Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются

Предел огнестойкости строительных конструкций, характеристики

Здравствуйте, дорогие читатели.

Эта статья рассказывает о том, как правильно рассчитывается предел огнестойкости строительных конструкций.

Приведем нормативные значения этого показателя, покажем, как выполняется огнезащита для конструкций из разных материалов,

представим таблицы степеней и пределов огнестойкости для различных видов объектов.

Предел огнестойкости строительных конструкций. Характеристики

Что это за показатель такой?

Напомним, что огнестойкость – это способность элементу или строительной конструкции сопротивляться высокой температуре или открытому огню при пожаре.

При проектировании любого здания или конструкции всегда учитывают эту характеристику.

Иначе, этот показатель оценивает поведение строительной конструкции при распространении пожара.

Инженерные коммуникации – электропроводку, водопровод – также рассчитывают на основании этой характеристики.

Кроме того, структуру, вид и производственные мощности разных систем ПБ также определяют, учитывая предел огнестойкости.

Этими системами могут быть:

Как рассчитать огнестойкость

Посмотрим, как вычисляется эта величина.

Математически предельное значение огнестойкости – это временной интервал, за который данный объект разрушается так, что характеристики вещества, из которых он изготовлен, достигают предельных величин.

Этими характеристиками материала являются:

1. Возможность сохранения целостности объекта при воздействии открытого огня.
2. Несущая способность основных компонентов и всей конструкции целиком.
3. Показатели теплоизоляции, используемые в составе материалов.

Все названные показатели нормируются в соответствии с Федеральным Законом № 123-ФЗ и Приложением № 21 к ФЗ.

Единицей измерения обычно служат часы и минуты.

Для строительных, железобетонных элементов, противопожарных сооружений предельное значение огнестойкости определяется по нормам СП 56.13330.2011 и Дополнению к 123-му ФЗ.

У производственных построек пределы огнестойкости рассчитываются зависимо от присвоенной объекту категории пожароопасности (от «А» до «Д»), согласно СНиП 31-03-2001.

Как обозначается величина

Конечно, такая величина имеет свою маркировку.

В проектной и прочей документации разные показатели обозначаются буквенно-цифровыми символами.

Покажем, как выглядит маркировка величины у строительных конструкций.

• (W) – достижение порогового значения плотности потока тепла на заданной дистанции от ненагреваемой поверхности объекта;
• (I) – утрата теплоизоляционных свойств по причине повышения температуры до максимальной на ненагреваемой поверхности;
• (E) – время, за которое нарушается целостность объекта;
• (R ) – временной промежуток, за который объект утрачивает несущую способность.

Предельное значение огнеупорности для заполнения проемов специальных преград наступает в следующих случаях.

• достижение предела плотности потока тепла (W) либо дымо- , газонепроницаемости (S);
• утрате теплоизоляции (I);
• утрате целостности (E).

Если время сопротивления огню у металла небольшое, то у него велика тепловая емкость и проводимость тепла.

Такой металл при пожаре не способен держать большую нагрузку.

Поэтому наступает предел по критерию утраты несущей способности (R ).

К ненесущим конструкциям объекта могут применяться смешанные обозначения (к примеру, маркировка RE30 либо REI60).

Внимание! Если по одному из этих показателей наблюдается повышение, значит, для нашей стройконструкции настал предел огнеупорности.

Строительные конструкции

У нас есть такой документ: «Пособие по расчету характеристик пожароопасности веществ, предела огневой стойкости стройконструкций».

Он служит дополнением к нормативным документам ФЗ №№ 384-ФЗ, 123-ФЗ, СП 14.13330.2011 и СП 2.13130.2012.

Согласно ему, степени и предельные значения для противопожарных объектов, отдельных строений определяются по Таблице 1.

Как видим, для 5-й степени огневой стойкости стройконструкций нет установленных норм в отношении предельного числа огнеупорности.

Металлические

Выше мы привели таблицу из Приложения к ФЗ.

Основной же документ – это «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности. Закон РФ от 22.07.2008 №123-ФЗ (с изменениями на 03.07.2016).» То есть, сам ФЗ.

Из него мы узнаем, что предельный показатель стойкости к огню у большинства металлических сооружений невелик.

Для алюминия – R6-R8, стали – R10-R15.

Однако, если это сплошная колонна, то значение предела у нее достигает R45.

Приведем таблицу пороговых значений нагрева у разных металлов.

Отсюда видим, что пороговая температура у алюминиевых элементов в 2-3 раза меньше, чем для стального металла.

На заметку. Если указано значение R15 (REI15), то можно использовать незащищенные сооружения из стали, не учитывая их фактический предел огнестойкости (по СП 2.13130.2012).

Железобетонные

Железобетон – важнейший компонент строительного сооружения. При возгорании предельная величина для железобетонных изделий наступает:

• при утрате свойств теплоизоляции;
• теплового расширения металлов;
• с появлением дырок, пробоин в сечениях арматуры;
• уменьшение прочности материала при его разогреве.

Плиты, ж/б балки и пр. считаются уязвимыми ж/б конструкциями.

Ниже даны значения показателя огневой стойкости ж/б плит.

На огнестойкость железобетонных конструкций оказывает влияние сорт металла, марка цемента, наличие в составе последнего наполнителей, размеры и свойства несущих элементов.

Противопожарные преграды

Для пожарных перекрытий, перегородок, заграждений, стен также есть свои пределы огневой стойкости.

Эти конструктивные элементы применяются для локализации очага пламени и имеют разные значения показателя.

Фактический и расчетный пределы, их отношение

Поясним, что за два таких понятия, и чем они отличаются.

Расчетный предел – величина огневой стойкости, которой по проектному расчету должна быть наделена стройконструкция.

Таблица выше для строительных конструкций приводит нормативные значения расчетного (или требуемого) предела.

Фактический предел – это значение огнеупорности, которое выявляется на стадии пожарных испытаний конструктивного элемента.

Здесь один важный момент.

Чтобы обеспечить ПБ и нормальные эксплуатационные условия сооружения, должно выполняться условие: расчетное значение должно быть меньше фактического.

Лучшим решением считается превышение фактическим пределом нормированной (табличной) величины.

Способы повышения огнестойкости

Возможно ли это сделать?

И даже необходимо, когда время сопротивления вещества огню у нас меньше, чем R15.

Для этого применяется конструктивная огнезащита.

Это метод повышения огневой стойкости материала с помощью нанесения слоя теплоизоляции на его обогреваемую часть.

Обычно наносят огнезащитные покрытия.

Способ нанесения также регламентируется проектной документацией и на практике, конечно, должен совпадать с проектом.

Ниже перечислим основные методы огнезащиты.

• Облицовка.
• Покрытия для огнезащиты.
• Защитные ЛКМ.
• Химические средства.
• Прессование древесины.
• Штукатурка и обмазка.

Все эти способы могут повысить огневую стойкость различных материалов на некоторую величину.

Важно! Для строений I и II классов огневой стойкости для обеспечения огнестойкости несущих конструкций обязательно применяйте конструктивную огнезащиту.

Что запомнить

Подведем, дорогой читатель, итоги нашего рассказа, традиционно выделив самые главные его моменты.

1. Для определения предела огнезащиты противопожарных преград, строительных, железобетонных конструкций для разных степеней огневой стойкости пользуйтесь приведенными таблицами.
2. Руководствуйтесь Приложением № 21 к ФЗ № 123-ФЗ.
3. Предельное значение огневой стойкости имеет свои обозначения при воздействии на материал разных факторов возгорания.
4. Если огневая стойкость невелика, ее можно повысить, используя специальные покрытия и другие методы.

На этом, уважаемые читатели, заканчиваем наш обзор.

Если при определении огнестойкости возникают затруднения, воспользуйтесь приведенными советами.

До встречи в следующей статье!

Похожие статьи:

1. Методика расчета тушения высокократной пенойЗдравствуйте, уважаемые читатели. В этой статье мы с вами подробно.
2. Противопожарные муфтыЗдравствуйте, дорогие читатели. В этой статье хочу поговорить о том.
3. Подключение пожарной техники к насосной АПТЗдравствуйте, уважаемые читатели. В этой статье мы с вами рассмотрим.
4. Требуемый расход воды на нужды пожаротушения, как его определить и откуда взятьЗдравствуйте коллеги! Сегодня поведем разговор о таком важном при борьбе.
5. Огнестойкая кабельная проходкаЗдравствуйте, уважаемые читатели. Сегодня хотел бы поговорить с вами о.
6. Внутренний противопожарный водопроводЗдравствуйте, уважаемые читатели. Сегодня хотел бы затронуть важную тему с.
7. Пожарное полотно, область примененияПриветствую вас, дорогие друзья! Я продолжаю публиковать материал на тему.
8. Пожаротушение эстакады, система защиты от огняДоброго времени суток, дороги любители нашего блога. Сегодня затронем вопрос.
9. Методика испытания пеногенераторов высокой кратностиЗдравствуйте, уважаемые читатели блога. В этой статье мы с вами.
10. Класс пожароопасностиЗдравствуйте, уважаемые читатели. Сегодня я хотел бы поговорить о таком.

Понравилась статья ? Поделитесь с друзьями!

Предел огнестойкости строительных конструкций

Предел огнестойкости – это показатель, который определяет защищенность здания или сооружения от прямого воздействия огня. По сути, это временной коэффициент, в течение которого здание сохраняет свои функциональные и несущие характеристики. То есть, оно находится в состоянии первоначальной постройки, без разрушения и деформации (стены, перекрытия и кровля не разрушены).

Пределы огневой стойкости элементов зданий и сооружений

Предел огнестойкости строительных конструкций определяется временным отрезком, в течение которого строительный материал начинает разрушаться. Что относится к факторам разрушения:

• появления сквозных трещин и отверстий, через которые огонь и дым начинают проникать в соседние помещения или на улицу;
• превышение температуры в точках, которые не подвергаются огню (сильному нагреву), где пределом является диапазон 160-190 °С;
• любой тип деформации или полное разрушение.

Параметры огневой стойкости

Общая способность постройки противостоять вышеперечисленным факторам при воздействии огня определяется пределом огнестойкости. В нормативных документах определены восемь степеней данного показателя. Чем выше степень, тем ниже предел.

Но общая огнестойкость строения зависит от пределов огнестойкости ее элементов. Сюда же добавляются скорость распространения огня и температурный предел возгорания использованных при строительстве материалов. Если говорить о промышленных зданиях, то необходимо добавить еще несколько позиций, а именно:

• уровень пожарной опасности технологии и оборудования, соответственно и применяемых сырьевых материалов и готовой продукции;
• площадь каждого производственного участка;
• этажность строения.

Все строительные материалы разделяются на три основные категории по пределу огнестойкости:

1. Негорючие. То есть, возведенные из них постройки не горят и не обугливаются.
2. Трудногорючие. Здания из этих стройматериалов горят только под длительным воздействием огня и высоких температур. Небольшое возгорание приводит только к порче поверхностей конструкций, но не к деформации и разрушению.
3. Горючие. Здания из них горят даже после того, как был ликвидирован источник возгорания.

Необходимо отметить, что рассчитывают предел огнестойкости не только исходя из материалов, использованных при сооружении зданий как несущих элементов. В расчете используют предел огнестойкости дверей, окон, различных перегородок, люков, лестниц и прочего.

8 степеней огневой стойкости

В этой классификации нет точного порядка от «1» до «8».

1. Первая категория (№1) – это здания, сооруженных полностью из железобетонных конструкций и изделий.
2. Категория №2 – это то же самое только с добавлением стальных конструкций, незащищенных специальными огнезащитными составами.
3. №3 – это строения, в которых используются деревянные элементы и конструкции, к примеру, перекрытия, стропильные системы, обработанные антипиренными составами или закрытые штукатурными растворами, листовыми материалами.
4. Категория «3а». Это каркасные здания, возведенные из стального профиля, необработанного огнезащитой.
5. Категория «3б» — здания каркасного типа из пиломатериалов, обработанных антипиренами.
6. Четвертая категория – это постройки из дерева (бревна, брусы: обычного или клееного), покрытые штукатурками или обработанные антипиренными смесями.
7. «4а» — одноэтажные строения из металлического каркаса, обшитые панельными или листовыми горючими материалами. В них же используются горючие утеплители.
8. Категория №5 – никаких требований по поводу предела огнестойкости конструкций.

Необходимо обозначить, что огнестойкость деревянных строительных конструкций – самая низкая. А так как сегодня частное домостроение переживает бум, особенно деревянное, необходимо особенное внимание уделять требованиям пожарной безопасности, где пределы стойкости огню должны учитываться при возведении деревянных домов. Именно поэтому такие здания принимаются пожарной охраной только в том случае, если все элементы постройки обработаны средствами огнезащиты. Они не спасают от огня, они оттягивают время возгорания, которого может не хватить для тушения очага.

Испытания огневой стойкости

Определяют предел огнестойкости конструкций и строительных материалов путем непосредственного воздействия огнем. При этом засекается время, в течение которого стройматериал просто разрушится. Стандартами определены несколько состояний строительных конструкций после испытания:

1. Полная потеря несущей способности обозначается буквой «R».
2. Потеря целостности, то есть появление отверстий и трещин. Обозначается буквой «Е».
3. Потеря теплоизолирующих качеств – «I».
4. Предельная характеристика теплового потока недалеко от необогреваемой поверхности – «W».
5. Потеря сопротивляемости проникновению дыма и газа – «S».

Испытания обычно проводятся в специальных печах, куда помещается испытуемый стройматериал. Увеличивая температуру и силу огня, проверяется, за какой промежуток времени уложенный в печь материал начнет деформироваться и разрушаться. Внутри печи устанавливаются температурные датчики, датчики давления.

Суть испытания заключается в том, что образец стройматериала нагревается до температуры, определяющей условия пожара. Если за время, определенное ГОСТами, он разрушился, то значит, соответствие требованием обосновано. Если разрушение произошло раньше времени, значит, материал не соответствует пределу огнестойкости, заявленному производителем.

В стандартах четко оговаривается, через какой промежуток времени надо учитывать пределы огнестойкости конструкций. Обычно это 30, 60 и 90 минут. Именно на этих трех этапах и регистрируют качественное состояние стройматериала. Результаты заносят в специальный журнал. На основании полученных данных выдается пожарный сертификат.

Огневая стойкость помещений

К огнестойкости строительных конструкций надо подходить с учетом их присутствие в помещениях. Последние по параметру огнестойкости определяются своим наполнением. То есть теми вещами, материалами, мебелью и другими принадлежностями, которыми заполняют пространство комнаты. Здесь пять позиций:

1. Категория «А». В помещениях хранятся взрывоопасные и легковоспламеняющиеся материалы и изделия, которые загораются и взрываются при температуре ниже +30С.
2. «Б». То же самое только при температуре больше +30С.
3. «В». То же самое только без образования взрыва. То есть, начинка только горит, но не взрывается.
4. «Г». В помещениях находятся материалы негорючего типа, которые по технологическим процессам находятся в нагретом состоянии. Они выделяют сами тепло, искры и прочее.
5. «Д». Производится хранение или переработка негорючих материалов (жидкостей, газов, твердых) в холодном или замороженном состоянии.

Классификация зданий по опасности возгорания

Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются, а точнее выбираются, с учетом класса пожарной безопасности здания. Здесь два вида: «К» — определяет состояние несущих конструкций (стены, фундаменты, лестницы, перекрытия и прочее), «С» — качественное состояние самого здания, как единого сооружения.

В категории «К» четыре класса по пределу огнестойкости:

1. «КО» — непожароопасно. Эти здания возводятся из негорючих материалов, у которых предел огнестойкости самый высокий. Возможность разрушения происходит при температуре больше +500С при длительном воздействии огня.
2. «К1» — малопожароопасно. К огнестойкости несущих строительных конструкций этих зданий предъявляются послабления. А именно: они могут по горизонтали и вертикали деформироваться под действием огня и высоких температур в пределах 40 см.
3. «К2» — умереннопожароопасно. Допускаются повреждения несущих конструкций по вертикали – до 80 см, по горизонтали до 50.
4. «К3» — пожароопасно. Происходит деформация вышеобозначенных параметров.

Что касается категории «С», то в основу классификации закладываются пределы огнестойкости отдельных конструкций, составляющих общий каркас сооружения. То есть, «С» зависит от «К». Соотношение такое:

• «С0» — это здания, в которых несущие конструкции соответствуют классу «К0»»
• «С1» — это ситуации, в которых лестничные клетки и лестницы соответствуют «К0», наружные стены «К2», а перегородки «К1»;
• «С2» — лестницы соответствуют «К1», наружные стены «К3», перегородки «К2»;
• «С3» — лестницы соответствуют повреждениям «К1», все остальные несущие и ненесущие конструкции не рассматриваются.

Понятно, что в зданиях могут быть использованы строительные конструкции из разных стройматериалов. А у каждого из них свой предел огнестойкости. Поэтому при расчете класса здания по степени возгорания, учитывают именно эти показатели. Они являются значениями табличными, поэтому ими легко оперировать. Вот несколько примеров самых распространенных строительных материалов, у которых предел огнестойкости определяется температурой плавления.

Материал	Дерево	Кирпич	Бетон	Гипс	Сталь	Глина
Температура плавления, С	250	1300	1500	900	1500	1400

Способы увеличения огневой стойкости

Существует несколько способов увеличения предела огнестойкости строительных конструкций. Самый простой и распространенный вариант – использовать обмазки и штукатурки. Этим способом можно закрывать конструкции из разных строительных материалов. То есть, ограничений, в принципе, никаких. При этом ими закрываются как несущие, так и не несущие конструкции.

Самыми распространенными смесями являются известковые штукатурки, цементные, в состав которых входят перлит, вермикулит, и прочие. Но идеальный раствор – на основе асбеста. Его стараются во внутренних помещениях не использовать.

Внимание! Толщина огнезащитного штукатурного слоя – не менее 25 мм.

Второй вариант – облицовка. Обычно для этого используют кирпич, гипсовые или глиняные плиты. Здесь важно обозначить тот факт, что к пределу огнестойкости каждого материала свои особые требования. Потому что все зависит от времени, которое облицовка сможет выдержать. К примеру, обычный кирпич, уложенный слоем не менее 80 мм, выдержит натиск огня в течение 2 часов. А вот глиняная плита такой же толщины противостоит огню в течение 4,8 часов.

Третий вариант – защитные экраны. По сути, экраны для стен и колон представляют собой панельные конструкции типа сайдинга. Для потолка используются подвесные изделия. Производители сегодня предлагают две их разновидности, отличающихся друг от друга способом защиты: это отражающие материалы и поглощающие. Последние – это экраны, которые противостоят лучистой энергии пламени огня. Такая огнезащита может быть стационарной или передвижной. К категории защитных экранов можно отнести водяные завесы – не самый лучший вариант, если возгорание происходит на большой территории.

Четвертый – это использование антипиренов. К сожалению, разрекламированный способ не является панацеей от пагубного воздействия огня. К пределу огнестойкости он имеет незначительное отношение. Пропитки просто на небольшое время задерживает горение древесины.

И пятый способ защиты – специальные лакокрасочные материалы. Их действие – при высоких температурах вспучиваться, создавая достаточно толстый слой изоляции. Но он все равно малоэффективен по сравнению со штукатурками или облицовкой. Поэтому чаще всего краски применяют для защиты металла.

Говоря о пределах огнестойкости строительных конструкций, необходимо понимать, что все вышеописанные методы увеличивают себестоимость строительства. Но сегодня это простая необходимость, которая иногда гарантирует жизнь людей, находящихся в горящем здании.

Определение огнестойкости строительных конструкций

Огнестойкостью называют важный эксплуатационный показатель сооружений, материалов и конструкций, означающий способность сопротивляться воздействию огня и высоких температур. Данная характеристика в обязательном порядке определяется при проектировании зданий. Она показывает степень безопасности несущих элементов, их способность сохранять свои характеристики при возгорании.

Пределом огнестойкости называется максимальный временной промежуток воздействия на конструкцию пламени или высокой температуры, после завершения которого возникают признаки предельного состояния объекта. Данные о пределе огнестойкости всегда фиксируются в названии материала. Такая характеристика измеряется в минутах.

Среди главных свойств, характерных для наступления предельного состояния элемента, стоит отметить:

• Потерю теплоизолирующей способности
• Утрату целостности
• Нарушение несущей конструкции

Обозначение предела огнестойкости

Существует ряд условных обозначений, регламентированных отечественным законодательством. Устанавливается, что при огнезащите класса EI объект способен выдержать температуру до 180 градусов с обратной холодной стороны, которая не взаимодействует с открытым пламенем.

Пределы огнестойкости строительных конструкций обозначаются следующими показателями:

• Потеря целостности – Е
• Утрата несущей способности – R
• Максимальный уровень плотности теплового потока на расстоянии от необогреваемой части изделия – W
• Потеря теплоизолирующей способности ввиду роста температурного режима необогреваемого элемента объекта до предельных значений – I
• Дымогазонепроницаемость конструкции – S

При расчете степени устойчивости к воздействию огня учитываются следующие факторы:

• Наличие слоев. Материалы, имеющие несколько слоев, отличаются улучшенными теплоизоляционными параметрами
• Воздушные прослойки. Изделия с наличием такого компонента в составе имеют уровень огнестойкости на 10% выше по сравнению с аналогичными товарами, без прослойки
• Направление теплового потока. Этот фактор принимают во внимание при расположении защитных слоев

Зачем определять огнестойкость строительных конструкций

Получая данные об огнестойкости материалов, специалисты могут рассчитать:/

• Характеристики инженерных коммуникаций (водопровод, электропроводка, газоснабжение)
• Мощность и тип систем пожарной безопасности, включая устройства аварийного освещения, дымоудаления, сигнализации, пожаротушения

Какие материалы проверяют на огнестойкость

Анализу подлежат строительные конструкции, включая чердачные и бесчердачные покрытия, лестничные клетки, фермы, балки, прогоны, настилы, наружные несущие, ненесущие и внутренние стены, междуэтажные перекрытия.

Огнестойкость дерева

Дерево – горючий материал. Пределы его огнестойкости определяются в зависимости от периода воздействия пламени, времени от начала пожара до воспламенения.

Удаление влаги из древесины происходит при нагревании до 110 °С. Такое воздействие приводит к выделению газообразных продуктов термической деструкции. Повышение температуры нагреваемой поверхности до 150 °С вызывает пожелтение, повышение выделения летучих веществ. При 150-250 °С дерево обугливается и становится коричневым. После достижения 250-300 °С материал разлагается. Самовоспламенение древесины происходит на отметке 350-450 °С.

Традиционными способами поднять уровень огнестойкости являются:

• Нанесение штукатурки толщиной 2 см
• Окрашивание поверхности вспучивающимися и не вспучивающимися составами
• Пропитка антипиренами

Пределы огнестойкости железобетонных конструкций

Огнестойкость железобетонных конструкций определяется с учетом:

• Уровня эксплуатационных нагрузок
• Типа арматуры
• Конструкции, геометрических параметров
• Толщины защитных слоев бетона
• Вида и категории влажности бетона

Предел огнестойкости железобетонных изделий при возникновении возгорания возникает как следствие:

• Уменьшения степени прочности при нагревании поверхности
• Теплового расширения и начала температурной деформации арматуры
• Появления сквозных отверстий, трещин в сечениях
• Потери теплоизолирующей способности

Наибольшую чувствительность к тепловому воздействию проявляют изгибаемые железобетонные конструкции, например, прогоны, балки, плиты и ригели. Такие элементы защищены от пожара достаточно тонким слоем бетона. В результате попадания под огонь арматура быстро приобретает критическую температуру и разрушается.

Негорючие материалы

Эксперты выделяют категорию негорючих материалов, среди них:

• Изделия для строительства стен (дерево, металлы, кирпич, бетон)
• Теплоизоляционные материалы (пенопласт, минеральная вата, войлок, пено- и газобетон)
• Кровельные и гидроизоляционные изделия (черепица, асбестоцементные листы, кровельная сталь, шифер, бризол, пороизол, рубероид)
• Отделка и облицовка (каменные плиты, пластик, линолеум, керамика)
• Вяжущие материалы (гипс, известь, цемент)

Степени огнестойкости

Согласно действующему законодательству материалы делятся на следующие степени огнестойкости:

• Железобетонные плиты – 1 категория
• Металлические конструкции в стропильных системах без специальной огнезащиты – 2 категория
• Древесина для перекрытий и стропильных систем с защитой из штукатурки, антипирена – 3 категория. Степень 3а и 3б включает в себя здание каркасного типа. Изделия категории 3а — незащищенные металлические конструкции. Продукция категории 3б – дерева и клееный брус с антипиреновыми пропитками и дополнительной огнезащитой
• Постройки из массива древесины или клееного бруса с обработкой штукатуркой, грунтовкой антипиренами — 4 категория. Степень 4a — одноэтажные каркасные металлические сооружения, покрытые горючими теплоизоляционными материалами
• Здания, к которым не предъявляются требования по пределу огнестойкости, — 5 категория

Показатели огнестойкости

Показатели огнестойкости выявляются после огневых испытаний. Одним из ключевых критериев оценки служит потеря целостности конструкции.

При исследовании материалов специалисты проводят следующие работы:

• Оценка теплоизолирующей способности. Изучаются характеристики слоистых ограждающих конструкций, элементов с воздушной прослойкой, с несимметричным расположением слоев. Определяется скорость увеличения влажности, прогрева, разрушения материала
• Анализ несущей способности объектов разной толщины и размеров при увеличении нагрузки

Испытания на огнестойкость

Проведение испытаний подразумевает определение следующих важных значений:

• Время наступления предельных состояний и их характеристики
• Температура необогреваемой поверхности конструкции
• Степень деформации несущих элементов
• Избыточное давление
• Момент появления пламени необогреваемой поверхности
• Время возникновения дыма, трещин, отверстий, отслоений, их характер и размеры
• Предельные состояния (потеря несущей способности, целостности, теплоизолирующих свойств)

Способы увеличения предела огнестойкости

Повысить огнестойкость можно посредством:

• Облицовки несгораемыми материалами (глиняным кирпичом)
• Нанесения специальных огнезащитных покрытий, включая обмазки и краски с термореактивным эффектом
• Наполнения полых элементов водой. Применение водяных завес подразумевает циркуляцию жидкости во внутренних полостях изделия
• Установки защитных экранов. Подвесные потолки часто закрывают несгораемыми плитами. Применяется листовые панели и сайдинг
• Прессования древесины для повышения плотности и прочности материала

ПРЕДЕЛ ОГНЕСТОЙКОСТИ КОНСТРУКЦИИ

ПРЕДЕЛ ОГНЕСТОЙКОСТИ КОНСТРУКЦИИ (заполнения проемов противопожарных преград) — промежуток времени от начала огневого воздействия в условиях стандартных испытаний до наступления одного из нормированных для данной конструкции (заполнения проемов противопожарных преград) предельных состояний [1].

Фактический предел огнестойкости — предел огнестойкости строительной конструкции, полученный в результате расчетов.

Требуемый предел огнестойкости — это минимальный предел огнестойкости строительной конструкции, удовлетворяющий требованиям пожарной безопасности (см. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ) .

Статья 35. Классификация строительных конструкций по огнестойкости [1] .

1. Строительные конструкции зданий и сооружений в зависимости от их способности сопротивляться воздействию пожара (см. ПОЖАР ) и распространению его опасных факторов (см. ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ ПОЖАРА ) в условиях стандартных испытаний подразделяются на строительные конструкции со следующими пределами огнестойкости:

2) не менее 15 минут;

3) не менее 30 минут;

4) не менее 45 минут;

5) не менее 60 минут;

6) не менее 90 минут;

7) не менее 120 минут;

8) не менее 150 минут;

9) не менее 180 минут;

10) не менее 240 минут;

11) не менее 360 минут.

2. Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются в условиях стандартных испытаний. Наступление пределов огнестойкости несущих и ограждающих строительных конструкций в условиях стандартных испытаний или в результате расчетов устанавливается по времени достижения одного или последовательно нескольких из следующих признаков предельных состояний:

1) потеря несущей способности (R);

2) потеря целостности (E);

3) потеря теплоизолирующей способности ( I ) вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений или достижения предельной величины плотности теплового потока на нормируемом расстоянии от необогреваемой поверхности конструкции (W).

3. Предел огнестойкости для заполнения проемов в противопожарных преградах наступает при потере целостности (Е), теплоизолирующей способности (I), достижении предельной величины плотности теплового потока (W) и (или) дымогазонепроницаемости (S).

Статья 87. Требования к огнестойкости и пожарной опасности зданий, сооружений и пожарных отсеков [1].

п. 9. Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций должны определяться в условиях стандартных испытаний по методикам, установленным нормативными документами по пожарной безопасности.

п. 10. Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций, аналогичных по форме, материалам, конструктивному исполнению строительным конструкциям, прошедшим огневые испытания, могут определяться расчетно-аналитическим методом, установленным нормативными документами по пожарной безопасности.

Предельные состояния строительных конструкций

При испытаниях несущих и ограждающих конструкций различают следующие предельные состояния:

Потеря несущей способности (R) вследствие обрушения конструкции или возникновения предельных деформаций:

1) для изгибаемых конструкций следует считать, что предельное состояние наступило, если: прогиб достиг величины L/20 или скорость нарастания деформаций достигла L2/(9000 h) = см/мин (где L — пролет, см; h — расчетная высота сечения конструкции, см).

2) для вертикальных конструкций предельным состоянием следует считать условие, когда вертикальная деформация достигает L/100 или скорость нарастания вертикальных деформаций достигает 10 мм/мин для образцов высотой (3±0,5) м.

Потеря теплоизолирующей способности (I) вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140° С или любой точке этой поверхности более чем на 180° С в сравнении с температурой конструкции до испытания, или более 220° С независимо от температуры конструкции до испытания.

Потеря целостности (E) в результате образования в конструкциях сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя .

Знак предела огнестойкости строительной конструкции состоит из условных обозначений, нормируемых для данной конструкции предельных состояний, и цифры, соответствующей времени достижения одного из этих состояний (первого по времени) в минутах.

Например: REI 30 — предел огнестойкости 30 минут по потере несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности независимо от того, какие из трех предельных состояний конструкции наступят ранее [2] .

Требуемый предел огнестойкости строительной конструкции

Статья 58. Огнестойкость и пожарная опасность строительных конструкций [1].

1. Огнестойкость и класс пожарной опасности строительных конструкций должны обеспечиваться за счет их конструктивных решений, применения соответствующих строительных материалов, а также использования средств огнезащиты.

2. Требуемые пределы огнестойкости строительных конструкций, выбираемые в зависимости от степени огнестойкости зданий и сооружений (см. СТЕПЕНЬ ОГНЕСТОЙКОСТИ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ И ПОЖАРНЫХ ОТСЕКОВ) , приведены в таблице 21 [1] .

Таблица 21. Требуемый предел огнестойкости строительной конструкции

зданий, сооруже-ний и пожарных отсеков

Предел огнестойкости строительных конструкций

Несущие стены, колонны и другие несущие элементы

Наруж-ные ненесу-щие стены

Перекры-тия междуэ-тажные,в том числе чердачные и над подвалами

Строительные конструкции бесчердачных покрытий

Предел огнестойкости строительных конструкций

Огнестойкость строительных конструкций определяется их пределом огнестойкости, который устанавливается по времени (в минутах) наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний (REI):

• потери несущей способности (R);
• потери целостности (Е);
• потери теплоизолирующей способности (I).

Пределы огнестойкости строительных конструкций и их условные обозначения устанавливают по ГОСТ 30247.

При этом предел огнестойкости окон устанавливается только по времени наступления потери целостности (Е).

Огнестойкость строительных конструкций

Здания и пожарные отсеки подразделяются по степеням огнестойкости согласно таблице. К несущим элементам здания, как правило, относятся несущие стены и колонны, связи, диафрагмы жесткости, элементы перекрытий (балки, ригели или плиты), если они участвуют в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания при пожаре. Сведения о несущих конструкциях, не участвующих в обеспечении общей устойчивости здания, приводятся проектной организацией в технической документации на здание.

Классификация степеней огнестойкости зданий (таблица)

Степень огнестойкости здания

Несущие элементы здания

Наружные ненесущие стены

Перекрытия междуэтажные(в том числе чердачные и над подвалами)

Пределы огнестойкости заполнения проемов (дверей, ворот, окон и люков, а также фонарей, в том числе зенитных и других светопрозрачных участков настилов покрытий) не нормируются, за исключением специально оговоренных случаев и заполнения проемов в противопожарных преградах.

В случаях когда минимальный требуемый предел огнестойкости конструкции указан R 15 (RE 15, REI 15), допускается применять незащищенные стальные конструкции независимо от их фактического предела огнестойкости, за исключением случаев, когда предел огнестойкости несущих элементов здания по результатам испытаний составляет менее R 8. (п.5.18*).

Отметим предел огнестойкости металлических незащищенных колон, балок ферм и остеклений – 15 минут.

Необходимо обратить внимание на то, что кроме приведенной выше классификации степеней огнестойкости вновь строящихся зданий в настоящее время действует и классификация степеней огнестойкости зданий регламентированная СНиП 2.01.02-85*, которая пока сохраняет еще три вида промежуточных степеней огнестойкости зданий IIIа, IIIб, IYа.

1. Степень огнестойкости IIIа — здания с каркасной конструктивной схемой из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие конструкции из стальных листов или других негорючих материалов с трудногорючим утеплителем.
2. Степень огнестойкости IIIб – здания с каркасной конструктивной схемой, преимущественно одноэтажные. Элементы каркаса из цельной или клееной древесины с огнезащитной обработкой, обеспечивающей требуемый предел распространения огня.
3. Степень огнестойкости IYа – здания с каркасной конструктивной схемой, преимущественно одноэтажные. Элементы каркаса из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие конструкции из негорючих листовых материалов с горючим утеплителем.

Следует отметить, что при выпуске СНиП 2.01.02-85* взамен СНиП II-А. 5-70 был увеличен нормативно требуемый предел огнестойкости для колонн в зданиях II степени огнестойкости для зданий категорий Г и В.

То есть в многоэтажных зданиях категории Г (главные корпуса ТЭЦ, котельные и т.п.), а также в одноэтажных зданиях категории В (ЗРУ и т.п.), введенных в эксплуатацию в соответствии с СНиП II-А. 5-70 до 1986 года, нормативно допускались металлические не защищенные (не оштукатуренные) колонны с пределом огнестойкости 15 мин.

В соответствии с действующими нормативными документами в период эксплуатации указанных зданий с металлическими не защищенными колоннами требования органов государственного контроля по повышению пределов огнестойкости этих колон правомерны только в период реконструкции, капитального ремонта, изменения функционального назначения и т.п.