Расчёт огнезащиты металлоконструкций: ПТМ, R и подбор системы по КМ/КМД
Расчёт начинается не с выбора толщины огнезащитного материала, а с параметров самой стальной конструкции: требуемого предела огнестойкости, профиля, обогреваемого периметра и условий применения системы.
Исходное требование к огнестойкости конструкции.
Геометрия и площадь поперечного сечения.
Часть поверхности, воспринимающая тепловое воздействие.
Расчёт характеристики конкретной конструкции.
Сопоставление с подтверждённой областью применения.
Из каких данных складывается расчёт огнезащиты металлоконструкций
Одного значения R недостаточно. Для выбора огнезащитной системы необходимо определить характеристики конкретного металлического элемента и сопоставить их с подтверждёнными параметрами системы.
Требуемый R
Требование к времени сохранения несущей способности конструкции.
Профиль
Сортамент или геометрические параметры металлического элемента.
Площадь S
Площадь поперечного сечения рассматриваемой металлоконструкции.
Периметр P
Периметр поверхности, подвергающейся огневому воздействию.
ПТМ
Отношение площади сечения S к обогреваемому периметру P.
Полученная ПТМ ещё не означает автоматически определённую толщину огнезащиты
Значение необходимо сопоставить с испытательными или расчётными данными конкретной огнезащитной системы. Использование значений за пределами подтверждённой области без соответствующего обоснования недопустимо.
Приведённая толщина металла и обогреваемый периметр
ПТМ характеризует отношение количества металла в сечении к поверхности, через которую конструкция воспринимает тепловое воздействие. Поэтому для расчёта важна не только марка профиля, но и фактически обогреваемый периметр.
Что означает формула
Геометрическая характеристика рассматриваемого металлического элемента.
Часть поверхности сечения, через которую элемент подвергается тепловому воздействию.
Используется при сопоставлении конструкции с подтверждёнными характеристиками конкретной огнезащитной системы.
Профиль открыт огневому воздействию с нескольких сторон
В расчёт обогреваемого периметра включаются соответствующие поверхности профиля, подвергающиеся тепловому воздействию.
Балка примыкает верхней частью к перекрытию
Если часть поверхности не относится к обогреваемой по расчётной схеме, значение P будет отличаться. Конкретный периметр определяется по реальному узлу.
Один профиль может давать разные расчётные условия при разной схеме обогрева
Поэтому для корректного расчёта недостаточно знать, например, только обозначение двутавра. Нужно понимать, как элемент расположен в конструкции и какие поверхности учитываются как обогреваемые. После определения S, P и ПТМ результат сопоставляется с данными конкретной огнезащитной системы.
Калькулятор приведённой толщины металла
Введите площадь поперечного сечения элемента и его обогреваемый периметр. Калькулятор приведёт выбранные единицы к единой системе и рассчитает ПТМ.
Введите исходные данные слева.
Получаем ПТМ
Значение характеризует конкретное сечение при заданном обогреваемом периметре.
Учитываем требуемый R
ПТМ рассматривается вместе с требуемым пределом огнестойкости конструкции.
Проверяем систему
Полученные параметры сопоставляются с подтверждёнными данными конкретной огнезащитной системы.
Калькулятор ПТМ не является расчётом предела огнестойкости
Он рассчитывает только геометрическую характеристику металлического элемента. Значение ПТМ само по себе не определяет требуемую толщину огнезащитного материала и не подтверждает достижение R60, R90, R120 или другого предела огнестойкости. Подбор выполняется по подтверждённым данным конкретной огнезащитной системы и принятой расчётной схеме.
Что нужно из КМ / КМД для расчёта огнезащиты
Чем точнее исходные данные, тем меньше допущений потребуется при подборе. Во многих случаях значительная часть информации уже содержится в КМ или КМД.
Начать расчёт можно с одного элемента или узла
Не обязательно сразу передавать весь проект. Для предварительного разбора достаточно марки конструкции, профиля, требуемого R и информации о схеме расположения элемента.
КМ / КМД позволяют собрать расчёт по группам конструкций
Балки, колонны, фермы, связи и другие элементы могут иметь разные профили, ПТМ и условия обогрева. Поэтому их рационально разделять на расчётные группы.
Марка элемента
Обозначение балки, колонны, фермы, связи или другого элемента.
Профиль
Сортамент либо геометрические параметры металлического сечения.
Требуемый R
Нормируемый предел огнестойкости конкретной несущей конструкции.
Схема обогрева
Какие поверхности элемента учитываются как обогреваемые в расчётной схеме.
Количество и длина
Нужны для определения объёма защищаемых конструкций.
Условия эксплуатации
Внутри или снаружи, температурный режим и другие условия объекта.
Состояние металла
Новый металл, грунт, существующее покрытие или ранее выполненная защита.
Узел или фото
Полезно при сложном примыкании, реконструкции или ограниченном доступе.
Как может выглядеть рабочая ведомость расчёта
Ниже — структура данных, а не готовый расчёт и не реальные значения конкретного объекта.
| Марка | Тип | Профиль | R | S | P | ПТМ | Условия | Результат |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Б1 | Балка | по КМ / КМД | R... | из сортамента | по схеме обогрева | S / P | по проекту | подбор системы |
| К1 | Колонна | по КМ / КМД | R... | из сортамента | по схеме обогрева | S / P | по проекту | подбор системы |
| Ф1 | Ферма | по элементам | R... | по профилям | по узлам | S / P | по проекту | разделение на группы |
Отправьте КМ / КМД или фрагмент проекта
Определим, каких исходных данных достаточно, какие конструкции необходимо разделить на группы и что потребуется для дальнейшего подбора огнезащиты.
7 типовых ошибок при расчёте огнезащиты металлоконструкций
Ошибка обычно возникает не в самой формуле, а в исходных данных: неправильно выбранном периметре, объединении разных элементов в одну группу или использовании параметров системы вне подтверждённой области применения.
Подбирать огнезащиту только по R
Одинаковый требуемый предел огнестойкости ещё не означает одинаковое решение. Необходимо учитывать профиль, ПТМ и условия конкретной конструкции.
Использовать весь периметр профиля автоматически
В расчёте используется обогреваемый периметр, который определяется принятой схемой теплового воздействия на элемент.
Принимать одну ПТМ для всего объекта
Балки, колонны, связи, элементы ферм и другие профили могут иметь существенно разные геометрические характеристики.
Игнорировать фактический узел конструкции
Примыкание к перекрытию, положение элемента и доступность его поверхностей могут менять расчётный обогреваемый периметр.
Экстраполировать испытательные данные
Нельзя просто продолжать экспериментальную зависимость за пределы подтверждённого диапазона ПТМ, толщины или времени.
Не проверять способ крепления или нанесения
Проектное решение должно учитывать способ применения средства огнезащиты, предусмотренный его технической документацией.
Сначала выбирать материал, а потом «подгонять» расчёт
Правильная последовательность обратная: сначала параметры конструкции и требуемая огнестойкость, затем допустимые огнезащитные решения.
ПТМ менее 5,8 мм — это не просто ещё одна строка в расчёте
Для несущих стальных конструкций зданий I и II степеней огнестойкости при приведённой толщине металла менее 5,8 мм СП 2.13130.2020 требует применения конструктивной огнезащиты или комбинированного способа. Поэтому этот параметр может влиять уже на сам выбор технологии огнезащиты.
Требуемый предел огнестойкости.
Профиль и площадь его сечения.
Реальный обогреваемый периметр.
Рассчитанную ПТМ.
Область применения выбранной системы.
Способ крепления или нанесения по документации.
Что получает заказчик после расчёта
Результат расчёта должен давать не только одно значение ПТМ, а понятную связь между исходной конструкцией, требуемым пределом огнестойкости и выбранным огнезащитным решением.
Конструкции разделяются на расчётные группы
Для каждой группы учитываются профиль, площадь поперечного сечения, обогреваемый периметр, ПТМ и требуемый предел огнестойкости.
После расчёта можно переходить к выбору конкретной системы
Полученные параметры сопоставляются с подтверждённой областью применения огнезащитного решения и его технической документацией.
Расчётные группы
Балки, колонны, связи и другие элементы группируются по параметрам, влияющим на подбор огнезащиты.
ПТМ конструкций
Для расчётных групп определяется приведённая толщина металла по S и P.
Требуемый R
Для каждой группы учитывается установленное проектом требование по пределу огнестойкости.
Допустимая система
Проверяется, соответствует ли конкретное огнезащитное решение расчётным параметрам.
Конструктивный узел
Для выбранной системы определяется принцип монтажа и необходимое конструктивное исполнение.
Объём материалов
После определения огнезащитного решения можно рассчитывать необходимые объёмы материалов.
Пример структуры результата
Ниже показан состав расчётной информации. Конкретные значения определяются только по проекту.
Расчёт ПТМ и проект огнезащиты — не одно и то же
Расчёт ПТМ является одним из исходных этапов подбора. Проект огнезащиты должен дополнительно учитывать выбранное средство, способ его нанесения или крепления, подтверждённые характеристики и фактическое конструктивное решение объекта.
Передайте КМ / КМД — начнём с группировки конструкций
Можно отправить весь комплект или один характерный фрагмент. Сначала определим исходные параметры и проверим возможность применения системы ПРОМИЗОЛ.
Алгоритм расчёта огнезащиты металлоконструкций
Корректный подбор начинается с исходных характеристик конструкции и заканчивается проверкой конкретной огнезащитной системы и её конструктивного решения.
Сначала конструкция — потом огнезащитный материал
Если начинать сразу с марки огнезащиты или предполагаемой толщины слоя, легко получить решение, которое не учитывает фактическую ПТМ, схему обогрева или область применения конкретной системы.
Определить требуемый R
Для рассматриваемой несущей конструкции устанавливается требуемый предел огнестойкости по проектной и нормативной документации.
Определить профиль
По КМ, КМД, сортаменту или фактическим геометрическим параметрам определяется металлическое сечение.
Определить S и P
Учитываются площадь поперечного сечения и обогреваемый периметр в принятой расчётной схеме.
Рассчитать ПТМ
Приведённая толщина металла определяется как отношение площади поперечного сечения S к обогреваемому периметру P.
Проверить допустимые системы
Значения R и ПТМ сопоставляются с подтверждёнными характеристиками и областью применения конкретного огнезащитного решения.
Разработать конструктивное решение
Выбранная система привязывается к конкретному элементу, способу крепления или нанесения и условиям эксплуатации объекта.
После расчёта становится понятно, какие конструкции можно объединить в группы, какая у них ПТМ, какой предел огнестойкости требуется и какие огнезащитные системы допустимо рассматривать для дальнейшего проектирования.
Отправьте КМ / КМД или один сложный узел
Можно начать не со всего проекта. Передайте характерную балку, колонну, ферму или фрагмент КМ/КМД. Определим исходные параметры, рассчитаем ПТМ и проверим возможность применения конструктивной огнезащиты ПРОМИЗОЛ.
