Степень огнестойкости зданий и сооружений, таблица

Степень огнестойкости зданий и сооружений, таблица

Уровень огнестойкости — важнейший параметр, учитываемый при возведении зданий и сооружений, определением которого занимаются специалисты. Проектирование строения и меры противопожарной безопасности включают в себя мероприятия по эвакуации людей при возгорании. Высокий уровень огнестойкости отсрочивает критический момент пожара, когда покинуть здание становится невозможным. Параметр определяется назначением здания и строго регламентируется и контролируется. Несоответствие строения данному критерию делает невозможным ввод объекта в эксплуатацию, поскольку это влечет за собой возможную угрозу безопасности жизни людей.

№ 123-ФЗ термины и ссылки

№ 123-ФЗ (гл.1, ст.2, п.35) : Противопожарная преграда — строительная конструкция с нормированными пределом огнестойкости и классом конструктивной пожарной опасности конструкции, объемный элемент здания или иное инженерное решение, предназначенные для предотвращения распространения пожара из одной части здания, сооружения в другую или между зданиями, сооружениями, зелеными насаждениями.

№ 123-ФЗ (гл.10, ст.34, п.1) : Строительные конструкции классифицируются по огнестойкости для установления возможности их применения в зданиях, сооружениях и пожарных отсеках определенной степени огнестойкости или для определения степени огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков.

№ 123-ФЗ (гл.10, ст.34, п.3) : Противопожарные преграды классифицируются по способу предотвращения распространения опасных факторов пожара, а также по огнестойкости для подбора строительных конструкций и заполнения проемов в противопожарных преградах с необходимым пределом огнестойкости и классом пожарной опасности.

№ 123-ФЗ (гл.10, ст.35, п.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) .

№ 123-ФЗ (гл.10, ст.35, п.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) .

№ 123-ФЗ (гл.10, ст.35, п.4) : Методы определения пределов огнестойкости строительных конструкций и признаков предельных состояний устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности.

№ 123-ФЗ (гл.10, ст.37, п.1) : Противопожарные преграды в зависимости от способа предотвращения распространения опасных факторов пожара подразделяются на следующие типы:

1. противопожарные стены;
2. противопожарные перегородки;
3. противопожарные перекрытия;
4. противопожарные разрывы;
5. противопожарные занавесы, шторы и экраны;
6. противопожарные водяные завесы;
7. противопожарные минерализованные полосы.

№ 123-ФЗ (гл.10, ст.37, п.2) : Противопожарные стены, перегородки и перекрытия, заполнения проемов в противопожарных преградах (противопожарные двери, ворота, люки, клапаны, окна, шторы, занавесы) в зависимости от пределов огнестойкости их ограждающей части, а также тамбур-шлюзы, предусмотренные в проемах противопожарных преград в зависимости от типов элементов тамбур-шлюзов, подразделяются на следующие типы:

1. стены 1-й или 2-й тип;
2. перегородки 1-й или 2-й тип;
3. перекрытия 1, 2, 3 или 4-й тип;
4. двери, ворота, люки, клапаны, экраны, шторы 1, 2 или 3-й тип;
5. окна 1, 2 или 3-й тип;
6. занавесы 1-й тип;
7. тамбур-шлюзы 1-й или 2-й тип

№ 123-ФЗ (гл.19, ст.88, п.8) : Окна в противопожарных преградах должны быть не открывающимися, а противопожарные двери и ворота должны иметь устройства для самозакрывания. Противопожарные двери, ворота, шторы, люки и клапаны, которые могут эксплуатироваться в открытом положении, должны быть оборудованы устройствами, обеспечивающими их автоматическое закрывание при пожаре.

№ 123-ФЗ (гл.19, ст.88, п.9) : Общая площадь проемов в противопожарных преградах не должна превышать 25 процентов их площади.

№ 123-ФЗ (гл.19, ст.88, п.16): Дверные проемы в ограждениях лифтовых шахт с выходами из них в коридоры и другие помещения, кроме лестничных клеток, должны защищаться противопожарными дверями с пределом огнестойкости не менее EI 30 или экранами из негорючих материалов с пределом огнестойкости не менее EI 45, автоматически закрывающими дверные проемы лифтовых шахт при пожаре, либо лифтовые шахты в зданиях и сооружениях должны отделяться от коридоров, лестничных клеток и других помещений тамбурами или холлами с противопожарными перегородками 1-го типа и перекрытиями 3-го типа.

—>

Как рассчитать огнестойкость

Посмотрим, как вычисляется эта величина.

Математически предельное значение огнестойкости – это временной интервал, за который данный объект разрушается так, что характеристики вещества, из которых он изготовлен, достигают предельных величин.

Этими характеристиками материала являются:

1. Возможность сохранения целостности объекта при воздействии открытого огня.
2. Несущая способность основных компонентов и всей конструкции целиком.
3. Показатели теплоизоляции, используемые в составе материалов.

Все названные показатели нормируются в соответствии с Федеральным Законом № 123-ФЗ и Приложением № 21 к ФЗ.

Единицей измерения обычно служат часы и минуты.

Для строительных, железобетонных элементов, противопожарных сооружений предельное значение огнестойкости определяется по нормам СП 56.13330.2011 и Дополнению к 123-му ФЗ.

У производственных построек пределы огнестойкости рассчитываются зависимо от присвоенной объекту категории пожароопасности (от «А» до «Д»), согласно СНиП 31-03-2001.

Предел огнестойкости конструкций из железобетона

На огнестойкость конструкций из железобетона влияет множество факторов, в число которых входят следующие: особенности геометрии, нагрузка, габариты бетонных слоев, тип используемой при строительстве арматуры, разновидность бетона и другие.

При возникновении пожара предел огнестойкости строительных конструкций может достигаться по ряду причин:

• понижение прочностных характеристик бетона вследствие увеличение температуры,
• появление щелей, сколов в сечениях,
• потеря теплоизолирующих свойств.

К самым чувствительным конструктивным элементам относят изгибаемые конструкции из железобетона. Данный факт можно объяснить тем, что рабочая арматура растянутой зоны, обеспечивающая главный вклад в несущую способность конструкций, защищается от огня небольшим бетонным слоем. Это является определяющим фактором, сказывающимся на высокой скорости прогревания рабочей арматуры.

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

Как влияют технологии на огнестойкость сооружений

Анализ строительной документации дает возможность изучить наличие (отсутствие) технологий, повышающих огнестойкость строительных конструкций. Сначала нужно осмотреть визуально все конструкции здания. Потом изучить все внутренние помещения, лестницы, подсобки и т.д.

Часто для снижения расходов недальновидные заказчики для лестниц и подсобок применяют самые дешевые материалы с низким уровнем огнестойкости. Поэтому при пожаре огонь распространяется по этим самым слабым участкам конструкции. Все это надо обязательно изучать и учитывать при разработке методов огнезащиты и расчетах огнестойкости.

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:

1. «КО» — непожароопасно. Эти здания возводятся из негорючих материалов, у которых предел огнестойкости самый высокий. Возможность разрушения происходит при температуре больше +500С при длительном воздействии огня.
2. «К1» — малопожароопасно. К огнестойкости несущих строительных конструкций этих зданий предъявляются послабления. А именно: они могут по горизонтали и вертикали деформироваться под действием огня и высоких температур в пределах 40 см.
3. «К2» — умереннопожароопасно. Допускаются повреждения несущих конструкций по вертикали – до 80 см, по горизонтали до 50.
4. «К3» — пожароопасно. Происходит деформация вышеобозначенных параметров.

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:

• «С0» — это здания, в которых несущие конструкции соответствуют классу «К0»»
• «С1» — это ситуации, в которых лестничные клетки и лестницы соответствуют «К0», наружные стены «К2», а перегородки «К1»;
• «С2» — лестницы соответствуют «К1», наружные стены «К3», перегородки «К2»;
• «С3» — лестницы соответствуют повреждениям «К1», все остальные несущие и ненесущие конструкции не рассматриваются.

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.

Металлические конструкции.

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

В случаях, когда минимально требуемая огнестойкость конструкции (за исключением в составе противопожарных преград) указан R15 (RE15, REI15), допускается применять незащищенные стальные конструкции независимо от их фактического предела, за исключением случаев, когда огнестойкость несущих элементов здания по результатам испытаний составляет менее R8 (п. 5.4.2 СП 2.13130.2009).

Причина столь быстрого исчерпания незащищенными металлическими элементами 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 деталей быстро достигает критических температур прогрева металла, при которых происходит снижение прочностных свойств материала до такой величины, что деталь становится неспособной выдерживать приложенную к ней внешнюю нагрузку, в результате чего наступает предельное состояние по признаку потере несущей способности (R).

Значения критической температуры Tcr прогрева различных металлических деталей 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.

Деревянные конструкции.

По сравнению с металлическими аналогами, деревянным свойственна горючесть. На пределы огнестойкости деревянных деталей влияют несколько факторов: время, которое проходит от начала взаимодействия огня с материалом до факта непосредственного воспламенения дерева, время, затрачиваемое от начала горения до достижения предельного состояния.

Для улучшения огнестойкости древесины традиционно прибегают к нанесению нескольких слоев штукатурки. Двухсантиметровый слой, нанесенный на колонну из дерева, способен увеличить этот предел и деревянной детали до R60. Высокой эффективностью огнезащиты обладают всевозможные лакокрасочные покрытия, пропитка древесины антипиренами.

Особенности определения предела к сопротивлению.

Перед ее определением, сооружения необходимо осуществить расчет огнестойкости строительных конструкций, которые его составляют. При таком расчете необходимо учитывать определенные нюансы.

1. Во-первых, слоистые ограждения значительно превосходит по своим теплоизоляционным характеристикам каждый отдельно взятый материал, из которых они изготовлены.
2. Во-вторых, изделия, имеющие в своем составе воздушные прослойки, повышают свой уровень в среднем на 10% по сравнению с аналогичными изделиями, не имеющими такой прослойки.

В-третьих, при расчете необходимо учитывать направление теплового потока и соответствующим образом размещать защитные слои, вплоть до их несимметричного нанесения.

Как увеличить этот показатель.

Для повышения показателя огнестойкости (предельного значения, характеризующего его негорючесть), в строительстве принято применять специальные огнезащитные покрытия.

С их помощью удаётся блокировать доступ открытого огня к защищаемым поверхностям, сохраняя конструкцию в рабочем состоянии на протяжении требуемого нормативами времени.

Защите от воздействия открытого огня подлежат элементы сооружений с нормируемым показателем, поверхности воздуховодов и газовых коммуникаций, кабельные сети с участками, проходящими через незащищённые от огня ограждения. Обязательно защищаются резервуары, используемые для хранения нефтепродуктов.

Изменение огнестойкости в сторону его увеличения удаётся достичь путём защитной обработки элементов сооружений, либо же за счёт доработки их конструкции.

Для этих целей могут применяться защитные покрытия, формируемые посредством кирпича или бетона, а также оштукатуривание. Это метод годится для сооружений, способных выдержать дополнительную нагрузку.

Применяется облицовка плитами или специальными защитными экранами, обработка (отделка) защищаемых поверхностей огнеупорными составами и материалами. Используется пропитка деревянных частей и элементов.

Категории пожарной опасности

Степени огнестойкости зданий не единственные характеристики, принимаемые во внимание. Категории пожарной безопасности — показатели, определяющие опасность строения в случае возникновения пожара. Они обозначаются заглавными буквами кириллицы.

В этом случае рассматривается предназначение производственных зданий. Обычно на категории делят именно их. Причина — процессы, происходящие внутри: если в помещениях происходит работа с огнем, постоянно повышена температура, то риск возгорания существенно повышается.

Учитывают и способ отопления сооружения: присутствие котельных в нем повышает категорию пожарной опасности. Отопительные системы принимают во внимание на стадии разработки производственного здания, в частном строительстве такие расчеты, как правило, не используют.

Главные категории строений

Для точной оценки степени огнестойкости зданий используют две категории: общее состояние сооружения (класс С) и характеристики отдельных несущих конструкций (класс К): стен, перекрытий, лестничных маршей.