Мифы и реальность огнезащиты

Л.В. Вахитова — ст. научн. сотр. Института физико-органической химии и углехимии им. Л.М. Литвиненко НАН Украины

Пожары являются одной из самых разрушительных катастроф, которые преследуют человечество на всех этапах его развития. Все возрастающие частота и интенсивность пожаров, увеличивающиеся материальные потери, причиняемые ими, гибель и травмы людей вынуждают искать новые формы предотвращения трагических последствий этого бедствия. При строительстве сооружений промышленного, общественного и жилого назначения в проекте всегда оговаривается степень огнестойкости объекта, которая предусматривает проведение целого комплекса противопожарных мероприятий согласно требованиям государственных строительных норм в области пожарной безопасности (ДБН В.1.1-7-2002 «Пожарная безопасность объектов строительства»).

К счастью, нашу страну в последние лет 15 пока миновали крупномасштабные разрушительные пожары, и, как следствие, публичная констатация допущенных ошибок и просчетов проектирующих и контролирующих организаций. Но, как это не прискорбно, всегда следует иметь в виду, что на нашем постсоветском пространстве помимо угроз возникновения пожаров случайного или целенаправленного характера, всегда существует угроза неготовности к ним по причинам, так называемого, человеческого фактора.

Не следует забывать, что огнезащита чрезвычайно ответственный и не терпящий допущений вид деятельности, обеспечивающий безопасность человечества в целом и материальных ценностей в частности. Однако практика показывает, что не всегда заложенные в проекты технические решения и проведенные огнезащитные работы выдерживают те испытания, на которые они были рассчитаны.

В данной публикации основное внимание обращается на подводные камни, которые вольно или невольно заложены в процессе выполнения огнезащиты. Речь пойдет об обработке объектов огнезащитными покрытиями. Понимая всю глобальность этой проблемы, мы остановимся на частном случае огнезащиты металлоконструкций. Для более образного восприятия материала предлагаем совместными усилиями решить следующую задачу: как правильно подойти к вопросу выбора оптимального огнезащитного материала с минимальными финансовыми потерями, чтобы обеспечить максимальную степень пожарной безопасности объекта, минуя возможные риски.

Жизнь подсказывает – если нет возможности обеспечить надежную пожарную безопасность здания, то и строить его нельзя.

Вопросы пожарной безопасности зданий и сооружений занимают умы большого количества специалистов этой области, которые выполняют целый комплекс работ по обеспечению эффективной огнезащиты:
— предпроектные исследования по выбору оптимальной системы антикоррозионного и огнезащитного покрытий с учетом условий их эксплуатации;
— разработка проектно-сметной документации и ее экспертиза на соответствие требованиям пожарной безопасности;
— выполнение огнезащитных работ: подготовка поверхности, входной контроль материалов, нанесение антикоррозионных и огнезащитных составов, комплексная приемка-сдача работ;
— осуществление надзора за состоянием покрытия в процессе эксплуатации.

Каждое из этих направлений призвано нести конкретную ответственность перед потребителем и страховыми компаниями за причиненный пожарами фактический ущерб, который возникает вследствие неверных технических решений при проектировании или выполнении огнезащитных работ.
Основной причиной систематических нарушений при проведении всего комплекса противопожарных работ по огнезащите является стремление потребителя к максимальному снижению стоимости этих мероприятий, что неизменно ведет к падению качества огнезащитных работ.
Сегодня в практике огнезащиты существует один подход к определению такого показателя – это ЦЕНА. Уже давно никто не оперирует понятием «цена одного килограмма» огнезащитного состава. Поэтому надо уметь работать с показателем «цена решения», вкладывая в него и стоимость материала, и расход состава на квадратный метр поверхности, и затраты на работы по нанесению, и долговечность полученного покрытия. По оценкам специалистов — стоимость огнезащиты, обеспечивающей предел огнестойкости стальных конструкций в 45 мин, составляет около 15% стоимости конструкций, а предел огнестойкости в 120 мин – около 30% их стоимости.
Вот здесь следует вспомнить еще об одной ключевой фигуре процесса огнезащитной обработки – собственнике, который финансирует все эти мероприятия, свято веря в полную безопасность своего добра, которое он с самыми чистыми помыслами старается спасти от разрушительной силы пожара. В идеальном случае собственник заказывает эти работы проверенной организации, имеющей лицензию, как на проектирование, так и на выполнение огнезащитной обработки. А в оговоренный срок появляется принять работы, которые как говорят у нас, сделаны «под ключ» со всеми актами скрытых и не скрытых работ, заключениями органов Госпожнадзора и великолепием обработанных и потому «несгораемых» колонн, балок, косоуров и прочих строительных конструкций.

Проблем нет? Нет, проблема есть и заключается она, прежде всего, в том, что все огнезащитные работы являются в некоторой мере скрытыми, а открываются они только при возникновении пожара, когда огнезащитное покрытие «срабатывает» и подтверждает или опровергает и гарантии производителя, и предел огнестойкости согласно Сертификатам испытаниям, и рекламные обещания продавца. Вот именно в этот момент собственник и может наблюдать, как горят его деньги, вложенные в огнезащиту, в случае некачественности последней. О рухнувших надеждах и разочарованиях мы здесь писать не будем, они сгорают вместе с рухнувшими в результате пожара колоннами, перекрытиями и другими несущими элементами.

«Security is a process, not a product»
Безопасность это процесс, а не результат

Среди многих причин, которые могут привести к фатальным последствиям при воздействии пожара, который был защищен от огня согласно всем существующим нормам и правилам, как основные, следует выделить следующие:
— неверные технические решения, которые были изначально заложены в проект на выполнение огнезащитных работ;
— некачественное огнезащитное покрытие, которое физически не обеспечивает заявленный предел огнестойкости;
— недобросовестное выполнение работ по огнезащитной обработке, несоблюдение значений толщины покрытия, предусмотренного проектом, отклонение от Инструкции по нанесению данного огнезащитного состава;
— нарушение условий эксплуатации покрытия, которое может быть следствием недобросовестной информации производителя или продавца, как в части условий, так и гарантийных сроков эксплуатации.

Остановимся более подробно на первых двух причинах, которые могут быть тесно связаны между собой таким важным параметром, как качество огнезащитного материала, которое принято определять следующими характеристиками: эффективностью огнезащитного материала, сроком годности состава и гарантийным сроком службы покрытия, технологичностью нанесения и восстановления, стойкостью к воздействиям внешней среды, температурным режимом эксплуатации покрытия.
Мировой опыт свидетельствует о том, что в настоящее время по совокупности соотношения «цена-качество» наиболее эффективным средством от пожаров являются тонкослойные покрытия интумесцентного (вспучивающегося) типа, которые уверенно защищают металлическую конструкцию от разрушения в течение 1 часа. В Украине хорошо известны ряд красок такого типа: западноевропейские — «Unitherm», «Pyro-safe Flammoplast», «Hensotherm», российские — «Протерм Стил», «Феникс», отечественные — «Эндотерм». Для уверенного обеспечения предела огнестойкости конструкций более 1 часа в нашей стране масштабно применяются огнезащитные штукатурные смеси «Эндотерм» и «Ньюспрей».

По всем существующим нормам конкретный выбор типа и средств огнезащиты должен осуществляться в соответствии с техническим проектом, а также на основе технико-экономического анализа с учетом соответствия заданного предела огнестойкости конструкции требованиям пожарной безопасности. Другими словами, собственник при определении оптимальных для себя параметров огнезащитного процесса должен довериться информации, которая содержится в разного рода технической и разрешительной документации. Средства огнезащиты – это такой товар, качество которого не определишь ни визуально, ни органолептически, ни самыми передовыми методами физико-химического анализа.
Во всех делах очень полезно периодически ставить знак вопроса к тому, что Вы с давних пор считали не требующим доказательств.

Не вызывает сомнения, что краеугольным камнем всего огнезащитного процесса является удачный выбор средства огнезащиты, т.е. – огнезащитного состава, который в случае возникновения пожара выполнит свое предназначение: предотвратит горение и распространения огня, локализует его, спасет конструкцию от деформации, а само здание от обрушения и прочих неприятных последствий. Поскольку в рамках данной статьи невозможно обсудить все многообразие огнезащитных составов, предлагаемых украинскому потребителю, то основное внимание мы уделим наиболее потребляемым тонкослойным составам интумесцентного действия (основные представители этой группы перечислены выше). При этом с целью нивелирования рекламной окраски повествования, эти составы мы условно назовем «ОС», и только в случае крайней необходимости они будут названы своими индивидуальными именами.

Конечно, собственнику, уже привыкшему к окружающей его еврообстановке и последние лет 15 постоянно живущему в условиях вечного евроремонта, и без наших рекомендаций понятно, что покупать надо огнезащитную краску мирового, а значит, европейского уровня и качества.
Попробуем развенчать этот миф под номером один. Все тонкослойные составы интумесцентного типа можно разделить на две основные группы – водно-дисперсионные и органоразбавляемые, которые содержат в своем составе органический растворитель. На этом основные различия между интумесцентными красками как отечественными, так и зарубежными заканчиваются. Базовые рецептуры в большом количестве вы найдете на сайтах фирм-производителей исходного сырья. Составы, которые выпускаются под известными торговыми марками, представляют собой более или менее удачную вариацию компонентов базовой рецептуры с некоторыми элементами ноу-хау. И, поверьте на слово, и отечественные, и зарубежные краски имеют приблизительно один состав, включая все реологические и биоцидные добавки (их рынок довольно узок и весь сосредоточен в Европе), идентичные технологии получения, и даже упаковка («евроведро») неотличима у отечественного и зарубежного производителя. Еще надо принять во внимание тот факт, что украинский сырьевой химический рынок по обеспечению производителей огнезащитных составов крайне скуден или не существует вообще. В связи с этим отечественная продукция сплошь состоит из компонентов европейского производства. Поэтому вопросы, связанные с реологией, качеством, технологией нанесения, биоцидной стойкостью, сроками эксплуатации не должны особо озадачивать потребителя.

Но украинские «ОС» выгодно отличаются от европейских ценой: средняя цена 1 кг украинской огнезащитной краски 30 грн, российские аналоги приближены к средней цене в 45 грн, а импортные (в основном западноевропейские) находятся в ценовом диапазоне 50-100 грн. Возможно, эти различия компенсируются суперогнезащитными свойствами последних?

А это миф номер два, усомниться в котором нам поможет подробный анализ по данным пределов огнестойкости, свойственным каждому конкретному покрытию.
Небольшое отступление. Эффективность средств огнезащиты определяются самым главным критерием – пределом огнестойкости. Предел огнестойкости конструкции определяется временем, в течение которого наступает потеря ее несущей способности или целостности. В Украине общие требования к методам испытаний строительных конструкций на огнестойкость установлены государственным стандартом ДСТУ Б В.1.1-4-98*. В нем учтены основные положения действующих нормативных документов, требования и рекомендации Международного стандарта ISO 834-75 и Европейского стандарта EN YYY1-1, а также стандартов Германии DIN 4102 и Польши PrPN-B-02851. Поэтому следует ожидать, что показатели предела огнестойкости однотипных стальных конструкций (идентичных по конфигурации и приведенной толщине металла) не должны существенно различаться при определении их в Украине, России и странах Европы. Это утверждение, как это не странно можно назвать мифом номер три, поскольку, как будет показано ниже, пределы огнестойкости конструкции, который обеспечивает один и тот же огнезащитный состав, по данным сертификатов, выданных в разных странах, очень различаются.

В жизни нет гарантий, существуют одни вероятности

Подробный анализ научно-технической документации производителей огнезащитных составов за последние 10 лет приводит к мысли, что в каждой стране существует своеобразная «мода» на показатели огнезащитной эффективности огнезащитных составов.

Общее наблюдение можно выразить следующим образом: составы условно разделяются на три далеко отстоящие друг от друга группы:
— сделано и сертифицировано в Европе и Украине;
— сделано и сертифицировано в России;
— состав «ОС Х» российского производства, который сертифицирован в Украине.
По своим огнезащитным качествам состав «ОС Х», является лидером в общемировом масштабе при довольно демократичной цене за 1 кг — 45 грн. Авторам статьи не удалось в доступных источниках, включая передовые научные разработки NASA, найти состав, который мог бы составить хотя бы отдаленную конкуренцию составу «ОС Х».

Исходя из данных, представленных в таблице 1 вывод, казалось бы, однозначен. Если потребителю в силу каких-либо непреодолимых обстоятельств не удастся приобрести состав «ОС Х», то самыми выгодными по соотношению «цена-качество» являются огнезащитные составы российского производства, которые гораздо более устойчивы к действию огня и минимум в 1,5-2 раза превосходят по своей огнезащитной эффективности зарубежные и украинские аналоги. И в этом казалось нет ничего удивительного и парадоксального. Как следует из рекламных материалов и публикаций, в свое время к проблеме огнезащиты были привлечены лучшие умы и мощный научно-технический потенциал всей постсоветской науки. И автор этой статьи ни в коей мере не подвергает сомнению тот факт, что составы с превосходными огнезащитными свойствами.

Возможность украсть создает вора

Расход огнезащитного состава- один из самых «легких» показателей, фальсификация которого обеспечивает конкурентоспособность огнезащитного материала.
Если Вам предлагают огнезащитный интумесцентаный материал с содержанием в нем нелетучих веществ на уровне
70% и утверждают, что его расход для получения сухого покрытия толщиной 1мм составляет 1,5-1,6 кг/м кв.- отнеситесь к этой информации как к мифу номер четыре (Вам предлагают довольно легкое покрытие с плотностью 1,05 г/см куб.)
Не является секретом,что покрытия интумесцентаного типа являются многокомпонентными системами с традиционным набором составляющих,плотность которых превышает 1,5 г/см куб. Поэтому следует ожидать,что и плотность покрытия на основе такого состава не должна сильно отличаться от этой величины. Снижение плотности огнезащитного приводит к уменьшению его огнезащитных свойств. Реальный расход огнезащитного материала находится в границах 1,75-2,0 кг/м кв.

Ничто не вечно под луной

После ознакомления с параметрами огнезащитной эффективности и нормами расхода производитель или продавец огнезащитного состава, не смущаясь, ознакомит вас с мифом номер пять, который с некоторыми вариациями будет звучать приблизительно так: «На основании результатов испытаний покрытия в течении 150 циклов по ГОСТ 9.401 метод 5 можно сделать вывод о том, что покрытие сохранит свои защитные свойства в условиях эксплуатации У1 ГОСТ 9.104 на срок не менее 20 лет». И что интересно, здесь уже все бессильны – для установления истины надо ждать 20 лет и испытывать гарантированные защитные свойства.
Для непосвященных – условия У1 –это под открытым небом. Вы встречали до этого лакокрасочные покрытия, которые бы 20 лет радовали бы глаз, находясь под открытым небом? А здесь не стоит забывать еще об одном, но очень важном факторе – покрытие это через 20 лет должно сохранять свои первоначальные огнезащитные свойства. Интересно, проверял ли это кто-нибудь в процессе вышеупомянутых 150 циклов?

Нам не удалось встретить в литературе более или менее детального исследования по проблеме изучения сохранения огнезащитных свойств покрытий интумесцентного типа при воздействии на них влаги, солнечных лучей и перепада температур. Известно, что они, как композиции высоконаполненные с небольшим содержанием пленкообразующего компонента, склонны к вымыванию пентаэритрита и полифосфатов, что неизменно приводит даже к полной потере интумесцентных свойств системы.

Без сомнения, защитный слой, в качестве которого рекомендовано применять химически стойкие эмали типа ХС, ХП и ХВ кардинальным образом спасают ситуацию. Но давайте посмотрим, каков срок эксплуатации этих композиций в условиях эксплуатации У1: по данным технических условий, они сохраняют свои свойства в атмосферных условиях не более 7 — 12 лет. Так что думайте сами.
Надеемся, что эта публикация будет интересна тем, кто выкладывает из своего кармана солидные средства на огнезащиту своих же объектов и надеется на добросовестное отношение к своим обязанностям лиц, причастных к этому процессу. И верится в то, что непосредственная заинтересованность собственника в контроле за процессами, связанными с огнезащитной обработкой, не только сохранит его собственность, но и убережет нас в случае возникновения пожара. Ведь все мы работаем на предприятиях, ходим на стадионы, в кинотеатры, ночные клубы, посещаем магазины и прочие места, так называемого, массового скопления людей.