Plieninių konstrukcijų ugniaatsparinimas kalcio silikato plokštėmis: PROMAT sprendiniai

Plieninės pastatų konstrukcijos tradiciškai yra ugniaatsparinamos naudojant priešgaisrines išsipučiančias dangas (t.y. dažus), tačiau jų panaudojimas ne visuomet yra įmanomas ar praktiškas. Ugniaatsparinant liaunas plienines konstrukcijas priešgaisrinių išsipučiančių dangų pasirinkimas ypač ribotas, o ugniaatsparinant plienines konstrukcijas ofisuose būtina atsižvelgti ir į estetiką. Tokiais atvejais padeda kompanijos PROMAT kalcio silikato plokštės.

Plieninių konstrukcijų ugniaatsparinimas

Plienas – neorganinė statybinė medžiaga, klasifikuojama kaip nedegi, tačiau plieno konstrukcijos praranda savo savybes (gali deformuotis, prarasti laikančiąją gebą) gaisro metu kai pasiekiama maždaug 500 °C temperatūra, kuri kilus gaisrui pasiekiama vos po kelių minučių.

Gaisro bandymuose ugnies plitimas imituojamas naudojant (ISO) laiko ir temperatūros kreivę; 550 °C temperatūra pasiekiama per 5 minutes, 850 °C – po 30 min., o apytiksliai 1 000 °C – po 90 minučių. Tad norint, kad plieno konstrukcijų savybės nepakistų, būtinos apsaugos nuo ugnies priemonės:

• priešgaisrinės dangos;
• purškiamas priešgaisrinis tinkas, skiedinys;
• purškiama skysta mineralinė vata;
• priešgaisrinės plokštės: kietosios ir minkštosios.

Plieninių konstrukcijų ugniaatsparinimo priemonės yra bandomos pagal standarto LST ENV13381-4 „Bandymo metodai nustatyti konstrukcinių elementų įtaką atsparumui ugniai. 4 dalis. Plieniniams elementams taikoma apsauga“ reikalavimus.

Ugniaatsparinimo priemonių elgsenai įvertinti yra taikomos metodikos, kurios leidžia parinkti reikalingo storio apsaugą įvairioms situacijoms. Ugniaatsparinimo efektyvumo vertinimo procedūra sudaryta iš dviejų etapų. Pirmiausia yra atliekami atsparumo ugniai bandymai apkrautiems ir neapkrautiems bandiniams. Po to bandymų rezultatai, kurie leidžia nustatyti reikalingą medžiagos storį, yra apdorojami matematiškai.

Taikant konstrukcijų eurokodus, EC3–1.2 ir EC4-1.2, EN 1993-1.2 ir 1994-1.2 standartus, galima apskaičiuoti konstrukcijai tenkančią apkrovą gaisro metu, laikant ją griūties ribine būkle. Naudodamiesi šiais duomenimis, projektuotojai gali nustatyti konstrukcinio elemento ribines ar suirimo temperatūros ribas. Projektavimo procesas gali būti supaprastintas pasirinkus maksimalią plieninių konstrukcijų temperatūrą, nustatytą nagrinėjant visas vieno aukšto sijas ir kolonas blogiausio scenarijaus atveju.

Plieninių konstrukcijų ugniaatsparinimo priemonių parinkimas

Ugniaatsparinimo priemonių ir jų charakteristikų parinkimas vykdomas pagal:

• konstrukcijų atsparumą ugniai;
• plieninės konstrukcijos formą ir dydį, vertinamą skerspjūvio koeficientu A/V.

Plieninių konstrukcijų skerspjūvio temperatūros padidėjimo sparta nustatoma pagal elemento kaitinamo paviršiaus ploto (A) ir jo tūrio (V) santykį. A/V santykio mato vienetas yra m-1, jis vadinamas skerspjūvio koeficientu. Konstrukciniai elementai, kurių skerspjūvio koeficientas yra žemas, įkaista lėčiau.

Didelio paviršiaus ploto (A) (m2/m) plieniniai profiliai yra labiau veikiami gaisro negu mažo paviršiaus ploto profiliai. Be to, kuo didesnis profilio tūris (V) (m3/m), tuo didesnė yra šiluminė talpa. Vadinasi, nedidelio storo profilio temperatūra kyla lėčiau negu didelio siauro.

Kuo skerspjūvio koeficiento A/V vertė yra didesnė, tuo daugiau įkaista plieninė konstrukcija, tuo didesnis yra reikalingas apsaugos nuo gaisro storis. Skaičiuojant skerspjūvio koeficiento vertes, naudojamas visas tūris V, neatsižvelgiant į tai, trys ar keturios profilio pusės yra veikiamos gaisro, nes karštį sugeria visas plieninis profilis. Tačiau A nurodo paviršiaus plotą, veikiamą gaisro, ir jis priklauso nuo gaisrinės saugos naudojimo būdo.

Plieninių konstrukcijų apsauga nuo ugnies su PROMATECT® plokštėmis

Priklausomai nuo ugniaatsparinamų plieninių konstrukcijų charakteristikų gali būti naudojamos šios priešgaisrinės PROMAT plokštės:

• PROMATECT® 200;
• PROMATECT® H;
• PROMATECT® L;
• PROMATECT® XS.

PROMATECT® 200 yra mineralinė kalcio silikato plokštė, kuri prie konstrukcijų montuojama specialių profilių pagalba arba jos jungiamos viena prie kitos. Sistema sertifikuota plieninių konstrukcijų apdirbimui iš 3 pusių, pasiekiamas atsparumas ugniai: R 90.

PROMATECT® H, L ir XS yra kalcio silikato plokštės, kurios montuojamos iš 1 – 4 pusių, priklausomai nuo plieninių konstrukcijų montavimo ypatumų, pasiekiamas atsparumas ugniai: R30 – R240.

Plieninių konstrukcijų ugniaatsparinimo praktika

Dažniausias priešgaisrinių plokščių PROMAT panaudojimo atvejis – liaunos plieninės konstrukcijos su dideliu atsparumu ugniai. Šiuos kriterijus atitinka vertikalūs komercinių pastatų kolonų ryšiai, kuriems yra naudojami plonasieniai kvadratiniai vamzdžiai, o reikalavimai atsparumui ugniai siekia R60 – R120.

Priešgaisrinės plokštės taip pasirenkamos esant poreikiui užtikrinti R60 atsparumo ugniai reikalavimus stogo santvaroms,  pastatų blokavimo atveju, kuomet stogo denginiai yra taikomas REI60 atsparumo ugniai reikalavimas.

Taip pat prioritetas priešgaisrinėms plokštėms yra skiriamas plieninių konstrukcijų ugiaatsparinimui komerciniuose objektuose, kuomet reikalinga estetinė konstrukcijų apdaila.  Kaip taisyklė tai statinio laikančiosios konstrukcijos, kurių atsparumo ugniai reikalavimai aukšti, o plokščių panaudojimas išsprendžia ir priešgaisrinės dangos atnaujinimo klausimą.

Kaip pažymima PROMAT knygoje „A guide to informed specification of structural steel fire protection“, Didžiosios Britanijos projektuotojai konstrukcijoms, kurioms keliami R30 – R60 reikalavimai, dažniau renkasi ugniai atsparias plokštes nei kitas sistemas. Daugiau apie priešgaisrinių plokščių pasirinkimo kriterijus galite sužinoti atsisiuntę straipsnyje pristatomą PROMAT knygą.