Приложение на газобетонните блокчета YTONG за повишаване на огнеустойчивостта на строителните елементи и конструкции

Н.с. II ст. инж. Детелин Спасов, „Научно-приложен институт по пожарна и аварийна безопасност“
Инж. Васил Манолов, ИТОНГ България ЕООД, „Строителство и приложна техника“

При проектирането на строителни конструкции и елементи се вземат предвид изискванията на различни нормативни документи. Техните предписания са свързани с осигуряване на безопасността, здравето и комфорта на живот на обитаващите помещенията. Огнеустойчивостта на сградите е един от водещите критерии, имащи отношение към сигурността на нейните обитатели и тяхното имущество.
Основният нормативен документ, регламентиращ изискванията, засягащи пожарната безопасност, е Наредба № 2 за Противопожарните строително-технически норми (обнародвана в ДВ, бр. 58 от 1987 г., актуализирана в ДВ, бр. 33 от 1994 г.). В нея сградите и съоръженията се разделят на пет степени по пожароустойчивост. Съгласно Наредба №2 границата на огнеустойчивост на основните конструктивни елементи и групи на горимост на строителните материалите и изделия, се определят в нотифицирани лаборатории по БДС.
В Изпитвателения център по пожарна и аварийна безопасност към Научно-приложния институт по пожарна и аварийна безопасност (НПИПАБ) при МВР бяха проведени изпитвания за определяне границата на огнеустойчивост на фрагменти от стени YTONG и на облицовани с блокчета YTONG стоманени колони. При изпитванията бяха спазени изискванията на действащия национален стандарт БДС 6316-81. Според него границата на огнеустойчивост е интервалът от време от началото на изпитването до настъпване на определено гранично състояние, при стандартно пожарно изпитване.
Граничните състояния съответно са:
* Загуба на носеща способност (R) (за колони и стени): разрушаване на изпитвания образец; достигане на деформации и скорост на нарастването им над допустимите; достигане на критичната за материала температура.
* По топлоизолираща способност (I) (за стени): превишаване на средната температура на ненагряваната повърхност със 160 °С спрямо началната температура на образеца; превишаване на температурата на коя и да е точка от не нагряваната повърхност със 190 °С спрямо началната температура в тази точка преди изпитването; достигане на температура от 220 °С в коя и да е точка от не нагряваната повърхност независимо от началната температура преди изпитването.
* По непроницаемост (E) (за стени): образуване на пукнатини или отвори, през които преминават пламъци или продукти на горенето, способни да разпространят огъня.
Облицовка на стоманени колони с газобетонни блокчета YTONG – гаранция за отлична огнезащита
При проектиране на строителните обекти, най-често използваните стоманени колони имат сечение 2Т, кухи правоъгълни, кухи кръгли и др. Основната характеристика е тяхната товароносимост.
Повишената околна температура, причинена от възникването на пожар, бързо намалява механичната якост на елементите поради добрата топлопроводимост на стоманата. Така се стига до момента на изравняване на силите на натоварване и механичната якост при определена температура, след което конструкцията се разрушава. Тази температура се нарича критична температура на строителния елемент (температура на разрушаване). Критичната температура зависи от вида на профила, марката на стоманата, коефициента на натоварване, начина и времето за нагряване, вида на подпиране (ограничаване на разширението) и други фактори.
За да се удължи времето до достигане на „граничната температура” при определен стоманен строителен елемент, се предприемат действия за облицоването им с термоизолационни материали, които да забавят тяхното загряване. Защитата се извършва по различни начини, например показаните на фиг. 1 и фиг. 2.
За характеризиране на топлинното поведение на строителните елементи е въведена зависимостта „фактор на масивност” на сечението. Това е отношението на нагряваната повърхност на елемента, отнесена към обема на нагряваната стомана (S/V), изразена в mˉ¹. Така се стига до един ред от профилни стоманени елементи, с фактори на масивност от 30 mˉ¹ до 380 mˉ¹. Факторът на масивност влияе единствено върху скоростта на нагряването на стоманата. Времена на огнеустойчивост над 30 min могат да бъдат постигнати само с много масивни профили.
Добрите топлоизолационни качества на газобетонните блокчета YTONG ги правят изключително подходящи за огнезащитна облицовка на стоманени колони. Целта на проведените изпитвания на колони бе да се получат резултати, апроксимацията на които да даде възможност да се покрие възможно най-голям диапазон от фактори на масивност за 2Т и правоъгълни кухи сечения. За целта бяха подготвени образци с показаните в табл. 1 видове сечения и фактори на масивност.
Защитата на стоманените колони е изградена от газобетонни блокчета с клас по обемна маса D=500 кg/m³, клас по якост 2,5 МРа, коефициент на топлопроводимост на зида е 0,16 W/m.K и дебелина 75 mm. Фугата между отделните блокчета е стандартна, запълнена с лепило на циментова основа с якост на натиск > 10 МРа и с дебелина на слоя от 1 mm до 3 mm. Между външните габарити на стоманените колони и зидарията е оставена въздушна междина от 15 mm ± 5 mm (по конструктивни съображения) за разделяне на носещите колони от неносещата зидария и за поемане на евентуални хоризонтални деформации и технологични отклонения на стоманените колони по време на експлоатацията им.

Резултати:
По време на изпитванията не настъпи нарушаване на целостта на огнезащитата от YTONG, падане на части от нея и други специфични явления. Получените граници на огнеустойчивост са представени в табл. 2.
Изменението на дебелините на използваните за защита блокчета YTONG оказва съществено значение върху границата на огнеустойчивост. Направената апроксимация на резултатите от проведените изпитвания дава възможност да се прогнозират различните граници на огнеустойчивост за критични температури за строителните елементи, като в табл. 1 са дадени резултатите за Ткр = 500 °С. Има се предвид, че се изменя само дебелината на защитните блокчета, като останалите характеристики остават същите.
Изискванията за огнеустойчивост на сградите са регламентирани от необходимостта за осигуряване на време за евакуация на хората и имуществото, възпрепятстване разпространението на огъня в съседни сектори от сградата и пожарогасителната дейност на органите на НСПАБ. Важна предпоставка за огнезащитата е тя да е евтина, достъпна, с нея да се работи лесно и просто, да изисква минимални грижи за поддръжка и да изпълнява своите функции при специфичните за пожар въздействия. Последните изпитвания, направени през лятото на 2002 г. в Изпитвателния институт към НПИПАБ при МВР доказаха, че блокчетата YTONG притежават всички необходими качества да изпълняват тази роля.
Блокчетата YTONG са негорим строителен материал с отлични огнезащитни свойства. Те са подходящи за изпълнение на:
* Брандмауери.
* Пожарозащитни стени.
* Стени в пожарозащитни преддверия.
* Противопожарни облицовки на стоманени колони.