Как определить степень огнестойкости здания?

Категория «К»

Деление на категории «К» предполагает учёт мер организационного и конструктивного характера, предпринимаемых для обеспечения требуемой защищённости здания от пожара. Оно включает четыре группы по огнестойкости, каждая из которых относит здание к определённому классу:

  • К0 присваивается не пожароопасным сооружениям;
  • К1 определяет конструкцию как мало пожароопасную;
  • К2 означает достаточно опасное при пожаре сооружение;
  • К3 присваивают пожароопасным конструкциям.

Для расшифровки этих групп предусмотрены следующие описания.

К0 – здание находится в полностью исправном состоянии, а внутри помещений (возле несущих элементов) не имеется складируемых горючих материалов. Причём сами эти элементы не склонны к возгоранию или же могут воспламеняться только при нагревании примерно до 500 градусов.

К1 – на несущих элементах зданий допустимы продольные и поперечные повреждения размером не более 40 сантиметров, а в самой конструкции отсутствуют источники открытого пламени и сильного термического воздействия.

К2 – на поверхностях несущих элементов допускается наличие более серьёзных повреждений с вертикальными размерами до 80-ти и горизонтальными – до 50-ти сантиметров. Источники сильных термических воздействий в этом случае также отсутствуют.

К3 – наблюдаемые повреждения несущих элементов конструкций превышают 80 и 50 сантиметров соответственно с одновременным наличием источников возгорания или теплового эффекта.

Огневая стойкость стройматериалов

К определению степени огнестойкости строительных материалов надо подходить с позиции: горючие они или нет. Поэтому стандартная классификация их так и разделяет на «НГ» – негорючие или «Г» – горючие. Последние делятся на несколько классов:

  • Г1 – слабогорючие;
  • Г2 – умеренные;
  • Г3 – нормальные;
  • Г4 – сильные.

Есть другой параметр, который определяет огневую стойкость стройматериалов – это их воспламеняемость, обозначаемая буквой «В». Здесь три класса:

  • В1 – материалы, воспламеняемые с большим трудом;
  • В2 – воспламеняются умеренно;
  • В3 – легко.

Следующая характеристика степени огнестойкости стройматериалов – возможность или невозможность распространения пламени по своим поверхностям. Обозначается данный параметр аббревиатурой «РП». Итак:

  • РП1 – не распространяют пламя;
  • РП2 – слабо распространяют;
  • РП3 – умеренно;
  • РП4 – сильно.

Дым и токсичность

В СНиПах не указывается, что дым и токсичность выделяемых продуктов сгорания влияют на степень огнестойкости здания. И это правильно. Но при возникновении пожара, где главная задача не только его потушить, но и вовремя провести эвакуацию людей, эти два фактора играют важную роль. Поэтому их обязательно указывают в паспорте строения.

Задымленность или коэффициент выделение дыма строительными материалами обозначается буквой «Д». По этой характеристики все строения разделяются на три группы:

  • Д1 – с малым выделением дыма;
  • Д2 – с умеренным;
  • Д3 – большое выделение.

По токсичности при горении все стройматериалы делятся на четыре группы:

  • Т1 – низкая опасность;
  • Т2 – умеренная;
  • Т3 – высокая;
  • Т4 – крайне опасная для людей.

Обобщая все вышесказанное, можно закончить о степени огнестойкости строительных материалов тем, что в СНиПах все вышеобозначенные показатели (а их пять) объединяются в один общий, который обозначается аббревиатурой «КМ».

По показателю «КМ» стройматериалы делятся на пять классов, где класс КМ1 – это представители, у которых все вышеописанные характеристики имеют минимальное значение. Соответственно класс КМ5 – с максимальными значениями. КМ0 – это класс негорючих.

Группы опасности возгорания

По степени защищённости от пожара все известные типы сооружений подразделяются на пять групп, каждая из которых отличается следующими характерными признаками.

В первую группу входят хорошо защищенные от огневого воздействия объекты с частично подготовленными к тепловому воздействию элементами.

Достигается это за счёт использования специальных инженерных решений, препятствующих их разрушению. Под эту же категорию огневой защищённости подпадают здания из камня и бетона.

Ко второй степени огнестойкости принято относить сооружения, материал которых отличается высокой огнеупорностью. На этих объектах могут использоваться элементы незащищённых строений (металлические дверные блоки, например).

К следующей группе отнесём здания, содержащие несгораемые и трудно сгораемые материалы. (В них также могут входить и сгораемые составляющие, прошедшие специальную защитную обработку).

В зданиях и конструкциях, причисляемых к группе 4, указанные ограничения касаются лишь отдельных составляющих (стен, например), которые способны удерживать горение в ограниченных пределах. Согласно требованиям нормативов несущие части этих конструкций должны состоять из несгораемых материалов.

К пятой и последней группе по степени защищённости от разрушения относятся самые огнеопасные сооружения, в конструкции которых могут применяться легко сгораемые материалы.

Таблица 2. Уровни огнестойкости зданий

Категория огнестойкости Уровень практической пожароопасности здания Максимальная допустимая высота Площадь пожарного отсека
I C0

С0

С1

75 м

50 м

28 м

2500 м2

2500 м2

2200 м2

II С0

С0

С1

28 м

28 м

15 м

1800 м2

1800 м2

1800 м2

III С0

С1

С2

5 м

5 м

2 м

100 м2

800 м2

1200 м2

IV Не рассматривается 5 м 500 м2
V Не рассматривается 3; 5 м 500; 800 м2

Предел огнестойкости строительных конструкций. Таблица пределов огнестойкости конструкций

Предел огнестойкости строительных конструкций

Для обозначения предела огнестойкости строительных конструкций используют такие обозначения как: R (Утрата несущей способности конструкций); I (Утрата теплоизолирующих свойств вследствие увеличения температуры на конструкционной поверхности, которая не подвергается нагреванию до предельных значений); Е (Утрата целостности конструкционных элементов); W (Достижение предельного значения плотности потока тепла на расстоянии от поверхности, которая не подлежит нагреву).

Предел огнестойкости металлических конструкций

Предел огнестойкости металлических конструкций, которые не имеют дополнительной защиты, является небольшим и располагается в диапазоне R10–R15 для тех конструкций, которые изготовленных из стали и R6–R8 для произведенных из алюминия.

Но есть и исключения из этого, являющиеся колоннами массивного сечения и имеющие характеристики высоких значений предела огнестойкости металлических конструкций – R45. Но конструкции подобного вида используются крайне редко.

Незащищенные конструкции, сооруженные из стали можно использовать независимо от их фактических пределов огнестойкости (есть небольшие исключения) тогда, когда минимально допустимый предел огнестойкости строительных конструкций составляет R15 (или RE15). Однако сюда не входят те конструкции, которые относятся к противопожарным преградам. Что касается тех самых упомянутых исключений, то имеются в виду случаи, при которых соответствующая величина предела огнестойкости несущих конструкций по итогам проведенных испытаний достигает только R8 или еще меньшего значения.

Если теплопроводность имеет высокие значения при небольших величинах емкости, то это значит, что осуществляется скоростная потеря незащищенными металлическими конструкциями свойства сопротивления к воздействию открытого огня. Завышенная теплопроводность типична для металлических элементов, и не вызывает появления температурного градиента внутри конструкционного сечения. Именно это и служит основной причиной столь скоростного роста температуры металла до критической отметки. По достижению данной величины прочность материала резко уменьшается и сооружение перестает выдерживать возложенную на него нагрузку.

Предел огнестойкости деревянных конструкций 

Деревянные конструкции, в отличие от металлических, в свойствах имеют горючесть. К факторам, оказывающим влияние на пределы огнестойкости деревянных конструкций, относится время от начала взаимодействия материала и огня до момента возгорания дерева. Отрезок времени, который тратится от самого начала горения и до достижения предельного состояния.

Чтобы древесина повысила степень своей огнестойкости, на нее наносят несколько слоев штукатурки. При нанесении на деревянную колонну слоя толщиной 2 см, предел огнестойкости деревянной конструкции вырастает до R60. Наиболее эффективны в плане огнезащиты пропитка древесины антипиренами и любые лакокрасочные покрытия.

Предел огнестойкости конструкций из железобетона 

Факторов, оказывающих влияние на огнестойкость конструкций из железобетона, довольно много. К ним относятся тип арматуры, которая использовалась при строительстве; особенности геометрии, габариты бетонных слоев, нагрузка, разновидность бетонных слоев и т.д.

Предел огнестойкости строительных конструкций в момент пожара происходит потому, что теряются теплоизолирующие свойства, появляются щели, сколы и сечения и понижается прочность характеристик бетона из-за роста температуры.

Самыми чувствительными конструктивными элементами являются железобетонные изгибаемые конструкции, поскольку рабочую арматуру растянутой зоны, которая обеспечивает важнейший вклад в несущую способность конструкций, защищает от пламени небольшой слой бетона. Таким образом, данный фактор является ключевым и сказывается на большой скорости прогревания рабочей арматуры.

Классификация по содержимому строений

На уровень огнеопасности строения существенное влияние оказывает факт наличия в его помещениях взрывчатых или горючих материалов.

В соответствии с этим все строительные объекты и помещения делятся на пять групп, с характерными признаками которых можно ознакомиться в таблице «Деление по содержанию».

Согласно этой таблице при определении и сооружений обязательно принимается во внимание факт наличия в помещениях веществ, представляющих угрозу в смысле возгорания. Для взрывопожароопасной категории «А», например, характерно то, что в них хранятся газовые баллоны или опасные при возгорании жидкости с температурой воспламенения до 30 градусов

Для взрывопожароопасной категории «А», например, характерно то, что в них хранятся газовые баллоны или опасные при возгорании жидкости с температурой воспламенения до 30 градусов.

К взрывопожароопасной категории «Б» применимо всё то же самое, но при условии наличия в жилых и нежилых помещениях значительных объёмов горючих веществ с температурой воспламенения более 30 градусов.

Просто пожароопасная категория «В» соответствует содержанию в комнатах небольших объёмов горючих жидкостей или твёрдых взрывоопасных веществ, которые быстро воспламеняются при непосредственном контакте с воздухом.

Содержащая потенциальную угрозу категория «Г» назначается при наличии в зданиях материалов или веществ, не имеющих горючих свойств.

Категория «С»

Указанная классификация соответствует делению по классам «К», проводимым с учётом фактического состояния несущих конструктивных элементов лестничных клеток, лифтовых шахт, подсобных помещений и других вспомогательных объектов.

Классификация по «С» касается сравнения состояний перечисленных выше объектов с теми же параметрами, определяемыми при делении по «К».

Так, объекты категории С0 должны полностью соответствовать классу К0. Для тех же позиций с категорией С1 допускается наличие повреждений перегородок и несущих элементов до состояния К1, а наружных стен – только до К2. При этом лестничные клетки и сами пролёты должны иметь идеальное состояние.

Для категории С2 допустимое повреждение несущих конструкций (включая перегородки) ограничивается состоянием К2, наружных стен – до К3, а лестничных пролётов и клеток – до К1.

Категория С3 допускает повреждение лестничных маршей и клеток до К1; при этом все остальные элементы здания не учитываются.

Огнестойкость строительных конструкций: сталь, бетон, газосиликат

Однако не каждая негорючая стена или балка способна гарантированно защитить обитателей дома при пожаре. Строительные конструкции могут не только воспламеняться. Они способны:

  • расплавляться,
  • разрушаться полностью или частично,
  • раскаляться до сверхвысоких температур.

Способность отдельных строительных сборных элементов и узлов противостоять разрушающим факторам пожара называется огнестойкостью. Эта характеристика практически не связана со способностью изделия гореть.

Профессионалам известен факт: сосновая балка сопротивляется огню дольше, чем стальная, хотя дерево горит, а сталь – нет.

  • Брус или бревно, тлея и воспламеняясь, теряют в минуту 1 мм сечения.
  • Швеллер из Ст3 при нагреве до 400о С теряет прочность уже на 15-й минуте.

Дом из какого материала Вам нравится больше всего?

Дом из бруса
25.17%

Дом из кирпича
18.92%

Бревенчатый дом
14.73%

Дом из газобетонных блоков
15.4%

Дом по канадской технологии
11.67%

Дом из оцилиндрованного бревна
3.96%

Монолитный дом
4.13%

Дом из пеноблоков
2.96%

Дом из сип-панелей
3.06%

Проголосовало: 3103

То есть, деревянная балка диаметром 200 мм способна противостоять огню на протяжении, примерно, 0,5 часа – до тех пор, пока ее толщина не уменьшится до критического значения. Двутавр же, который кажется цельным и суперпрочным, при серьезном пожаре может сложиться вместе с перекрытием в любой момент – очень неожиданно.

Но конструкции могут быть не только несущими, но и просто ограждающими. Приведем два примера о стальных и бетонных межкомнатных перегородках.

  • Стена из стали не защитит от высокой температуры комнату, если в соседнем помещении пожар. Теплопроводная перегородка раскалит воздух. Со временем воспламенится бумага и другие горючие изделия.
  • Простенок из бетона поначалу сможет предотвратить проникновение пламени из соседнего помещения. Но спустя пару десятков минут влага внутри бетона конденсируется в пар, который в поисках выхода рванет и оставит в простенке изрядную прореху.
  • Газобетонные перегородки сохраняют свои свойства на протяжении сотен и тысяч минут. Кладка из газосиликата под воздействием пламени продолжают выполнять несущие, ограничивающие и изолирующие функции.

Что такое R, E, I: классификация строительных сооружений по стойкости к огневому воздействию

Для оценки защитной способности принята их классификация по пределам огнестойкости. Соответствующие термины и показатели определены в ГОСТ 30247.

Предел огнестойкости строительных конструкций измеряется во времени – в количестве минут, прошедших от начала горения до наступления одного из трех событий:

  1. Утрата несущей способности конструкцией – т. е. полное деформирование или разрушение строительного узла. Обозначается индексом R.
  2. Утрата целостности конструкции. В простенке возникают сквозные трещины и прогары. через которые распространяется пламя. Обозначается индексом Е.
  3. Утрата теплоизолирующей способности. Характеризуется:
  • нагреванием поверхности стены, противолежащей от пожара, на 140о С,
  • или нагреванием этой поверхности до 220о С – до температуры воспламенения бумаги.

Пределы огнестойкости определяют для каждого вида конструкций с учетом их функционального назначения.

  • Для колонн, стоек, ферм и балок определяют в первую очередь показатель R – время до потери способности воспринимать механические нагрузки.
  • Наружные несущие стены испытывают до наступления потери несущей способности и целостности – определяют значения времени R и E
  • Наружные ненесущие и самонесущие стены подвергают испытаниям для оценки параметра Е – времени до потери состояния целостности.
  • Внутренние ненесущие простенки тестируют на время до потери изолирующей способности – параметр I.
  • Для несущих внутренних стен и защитных противопожарных перегородок определяют значения для всех трех показателей – R, E, I.
ТЕХНИЧЕСКИЙ НАДЗОР ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ДОМАТЕХНИЧЕСКИЙ НАДЗОР ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ДОМА

Огнестойкость определяется экспериментально. В процессе испытаний модулируются условия настоящих пожаров:

  • стандартного,
  • в туннеле,
  • в закрытом помещении,
  • наружного и т. д.

В лаборатории конструкцию подвергают тем тепловым и механическим нагрузкам, которые она может выдерживать в реальности.

Колонны обжигают с четырех сторон, простенки – с одной. Детали нагревают до 1200о С и выше. Динамику изменений параметров строительной конструкции фиксируют для каждого предельного состояния и по всем значениям температур.

Пример школы и больницы

Расчёт предела огнестойкости рассмотрим на примере здания школы или больницы, внутреннее устройство которых очень удобно для этих целей. Они отличаются от других строений периодичностью своей структуры, поскольку состоят из ряда последовательно размещаемых помещений.

Для предварительного расчёта искомого показателя потребуются узнать следующие данные:

  • этажность учреждения (его высота);
  • общее количество отдельных помещений;
  • особенности материалов, применяемых при постройке.

Таблица 4. Температуры горения различных материалов

Древесина 230-260°С Сотовый поликарбонат 220–240°С
ПВХ ~400°С Сталь 1450–1600°С
Бетон (цемент) ~1500°С Гипс 900°С
Красные кирпичи ~1300°С Гипсобетон До 1450°С
Огнеупорные кирпичи >1580°С Глина 1350-1580°С

Одно или двух этажным строениям этого типа обычно присваивается III степень огнестойкости и категория С0 (пожарная безопасность). Для зданий вместимостью до 100 мест и высотой до 3-х метров второй показатель будет соответствовать категория С1 (при той же степени огнестойкости).

Больничные и школьные постройки, рассчитанные на 150 мест и более, имеют предположительно вторую степень по огнестойкости и категорию С1 по пожарной безопасности.

Если же высота этих строений превышает 9 метров, а количество обслуживаемых мест более 300 – в результате испытаний им присваивается степень II или I. По пожарной безопасности они соответствуют категории С0 (С1).

Объясняется это тем, что на данном этапе должны учитываться архитектурных особенности как всего строения в целом, так и отдельных его элементов.

Горючесть стройматериалов

Наши жилища напичканы легковоспламеняющимся пластиком и деревом. При выборе проекта здания следует знать: способен ли дом стать крепостью в критической ситуации? Перед покупкой строительных материалов хорошо бы получить ответы на два вопроса:

  1. Насколько хорошо они способствуют развитию горения?
  2. Насколько надежно стены, колонны и перекрытия, возведенные из приобретенного стройматериала, смогут защитить жильцов от воздействия разрушительных факторов пожара?

Ответ, полученный на первый вопрос, означает, что вы прояснили для себя степень пожарной опасности купленного материала. Ответ на второй – вы смогли определить степень огнестойкости строительной конструкции.

Согласно требованиям СНиП 21-01-97 все строительные материалы можно охарактеризовать той или иной степенью пожарной опасности.

Газобетонные блоки входят в число чемпионов по негорючести. Их основа – природный минерал, натуральный камень. Это несгораемый материал, который:

  • не тлеет,
  • не воспламеняется,
  • не обугливается,
  • не распространяет дым,
  • не выделяет ядовитых газов.

Портландцемент, зольные добавки, песок – не только не поддерживают, но и препятствуют горению. Поэтому газобетон, как материал, в пожарном отношении полностью безопасен.

5 РЕАЛЬНЫХ СПОСОБОВ ЭКОНОМИТЬ НА СТРОИТЕЛЬСТВЕ5 РЕАЛЬНЫХ СПОСОБОВ ЭКОНОМИТЬ НА СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий