Переміщення в системах протипожежної герметизації

Рисунок 1. Випробувальна установка для лінійних швів 

Переміщення конструктивних елементів будівлі виникають під впливом різних чинників, зокрема сейсмічних впливів, циклічних температурних коливань, гідравлічних ударів, вітрових навантажень, вібрацій, тимчасових навантажень на плити перекриття та прогинів інженерних комунікацій. Переміщення будівельних конструкцій можуть спричинити втрату цілісності систем протипожежної герметизації проходок і лінійних швів унаслідок утворення тріщин та зазорів у вузлі. Наприклад, у будівлях, конструкції яких зазнають значних вібраційних впливів, можуть утворюватися тріщини, що, своєю чергою, призводить до виникнення тріщин і переміщень у вузлах протипожежної герметизації.

Розвиток нормативних вимог

За своїм призначенням шви мають компенсувати різні переміщення, спричинені наведеними вище чинниками³. У стандарті EN 1366-4 цей вплив було враховано шляхом запровадження методів випробування здатності лінійних швів сприймати переміщення.

Для систем протипожежної герметизації проходок стандарти, зокрема EN 1366-3, виходили з припущення, що така система є жорсткою та не зазнає переміщень. З часом це припущення було переглянуто. У 2016 році опубліковано ASTM E3037 «Стандартний метод випробування для визначення здатності систем протипожежної герметизації наскрізних проходок сприймати відносні переміщення».

Водночас європейські стандарти й надалі розглядають систему проходки як жорстку, тому окремого стандарту щодо переміщень у проходках наразі немає. Натомість Hilti враховує вплив переміщень як на системи проходок, так і на системи швів. Для нестандартизованих систем проходок Hilti проводить внутрішні випробування у власному випробувальному центрі, беручи за основу ASTM E3037, а для стандартизованих систем швів застосовуються вимоги EN 1366-4.

Системи протипожежних проходок і швів піддають заданій кількості циклів із визначеною амплітудою, враховуючи напрямок та величину переміщення. Для проходок випробування виконують у поєднанні перпендикулярного та паралельного переміщень, а для швів — поперечного переміщення і переміщення від дії сил зсуву. Так моделюють впливи, котрі можуть виникати протягом усього строку експлуатації будівлі. Кількість циклів і величину переміщення контролюють до досягнення максимальної здатності системи сприймати переміщення. Після цього систему випробовують на вогнестійкість, щоб підтвердити належне функціонування протипожежної герметизації під час пожежі навіть після циклічних переміщень.

Рисунок 2. Спрощені приклади випробувальних вузлів для переміщень у проходці¹ та шві³ 

Визначення здатності сприймати переміщення

Для проходок категорії діапазонів переміщень у напрямку Y** (перпендикулярно до елемента проходки) становлять до 5%, 25%, 50% і 100% ширини кільцевого зазору. Для напрямку Z** (паралельно до елемента проходки) діапазони становлять до 0,25 дюйма/6,35 мм; 0,5 дюйма/12,7 мм; 1 дюйма/25,4 мм; 3,21 дюйма/81,534 мм.

Для швів величина переміщення як у поперечному напрямку, так і при зсуві має дорівнювати 100% здатності сприймати переміщення, заявленої Hilti або іншим виробником.

Важливо: система не може бути сертифікована лише за показником переміщення. Вона також має успішно пройти випробування на вогнестійкість. Отримані результати кількісно визначають переміщення, які може компенсувати система протипожежної герметизації, зберігаючи проєктні характеристики під час пожежі.

Дослідження та випробування

Hilti успішно випробувала різні системи протипожежної герметизації проходок і лінійних швів: від рішень із герметиками, наприклад FS-ONE Max, до готових заводських виробів, зокрема протипожежних гільз CP 653 та протипожежних блоків CFS-BL. За результатами поглиблених досліджень і випробувань Hilti встановила, що готові заводські вироби, зокрема пристрої для монтажу після бетонування CFS-DID, закладні пристрої CFS-CID, протипожежні блоки CFS-BL і протипожежні гільзи CP 653, зазвичай мають значно кращі показники щодо переміщень, ніж традиційні системи на основі герметиків (див. результати нижче). Такі вироби зазвичай перевищують граничні значення, встановлені стандартами, тому рекомендуються для систем, у яких здатність сприймати переміщення є критичною. Окремі вироби, наприклад CP 680 і CP 653, допускають переміщення до 100% у напрямку Y та демонструють найвищі показники в напрямку Z.

Рисунок 3. Результати випробувань готових протипожежних виробів на сприйняття переміщень 

Рисунок 4. Результати випробувань протипожежних герметиків на сприйняття переміщень 

Додаткові характеристики

Ці продукти також можуть забезпечувати додаткові характеристики, зокрема звукоізоляцію, повітро- та газонепроникність, водостійкість тощо, задовольняючи потреби різних учасників будівельного процесу. Сукупність цих характеристик і відповідність наведеним критеріям щодо переміщень сприяють підвищенню стійкості будівель. Крім того, Hilti може бути надійним партнером у досягненні цілей сталого розвитку та отриманні сертифікації «зелених» будівель завдяки сертифікатам щодо вмісту летких органічних сполук (VOC), сертифікатам безпечності матеріалів, даним про вуглецевий слід продукту та екологічним деклараціям продукції (EPD).

Висновок

Показник здатності сприймати переміщення* не слід розглядати як єдиний критерій вибору системи протипожежної герметизації. Необхідно також враховувати результати сейсмічних досліджень, кліматичні умови на об’єкті, потрібний клас вогнестійкості, тип елемента проходки та склад інженерних комунікацій. Оптимальне рішення можна підібрати за допомогою HILTI Firestop Selector. Вплив переміщень у проходках можна істотно зменшити, забезпечивши належну фіксацію елементів проходки за допомогою модульних опорних систем Hilti. Такий комплексний підхід підвищує безпеку та довговічність будівельних конструкцій з урахуванням їх динамічних переміщень.

Оскільки окремого стандарту щодо переміщень у системах проходок немає, виробник має надати належний підтвердний документ, наприклад інженерне обґрунтування (Engineering Judgment), який підтверджує заявлену здатність системи компенсувати переміщення будівлі.

* Здатність сприймати переміщення — максимальна величина переміщення, яку може витримати герметизація шва відповідно до даних виробника; виражається у відсотках** від номінальної ширини шва.

** Відсоткове значення відповідає переміщенню в одному напрямку: для поперечного переміщення це або розтягнення (+x %), або стискання (−x %).

** X — вертикальне переміщення вгору і вниз; Y — горизонтальне переміщення ліворуч і праворуч, перпендикулярно до елемента проходки; Z — осьове переміщення всередину і назовні, паралельно до елемента проходки.

Додаткова інформація

• Для отримання додаткової інформації зверніться до місцевих фахівців Hilti або відвідайте інтернет-магазин Hilti.

• Відомості про інші додаткові характеристики наведено у відповідному відеоматеріалі на YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=JLnQDHpL5fQ

• Докладніше про переміщення будівельних конструкцій див. у відеоматеріалі на YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=zzU-G64ga3E

• Докладніше про вогнезахист, конструкційні з’єднання та модульні опори Hilti дізнайтесь у відповідних статтях на Engineering Center.

Нормативні посилання та джерела

• ASTM E3037-20

• Технічний документ щодо переміщень: https://www.hilti.com/content/hilti/W1/US/en/business/business/engineering/fire-protection/systems-to-withstand-movement.html

• EN 1366-4:2021