Калькулятор огнезащиты металлоконструкций

Без защиты стальная колонна при пожаре теряет 60% несущей способности уже через 15–20 минут после достижения температуры 550 °C. Чтобы конструкция выдерживала требуемое время, проектировщики рассчитывают необходимую толщину огнезащитного покрытия. Калькулятор огнезащиты позволяет определить ключевые параметры – приведенную толщину металла, обогреваемый периметр и площадь обрабатываемой поверхности – без ручного перебора справочных таблиц.

Почему сталь теряет прочность при пожаре

Сталь не горит, но сильно нагревается. При температуре 400 °C модуль упругости падает, а при 550–600 °C предел текучести снижается настолько, что балка или колонна может деформироваться под нагрузкой. Именно поэтому несущие металлоконструкции покрывают огнезащитными составами: тонкослойными красками, штукатурками или облицовками. Толщина слоя зависит от формы профиля, способа его обогрева при пожаре и требуемого предела огнестойкости – от R15 до R150.

Что такое приведенная толщина металла и как она влияет на расчет

Приведенная толщина металла (ПТМ) – главный геометрический параметр при проектировании огнезащиты. Она равна отношению площади поперечного сечения профиля к длине его обогреваемого периметра:

β = A / u

где:

• β – приведенная толщина, мм;
• A – площадь поперечного сечения, мм²;
• u – обогреваемый периметр, мм.

Чем меньше ПТМ, тем быстрее прогревается металл и тем большая толщина огнезащиты требуется. Например, тонкостенная труба нагревается быстрее массивного двутавра с тем же габаритом.

Как работает калькулятор огнезащиты

Инструмент автоматически определяет геометрические характеристики стандартных профилей по номерам сортамента. Пользователь выбирает тип сечения – двутавр, швеллер, уголок, замкнутый квадратный или прямоугольный профиль, круглую или профильную трубу – и указывает стороны, подверженные тепловому воздействию.

После выбора схемы обогрева калькулятор выдает:

• приведенную толщину металла;
• обогреваемый периметр;
• площадь поверхности на 1 погонный метр;
• площадь поверхности на 1 тонну металлопроката.

Далее по табличным данным для конкретного огнезащитного состава определяется требуемая толщина покрытия и расход материала под нужный предел огнестойкости.

Как предел огнестойкости влияет на расход материала

Каждый огнезащитный состав имеет технические свидетельства, где указана зависимость расхода от ПТМ и требуемого предела огнестойкости. Ниже – типичная структура данных для тонкослойной краски на органической основе.

Точные цифры следует брать из паспорта на выбранный материал. Расход в килограммах на 1 погонный метр и на 1 тонну рассчитывается через площадь поверхности, которую выдает калькулятор.

Какие профили поддерживаются

Калькулятор содержит библиотеки сечений по российским и международным стандартам:

• двутавры – ГОСТ 26020-83, СТО АСЧМ 20-93, ГОСТ 8239-89, ГОСТ 19425-74, DIN 1025, европейские HEA/HEB/HEM/IPE;
• швеллеры – ГОСТ 8240-97, DIN 1026;
• уголки – равнополочные ГОСТ 8509-93 и неравнополочные ГОСТ 8510-86;
• замкнутые профили – ГОСТ 30245-2003;
• трубы – круглые и прямоугольные по размерам.

Для сварных двутавров и швеллеров, которых нет в сортаментах, можно задать размеры полок и стенок вручную.

Как выбрать схему обогрева

Не все грани профиля прогреваются одинаково. Колонна внутри здания обогревается с четырех сторон, а балка, примыкающая к перекрытию, – только с трех. От количества обогреваемых граней зависит периметр u и, соответственно, ПТМ.

В калькуляторе можно указать, какие стороны профиля подвержены огневому воздействию. Для труб и замкнутых профилей предусмотрены варианты: обогрев всех четырех граней, трех граней, двух противоположных или только одной.

Нормативные требования на 2026 год

Проектирование огнезащиты регулируется комплексом документов:

• СП 2.13130.2020 – устанавливает классы пожаростойкости зданий и требуемые пределы огнестойкости конструкций;
• СП 16.13330.2017 – содержит методы расчета стальных конструкций с учетом огнезащиты;
• ГОСТ 30247.0-94 – описывает кривую стандартного пожара, по которой ведется расчет нагрева;
• ГОСТ 27772-2021 – классифицирует сортовой прокат и его расчетные сопротивления.

Для окончательного проектного решения расчет по калькулятору следует дополнять проверкой несущей способности элемента под нагрузкой с учетом критической температуры.

Пример: расчет огнезащиты балки из двутавра № 20Б1

Допустим, требуется обеспечить предел огнестойкости R60 для двутавра 20Б1 с четырехсторонним обогревом. Калькулятор определяет:

• площадь сечения A = 28,5 см²;
• обогреваемый периметр u = 78,4 см;
• ПТМ β = 28,5 / 78,4 = 3,64 мм;
• площадь поверхности 1 м конструкции = 0,784 м².

Если удельный расход краски для R60 при β = 3,64 мм составляет 3,2 кг/м², то на 1 погонный метр потребуется 0,784 × 3,2 = 2,51 кг материала.

Когда нужен расчет предела огнестойкости по методике ВНИИПО

Если простое определение ПТМ достаточно для подбора толщины краски, то полноценный расчет предела огнестойкости учитывает тип нагружения элемента: центральное сжатие, растяжение, изгиб или их сочетание. Такой расчет требует ввода продольной силы, изгибающего момента, расчетной длины и класса стали. Он выполняется по методике ВНИИПО МЧС и позволяет определить фактическое время до достижения критической температуры, а не только толщину покрытия.

Результаты онлайн-калькуляторов носят справочный характер. Окончательные решения по проектированию огнезащиты принимаются на основе проектной документации и технических свидетельств на применяемые материалы.