будівництва,
реконструкції та переоснащення, в тому числі, на об’єктах енергетики –
теплових і атомних електростанціях [68,69,70].
Ammokote FB-300 – силікатна плита, що представляє собою конструкційний
негорючий матеріал на основі легких інертних наповнювачів і цільових добавок,
та застосовується як вогнезахисний та теплоізоляційний матеріал, що оберігає
будівельні конструкції від дії вогню.
73
Показники вогнезахисної ефективності: вогнезахисна плита підвищує клас
вогнестійкості бетонних конструкцій до REI180 [68,69,70].
Умови застосування: при температурі від +5 °С до +40 °С та відносній
вологості повітря не вище 80%.
Умови експлуатації: в приміщеннях при температурі від -30 °С до +60 °С та
вологості повітря не вище 80%.

Рисунок 3.15 - Вогнезахисна стрічка Ammokote SE
Вогнезахисна стрічка Ammokote SE – для захисту деформаційних і
будівельних швів (щілин) у протипожежних перешкодах та інших конструкціях,
до яких висуваються вимоги з вогнестійкості. Стрічка дозволяє зберегти
вогнестійкість до 180 хвилин огороджувальних конструкцій товщиною від 100
мм.
Простота встановлення та надійність захисту забезпечуються трудногорючим
поліуретановим ущільнювачем, розробленим компанією Ковлар Груп і
матеріалом, що терморозширюється Ammokote FS, який вже на протязі
декількох років вдало зарекомендував себе в вогнезахисних муфтах для
пластикових труб Ammokote FС-180 [70].
Переваги:
 для застосування в деформаційних, температурних, осадових і
температурних швах, які розташовані вертикально, горизонтально та
комбіновано в конструкціях різних будівель і споруд;
 простота монтажу, що не вимагає спеціальних навичок і навчання.
74

 Вогнезахист для повітропроводів. Нормативні вимоги
 Протипожежна ізоляція повітропроводів. Способи організації
 Вогнезахисна штукатурна суміш FIBROGAINE
Вогнезахист повітропроводів димовидалення – необхідний захід для
зменшення шкоди від пожежі у будь-якій правильно спроектований
вентиляційній системі сучасної будівлі. Адже у разі передчасного пошкодження
вентиляції, саме по ній буде відбуватися активне поширення вогню, диму та
отруйних продуктів горіння під час пожежі. А це, у свою чергу, ускладнює
роботу рятувальних служб, ускладнює евакуацію людей, може призвести до
більшої кількості жертв та збільшить збитки [68,69,70].
Вогнезахист для повітропроводів. Нормативні вимоги
В Україні вимоги до вогнезахисту повітропроводів димовидалення та
вентиляційних установок регламентуються [68,69,70].. Зокрема, показник
вогнестійкості, у загальному випадку, не повинен бути менше ніж EI 30, а для
деяких категорій повітропроводів й EI 45 - EI 180.
 Межа вогнестійкості EI 180 повинна мати повітропроводи, які прокладені
у висотних будівлях поза пожежних відсіків та виконують роль транзитних.
 Межею вогнестійкості EI 150 повинні бути повітропроводи, які
перетинають протипожежні перешкоди. Причому облаштування протипожежних
клапанів на транзитних ділянках таких повітропроводів не потрібне.
 Межу вогнестійкості EI 120 повинні мати вертикальні повітропроводи у
межах протипожежного відсіку.
 Досить межі вогнестійкості EI 45 для вертикальних повітропроводів у
межах протипожежного відсіку, якщо дим та продукти горіння видаляються
прямо з цього приміщення.

75

Рисунок 3.16 - Конструктивний захист повітропроводів: а,г - вогнезахисні
штукатурки, б,д - облицювання теплоізоляційними плитами, в - схема

Для всіх інших варіантів у межах відсіку досить забезпечити для
повітропроводів межу вогнестійкості EI 30 [68,69,70].
Як правило, у нашій країні для виробництва повітропроводів застосовується
звичайна сталь товщиною 0,8 мм. Показник її вогнестійкості заведено вважати
рівним EI 15, що явно недостатньо для забезпечення межі вогнестійкості згідно з
прийнятими нормами. Тому існує необхідність у додаткових заходах щодо
збільшення межі вогнестійкості до потрібного рівня, відповідно до категорії
застосування повітропроводу тепло- та димовидалення.

Рисунок 3.17 - Протипожежна ізоляція повітропроводів.
76

Сьогодні необхідний рівень вогнезахисту для повітропроводів забезпечується
такими способами [33,68,69,70].:
Спеціальне покриття, що має у своєму складі по типу сполучного
матеріалу рідке скло або фосфатну суміш. Однак, цей варіант має істотні
недоліки у вигляді слабкої опірності вібраціям та поганого перенесення
покриттям високої вологості. Через це такий тип вогнезахисту недовговічний та
практично не застосовується, хоча він й забезпечує високу межу вогнестійкості
при мінімальній вартості робочого матеріалу.
Теплозахисне покриття на основі плит з мінеральної вати. Забезпечує
межу вогнестійкості у межах EI 60 - EI 180 [33,69,70]. Однак обробка таким
матеріалом вимагає досить багато часу та праці, необхідно багато вільного місця
біля оброблюваного повітропроводу для проведення робіт, потрібно додатково
проводити герметизацію швів спеціальними вогнестійкими сумішами. Найбільші
труднощі виникають при вогнезахисті повітропроводів, що мають розгалужену
просторову геометрію. Незважаючи на вкрай низькі показники горючості,
метали під впливом високих температур втрачають експлуатаційні властивості.
Тому вже на стадії проектування об'єктів, у зведенні яких використовуються
металеві конструкції, розробляється план вогнезахисних заходів. Робиться це для
того, щоб підвищити стійкість металу до впливу відкритих джерел вогню й
запобігти температурним деформаціям.

Рисунок 3.18 - Вогнезахист за допомогою спеціальних фарб
77

Оптимальний і високотехнологічний варіант – нанесення вогнетривкої фарби,
що спучується. Її хімічний склад підібраний таким чином, що під впливом
високих температур фарба виділяє інертні гази, що утрудняють процес горіння.
Захисний шар збільшує пористість і товщину, захищаючи метал від перегріву,
зберігаючи прочностные характеристики конструкцій.
Нанесення покриттів з антипиреновыми компонентами
 мокра штукатурка;
 цементний розчин;
 бетонна суміш;
 обмазки;
 мастики та ін.
Розчини й штукатурки суттєво утяжеляют конструкції й створюють додаткове
навантаження на них.
Воздуховоды – це один з обов'язкових конструктивних елементів будь-якої
будови, а їх пожежна безпека оговорюється правилами експлуатації цих каналів.
Саме по вентиляційних системах вогонь і задушливий дим може поширитися в
лічені хвилини. Для облаштованості вогнезахисту каналів застосовуються як
традиційні, так і технологичные методи, а в особливо складних конструкціях
засРисунок 3.18 - тосовують комбіновані приймання для одержання
оптимального результату. Методи вогнезахисту воздуховодовТрадиційний
метод – це трудозатратный процес, що полягає в армуванні воздуховодов.
Мінусом такого способу є збільшення навантаження на кріплення каналів.
 Більш економічний і високотехнологічний метод – механізован, що
передбачає установку спеціалізованого дорогого встаткування.
 Комбінований спосіб є найбільш ефективним і результативним,
поєднуючи в собі гідності двох попередніх варіантів вогнезахисту. Як
правило, роботи проводяться вручну, використовуються сложносоставные
78

матеріали, що забезпечують кращу адгезію з, що накладається на них
фольгированного полотна й поверхні воздуховода. Цей метод найбільш
затребуваний завдяки ефективності й економічності.
Важкоприступність каналів обумовлює складність вартих перед виконавцями
завдань. Особливо важко вести такі роботи в будинках старої будівлі, де доступ
до них можна забезпечити, лише знявши перекриття, що природно позначається
на підсумковій сумі кошторису. Щоб уникнути витрат у майбутньому, необхідно
затурбуватися розв'язком цієї проблеми ще на етапі зведення будинків і
споруджень.
Протипожежний захист, виконана фахівцями нашої компанії, забезпечує
тригодинна межа вогнестійкості воздуховодов. В арсеналі підприємства не
тільки фахівці високого класу, але й високотехнологічне встаткування, сучасні
інноваційні матеріали з різними параметрами вогнестійкості, що обумовлюють
їхню ціну.

Рисунок 3.19 – Вогнезахист повітропроводів

79
При виконанні вогнезахистних робіт виконуються такі заходи:
 штукатурки ( на цементній або полімерній основі);
 мастики, що спучуються, фарби, які крім захисних властивостей мають
відмінні дизайнерські властивості, випускаються в широкій колірній гамі;
 в'язкі мінерали (на основі негорючого рідкого скла);
 мінеральні мати з теплопоглинального мікроволокна;
 легкі рулонні базальтові лицювальні матеріали, фольгированные, зручні в
роботі. У якості матеріалів вогнезахисту воздуховодов використовуються:
 матеріали на клейовій основі;
 фольгированные матеріали;
 фарби.
Нанесення вогнезахисного засобу
Нанесення робочого розчину здійснюється згідно з цим Проектом.
Вогнезахисне покриття формується пошарово, при цьому оптимальна товщина
покриття, що наноситься за один прохід, становить 10-15 мм. Перевищення цієї
товщини покриття може привести до виникнення відшарувань і сповзання під
час сушіння [68,69,70,71].
Нанесення засобу при температурі на поверхні, що захищається, нижче +5
°С заборонене.
При нанесенні робочого розчину відстань від форсунки до поверхні
залежить від типу металоконструкції й застосованого обладнання.
Рекомендується дотримуватися наступних технічних параметрів:
а) діаметр сопла розпилювальної форсунки - 12 - 14 мм;
б) максимальна довжина шлангів - до 50 метрів;
в) середня відстань від форсунки до металоконструкції - 30 - 40 см.
Мінімальний інтервал часу міжшарового нанесення визначається станом
нанесеного шару (швидкістю схоплювання) й умовами навколишнього
середовища (температурою, вологістю повітря тощо). У загальних випадках час
міжшарового сушіння покриття становить не менше 3 годин при температурі не
80

нижче +15 °С. При збільшенні часу міжшарового сушіння до декількох днів
рекомендується зволоження поверхонь з покриттям.
Забороняється проводити роботи на об'єктах без покрівлі (під відкритим
небом). Не допускається вібрація конструкцій, що захищаються, під час
нанесення робочого розчину та у процесі набору міцності вогнезахисного
покриття. Для конструкцій, які в процесі експлуатації будуть піддані
деформаціям або вібраціям, рекомендується застосування штукатурної сітки
(металевої або склотканиної). При цьому припускається використання сітки як у
вигляді підшарового, так й міжшарового армуючого шару [68,69,70,71].
Для створення необхідного температурно-вологісного режиму повинен
бути забезпечений обігрів приміщень, усередині яких проводяться вогнезахисні
роботи. При необхідності використання систем тимчасового опалення
застосовуються системи калориферного типу.
Штучне сушіння покриття при мінусових температурах навколишнього
середовища проводиться шляхом подачі сухого нагрітого повітря за допомогою
будівельних нагрівальних гармат у приміщення, в якому ведеться нанесення
засобу.
Повну міцність вогнезахисне покриття набирає протягом 7-10 днів після
нанесення останнього шару робочого розчину (при температурі навколишнього
середовища +20 °С). Для розрахунків орієнтовного часу затвердіння покриття
при інших температурах можна застосовувати наступний метод: час затвердіння
зменшується вдвічі при збільшенні температури на 10 °С и збільшується вдвічі
при зменшенні температури на 10 °С [68,69,70,71].
Затвердіння покриття припиняється майже повністю при температурі
нижче +5 °С. У цьому випадку виробник не несе відповідальності за якість
вогнезахисного покриття.
У місцях, передбачених Проектом проведення робіт з вогнезахисту,
розміщаються таблички з вказанням організації, що робила вогнезахисні роботи,
застосованого вогнезахисного засобу й дати проведення вогнезахисту
81
конструкції [66,69,70,71].
Будь-які опоряджувальні роботи вогнезахисного покриття, у т.ч. і
нанесення захисного шару, необхідно проводити тільки на сухому покритті.
Перед нанесенням захисного шару слід провести візуальний огляд
вогнезахисного покриття - покриття повинне бути сухим, поверхня покриття
повинна бути чистою, без тріщин і ушкоджень. При наявності місць із
забрудненнями їх слід очистити механічним способом (затерти), а поверхню
покриття рекомендується обдути стисненим повітрям для видалення пилу й
сторонніх включень.
Перед нанесенням покривного шару проводять попередню обробку
поверхні ґрунтовкою глибокого проникнення (наприклад, ґрунтовками Ceresіt,
Knauf або їх аналогами) з витратою згідно технічної документації на матеріал.
Після нанесення дати ґрунтовці висохнути й не допускати запилення поверхні.
Нанесення покривної фарби проводиться згідно з Інструкцією з нанесення
на застосовуваний матеріал із витратою, яка передбачена в супровідній
документації на захисний матеріал.
Кінцевий контроль якості вогнезахисного покриття здійснюється не менше
чим через 15 діб після нанесення останнього шару робочого розчину. Оцінка
відповідності виконаних робіт з вогнезахисту конструкцій здійснюється в три
етапи [68,69,70,71]:
- вивчення технічної документації з метою одержання вихідних даних для
проведення оцінки відповідності виконаних вогнезахисних робіт;
- візуальний контроль;
- контроль із застосуванням контрольно-вимірювальних приладів.
При оцінці відповідності перевіряється наявність наступних документів:
- акти проміжного приймання конструкцій і акти прихованих робіт -
підготовка поверхні, нанесення ґрунтувального шару тощо;
- супровідні документи на засіб, необхідні для його ідентифікації (накладні,
паспорта якості, копії Сертифікатів відповідності, Регламент робіт з
82

вогнезахисту);
- журнал вхідного контролю, де реєструються факти постачання засобу на
об'єкт і результати їх вхідного контролю;
- журнал проведення робіт з вогнезахисту, що містить записи про
виконавців і виконані роботи, із зареєстрованими результатами міжопераційного
контролю для своєчасного виявлення дефектів і вживання заходів по їх
усуненню.
Візуальний контроль ґрунтується на оцінці зовнішнього вигляду покриття
шляхом огляду. При огляді конструкцій, які захищені засобом, установлюється
відповідність поверхні покриття вимогам технічної документації на застосування
засобу й визначається наявність недоліків вогнезахисної обробки:
- неопрацьованих місць;
- тріщин, відшарувань, здуттів, опадань;
- сторонніх плям, порушень цілісності покриття або інших ушкоджень.
Особливу увагу при контролі слід звертати на місця з'єднань елементів
конструкцій, закритих від огляду або важкодоступні місця для нанесення
вогнезахисного покриття [68,69,70,71].
Контроль товщини покриття проводиться штангенциркулем (із ціною
ділення не менш 0,1 мм) або голчастим щупом з лінійкою.
Виміри проводяться на 10 % обробленої поверхні. При цьому перевага
віддається ділянкам виміру, що перебувають у важкодоступних місцях. Точки
виміру повинні бути розташовані на відстані не менш 20 мм від краю
вогнезахисного покриття, на відстані не менш 200 мм один від одного. При
роботі з великими обробленими поверхнями кількість точок виміру та їх
розташування на поверхні повинно бути таким, щоб одержати достовірні дані,
що характеризують товщину покриття всієї поверхні (не менш 10 точок на 1000
2
м ) [68,69,70,71].
Виміри проводяться через кожні 15-20 метрів довжини об'єкта
вогнезахисту, але не менше ніж в 10 рівномірно розташованих точках. Значення
83
товщини покриття повинне перебувати в діапазоні ±20 % від середнього
значення.
Середня товщина покриття повинна відповідати товщині, зазначеній в
Проекті проведення робіт.
Право контролю виконання робіт з вогнезахисту мають представники
замовника робіт, пожнагляду, експертної організації, розробника Проекту
проведення робіт і виробника вогнезахисного засобу. При виявленні порушень
Проекту проведення робіт складається відповідний Акт (вільної форми), у якому
вказуються всі виявлені порушення.
Для приймання робіт з вогнезахисної обробки замовником робіт
створюється робоча комісія.
Результати роботи комісії при відсутності порушень оформляються Актом
приймання виконаних робіт з вогнезахисної обробки (форма Додатка до ДБН
А.3.1-5).
3.5 Технологічні рішення збільшення вогнезахисту металевих та
дерев`янних будівельних конструкцій
Будівельна галузь є однієї з матеріалоємних галузей, у якій широко
використовуються металеві спорудження й конструкції. Це вимагає створення
раціональних конструктивних форм із використанням попередньої напруги,
впровадження висячих, просторових і комбінованих конструкцій.
При цьому необхідно відзначити, що металеві конструкції становлять основу
виробничих будинків, які обладнаються важкими мостовими кранами з
більшими прольотами і являють собою складні інженерні спорудження. У цей
час на несучі елементи каркаса промислових будинків (колони, ферми,
підкранові балки) витрачається понад 50% маси будівельних металоконструкцій.
На листові конструкції близько 20% тоннажу будівельних конструкцій.
Особливу групу металоконструкцій становлять спеціальні
конструкції цивільного й промислового призначення, до яких можна віднести
залізничні й автодорожні мости, шляхопроводи й естакади, що несуть каркаси
84

висотних будинків, большепролетные покриття будинків суспільного
призначення (спортивні й видовищні спорудження,
виставкові павільйони) і будинку спеціального застосування (ангари,
авіаскладальні цехи, елінги), баштові й щоглові спорудження (щогли для
радіозв'язку й телебачення, опори ліній електропередач високої напруги, бурові
й нафтові вишки, вежі для маяків і висвітлення і т.д.), рухливі конструкції
(несучі конструкції більших подъемнотранспортных машин і екскаваторів,
затвори гідротехнічних споруджень, ворота шлюзів і т.д.).
Основними перевагами металевих конструкцій є: висока несуча здатність;
висока надійність; легкість в порівнянні з конструкціями із залізобетону, каменю
й дерева; щільність матеріалу й з'єднань, що дозволяє, здійснювати
водонепроникні й газонепроникні конструкції; індустріaльність, що досягається
виготовленням конструкцій на спеціалізованих заводах і високомеханізованим
їхнім монтажем на місці зведення спорудження [1,2].
Крім того, металеві конструкції зручні в експлуатації, легко ремонтуються й
легко можуть бути посилені при збільшенні навантажень і по цьому найбільше
повно використовуються при реконструкціях.
Однак у спостереженнях і дослідженнях багатьох авторів відзначається, що
вогнестійкість металевих несучих конструкцій незначна. Так при температурах
більш 400 °С для сталей і більш 200 °С для алюмінієвих сплавів починає
проявлятися істотний розвиток пластичних деформацій при постійному
навантаженні (повзучість).
Межа вогнестійкості несучих металевих конструкцій залежить від наведеної
толщены металу, обумовленої як відношення площі поперечного переріза в
елементах до частини, що обігрівається, його периметра перетину .
Наприклад, сталеві балки, прогони й статично визначені форми при опорі
плит і настилів по верхньому поясу, а також колони й стійки з наведеною
товщиною металу 0,3; 0,5; 1; 1,5; 2; 3 мають наступні межі вогнестійкості
відповідно 0,12; 0,15; 0,25; 0,3; 0,35;0,45 години.
85
В Україні щорічно в середньому відбувається більш 250 тисяч пожеж,
матеріальний збиток при цьому становить понад 44 млрд. рублів, гине більш 18
тисяч людей, велика кількість людей одержують травми [3].
Втрати людей і споруджень відбуваються через обвалення будівельних
конструкцій, виділення тепла й газів при горінні будівельних матеріалів.
Міністерство з надзвичайних ситуацій веде статистичний облік пожеж і їх
причин у нашій країні. Аналіз результатів таблиці 2 позує, що найбільша
кількість знищених будов і техніки в результаті пожеж припадає на 2011 і 2014
роки.
Причому важливо відзначити, що матеріальний збиток заподіяний
пожежами в споруджень, а так само наявністю сучасних об'єктів інфраструктури
які побудовані з використанням сталевих будівельних конструкцій.
Проблемою вогнестійкості сталевих конструкцій займалися багато
дослідників, такі як А.І. Яковлев, В.Г. Олимпиев, В.П. Бушев, В.С. Федоренко,
В.А. Пчелинцев, В.І. Мурашев, І.С. Молчадский, Р.А. Яйлиян, Ю.Н. Работнов,
М.Я. Ройтман, В.І. Голованов, І. Дорн, Н. Хофф, О. Петерсон, С. Магнуссон, Д.
Тор і ін.
Яковлевым А.І. розроблені номограми для визначення часу прогріву сталевих
пластин різної товщини, захищених різними матеріалами від нагрівання. Такі
номограми мають практичне значення для визначення межі вогнестійкості
захищених сталевих пластин, а також конструкцій будь-якої конфігурації,
використовуючи попередньо певну товщину поперечного переріза. Автор вивів
формулу для визначення змін абсолютних і відносних значень величин
деформационнопрочностных характеристик металу при нагріванні, виконав
розрахунки часу прогріву незахищених металевих конструкцій. Але автором не
досить враховані хімічний склад сталевих матеріалів і їх стійкість в особливих
умовах пожежі [4, 5].
В.П. Бушев і В.А. Пчелинцев у своїх дослідженнях розробляли методи
випробувань будівельних конструкцій будинків на вогнестійкість, способи
86

визначення меж вогнестійкості залізобетонних і сталевих несучих елементів і
різних, що обгороджують конструкцій, а так само особливості роботи сучасних
конструкцій в умовах пожеж, а також даються рекомендації з визначення
необхідних меж вогнестійкості конструктивних елементів.
В.Г. Олимпиев, Н.Ф. Гавриков, С.В. Давидов і т.д. займалися розробкою
основних положень розрахунків вогнестійкості сталевих і залізобетонних
конструкцій, відповідних до вимог Снип II-B.1-62, Снип II-A.5-62 і СН 295-64. У
тому числі за розрахунками тривалості прогріву й оцінці напружено-
деформованого стану залізобетонних плит при нестаціонарному
високотемпературному впливі й методи розрахунків вогнестійкості елементів,
що звиваються, по нормальних і похилих перетинах [6].
Протипожежне нормування в будівництві для збільшення вогнестійкості
металевих будівельних конструкцій
Норми пожежної безпеки (НПБ) - нормативні акти, що встановлюють
необхідні правила протипожежного захисту різних обьектов: виробничих і
житлових приміщень, судів, транспортних засобів, а так само правила
проектування, експлуатації й обслуговування спеціальних засобів
протипожежного захисту (пожежна сигналізація, установка пожежогасіння).
У документ були внесені істотні зміни, у порівнянні з основними з яких є:
виклад головних вимог до протипожежного захисту будинків і споруджень у
формі цілей цього захисту, розвиток класифікаційної основи протипожежного
нормування, пріоритетність вимог, спрямованих на забезпечення безпеки людей
при пожежі [3].
У справжніх нормах наведені протипожежні вимоги, що підлягають
обов'язковому дотриманню; у тих випадках, коли передбачається можливість
відступу від якої-небудь вимоги, воно викладається із застереженням « як
правило» і з умовами, при яких допускаються відступи [12, 13].
Таким чином, можна сказати, що будь-які протипожежні норми повинні
розбудовуватися по наступних напрямках: норми, спрямовані на
87
зниження можливості виникнення пожеж; норми, спрямовані на обмеження
поширення вогню усередині будинків і між ними [14-17].
Межа вогнестійкості сталевих конструкцій, як показник пожежної небезпеки
Згідно Снип 21-01-97*, будівельні конструкції характеризуються
вогнестійкістю й пожежною небезпекою. Показником вогнестійкості є межа
вогнестійкості, пожежну небезпеку конструкції характеризує клас її пожежної
небезпеки. Межа вогнестійкості будівельних конструкцій установлюється за
часом (у хвилинах) настання одного або послідовно декількох, нормованих для
даної конструкції, ознак граничних станів:
■ втрати несучої здатності );
■ втрати цілісності (Е);
■ втрати теплоизолирующей здатності (I) [18,19].
Межі вогнестійкості будівельних конструкцій і їх умовні позначки
встановлюють за ДСТ 30247. По пожежній небезпеці будівельні конструкції
підрозділяють на чотири класи:
■ ДО0 (непожароопасные);
■ ДО1 (малопожароопасные);
■ ДО2 (умереннопожароопасные);
■ ДО3 (пожароопасные).
Клас пожежної небезпеки конструкцій установлюють за ДСТ 30403-96.
Метали мають високу чутливість до підвищення температури й до дії вогню.
Вони швидко нагріваються й знижують прочностные властивості.
Класифікація на групи вогнезахисної ефективності сталевих конструкцій ( за
часом досягнення металом критичної температури 500 °С у хвилинах):
1 Не менш 150
2. Від 120 до 150
3. Від 90 до 120
4. Від 60 до 90
5. Від 30 до 60
88

6. Менш 30 [20]
Металеві конструкції відносять до протипожежних перешкод у будівництві,
які й нормують по межах вогнестійкості конструкцій, що забезпечують стійкість
перешкоди, вузлів кріплення між ними й конструкцій, на які вона опирається, за
ознакою Я повинні бути не менш необхідної межі вогнестійкості, що обгороджує
частини протипожежної перешкоди. Пожежна небезпека протипожежної
перешкоди визначається пожежною небезпекою її частини, що обгороджує, з
вузлами кріплення й конструкцій, що забезпечують стійкість перешкоди. Усі
протипожежні перешкоди повинні бути класу ДО0 [21].
Вогнезахист металевих конструкцій
Для забезпечення вимог пожежної безпеки металевих конструкцій необхідно
використовувати спеціальні засоби вогнезахисту, які зазнають обов'язкової
сертифікації, у відповідності НПБ 236 97 «Вогнезахисні состави для сталевих
конструкцій. Загальні вимоги.. Кожне вогнезахисне покриття одержує
сертифікат пожежної безпеки, у якому вказується: найменування
вогнезахисного матеріалу; товщина сухого шару покриття; вогнезахисна
ефективність;теоретична витрата вогнезахисного матеріалу ( без обліку втрат),
найменування й товщина ґрунту [22, 23].
Слід зазначити, що неприпустиме нанесення вогнезахисного покриття на
ґрунт, що відрізняється від зазначеного в сертифікаті, а також нанесення на
поверхню вогнезахисного покриття інших покриттів, не зазначених у
сертифікаті.

Сертифікат пожежної безпеки видається на строк не більш трьох років
органом по сертифікації.
При розробці проекту нового будівництва або реконструкції, якщо буде
потреба, вогнезахист несучих металевих конструкцій розробляється в складі
заходів щодо пожежної безпеки в розділі .
При застосуванні для вогнезахисту несучих конструкцій вогнезахисних
89
составів у пояснювальній записці до проекту вказуються: група
вогнезахисної ефективності состава по НПБ 236; необхідна межа вогнестійкості
несучих конструкцій; товщина сухого шару вогнезахисного состава;
найменування вогнезахисного состава, номер ТУ й Сертифіката пожежної
безпеки; види, що допускаються (марки) ґрунтів для металевих конструкцій ( по
сертифікату пожежної безпеки); види, що допускаються (марки) покрывных
матеріалів.
Для експлуатованих будинків і споруджень якщо буде потреба вогнезахисту
несучих будівельних конструкцій розробляється проект вогнезахисту відповідно
до НПБ 236-97. Проект вогнезахисту розробляється організацією, що має
ліцензію на даний вид діяльності.
До проведення роботи з вогнезахисту металевих конструкцій допускаються
тільки організації, що мають ліцензії на виробництво вогнезахисних робіт, а
також сертифікати на застосовувані вогнезахисні засоби. Ліцензування
діяльності в області вогнезахисту здійснюється відповідно до Положення про
ліцензування робіт і послуг в області пожежної безпеки.
Технічні характеристики вогнезахисних матеріалів, не зазначені в
Сертифікаті пожежної безпеки, повинні підтверджуватися ТУ, протоколами
випробувань і висновками іспитових лабораторій.
Ряд провідних вітчизняних розроблювачів і виробників засобів вогнезахисту
досить успішно займаються виконанням вогнезахисних робіт із застосуванням
власних матеріалів і технологій, постійно їх удосконалюючи. Дослідження цих
організацій, проведені разом , дозволяють скоротити витрата вогнезахисних
матеріалів, замінити їхніми новими більш досконалими матеріалами, доробити
вогнезахисні матеріали відповідно до вимог об'єкта й, як наслідок, знизити
вартість вогнезахисних робіт при підвищенні якості [18]
Методологія вогнезахисту сталевих будівельних конструкцій
• Методи й засобу вогнезахисту сталевих будівельних конструкцій
Межа вогнестійкості сталевих конструкцій залежно від товщини елементів
90

перетину й діючих напруг становить від 0,1 до 0,4 ч. Мінімальні значення
необхідних меж вогнестійкості основних будівельних конструкцій, у тому числі
металевих, становлять від 0,25 і до 2,5 год залежно від ступеня вогнестійкості
будинків і типу конструкцій.
Завдання вогнезахисту сталевих конструкцій полягає в створенні на поверхні
елементів конструкцій теплоизолирующих плівок, що витримують високі
температури й безпосередня дія вогню. Наявність цих плівок сприяє затримці
прогрівання металу й дозволяє зберігати конструкції свої функції при пожежі
протягом заданого періоду часу [24].
Вогнезахист металевих конструкцій здійснюють декількома способами. Це й
традиційні методи, такі як обетонування, оштукатурювання, використання
цегельної кладки, і нові, сучасні методи, засновані на механізованому нанесенні
полегшених матеріалів і легких заповнювачів - азбесту, спученого перліту й
вермикуліту, мінерального волокна.
Одним з перспективних з діючих на сьогоднішній день засобів вогнезахисту
металевих конструкцій є застосування розчин терморозширюючого типу (
покриття, що спучуються). Дія їх засноване на спучуванні нанесеного покриття
під впливом високих температур (170 — 250 °С) і утворі пористого
теплоізолюючого шару. При цьому вогнезахисне покриття товщиною від 0,5 до 2
мм збільшується в обсязі в 10 - 40 раз і забезпечує вогнезахисну ефективність від
0,5 до 1,5 години [26].
Основні принципи побудови рецептур вогнезахисних, що спучуються
(інтумесцентних) фарб аналогічні рецептурам лакофарбових матеріалів:
плівкоутворювач, наповнювачі, пігменти (якщо необхідно), реологічні
інгредієнти, сикативи (затверджувач), якщо покриття затверджувального типу.
Головна відмінність показана в наявності інтумесцентної системи,
відповідальної за процес утвору пінококса.
Характеристика наповнювачів вогнезахисних покриттів
Для покриттів, що спучуються, застосовують спеціальні компоненти, що
91
підрозділяються на чотири групи:
поліоли - органічні гідроокиси, з'єднання з більшим змістом вуглецю
(пентаерітріт, ди-, , крохмаль, декстрин і ін.);
неорганічні кислоти або речовини, що виділяють кислоту при 100 - 250 °С
(фосфорна кислота, її ефіри й солі, солі амонію, меламинфосфат і поліфосфат
амонію);
аміди або аміни (сечовина, дициандиамід, гуанидин і ін.); галогенутворювачі
з'єднання, найчастіше хлорпарафины з 70 %-м змістом хлору.
Крім того, ряд наповнювачів (гідроксид алюмінію А1(ВІН)3 ■ 6Н20, оксалати,
карбонати металів, борна кислота і її солі, фосфати, що містять кристалічну
воду) також проявляє властивості антипіренів. Вогнестримюче дія
наповнювачів-антипіренів обумовлене виділенням пар води при розкладанні в
полум'ї. У деяких випадках відбувається утвір оксидної плівки на палаючій
поверхні, виділення газів, що не підтримують горіння [27].
Дуже часто використовуються галогенутримуючі антипірени, їхня частка в
загальному випуску становить майже 25%. У якості добавок до поліолефинам
застосовують хлорпарафіни, які добре сполучаються з полімером, вони досить
ефективні, однак можуть висихати; гексахлорциклопентадіен, його димери й
аддукты з бутадієном, дивинилбензолом, циклооктадиеном, дивинилбензолом
або малеиновым ангідридом; броморганические циклоалифатические з'єднання
- гексабромциклододекан, тетрабромциклооктан і ін. Якщо порівнювати
ефективність різних галогенів у їхніх сумішах з оксидом сурми Ьз), то бром
проявляє найбільший ефект. Так, при одночасній присутності в системі хлору й
брому переважно утворюються броміди сурми, а хлор виділяється у вигляді
хлороводню.
Широко відомі неорганічні й органічні сполуки фосфору. У цей час тільки
ефіри фосфорних кислот становлять більш 15 % усіх антипіренов-добавок.
Також істотне значення мають реакційні фосфорутворючі антипірени,
наприклад, поліоли. У цей час намітилася тенденція до використання для
92

вогнезахисту безгалогенних матеріалів на основі меламіну (наприклад,
меламинцианурат), крім того, мінімізуються добавки оксидів сурми. Вимоги до
таких речовин наступні: вони не повинні зазнати корозії ні протягом переробки,
ні у випадку пожежі; виділяти при згорянні мінімальна кількість димогазової
суміші; по можливості виключати виникнення диоксінів. Стосовно до цих
речовин повинна бути зазначена термостабільність, тобто температура, при якій
виникають перші ознаки розкладання. Вони повинні бути нерозчинні у воді й
індиферентні до полімерів. З'єднання подібного виду дуже безпечні, виділяють
невеликий обсяг диму при пожежі й мають низьку токсичність газів згоряння.
Меламінамилфосфат також може використовуватися в якості ефективного
замінника оксиду сурми як вогнезахисної речовини в еластичних
полівінілхлоридах [28].
У якості добавок, що знижують пожежну небезпеку покриттів, у цей час
починають застосовувати стеклосфери, порожні скляні мікрокульки, і вуглецеві
нанотрубки. Це досить новий, але, що вже довів свою перспективність матеріал,
що представляє собою порожні трубки розміром від 20 до 30 тисяч нм, що
полягають зі згорнутих шарів вуглецю.
Вибір полімерного сполучного визначається вимогами до фізикохімічним,
експлуатаційним і вогнезахисним властивостям фарб, що спучуються. Для
одержання лакофарбових матеріалів можна використовувати
плівкоутворювальні системи різних видів, у тому числі водні дисперсії,
органодисперсии й 100%-е плівкоутворювальні системи.
Найбільшепоширені однофазні плівкоутворювальні системи, що
представляють собою розчини плівкоутворювальних в органічних розчинниках.
У якості каталізатора карбонізації в композиціях, що спінюються, широко
використовуються різні фосфати. Більшість із них водорастворимы, і, отже,
їхнім істотним недоліком є низька водо- і атмосферостійкість. Тому головним
критерієм при виборі повинна стати невисока розчинність у воді.
З іншого боку, для інтенсивного піноутворювача й забезпечення ефективного
93
вогнезахисту необхідно, щоб процеси, що відбуваються в покритті при впливі на
них теплового потоку, протікали в строго певній послідовності, і, якщо
врахувати, що вона залежить у першу чергу від температури розкладання
складових компонентів покриття критерієм, що випливає, є значення температур
при початку розкладання фосфатів [25].
Основною характеристикою поліфосфату амонію для вогнезахисного состава
є зміст азоту й фосфору, які повинні перебуває в межах 14 - 15% азоту й не менш
70 % фосфору відповідно. Більш низький зміст фосфору не дозволить досягтися
потрібної висоти (кратності) піни. Поліфосфат амонію існує у двох видах: із
кристалічною фазою I (ступінь полімеризації п < 1000) і кристалічною фазою II
(п > 1000). Для першого типу характерні лінійна структура, більш низька
температура розкладання й високий ступінь водорастворимости, тому у
виробництві фарб використовується поліфосфат фази II з високим ступенем
полімеризації.
Іншим важливим компонентом вогнезахисного покриття, що спучується,
уважається матеріал, що карбонізує, який в умовах високотемпературного
пиролиза в суміші з каталізатором карбонізації здатний утворювати стійкі
конденсовані структури. У якості такого матеріалу, приміром, застосовують
пентаэритрит,ди- і три-пентаэритрити, різні вуглеводи, аміноформальдегідні
олигомери й ін.
Для додаткового посилення ефективності каталізатора
карбонізації матеріалу, що й карбонізує, у вогнезахисні матеріали, що
спучуються, додають агенти, що спінюють (газооутворювачі). Останні, завдяки
виділенню великої кількості негорючих газів при терморозложенні, сприяють
Безсумнівно, у зв'язку з несприятливою екологічною ситуацією
найпоширеніші водно-дисперсійні покриття, що спучуються, виробництво й
застосування яких не пов'язане з використанням токсичних і
пожежонебезпечних органічних речовин. Тем, не менш при фарбуванні різних
споруджень виникає необхідність в атмосферостійких, що спучуються ЛКМ,
94

застосовуваних в умовах підвищеної вологості (по мокрим
поверхням), з підвищеною морозостійкістю при умовах нанесення в зимовий
період і можливістю транспортування в райони з холодним кліматом. Крім того,
у процесі будівництва фарби можуть наноситися на конструкції недобудованих
об'єктів без стеновых і крышных панелей, тому розробка, що спучуються
вогнезахисних покриттів на основі органічних розчинників дотепер залишається
актуальної [26].
Таблиця 3.4 - Властивості деяких агентів, що спінюють
Температура Основні
Назва
Розчинність у воді розкладання, продукти
з'єднання
°С розкладання
Сечовина Розчинний 130 МН3, HзPO4
Гуанидин Розчинний 160 МН3, HзPO4
МН3, H3PO4, H2O,
Бутилмочевина Нерозчинний 96
Ш2
МН3, H3PO4, H2O,
Тиомочевина малорозчинний 180
Ш2
Хлорпарафин нерозчинний 200 H2O, CO2, НС1
Дициандиамид нерозчинний 230 №Нз, H2O, CO2
Меламін нерозчинний 300 NHз, Н2 ПРО, З2
Органічні розчинники, використовувані для цих цілей, відіграють більшу
роль у процесі формування покриттів, виявляючи сильний вплив на структуру й
властивості плівок, отриманих з розчинів полімерів.
Якщо до недавніх пір добір оптимального складу розчинників здійснювався в
основному емпіричним шляхом, то останнім часом при виборі розчинників
керуються термодинамічною спорідненістю в системі полімер - розчинник і
летючістю розчинника. Від спорідненості компонентів системи залежить
швидкість розчинення плівкоутворювача, стабільність і реологичічні властивості
розчинів або дисперсій, деякою мірою - структура й властивості покриттів.
95
Летючість розчинника позначається на технологічних характеристиках
лакофарбових матеріалів і зовнішньому вигляді покриттів, які також є залежним
від методів нанесення [29].
20 °С таких покриттів становить, як правило, не більш 6 годин.
У цілому, для розробки рецептур вогнезахисних, що спучуються фарб
частіше застосовують систему поліфосфат амонію - донор фосфорної кислоти,
меламін - газотвірний агент, пентаэрит - карбонизатор у початковому
співвідношенні 20:10:10. Практично всі виробники смол і дисперсій пропонують
клієнтам базові рецептури й опис технологічного процесу: розчинення смол
(якщо мова йде про органорастворимих фарбах), потім уведення наповнювачів,
пігментів і реологических добавок.
Захист деревини, як пального матеріалу в умовах зіткнення з металом.
Особливо небезпечними можна вважати умови, коли металеві конструкції
стикаються з деревом або пластиком і їх присутність збільшує процес, знижуючи
тим самим час вогнестійкості.
Тому проблема обробки дерев'яних конструкцій вогнезахисними
просоченнями - антипиренами є досить актуальною.
Антипірени ( від гречок. Anti - приставка, що означає протидію, і руг -
вогонь) іингибітори горіння), речовини, що знижують горюіесть матеріалів
органічного походження (деревени, пластмасс, тканини.) [30].
Припускають, що їх дія обумовлена:
1) розкладанням антипіренів під дією полум'я з поглинанням тепла й
виділенням негорючих газов;
2) зміною напрямку розкладання матеріалу убік утвору негорючих газов і
трудногорючего коксового залишку;
3) гальмуванням окисления у газовій і конденсованої фазах;
4) утвором на поверхні материала теплозащитного шару пенококса;
5) зміною напрямку реакцій у предпламенной області убік утвору
сажеподобных продуктів.
96

Антипірени можуть бути розділені на інертні й активні; останні вступають із
матеріалом у хімічну реакцію. Антипірени повинні задовольняти наступним
вимогам: сполучатися з матеріалом і не мігрувати на його поверхню; не
погіршувати механічні й інші фізичні характеристики матеріалу; не розкладати
при переробці матеріалу й експлуатації виробу; бути нетоксичними, не виділяти
при горінні токсичних продуктів і зменшувати димоутворення. Бажане також,
щоб антипирены були безбарвні, атмосферостойки, мали високі діелектричні
показники.
Найпоширеніші антипирены: А1(ВІН)3, з'єднання бора (напр., 2 Вао-Зв2 ПРО3
пН2 ПРО; 27пО-ЗВ2 ПРО3пН2 ПРО), фосфора [фосфаты аммония, три(2, 3-
дибромпропил)фосфат і ін.], сурьмы (ЗЬ203 і ін.), высокохлорированные
парафины З 20-З25, бромпохідні ароматичних вуглеводів, суміші солей
неорганічних кислот з меламино- або мочевино-формальдегідними смолами,
аммины N1, 7п, З, карбонаты і сульфаты аммония, соли Мо, V, Рє. На практиці
застосовують звичайно суміші різних антипиренов.
Спосіб уведення антипиренов залежить від типу, що захищається матеріалу.
Так, древесину просочують розчином антипирена або наносять на її поверхню
краску, утримуючу антипірен. У синтетичні полимеры антипирены можуть бути
введені на стадії їх одержання, при наступній переробці або в готовий виріб.
У цей час існує безліч антипіренів і антисептиків, що випускаються різними
вітчизняними й закордонними виробниками. Їхньою розробкою займаються різні
організації й відомства.
Під дією полум'я компоненти антипірена перетворяться у тверді продукти й
газоподібні речовини, які, випаровуючись, прохолоджують дерев'яну поверхню.
У свою чергу тверді компоненти, що обвуглилися, утворюють суцільну плівку,
яка блокує вступ кисню. Таким чином, здійснюється як внутрішній, так і
зовнішній вогнезахист просоченому антипиренами деревини.
При виборі інгібіторів горіння особлива увага слід обертати на групу
вогнезахисної ефективності, якої вони відповідають відповідно ДО
97
ДЕРЖСТАНДАРТУ Р 53292-2009 «Вогнезахисні состави й речовини для
деревини й матеріалів на її основі. Загальні вимоги. Методи випробування».
Просочення, що ставляться до другої групи, тільки перешкоджають загорянню,
тоді як состави з першою групою вогнезахисної ефективності здатні забезпечити
повноцінний захист на всіх стадіях розвитку пожежі [30].
Віддаючи перевагу певному вогнезахисному просоченню, крім показника
групи вогнезахисної ефективності, необхідно враховувати особливості горіння
кожного з типів деревного матеріалу, тобто ухвалювати до відома сорт, тип,
щільність деревини, яку необхідно буде обробити. Зокрема, дубова дошка
загоряється повільніше, незалежно від наявності антипиренов на її поверхні, а
ялиновий або сосновий брус знищується вогнем за лічені хвилини.
У побутових умовах вогнезахисні просочення прийнято наносити кистю на
поверхню дерев'яних конструкцій або виробів, однак це гарантує лише
короткостроковий захист: склад не проникає вглиб деревної
структури, охороняючи від вогню лише поверхня.
Антипірени нового покоління також відрізняє сумісність із фінішним
декоративним покриттям, який наносять на просочену деревину.
Подібне раніше не представлялося можливим. Традиційні інгібітори горіння
створюються на кислотній основі, внаслідок чого будь-яка взаємодія з
лакофарбовим шаром приводить до ушкодження останнього, у зв'язку із цим їх
прийнято випускати в декількох колірних розв'язках [31].
Серед незаперечних переваг водорозчинних составів - безпека для
внутрішньої обробки будинків, а також офісних меблів. Цим пояснюється їх
настільки зросла популярність.
Слід підкреслити, що подібні просочення не підвищують гігроскопічні
властивості деревини, не сприяють розвитку корозійних процесів у металевих
деталей і з'єднань, не завдають шкоди навколишньому середовищу й здоров'ю
людину.
Однак при виконанні вогнезахисних робіт не варто забувати про додатковий
98

захист деревини від появи грибка, комах, наростання цвілі, яку здатні
забезпечити антисептики.
До них прийнято відносити хімічні препарати, що охороняють дерев'яні
поверхні від біологічного руйнування (гниття, поразки червицями та ін.). При
нанесенні антисептиків також відбувається глибинне заповнення структури
деревного матеріалу спеціальним составом, що дозволяють повністю запобігти
згубному впливу зовнішніх руйнуючих факторів [32].
Обробка деревини подібними матеріалами проводиться в автоклаві під
високим тиском з використанням вакууму, після чого всі покриті вироби
зазнають сушінню в умовах кімнатної температури протягом 48 годин [33].
Для захисту настільки широко використовуваного матеріалу, як деревина,
необхідно ретельно вибирати вогнезахисні й антисептичні засоби, воліючи
сучасні матеріали, що пройшли автоклавную обробку [34].
3 дослідження деформативных характеристик, як показників вогнестійкості
стали, що стикається з горючими деревними матеріалами в будівельних
конструкціях
Міцність, надійність, индустриальность у виготовленні сталевих конструкцій
з урахуванням принципів уніфікації й стандартизації, транспортабельність,
невеликі строки при монтажі, усі ці характеристики визначають економічність
використання сталевих конструкцій у будівництві [2]. Однак сталеві конструкції
мають такі недоліки, як схильність впливу корозії, а також невелика
ос
вогнестійкість, небагато більш 400 . Основна проблема використання сталевих
конструкцій полягає в тому, що під час пожежі при нагріванні вони
деформуються. Причому в умовах знаходження поруч зі сталевими
конструкціями дерев'яних балок, прогонів, решетування покрівлі, плит
перекриття, заповнених легкозаймистими матеріалами, стійкість сталевих
конструкцій значно знижується.
Тому що в нашому дослідженні були проведені експерименти по виявленню
деформативных характеристик стали, що стикається з горючими деревними
99
матеріалами, те важливо розглянути закономірності зниження несучої здатності
дерев'яних елементів. Важливо відзначити, що зниження несучої здатності
дерев'яних елементів конструкцій відбувається через обвуглювання деревини,
що приводить до зменшення розмірів робочого перетину цих елементів. При
цьому змінюється й несуча здатність з'єднань сталь - деревина, тому що
знижуються й міцнісні характеристики стали.були проведені дослідження й
запропонована фізична модель обвуглювання деревини при впливі на них вогню.
На рисунку представлені процеси обвуглювання.

Рисунок 3.20 - Процеси обвуглювання деревини
Відповідно до рисунку перший етап процесу характеризується інтенсивним
прогрівом поверхневих шарів деревини, у результаті якого відбувається
виділення вологи, що перебуває в деревині, у навколишнє середовище й
перенесення її вглиб деревини. При цьому утворюються три характерні зони, у
першій з яких відбувається часткова деструкція деревини, значення температур
300 С С
на границях цієї зони відповідно: і - ° и t2 - 175° . У другій зоні при tз -
С
Ю0° відбувається фазове перетворення вологи в пару. У третій зоні
ос ос
температура в деревині коливається в межах від 20 до 100 . Через 3-5 хвилин
після початку впливу полум'я на поверхні деревини з відносною вологістю не
ос
більш 9% температура досягає 280- 300 при такій температурі відбувається
процес карбонізації поверхневих шарів деревини, яка втрачає свої первісні
механічні властивості. Згідно із запропонованою моделлю після цього
100

починається другий етап процесу обвуглювання деревини мал. 5б,
300 С
коли крім зон 1,2,3 з'являється зона 0, де t- ° , у якій утворюється шар вугілля з
неоднорідною пористою структурою й усадочними тріщинами.
Цей переугленний шар деревини має більш низькі, у порівнянні з
необвугленою деревиною, теплофізичними характеристиками: коефіцієнтом
теплопровідності, питомою теплоємністю. Процес обвуглювання відбувається
послідовно, поширюючись від поверхневих шарів углиб деревини, що приводить
до зменшення розмірів дерев'яних елементів конструкції. Швидкість
обвуглювання різних порід деревини перебуває в межах 0,6 - 1,0 мм/хв залежно
від тривалості температурного впливу полум'я, щільності й вологості деревини,
розмірів перетину дерев'яного елемента конструкції й шорсткості поверхні [35 -
37].
Поведінка елементів сталевих конструкцій, що працюють у контакті з
дерев'яними елементами, залежить від статичної схеми конструкції, від
конструкції перетину їх елементів. Сталеві конструкції невеликого перетину
працюють на розтягання й стиск. Мембранні конструкції (1-2 мм) прогинаються,
їхня вогнестійкість 0,75-1,0 година.
3.6 Використання спеціальних захисних кімнат для захисту від пожежі та
вискоих температур
Жителям Ізраїлю найчастіше потрібно кілька хвилин, щоб дійти до укриття, а
ракета може долетіти за 15-20 секунд, оскільки вся територія Ізраїлю
прострілюється з Сектору Газа. Від обстрілів особливо страждають міста на
півдні Ізраїлю – Сдерот, Ашкелон, Невітот, а також кібуци, які розташовані
неподалік від Сектору Газа. Тому в 1993 році влада Ізраїлю зобов’язала
забудовників будувати укріплені кімнати в усіх житлових та громадських
будівлях – мамади. Перевагою мамада над міклатом є те, що переміститися у них
можна за кілька секунд і не потрібно виходити на вулицю.
Всього є кілька видів таких кімнат:
101
 мамад (абревіатура від merhav mugan dirati – "захищений простір
квартири") – укріплена кімната у квартирі;
 мамак – укріплена кімната в громадських будівлях.
 Мамаки розташовуються на кожному поверсі громадської будівлі.
Згідно з вимогами, площа мамада має бути не менше 9 квадратних метрів, а
висота стелі 2,5 метри. Особливістю мамада є масивні залізобетонні стіни
товщиною зазвичай 25-30 см, потовщені перекриття, а також металеві
герметичні двері, що можуть витримати вибухову хвилю. Віконниці в
мамадах розташовуються на висоті 1,5 м від підлоги. Обов’язково
є фільтри для захисту від атак хімічною зброєю.

Рисунок 3.21 – Транспортування мамаду
У мирний час кімната-мамад може слугувати спальнею, робочим кабінетом,
дитячою – чим завгодно. Але під час повітряної тривоги уся родина збирається у
мамаді. Досить часто укріплені кімнати у будинках використовують саме як
102

дитячі, щоб не потрібно було будити дітей у випадку сирени. Мамади зазвичай
планують і будують один над одним. Це роблять з двох причин:
 по-перше, так дешевше,
 по-друге, це дає змогу укріпити стіни і фасад будинку, щоб він був
міцнішим та безпечнішим.

Рисунок 3.22 – Укриття сполученні безпечною сходинковою клиткою
Ізраїльський «мамад» – форма укриття, що дозволяє людям швидко
убезпечитися всередині будівлі, не спускаючись у підвальні приміщення
Периметр укриттів запроектований таким чином з посилених залізобетонних
конструкцій. Вони розміщатимуться в центрі будівель на усіх поверхах, кожен з
яких сполучать безпечною сходовою кліткою - теж із посилених залізобетонних
103
конструкцій для евакуації людей безпосередньо на вулицю. Всередині кімнати
забезпечать: електричними конвекторами з резервним живленням;
вентиляціями з резервним живленням; установками з регенерації повітря;
кулерами з питною водою.

Висновок по розділу 3

1. Досліджено процеси теплопереносу в багатошарових плоских
конструкціях з різними геометричними та теплофізичними характеристиками при
різних режимах пожежі. Аналіз цих даних показує чітку зміну температур по
товщині конструкцій зі зміною часу, що дає можливість визначити межу їх
вогнестійкості за умов пожежі [68,69,70,71].
2. Досліджено теплоізолювальну здатність вогнезахисного покриття під
час нагрівання зі зміною геометричних розмірів та теплофізичних характеристик
покриття [68,69,70,71].
3. Проаналізовано технологічні рішення вогнезахистних покриттів для
бетонних, металевих, деревяних конструкцій та вплив внутрішнього джерела тепла
на розподіл нестаціонарного температурного поля в п’ятишаровій плиті перекриття.
4. Досліджено вплив різних температурних режимів пожежі на
теплоізолювальну здатність чотиришарової плоскої конструкції.

104

РОЗД1Л 4. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ РІЗНИХ
ТЕХНОЛОГІЙ ТА ВОГНЕЗАХИСТНИХ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ЗАХИСТУ
ВІД РУЙНАЦІЇ КОНСТРУКЦІЙ В УМОВАХ ВИСОКИХ ТЕМПЕРАТУР

4.1 Техніко-економічне порівняння технологічних рішень вогнезахисту
будівельних конструкцій від руйнації в умовах високих температур

Використання ефективної методики диференційованого підходу до
розрахунку товщини вогнезахисних покриттів за європейськими нормами в
комплексі з оптимальним підбором вогнезахисних засобів дозволяють
спеціалістам ефективно використовувати матеріали та підвищити вогнезахист
будівельних конструкцій [68,69,70,71].
Легка вогнезахисна теплоізоляційна плита FB-300 з максимально високими
експлуатаційними і вогнезахисними властивостями. Застосування вогнезахисної
плити дозволяє підвищити межу вогнестійкості конструкцій до 210 хв., а також
виготовити самонесучі повітроводи з класом вогнестійкості до EI180 [70,71].
Таблиця 4.1 - Вихідні дані до розрахунку [68,69,70,71].
Найменування матеріалу
Одиниця Вонезахисне Вонезахисне
Показники
виміру покриття покриття
Ammokote Ендотерм
2
1. Річний об’єм впровадження м 100 100
2
на 100 м бетонної поверхні
2. Приведені затрати на грн. 9720 6120
матеріали
3. Собівартість вогнезахисних грн. 4479 4049
робіт
4. Питомі капітальні вкладення у грн. 862 895
виробничі фонди будівельної
організації
5. Річні витримки в сфері грн. 745 728
експлуатації конструкцій
6. Строк експлуатації рік 15 10

105
Розрахунок економічного ефекту Э обраховується за формулою:
Э = (З1 + Зс1) + Ээ - (З2 + Зс2) A2, (4.1)
де З1 і З2 — приведені затрати на влаштування матеріалів з урахуванням вартості
транспортування до будівельного майданчика по порівнюваних
варіантах базової та нової моделі, у грн. на одиницю виміру;
Зс1 і Зс2 — наведені витрати по влаштування матеріалів на будмайданчику
(без обліку вартості заводського виготовлення, у грн. на одиницю
виміру;
 — коефіцієнт зміни терміну служби нової будівельного матеріалу в
порівнянні з базовим варіантом.

Коефіцієнт зміни терміну служби нового будівельного матеріалу
розраховується по формулі :
P
  1 , (4.2)
P2
де P1 й P2 — частки кошторисної вартості будівельного матеріалу розраховуючи
на n рік їхньої служби по порівнюваних варіантах.
Приймаються по даним [ ];
Ээ — економія в сфері експлуатації матеріалів за строк їхньої служби
визначається по формулі
(И1 И2 ) (К2 К )
Э  1 , (4.3)
э
P2
де И1 й И2 — річні витрати в сфері експлуатації на одиницю конструктивного
елемента будівлі, споруди або об'єкт у цілому по порівнюваних
варіантах, грн. До них відносяться: витрати на капітальний ремонт
будівельних конструкцій, відновлення та підтримка передбаченої
проектом надійності конструкцій і споруд у цілому, щорічні витрати
на поточний ремонт і технічне обслуговування [68,69,70,71].;
106

K’1 і К’2 — супутні капітальні вкладення в сфері експлуатації будівельних
конструкцій (капітальні вкладення без обліку вартості конструкцій)
розраховуючи на одиницю конструктивного елемента будівлі,
споруди або об'єкта уцілому по порівнюваних варіантах, грн.;
А2 — річний обсяг будівельно-монтажних робіт із застосуванням нових
будівельних конструкцій у розрахунковому році, у натуральних
одиницях.

Приведені затраті визначаються за формулою :
Зi = Ci + Ki; (4.4)
де Ci — собівартість одиниці будівельно-монтажних робіт по i-му варіанту
техніки, грн.;
Ki — питомі капіталовкладення у виробничі фонди на одиницю будівельно-
монтажних робіт по i-му варіанту техніки, грн.
З1 = 2155+ 862= 3017 грн.;
З2 = 6120 + 895= 2279 грн.
Коефіцієнт зміни терміну служби визначаємо за формулою (4.2):

8.45 106
  1.001
7.8 109

Економія в сфері експлуатації конструкцій за формулою 45.3):
745728
Ээ  133,3грн
0.150001
Економічний ефект Э обраховується за формулою (4.1):

Э = (4479+9720)1,0001 + 133,3- (4049+6120) 1= 4030 грн.

Таким чином економічний ефект від застосування технології влаштування
107
вогнезахисту металевих конструкцій покриття Ендотерм у зрівнянні з
вогнезахисним покриттям Ammokote - складає 4030 грн [68,69,70,71].

Рисунок 4.1 – Розподіл структури вогнезахисту будівельних конструкцій в
Україні

Рисунок 4.2 – Техніко-економічні показники порівняння вогнезахисного
покриття Ендотерм в порінянні з імпортними аналогами
108

Рисунок 4.3 – Графік вартості металоконструкцій в будівельній галузі

Рисунок 4.4 – Графік споживання сталі на душу населення

Таким чином економічний ефект від застосування технології влаштування
вогнезахисту металевих конструкцій покриття Ендотерм у зрівнянні з
вогнезахисним покриттям Ammokote - складає 4030 грн.
109
Висновок по розділу 4
1. Температуростійкі і вогнезахисні штукатурки на сьогодні є найбільшою
групою захисних матеріалів на основі мінеральних в’яжучих. Їх
виготовляють у виді сухих сумішей.
2. До вогнезахисних штукатурок і захисних матеріалів, сертифікованих в
Україні, відносяться такі склади: «Ендотерм 210104»(Україна)
[68,69,70,71].«Франція), «Неоспрэй» (Росія)(Франція) та інші. Однак, ці
матеріали мають суттєві недоліки, основними з яких є необхідність
попереднього нанесення на поверхню конструкції ґрунту, розтріскування в
результаті деформації конструкції, при додаткових навантаженнях, велика
витрата покриття на одиницю площі [68,69,70,71].
Загальні висновки
1. На сьогодні у будівництві найбільш розповсюдженим способом захисту
конструкцій від вогневого впливу пожежі є використання вогнезахисних
систем із широкою номенклатурою будівельних матеріалів та
конструктивних рішень.
2. Температуростійкі покриття повинні бути непроникними для
газоподібних і рідких агресивних середовищ.
Серед високотемпературних і вогнезахисних покриттів на основі
мінеральних в’яжучих необхідно виділити групу покриттів, які спучуються.
3. Більшість з них розроблена на основі рідкого скла. До них відносяться
склади «ОЗС-МВ», «Фойрекс-400», «ОВП-1» та інші. Недоліком таких
композицій є суттєве збільшення навантаження на конструкції, які
захищаються.

110

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Аналіз методів проектування кам’яних конструкцій та їх вплив на розвиток
пожежі / А. П. Половко [та ін. ] // Пожежна безпека : зб. наук. пр. - Л., 2010. - № 17
- С. 132-137.
2. Архитектурные конструкции гражданских зданий: здания и их части.
Фундаменты и цоколи. Стены. Перегородки. Перекрытия и полы. Крыши / Дехтяр
С. Б. [и др.]- [2-е изд. перераб. и доп.]. - К. : Будівельник, 1987. - 222 с.
3. Бартелеми Б. Огнестойкость строительных конструкций / Б. Бартелеми, Ж.
Крюппа. - М. : Стройиздат, 1985. - 216 с.
4. Болдырев А.С. Строительные материалы: справочник / А. С. Болдырев, П. А.
Золотов, А. Н. Люсов. - М.: Стройиздат, 1996. - 567 с.
5. Борис А. П. Экспериментальное определение огнезащитной способности
газобетона / А. П. Борис, Р. Б. Веселивский, А. П.Половко // Чрезвычайные
ситуации: образование и наука: Международный научнопрактический журнал. -
Гомель: ГИИ МЧС РБ, 2014. - Том 9. - № 2. - С. 57
6. Борис О. П. Експрес-методика оцінки вогнезахисної здатності / О. П. Борис,
Т. Б. Юзьків, А. П. Половко // Науковий вісник УкрНДІЦЗ. - Київ: 2012. - № 2(26).
- С. 95-99.
7. Борис О. П. Огнезащитные покрытия для металлических конструкций / О.
П. Борис, А. П Половко /. Материалы научно-практической конференции. -
Гомель: 22-23 мая 2014. - С. 29-30.
8. Борис О.П. Оцінка вогнезахисної здатності пінобетонних плиток / О.
П. Борис, Т. Б. Юзьків, А. П. Половко // Науковий вісник УкрНДІЦЗ. - Київ: 2013. -
№ 1(27). - С. 113-119.
9. Випробування і контроль якості продукції. Терміни та визначення
ДСТУ 3021-95 - [Чинний від 1996-01-01]. - К. : Держстандарт України, 1996. - 74 с.
- (Державний стандарт України).
10. Вогнезахисні покриття для будівельних несучих металевих
111

конструкцій. Метод визначення вогнезахисної здатності (ЕМУ 13381-4:2002,
МЕР): ДСТУ Б В.1.1-17:2007. - [Чинний від 2007-22-06] - К. : Мінрегіонбуд
України, 2007. - 60 с. - (Національний стандарт України).
11. ГОСТ 30247.1-94. Конструкции строительные. Методы испытаний на
огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции.
12. ГОСТ 8239-89. Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент.
13. ГОСТ Р 53295-2009. Средства огнезащиты для стальных конструкций.
Методы определения огнезащитной эффективности. Общие требования.
14. Драйздейл Д. Введение в динамику пожаров / пер. с англ. К. Г.
Бомштейна; под ред. Ю. А. Кошмарова, В. Е. Макарова. - М.: Стройиздат, 1990.
- 424 с. : ил. - перевод, изд.: Ап Іпігодисііоп іо Ріге Вупашіс8 / Б. Бгузёак. - Іоіїп
’МіІеу апё 8ош, СЬісЬе8іег, 1985.
15. ДСТУ - Н Б ЕК 1993-1-2:2010 (Єврокод 3. Проектування сталевих
конструкцій - Частина 1-2. Основні положення. Розрахунок конструкцій на
вогнестійкість) відповідає ЕЫ 1993-1-2:2005, ГОТ.
16. ДСТУ-Н ЕК 1991-1-2:2010 (Єврокод 1. Дії на конструкції - Частина 1-2:
Загальні дії - Дії на конструкції під час пожежі) з технічною поправкою ЕК
1991-1-2:2002/АС:2009 відповідає ЕЫ 1991-1-2:2002 Еигосоёе 1: Асііош оп
8ігисіиге8 - Рагї 1-2: ОепегаІ асііош - Асііош оп 8ігисіиге8 ехрозеё іо їїге.

112

17. Данкевич І. П. Дослідження температурного режиму пожежі у
модельному приміщенні / І. П. Данкевич [та ін.] // Вісник НУ “Львівська
політехніка” : зб. наук. пр.- Львів : НУ “Львівська політехніка”. - 2013. - №
742. - С. 46-51. - (Серія : Теорія і практика будівництва).
18. Демчина Б. Г. Вогнетривкість енергоефективних будівельних
конструкцій / Б. Г. Демчина // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі
та споруди. -Рівне : РДТУ, 1999. - Вип. 2. - С.89-92.
19. Демчина Б. Г. Застосування пінобетону як вогнезахисного матеріалу/ Б.
Г. Демчина, А. П. Половко, О. П.Борис // Пожежна безпека: зб. наук. пр. -
Львів, 2010. - №16. - С. 25-28.
20. Демчина Б. Г. Нові підходи до розрахунку границь вогнетривкості
будівельних конструкцій / Б. Г. Демчина // Вісник КиївЗНДІЕП. Конструкции
гражданских зданий. - Київ : Вид. КиївЗНДІЕП, 1999. - С.59-64.
21. Демчина Б. Г. Новые подходы к расчету огнестойкости многоэтажных
зданий / Б. Г. Демчина, А. П. Половко, Р. Б. Веселівський // Чрезвычайные
ситуации:теорія, практика, инновации: Материалы межд. научн.-практ. конф. -
Гомель: ГИИ МЧС Республики Беларусь, 2010. - С. 171-173.
22. Демчина Б. Г. Розрахунок границь вогнетривкості багатошарових
конструкцій / Б. Г. Демчина, М. Й. Коляков, В. С. Лундяк // Будівельні
конструкції. - Київ : НДІБК, 1999. - Вип. 50. - С.75-76.
23. Демчина Б. Г. Експериментальне дослідження вогнестійкості
двошарових огороджувальних конструкцій з конструктивно-
теплоізоляційного пінобетону Науково-технічні проблеми сучасного
залізобетону / Б. Г. Демчина [та ін.]: Збірник наукових праць 6-ї науково-
технічної конференції. Випуск 74. Книга 1. - К.: ДП НДІБК, 2011. - С. 262269
24. ДСТУ-Н Б ЕК 1996-1-2:2010 (Єврокод 6. Проектування кам’яних
конструкцій - Частина 1-2. Загальні положення. - Розрахунок конструкцій на
вогнестійкість) (ЕN 1996-1-2:2005, ГОТ)
25. Захист від пожежі. Будівельні конструкції. Методи випробувань на
вогнестійкість. Загальні вимоги: ДСТУ Б.В.1.1-4-98*. - [Чинний від 1999-03-
01]. - К. : Держбуд України, 2005. - 22 с. - (Національний стандарт України).
1. Захист від пожежі. Пожежна безпека об’єктів будівництва : ДБН
113
В.1.1-7-2002 - [Чинний від 2003-01-05]- К. : Держбуд України, 2003. - 42 с. -

26. Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки
будівель, споруд. Будівельних конструкцій та основ: ДБН В.1.2-14-2009 -
[Чинний від 2009-01-12]- К. : Держбуд України, 2009. - 54 с. - (Державні
будівельні норми України).
27. Качкар Є.В. Обгрунтування параметрів тришарових перегородок з
мінераловатними плитами для будівель та споруд з урахуванням їх
вогнестійкості : автореф. дис... канд. техн. наук: 21.06.02 / Є. В. Качкар;
Укр. НДІ пожеж. безпеки. - К., 2009. - 22 с. - укр.
28. Кащеев И. Д. Свойства и применение огнеупоров : справочное издание /
Кащеев И. Д. - М. : Теплотехник, 2004. - 352 с.
29. Коломацкий А. Теплоизоляционный пенобетон / А. Коломацкий, С.
Коломацкий. - Строительные материалы. 2002. - С. 18-19.
30. Конструкції будинків і споруд. Теплова ізоляція будівель: ДБН В.2.6- 31-
2006 - [Чинний від 2007-04-01] - К. : Мінбуд України, 2006.- 65 с. -
(Державні будівельні норми України).
31. Конструкції будинків і споруд. Конструкції металеві будівельні. Технічні
умови : ДСТУ Б В.2.6-75:2008- [Чинний від 2010-01-01] - К. :
Мінрегіонбуд України, 2009. - 15 с. - (Національний стандарт України).
32. Крейт Ф. Основы теплопередачи / Крейт Ф., Блэк У.; пер. с англ. - М.
: Мир, 1983. - 512 с. : ил. Круковский П. Г. Определение теплофизических
характеристик вспучивающегося огнезащитного покрытия по данным огневых
испытаний / П. Г.Круковский, С. В. Цвиркун // Науковий вісник УкрНДІПБ -
Київ,2005. - № 1 (11). - С.5 - 16.
33.
34. Мазілін О. М. Аналіз методів оцінювання вогнезахисної здатності матеріалів
/ О. М. Мазілін, С. В. Новак, Л. М. Нефедченко // Науковий вісник
УкрНДІПБ МНС України. - 2011. - №1 (23). - С. 107-112.
35. Методические рекомендации по экспресс-определению теплопроводности
строительных и теплоизоляционных материалов. - Киев : НИИСМИ, 1984. -
114

16 с.
36. Новак С.В. Математическое моделирование процессов теплообмена в
огнестойких конструкциях [Текст] : дис... канд. техн. наук: 05.14.05 / Новак
Сергей Викторович ; Нац. акад. наук Украины, Ин-т проблем
машиностроения. - Х., 1996. - 183 л.
37. Новак С.В. Расчётно-экспериментальный метод определения теплозащитной
способности огнезащитных покрытий строительных металлических
конструкций / С.В. Новак, И. А. Харченко, П.Г. Круковский //
Тепломассообмен ММФ-96: III Минский междунар. форум. - Минск: АНК
«ИТМО им. А.В. Лыкова» АНБ, 1996. - Т. IX, ч. 1. - С. 153-157.
38. Пащенко А. А. Полифункционные элементорганические покрытия / под общ.
ред. А.А. Пащенко. - К.: Вища школа, 1987 - 198 с.
39. Пожарная опасность жилых и гражданских зданий из легких конструкций /
А. И. Яковлев [и др.] // Огнестойкость строительных конструкций : сб. науч.
труд - М. : ВНИИПО, 1984. - Вып.2. - С. 85-91.
40. Пожежна безпека. Визначення пожежної небезпеки матеріалів та
конструкцій. Терміни та визначення ДСТУ 3855-99 - [Чинний від 2000-0101].
- К. : Держстандарт України, 1996. - 28 с. - (Державний стандарт України).
41. Пожежна безпека. Терміни та визначення понять: ДСТУ 2272-2006.
- [Чинний від 2006-09-06]. - К. : Держспоживстандарт України, 2006. - 30 с. -
(Національний стандарт України).
49. Половко А. П. Вогневі випробування фрагментів стін за допомогою печі для
теплофізичних випробувань малогабаритних фрагментів будівельних конструкцій
та окремих вузлів їх стикових сполучень / В. С. Фіцик, Б. Г. Демчина, А. П.
Половко // Теорія і практика будівництва : Вісник ДУ “Львівська політехніка”. -
Львів : ДУ “Львівська політехніка”, 2007. - №600. -
С.302-305.
50. Половко А. П. Дослідження вогнестійкості фрагмента огороджувальної
конструкції із монолітного пінобетону / Демчина Б. Г. Половко А. П., Фіцик В. С.,
115

// Теорія і практика будівництва : Вісник ДУ “Львівська політехніка”. - Львів : ДУ
“Львівська політехніка”, 2008. - № 627. - С.76-80.
51. Половко А. П. Розподіл стаціонарного температурного поля в
багатошаровій конструкції / А. П. Половко, Л. Д. Величко, О. І. Башинський //
Пожежна безпека : збірник наукових праць. Львів, 2008. - №12. - С. 114-119.
52. Половко А. П. Вогнезахист металевих конструкцій / А. П. Половко, Р. Б.
Веселівський, О. П. Борис // Проблеми екології та енергозбереження в
суднобудуванні: Матеріали У Міжнародної науково-технічної конференції. -
Миколаїв: НУК, 2010. - (Електронне видання).
53. Половвко А. П. Вогнезахист металевих конструкцій / А. П. Половко, О. П.
Борис // Проблеми екології та енергозбереження в суднобудуванні: Матеріали
VII Міжнародної науково-технічної конференції. - Миколаїв: НУК, 2012. - С. 16-
19.
54. Половко А. П. Вогнезахист несучих металевих конструкцій / А. П. Половко,
О. П. Борис, Р. Б. Веселівський // Матеріали 13-ої Всеукраїнської науково-
практичної конференції рятувальників. Київ: ІДУЦЗ НУЦЗУ, 2011. -С. 370-374.
55. Половкко А. П. Дослідження вогнестійкості легких огороджувальних
конструкцій/ А. П.Половко, Р. Б. Веселівський, О. П Борис // Строительство,
материаловедение, машиностроение: сб. науч. трудов. - Дніпропетровськ, - №
52. - С. 212-214.
56. Половкоо А. П. Застосування горючих утеплювачів, як проблема
забезпечення безпеки людей у будівлях та спорудах / А. П. Половко, О. П. Борис
// Проблеми екології та енергозбереження в суднобудуванні: Матеріали 6-ї
Міжнародної науково-технічної конференції. - Миколаїв: НУК, - С. 238-241.
57. Посібник з основ теорії горіння / Прокоф’єв О. І. [ та ін.]. - Львів : Вид. НУ
“Львівська політехніка”, 2002. - 115 с.
58. Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов
распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов / [
ЦНИИСК им. Кучеренко]. - М.: Стройиздат, 1995. - 33 с.
116

59. Про удосконалення нормативно-методичної бази з питань вогнестійкості
будівельних конструкцій і протипожежних перешкод / Інформ. лист
Держпожбезпеки. - 2009. - № 2.
60. Пушкаренко А. С. Будівельні матеріали та їх поведінка в умовах високих
температур / А. С. Пушкаренко, О. В. Васильченко. - Харків: АПБУ, 2001. - 166 с.
61. Ройтман В. М. Возможности прогнозирования и регулирования огнестойкости
строительных материалов и конструкций в условиях пожара на основе
кинетического похода / В. М. Ройтман // Пути повышения огнестойкости
строителных материалов и конструкций : материалы семинара.
2) М. : Знание, 1982. - С.63-68.
62. Ройтман В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости проектируемых и
реконструируемых зданий / В.М. Ройтман. - М.: Пожарная безопасность и наука,
2001. - 382 с.
63. М. Я. Пожарная профилактика в строительном деле / Ройтман М. Я. - [2-е изд.].
- М. : Издательство министерства коммунального хозяйства, 1961. - 368 с.
64. Романенко П. Н. Гидродинамика и тепломассообмен в пограничном слое
[Текст] : справочник / П. Н. Романенко. - М. : Энергия, 1994. - 464 с. : ил.
65. Вогі8 А.Р. Ап Ехрегітепіаі 8!иёу оґ Тіге Кеіагкапі Соуегіп§8 ґог МеІаІ
8ішс1ше8/ А. Р. ВогІ8, А. Р. РоІоуко, К. В. УезеІАзкіі // Ве2ріес2еп8ІУ0 I Тескпіка
Рогатісга 8аТеіу & Тіге Тескі^ие - ^62еґ6^: 2014 - уоі. 35 І88ие 3 - рр. 123-128.
66. ДСТУ Б В.1.1-19:2007 Захист від пожежі. Несучі стіни. Метод випробування на
вогнестійкість (ЕN 1365-1:1999, МОБ).
67.

117

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets