Предел огнестойкости конструкции

Действующая нормативная база

Степень огнестойкости деревянного дома – это способность постройки сохранять геометрические размеры, прочностные характеристики и основные функциональные возможности при воздействии пожара. Уровень этого параметра определяется промежутком времени, в течении которого здание удовлетворяет описанным выше условиям.

Сегодня существует сразу несколько нормативных документов, регулирующих сферу обеспечения пожарной безопасности в строительстве. К их числу относятся:

  • Федеральный закон №123-ФЗ, изданный достаточно давно — 22.07.2008 года. С тех пор он многократно корректировался, а последняя его редакция вступила в силу совсем недавно – 29.07.2017 г. Документ представляет собой Технический регламент, формулирующий требования пожбезопасности;
  • СНиП 21-01-97, в котором содержатся основные нормы и требования, связанные с обеспечением пожарной безопасности при возведении и эксплуатации здания и сооружений;
  • НБП 106-95. Ведомственный документ противопожарной службы МВД России, оставшийся актуальным после переподчинения ее подразделений МЧС. Он описывает противопожарные требования, касающиеся индивидуальных жилых домов.

Выше приведены только самые основные документы, связанные с вопросами строительства и эксплуатации различных зданий и сооружений, в том числе деревянных. Помимо указанных, существует еще достаточно большое количество законодательных и нормативных актов, разобраться в которых человеку, не имеющему юридическое образование достаточно сложно.

Нормативные требования

Степени и предельные значения показателей огнестойкости металлических сооружений регламентируются действующими нормативными актами (Федеральным законом, в частности).

На основании этого документа все известные виды металлоконструкций по предельным состояниям входящих в их состав элементов и способности противостоять распространению пожара классифицируются по следующим признакам:

  1. «R» – потеря балками, фермами, рамами или колоннами их начальной несущей способности.
  2. «E» – нарушение целостности металлической конструкций (чаще всего используется для оценки состояния наружных стен).
  3. «I» – снижение теплоизолирующих свойств до предельных значений.

Для ряда специфичных элементов вводятся смешанные признаки ухудшения состояния (REI120 или RE30, например). Добавим также, что все эти величины измеряются в часах или минутах.

Более подробно ознакомиться с величинами этих показателей для различных конструктивных элементов можно в таблицах.

Таблица 1. Степени огнестойкости зданий, строений и пожарных отсеков

Степень огнес-тойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков Несущие стены, колонны и другие несущие элементы Наружные ненесущие стены Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами)

Строительные конструкции бесчердачных покрытий

Строительные конструкции лестничных клеток

настилы (в том числе с утеплителем) фермы, балки, прогоны внутренние стены марши и площадки лестниц
I R 120 Е 30 REI 60 RE 30 R 30 REI 120 R 60
II R 90 Е 15 REI 45 RE 15 R 15 REI 90 R 60
III R 45 Е 15 REI 45 RE 15 R 15 REI 60 R 45
IV R 15 Е 15 REI 15 RE 15 R 15 REI 45 R 15
V не нормируется не нормируется не нормируется не нормируется не нормируется не нормируется не нормируется

Таблица 2. Значение критической температуры различных металлических конструкций

Материал конструкции Tcr, град.С
Сталь углеродистая Ст3, Ст5 470
Низколегированная сталь марки:

25Г2С

30ХГ2С

550

500

Алюминевые сплавы марки:

АМг-6,

АВ-Т1Д1Т,

Д16ТВ92Т

225

250

165

Все эти характеристики для большинства незащищённых металлических элементов имеют сравнительно малое значение, укладывающееся в диапазон R10-R15 (R6-R8 – для алюминия).

Причины этого – в структурных особенностях стальных деталей, связанных с их теплопроводностью и характером распределения температур по продольным сечениям.

В качестве исключения могут рассматриваться массивные колоны со сплошным сечением, предел огнестойкости которых нередко достигает значения R45.

Железобетонные конструкции

К основным показателям, оказывающим существенное влияние на характеристики огнестойкости железобетонных конструкций, следует отнести марку бетона, а также тип входящего в его состав вяжущего и наполнителя.

Помимо этого предел огнестойкости зависит от состава и класса используемой арматуры, геометрических особенностей конструкции (включая конфигурацию и размеры опорных элементов).

Следует добавить такие важные для этого материала факторы, как условия, при которых осуществляется нагрев, а также показатель нагрузки на отдельные элементы и влажность бетонных структур.

В условиях распространения открытого огня в бетонных структурах определяющее влияние на показатель их огнестойкости оказывают снижение прочностных характеристик бетона по мере его нагрева, тепловое расширение входящей в конструкции арматуры.

Прочность теряется за счет появления в арматуре сквозных отверстий и небольших трещин, к тому же теряются теплоизолирующие свойства.

Самыми уязвимыми при распространении пожара оказываются способные к изгибу элементы конструкций (ригеля, балки, прогоны и плиты перекрытий). Ознакомимся с их характеристиками более подробно.

Причины разрушения (снижения прочности)

Основная причина снижения прочности металлоконструкций при пожаре – длительное воздействие критических температур. В результате этого разрушаются нормальные связи между элементами всей конструкции с одновременным ослаблением межмолекулярных металлических связей (вследствие плавления).

Среди факторов, способствующих разрушению стальных конструкций, особо выделяются:

  • высокая теплопроводность, объясняемая образованием во время пожара так называемого «электронного газа»;
  • обезуглероживание поверхностного слоя металлических заготовок, способствующее возникновению в нём нагрузок растягивающего типа;
  • большой перепад температур по сечениям каркасных оснований и перекрытий из металла, приводящий к появлению критических напряжений.

При подготовке решений по защите конструкций от термических воздействий во время пожара все эти факторы должны учитываться в единой связке.

5.2 Отбор проб и изготовление образцов

5.2.1 Пробы
бетонной смеси для изготовления контрольных образцов при производственном
контроле прочности бетона следует отбирать в соответствии с требованиями ГОСТ 10181 и ТУ
5745-227-36554501 и п. , и настоящего
стандарта.

5.2.2 Объем
пробы бетонной смеси должен превышать требуемый для изготовления всех серий
контрольных образцов не менее чем в 1,2 раза. Перед формованием образцов
отобранная проба бетонной смеси должна быть дополнительно перемешана вручную. В
случае, если при приготовлении бетонной смеси были использованы
воздухововлекающие добавки, дополнительное перемешивание смеси не допускается.

5.2.3 Все
образцы, предназначенные для определения различных характеристик бетона,
следует изготавливать из одной пробы бетонной смеси и уплотнять их в одинаковых
условиях.

Отклонения
значений средней плотности бетона отдельных серий и средней плотности отдельных
образцов в каждой серии к моменту их испытания не должны превышать 2 %.При несоблюдении этого
требования результаты испытаний не учитывают.

5.2.4 Образцы
для определения прочности бетона следует изготавливать в формах,
соответствующих требованиям ГОСТ
22685 и дополнительным требованиям настоящего стандарта. Для бетонов класса
по прочности В80 и выше следует применять неразборные формы. Шероховатость
внутренних поверхностей форм Ra£ 3,2 мкм по ГОСТ
2789.

Перед
использованием форм их внутренние поверхности должны быть покрыты тонким слоем
смазки, не оставляющей пятен на поверхности образцов и не влияющей на свойства
поверхностного слоя бетона.

5.2.5 Укладку и
уплотнение бетонной смеси следует производить не позднее, чем через 20 мин
после отбора пробы.

5.2.6 Образцы
формуют следующим образом:

формы заполняют
бетонной смесью слоями высотой не более 50 мм. Каждый слой уплотняют
штыкованием стальным стержнем диаметром 16 мм с закругленным концом. Число
нажимов стержня рассчитывают из условия, чтобы один нажим приходился на 10 см2
верхней открытой поверхности образца, штыкование выполняют равномерно по
спирали от краев формы к ее середине таким образом, чтобы бетонная смесь равномерно
распределялась по всей поверхности образца, включая углы формы.

Форму с
уложенной бетонной смесью жестко закрепляют на лабораторной вибро-площадке и
дополнительно уплотняют, вибрируя до полного уплотнения, характеризуемого
прекращением оседания бетонной смеси, выравниванием ее поверхности, появлением
на ней тонкого слоя цементного теста и прекращением выделения пузырьков
воздуха.

Лабораторная
виброплощадка должна иметь следующие характеристики: частота вертикальных
колебаний с формой, заполненной бетонной смесью, — (2900 ± 100) мин-1,
амплитуда вертикальных колебаний — (0,5 ± 0,05) мм, амплитуда горизонтальных
колебаний — не более 0,1 мм, отклонение амплитуд колебаний краев площадки от ее
середины — не более 20 %.

После окончания
укладки и уплотнения бетонной смеси в форме верхнюю поверхность образца
заглаживают мастерком или пластиной.

5.2.7
Непосредственно после изготовления образцов на них должна быть нанесена
маркировка. Маркировка не должна повреждать образец или влиять на результаты
испытания.

Сооружения из металла

К особенностям металлоконструкций следует отнести быстрое разрушение под воздействием открытого огня. В связи с этим норма предела огнестойкости по EI, например, не превышает значений порядка 10-20 минут. Такой же эффект наблюдается и при оценке пределов, связанных с другими характеристическими показателями.

Образцами современных металлоконструкций, подлежащих оценке на огнестойкость по описанным выше критериям, являются одноэтажные сооружения, имеющие один или несколько пролётов, нагруженные каркасные основания многоэтажных домов и лифтовые шахты.

Оцениваются здания и сооружения коллективного пользования (выставки, спортивные арены, а также зрелищные и культурные объекты), строения, выполняющие особые функции (эллинги, ангары, цеха авиационной сборки).

Должен быть определен предел огнестойкости для радио и телевизионных мачт, а также вышек специального назначения, пролетов мостов, эстакад и современных путепроводов. Обязательно указывают прочностные характеристики для стальных дверей с пределом огнестойкости EI-60.

Перечень образцов конструкций этой категории может быть дополнен сварными сооружениями, изготавливаемыми из металлопроката (газгольдеры, доменные печи и резервуары.).

Особенности огнестойких дверей

При изготовлении огнестойких дверей используются негорючие материалы, современные наполнители с огнеупорными свойствами. Высокотехнологичное наполнение делает дверную конструкцию стойкой к пламени, придает ей отличные тепло- и звукоизоляционные качества.

Наполнитель состоит из базальтовых волокон, содержащих диоксид кремния или минераловатных плит, и заполняет дверное полотно изнутри. Кремнезин или диоксид кремния удерживают постоянную температуру до 1200 градусов, непродолжительную до 1700 градусов. Способность базальтовых волокон к удержанию температуры зависит от длины нити.

Основной материал, из которого изготавливаются огнестойкие дверные конструкции – это цельногнутый стальной профиль, чья температура плавления колеблется от 700 до 1000 градусов. Для возгорания стали температура пламени должна превысить 2000 градусов. В свою очередь, синтетические и деревянные материалы возгораются при температуре около 220 градусов. Металлические дверные конструкции сопротивляются открытому огню до 2 часов.

Основные критерии при выборе противопожарной двери:

  1. Предел необходимой огнестойкости – это временной промежуток, в течение которого дверь противостоит огню. Он высчитывается в минутах и составляет от 15 до 120 в зависимости от модели. Предел огнестойкости определяется специальными испытаниями в ходе сертификации двери.
  2. Качественные комплектующие, замки, обязательно оснащенные специальной системой, позволяющей оперативно покинуть опасное помещение в случае пожара.
  3. Толщина дверного полотна и внешний вид. Некоторые модели имеют металлическую поверхность со специальным порошковым напылением, также существуют варианты со стальной оцинковкой, выдерживающей существенные скачки температуры. Толщина пожароустойчивой двери колеблется в диапазоне от 1,5 до 6 мм.
  4. Светопрозрачность. При необходимости остекления используется специальное огнестойкое стекло, но наибольшей пожароустойчивостью обладают глухие двери.
  5. Материал стены, в которую планируется установка двери, необходимо учитывать, и выбирать дверную коробку подходящей охватывающей конструкции.
  6. Производитель. Чтобы приобрести действительно качественную и надежную продукцию, следует остановить свой выбор на изделиях проверенных фирм с хорошей репутацией, которые несут гарантийные обязательства, используют современное оборудование и надежные материалы.

Качественная противопожарная дверь имеет специальную маркировку, где указывается название компании-производителя, наименование изделия, номер партии, показатель огнестойкости и описание технологического процесса изготовления двери.

Жароупорные бетоны

Данные из таблицы относятся к обычным бетонам. Однако в результате научных и практических изысканий была открыта возможность создания жароупорного бетона на основе портландцемента, который способен выдерживать температуру в 1100 градусов и даже выше.

Для этого в состав материала вводят алюмокремнеземистые либо кремнеземистые тонкомолотые добавки, связывающие гидроокись кальция, которая выделяется в результате гидратации цемента.

Кроме того, в качестве заполнителей используют термостойкие и огнеупорные материалы, такие как:

  • Кирпичный щебень;
  • Доменный шлак;
  • Туф;
  • Шамот;
  • Андезит;
  • Базальт;
  • Хромистый железняк.

Базальтовый щебень

Максимальная температура, которую может выдерживать такой бетон, зависит от наполнителей. К примеру, при использовании шамота, максимальная температура составляет 1100-1200 градусов по Цельсию. Если конструкция не будет подвергаться нагреву свыше 700 градусов, в качестве наполнителя можно применять бой глиняного кирпича либо доменный шлак.

Таким образом, приготовить жаростойкий бетон можно даже своими руками на строительной площадке.

Совет! После возведения железобетонных конструкций зачастую возникает необходимость в их механической обработке. В таком случае используют специальное оборудование с алмазными насадками. К примеру, строителями зачастую выполняется алмазное бурение отверстий в бетоне, а также резка железобетона алмазными кругами.

5.7 Обработка и оценка результатов испытаний

5.7.1 Прочность бетона R, МПа, следует
вычислять с точностью до 0,1 МПа при испытаниях на сжатие для каждого образца
по формуле:

(1)

где F — разрушающая нагрузка, Н;

А — площадь рабочего сечения образца, мм2;

α — масштабный коэффициент для приведения прочности
бетона к прочности бетона в образцах базового размера.

5.7.2 Значения масштабного коэффициента а для
образцов-кубов размером 10×10×10 см следует определять
экспериментальным путем в соответствии с приложением 11 к ГОСТ 10180
не реже двух раз в год. Значение коэффициента α должно находиться в
пределах от 0,95 до 1,0. В случае получения значения коэффициента ниже 0,95
следует провести аттестацию и обновить парк форм.

5.7.3 Прочность бетона в серии образцов определяют
как среднее арифметическое значение прочности отдельных образцов в серии:

из двух образцов — по двум образцам;

из трех образцов — по двум наибольшим по прочности
образцам;

из четырех образцов — по трем наибольшим по
прочности образцам.

Разрушенный образец необходимо подвергнуть
визуальному осмотру и отметить в журнале испытаний:

характер разрушения;

наличие крупных (диаметром более 5 мм) раковин и
каверн внутри образца;

наличие зерен заполнителя размером более 1,5 Dmax, комков глины, следов
расслоения, инородных тел.

В случае наличия перечисленных дефектов структуры, а
также разрушения образца по одной из дефектных схем по приложению 7 к ГОСТ 10180
данный результат учитывать не следует.

При отбраковке дефектных образцов прочность бетона в
серии образцов определяют по всем оставшимся образцам, если их не менее двух.
Результаты испытания серии из двух образцов при отбраковке одного образца не
учитывают.

5.7.4 Оценку прочности бетона отдельных партий (при
определении прочности бетона по контрольным образцам) статистическими методами
в начальный период проводят в соответствии с п. 5.7.4.1, а в последующий период
— в двух вариантах — по пп. 5.7.2 и 5.7.4.3.

5.7.4.1 В начальный период уровень требуемой
прочности бетона в партии принимается по ГОСТ 18105 по п. 3.7, в котором
допускается, при контроле нерегулярно выпускаемых бетонных смесей, коэффициент
вариации принимать равным коэффициенту вариации бетона другого состава при
условии его изготовления по той же технологии и на одинаковых материалах и
отличающегося по прочности не более чем на два класса, либо расчетным путем,
после получения 30 единичных значений.

5.7.4.2 По первому варианту — однородность бетона по
прочности (коэффициент вариации Vп) принимают по данным
завода-изготовителя данной партии бетона.

При этом минимальное значение коэффициента вариации Vп
принимают равным не менее 10 % (Vп ≥ 10 %).

Условия приемки партии бетона — по формуле (8) ГОСТ 18105:

Rф
Rт
= ВнормКт
(2)

где Rф — фактическая прочность партии бетона (по
контрольным образцам), МПа;

Rт
— требуемая прочность бетона, МПа;

Внорм — нормируемое значение
прочности бетона в проектном или промежуточном возрасте, МПа;

Кт — коэффициент требуемой
прочности (по табл. 2 ГОСТ 18105) при заводском
коэффициенте вариации Vпзавод
≥ 10 %.

5.7.4.3 По второму варианту в случаях,
когда заводской коэффициент вариации неизвестен, приемку бетона по прочности
проводят путем сравнения проектного класса бетона с приближенным значением
«условного класса» (Вусл) прочности бетона

Внорм
Вусл = 0,8 Rф,
(3)

где 0,8 — коэффициент перехода от средней прочности
к условному классу, принимаемый по п. 6 приложения Д СТО 36554501-009.

В случаях когда для изготовления одной конструкции
(например, плиты фундамента или перекрытия) используют бетонную смесь разных
партий и/или разных заводов-изготовителей, характеристики однородности бетона
по прочности следует принимать либо по заводу с максимальным коэффициентом
вариации (первый вариант оценки); либо — по второму варианту оценки.

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.

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.

5.5 Подготовка к испытаниям образцов и условия их проведения

5.5.1 В
помещении для испытания образцов следует поддерживать температуру воздуха в
пределах (20 ± 5) °С и относительную влажность воздуха не менее 55 %. В этих
условиях образцы должны быть выдержаны до испытания в распалубленном виде в
течение не менее 24 ч.

5.5.2 Перед
испытанием образцы подвергают визуальному осмотру, устанавливая наличие
дефектов в виде околов ребер, раковин и инородных включений. Образцы, имеющие
трещины, околы ребер, раковины диаметром более 10 мм и глубиной более 5 мм,
инородные включения, а также следы расслоения и недоуплотнения бетонной смеси,
испытанию не подлежат. Результаты осмотра записывают в журнал испытаний. В
случае необходимости испытания образцов, имеющих указанные дефекты, в журнале
фиксируют схему расположения дефектов.

5.5.3 На
образцах выбирают и отмечают грани, к которым должны быть приложены усилия в
процессе нагружения.

5.5.4 Линейные размеры
образцов измеряют с погрешностью не более 1 %. Результаты измерений линейных
размеров образцов записывают в журнал испытаний.

5.5.5
Отклонения от плоскостности поверхностей образцов и от перпендикулярности их
смежных граней определяют по приложению 5 к ГОСТ 10180.

5.5.6 Если
опорные грани образцов не удовлетворяют требованиям пп. и ,
то они должны быть выровнены путем шлифования.

5.5.7 Перед
испытанием образцов определяют их среднюю плотность по ГОСТ 12730.1.

Классификация зданий по степени огнестойкости

Огнестойкость здания определяется в четком соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП). Так, по степени огнестойкости все здания разделяются на пять основных групп. Первая группа.

Здания, сильнее всего защищенные от негативных последствий, возникающих вследствие пожара. Основные материалы, используемые для этих сооружений – бетон и камень, устойчивые к действию повышенных температур и огня.

Вторая группа

охватывает также здания с огнеупорными конструкциями, как и в первом случае, с небольшим допущением использования незащищенных элементов в стальных конструкциях.К третьему классу относят постройки, в конструктивном строении которых присутствуют несгораемые и трудносгораемые материалы. Если в состав конструкции входят сгораемые материалы, то их обязательно необходимо обработать специальной огнезащитной смесью.

Здания, которым присваивается четвертая степень огнестойкости

, должны иметь в своей конструкции противопожарные стены, а для стен несущего типа должны использоваться трудносгораемые материалы. Для сооружений, входящихв пятую группу , характерно использование сгораемых материалов, однако для несущих стен, как и для зданий четвертой степени огнестойкости, применяют материалы несгораемой природы. Степень огнестойкости здания (сооружения) должна совпадать с взрыво- и пожаробезопасностью помещения.

Здания, сделанные из кирпича, имеют высокую степень защищенности от возгорания – первую степень огнестойкости. Кирпич – материал, устойчивый к процессам горения – он не горит и не тлеет, в связи с чем большинство компаний-застройщиков предпочитают строить дома именно из этого материала.

Факторы, которые влияют на степень огнестойкости жилого здания

На степень огнестойкости любого жилого здания влияет его этажность и площадь – чем выше жилой дом и обширнее по площади, то тем выше степень огнестойкости. В основном для домов жилого типа используют кирпич, камень или бетон, поэтому их наделяют первой степенью огнестойкости. Если для строительства подобного сооружения используют кирпич и бетонные блочные элементы, то это второй класс огнестойкости. Для домов, построенных на металлическом каркасе, с обшивкой из трудносгораемых материалов, присваивают третью степень огнестойкости.

Дома с основой из деревянного каркаса присваивают четвертую степень огнестойкости, а в пятый класс отнесены дома, наибольшим образом подверженные возникновению пожара.

В связи с возникающими в административных и жилых помещениях пожарами большое внимание при строительстве зданий уделяется такому критерию как огнестойкость зданий. Огнестойкость любого здания рассчитывается с учетом вышеперечисленных особенностей и строительных нормативов и правил (СНиП)

ИНФОРМАЦИОННАЯ СПРАВКА о требованиях пожарной безопасности к применению композитной арматуры в железобетонных, монолитных изделиях (конструкциях)

Согласно пункта 4.4, СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные
конструкции» — конструкция в течении длительного времени должна удовлетворить
температурные воздействия.

Требования к арматуре (ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для
армирования бетонных конструкций») предъявляется согласно п.4.5, СП 63.13330.2012 –
предел огнестойкости.

Для предела огнестойкости несущих стен, колонн и других несущих элементов
строительных конструкций установлен нормативный показатель R – потеря несущей
способности (п. 9.1.1, ГОСТ 30247.0-94 и п. 8.1.1, ГОСТ 30247.1-94), согласно таблицы 21 (см. выше),
ФЗ-123.

Предельная температура эксплуатации (ПТЭ) неметаллической (композитной) арматуры
указывается производителем изделия в подтверждающих документах, учитывая п. 4.3,
СТО НОСТРОЙ 2.5.90-2013.

Арматуру композитную полимерную (АКП) или арматура неметаллическая композитная
(АНК) необходимо подтверждать сертификатами соответствия (пожарной безопасности)
следующих нормативных документов:

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

Общие сведения

В первую очередь следует сказать, что люди зачастую путают огнестойкость железобетонных конструкций с жаростойкостью, а это несколько разные понятия:

  • Огнестойкость — сопротивление материала непродолжительному воздействию открытого огня при пожаре
  • Жаростойкость — это способность бетонов сохранять свои свойства при длительном или даже постоянном воздействии высоких температур во время эксплуатации тепловых агрегатов.

В результате незначительной теплопроводности материала, при непродолжительном воздействии высокой температуры бетон и арматура, которая расположена под защитным слоем, не успевают достаточно разогреться.

Поэтому гораздо более губительным для бетона является его поливание водой, что происходит при тушении пожара. При этом происходит растрескивание материала, нарушение защитного слоя и, как следствие, обнажение арматуры.

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.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий