Огнезащита (составы и материалы)

Огнезащитный состав — композиция, которую наносят на материал-основание (сталь, древесину, кабель, воздуховод, ткань) и которая при нагреве замедляет потерю материалом несущей или ограждающей способности. Составы — часть понятия огнезащита; помимо составов она включает конструктивные решения.

Нормативная карта огнезащиты в РФ

Огнезащита средствами и составами регулируется тремя слоями: федеральным регламентом (123-ФЗ), сводами правил (СП), задающими требования к объектам, и стандартами (ГОСТ) с методами испытаний и классификациями. Статус каждого документа ниже сверяется с карточкой документа на сайте; отменённые помечены.

Эффективность состава ≠ предел огнестойкости конструкции

«Минуты в протоколе состава» и предел огнестойкости конструкции — разные величины, измеренные по разным документам; предел огнестойкости конструкции — отдельное нормируемое свойство.

«1-я группа (не менее 150 мин)» в протоколе состава не означает «REI 150» для конструкции. Применимый предел конкретного элемента определяется отдельно — испытанием по ГОСТ 30247 или расчётом, опирающимся на протокол состава; при отличии сечения, формы или условий от испытанных прямой перенос результатов не делается. Требования к заполнению проёмов в преградах — пределы огнестойкости дверей, клапанов и люков.

Табл. 21 ФЗ-123: выбор состава по требуемым пределам

Требуемые пределы по степеням огнестойкости зданий установлены таблицей 21 приложения к 123-ФЗ:

Колонки таблицы задают требуемое поведение конструкции; состав выбирается так, чтобы испытанная конструкция или расчёт по протоколу состава перекрывали требуемую колонку. По колонке маршей и площадок лестниц смежный материал — пожарные лестницы: классы и испытания.

Классификация огнезащитных составов

Классификация строится по четырём независимым осям: объект огнезащиты, вид покрытия, способ нанесения, условия эксплуатации. При выборе состава фиксируются все четыре.

По объекту огнезащиты

Для каждого объекта — свой норматив испытаний и своя классификация эффективности:

• стальные конструкции — ГОСТ Р 53295-2009, 7 групп эффективности (п. 5.5.3);
• древесина — ГОСТ Р 53292-2009, группы I и II (п. 6.1.3.3);
• кабели — покрытия по ГОСТ Р 53311-2009 с разграничением от огнестойких кабелей по ГОСТ 31565-2012;
• воздуховоды — пределы EI по СП 7.13130.2013 (пп. 6.17–6.22), испытания по ГОСТ Р 53299-2019;
• ткани и текстиль — показатели пожарной опасности по ст. 13 123-ФЗ (горючесть, воспламеняемость, способность распространения пламени);
• прочие материалы и конструкции — отдельные методики.

По виду покрытия

По способу нанесения

Способ определяется типом состава и геометрией объекта: кисть и валик — для малых объёмов; безвоздушное распыление — основной способ для тонкослойных красок; штукатурное механизированное нанесение — для минеральных составов; окунание — для глубокой пропитки древесины; механический монтаж — для плит, матов и кожухов. Способ нанесения (крепления) огнезащиты должен соответствовать способу, описанному в протоколе испытаний и в проекте огнезащиты (п. 5.4.3 СП 2.13130.2020).

По условиям эксплуатации

Условия эксплуатации фиксируются в сертификате: сухие отапливаемые помещения, помещения с повышенной влажностью, наружное применение под навесом, наружное применение без навеса, специальные среды. Выбор вида огнезащиты ведётся с учётом режима эксплуатации объекта защиты и установленных сроков эксплуатации покрытия (п. 5.4.3 СП 2.13130.2020). Нанесение состава вне категории, подтверждённой протоколом, выводит систему за пределы области его действия.

Группы огнезащитной эффективности

Для стальных конструкций — 7 групп по ГОСТ Р 53295-2009

Группа эффективности — время от начала стандартного температурного режима до достижения на эталонном стальном образце критической температуры 500 °C (пп. 5.4.8, 5.5.3 ГОСТ Р 53295-2009). Чем меньше номер группы, тем дольше образец сопротивляется нагреву.

Значения подтверждает протокол испытаний; эталонный образец — стальная колонна двутаврового сечения № 20 по ГОСТ 8239 или № 20Б1 по ГОСТ 26020 (п. 5.3.2 ГОСТ Р 53295-2009). Привязка к реальной конструкции выполняется по приведённой толщине металла с учётом экспериментальных данных протокола (СП 2.13130.2020). Если требуемый предел конструкции (за исключением конструкций в составе противопожарных преград) установлен R 15, допускаются незащищённые стальные конструкции — при фактическом пределе от R 8 либо при приведённой толщине металла не менее 4,0 мм (п. 5.4.3 СП 2.13130.2020).

Для древесины — группы по ГОСТ Р 53292-2009

Требуемая группа зависит от нормирующего документа для конкретной конструкции. Пример: стропила и обрешётку из древесины в зданиях I степени огнестойкости следует подвергать обработке составами I группы, в зданиях II–IV степеней — составами не ниже II группы (п. 5.4.5 СП 2.13130.2020).

Для кабельных покрытий и воздуховодов

Кабельные огнезащитные покрытия классифицируются по ГОСТ Р 53311-2009 (нераспространение пламени, сохранение целостности изоляции). Огнезащита воздуховодов оценивается пределом EI — воздуховод не является несущим элементом, поэтому составляющая R не применяется; разрядность «1–7 групп» к обоим объектам не используется. Требуемые пределы воздуховодов задаёт СП 7.13130.2013, а фактические пределы конструкций с огнезащитными покрытиями определяются испытаниями по ГОСТ Р 53299: действующая редакция — ГОСТ Р 53299-2019, действующая с 01.01.2022; предыдущий ГОСТ Р 53299-2013 не действует — срок его действия истёк.

Конструктивная огнезащита vs тонкослойные составы

Конструктивная огнезащита — создание на обогреваемой поверхности теплоизоляционного слоя штукатурками, облицовкой плитными и листовыми материалами, в том числе на каркасе (п. 3.2 СП 2.13130.2020); тонкослойные составы — краски, лаки, пропитки. Тип конструкции, условия эксплуатации и требуемый предел определяют применимый подход.

Тонкослойный состав не применяют в постоянно влажной среде без климат-контроля, при высоких требуемых пределах при ограничении на толщину покрытия, в зонах механических воздействий и в местах, где исключены периодическая замена, восстановление и контроль состояния огнезащиты, — в таких местах использование средств огнезащиты не допускается (п. 5.4.3 СП 2.13130.2020).

Тонкослойные вспучивающиеся составы: механизм и ограничения

Вспучивающееся огнезащитное покрытие — слой (слои) состава, огнезащитное действие которого основано на многократном увеличении исходной толщины при тепловом воздействии и образовании теплоизоляционного слоя на защищаемой поверхности (п. 3.3 СП 2.13130.2020). При нагреве пенообразователь вспенивает массу, источник углерода формирует жёсткий пенококс, антипирен поддерживает структуру.

• Ограничение. Для обеспечения требуемого предела огнестойкости несущих элементов зданий I и II степеней огнестойкости вспучивающиеся покрытия не допускаются — за исключением стальных конструкций с приведённой толщиной металла не менее 5,8 мм (п. 5.4.3 СП 2.13130.2020).
• Группа эффективности — только по протоколу испытаний (п. 5.5.3 ГОСТ Р 53295-2009); значение без протокола не подтверждение.
• Нанесение на огрунтованную поверхность и финишная обработка допустимы, если предусмотрены техдокументацией на огнезащиту (п. 5.4.3 СП 2.13130.2020); система вне документации — вне подтверждённой эффективности.
• Подготовка поверхности — обезжиривание и очистка по ГОСТ 9.402-2004; степень очистки выбирается по таблице 9 стандарта в зависимости от условий эксплуатации.
• Контроль фактической толщины сухого слоя — измерением по ГОСТ Р 51694-2000 и сверкой с проектом огнезащиты.
• Температурный режим нанесения — по регламенту технической документации; вне регламента плёнкообразование дефектно.

Огнезащита по объектам

Металл

Применимы: тонкослойные вспучивающиеся составы, минеральные и цементные штукатурки, плиты, кожухи. Регламент — ГОСТ Р 53295-2009: группа эффективности — время до критической температуры 500 °C эталонной колонны (пп. 5.4.8, 5.5.3). Огнестойкость несущих элементов зданий I и II степеней огнестойкости, как правило, обеспечивается конструктивными решениями и соответствующими материалами; если она обеспечивается средствами огнезащиты, вспучивающиеся покрытия допустимы только при приведённой толщине металла не менее 5,8 мм (п. 5.4.3 СП 2.13130.2020). Привязка к реальному профилю — по приведённой толщине металла, эталон определён п. 5.3.2 ГОСТ Р 53295-2009.

Древесина

Применимы: пропитки (поверхностные и глубокие), лаки, краски, пасты, обмазки, комбинированные системы. Регламент — ГОСТ Р 53292-2009: группы I и II по потере массы образца (п. 6.1.3.3). Для проверки огнезащитных свойств древесины применяется действующий метод определения огнезащитных свойств для древесины (ГОСТ 16363-98). Требования к группе задаются нормирующим документом: для стропил и обрешётки — п. 5.4.5 СП 2.13130.2020 (см. раздел о группах).

Кабели: покрытие vs огнестойкий кабель

ГОСТ 31565-2012 устанавливает требования к самим кабельным изделиям, включая изделия с гарантированной огнестойкостью; покрытия по ГОСТ Р 53311-2009 — отдельная категория средств. Если для линии требуется огнестойкий кабель, покрытие его не заменяет; покрытия применяются там, где огнестойкий кабель не требуется.

Воздуховоды

Применимы: огнезащитные обмазки, штукатурки, базальтовые маты, рулонные минераловатные материалы, плиты. Воздуховоды с нормируемыми пределами огнестойкости выполняются из негорючих материалов (п. 6.13 СП 7.13130.2013); требуемые пределы EI воздуховодов по СП 7.13130.2013 установлены для транзитных участков (пп. 6.17–6.22 и приложение В) — например, транзитные воздуховоды за пределами обслуживаемого пожарного отсека проектируются с пределом не менее EI 150 (п. 6.19). Фактические пределы конструкций с покрытиями определяются испытаниями по ГОСТ Р 53299 в действующей редакции — ГОСТ Р 53299-2019 (ГОСТ Р 53299-2013 не действует с 01.01.2022). Роль воздуховода в системе, состав и расчёт — в материале система противодымной вентиляции: состав и пределы огнестойкости.

Ткани и текстиль

Применяются огнезащитные пропитки; результат оценивают по показателям пожарной опасности текстильных материалов — горючести, воспламеняемости, способности распространения пламени (ст. 13 123-ФЗ). Объекты — занавесы, обивка, производственная одежда с огнезащитной пропиткой; боевая одежда пожарного — отдельная категория со своей нормативной базой: боевая одежда пожарного: нормы и комплект. Методический обзор по пропиткам — способы и средства огнезащиты текстильных материалов (руководство).

Антипирены: три механизма действия

Антипирен — компонент состава, снижающий горючесть основного материала; состав — полная композиция из антипирена, связующего, пенообразователя, наполнителей и модификаторов. Один состав обычно сочетает несколько механизмов; от их соотношения зависит применимость композиции к конкретной задаче.

• Тепловой барьер. Вспучивание и коксообразование: фосфор-азотные системы образуют теплоизолирующий пенококс. Базовый механизм вспучивающихся составов для металла.
• Эндотермическая деструкция. Гидроксиды алюминия и магния, бораты при нагреве разлагаются с поглощением тепла и выделением воды, охлаждая поверхность и давая газовую защиту. Типичны для штукатурок и обмазок.
• Разбавление газовой фазы. Соли аммония и фосфаты выделяют негорючие газы, снижая концентрацию горючих летучих в зоне пиролиза. Характерны для текстильных и древесных составов.

Механизм помогает выбрать тип состава; группу подтверждает только протокол испытаний по соответствующему стандарту.

Огнезащита vs огнебиозащита

Огнебиозащитный состав содержит одновременно антипирен и биоцид (антисептик против гнили, грибка, насекомых); его огнезащитная часть оценивается тем же ГОСТ Р 53292-2009. Типовые подмены:

• сертификат подтверждает только биозащиту, а на упаковке написано «огнебиозащитный»;
• состав со II группой подаётся как защита несущих конструкций там, где нормирована I группа (например, стропила зданий I степени огнестойкости — п. 5.4.5 СП 2.13130.2020);
• состав эффективен только при глубокой пропитке, а наносится кистью с низкой проникающей способностью.

В сертификате и протоколе должны быть указаны метод испытаний, группа огнезащитной эффективности и способ обработки (пп. 6.1.3.3, 6.1.3.4 ГОСТ Р 53292-2009). Расхождение расхода на упаковке с расходом, при котором группа подтверждена протоколом, означает, что заявленная группа не подтверждена для штатного нанесения.

Типовые ошибки нанесения и контроля

Сертификация и протоколы испытаний: комплект документов на объекте

Средства огнезащиты подлежат обязательной сертификации (ст. 150 123-ФЗ). Порядок контроля огнезащитной эффективности в процессе эксплуатации указывается в технической документации на средство и в проекте огнезащиты (п. 5.4.3 СП 2.13130.2020); контроль за средствами огнезащиты на производствах и объектах ведётся в порядке, установленном порядком контроля за средствами огнезащиты (НПБ 232-96). На объекте должны быть в наличии:

• сертификат соответствия 123-ФЗ — с маркой состава, производителем, сроком действия и областью применения (основание: металл, древесина, кабель, воздуховод; условия эксплуатации);
• протокол испытаний — с методом (группы для стали по п. 5.5.3 ГОСТ Р 53295-2009; для древесины по пп. 6.1.3.3–6.1.3.4 ГОСТ Р 53292-2009: основание, способ обработки, партия, условия проведения испытания), толщиной покрытия, расходом и приведённой толщиной металла эталона;
• паспорт и инструкция по применению от производителя — с технологической картой нанесения, требованиями к подложке, расходами и совместимыми финишами;
• акт скрытых работ по огнезащите — с фактическими толщинами и партией состава.

Если хотя бы один документ отсутствует или расходится с маркировкой на упаковке, огнезащита не считается подтверждённой и не засчитывается при приёмке.

Ресурс покрытия и переаттестация

Выбор вида огнезащиты осуществляется с учётом режима эксплуатации объекта защиты и установленных сроков эксплуатации огнезащитного покрытия; эта информация указывается в проекте огнезащиты (п. 5.4.3 СП 2.13130.2020). Конкретный срок для каждой системы приводится в её технической документации; «типовые годы» без привязки к системе и условиям не подтверждаются документами.

При истечении установленного срока или признаках деградации — растрескивание, отслаивание, вспучивание без пожара, изменение цвета, солевой налёт — проводится переаттестация:

• визуальный осмотр всей поверхности огнезащиты;
• измерение фактической толщины сухого слоя в представительных точках (ГОСТ Р 51694-2000);
• при необходимости — отбор проб и лабораторная проверка по соответствующему стандарту;
• акт о пригодности покрытия либо решение о его восстановлении.

Восстановление выполняется по технологии производителя с подготовкой подложки; нанесение «свежего слоя» поверх изношенного повторяет ошибку разнотолщинности (см. раздел о типовых ошибках).

Краткий FAQ

Можно ли наносить вспучивающийся состав поверх грунтовки?

Да, если это предусмотрено технической документацией на огнезащиту: нанесение на огрунтованную поверхность допускается вместе с предусмотренной документацией подготовкой (п. 5.4.3 СП 2.13130.2020). Грунтовка вне документации даёт неконтролируемую адгезию и может снизить эффективность вспучивания.

Чем огнезащита отличается от огнебиозащиты?

Огнезащита подтверждается группой огнезащитной эффективности: для древесины — по ГОСТ Р 53292-2009 (п. 6.1.3.3), для стали — по ГОСТ Р 53295-2009 (п. 5.5.3). Огнебиозащита дополнительно содержит биоцид. Если подтверждена только биозащита, огнезащитой состав не является: при потере массы более 25 % состав по п. 6.1.3.3 не считается огнезащитным.

Что такое приведённая толщина металла и зачем она в протоколе огнезащиты?

Приведённая толщина металла связывает геометрию профиля со скоростью его прогрева: чем она меньше, тем быстрее металл эталона достигает критической температуры 500 °C (п. 5.4.8 ГОСТ Р 53295-2009). Эталонная колонна и её приведённая толщина определены п. 5.3.2 ГОСТ Р 53295-2009 (двутавр № 20 по ГОСТ 8239 или № 20Б1 по ГОСТ 26020); расчёт реальной конструкции опирается на эти данные протокола с учётом требований СП 2.13130.2020.

Можно ли красить вспучивающийся состав сверху?

Только если дополнительная поверхностная обработка предусмотрена технической документацией на огнезащиту (п. 5.4.3 СП 2.13130.2020). Произвольная окраска выводит систему за пределы подтверждённой документацией эффективности.

Нужен ли огнестойкий кабель, если на обычный нанести огнезащитное покрытие?

Если по ГОСТ 31565-2012 для линии требуется кабельное изделие с гарантированной огнестойкостью (например, для систем противопожарной защиты), покрытие не заменяет его. Покрытия применяются там, где огнестойкий кабель не требуется.