Определение огнестойкости здания. Степень огнестойкости здания

При оценивании противопожарных характеристик (свойств) различных зданий или построек особое внимание уделяется учету степени огнестойкости. Под огнестойкостью подразумевается функциональная способность конструктивных составляющих сооружений подавлять распространение огня, не теряя при этом своих эксплуатационных характеристик. К таким свойствам относят несущую и ограждающую способности. Рассмотрим эти понятия подробнее.

Предел огнестойкости здания: определение, факторы, влияющие на его значения

При потере несущей способности происходит нарушение целостности здания, а потеря ограждающей способности влечет за собой появление трещин и отверстий сквозного типа, вплоть до проникновения внутрь построек огня, с последующим горением.

Предел огнестойкости здания – время от начала горения при пожаре до времени возникновения признаков потери, а именно таких как:

• появление трещин сквозного типа;
• повышение температурных показателей на ненагреваемой части выше 140°С или в любом месте выше 180°С в сравнении с температурой всей конструкции до испытательных работ;
• потеря конструкцией несущих функциональных характеристик.

На значение предела огнестойкости влияют размеры и физические свойства материалов. Чем толще стены, тем продолжительнее (по времени) будет предел огнестойкости. На степень огнестойкости здания влияют:

• этажность сооружения;
• площадь;
• тип здания (административного, жилого типа и пр.);
• качество и степень огнеупорности материалов.

Степень огнестойкости здания зависит от огнестойкости строительных конструкций. Их разделяют на три основных группы:

• несгораемые (камень, кирпич, металлические конструкции);
• трудносгораемые (горючие материалы, поверхность которых предохранена несгораемой смесью);
• легкосгораемые (древесина).

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, входящих в 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).

При строительстве любого здания обязательно еще на стадии проекта рассматриваются вопросы организации в сооружении запасных выходов, путей эвакуации в экстренных случаях, расположения средств Но рассматривать эти моменты можно, только если знать степень огнестойкости здания. Сложности в настоящее время с этим могут возникнуть, так как чаще всего в городах возводятся однотипные сооружения. Но далее постараемся разобраться, как определяется огнестойкость, от чего она зависит.

Что такое огнестойкость?

Это способность сооружений и отдельных конструкций выстоять под натиском пожара без разрушений и деформаций. Именно степень огнестойкости здания покажет, насколько быстро огонь сможет распространиться по строению, если возникнет пожар.

Все показатели определяются с учетом СНиП. Эти нормы позволяют определить уровень не только здания, но и всех материалов, которые использовались при сооружении.

Классификация по способности к возгоранию

1. Несгораемые.
2. Трудно поддающиеся воздействию огня. Они могут быть выполнены из сгораемых материалов, но которые сверху имеют специальную обработку или покрытие. В качестве примера можно привести деревянную дверь, облицованную сталью или покрытую асбестом.
3. Сгораемые. Имеют низкую температуру воспламенения и под воздействием огня быстро сгорают.

Основа для определения огнестойкости

В качестве определяющей основы, для определения степени огнестойкости здания берется время, которое прошло с момента возникновения пожара и до появления первых заметных дефектов. К таковым относятся:

• Трещины и нарушение целостности поверхности, что может способствовать проникновению пламени или продуктов его сгорания.
• Повышение температуры материалов более чем на 160 градусов.
• Деформация несущих конструкций и основных узлов, что становится причиной обрушения всего сооружения.

Имеют низкую степень огнестойкости здания, построенные из деревянных конструкций, наиболее безопасными по возгоранию считаются железобетонные, особенно, если в составе цемент с высоким уровнем огнестойкости.

Зависимость огнестойкости от материалов

Способность здания противостоять огню во многом зависит от тех материалов, из которых оно построено. Их можно классифицировать, опираясь на следующие характеристики:

Степень огнестойкости конструкций здания зависит от времени, которое требуется для деформации материала:

• Керамические кирпичи или силикатные начинают деформироваться через 300 минут после начала пожара.
• Бетонные перекрытия, толщиной более 25 см, через два часа.
• 75 минут требуется для начала деформации деревянных конструкций с гипсовым покрытием.
• Час пройдет, прежде чем начнет деформироваться дверь, обработанная антипиреном.
• достаточно 20-минутного воздействия огня.

Степень огнестойкости кирпичных зданий достаточно высокая, чего не скажешь про металлические, которые уже при 1000 градусах переходят в жидкое состояние.

Присвоение категории по пожарной безопасности

Согласно нормативным требованиям, только после того, как сооружению будет присвоена определенная категория по пожарной безопасности, можно определять степень огнестойкости здания. А делается это на основании следующих признаков:

• По изменению показателей теплоизоляции, если сравнивать с состоянием перед пожаром.
• По заграждающему эффекту, который исключает образование трещин в конструкциях.
• По уменьшению способности выполнять несущие функции.

При определении степени огнестойкости здания обязательно учитывается площадь сооружения и качество всех используемых материалов.

Характеристика степеней огнестойкости

Их определение производится на основании СНиП, за основу всегда берется устойчивость к огню главных функциональных конструкций. Рассмотрим, сколько степеней огнестойкости зданий и сооружений существует и каковы их основные характеристики:

Виды огнестойкости

Специальные требования к способности противостоять огню предъявляются ко всем конструкциям здания. Для них важны такие показатели:

• Способность выполнять несущую функцию.
• Теплоизоляция.
• Целостность.

Большую роль играет также безопасность строения. Специалисты сегодня делят огнестойкость сооружений на два вида:

1. Фактическая.
2. Требуемая.

Фактическая степень огнестойкости здания - это способность противостоять огню, которая была определена в ходе проведенной экспертизы. В качестве критериев для оценки берутся имеющиеся нормативные документы. Для конструкций разного типа уже разработаны пределы огнестойкости. Эти данные очень легко найти и использовать для работы.

Требуемая огнестойкость - это показатели, которые должны быть у строения, чтобы соответствовать всем нормам пожарной безопасности. Они определяются нормативными документами и зависят от многих характеристик строения:

• Общая площадь здания.
• Количество этажей.
• Предназначение.
• Наличие средств и установок для тушения пожаров.

Если в ходе проверки выяснилось, что фактическая степень огнестойкости зданий и сооружений равна или превышает требуемую, то строение соответствует всем нормам.

Классы опасности возгорания

Для определения огнестойкости всего здания конструкции делят на несколько категорий, а здания на несколько классов.

1. КО — непожароопасно. В помещениях отсутствуют материалы, которые быстро воспламеняются, а основные конструкции не отличаются самовозгоранием и возгоранием при температурах, близких к 500 градусам.
2. К1 — низкая пожарная опасность. Могут допускаться небольшие повреждения, но не более 40 см. Нет горения, тепловой эффект не возникает.
3. К2 — умеренная пожарная опасность. Повреждения могут достигать 80 см, но теплового эффекта нет.
4. К3 — пожароопасно. Нарушения целостности более 80 см, присутствует тепловой эффект и возможно возгорание.

1. СО. Все подсобные помещения, главные конструкции и лестницы с проемами соответствуют классу КО.
2. С1. Могут присутствовать небольшие повреждения ведущих конструкций до К1, а наружных до К2. Лестницы и проемы должны находиться в отличном состоянии.
3. С2. Повреждения главных конструкций может достигать К2, внешних К3, а лестниц до К1.
4. С3. Лестницы с проемами повреждены до К1, а все остальное в расчет не берется.

Правила для определения стойкости здания по отношению к огню

Мало знать о важности огнестойкости зданий и сооружений, важно еще и уметь ее определить. А для этого существуют некоторые правила:

1. Проведение тестирования здания предполагает наличие под руками его плана, а также понадобятся:

• Свод правил по обеспечению огнестойкости железобетонных конструкций.
• Руководство по определению пределов огнестойкости.
• Пособие к СНиП «Предотвращение распространения пожара».

2. Предел огнестойкости определяется временем воздействия на сооружение огня. При достижении конструкциями одного из пределов пожар прекращают.

3. Перед началом тестирования надо изучить документацию к зданию, где имеется информация о материалах и их примерной огнестойкости.

4. Обращать внимание необходимо в документах на имеющееся заключение о применении специальных технологий для повышения пожарной безопасности.

5. Предварительное изучение здания предполагает и рассмотрение всех подсобных помещений, лестниц и лестничных проемов, чердачных отсеков. Они могут быть сооружены из других материалов или иметь на момент тестирования видимые повреждения.

6. Современная архитектура очень часто при строительстве использует новейшие технологии, что может сказаться на прочности и устойчивости к огню. Эти моменты также надо учитывать.

7. Перед проведением определения огнестойкости надо приготовить средства для тушения, проверить исправность шлангов, вызвать пожарную бригаду.

Когда все предварительные мероприятия проведены, то можно приступать непосредственно к практическому определению огнестойкости.

Практическое определение устойчивости к огню

Приступая к практической части, важно взять архитекторский план с собой, даже если он был тщательно изучен. Дальнейшие действия таковы:

Показателем огнестойкости материала будет время воздействия огня и скорость его распространения. У разных зданий этот показатель может варьировать от 20 минут до 2,5 часов. Скорость возгорания и того меньше - от мгновенного до 40 см в минуту.

Вот так на практике осуществляется расчет огнестойкости здания.

Способы повышения огнестойкости

Не всегда получается при строительстве использовать только негорючие или малогорючие материалы, поэтому на помощь приходят способы повышения их устойчивости к воздействию огня.

Чаще всего применяются следующие:

Если используются многокомпонентные химические средства для повышения огнестойкости, то надо учитывать, что некоторые из них содержат органические вещества, которые разлагаются при температуре выше 300 градусов с выделением токсических веществ. Поэтому лучше отдавать предпочтение покрытия на минеральной основе с жидким стеклом.

Не сложно определить огнестойкость зданий и сооружений. Важно провести все предварительные подготовки и можно считать, что большая часть работы выполнена. Расчет можно отнести больше к затратным, чем сложным. Самое главное - это особая осторожность во время тестирования и контроль температуры в печи.

Подход к строительству любых зданий и сооружений должен отталкиваться от безопасности с разных точек зрения. И не последнее место здесь занимает пожарная безопасность. От стойкости конструкции по отношению к огню зависят в экстренных ситуациях человеческие жизни.

Условия развития пожара в зданиях и сооружениях во многом определяются их огнестойкостью. Под огнестойкостью понимают способность материалов, конструкций и зданий в целом противо­стоять возгоранию, сохранять прочность, не разрушаться и не де­формироваться под действием высоких температур при пожаре.

Предел огнестойкости строительных конструкций определя­ется временем в часах и минутах от начала их огневого стандарт­ного испытания до возникновения одного из предельных состоя­ний по огнестойкости: по плотности - образование в конструк­циях сквозных трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя; по теплоизолирующей способности - повышение температуры на необогреваемой по­верхности в среднем более чем на 160 °С или в любой точке этой поверхности более чем на 190 °С в сравнении с температурой конструкции до испытания, или более 220 °С независимо от тем­пературы конструкции до испытания; по потере несущей спо­собности конструкций и узлов - обрушение или прогиб в зави­симости от типа конструкции. Наименьший предел огнестойкос­ти имеют незащищенные металлические конструкции, а наи­больший - железобетонные.

Степень огнестойкости зданий и сооружений зависит от груп­пы возгораемости и предела огнестойкости основных строитель­ных конструкций. В соответствии со СНиП «Противопожарные нормы» здания могут быть пяти степеней огнестойкости: I, II, III, IV и V. Наиболее безопасны в отношении пожаров здания I и II степеней огнестойкости.

В постройках и сооружениях I и II степеней огнестойкости все конструктивные элементы несгораемые (кроме крыш в зда­ниях с чердаками, которые могут быть сгораемыми) с пределами огнестойкости соответственно 0,5...2 ч. и 0,25...2 ч. При III степе­ни огнестойкости зданий и объектов несгораемыми должны быть только несущие стены, каркас, колонны, а перегородки, между­этажные и чердачные перекрытия могут быть из трудносгорае­мых материалов или из сгораемых, но оштукатуренных или обра­ботанных огнезащитным составом. В сооружениях IV степени ог­нестойкости несгораемыми могут быть только противопожарные стены (брандмауэры), разделяющие здания большой площади на части; несущие стены, колонны, перегородки и заполнение кар­касных стен должны быть трудносгораемыми, а несущие элемен­ты покрытий могут быть сгораемыми. У зданий V степени огне­стойкости все элементы, кроме брандмауэров, могут быть из сго­раемых строительных материалов.

В зданиях всех степеней огнестойкости допускается делать сго­раемыми: щитовые перегородки, остекленные при высоте глухой части до 1,2 м от пола, а также сборно-разборные и раздвижные; полы (кроме тех помещений, где применяют или хранят ЛВЖ и ГЖ); оконные переплеты, ворота и двери, кроме расположенных в противопожарных стенах; облицовку стен, перегородок и потол­ков, обрешетку крыш и стропила в зданиях с чердаками; кровлю в зданиях III, IV и V степеней огнестойкости с чердаками.

ПОСОБИЕ

ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРЕДЕЛОВ ОГНЕСТОЙКОСТИ КОНСТРУКЦИЙ,

ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОГНЯ ПО КОНСТРУКЦИЯМ И ГРУПП ВОЗГОРАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ

ВНИМАНИЕ!!!

Разработано к СНиП II-2-80 "Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений". Приведены справочные данные о пределах огнестойкости и распространения огня по строительным конструкциям из железобетона, металла, древесины, асбестоцемента, пластмасс и других строительных материалов, а также данные о группах возгораемости строительных материалов.

Для инженерно-технических работников проектных, строительных организаций и органов государственного пожарного надзора. Табл. 15, рис. 3.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее Пособие разработано к СНиП II-2-80 "Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений". Оно содержит данные о нормируемых показателях огнестойкости и пожарной опасности строительных конструкций и материалов.

Раздел 1 пособия разработан ЦНИИСК им. Кучеренко (д-р техн. наук проф. И.Г. Романенков, канд. техн. наук В.Н. Зигерн-Корн). Раздел 2 разработан ЦНИИСК им. Кучеренко (д-р техн. наук И.Г. Романенков, кандидаты техн. наук В.Н. Зигерн-Корн, Л.Н. Брускова, Г.М. Кирпиченков, В.А. Орлов, В.В. Сорокин, инженеры А.В. Пестрицкий, В.И. Яшин); НИИЖБ (д-р техн. наук В.В. Жуков; д-р техн. наук, проф. А.Ф. Милованов; канд. физ.-мат. наук А.Е. Сегалов, кандидаты техн. наук А.А. Гусев, В.В. Соломонов, В.М. Самойленко; инженеры В.Ф. Гуляева, Т.Н. Малкина); ЦНИИЭП им. Мезенцева (канд. техн. наук Л.М. Шмидт, инж. П.Е. Жаворонков); ЦНИИПромзданий (канд. техн. наук В.В. Федоров, инженеры Э.С. Гиллер, В.В. Сипин) и ВНИИПО (д-р техн. наук, проф. А.И. Яковлев; кандидаты техн. наук В.П. Бушев, С.В. Давыдов, В.Г. Олимпиев, Н.Ф. Гавриков; инженеры В.3.Волохатых, Ю.А. Гринчик, Н.П. Савкин, А.Н. Сорокин, В.С. Харитонов, Л.В. Шейнина, В.И. Щелкунов). Раздел 3 разработан ЦНИИСК им. Кучеренко (д-р техн. наук, проф. И.Г. Романенков, канд. хим. наук Н.В.Ковыршина, инж. В.Г.Гончар) и Институтом горной механики АН Груз. ССР (канд. техн. наук Г.С. Абашидзе, инженеры Л.И. Мирашвили, Л.В. Гурчумелия).

При разработке Пособия использованы материалы ЦНИИЭП жилища и ЦНИИЭП учебных зданий Госгражданстроя, МИИТ МПС СССР, ВНИИСТРОМ и НИПИсиликатобетон Минпромстройматериалов СССР.

Использованный в Руководстве текст СНиП II-2-80 набран полужирным шрифтом. Его пункты имеют двойную нумерацию, в скобках дана нумерация по СНиП.

В случаях, когда приведенные в Пособии сведения недостаточны для установления соответствующих показателей конструкций и материалов, за консультациями и с заявками на проведение огневых испытаний следует обращаться в ЦНИИСК им. Кучеренко или НИИЖБ Госстроя СССР. Основанием для установления этих показателей могут также служить результаты испытаний, выполненных в соответствии со стандартами и методиками, утвержденными или согласованными Госстроем СССР.

Замечания и предложения по Пособию просьба направлять по адресу: Москва, 109389, 2-я Институтская ул., д.6, ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Пособие составлено в помощь проектным, строительным организациям и органам пожарной охраны с целью сокращения затрат времени, труда и материалов на установление пределов огнестойкости строительных конструкций, пределов распространения огня по ним и групп возгораемости материалов, нормируемых СНиП II-2-80.

1.2.(2.1). Здания и сооружения по огнестойкости подразделяются на пять степеней. Степень огнестойкости зданий и сооружений определяется пределами огнестойкости основных строительных конструкций и пределами распространения огня по этим конструкциям.

1.3.(2.4). Строительные материалы по возгораемости подразделяются на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

1.4. Пределы огнестойкости конструкций, пределы распространения огня по ним, а также группы возгораемости материалов, приведенные в настоящем Пособии, следует вносить в проекты конструкций при условии, что их исполнение полностью соответствует описанию, данному в Пособии. Материалы Пособия следует также использовать при разработке новых конструкций.

2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ. ПРЕДЕЛЫ ОГНЕСТОЙКОСТИ И ПРЕДЕЛЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОГНЯ

2.1(2.3). Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются по стандарту СЭВ 1000-78 "Противопожарные нормы строительного проектирования. Метод испытания строительных конструкций на огнестойкость".

Предел распространения огня по строительным конструкциям определяется по методике, приведенной в прил.2.

ПРЕДЕЛ ОГНЕСТОЙКОСТИ

2.2. За предел огнестойкости строительных конструкций принимается время (в часах или минутах) от начала их огневого стандартного испытания до возникновения одного из предельных состояний по огнестойкости.

2.3. Стандарт СЭВ 1000-78 различает следующие четыре вида предельных состояний по огнестойкости: по потере несущей способности конструкций и узлов (обрушение или прогиб в зависимости от типа конструкций); до теплоизолирующей. способности - повышение температуры на необогреваемой поверхности в среднем более чем на 160 °C или в любой точке этой поверхности более чем на 190 °С в сравнении с температурой конструкции до испытания, или более 220 °С независимо от температуры конструкции до испытания; по плотности - образование в конструкциях сквозных трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя; для конструкций, защищенных огнезащитными покрытиями и испытываемых без нагрузок, предельным состоянием будет достижение критической температуры материала конструкции.

Для наружных стен, покрытий, балок, ферм, колонн и столбов предельным состоянием является только потеря несущей способности конструкций и узлов.

2.4. Предельные состояния конструкций по огнестойкости, указанные в п.2.3, в дальнейшем для краткости будем называть соответственно I, II, III и IV предельными состояниями конструкции по огнестойкости.

В случаях определения предела огнестойкости при нагрузках, определяемых на основании подробного анализа условий, возникающих во время пожара и отличающихся от нормативных, предельное состояние конструкции будем обозначать 1А.

2.5. Пределы огнестойкости конструкций могут быть определены и расчетным путем. В этих случаях испытания допускается не проводить.

Определение пределов огнестойкости расчетным путем следует выполнять по методикам, одобренным Главтехнормированием Госстроя СССР.

2.6. Для ориентировочной оценки предела огнестойкости конструкций при их разработке и проектировании можно руководствоваться следующими положениями:

а) предел огнестойкости слоистых ограждающих конструкций по теплоизолирующей способности равен, а, как правило, выше суммы пределов огнестойкости отдельно взятых слоев. Отсюда следует, что увеличение числа слоев ограждающей конструкции (оштукатуривание, облицовка) не уменьшает ее предела огнестойкости по теплоизолирующей способности. В отдельных случаях введение дополнительного слоя может не дать эффекта, например, при облицовке листовым металлом с необогреваемой стороны;

б) пределы огнестойкости ограждающих конструкций с воздушной прослойкой в среднем на 10% выше пределов огнестойкости тех же конструкций, но без воздушной прослойки; эффективность воздушной прослойки тем выше, чем больше она удалена от нагреваемой плоскости; при замкнутых воздушных прослойках их толщина не влияет на предел огнестойкости;

в) пределы огнестойкости ограждающих конструкций с несимметричным расположением слоев зависят от направленности теплового потока. С той стороны, где вероятность возникновения пожара выше, рекомендуется располагать несгораемые материалы с низкой теплопроводностью;

г) увеличение влажности конструкций способствует уменьшению скорости прогрева и повышению огнестойкости за исключением тех случаев, когда увеличение влажности увеличивает вероятность внезапного хрупкого разрушения материала или появления местных выколов, особенно опасно это явление для бетонных и асбестоцементных конструкций;

д) предел огнестойкости нагруженных конструкций уменьшается с увеличением нагрузки. Наиболее напряженное сечение конструкций, подверженное воздействию огня и высоких температур, как правило, определяет величину предела огнестойкости;

е) предел огнестойкости конструкции тем выше, чем меньше отношение обогреваемого периметра сечения ее элементов к их площади;

ж) предел огнестойкости статически неопределимых конструкций, как правило, выше предела огнестойкости аналогичных статически определимых конструкций за счет перераспределения усилий на менее напряженные и нагреваемые с меньшей скоростью элементы; при этом необходимо учитывать влияние дополнительных усилий, возникающих вследствие температурных деформаций;

з) возгораемость материалов, из которых выполнена конструкция, не определяет ее предела огнестойкости. Например, конструкции из тонкостенных металлических профилей имеют минимальный предел огнестойкости, а конструкции из древесины имеют более высокий предел огнестойкости, чем конструкции из стали при тех же отношениях обогреваемого периметра сечения к его площади и величины действующих напряжений к временному сопротивлению или пределу текучести. В то же время следует учитывать, что применение сгораемых материалов вместо трудносгораемых или несгораемых может понизить предел огнестойкости конструкции, если скорость его выгорания будет выше скорости прогревания.

Для оценки предела огнестойкости конструкций на основании вышеперечисленных положений необходимо располагать достаточными сведениями о пределах огнестойкости конструкций, аналогичных рассматриваемым по форме, использованным материалам и конструктивному исполнению, а также сведениями об основных закономерностях их поведения при пожаре или огневых испытаниях.

2.7. В случаях, когда в табл.2-15 пределы огнестойкости указаны для однотипных конструкций различных размеров, предел огнестойкости конструкции, имеющей промежуточный размер, может определяться по линейной интерполяции. Для железобетонных конструкций при этом должна осуществляться интерполяция и по величине расстояния до оси арматуры.

ПРЕДЕЛ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОГНЯ

2.8. (прил.2, п.1). Испытание строительных конструкций на распространение огня заключается в определении размера повреждения конструкции вследствие ее горения за пределами зоны нагрева - в контрольной зоне.

2.9. Повреждением считается обугливание или выгорание материалов, обнаруживаемое визуально, а также оплавление термопластичных материалов.

За предел распространения огня принимается максимальный размер повреждения (см), определяемый по методике испытания, изложенной в прил.2 к СНиП II-2-80.

2.10. На распространение огня испытывают конструкции, выполненные с применением сгораемых и трудносгораемых материалов, как правило, без отделки и облицовки.

Конструкции, выполненные только из несгораемых материалов, следует считать не распространяющими огонь (предел распространения огня по ним следует принимать равным нулю).

Если при испытании на распространение огня повреждение конструкций в контрольной зоне составляет не более 5 см, ее также следует считать не распространяющей огонь.

2.11. Для предварительной оценки предела распространения огня могут быть использованы следующие положения:

а) конструкции, выполненные из сгораемых материалов, имеют предел распространения огня по горизонтали (для горизонтальных конструкций - перекрытий, покрытий, балок и т.п.) более 25 см, а по вертикали (для вертикальных конструкций - стен, перегородок, колонн и т.п.) - более 40 см;

б) конструкции, выполненные из сгораемых или трудносгораемых материалов, защищенных от воздействия огня и высоких температур несгораемыми материалами, могут иметь предел распространения огня по горизонтали менее 25 см, а по вертикали - менее 40 см при условии, что защитный слой в течение всего времени испытания (до полного остывания конструкции) не прогреется в контрольной зоне до температуры воспламенения или начала интенсивного термического разложения защищаемого материала. Конструкция может не распространять огонь при условии, что наружный слой, выполненный из несгораемых материалов, в течение всего времени испытания (до полного остывания конструкции) не прогреется в зоне нагрева до температуры воспламенения или начала интенсивного термического разложения защищаемого материала;

в) в случаях, когда конструкция может иметь различный предел распространения огня при нагревании с разных сторон (например, при несимметричном расположении слоев в ограждающей конструкции), этот предел устанавливается по его максимальному значению.

БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

2.12. Основными параметрами, которые оказывают влияние на предел огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций являются: вид бетона, вяжущего и заполнителя; класс арматуры; тип конструкции; форма поперечного сечения; размеры элементов; условия их нагрева; величина нагрузки и влажность бетона.

2.13. Увеличение температуры в бетоне сечения элемента во время пожара зависит от вида бетона, вяжущего и заполнителей, от отношения поверхности, на которую действует пламя, к площади поперечного сечения. Тяжелые бетоны с силикатным заполнителем прогреваются быстрее, чем с карбонатными заполнителями. Облегченные и легкие бетоны тем медленнее прогреваются, чем меньше их плотность. Полимерная связка, как и карбонатный заполнитель, уменьшает скорость прогрева бетона вследствие происходящих в них реакций разложения, на которые расходуется тепло.

Массивные элементы конструкции лучше сопротивляются воздействию огня; предел огнестойкости колонн, нагреваемых с четырех сторон, меньше предела огнестойкости колонн при одностороннем нагреве; предел огнестойкости балок при воздействии на них огня с трех сторон меньше предела огнестойкости балок, нагреваемых с одной стороны.

2.14. Минимальные размеры элементов и расстояния от оси арматуры до поверхностей элемента принимаются по таблицам настоящего раздела, но не менее требуемых главой СНиП II-21-75 "Бетонные и железобетонные конструкции".

2.15. Расстояние до оси арматуры и минимальные размеры элементов для обеспечения требуемого предела огнестойкости конструкций зависят от вида бетона. Легкие бетоны имеют теплопроводность на 10-20%, а бетоны с крупным карбонатным заполнителем на 5-10% меньше, чем тяжелые бетоны с силикатным заполнителем. В связи с этим расстояние до оси арматуры для конструкции из легкого бетона или из тяжелого бетона с карбонатным заполнителем может быть принято меньше, чем для конструкций из тяжелого бетона с силикатным заполнителем при одинаковом пределе огнестойкости выполненных из этих бетонов конструкций.

Величины пределов огнестойкости, приведенные в табл.2-6, 8, относятся к бетону с крупным заполнителем из силикатных пород, а также к плотному силикатному бетону. При применении заполнителя из карбонатных пород минимальные размеры как поперечного сечения, так и расстояние от осей арматуры до поверхности изгибаемого элемента могут быть уменьшены на 10%. Для легких бетонов уменьшение может быть на 20% при плотности бетона 1,2 т/м 3 и на 30% для изгибаемых элементов (см. табл.3, 5, 6, 8) при плотности бетона 0,8 т/м 3 и керамзитоперлитобетона с плотностью 1,2 т/м 3 .

2.16. Во время пожара защитный слой бетона предохраняет арматуру от быстрого нагрева и достижения ее критической температуры, при которой наступает предел огнестойкости конструкции.

Если принятое в проекте расстояние до оси арматуры меньше требуемого для обеспечения необходимого предела огнестойкости конструкций, следует его увеличить или применить дополнительные теплоизоляционные покрытия по подвергаемым огню поверхностям элемента *. Теплоизоляционное покрытие из известково-цементной штукатурки (толщиной 15 мм), гипсовой штукатурки (10 мм) и вермикулитовой штукатурки или теплоизоляции из минерального волокна (5 мм) эквивалентны увеличению на 10 мм толщины слоя тяжелого бетона. Если толщина защитного слоя бетона больше 40 мм для тяжелого бетона и 60 мм для легкого бетона, защитный слой бетона должен иметь дополнительное армирование со стороны огневого воздействия в виде сетки арматуры диаметром 2,5-3 мм (ячейками 150х150 мм). Защитные теплоизоляционные покрытия толщиной более 40 мм также должны иметь дополнительное армирование.

* Дополнительные теплоизоляционные покрытия могут выполняться в соответствии с "Рекомендациями по применению огнезащитных покрытий для металлических конструкций" - М.; Стройиздат, 1984.

В табл.2, 4-8 приведены расстояния от обогреваемой поверхности до оси арматуры (рис.1 и 2).

Рис.1. Расстояния до оси арматуры

Рис.2. Среднее расстояние до оси арматуры

В случаях расположения арматуры в разных уровнях среднее расстояние до оси арматуры a должно быть определено с учетом площадей арматуры (A 1 , A 2 , …, A n ) и соответствующих им расстояний до осей (a 1 , a 2 , …, a n ), измеренных от ближайшей из обогреваемых (нижней или боковой) поверхностей элемента, по формуле

.

2.17. Все стали снижают сопротивление растяжению или сжатию при нагреве. Степень уменьшения сопротивления больше для упрочненной высокопрочной арматурной проволочной стали, чем для стержневой арматуры из малоуглеридостой стали.

Предел огнестойкости изгибаемых и внецентренно сжатых с большим эксцентриситетом элементов по потере несущей способности зависит от критической температуры нагрева арматуры. Критической температурой нагрева арматуры является температура, при которой сопротивление растяжению или сжатию уменьшается до величины напряжения, возникающего в арматуре от нормативной нагрузки.

2.18. Табл.5-8 составлены для железобетонных элементов с ненапрягаемой и преднапряженной арматурой в предположении, что критическая температура нагрева арматуры равна 500 °С. Это соответствует арматурным сталям классов A-I, A-II, А-Iв, А-IIIв, A-IV, Ат-IV, A-V, Ат-V. Отличие критических температур для других классов арматуры следует учитывать, умножая приведенные в табл.5-8 пределы огнестойкости на коэффициент j или деля приведенные в табл.5-8 расстояния до осей арматуры на этот коэффициент. Значения j следует принимать:

1. Для перекрытий и покрытий из сборных железобетонных плоских плит сплошных и многопустотных, армированных:

а) сталью класса A-III, равным 1,2;

б) сталями классов A-VI, AT-VI, AT-VII, B-I, ВР-I, равным 0,9;

в) высокопрочной арматурной проволокой классов B-II, Вр-II или арматурными канатами класса К-7, равным 0,8.

2. Для перекрытий и покрытий из сборных железобетонных плит с продольными несущими ребрами "вниз" и коробчатого сечения, а также балок, ригелей и прогонов в соответствии с указанными классами арматур: а) j = 1,1; б) j = 0,95; в) j = 0,9.

2.19. Для конструкций из любого вида бетона должны быть соблюдены минимальные требования, предъявляемые к конструкциям из тяжелого бетона с пределом огнестойкости 0,25 или 0,5 ч.

2.20. Пределы огнестойкости несущих конструкций в табл.2, 4-8 и в тексте приведены для полных нормативных нагрузок с соотношением длительно действующей части нагрузки G ser к полной нагрузке V ser , равной 1. Если это отношение равно 0,3, то предел огнестойкости увеличивается в 2 раза. Для промежуточных значений G ser / V ser предел огнестойкости принимается по линейной интерполяции.

2.21. Предел огнестойкости железобетонных конструкций зависит от их статической схемы работы. Предел огнестойкости статически неопределимых конструкций больше, чем предел огнестойкости статически определимых, если в местах действия отрицательных моментов имеется необходимая арматура. Увеличение предела огнестойкости статически неопределимых изгибаемых железобетонных элементов зависит от соотношения площадей сечения арматуры над опорой и в пролете согласно табл.1.

Таблица 1

Отношение площади арматуры над опорой к площади арматуры в пролете	Увеличение предела огнестойкости изгибаемого статически неопределимого элемента, %, по сравнению с пределом огнестойкости статически определимого элемента

Примечание. Для промежуточных отношений площадей увеличение предела огнестойкости принимается по интерполяции.

Влияние статической неопределимости конструкций на предел огнестойкости учитывается при соблюдении следующих требований:

а) не менее 20% требуемой на опоре верхней арматуры должно проходить над серединой пролета;

б) верхняя арматура над крайними опорами неразрезной системы должна заводиться на расстояние не менее 0,4l в сторону пролета от опоры и затем постепенно обрываться (l - длина пролета);

в) вся верхняя арматура над промежуточными опорами должна продолжаться к пролету не менее чем на 0,15l и затем постепенно обрываться.

Изгибаемые элементы, заделанные на опорах, могут рассматриваться как неразрезные системы.

2.22. В табл.2 приведены требования к железобетонным колоннам из тяжелого и из легкого бетона. Они включают требования по размерам колонн, подвергаемых воздействию огня со всех сторон, а также находящихся в стенах и нагреваемых с одной стороны. При этом размер b относится только к колоннам, нагреваемая поверхность которых находится на одном уровне со стеной, или для части колонны, выступающей из стены и несущей нагрузку. Предполагается, что в стене отсутствуют отверстия вблизи колонны в направлении минимального размера b .

Для колонн сплошного круглого сечения в качестве размера b следует принимать их диаметр.

Колонны с параметрами, приведенными в табл.2, имеют внецентренно приложенную нагрузку или нагрузку со случайным эксцентриситетом при армировании колонн не более 3% от поперечного сечения бетона, за исключением стыков.

Предел огнестойкости железобетонных колонн с дополнительным армированием в виде сварных поперечных сеток, установленных с шагом не более 250 мм следует принимать по табл.2, умножая их на коэффициент 1,5.

Короткий путь http://bibt.ru

Классификация зданий и сооружений по огнестойкости.

В оценке противопожарных качеств зданий и сооружений большое значение имеет их огнестойкость.

Огнестойкость - это способность строительных конструктивных элементов здания выполнять несущие и ограждающие функции в условиях пожара в течение определенного времени. Она характеризуется пределом огнестойкости.

Пределы огнестойкости конструкций объекта должны быть такими, чтобы конструкции сохранили несущие и ограждающие функции в течение всей продолжительности эвакуации людей или пребывания их в местах коллективной защиты. При этом пределы огнестойкости должны назначаться без учета воздействия средств тушения на развитие пожара.

Предел огнестойкости строительных конструкций определяется временем (ч) от начала пожара до возникновения одного из признаков: а) образования в конструкции сквозных трещин; б) повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140° С или в какой-либо точке этой поверхности более чем на 180° С по сравнению с температурой конструкции до испытания, или более 220° С независимо от температуры конструкции до испытания; г) потери конструкцией несущей способности.

Предел огнестойкости отдельных строительных конструкций зависит от их размеров (толщины или сечения) и физических свойств материалов. Например, каменные стены здания толщиной 120 мм. имеют предел огнестойкости 2,5 ч, а при толщине 250 мм предел огнестойкости повышается до 5,5 ч.

Степень огнестойкости здания зависит от степени возгораемости и предела огнестойкости основных строительных конструкций его. Все здания и сооружения по огнестойкости подразделяются на пять степеней (табл. 32).

Таблица 32 Классификация зданий и сооружений по огнестойкости.

Степень огнестойкости	Основные строительные конструкции
	несущие стены, стены лестничных клеток, колонны	наружные стены из навесных панелей и наружные фахверковые стены	плиты, настилы и другие несущие конструкции междуэтажных и чердачных перекрытий	плиты, настилы и другие несущие конструкции покрытий	внутренние несущие стены (перегородки)	противопожарные стены
I	Несгораемые (2,5)	Несгораемые (0,5)	Несгораемые (1,0)	Несгораемые (0,5)	Несгораемые (0,5)	Несгораемые (2,5)
II	Несгораемые (2,0)	Несгораемые (0,25); трудносгораемые (0,5)	Несгораемые (0,75)	Несгораемые (0,25)	Трудносгораемые (0,25)	Несгораемые (2,5)
III	Несгораемые (2,0)	Несгораемые (0,25); трудносгораемые (0,15)	Трудносгораемые (0,75)	Сгораемые	Трудносгораемые (0,25)	Несгораемые (2,5)
IV	Трудносгораемые (0,5)	Трудносгораемые (0,25)	Трудносгораемые (0,25)	»	Трудносгораемые (0,25)	Несгораемые (2,5)
V	Сгораемые	Сгораемые	Сгораемые	»	Сгораемые	Несгораемые (2,5)

Примечание. В скобках указаны пределы огнестойкости (ч).

Данное деление на степени введено СНиП II-А. 5-70, в котором дается девять примечаний, что следует иметь в виду при пользовании таблицей.