CC BY
24
М. В. ГРАБИТ, канд. техн. наук, доцент кафедры "Управление и защита в ЧС" Санкт-Петербургского государственного политехнического университета (ФГБОУ ВПО СПбГПУ) (Россия, 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29; e-mail: [email protected])
УДК 667.61:614.841.332
ЦВЕТОВОЕ ИСПОЛНЕНИЕ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ОГНЕЗАЩИТНЫМИ ВСПУЧИВАЮЩИМИСЯ ПОКРЫТИЯМИ
Показано, что колерование универсальными колеровочными пастами огнезащитных красок в насыщенные цветовыетона хаотически влияет на кратность вспучивания, в большинстве случаев снижая данный показатель. Аналогичные результаты обнаружены при нанесении на огнезащитные покрытия финишных покрытий, содержащих различные типы пленкообразователей и растворителей. Прогнозируется, что огнезащитная эффективность покрытий (заколерован-ных либо перекрытых финишными красками) будет снижаться по сравнению со стандартной базовой рецептурой. Показано, что положение о том, что необходимо выполнять работы по огнезащите сертифицированными системами покрытий, хотя и отображено в законодательстве, однако редко применяется в практике строительства.
Ключевые слова: вспучивающиеся покрытия; цвет; колеровочная паста; базовая рецептура; финишное покрытие; совместимость покрытий; кратность вспучивания; огнезащитная эффективность.
Цветовая отделка интерьера помещения, в том числе производственного, должна разрабатываться с учетом общего архитектурно-композиционного решения, способствовать повышению производительности и улучшению гигиенических условий труда, обеспечению безопасности производственных процессов, а также улучшению освещения помещений и повышению эстетического уровня промышленных предприятий.
Подбор цветового решения для интерьеров технологических цехов, как правило, осуществляется в соответствии с СН 181-70 [1], в которых приведены рекомендации по выбору цветовой гаммы для окраски интерьеров, соответствующей технологическому процессу и характеру труда.
Нормы [1] распространяются на проектирование цветовой отделки производственных помещений и окраски оборудования вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий, а также содержат информацию о цветовой отделке помещений и окраске оборудования, функциональной окраске, последовательности разработки проекта отделки интерьера, а также описание ассоциаций, возникающих при восприятии основных оттенков.
В целом при выборе цветового оформления производственных помещений промышленных предприятий следует учитывать следующие факторы ([1],п. 2.11):
© Гравит М.В., 2013
• общий характер работ;
• степень точности работ;
• климатические и географические особенности района, характер и интенсивность освещения, в том числе спектральный состав света, обусловленный типом источника или ориентацией помещения по сторонам света;
• санитарно-гигиенические условия в помещении;
• особенности объемно-пространственной структуры интерьера (абсолютные размеры и пропорции помещений, планировочное решение, степень насыщенности оборудованием и коммуникациями, характер конструктивного решения и др.);
• требования техники безопасности, т. е. сигналь-но-предупреждающая и опознавательная окраска, знаки безопасности;
• наличие поверхностей, не подлежащих отделке и окраске, цвет которых выбирается исключительно по правилам применения функциональной окраски.
При одновременном действии нескольких факторов, определяющих противоречивые требования, предпочтение следует отдавать имеющему наибольшее значение в данных условиях.
Сигнально-предупреждающую окраску элементов строительных конструкций, способных стать причиной аварий и несчастных случаев, опасных элементов производственного оборудования и
внутрицехового транспорта, устройств и средств пожаротушения, а также цветовое решение производственных знаков безопасности необходимо выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ 15548-70 [2].
Опознавательная окраска трубопроводов в производственных помещениях регламентируется требованиями ГОСТ 14202-69 [3].
Несущие металлические конструкции промышленных зданий и сооружений в подавляющем большинстве случаев выполнены из стальных профилей: тавров, двутавров, сварных вариантов. Для повышения пределов огнестойкости их необходимо защищать применением соответствующих строительных материалов, а также средств огнезащиты (ст. 58 [4]). В настоящее время в 80 % случаев используются тонкослойные огнезащитные покрытия, имеющие белый ненормируемый цвет краски и белый ненор-мируемый оттенок образуемого покрытия. К ним, как правило, предъявляется меньше требований по декоративности: допускаются неровности, шероховатости, не учитывается блеск или матовость и т. д. Тем не менее конструкции с выполненной огнезащитой также окрашивают, преследуя различные цели: обеспечение сигнально-предупреждающей и опознавательной функций; увеличение срока эксплуатации огнезащитного покрытия; придание специальных свойств, кроме огнезащитных, за счет финишного покрытия; снижение количества загрязнений на белой поверхности.
Существует всего два метода изменения цвета поверхности огнезащитного покрытия — колеровка краски непосредственно перед образованием покрытия и нанесение финишного покрытия определенного цвета на готовое огнезащитное покрытие.
В аккредитованной лаборатории ООО "Научный инновационный центр строительства и пожарной безопасности" (область аккредитации — разработка огнезащитных составов и покрытий) проведена серия исследований по определению влияния коле-ровочных паст на коэффициент кратности вспучивания огнезащитных покрытий. В эксперименте использовались составы известных фирм — производителей огнезащитной продукции как на водной основе, так и на растворителях. В качестве колеро-вочной пасты была выбрана универсальная паста "Униколер" (производитель—АОЗТ"Олки", г. Санкт-Петербург), предназначенная для тонирования готовых белых строительных красок, водоразбавля-емых красок и грунтов, алкидных (глифталевых и пентафталевых) красок, лаков, эмалей.
Поскольку в огнезащитных покрытиях наличие укрывающего пигмента (практически всегда это диоксид титана) составляет от 5 до 10 % масс. ч. на 100 % рецептурного состава, а огнезащитные крас-
ки являются высоконаполненными суспензиями, потребовалось введение колеровочной пасты насыщенных тонов в количестве 10-50 % к объему базовой рецептуры, что составляет очень высокий процент по сравнению с колерованием, например, белых фасадных красок (не более 10 %).
Коэффициент вспучивания огнезащитных покрытий Квсп определяли в процессе вспучивания покрытия в муфельной печи, нанесенного толщиной 1 мм на металлическую пластину согласно ГОСТ Р 12.3.047-98 [5], как отношение толщины вспученного слоя Н к исходной толщине покрытия Н0: Квсп = Н/Н0. Согласно [5] образец выдерживали при температуре 600 °С в течение 5 мин: в таком режиме пенококс вспучивающихся покрытий начинает выгорать и значение Квсп снижается. Более информативным для сравнения Квсп различных покрытий является режим выдержки при 500 °С в течение 3 мин, поскольку при данной температуре и временном интервале коэффициент вспучивания будет максимальным, причем это справедливо для всех покрытий, независимо оттипапленкообразователя, растворителя и соотношения компонентов инту-месцентной системы [6].
Как показали многочисленные исследования, ко-леровочные пасты, вводимые в количестве более 5 %, создают хаотичное изменение кратности вспучивания огнезащитных покрытий (рис. 1). По этой причине нельзя утверждать, что заявленные огнезащитные свойства для базового покрытия белого цвета, на котором были проведены стандартные испытания для сертификации продукции, сохраняются и для покрытия, в котором содержится колеровочная паста. Другими словами, если производитель огнезащитной краски обещает заколеровать ее в любой цвет, то это значит, что потребителя не просто вво-
Серия 1 Серия 2 Серия 3 Серия 4 Серия 5
□ Желтый (RAL 1318) □ Контрольный образец
■ Красный (RAL 1728) ■ Зеленый (RAL 1786)
■ Синий (RAL 2578)
Рис. 1. Зависимость коэффициента вспучивания различных огнезащитных покрытий от цвета заколерованного покрытия (количества и типа колеровочной пасты)
дят в заблуждение, а уже заранее продают ему некачественную продукцию, не отвечающую предъявляемым документам (сертификатам соответствия, паспорту качества и т. д.).
В настоящее время на сайтах крупных производителей огнезащитных красок принято заявлять, что при необходимости получения другого цвета возможно добавление колеровочных паст, но не более 2-3 % ("Protect F", "Терма®", "ТермаМ", "Аквест-01", "Nullifire S 706", "Неохим" и др.). В нормативной документации на данные продукты четко указывается, что возможны только пастельные тона согласно колеровочным системам "Палитра Москвы", Monicolor, NCS, RAL и др. Однако встречаются производители, которые заявляют, что "возможно все". Особенно это относится к компаниям, которым важно представить на рынке свои продукты, преимущества которых выгодно отличали бы их от продукции других производителей. Безусловно, важным фактором выступает цена заколерованной огнезащитной краски, которая при первом рассмотрении гораздо ниже, чем у системы покрытий с использованием финишного слоя. При этом нужно учитывать, что, поскольку колеровочная паста для насыщенных цветов используется в количестве от 10 % и более, риск "не попасть в цвет" в данном случае гораздо выше, а общая надежность системы покрытий ниже, чем при использовании заколеро-ванных в промышленных условиях финишных покрытий. К тому же, как отмечалось ранее, огнезащитные свойства такой системы вообще остаются под сомнением.
Были проведены исследования по изменению коэффициента вспучивания покрытий различных производителей в зависимости от типа пленкообра-зователя финишного слоя (рис. 2). В каждой серии были представлены образцы покрытий определенного производителя. Результаты исследований также показали разброс значений Квсп и отсутствие четкой закономерности: коэффициент вспучивания мог как увеличиваться (серия 3), так и уменьшаться (серии 1,5), причем со значительными отклонениями для разных покрытий. Данный факт объясняется тем, что и собственно огнезащитные покрытия отличаются видом пленкообразователя, и в ряде систем будет отсутствовать совместимость, т. е. будут происходить побочные химические реакции взаимодействия (виды пленкообразователей используемых покрытий при проведении эксперимента были неизвестны, поскольку информация о них составляет коммерческую тайну производителей огнезащитных красок).
Очевидно, что при применении финишного покрытия для огнезащитной краски необходимо убедиться в их совместимости и исследовать коэффи-
Серия 1 Серия 2 Серия 3 Серия 4 Серия 5
□ ПФ □ АС
□ Контрольный образец 51 ПВА Ш ХС
Рис. 2. Показатель коэффициента вспучивания различных огнезащитных покрытий в зависимости от типа финишного слоя: ПФ — пентафталевая эмаль; ХС — эмаль на основе сополимера винилхлорида с винилацетатом и эпоксидной смолой; АС — акрилстирольная смола; ПВА — поливинилаце-татная дисперсия
циент кратности вспучивания, а в конечном счете — огнезащитную эффективность полученной системы окраски.
Данное положение отображено в ст. 136 "Технического регламента о требованиях пожарной безопасности" (Федеральный закон № 123-Ф3) [4], которая разрешает "средства огнезащиты применять из материалов с дополнительными покрытиями, обеспечивающими придание декоративного вида огнезащитному слою или его устойчивость к неблагоприятному климатическому воздействию. В этом случае огнезащитная эффективность должна указываться с учетом этого слоя", т. е. в документах о подтверждении соответствия (сертификате о соответствии требованиям [4]) должно быть подтверждено, что огнезащитная эффективность покрытия испы-тывалась совместно с финишным слоем.
В итоге, для строительных конструкций промышленных зданий и сооружений практически всегда целосообразно применять огнезащитные покрытия для повышения пределов огнестойкости данных конструкций с использованием именно заколеро-ванного финишного покрытия, а не огнезащитного. Фишиное покрытие может также выполнять специальные функции: быть атмосферостойким, радиа-ционностойким и т. д. Кроме того, использование заколерованных финишных покрытий позволяет достигать практически всех оттенков с точным попаданием в цвет. В таком случае конструкции не только будут защищены от пожара, но и будет реализовано любое цветовое дизайнерское решение.
К недостаткам перекрытия огнезащитного слоя финишным слоем следует отнести тот факт, что ог-
^|_ОТНЕЗАЩИГА
Рис. 3. Пентафталевая эмаль на огнезащитном покрытии "Терма®" (сертифицированная система): а — ЗАО "Ижор-ский трубный завод", площадь огнезащиты более 30 тыс. м2; б — ОАО "Челябинский трубопрокатный завод", площадь огнезащиты более 50 тыс. м2
незащитные краски обладают пористой и шероховатой поверхностью, образованной за счет большого количества наполнителей. Расход финишной краски в такой системе может увеличиться на 30-40 % по сравнению с показателями только по огрунтованной (без огнезащиты) металлической поверхности.
Таким образом, при реализации цветового решения для строительных конструкций промышленных предприятий, на которые нанесен слой огнезащитного покрытия, целесообразно выполнять следующие рекомендации:
• колеровать огнезащитную краску можно, если дизайнерским решением предусмотрена цветовая гамма пастельных тонов, которые обычно применяют в административных корпусах промышленных предприятий;
• специальное, заколерованное в требуемый цвет финишное покрытие может быть любого, даже сильно насыщенного цвета (оттенки красного, синего, желтого, черного); в этом случае вся система покрытия будет обладать необходимыми специальными свойствами, в том числе при условиях эксплуатации в промышленной атмосфере (сернистого, углекислого газов и др.);
• целесообразно проводить испытания на совместимость образцов нескольких покрытий-аналогов в специализированной лаборатории с выдачей соответствующего заключения, в том числе в полевых условиях (на территории строительного объекта);
• в проекте по выполнению огнезащитных работ необходимо выбирать систему покрытий, на которую имеется сертификат соответствия как на систему, состоящую из грунта, огнезащитного покрытия и финишного слоя (рис. 3). К сожалению, это требование редко выполняется на практике, поскольку считается, что если покрытия совместимы на визуальном уровне, то и огнезащитная эффективность такой системы также не меняется. Поэтому при выборе из нескольких сертифицированных систем окраски преимущество должно отдаваться той системе, для которой проводились исследования на старение по ускоренным методам испытаний с указанием прогнозируемых сроков эксплуатации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. СН 181-70. Указания по проектированию цветовой отделки интерьеров производственных зданий промышленных предприятий : утв. ГКНТ СССР, Госстроем СССР 21.07.70 г.; введ. 01.10.1970 г. — М. : Стройиздат, 1972.— 80 с.
2. ГОСТ Р 12.4.026-2001. ССБТ. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний. — Введ. 01.01.2003 г. — М. : ИПК Изд-во стандартов, 2001. — 72 с.
3. ГОСТ 14202-69. Трубопроводы промышленных предприятий. Опознавательная окраска, предупреждающие знаки и маркировочные щитки.— Введ. 01.01.19971 г.—М.: ИПК Изд-во стандартов, 2001. — 16 с.
4. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности (в ред. Федер. закона № 117-ФЗ от 10.07.2012 г.) : Федер. закон от 22.07.2008 г. № 123-Ф3; принят Гос. Думой 04.07.2008 г.; одобр. Сов. Федерации 11.07.2008 г. // Российская газета. — 2008. — № 163. URL : http://base.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc;base=LAW;n=132449 (дата обращения: 05.06.2013 г.).
5. ГОСТ Р 12.3.047-98. ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. — Введ. 01.01.2000 г. — М. : ИПК Изд-во стандартов, 1998. — 86 с.
6. Гравит М. В. Исследование влияния различных факторов на коэффициент вспучивания органо-растворимых огнезащитных покрытий // Лакокрасочные материалы и их применение. — 2013. — №6. —С. 12-16.
Материал поступил в редакцию 24 июня 2013 г.
— English
COLOUR DESIGN FOR FIRE PROTECTION OF BUILDING CONSTRUCTIONS WITH INTUMESCENT COATINGS
GRAVIT M. V., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Department Management and Protection in Emergencies, St. Petersburg State Polytechnical University (Polytekhnicheskaya St., 29, St. Petersburg, 195251, Russia Federation; e-mail address: [email protected])
ABSTRACT
For the rational decision of colors on the different building objects is recommended to use optimal colors to create the best climate at industrial enterprises. For this purpose developed the appropriate building codes. Building constructions in the industrial enterprises, which are applied fire-retardant paint, also painted in the appropriate color colorants of the method stainer, or applying the finishing coat that color. It is shown that the introduction of strainers in the fire-retardant paint as overcoating the fire-retardant paint topcoat leads to chaotic effect on height of foam of the intumescent coatings. The conclusions about invalidity coloring the fire-retardant paints in rich tones used stainers without preliminary testing on the fire retardant efficiency. Similar conclusions apply to the paint system for an intumescent fire protective coatings using surface finishes.
Keywords: intumescent coatings; colour; stainer; basic recipe; topcoat; coating compatibility; height of foam; fire retardant efficiency.
REFERENCES
1. Building code 181-70. Guidelines for the design color interior trim manufacturing industrial buildings color finishing and coating equipment. Moscow, Stroyizdat Publ., 1972. 80 p. (in Russian).
2. National standard of the Russian Federation 12.4.026-2001. Occupational safety standards system. Safety colors, safety signs and signal marking. Purpose and rules of application. General technical requirements and characteristics. Methods of tests. Moscow, Standartinform Publ., 2001. 72 p. (in Russian).
3. Interstate standard 14202-69. Pipe-lines of industrial plants. Identification coloring, safety signs and marking screens. Moscow, IPK Izdatelstvo standartov, 2001. 16 p. (in Russian).
4. Technical regulations for fire safety requirements (in the red. Federal Law of 10.07.2012 No. 117). Rossiyskaya gazeta — Russian Newspaper, 2008, no. 163. Available at: http://base.consultant.ru/ cons/cgi/online.cgi?req=doc;base=LAW;n=132449 (Accessed 5 June 2013) (in Russian).
5. National standard of the Russian Federation 12.3.047-98. Occupational safety standards system. Fire safety of technological processes. General requirements. Methods of control. Moscow, Standartinform Publ., 1998, 84 p. (in Russian).
6. Gravit M. V. Issledovaniye vliyaniya razlichnykh faktorov na koeffitsient vspuchivaniya organorastvo-rimykh ognezashchitnykh pokrytiy [Investigation of the influence of various factors on the height of foam organic-retardant coatings]. Lakokrasochnyye materialy i ikh primeneniye — Russian Coating Journal, 2013, no. 6, pp. 12-16.
