Предел огнестойкости строительных конструкций
Содержание:
Примеры работ
Требуемые и фактические пределы
Степени и пределы огнестойкости разных типов конструкций
Металлические конструкции
Деревянные конструкции
Огнестойкость железобетонных конструкций
Примеры работ
Одним из самых значимых расчётных показателей, который определяет степень пожарной безопасности сооружений, является предел огнестойкости строительной конструкции. Он указывает на способность сохранять оградительные, несущие и теплоизоляционные свойства в условиях воздействия открытого пламени при длительном горении. Его также определяют как промежуток времени, за который сооружение разрушится до критического состояния.
Согласно положениям статьи 35 ФЗ № 123-ФЗ (ред. от 30.04.2021) «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», классификация строительных конструкций предполагает несколько пределов огнестойкости: от ненормируемого до 360 минут.
Пределы огнестойкости конструкций определяются стандартными испытаниями. Для этого рассчитывается время достижения одного или нескольких последовательных признаков предельных состояний:
Пределы огнестойкости для заполнения проемов в конструкциях наступают вследствие потери целостности (Е), термоизоляционной способности (I), дымогазонепроницаемости (S) и/или достижения предельной плотности теплового потока (W).
Требуемые и фактические пределы
Требуемые (или расчётные) пределы огнестойкости — значения, которым строительная конструкция должна обладать в соответствии с предварительными расчётами. Они закладываются в проектную документацию ещё на стадии планирования и учитывают все критические состояния, свойственные пожарным режимам с открытым горением. Требуемые границы огнестойкости нормируются по всем базовым показателям устойчивости к разрушению (R, RE, EI).
| Предел огнестойкости зданий, сооружений и пожарных строений | Несущие стены, колонны | Наружные ненесущие стены | Перекрытия междуэтажные (в т.ч. чердачные и над подвалами) | Строительные конструкции бесчердачных покрытий | Строительные конструкции лестничных клеток | ||
| настилы | 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 |
Пределы огнестойкости строительных конструкций - Таблица 1
Фактические пределы обнаруживаются при выполнении испытательных обследований конкретных конструкций в искусственно созданной пожарной ситуации. Чтобы обеспечить нормальные условия эксплуатации сооружений и выполнить требования пожарной безопасности, нужно обязательно соблюсти одно условие. А именно — фактический предел огнестойкости конструкций не должен быть меньше требуемого показателя. Более предпочтительной является ситуация, когда он незначительно превышает нормированные значения.
Для сопоставления требуемого и фактического пределов используется специальная форма. Причём границы огнестойкости по R определяются только для несущих элементов зданий. Те же показатели по RE высчитываются для перекрытий, которые не имеют традиционной чердачной надстройки.
Степени и пределы огнестойкости разных типов конструкций
Строительные конструкции относят к несущим элементам зданий и сооружений согласно нормативным документам по пожарной безопасности. Для каждого материала предусмотрены свои пределы огнестойкости.
Металлические конструкции
Пределы огнестойкости большинства незащищенных конструкций из металла очень низки. Они находятся в следующих пределах:
Исключение составляют колонны, имеющие массивное сплошное сечение: предел их огнестойкости без защиты может достигать R45. Однако такие конструкции в строительной практике применяются крайне редко. В тех случаях, когда указаны минимальные требуемые пределы R15, допускается использовать незащищенные стальные конструкции вне зависимости от их фактического предела огнестойкости.
Исключение составляют элементы в составе противопожарных преград. Причина столь быстрого исчерпания незащищенными металлоконструкциями способности сопротивляться воздействию пламени — их высокая теплопроводность и низкая теплоемкость. Из-за первой металл практически не имеет температурного градиента внутри сечения. Это приводит к тому, что во время возгорания теплота быстро достигает критических значений прогрева металла. Материал теряет прочность настолько, что конструкция уже неспособна выдерживать приложенные к ней внешние нагрузки. В результате этого несущая способность (R) критически снижается.
Максимальные значения температуры (Tcr) прогрева различных металлических конструкций при нормативных эксплуатационных нагрузках приведены в таблице:
| Материал конструкции | Tcr, град.С |
| Сталь углеродистая Ст3, Ст5 | 470 |
| Низколегированная сталь марки: | |
| 25Г2С | 550 |
| 30ХГ2С | 500 |
| Алюминевые сплавы марки: | |
| АМг-6, | 225 |
| АВ-Т1Д1Т, | 250 |
| Д16ТВ92Т | 165 |
Огнестойкость металлических конструкций - Таблица 2
Как видно из таблицы, критическая температура для алюминиевых конструкций в 2–3 раза ниже, чем для стальных. Если нужно обеспечить огнестойкость выше R15, используют различные способы: облицовку несгораемыми материалами, покрытие специальными защитными красками и обмазками. И даже наполнение полых элементов водой с естественной или принудительной циркуляцией. Также применяют огнестойкие конструкции.
Деревянные конструкции
В отличие от металла, древесина — горючий материал. Поэтому предельная огнестойкость деревянных конструкций зависит от 2 факторов: времени от начала воздействия до воспламенения древесины и периода от возгорания до наступления тех или иных предельных состояний.
Традиционно для повышения предела огнестойкости дерева наносят специальные штукатурки. Слой толщиной 2 см на колонне из этого материала способен повысить ее характеристики до R60. Одним из эффективных способом огнезащиты конструкций из дерева является нанесение специальных вспучивающихся и обычных красок, а также пропитка антипиренами.
Время от начала воздействия до воспламенения древесины в зависимости от способа повышения стойкости приведено в таблице ниже:
| Способ огнезащиты | Время до воспламенения древесины, мин |
| Без огнезащиты | 4 |
| При защите полужесткой минераловатной плитой толщиной 70 мм | 35 |
| При защите гипсовой штукатуркой толщиной 10-12 мм | 30 |
| При защите цементной штукатуркой по металлической сетке толщиной 10-12 мм | 30 |
| При защите асбоцементными плоскими листами толщиной 10-12 мм | 20 |
| При защите вспучивающимися покрытиями ВПД в 4 слоя или ОФП-9 в 2 слоя | 8 |
Огнестойкость деревянных конструкций - Таблица 3
Огнестойкость железобетонных конструкций
Предел огнестойкости ЖБИ зависит от ряда факторов: геометрической конфигурации, уровня эксплуатационных нагрузок, конструктивной схемы. А также — от толщины защитных слоев бетона и типа арматуры. Важное значение имеет класс материала, его влажность и другие свойства.
При пожаре предел огнестойкости железобетонных конструкций наступает за счет следующих факторов:
Самыми чувствительными к воздействию открытого пламени являются изгибаемые железобетонные конструкции: балки, плиты, прогоны и ригели. Предел их огнестойкости при стандартных испытаниях обычно находится в пределах значений R45–R90. Такие малые коэффициенты изгибаемых элементов объясняются тем, что рабочая арматура растянутого участка этих конструкций, от которой во многом зависит их несущая способность, защищена от пожара только тонким слоем бетона. Это и определяет высокую скорость прогрева до критической температуры.
Фактические пределы огнестойкости железобетонных и бетонных конструкций приведены в таблицах ниже:
| Вид бетона и характеристика плит | Минимальные толщина плиты (t) и расстояние до оси арматуры (a), мм | Пределы огнестойкости, мин. | |||||||
| 15 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | |||
| Тяжелый | толщина плиты | t | 30 | 50 | 80 | 100 | 120 | 140 | 155 |
| опирание по двум сторонам или по контуру при ly/lx ≥1,5 | a | 10 | 15 | 25 | 35 | 45 | 60 | 70 | |
| опирание по контуру при ly/lx<1 ,5 | a | 10 | 10 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | |
| Легкий(γв = 1,2т/м3) | толщина плиты | t | 30 | 40 | 60 | 75 | 90 | 105 | 120 |
| опирание по двум сторонам или по контуру при ly/lx ≥1,5 | a | 10 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 55 | |
| опирание по контуру при ly/lx<1 ,5 | a | 10 | 10 | 10 | 10 | 15 | 25 | 30 | |
Огнестойкость железобетонных конструкций – Таблица 4
Одним из методов повышения этих пределов является применение огнестойких конструкций. Однако при выборе следует доверять только проверенным производителям, предлагающим сертифицированную продукцию.
Вас также может заинтересовать
