Что такое предел огнестойкости конструкции

buildingbook.ru

Информационный блог о строительстве зданий

Предел огнестойкости конструкции

Предел огнестойкости конструкции (заполнения проемов противопожарных преград) — промежуток времени от начала огневого воздействия в условиях стандартных испытаний до наступления одного из нормированных для данной конструкции (заполнения проемов противопожарных преград) предельных состояний.

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:

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

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

Условные обозначения пределов огнестойкости строительных конструкций содержат буквенные обозначения предельного состояния и группы.

Знак предела огнестойкости строительной конструкции состоит из условных обозначений, нормируемых для данной конструкции предельных состояний и цифры, соответствующей времени достижения одного из этих состояний (первого по времени) в минутах. Напр., REI 30 – предел огнестойкости 30 мин – по потере несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности независимо от того, какие из трёх предельных состояний конструкции I огнестойкости наступит ранее.

Для нормирования пределов огнестойкости несущих и ограждающих конструкций используют следующие предельные состояния:

Фактический предел огнестойкости определяют как правило расчетным путем, но для типовых конструкций могут применяться и экспериментальные методы определения фактического предела огнестойкости.

Предел огнестойкости металлических конструкций

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.

Несмотря на то, что металл материал негорючий, при нагреве он теряет прочность, поэтому металл имеет низкий предел огнестойкости.

В случаях, когда минимальный требуемый предел огнестойкости конструкции (за исключением конструкций в составе противопожарных преград) указан R 15 (RE 15, REI 15), допускается применять незащищенные стальные конструкции независимо от их фактического предела огнестойкости, за исключением случаев, когда предел огнестойкости несущих элементов здания по результатам испытаний составляет менее R 8 (п. 5.4.2 СП 2.13130.2009)

Если возникает необходимость обеспечить огнестойкость металлических конструкций зданий выше, чем R15, то применяют различные способы повышения огнестойкости этих конструкций, например, окраска огнезащитными составами или облицовка защитными огнестойкими материалами. В качестве облицовок могут быть использованы бетонные плитки, керамические материалы, штукатурка и т.п. Например, слой штукатурки в 2,5 см повышает предел огнестойкости металлических конструкций до R50. Облицовка в 0,5 кирпича повышает предел огнестойкости металлических конструкций до R 300. Огнезащитные покрытия при воздействии высокой температуры вспучиваются и теплоизолируют металлическую поверхность. Например, слой такой обмазки толщиной 2-3 мм при воздействии высоких температур вспучивается и на некоторое время создает на поверхности защищаемой металлической конструкции слой пористого материала, толщиной 25-35 мм. Данный способ огнезащиты позволяет увеличить огнестойкость металлических конструкций до величин R45-R60.

Предел огнестойкости деревянных конструкций

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 и времени от начала воспламенения древесины до наступления того или иного предельного состояния конструкции:

Скорость уменьшения рабочего сечения деревянных конструкций на пожаре составляет от 0,6 до 1,0 мм/мин, поэтому деревянные конструкции, особенно с массивным сечением могут иметь достаточно большие значения пределов огнестойкости. Конечно необходимо учитывать, что с уменьшением сечения уменьшается прочность конструкции и если брус был нагружен на 90%, то и предел огнестойкости будет низким, если на 10%, то чтобы произошло разрушение нужно больше времени.

Традиционным способом повышения огнестойкости деревянных конструкций является нанесение штукатурки. Слой штукатурки толщиной 2 см на деревянной колонне повышает ее предел огнестойкости до R 60. Эффективным способом огнезащиты деревянных конструкций являются разнообразные краски вспучивающиеся и невспучивающиеся, а также пропитка антипиренами. Необходимо обращать внимание на обеспечение достаточной огнестойкости деревянных конструкций, имеющих узлы крепления, опоры, затяжки, армирование из металлических элементов.

Предел огнестойкости железобетонных конструкций

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.

Огнестойкость сжатых железобетонных элементов исчерпывается при пожаре за счет снижения прочности поверхностных, наиболее прогреваемых слоев бетона и сопротивления рабочей арматуры при нагреве. Это приводит к быстрому снижению несущей способности конструкции при пожаре. В момент времени воздействия пожара, когда несущая способность конструкции снизится до уровня рабочих нагрузок, и наступит ее предел огнестойкости по признаку «R».

Для железобетонных колонн предел огнестойкости обычно находится в пределах R90-R150.

При необходимости увеличения пределов огнестойкости железобетонных конструкций рекомендуется следующие мероприятия:

— увеличение толщины защитного слоя бетона;

— облицовка негорючими материалами;

— снижение пожарной нагрузки в помещении;

— снижение механической нагрузки на конструкцию;

— применение рабочей арматуры с более высокой критической температурой прогрева при пожаре.

В настоящее время если подбирать материал по пределу огнестойкости, то лучше всего применять железобетонные конструкции т.к. они имеют достаточно большой предел огнестойкости даже без дополнительных мероприятий и соответственно будут стоить дешевле.

Требуемый предел огнестойкости

Требуемый предел огнестойкости конструкции устанавливается согласно таблице 21, 23, 24 ФЗ 123 в зависимости от степени огнестойкости здания и типа конструкции, либо прописывается в СТУ, если они разрабатываются для конкретного сооружения.

Таблица 21. Соответствие степени огнестойкости и предела огнестойкости строительных конструкций зданий, сооружений и пожарных отсеков

Таблица 23. Пределы огнестойкости противопожарных преград

Таблица 24. Пределы огнестойкости заполнения проемов в противопожарных преградах

Ройтман В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости проектируемых и реконструируемых зданий. М., Ассоциация «Пожнаука», 2001.

This article has 1 Comment

потеря теплоизолирующей (ограждающей) способности (I) — характеризуется повышением температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений

Источник

Что такое предел огнестойкости конструкции

Статья 35. Классификация строительных конструкций по огнестойкости

1. 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:

(в ред. Федерального закона от 10.07.2012 N 117-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

2) не менее 15 минут;

3) не менее 30 минут;

4) не менее 45 минут;

5) не менее 60 минут;

6) не менее 90 минут;

7) не менее 120 минут;

8) не менее 150 минут;

9) не менее 180 минут;

10) не менее 240 минут;

11) не менее 360 минут.

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

1) потеря несущей способности (R);

2) потеря целостности (E);

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

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

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

5. Условные обозначения пределов огнестойкости строительных конструкций содержат буквенные обозначения предельного состояния и группы.

Источник

Предел огнестойкости строительных конструкций

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

Пределы огневой стойкости элементов зданий и сооружений

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

Параметры огневой стойкости

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

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

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

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

8 степеней огневой стойкости

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

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

Испытания огневой стойкости

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

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

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

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

Огневая стойкость помещений

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

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:

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:

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.

Способы увеличения огневой стойкости

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

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

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

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

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

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

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

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

Источник