Что такое предел огнестойкости
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.
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 [1].
Фактический предел огнестойкости — предел огнестойкости строительной конструкции, полученный в результате расчетов.
1. Строительные конструкции зданий и сооружений в зависимости от их способности сопротивляться воздействию пожара (см. ПОЖАР ) и распространению его опасных факторов (см. ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ ПОЖАРА ) в условиях стандартных испытаний подразделяются на строительные конструкции со следующими пределами огнестойкости:
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 ( I ) вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений 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 (Е), теплоизолирующей способности (I), достижении предельной величины плотности теплового потока (W) и (или) дымогазонепроницаемости (S).
Статья 87. Требования к огнестойкости и пожарной опасности зданий, сооружений и пожарных отсеков [1].
п. 9. Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций должны определяться в условиях стандартных испытаний по методикам, установленным нормативными документами по пожарной безопасности.
п. 10. 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.
Предельные состояния строительных конструкций
При испытаниях несущих и ограждающих конструкций различают следующие предельные состояния:
Потеря несущей способности (R) вследствие обрушения конструкции или возникновения предельных деформаций:
1) для изгибаемых конструкций следует считать, что предельное состояние наступило, если: прогиб достиг величины L/20 или скорость нарастания деформаций достигла L2/(9000 h) = см/мин (где L — пролет, см; h — расчетная высота сечения конструкции, см).
2) для вертикальных конструкций предельным состоянием следует считать условие, когда вертикальная деформация достигает L/100 или скорость нарастания вертикальных деформаций достигает 10 мм/мин для образцов высотой (3±0,5) м.
Потеря теплоизолирующей способности (I) вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140° С или любой точке этой поверхности более чем на 180° С в сравнении с температурой конструкции до испытания, или более 220° С независимо от температуры конструкции до испытания.
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.
Требуемый предел огнестойкости строительной конструкции
Статья 58. Огнестойкость и пожарная опасность строительных конструкций [1].
1. Огнестойкость и класс пожарной опасности строительных конструкций должны обеспечиваться за счет их конструктивных решений, применения соответствующих строительных материалов, а также использования средств огнезащиты.
Таблица 21. Требуемый предел огнестойкости строительной конструкции
зданий, сооруже-ний и пожарных отсеков
Предел огнестойкости строительных конструкций
Несущие стены, колонны и другие несущие элементы
Наруж-ные ненесу-щие стены
Перекры-тия междуэ-тажные,в том числе чердачные и над подвалами
Строительные конструкции бесчердачных покрытий
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
| Степень | Предел огнестойкости строительных конструкций | ||||||
| огне- стойкости зданий, сооружений | Несущие стены, колонны и другие | Наружные ненесущие стены | Перекры- тия между- этажные (в том числе | Строительные конструкции бесчердачных покрытий | Строительные конструкции лестничных клеток | ||
| и пожарных отсеков * | несущие элементы | чердачные и над подва- лами) | настилы (в том числе с утепли- телем) | фермы, балки, прогоны | внутрен- ние стены | марши и площадки лестниц | |
| ________________ * Наименование графы в редакции, введенной в действие с 12 июля 2012 года Федеральным законом от 10 июля 2012 года N 117-ФЗ.. | |||||||
| 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 норми- руется | не норми- руется | не норми- руется | не норми- руется | не норми- руется | не норми- руется | не норми- руется |
Таблица 23. Пределы огнестойкости противопожарных преград
| Наименование противопожарных преград | Тип противо- пожарных преград | Предел огнестойкости противо- пожарных преград | Тип заполнения проемов в противо- пожарных преградах | Тип тамбур- шлюза |
| Стены | 1 | REI 150 | 1 | 1 |
| 2 | REI 45 | 2 | 2 | |
| Перегородки | 1 | EI 45 | 2 | 1 |
| 2 | EI 15 | 3 | 2 | |
| Светопрозрачные перегородки с | 1 | EIW 45 | 2 | 1 |
| остеклением площадью более 25 процентов | 2 | EIW 15 | 3 | 2 |
| Перекрытия | 1 | REI 150 | 1 | 1 |
| 2 | REI 60 | 2 | 1 | |
| 3 | REI 45 | 2 | 1 | |
| 4 | REI 15 | 3 | 2 |
Таблица 24. Пределы огнестойкости заполнения проемов в противопожарных преградах
| Наименование элементов заполнения проемов в противопожарных преградах | Тип заполнения проемов в противопожарных преградах | Предел огнестойкости |
| Двери (за исключением дверей с остеклением более 25 процентов и | 1 | EI 60 |
| дымогазонепроницаемых дверей), ворота, | 2 | EI 30 |
| люки, клапаны, шторы и экраны | 3 | EI 15 |
| Двери с остеклением более 25 процентов | 1 | EI W 60 |
| 2 | EI W 30 | |
| 3 | EI W 15 | |
| Дымогазонепроницаемые двери (за | 1 | EIS 60 |
| исключением дверей с остеклением более | 2 | EIS 30 |
| 25 процентов) | 3 | EIS 15 |
| Дымогазонепроницаемые двери с | 1 | EIWS 60 |
| остеклением более 25 процентов, | 2 | EIWS 30 |
| шторы и экраны | 3 | EIWS 15 |
| Двери шахт лифтов (при условии, что к ним устанавливаются требования по пределам огнестойкости) | 2 | EI 30 (в зданиях высотой не более 28 метров предел огнестойкости дверей шахт лифтов принимается Е 30) |
| (Строка в редакции, введенной в действие с 30 июля 2017 года Федеральным законом от 29 июля 2017 года N 244-ФЗ. | ||
| Окна | 1 | Е 60 |
| 2 | Е 30 | |
| 3 | Е 15 | |
| Занавесы | 1 | EI 60 |
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
Что скрывается за понятием предела огнестойкости
Особенности возведения современных строительных объектов предполагают учёт ряда моментов, касающихся прочностных характеристик входящих в их состав элементов. Особый интерес представляет реакция различных типов материалов на критические ситуации, связанные с аварийным возгоранием (пожаром).
Для оценки поведения строительных конструкций в условиях распространения открытого огня вводится понятие предел огнестойкости.
Как определяется и отчего зависит
Предельное значение огнестойкости определяется как временной промежуток, в течение которого обследуемое сооружение разрушается настолько, что все основные показатели материала, используемого для его изготовления, достигают своих предельных значений.
К числу обозначаемых таким способом технических характеристик принято относить:
Все перечисленные параметры строго нормируются и измеряются в удобных для хронометража технических единицах (обычно – в минутах или часах).
Степень огнестойкости строительных сооружений устанавливается на основании действующих нормативов и сводов правил.
Для производственных строений (СП 31-03-2001 года) этот показатель определяется в зависимости от присвоенной им категории по пожарной опасности (А, Б, В, Г, Д). Указанное соотношение хорошо видно из таблицы.
Расшифровка
По длительности противодействия разрушениям во время пожара всем известным видам сооружений и их конструктивным элементам присваиваются обозначения «R», «E» и «I», которые расшифровываются следующим образом:
Для элементов конструкций, не относящихся к разряду несущих, могут вводиться смешанные состояния (под аббревиатурой REI60 или RE30, например).
Превышение фактического показателя по одной из этих характеристик говорит о том, что исследуемая конструкция достигла предела своей огнестойкости.
Требуемый и фактический пределы
Под требуемым (или расчётным) пределом огнестойкости понимается то его значение, которым данная строительная конструкция должна обладать согласно предварительному расчёту.
Оно закладывается в проектную документацию ещё на стадии планирования и учитывает все критические состояния, характерные для пожарных режимов с открытым горением.
Требуемые пределы огнестойкости нормируются по всем основным показателям устойчивости к разрушению (R; RE; EI). Для лучшего понимания их соотношений все они сведены в таблицу.
Фактическими называются пределы по огневой стойкости, которые обнаруживаются при проведении испытательных обследований конкретной конструкции в искусственно созданной пожарной ситуации.
Соотношение двух пределов
Для обеспечения нормальных условий эксплуатации сооружений и выполнения требований пожарной безопасности должно соблюдаться одно обязательное условие.
Оно выглядит так: фактический предел огнестойкости конструкций не должен быть менее требуемого показателя. Более предпочтительной считается ситуация, когда он несколько превышает нормированное значение.
Сопоставление двух этих величин (требуемого и фактического показателей) осуществляется по специальной форме. Причём предел огнестойкости по R определяется только для несущих элементов строений. А тот же показатель по RE высчитывается для перекрытий, не имеющих традиционной чердачной надстройки.
Выбор его значений по сочетанию факторов REI приемлем для оценки состояния межэтажных перекрытий (включая подвальные и чердачные конструкции). А показатель стойкости по фактору Е справедлив для наружных простенков (за исключением несущих элементов).
Сооружения из металла
К особенностям металлоконструкций следует отнести быстрое разрушение под воздействием открытого огня. В связи с этим норма предела огнестойкости по EI, например, не превышает значений порядка 10-20 минут. Такой же эффект наблюдается и при оценке пределов, связанных с другими характеристическими показателями.
Образцами современных металлоконструкций, подлежащих оценке на огнестойкость по описанным выше критериям, являются одноэтажные сооружения, имеющие один или несколько пролётов, нагруженные каркасные основания многоэтажных домов и лифтовые шахты.
Оцениваются здания и сооружения коллективного пользования (выставки, спортивные арены, а также зрелищные и культурные объекты), строения, выполняющие особые функции (эллинги, ангары, цеха авиационной сборки).
Должен быть определен предел огнестойкости для радио и телевизионных мачт, а также вышек специального назначения, пролетов мостов, эстакад и современных путепроводов. Обязательно указывают прочностные характеристики для стальных дверей с пределом огнестойкости EI-60.
Перечень образцов конструкций этой категории может быть дополнен сварными сооружениями, изготавливаемыми из металлопроката (газгольдеры, доменные печи и резервуары.).
Деревянные конструкции
Огнестойкость строений и объектов, сооружаемых на основе древесных комплектующих, определяется структурой исходного материала, который может быть цельным или клеёным.
Предел огнестойкости конструкций, изготовленных на основе цельной древесины, имеет сравнительно невысокое значение.
Если же сооружение изготавливается с применением клеёных или водостойких фанерных материалов – показатель огнестойкости заметно возрастает (в среднем – до 30-45 минут).
Таблица. Время воспламенения древесины в зависимости от способа огнезащиты
| Способ огнезащиты | Время до воспламенениядревесины, 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 | 30 20 |
| При защите вспучивающимися покрытиями ВПД в 4 слоя или ОФП-9 в 2 слоя | 8 |
Примерами таких сооружений могут служить деревянные загородные дома, дачные постройки и их отдельные элементы, стропильные конструкции и обрешётки кровельных перекрытий, элементы внутренней отделки современных многоквартирных домов.
Из клееных древесных материалов с высоким пределом огнестойкости делают деревянные ограждения, щитовые конструкции и навесы. Распространены деревянные дверные конструкции с пределом огнестойкости REI45, беседки, веранды, ротонды и подобные им строения из древесных материалов.
Предел огнестойкости всех перечисленные выше конструкций можно повысить за счёт обработки их поверхностей защитными материалами (антипиренами).
Железобетонные элементы строений
На показатель огнестойкости железобетонных конструкций существенное влияние оказывает целый ряд факторов. Это и тип и марка цементного состава, используемого для приготовления бетона, и наличие вяжущих и специальных наполнителей, и класс металла, используемого при изготовлении усиливающей арматуры. Особое значение имеет конфигурация и размеры несущих элементов строений.
Для железобетонных сооружений также важен учёт условий, в которых происходит его нагрев при пожаре (величина нагрузки на опорные элементы и влажность самого бетона).
Типичным примером конструкций из железобетона являются ленточные и столбчатые фундаменты возводимых зданий и строений; перемычки, балки и прогоны, используемые в сборных конструкциях; плиты перекрытий самого различного типа.
Из железобетона делают цокольные части зданий, крылечки и козырьки, поры ограждений, мачты, столбы и другие опорные элементы.
Самыми уязвимыми с точки зрения огнестойкости материалами являются подверженные деформации на изгиб железобетонные элементы конструкций (ригеля, прогоны, балки и бетонные перекрытия). Именно им должно уделяться особое внимание при выборе способов увеличения предельной величины этого параметра.
Нужно отметить, что для оценки и сравнения показателей огнестойкости зданий и сооружений с нормируемыми величинами потребуются специальные таблицы.
Они приводятся в большом количестве тематических источников, связанных со строительством и определением огнестойкости, и позволяют сравнивать требуемые и фактические показатели этих характеристик.