Zabezpieczanie ogniochronne konstrukcji stalowych w nowo powstających, a także w remontowanych budynkach stało się już standardem. W warunkach pożaru stal może bardzo szybko osiągnąć swoją granicę plastyczności, co prowadzi do zawalenia się konstrukcji nośnej. Farby ogniochronne, nazywane też pęczniejącymi, mają za zadanie wydłużyć ten czas, dając ludziom szansę na bezpieczną ewakuację, a straży pożarnej na akcję. Podczas pożaru warstwa farby pęczniejącej puchnie, tworząc na konstrukcji ochronną pianę.

Farba ogniochronna nigdy nie jest nakładana na konstrukcję jako samodzielna powłoka. Pełny system ogniochronny składa się z trzech powłok, a każda z nich spełnia określone zadanie. 

  • farba podkładowa – zabezpieczenie antykorozyjne stali,
  • farba ogniochronna – wydłużenie czasu, w którym stal osiągnie swoją granicę plastyczności,
  • farba nawierzchniowa – zabezpiecza powłokę farby ogniochronnej przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz przed wilgocią. W niektórych przypadkach może zostać pominięta (zależy to od konkretnej farby pęczniejącej, klasy korozyjności środowiska oraz ekspozycji). Farba nawierzchniowa może być wyprodukowana w kolorze wybranym przez klienta z palety RAL.

Zarówno farba podkładowa jak i nawierzchniowa muszą być dopuszczone do stosowania w systemie ogniochronnym. Aprobata Techniczna/Europejska Ocena Techniczna wydana do farby pęczniejącej określa jakie konkretnie farby mogą zostać zastosowane w systemie ogniochronnym. Te konkretne produkty zostały przebadane w warunkach pożaru. Zastosowanie nieodpowiedniego podkładu może doprowadzić do tego, że podczas pożaru cały system ogniochronny odspoi się od konstrukcji i nie spełni swojego zadania.

System ogniochronny aplikuje się na czyste podłoże stalowe lub stalowe ocynkowane. Jeśli na konstrukcji są stare powłoki malarskie, niewiadomego pochodzenia, to należy je usunąć. Niektóre systemy dopuszczają również aplikację na żeliwo.

Dobór farby ogniochronnej do konstrukcji stalowej

Dobór systemu ogniochronnego do konstrukcji stalowych jest złożonym procesem i zależy od kilku czynników. Każdy z niżej wymienionych elementów jest niezbędny, aby dobrać optymalny system ogniochronny.

Wymagana klasa odporności na ogień

Klasa odporności na ogień oznacza dodatkowy czas, który ma zapewnić powłoka farby ogniochronnej, zanim element stalowy osiągnie swoją granicę plastyczności. Klasa ta jest oznaczana jako np. R30, czyli zabezpieczenie na 30 minut.

Klasę odporności ogniowej dla danych elementów budynku określa się na podstawie poniższej tabeli, którą można znaleźć w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. 

Wskaźnik masywności przekroju stalowego

Wskaźnik masywności przekroju stalowego oznacza stosunek obwodu przekroju, który będzie narażony na pożar, do jego pola przekroju. Jednostka wskaźnika masywności przekroju to [ 1 m]. Oznacza to, że obwód powinien zostać wyrażony w metrach, a pole przekroju w metrach kwadratowych. Wartości te znajdziemy zazwyczaj w tablicach do projektowania konstrukcji metalowych. W internecie równie łatwo można znaleźć gotowe tablice z wskaźnikami masywności dla różnych profili stalowych. Jest to wartość indywidualna dla każdego przekroju, dlatego żebyśmy byli w stanie przygotować ofertę na system ogniochronny niezbędne jest przesłanie do nas zestawienia stali. Na podstawie sumarycznej powierzchni czy wagi konstrukcji niestety nie jesteśmy w stanie wyliczyć teoretycznego zapotrzebowania na farbę ogniochronną.

Przykładowe obliczenia, dla dwuteownika normalnego IPN240, przy założeniu, że jest on narażony na pożar z każdej strony (tzw. czterostronne narażenie):

Pole przekroju: A = 46,1 cm2 = 0,00461 m2
Obwód: U = 0,884 m

Wskaźnik masywności przekroju: U A = 0,884m 0,00461m2 = 191,76 1 m
Jeśli ten sam dwuteownik np. podpierałby strop monolityczny, to wtedy do obliczeń przyjmujemy obwód pomniejszony o szerokość górnej stopki. W takim przypadku wskaźnik masywności przekroju wyniesie 168,76 1 m. Analogicznie, jeśli ze stropu wystaje jedynie stopka (np. mamy do czynienia ze stropem Kleina) to do obliczenia obwodu narażonego na ogień przyjmujemy jedynie szerokość widocznej stopki. W takim przypadku wskaźnik masywności przekroju wyniesie 23 1 m. Jak łatwo można wywnioskować, jeśli zależy nam na dobrze dobranym systemie, to powinniśmy podać szczegółowe dane na etapie zapytania. Dodatkowo, im niższy wskaźnik masywności przekroju, tym cieńsza warstwa farby pęczniejącej, więc może się okazać, że pozwoli nam to zaoszczędzić.

Jeśli nasza konstrukcja składa się z jakichś nietypowych profili to warto to zaznaczyć. Przykładowo, dwa ceowniki mogą zostać zespawane razem, tworząc w ten sposób profil zamknięty. Grubość powłoki farby ogniochronnej dobieramy wtedy z innej tabeli niż dla profili otwartych.

Projektowana temperatura krytyczna

Temperatura krytyczna oznacza temperaturę, w której nasz kształtownik stalowy osiągnie swoją granicę plastyczności i straci nośność. Temperatura krytyczna powinna zostać podana przez projektanta.

Gdy znamy już wymaganą klasę odporności na ogień, wskaźnik masywności przekroju oraz projektowaną temperaturę krytyczną, to na podstawie Aprobaty Technicznej, czy też Europejskiej Oceny Technicznej wydanej do farby pęczniejącej, dobieramy odpowiednią grubość powłoki. Każdy z w/w dokumentów zawiera tabele, w których znajdziemy zestawienie grubości powłok. 

Poniżej fragment tabeli dla farby ogniochronnej Steelguard 564, dla profili otwartych, klasy R60 i projektowanej temperatury krytycznej stali w zakresie 550-700℃. Wracając do wcześniejszego przykładu dwuteownika normalnego IPN240, łatwo zauważyć że w zależności od stopnia narażenia na pożar oraz od wskaźnika masywności przekroju, grubość powłoki farby ogniochronnej znacząco się zmienia. Grubość powłoki wyrażona jest w milimetrach i dla temperatury krytycznej 550℃ waha się od 0,22mm do 1,62mm. Czyli od 220 do 1620 mikronów na sucho.

Może się zdarzyć tak, że danego profilu nie da się zabezpieczyć do wymaganej klasy. Przykładowo, przyjęto klasę R60, a projektant zastosował zamknięte przekroje prostokątne o cienkich ściankach. W takim przypadku niestety trzeba dobrać inne profile.

Klasa korozyjności środowiska

Klasę korozyjności środowiska określa się według normy PN-EN ISO 12944-2:2001. Szczegółowy opis klas korozyjności środowiska znajduje się w naszym artykule “Dobór antykorozyjnych systemów malarskich”. Dla budynków biurowych/usługowych klasa korozyjności zazwyczaj nie przekracza C2. Klasa korozyjności służy głównie określeniu grubości warstwy farby podkładowej oraz farby nawierzchniowej.

Podsumowując, aby jak najlepiej dobrać system ogniochronny do danej konstrukcji stalowej niezbędne będą dla nas następujące informacje:

  • zestawienie konstrukcji stalowej (ile jest metrów bieżących lub kwadratowych poszczególnych profili)
  • temperatura krytyczna podana przez projektanta (jeśli nie została podana to zakładamy temperaturę 550℃, ale prosimy pamiętać, że odpowiedzialność zawsze pozostaje po stronie Klienta)
  • klasa korozyjności środowiska
  • informacja czy jest to stal czarna czy stal ocynkowana
  • wymagany kolor nawierzchniowy