Тема: Огнестойкость строительных конструкций и зданий
Вводная часть
огнестойкость пожарный опасность сооружение
1. Пределы огнестойкости
2. Признаки предельных состояний
3. Огнестойкость и пожарная опасность зданий, сооружений и строений
4. Огнестойкость и пожарная опасность строительных конструкций
5. Соответствие степени огнестойкости и предела огнестойкости строительных конструкций
6. Противопожарные стены, перегородки и перекрытия, заполнения проемов в противопожарных преградах
7. Требования к огнестойкости и пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков
8. Пределы огнестойкости металлических конструкций
9. Способы повышения пределов огнестойкости металлических конструкций
10. Пределы огнестойкости деревянных конструкций
11. Пределы огнестойкости железобетонных конструкций
Основная часть
Строительные конструкции зданий, сооружений и строений 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:
1) ненормируемый;
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.
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:
1) потеря несущей способности (R);
2) потеря целостности (Е);
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).
Основные виды строительных конструкций. Строительные конструкции ...
... не менее 180 минут; 10) не менее 240 минут; 11) не менее 360 минут. Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются в условиях стандартных испытаний. Наступление пределов огнестойкости несущих и ограждающих строительных конструкций в условиях стандартных испытаний ...
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).
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 и пожарная опасность зданий, сооружений и строений
1. В зданиях, сооружениях и строениях должны применяться основные строительные конструкции с пределами огнестойкости и классами пожарной опасности, соответствующими требуемым степени огнестойкости зданий, сооружений, строений и классу их конструктивной пожарной опасности.
2. Требуемые степень огнестойкости зданий, сооружений, строений и класс их конструктивной пожарной опасности устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности.
Огнестойкость и пожарная опасность строительных конструкций
1. Огнестойкость и класс пожарной опасности строительных конструкций должны обеспечиваться за счет их конструктивных решений, применения соответствующих строительных материалов, а также использования средств огнезащиты.
2. Требуемые пределы огнестойкости строительных конструкций, выбираемые в зависимости от степени огнестойкости зданий, сооружений и строений, приведены в таблице 21 приложения к настоящему Федеральному закону.
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, 1, 2 или 3-й тип;
люки, клапаны,
экраны, шторы
5) окна 1, 2 или 3-й тип;
6) занавесы 1-й тип;
7) тамбур-шлюзы 1-й или 2-й тип.
3. Отнесение противопожарных преград к тому или иному типу в зависимости от пределов огнестойкости элементов противопожарных преград и типов заполнения проемов в них осуществляется в соответствии со статьей 88 настоящего Федерального закона.
Классификация зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков по степени огнестойкости
1. Здания, сооружения, строения и пожарные отсеки по степени огнестойкости подразделяются на здания, сооружения, строения и пожарные отсеки I, II, III, IV и V степеней огнестойкости.
2. Порядок определения степени огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков устанавливается в соответствии с требованиями к огнестойкости и пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков
Оценка пожарной опасности здания
... Выбор соотношения между функциональной пожарной опасностью, степенью огнестойкости и классом конструктивной пожарной опасности Минимизация суммы экономического ущерба и затрат на противопожарную защиту в строительных решениях зданий и сооружений обеспечивается в первую ...
Требования к огнестойкости и пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков
1. Степень огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков должна устанавливаться в зависимости от их этажности, класса функциональной пожарной опасности, площади пожарного отсека и пожарной опасности происходящих в них технологических процессов.
2. Пределы огнестойкости строительных конструкций должны соответствовать принятой степени огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков. Соответствие степени огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков и предела огнестойкости применяемых в них строительных конструкций приведено в таблице 21 приложения к настоящему Федеральному закону.
3. Пределы огнестойкости заполнения проемов (дверей, ворот, окон и люков), а также фонарей, в том числе зенитных, и других светопрозрачных участков настилов покрытий не нормируются, за исключением заполнения проемов в противопожарных преградах.
4. На незадымляемых лестничных клетках типа H1 допускается предусматривать лестничные площадки и марши с пределом огнестойкости R15 класса пожарной опасности К0.
5. Класс конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков должен устанавливаться в зависимости от их этажности, класса функциональной пожарной опасности, площади пожарного отсека и пожарной опасности происходящих в них технологических процессов.
6. Класс пожарной опасности строительных конструкций должен соответствовать принятому классу конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков. Соответствие класса конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков классу пожарной опасности применяемых в них строительных конструкций приведено в таблице 22 приложения к настоящему Федеральному закону.
7. Пожарная опасность заполнения проемов в ограждающих конструкциях зданий, сооружений, строений (дверей, ворот, окон и люков) не нормируется, за исключением проемов в противопожарных преградах.
8. Для зданий, сооружений и строений класса функциональной пожарной опасности Ф1.1 должны применяться системы наружного утепления класса пожарной опасности К0.
9. Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций должны определяться в условиях стандартных испытаний по методикам, установленным нормативными документами по пожарной безопасности.
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.
Степень огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков, классы их функциональной и конструктивной пожарной опасности указываются в проектной документации на объекты капитального строительства и реконструкции.
Условия развития пожара в зданиях и сооружениях во многом определяются их огнестойкостью. Под огнестойкостью понимают способность материалов, конструкций и зданий в целом противостоять возгоранию, сохранять прочность, не разрушаться и не деформироваться под действием высоких температур при пожаре.
Предел огнестойкости строительных конструкций определяется временем в часах и минутах от начала их огневого стандартного испытания до возникновения одного из предельных состояний по огнестойкости: по плотности — образование в конструкциях сквозных трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя; по теплоизолирующей способности — повышение температуры на необогреваемой поверхности в среднем более чем на 160 °С или в любой точке этой поверхности более чем на 190°С в сравнении с температурой конструкции до испытания, или более 220 °С независимо от температуры конструкции до испытания; по потере несущей способности конструкций и узлов — обрушение или прогиб в зависимости от типа конструкции. Наименьший предел огнестойкости имеют незащищенные металлические конструкции, а наибольший — железобетонные.
Степень огнестойкости зданий и сооружений зависит от группы возгораемости и предела огнестойкости основных строительных конструкций. В соответствии с Техническим регламентом здания могут быть пяти степеней огнестойкости: I, II, III, IV и V. Наиболее безопасны в отношении пожаров здания I и II степеней огнестойкости.
В постройках и сооружениях I и II степеней огнестойкости все конструктивные элементы несгораемые (кроме крыш в зданиях с чердаками, которые могут быть сгораемыми) с пределами огнестойкости соответственно 0,5…2 ч и 0,25…2 ч. При III степени огнестойкости зданий и объектов несгораемыми должны быть только несущие стены, каркас, колонны, а перегородки, междуэтажные и чердачные перекрытия могут быть из трудносгораемых материалов или из сгораемых, но оштукатуренных или обработанных огнезащитным составом. В сооружениях IV степени огнестойкости несгораемыми могут быть только противопожарные стены (брандмауэры), разделяющие здания большой площади на части; несущие стены, колонны, перегородки и заполнение каркасных стен должны быть трудносгораемыми, а несущие элементы покрытий могут быть сгораемыми. У зданий V степени огнестойкости все элементы, кроме брандмауэров, могут быть из сгораемых строительных материалов.
В зданиях всех степеней огнестойкости допускается делать сгораемыми: щитовые перегородки, остекленные при высоте глухой части до 1,2 м от пола, а также сборно-разборные и раздвижные; полы (кроме тех помещений, где применяют или хранят ЛВЖ и ГЖ); оконные переплеты, ворота и двери, кроме расположенных в противопожарных стенах; облицовку стен, перегородок и потолков, обрешетку крыш и стропила в зданиях с чердаками; кровлю в зданиях III, IV и V степеней огнестойкости с чердаками.
1. Пределы 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.
Примечание: * 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)
Причина столь быстрого исчерпания незащищенными металлическими конструкциями способности сопротивляться воздействию пожара заключается в больших значениях теплопроводности () и малых значениях теплоемкости , что, соответственно, ведет к большим значениям коэффициента температуропроводности () металла, характеризующего скорость распространения тепла внутри конструкции (здесь — плотность металла).
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 T cr прогрева различных металлических конструкций при нормативной эксплуатационной нагрузке приведены в таблице 1.
Таблица 1
|
Материал конструкции |
T cr , o C |
|
|
Сталь углеродистая Ст3, Ст5 |
470 |
|
|
Низколегированная сталь марки 25Г2С |
550 |
|
|
Низколегированная сталь марки 30ХГ2С |
500 |
|
|
Алюминиевые сплавы марок АМг-6, АВ-Т1 |
225 |
|
|
Алюминиевые сплавы марок Д1Т, Д16Т |
250 |
|
|
Алюминиевые сплавы марок B92Т |
165 |
|
Как видно из таблицы 1 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.
2. Способы повышения пределов огнестойкости металлических конструкций
К наиболее распространенным способам повышения огнестойкости металлических конструкций относятся:
1. Облицовка металлических конструкций несгораемыми материалами, имеющими высокие теплозащитные показатели.
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.
Примечание: Для избежания преждевременного обрушения облицовки при действии огня для бетонных плиток и кирпичной кладки применяют армирование, а штукатурку наносят по металлической сетке (одинарной или двойной в зависимости от толщины наносимого слоя).
Данные облицовки достаточно надежны и долговечны. Однако они существенно увеличивают массу конструкций, а сами операции по облицовке являются достаточно трудоемкими.
2. Нанесение на поверхность металлических конструкций специальных огнезащитных покрытий (красок и обмазок).
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.
3. Наполнение полых конструкций водой постоянным или аварийным, естественной или принудительной циркуляцией.
Этот способ повышения огнестойкости используется в основном для защиты уникальных зданий (например — Центр Помпиду, Париж, Франция).
Вода имеет большие значения теплоемкости. Поэтому циркуляция воды внутри металлических конструкций при пожаре обеспечивает интенсивный теплосъем с поверхности металлических конструкций и значительное замедление их прогрева до критических температур.
4. Орошение металлических конструкций распыленной и тонкораспыленной водой.
Данный способ огнезащиты металлических конструкций основан на охлаждении металлических поверхностей конструкций, нагревающихся в результате воздействия высоконагретых восходящих конвективных потоков, образующихся во время пожара. Распыленная вода также достаточно хорошо экранируют металлические поверхности от лучистых тепловых потоков, распространяющихся из пламенной зоны горения.
5. Устройство в помещениях защитных подвесных потолков
Для повышения огнестойкости стержневых металлических конструкций, удерживающих покрытия, в частности ферм, наиболее целесообразно применение подвесных потолков монтирующихся из негорючих материалов с высокими теплоизолирующими свойствами, т.к непосредственная огнезащита каждого элемента таким металличсеких конструкций облицовками или вспучивающимися покрытиями весьма трудоемка и недостаточно надежна, так как трудно осуществима в узловых соединениях.
3. Пределы 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 :
где — предел огнестойкости деревянной 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.
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.
4. Пределы 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.
Заключительная часть
1.Предел огнестойкости конструкции определяется
ь 1.В минутах
2.В часах
3.В секундах
2. Буквой (Е)определяется
А)потеря несущей способности
ь Б) потеря целостности
В) потеря теплоизолирующей способности
3.Пределы огнестойкости незащищенных металлических конструкций находятся в пределах: (R10 — R15)
ь А) для стальных конструкций
Б) для алюминиевых конструкций
В) колонны массивного сплошного сечения
4.Слой штукатурки толщиной 2 см на деревянной колонне повышает ее предел огнестойкости
ь А) до R 60
Б) до R 30
В) до R 90
5. Для железобетонных колонн предел огнестойкости обычно находится в пределах
ь А) R90-R150
Б) R60-R90
В) R120-R180
