Что такое предел огнестойкости строительных конструкций
Что такое предел огнестойкости строительных конструкций
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.
Огнестойкость строительных конструкций и предел огнестойкости, основные характеристики материала
Огнестойкость — это один из основных эксплуатационных показателей сооружения характеризующий способность несущих элементов, стен и перекрытий здания сопротивляться воздействию огня и высокой температуры во время пожара. Этот показатель является обязательным при проектировании сооружения.
На основании определения степени огнестойкости зданий и сооружений [link_webnavoz]выполняют расчёты[/link_webnavoz] различных инженерных коммуникаций: электропроводки, газо и водопровода. Данный показатель является основополагающим для определения мощности, типа и структуры различных систем пожарной безопасности:
В соответствии с актуальными [link_webnavoz]нормативами[/link_webnavoz] различают 8 основных степеней огнестойкости.
Предел огнестойкости
Свойство материала комбинированной из нескольких материалов конструкции сопротивляться открытому пламени и высоким температурам без потери основных несущих способностей и функциональных характеристик называется пределом огнестойкости. Выражается в цифровом эквиваленте времени с буквенным шифром:
К примеру, предел огнестойкости ei 30 означает, что [link_webnavoz]строительные конструкции[/link_webnavoz] будет сохранять свою целостность и защищать от воздействия высокой температуры на протяжении 30 мин.
Таблица 1: Предел огнестойкости строительных конструкций
Талица 2: Предел огнестойкости противопожарных преград, специальных строительных конструкций, используемых для локализации возгорания
Талица 3: Предел огнестойкости конструкций, заполняющих проемы (окна, двери, ворота) в противопожарных преградах
Способы увеличения предела огнестойкости стройматериалов
Существует целый ряд способов, способствующих увеличению времени сопротивления конструкций и материалов огню:
Обмазки и штукатурки. Один из наиболее распространенных и доступных способов. Может применяться для таких материалов, как дерево и древесно-стружечные изделия, железобетон, бетонные блоки, металл, полимерные стройматериалы. Может применяться как на несущих, так и ограждающих конструкциях. Эффективная толщина слоя защиты не менее 25мм. Хорошие показатели защиты продемонстрированы такие обмазки, как: известково-цементная штукатурка, вермикулит, перлит. Использование асбест-вермикулита является более [link_webnavoz]эффективным методом[/link_webnavoz], но допускается только в помещениях с ограниченной посещаемостью из-за вредного влияния асбеста.
Облицовка. Может осуществляться как специальными материалами вроде гипсовых плит или шамотного кирпича, так и обычным керамическим кирпичом. Эффективность защиты зависит от толщины изоляции. Глиняная плита толщиной до 80 мм повышает предел огнестойкости бетонной колонны до 4,8 ч. А облицовка такого же элемента обычным глиняным кирпичом — всего до 2 ч.
Защитные экраны. Чаще всего такими конструкциями в виде подвесных потолков с несгораемыми плитами закрываются панели перекрытия. Современные производители отделочных материалов выпускают довольно большое количество трудносгораемых листовых облицовок и сайдинга, который можно устанавливать на стены и колонны. Экраны могут различаться по своему защитному эффекту: теплоотводящие и поглощающие. Последние, как правило, защищают от лучистой энергии открытого пламени. Различается и конструктивное исполнение, бывают стационарные экраны и передвижные (временные).
Одной из разновидностей защитных экранов являются водяные завесы. Они создаются различными установками автоматического пожаротушения, как правило дренчерными. Их можно причислить к отдельному способу увеличения огнестойкости. Однако при стремительном распространении очага возгорания по большой площади такой способ малоэффективен. С недавнего времени существует решения, позволяющие более эффективно защищать [link_webnavoz]металлические конструкции[/link_webnavoz]. Несущие колонны охлаждаются путём циркуляции воды во внутренних полостях изделия.
Химические средства защиты. Обычно антипиреновые составы в виде пропиток применяются для обработки древесины. Однако такой способ является довольно дорогостоящим и трудоемким. Кроме того его эффективность в значительной мере зависит от типа древесины — строения и плотности древесных волокон. В большинстве случаев приобретённые защитные свойства материала значительно ниже тех, которые рекламирует производитель антипиреновой грунтовки.
Защитные лакокрасочные материалы. Наносятся на поверхность строительной конструкции и пригодны для использования на любом стройматериале. Принцип действия большинства таких защит состоит в термореактивном эффекте. Под воздействием температуры краска вспучивается, создавая дополнительный слой теплоизоляции. Такие покрытия имеют сравнительно доступную стоимость, просты в предварительной подготовке основания и самой смеси. Легко наносятся на поверхности любой сложности. Имеют хорошие огнезащитные показатели и широкий спектр применения. Как правило, используются для повышения предела огнестойкости металлических конструкций.
Наиболее распространенными на данный момент являются следующие средства:
Несмотря на высочайшую эффективность, таким материалы можно приготовить самостоятельно. Для этого необходимо смешать истолченный в порошок асбест и жидкое стекло в пропорциях 4 к 10 соответственно. Смесь тщательно перемешать. В зависимости от консистенции она может наноситься щеткой, валиком или при помощи краскопульта. Ориентировочный расход защитной смеси 0,5-1 кг/м 2 при слое 2-3 мм.
При использовании многокомпонентных защитных химических средств необходимо помнить, что в состав некоторых из них входят органические компоненты. При превышении температуры более 300°С такие средства разлагаются с выделением в атмосферу токсичных веществ. Предпочтительнее использовать вспучивающиеся покрытия на минеральной основе с жидким стеклом в виде вяжущего ВЗП-1 — ВЗП-12.
Прессование древесины. Сравнительно новый и дорогостоящий метод, который заключается во введении в толщу древесины специальных химических веществ, размягчающих целлюлозу. После этого осуществляется прессование под большим давлением. После этого материал приобретает значительную плотность и прочность, а также устойчивость к огню с повышением категории до трудносгораемых.
Особенности определения предела огнестойкости строительных конструкций
Перед определением огнестойкости сооружения необходимо осуществить расчет огнестойкости строительных конструкций, которые его составляют. При таком расчете необходимо учитывать определенные нюансы.
В-третьих, при расчете необходимо учитывать направление теплового потока и соответствующим образом размещать защитные слои, вплоть до их несимметричного нанесения.
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.
| Материал | Дерево | Кирпич | Бетон | Гипс | Сталь | Глина |
| Температура плавления, С | 250 | 1300 | 1500 | 900 | 1500 | 1400 |
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.
Что такое предел огнестойкости строительных конструкций REI
Огнестойкость строительных конструкций — это способность конструкции сохранять свои несущие ограждающие функции во время воздействия пожара.
Наступление пределов огнестойкости несущих и ограждающих строительных конструкций 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).
При нормировании пределов огнестойкости строительных конструкций, в основном используют, предельные состояния как:
Как пример, REI150 (например, для выделения пожарного отсека) обозначает, что предел огнестойкости по потери несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности независимо от того, какой из этих предельных состояний наступит ранее, будет составлять не менее 150 минут.
Курсы повышения квалификации для всех, кто работает с требованиям пожарной безопасности
Практические знания для проектировщиков, монтажников, специалистов ТО и ремонта СПЗ, АУП, СПС, СОУЭ, СОТ, СКУД. Также обучаем специалистов по расчету пожарного риска, НОР, СТУ, МОПБ и т.д.
Для начинающих
и опытных
Программы профпереподготовки по проектированию, монтажу и пожарной профилактике
Вторая специальность всего за 3 месяца для специалистов, работающих в отрасли пожарной безопасности, но не имеющих профессионального образования.
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.
| Степень огнестойкости 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) | ||||
| 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 |
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:
| Способ огнезащиты | Время до воспламенения древесины, мин |
| Без огнезащиты и пропитке антипиренами | 4 |
| При защите: штукатуркой гипсовой толщиной 10…12мм |
штукатуркой цементной по металлической сетке толщиной 10…12мм
полужесткой минераловатной плитой толщиной 70мм
асбоцементными плоскими листамитолшиной 10…12мм
20
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.