Что такое огнестойкость зданий конструкций

Огнестойкость строительных конструкций и способы ее повышения

В предыдущей нашей статье мы установили, что строительная конструкция — это часть здания или сооружения, выполняющая определенные несущие, ограждающие и (или) эстетические функции.

Для определения возможности применения тех или иных строительных конструкций в зданиях или сооружениях их классифицируют по огнестойкости.

Огнестойкость — это способность строительной конструкции сохранять несущие и (или) ограждающие функции в условиях пожара.

Предел огнестойкости строительной конструкции — это промежуток времени (в минутах) от начала огневого воздействия в условиях стандартных испытаний до наступления одного из нормированных для данной конструкции следующих предельных состояний:

потеря несущей способности (R);

потеря целостности (E);

потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений (I).

Методы определения пределов огнестойкости строительных конструкций и признаков предельных состояний устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности.

В зданиях и сооружениях должны применяться основные строительные конструкции с пределами огнестойкости, соответствующими требуемой степени огнестойкости зданий и сооружений.

Здания и сооружения по степени огнестойкости Нажмите для перехода на ПожВики подразделяются на здания и сооружения I, II, III, IV и V степеней огнестойкости.

Требуемые пределы огнестойкости строительных конструкций выбираются в зависимости от степени огнестойкости зданий и сооружений в соответствии с таблицей 21 Федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

К примеру, в соответствии с указанной таблицей здания первой степени огнестойкости должны иметь основные строительные конструкции со следующими пределами огнестойкости (не менее):

несущие стены, колонны и другие несущие элементы — R 120;

наружные ненесущие стены — E 30;

перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами) — REI 60;

строительные конструкции бесчердачных покрытий:

— настилы (в том числе с утеплителем) — RE 30;

— фермы, балки, прогоны — R 30;

— внутренние стены — REI 120;

— марши и площадки лестниц — R 60.

В соответствии со статьей 58 Федерального закона от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» огнестойкость строительных конструкций должна обеспечиваться за счет их конструктивных решений, применения соответствующих строительных материалов, а также использования средств огнезащиты.

Рассмотрим основные способы повышения пределов огнестойкости различных строительных конструкций с использованием средств огнезащиты. Для этого определимся с основными понятиями.

Конструктивная огнезащита — это огнезащита строительных конструкций, основанная на создании на обогреваемой поверхности конструкции теплоизоляционного слоя путем нанесения на нее толстослойных напыляемых составов, штукатурки, облицовки плитными, листовыми, штучными и другими аналогичными строительными материалами, в том числе на каркасе, с воздушными прослойками, результат бетонирования и заливки затвердевающими растворами с использованием технологии опалубки, а также их комбинации.

Проект огнезащиты — раздел проектной документации и (или) рабочей документации в составе мероприятий по обеспечению пожарной безопасности, содержащий обоснование принятых проектных решений по способам и средствам огнезащиты строительных конструкций для обеспечения их предела огнестойкости, с учетом экспериментальных данных по огнезащитной эффективности Нажмите для перехода на ПожВики средства огнезащиты, а также результатов прочностных и теплотехнических расчетов строительных конструкций с нанесенными средствами огнезащиты.

Вспучивающееся огнезащитное покрытие — слой, (слои) огнезащитного состава, нанесенного на поверхность объекта огнезащиты, огнезащитное действие которого основано на многократном увеличении исходной толщины при тепловом воздействии и образовании теплоизоляционного слоя на защищаемой поверхности

В соответствии с требованиями свода правил СП 2.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты» огнестойкость несущих элементов зданий I и II степеней огнестойкости, как правило, должна обеспечиваться за счет их конструктивных решений, применения соответствующих строительных материалов. В случае применения средств огнезащиты для обеспечения требуемого предела огнестойкости несущих элементов зданий I и II степеней огнестойкости не допускается применять вспучивающиеся огнезащитные покрытия, за исключением стальных конструкций с приведенной толщиной металла по ГОСТ Р 53295 не менее 5,8 мм.

Средства огнезащиты для стальных и железобетонных строительных конструкций следует применять при условии разработки проекта огнезащиты с учетом способа крепления (нанесения), указанного в технической документации на огнезащиту. Способ нанесения (крепления) огнезащиты должен соответствовать способу, описанному в протоколе испытаний и в проекте огнезащиты.

Допускается нанесение (монтаж) средств огнезащиты на огрунтованную поверхность, а также дополнительная поверхностная обработка огнезащитного покрытия для повышения устойчивости к воздействию неблагоприятных климатических факторов и придания декоративного вида в случае, если это предусмотрено в технической документации на огнезащиту.

Не допускается использовать средства огнезащиты в местах, исключающих возможность их периодической замены или восстановления, а также контроля их состояния.

Выбор вида огнезащиты осуществляется с учетом режима эксплуатации объекта защиты и установленных сроков эксплуатации огнезащитного покрытия. Данная информация должна быть указана в проекте огнезащиты.

В технической документации на средства огнезащиты и в проекте огнезащиты должен быть указан порядок контроля их огнезащитной эффективности в процессе эксплуатации.

В случае строительства зданий и сооружений в сейсмическом районе при применении средств огнезащиты должны выполняться требования СП 14.13330.

Если требуемый предел огнестойкости конструкции (за исключением конструкций в составе противопожарных преград) установлен R 15 (RE 15, REI 15), допускается применять незащищенные стальные конструкции при условии, что их предел огнестойкости по результатам испытаний или расчетов составляет R 8 и более, либо независимо от их фактического предела огнестойкости, если их приведенная толщина металла в соответствии с ГОСТ Р 53295 составляет не менее 4,0 мм. Для структурных конструкций (ферм, структурных колонн и т.д.) оценивается на огнестойкость каждый элемент этих конструкций. В случае если один или несколько элементов структурных конструкций не удовлетворяют вышеуказанным условиям, допускается производить огнезащитную обработку только для данного элемента (элементов) до предела огнестойкости не менее R 8, включая узлы его крепления и сочленения с другими элементами.

В соответствии с частью 10 статьи 87 Федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций, аналогичных по форме, материалам, конструктивному исполнению строительным конструкциям, прошедшим огневые испытания, могут определяться расчетно-аналитическим методом, установленным нормативными документами по пожарной безопасности.

На сегодняшний день сведения о фактических пределах огнестойкости и классах пожарной опасности различных строительных конструкций, ранее прошедших огневые испытания, можно найти в сборниках «Техническая информация (в помощь инспектору ГПН) », издающихся Федеральным государственным бюджетным учреждением «Всероссийский ордена “Знак Почета” научно-исследовательский институт противопожарной обороны» МЧС России (ФГБУ ВНИИПО МЧС России). Соответственно, для присвоения конкретной строительной конструкции с нанесенными средствами огнезащиты соответствующего фактического предела огнестойкости и класса пожарной опасности необходимо проведение огневых испытаний в аккредитованной испытательной лаборатории. Либо фактический предел огнестойкости и фактический класс пожарной опасности могут быть определены расчетно-аналитическим методом на основе сведений об аналогичной строительной конструкции, указанных в том числе в сборниках «Техническая информация (в помощь инспектору ГПН)» ФГБУ ВНИИПО МЧС России.

Источник

Определение предела огнестойкости строительных конструкций. Таблица

Согласно Федерального закона от 22.07.2008 N 123-ФЗ (ред. от 30.04.2021) “Технический регламент о требованиях пожарной безопасности” Статья 35. Классификация строительных конструкций по огнестойкости.

Строительные конструкции зданий и сооружений в зависимости от их способности сопротивляться воздействию пожара и распространению его опасных факторов в условиях стандартных испытаний подразделяются на строительные конструкции со следующими пределами огнестойкости:

Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются в условиях стандартных испытаний.

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

Пределы огнестойкости строительных конструкций имеют следующие обозначения:

Предел огнестойкости для заполнения проемов в противопожарных преградах наступает:

Внимание: методические материалы для проведения занятий по данной теме по кнопке скачать после статьи!

Степени и пределы

(зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков)

Смотрим таблицу 21 согласно Федерального закона от 22.07.2008 N 123-ФЗ “Технический регламент о требованиях пожарной безопасности”.

Соответствие степени огнестойкости и предела огнестойкости строительных конструкций зданий, сооружений и пожарных отсеков.

Строительные конструкции бесчердачных покрытий

Строительные конструкции лестничных клеток

Примечание. Порядок отнесения строительных конструкций к несущим элементам здания и сооружения устанавливается нормативными документами по пожарной безопасности.

Металлических

Испытание предела огнестойкости дверей

Пределы огнестойкости большинства незащищенных металлических конструкций очень малы и находятся в пределах: (R10 – R15) для стальных конструкций; (R6 – R8) для алюминиевых конструкций. Исключение составляют колонны массивного сплошного сечения, у которых предел огнестойкости без огнезащиты может достигать R 45, но применение таких конструкций в строительной практике встречается крайне редко.

Пособие по определению пределов огнестойкости строительных конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов (утверждено приказом ЦНИИСК 351/л от 19.12.1984 с изменениями 2016 года).

В случаях, когда минимальный требуемый предел огнестойкости конструкции (за исключением конструкций в составе противопожарных преград) указан R15 (RE15, REI15), допускается применять незащищенные стальные конструкции независимо от их фактического предела огнестойкости, за исключением случаев, когда предел огнестойкости несущих элементов здания по результатам испытаний составляет менее R8 (СП 2.13130.2012).

Причина столь быстрого исчерпания незащищенными металлическими конструкциями способности сопротивляться воздействию пожара заключается в больших значениях теплопроводности и малых значениях теплоемкости. Высокая теплопроводность металла практически не вызывает температурного градиента внутри сечения металлической конструкции. Это приводит к тому, что при пожаре температура незащищенных металлических конструкций быстро достигает критических температур прогрева металла, при которых происходит снижение прочностных свойств материала до такой величины, что конструкция становится неспособной выдерживать приложенную к ней внешнюю нагрузку, в результате чего наступает предельное состояние конструкции по признаку потере несущей способности (R).

Значения критической температуры Tcr прогрева различных металлических конструкций при нормативной эксплуатационной нагрузке приведены в таблице:

Низколегированная сталь марки:

Алюминевые сплавы марки:

Как видно из таблицы критические температуры для алюминиевых конструкций в 2-3 раза ниже, чем у стальных элементов. Если возникает необходимость обеспечить огнестойкость металлических конструкций зданий выше, чем R15, то применяют различные способы повышения огнестойкости этих конструкций: облицовка несгораемыми материалами, нанесение на поверхность специальных огнезащитных покрытий (красок и обмазок), наполнение полых конструкций водой постоянным или аварийным, с естественной или принудительной циркуляцией.

Деревянных

Испытания на предел огнестойкости

В отличие от металла дерево является горючим материалом, поэтому пределы огнестойкости деревянных конструкций зависят от двух факторов: времени от начала воздействия пожара до воспламенения древесины времени от начала воспламенения древесины до наступления того или иного предельного состояния конструкции.

Традиционным способом повышения огнестойкости деревянных конструкций является нанесение штукатурки. Слой штукатурки толщиной 2 см на деревянной колонне повышает ее предел огнестойкости до R60. Эффективным способом огнезащиты деревянных конструкций являются разнообразные краски вспучивающиеся и невспучивающиеся, а также пропитка антипиренами.

Время от начала теплового воздействия до воспламенения древесины в зависимости от способа огнезащиты приведено в таблице:

штукатуркой цементной по металлической сетке толщиной 10…12мм

полужесткой минераловатной плитой толщиной 70мм

асбоцементными плоскими листамитолшиной 10…12мм30

20При защите вспучивающимися покрытиями ВПД в 4 слоя или ОФП-9 в 2 слоя8

Железобетонных

Испытание предела огнестойкости окон

Огнестойкость железобетонных конструкций зависит от многих факторов: конструктивной схемы, геометрии, уровня эксплуатационных нагрузок, толщины защитных слоев бетона, типа арматуры, вида бетона, и его влажности и др.

В условиях пожара предел огнестойкости железобетонных конструкций наступает, как правило:

а) за счет снижения прочности бетона при его нагреве;

б) теплового расширения и температурной ползучести арматуры;

в) возникновения сквозных отверстий или трещин в сечениях конструкций;

г) в результате утраты теплоизолирующей способности.

Наиболее чувствительными к воздействию пожара являются изгибаемые железобетонные конструкции: плиты, балки, ригели, прогоны. Их предел огнестойкости в условиях стандартных испытаний обычно находится в пределах R45-R90. Столь малое значение пределов огнестойкости изгибаемых элементов объясняется тем, что рабочая арматура растянутой зоны этих конструкций, которая вносит основной вклад в их несущую способность, защищена от пожара лишь тонким защитным слоем бетона. Это и определяет быстроту прогрева рабочей арматуры конструкции до критической температуры.

Данные о фактических пределах огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций приведены в таблицах:

Таблица 1. Пределы огнестойкости свободно опертых плит.

Источник

Определение огнестойкости конструкций

Огнестойкость строительных конструкций – это один из параметров, показывающих способность материалов и сооружений противостоять высоким температурам и открытому огню. Он рассчитывается еще на этапе проектирования объекта и считается ключевым показателем при составлении противопожарного паспорта на здание.

При определении огнестойкости строительных конструкций и материалов ключевое значение имеет предел или временной промежуток, в течение которого сохраняется устойчивость к пламени или высоким температурам. В расчетах этот показатель измеряется в минутах и всегда указывается в названии материала, используемого в строительстве.

Необходимость определения степени огнестойкости строительных конструкций

Главными характеристиками при определении огнестойкости считаются:

Нормативная база

Необходимость классификации строительных конструкций по огнестойкости определена Федеральным законом № 123-ФЗ от 22.07.2008 года «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (ст. 28, 52, 58). В нем сказано, что учет при строительстве предела огнестойкости – один из способов защиты людей и имущества от опасных факторов пожара. Применение соответствующих функциональному назначению объекта материалов строительства и отделки повышает степень устойчивости к огню всего здания. Класс пожарной опасности сооружения должен обеспечиваться именно за счет конструктивных решений.

Правовой базой для расчетов считаются также Федеральный закон № 384-ФЗ от 30.12.2009 года «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», а также Градостроительный кодекс РФ № 190-ФЗ от 29.12.2004.

Непосредственный расчет предела огнестойкости и распространения огня ведут на основании документов:

Как обозначают предел огнестойкости

Огнестойкость измеряется в минутах или часах. Временной промежуток отмеряют от начала воздействия огня на поверхность и до проявления одного из предельных показателей несущей способности. Для маркировки приняты условные обозначения:

При классификации учитывают:

Для каких материалов рассчитывают предел распространения огня по строительным конструкциям

Способность сопротивления огню учитывают при проектировании всех строительных сооружений, а также их отдельных элементов. Обязательным для расчетов считаются чердачные помещения, лестничные клетки, фермы, балки, настилы, стены, перекрытия.

Дерево

Дерево считается одним из самых сложных материалов. Предел его огнестойкости определяют по времени от начала воздействия пламени на поверхность до появления воспламенения. При расчете учитывают температуру изменения физического состояния материала:

Чтобы повысить огнестойкость дерева, применяют:

Зависимость времени разрушения древесины от способа защиты.

Метод определения пределов огнестойкости строительных деревянных конструкций основан на расчете теплотехнической и прочностной задач. Первая заключается в учете времени от начала воздействия огня на поверхность до полного воспламенения древесины, а также в определении изменения рабочего сечения дерева.

Решение прочностной задачи при расчете предела для деревянных конструкций – это измерение изменений напряжений в расчетных сечениях по сравнению с нормативными значениями при изменении рабочих сечений по мере обугливания материала. Также при решении этой задачи проверяют условия прочности при воздействии нормативных нагрузок при изменении напряжения в течение времени горения.

Железобетон

Ключевые условия для наступления предела огнестойкости железобетона:

В основе определения огнестойкости железобетонных конструкций лежат параметры:

Минимальные пределы огнестойкости имеют изгибаемые железобетонные элементы, покрытые тонким слоем бетона. При повышении температуры и под воздействием прямого огня возникает тепловая деформация арматуры с последующим ее разрушением.

Чтобы определить предел огнестойкости строительных конструкций, пользуются таблицей фактических показателей.

Металл

Критические показатели незащищенных стальных конструкций находятся в диапазоне R10-R15, а для алюминиевых – R6-R8. Предел для колонн массивного сплошного сечения – R45. Незащищенные металлические конструкции допустимо применять при показателях R15 (RE15, REI15).

У незащищенного металла из-за повышенной теплопроводности и низкой теплоемкости внутренняя температура быстро достигает критических показателей с последующим снижением общей прочности и устойчивости к нагрузкам.

Показатели критической температуры прогрева металлических конструкций при нормативной эксплуатационной нагрузке.

При необходимости повысить предел более R15 используют метод облицовки металла несгораемыми материалами, а также нанесения защитных покрытий.

Источник