Для полнокомплектных сооружений БВЗ из ЛСТК стандартной шириной пролета являются 9, 12, 18, 21 и 24м.
Стандартная высота БВЗ ВИНПРОФ до низа стропильной конструкции 4.2-7.2м.
Рекомендуется применять сэндвич-панели полистовой сборки по ГОСТ Р 59684-2021, которые не требуют тяжёлого кранового оборудования и дорого утеплителя высоких марок плотности.
Массовым спросом пользуются стеновые и кровельные сэндвич-панели заводского изготовления с эффективным утеплителем по ГОСТ 3260-2021.
При расчете несущей способности ЛСТК выполняются требования ГОСТ 27751, СП 16.13330, СП 294.1325800 и СП 260.1325800. Конструкции, выполненные из стальных холодногнутых оцинкованных профилей, согласно СП 260.1325800 по напряженно-деформированному состоянию относятся к 4 классу конструкций. В таких конструкциях потеря местной устойчивости наступает до достижения предела текучести в одной или более зонах поперечного сечения.
При выполнении расчетов по несущей способности потеря местной устойчивости предупреждена путем использования геометрических характеристик редуцированного сечения, определяемого согласно пунктам 7.4–7.6 СП 260.1325800.2016. Геометрические характеристики редуцированного сечения профилей ЛСТК ВИНПРОФ определены в соответствии с требованиями СП 260.1325800.2016 расчетно-аналитическим путем с использованием программного комплекса. Программный комплекс сертифицирован на соответствие требованиям СП 16.13330 и СП 260.1325800.
Расчётные программы позволяют определить усилия и предельные напряжения в каждом элементе здания и в узлах конструкций. Программа определяет нагрузки в опорных узлах, которые служат исходной информацией для проектирования фундаментов здания.
Таким образом, в результате выполнения проектных работ Заказчик получает комплект чертежей для монтажа (сборки) конструкции (стадия КМ/КМД), инструкции по монтажу и спецификации каждого элемента конструкции. Каждый профиль на чертежах имеет свою марку по проекту. Эта же марка ставится на профиль в процессе изготовления, поэтому монтажникам Здания легко собирать каркасы и ограждающие конструкции, имея чертежи и промаркированные профили.
Несущие способности конструкций, узлов соединения профилей ЛСТК и ограждающих конструкции испытаны на расчётные нагрузки сертифицированными лабораториями и высокая несущая способность профилей ООО ВИНПРОФ подтверждена результатами тестов и экспериментов.
Профили изготавливаются в строгом соответствии с ТУ 24.33.11–003–05074049–2022. «Профили стальные тонкостенные холодногнутые для строительства», ТУ 24.33.11–004–05074049–2022. «Профили стальные холодногнутые, для строительных конструкций» и ТУ 24.33.11–004–86770581–2023 «Профили оцинкованные холодногнутые для строительных конструкций. Технические условия».
Несколько общих замечаний относительно терминов и определений в пожарной безопасности строительных конструкций, с тем, чтобы правильно понимать Заказчика:
Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». Статья 28. Цель классификации
Степень огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков, классы их функциональной и конструктивной пожарной опасности указываются в проектной документации на объекты капитального строительства и реконструкции.
Статья 58. Огнестойкость и пожарная опасность строительных конструкций
Огнестойкость и класс пожарной опасности строительных конструкций должны обеспечиваться за счет их конструктивных решений, применения соответствующих строительных материалов, а также использования средств огнезащиты. Предел огнестойкости конструкции является показателем сопротивляемости конструкции высокотемпературному воздействию.
Согласно ст.2 [1], предел огнестойкости конструкции – промежуток времени от начала огневого воздействия в условиях стандартных испытаний до наступления одного из нормированных для данной конструкции предельных состояний.
Различают следующие виды предельных состояний строительных конструкций по признаку:
Основным видом предельного состояния несущих стальных строительных конструкций БВЗ ВИНПРОФ (колонн, балок, ферм) является показатель потери несущей способности R. Пределы огнестойкости большинства незащищенных стальных конструкций из ЛСТК чрезвычайно малы и находятся в пределах 10÷15 минут (см. график).
во время пожара интенсивно прогреваются до критической температуры, то есть до той температуры, при которой конструкция теряет свою конструкционную прочность, что приводит к потере их несущей способности и целостности.
Сначала давайте рассмотрим какие требования предъявляются к конструкциям (в частности к несущим конструкциям) вашего здания.
1. Для этого сначала нужно ответить на вопрос - «Какова степень огнестойкости вашего здания, сооружения?». Ответ содержится в проекте на здание. Если проекта нет, то произвольно назначить требуемые пределы огнестойкости (например в Задании на проектирование) будет не разумно, так как при вводе здания в эксплуатацию пожарный надзор всё равно затребует проект и будет сравнивать проектные решения и фактическое исполнение конструкций вашего здания.
2. У вас есть проект здания? В составе вашего проекта выполнен проект огнезащиты?
В проектной документации должны быть обоснованы принимаемые значения характеристик огнестойкости элементов строительных конструкций (ст.17 [2]). Проект огнезащиты представляет собой раздел проектной и (или) рабочей документации в составе мероприятий по обеспечению пожарной безопасности, содержащий обоснование принятых проектных решений по способам и средствам огнезащиты строительных конструкций для обеспечения их требуемого предела огнестойкости, с учетом экспериментальных данных по огнезащитной эффективности средства огнезащиты, а также результатов прочностных и теплотехнических расчетов строительных конструкций без защиты или с нанесенными средствами огнезащиты.
Техническая документация должна содержать классификационные характеристики объекта защиты (класс функциональной пожарной опасности, степень огнестойкости, класс конструктивной пожарной опасности, высоту, этажность и площадь этажа в пределах пожарного отсека, для складов и производственных и сельскохозяйственных объектов – категорию по взрывопожарной и пожарной опасности), описание конструктивной схемы здания, спецификацию и сортамент строительных конструкций (ведомость элементов), условия эксплуатации. Для проектируемых зданий и сооружений данные эти сведения содержатся в пояснительной записке к конструкторской документации, разделах КМ, КМД, КР, (также могут содержаться в разделе АР), в зависимости от стадии проектирования объекта (проектирование или разработка рабочей документации). Для уже эксплуатируемых объектов сведения о степени огнестойкости содержатся в Паспорте на здание (Паспорте объекта), ранее разработанном Проект огнезащиты, актах выполненных огнезащитных работ, ранее разработанных и согласованных в установленном порядке СТУ и МОПБ, содержащих необходимые сведения в качестве исходных данных.
3. Что нужно знать про Степень огнестойкости ЗДАНИЯ – наиболее значимый параметр сооружения, не уступающий в важности особенностям конструкции с точки зрения пожаробезопасности и функциональным характеристикам
Какие параметры сооружения влияют на его степень огнестойкости:
Заниматься самому определением огнестойкости здания – хлопотное и технически не простое занятие, требующее специальных знаний. Для точного определения существуют специальные пожарные нормативные документы. При проектировании здания степень огнестойкости здания и сооружения определяют архитекторы вместе с технологами. Утверждает этот показатель ГИП проекта.
Совокупность нормативных актов разделяет все сооружения на 5 степеней огнестойкости сооружений (см. таблицу).
4. После того, как мы определили степень огнестойкости ЗДАНИЯ, следует определить требования (предел огнестойкости) к конструкциям этого здания.
Пределы огнестойкости строительных конструкций должны соответствовать принятой степени огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков. Соответствие степени огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков, и пределов огнестойкости применяемых в них строительных конструкций приведено в таблице 21 [2]:
Таблица 21 [2]. Соответствие степени огнестойкости и предела огнестойкости строительных конструкций зданий, сооружений и пожарных отсеков
Согласно п. 5.4.3 СП 2.13130.2020 , если требуемый предел огнестойкости конструкции установлен R 15 (RE 15, REI 15), допускается применять незащищенные стальные конструкции при условии, что их предел огнестойкости по результатам испытаний или расчетов составляет R 8 и более, либо независимо от их фактического предела огнестойкости, если их ПТМ в соответствии с ГОСТ Р 53295 составляет не менее 4,0 мм. Из-за особенностей поведения стальных тонкостенных конструкций в условиях пожара в качестве несущих конструкций рекомендуется использовать конструкции, сечение которых будет иметь ПТМ не менее 2,0 мм (рассчитывать ПТМ с учётом возможных сторон обогрева, см. далее).
Для структурных конструкций (ферм, структурных колонн и т.д.) оценивается на огнестойкость каждый элемент этих конструкций. В случае если один или несколько элементов структурных конструкций не удовлетворяют вышеуказанным условиям, допускается производить огнезащитную обработку только для данного элемента (элементов) до предела огнестойкости не менее R 8, включая узлы его крепления и сочленения с другими элементами.
Предварительный вывод- несущие не защищенные конструкции каркасов зданий из ЛСТК ВИНПРОФ допускается применять для зданий 4й и 5й степеней огнестойкости.
ПТМ- (сокращенное название) Приведённая Толщина Металла , обозначается dпр (расчётное значение),мм:
𝛿пр = 𝐴сеч / П
где Aсеч - площадь поперечного сечения стержня (информация из техдокументации на прокат или вычисляемая самостоятельно по формулам в зависимости от сечения), мм2 ;
П - обогреваемый периметр сечения стержня (расчётное значение, методика расчёта по формулам указанным в таблицах в зависимости от сечения), мм.
Поскольку собственный (фактический) предел огнестойкости стальных НЕЗАЩИЩЁННЫХ конструкций, как правило, не превышает 15 минут, то для приведения в соответствие с требуемым пределом огнестойкости предусматривают их дополнительную огнезащиту.
Немного теории. Сначала несколько терминов и определений про ОГНЕЗАЩИТУ, чтобы было взаимное понимание:
Немного теории. Классификация конструктивной огнезащиты металлоконструкций, применяемых в качестве ЛСТК:
Оборачиваемая конструктивная огнезащита рулонного типа – огнезащита, состоящая из холста рулонного материала, при монтаже способного повторить рельеф защищаемого материала, и различных систем фиксации вокруг защищаемой конструкции. Эффективность такой огнезащиты связана как с низкой теплопроводностью самого рулонного материала, так и компонентов, входящих в комплексную систему конструктивной огнезащиты. Для примера – фольга на поверхности прошивных матов кроме эстетического вида частично отражает лучистое тепло на начальной стадии пожара, а вставки из минеральной ваты ограничивают площадь обогрева металлоконструкций. Рулонные материалы позволяют металлоконструкциям работать в режиме упругих деформаций. Минусом может являться трудоёмкость монтажа на узлах пересечения с другими конструкциями, низкая устойчивость к механическим воздействиям. Плюсом является высокая монтажная готовность материалов в большинстве технических решений – для монтажных работ достаточно квалифицированных рабочих, строительного ножа, кисти или валика и высокая ремонтопригодность, в случае повреждения поверхности.
Облицовочная конструктивная огнезащита – огнезащита, основанная на монтаже панелей или плитных материалов по каркасам или друг в друга вокруг защищаемой конструкции. Огнезащитные свойства в большинстве решений основаны на низкой теплопроводности изолирующих панелей или плитных материалов. Преимуществом является возможность защитить несколько конструкций сразу в один короб, а также то, что огнестойкие панели могут быть конструкцией стенки/перегородки, являющейся самостоятельной строительной конструкцией, не требующей дополнительных слоёв отделки. Такой тип огнезащиты позволяет металлу работать в режиме упругих деформаций. Минусом является высокое требование к квалификации рабочих, наличие комплекта специальных инструментов для работы с разными материалами (отрез направляющих, монтаж саморезов, работа со шпатлёвкой или герметиками, резка плитных материалов и т.п.), большого числа отходов в результате раскроя, низкая производительность, если необходимо защищать каждый элемент конструкций отдельно, особенно при защите узлов пересечения конструкций.
Комбинированные конструктивные огнезащитные решения – применение различных технических решений по повышению огнестойкости конструкций на основе перечисленных выше способов огнезащиты, а также сочетание со строительными способами повышения огнестойкости конструкций.
Строительный способ повышения огнестойкости конструкций
Одним из способов защиты несущих конструкций БВЗ ВИНПРОФ без конструктивной огнезащиты может быть проектирование здания с наружным каркасом ( см. БВЗ с наружным каркасом на фото). Эта технология пришла из проектирования складов-холодильников промышленного типа.
Из СП 109.13330.2012 «Холодильники». Актуализированная редакция СНиП 2.11.02-87:
5.3 Одноэтажные здания холодильников проектируются однопролетными или многопролетными со стальным, железобетонным или комбинированным каркасом с применением большепролетных несущих конструкций покрытий и ограждающими конструкциями из "сэндвич" панелей с металлическими обшивками и эффективной теплоизоляцией.
По конструктивной схеме здания холодильников подразделяются на три основных типа:
- с наружным каркасом и чердаком;
- с внутренним каркасом без чердака;
- высотные здания с внутренним стеллажным каркасом без чердака.
В зданиях с наружным каркасом для поддержания стабильного температурного режима в охлаждаемых помещениях большого объема и сокращения теплопритоков необходимо устройство чердачной кровли. Для снижения воздействий солнечной радиации наружные стены необходимо экранировать, предусматривая в прослойке между наружной поверхностью стен и экраном естественное вентилирование. Экраны могут выполняться из металлических или железобетонных конструкций.
В этом случае вся огневая нагрузка передаётся на сэндвич-панели стен и потолков, при этом у всех производителей панелей с базальтовым утеплителем есть показатели по огнестойкости стены и кровли из сэндвич-панели. Следует выбрать требуемый предел огнестойкости конструкции стены и потолка и подтвердить пожарными сертификатами завода-производителя. Это решение обязательно нужно согласовать с проектировщиком здания.
С точки зрения огнезащиты к стержневым строительным конструкциям из стальных холодногнутых оцинкованных профилей применимы методы огнезащиты обычных стальных конструкций, за исключением вспучивающихся покрытий.
Для ЛСТК конструкций, к которым предъявляются требования по огнестойкости, для повышения эффективности огнезащиты рекомендуется выполнить заполнение свободного пространства материалами НГ (кроме стекловолокна)для уменьшения площади обогреваемой конструкции, при этом в расчёте это заполнение не учитывать если обратное не указано в документации на огнезащитный материал.
Проект огнезащиты – это специфический и сложный документ, поэтому рекомендуем поручить эту работу специалистам по пожарной безопасности или проектировщикам. Возможно получить расчёты и консультации у производителей огнезащитных материалов, они посоветуют вам исполнителей (монтажников) и предоставят все необходимые пожарные сертификаты.
Но можно сделать предварительные расчёты самостоятельно.
Для определения предела огнестойкости конструкции необходимо произвести прочностной расчет ЛСТК профилей (конструкций) для определения критической температуры Tкр выбранного конструктивного элемента (колонна, балка,распорка и пр) , либо принять Tкр = 500 °С (в случае невозможности определения исходных данных для прочностного расчета, а также при отсутствии необходимости производить расчет толщины огнезащиты в зависимости от напряженно-деформированного состояния конструкции). Не выполняем сложные статические расчёты ЛСТК конструкций для определения критической температуры для заданного сечения колонны или балки. Для ЛСТК БВЗ ВИНПРОФ принимаем критическую температуру 500 °С.
Далее следует определить приведенную толщину металла конструкции с учетом воздействия огня на конструкции:
Определив критическую температуру и выбрав соответствующую ей номограмму, на поле номограммы находится график, соответствующий заданной толщине облицовки из плитных и листовых материалов, см. легенду. Выбранный график является функцией зависимости времени предела огнестойкости конструкции от приведенной толщины металла и используется для определения предела огнестойкости стальной конструкции с огнезащитной облицовкой из плитных и листовых материалов.
Указанные показатели (как результат расчётов и реальных пожарных испытаний) приведены в Стандарте организации СТО АРСС 11251254.001-020-1. «Огнестойкость строительных конструкций из стальных холодногнутых оцинкованных профилей». Москва-2022.
Номограммы для огнезащитной облицовки приведены в этом же нормативном документе.
[1] Федеральный закон от 27 декабря 2002 г. №184-ФЗ «О техническом регулировании»;
[2] Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»;
[3] Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»;
[4] «ОГНЕСТОЙКОСТЬ ЛЕГКИХ СТАЛЬНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ» Монография. Авторы М. В. Гравит И. И. Дмитриев .Министерство науки и высшего образования Российской Федерации. САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО.Санкт-Петербург-2020.
[5] Стандарт организации СТО АРСС 11251254.001-020-1.Огнестойкость строительных конструкций из стальных холодногнутых оцинкованных профилей. Москва-2022.
