Огнестойкость бетона

Огнестойкость бетона: действие больших температур на

Среди черт бетона, одним из наиболее значимых параметров есть огнестойкость, которая несёт ответственность за сопротивляемость материала открытому огню при пожаре. В данной статье мы подробней рассмотрим, что такое огнестойкость, от чего она зависит и каким возможно данный показатель у различных видов бетона.

Неспециализированные сведения

Прежде всего направляться заявить, что люди обычно путают огнестойкость железобетонных конструкций с жаростойкостью, а это пара различные понятия:

  • Огнестойкость — сопротивление материала непродолжительному действию открытого огня при пожаре
  • Жаростойкость — это свойство бетонов сохранять свои свойства при долгом либо кроме того постоянном действии больших температур на протяжении эксплуатации тепловых агрегатов.

В следствии малом теплопроводности материала, при непродолжительном действии большой температуры бетон и арматура, которая расположена под защитным слоем, не успевают достаточно разогреться.

Исходя из этого значительно более губительным для бетона есть его поливание водой, что происходит при тушении пожара. Наряду с этим происходит растрескивание материала, нарушение защитного слоя и, как следствие, обнажение арматуры.

Действие больших температур на бетон

Под действием больших температур, в бетоне происходят разные негативные процессы:

Жароупорные бетоны

Данные из таблицы относятся к простым бетонам. Но в следствии научных и практических изысканий была открыта возможность создания жароупорного бетона на базе портландцемента, который способен выдерживать температуру в 1100 градусов а также выше.

Для этого в состав материала вводят алюмокремнеземистые или кремнеземистые тонкомолотые добавки, связывающие гидроокись кальция, которая выделяется в следствии гидратации цемента.

Помимо этого, в качестве заполнителей применяют термостойкие и огнеупорные материалы, такие как:

  • Кирпичный щебень;
  • Доменный шлак;
  • Туф;
  • Шамот;
  • Андезит;
  • Базальт;
  • Хромистый железняк.

Большая температура, которую может выдерживать таковой бетон, зависит от наполнителей. К примеру, при применении шамота, большая температура образовывает 1100-1200 градусов по шкале Цельсия. В случае если конструкция не будет подвергаться нагреву свыше 700 градусов, в качестве наполнителя возможно использовать бой глиняного кирпича или доменный шлак.

Так, приготовить жаростойкий бетон возможно кроме того своими руками на строительной площадке.

Совет! По окончании возведения железобетонных конструкций обычно появляется необходимость в их механической обработке. При таких условиях применяют особое оборудование с алмазными насадками. К примеру, строителями обычно выполняется алмазное бурение отверстий в бетоне, и резка железобетона алмазными кругами.

Огнестойкость конструкций из железобетона

Огнестойкость конструкций из железобетона зависит от многих параметров:

  • Размеров сечения конструкции;
  • Толщины защитного слоя;
  • Диаметра и количество арматуры;
  • Нагрузки на конструкцию.

С уменьшением плотности материала, и повышением его толщины, предел огнестойкости возрастает. Кроме этого направляться подчернуть, что данный показатель зависит от статической схемы и вида опирания конструкции. Исходя из этого перед заливкой, эксперты в обязательном порядке делают расчет огнестойкости железобетонных конструкций.

Горизонтально расположенные конструкции

Вольно опертые однопролетные изгибаемые элементы при действии пожара разрушаются в следствии разогревания нижней продольной арматуры. Исходя из этого их предельная температура зависит от класса арматуры, теплопроводности материала, и толщины защитного слоя.

К таким конструкциям относятся следующие виды изделий:

  • Настилы перекрытий и панели;
  • Балочные плиты;
  • Прогоны;
  • Балки и пр.

Обратите внимание! У прогонов и балок предел огнестойкости сильно зависит еще и от ширины сечения.

Кроме этого направляться подчернуть, что при однообразных параметрах, огнестойкость балок и плит различная, что связано с тем, что балки при пожаре разогреваются с трех сторон.

Тонкостенные изгибаемые конструкции смогут преждевременно разрушаться под действием пожара по косому сечению у опор. Такие разрушения предотвращают методом установки вертикальных каркасов длиной ? пролета на при опорных участках.

К изгибаемым тонкостенным конструкциям относятся:

  • Ребристые и пустотные панели;
  • Балки и ригели;
  • Настилы и пр.

Опертые по контуру плиты владеют значительно громадным пределом огнестойкости, чем изгибаемые элементы. Такие плиты армированы в двух направлениях, исходя из этого их огнестойкость зависит от соотношения длины арматуры в долгом и маленьком проемах.

У квадратных плит критическая температура образовывает 800 градусов по шкале Цельсия.С повышением одной из сторон, критическая температура понижается, соответственно значительно уменьшается и предел огнестойкости. В случае если соотношение сторон более четырех, то огнестойкость плит такая же, как и у конструкций, каковые оперты на две стороны.

Обратите внимание! С позиций огнестойкости наиболее прочной есть арматурная сталь марки 25Г2С класса А-III. Ее критическая температура образовывает 570 градусов по шкале Цельсия. Нужно заявить, что цена арматуры из таковой стали относительно высокая.

Огнестойкость таких конструкций как колонны кроме этого зависит от ряда факторов:

  • Нагрузки на них (центральной и внецентральной);
  • Размеров поперечного сечения;
  • Вида большого заполнителя;
  • Процента армирования;
  • Толщины защитного слоя у продольной арматуры. Исходя из этого при заливке конструкции обязана строго соблюдаться инструкция.

Разрушение колонн под действием открытого огня происходит в следствии понижения прочности бетона и арматуры. Причем, внецентреннаянагрузка сокращает их огнестойкость.

В случаях, в то время, когда нагруз­ка происходит с громадным эксцентриситетом, огнестойкость конструкции зависит от толщины защитного слоя в области растянутой арматуры. Другими словами — темперамент работы колонн при нагревании аналогичен с несложными балками. В случае если же нагрузка происходит с малым эксцентриситетом, то конструкция может сопротивляться действию пожара, как и центрально-сжатые колонны.

Обратите внимание! Огнестойкость колонн, выполненных из раствора на гранитном щебне, на 20 процентов меньше, чем колонн на известковом щебне.

Огнестойкость ячеистых бетонов

Как уже было сказано выше, чем меньше плотность материала, тем он более устойчивый к действию пожара. Исходя из этого предел огнестойкости газобетонных блоков и других изделий из ячеистого бетона более большой.

В соответствии с бессчётным изучениям, каковые были проведены шведским техническим университетом, и и финским техническим центром, при нагревании,прочность ячеистого бетон аизменяется следующим образом:

  • Увеличение температуры до 400 градусов –прочность материала возрастает до 85 процентов.
  • Разогрев до 700 градусов – прочность понижается до первоначальных показателей.
  • Разогрев до 1000 градусов –прочность падает на 86 процентов и данный показатель стабилизируется.

Так, предел огнестойкости пенобетонных блоков образовывает около 900 градусов. Для сравнения, простой бетон при температуре около 400-700 градусов теряет основную часть своей прочности.

Исходя из этого данный материал стал широко распространен при постройке зданий, в которых планируется повышенный уровень пожароопасности.

Как мы узнали, огнестойкость и жаростойкость бетона зависят от ряда факторов, начиная от наполнителя материала и заканчивая изюминками цементных конструкций. Исходя из этого данному показателю нужно уделять внимание на всех этапах строительства.

Из видео в данной статье возможно взять дополнительную данные по данной теме.

ОГНЕСТОЙКОСТЬ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Факторы, влияющие на огнестойкость железобетонных конструкций

Огнестойкость железобетонных конструкций зависит от многих факторов: конструктивной схемы, размеров конструкции, 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, за счет снижения прочности бетона при его нагреве, теплового расширения и температурной ползучести арматуры, возникновения сквозных отверстий или трещин в сечениях конструкций, а также в результате утраты теплоизолирующей способности.

Наиболее чувствительными к воздействию пожара являются изгибаемые железобетонные конструкции: плиты, балки, ригели, прогоны. Их предел огнестойкости обычно находится в пределах R50- R90 [7, 9-13].

Такое относительно небольшое значение пределов огнестойкости изгибаемых железобетонных 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, сопротивления рабочей арматуры при нагреве.

Для железобетонных колонн предел огнестойкости находится в пределах R90-R240.

Меры по повышению пределов огнестойкости железобетонных конструкций

Во время пожара защитный слой бетона замедляет прогрев арматуры до критической температуры. Поэтому одним из основных мероприятий по повышению пределов огнестойкости железобетонных конструкций является увеличение защитного слоя бетона у рабочей арматуры.

Толщину защитного слоя железобетонной конструкции можно регулировать также, если применять огнезащитные покрытия из других материалов: известково-цементные, гипсовые, вермикулитовые и другие покрытия.

При необходимости увеличения пределов огнестойкости железобетонных конструкций до значений более 150 мин можно рекомендовать следующие мероприятия:

  • • увеличение толщины защитного слоя бетона до 50 мм и более;
  • • облицовка огнезащитными материалами;
  • • снижение пожарной нагрузки в помещении;
  • • снижение механической нагрузки на конструкцию;
  • • применение рабочей арматуры с более высокой критической температурой прогрева при пожаре.

Особенно необходимо обращать внимание на эти возможности регулирования огнестойкости строительных конструкций при использовании различных типов сталебетонных колонн, применяемых в высотном строительстве. Дело в том, что при прямом воздействии пожара на наружные металлические элементы такого рода конструкций несущая способность наружных металлических элементов сталебетонных конструкций будет исчерпана при температуре прогрева примерно 500 °С, т.е. через 9—12 мин после начала огневого воздействия пожара [7, 9—13].

Читать еще:  Забор из профнастила своими руками со столбиками из труб размеры

Колонны и балки с жесткой арматурой, расположенной в середине сечения, имеют значительно больший предел огнестойкости по потере несущей способности по сравнению с колоннами и балками, армированными стержневой арматурой, расположенной около обогреваемой поверхности.

В балках, при расположении арматуры разного диаметра и на разных уровнях, арматуру большего диаметра следует располагать дальше от обогреваемой при пожаре поверхности.

Исследования показали, что предел огнестойкости статически неопределимой железобетонной конструкции больше предела огнестойкости статически определимой конструкции на 75%, если площадь сечения арматуры на опоре, где действует отрицательный момент, больше, чем в пролете, в 1,25 раза; на 100%, если в 1,5 раза; на 125%, если в 1,75 раза и на 150%, если в 2 раза [9—13].

При решении практических задач, когда возникает необходимость в увеличении предела огнестойкости конкретной железобетонной конструкции, необходимо иметь в виду, что значения пределов огнестойкости, определенные путем проведения стандартных огневых испытаний, получены для случая воздействия на испытуемую конструкцию нормативной нагрузки и температурного режима, так называемого «стандартного» пожара.

Если в реальных условиях проектируемого объекта температурные воздействия при возможном пожаре и рабочие нагрузки будут отличаться от условий стандартного огневого испытания, то и огнестойкость этих конструкций будет отличаться от значений пределов огнестойкости, полученных при стандартных испытаниях.

Эти соображения также можно использовать для повышения огнестойкости конструкций. Например, если рабочая нагрузка на конструкцию вдвое меньше ее нормативного значения, то предел огнестойкости конструкции увеличивается в среднем на 25%.

Обеспечение стойкости железобетонных конструкций против взрывообразной потери целостности в условиях пожара

В условиях пожара, испытаний строительных конструкций на огнестойкость, сушке и первом разогреве тепловых агрегатов, в ряде случаев наблюдается явление внезапной, взрывообразной потери целостности (ВПЦ) материалов прогреваемых конструкций [7]. В ряде работ [9—13] этот вид разрушения называется также «хрупким разрушением бетона».

Наблюдения реальных пожаров и огневых испытаний бетонных конструкций показывают, что явление ВПЦ бетона при пожаре выглядит следующим образом (рис. 1.10, 1.11): уже на 9—15й мин огневого воздействия от обогреваемых поверхностей бетонных конструкций, с сильными звуковыми эффектами (хлопки, треск), начинают отлетать куски бетона на расстояние до 10—15 м.

Это приводит к быстрому уменьшению рабочего сечения конструкции, разрушению защитного слоя бетона, оголению рабочей арматуры конструкции, возникновению сквозных трещин и отверстий, резкому уменьшению предела огнестойкости всей конструкции, повышению риска быстрого наступления прогрессирующего разрушения всего объекта в целом.

Особенность явления взрывообразной потери целостности (ВПЦ) материалов строительных конструкций при пожаре состоит в его «аномальности». Аномальность этого явления в том, что оно проявляется внезапно при высокотемпературном прогреве конструкций, у которых ранее это явление в аналогичных условиях могло не наблюдаться.

В связи с этим возникновение и развитие ВПЦ в условиях пожара крайне нежелательно и требует правильного понимания механизма этого опасного для зданий явления, принятия специальных мер его диагностики и профилактики.

В работах [9—13] обращалось внимание, что это явление в силу внезапности его возникновения на начальных стадиях развития пожара представляет большую опасность и по этой причине явилось

Рис. 1.10. Железобетонная стеновая панель после огневого испытания на огнестойкость

предметом специальных исследований как в России, так и за рубежом.

Правильное понимание механизма этого явления, возможность оценивать стойкость конструкций и зданий против прогрессирующего разрушения, с учетом возможности ВПЦ, имеют большое значение для обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений.

Изучение взрывообразного разрушения материалов строительных конструкций при воздействии пожара [9—13] позволило выделить

Рис. 1.11. Наступление предела огнестойкости железобетонного объемного блока здания в результате взрывообразного разрушения бетона при пожаре [7]

основные признаки и факторы, сопутствующие возникновению

  • • капиллярно-пористая структура материала конструкции;
  • • наличие определенного, «критического» уровня начального вла- госодержания материала конструкции, при заданной интенсивности теплового воздействия;
  • • наличие определенной «критической» интенсивности теплового воздействия при заданном уровне начального влагосодержания материала;
  • • послойный, периодически повторяющийся во времени характер потери целостности материала конструкции со стороны ее обогреваемых поверхностей, сопровождающийся разлетом осколков и звуковыми эффектами (хлопки, треск).

В свете исследований [9—13] механизм взрывообразной потери целостности (ВПЦ) материалов строительных конструкций в условиях пожара может быть описан следующим образом (рис. 1.12).

Высокотемпературное воздействие пожара на строительную конструкцию, имеющую некоторый начальный уровень влагосодержа- ния, приводит к возникновению по сечению конструкции в общем случае четырех зон, характеризуемых различным характером процессов тепло- и влагопереноса (см. рис. 1.12):

  • • сухая зона материала конструкции, прилегающая к ее обогреваемым поверхностям, где влага в порах и капиллярах уже испарилась и удалилась за счет процессов тепло- и влагопереноса в другие зоны материала конструкции;
  • • зона испарения влаги, в которой температура в порах и капиллярах материала достигла температуры испарения влаги, что приводит к возникновению избыточного давления пара в этой зоне и развитию процессов влагопереноса в сторону как обогреваемых, так и необогреваемых поверхностей конструкции;
  • • зона повышенного влагосодержания материала конструкции, которая находится за зоной испарения влаги, в которой, в результате развития процесса влагопереноса из зоны испарения, влагосодер- жание материала начинает превышать начальное;
  • • зона начального влагосодержания, в которой процессы влагопереноса еще не наблюдаются.

Развитие в прогреваемой конструкции процессов тепло- и влагопереноса приводит к возникновению в зоне материала, примыкающей к ее обогреваемым поверхностям, высоких перепадов температуры, давления, влагосодержания (см. рис. 1.12, а).

Именно в этой, относительно узкой зоне материала отмечается [9—13] наибольшая скорость накопления нарушений (см. рис. 1.12, б), наибольшая их концентрация. Границами этой зоны, с одной стороны, являются прогреваемые поверхности конструкций, а с другой стороны — граница зоны испарения внутри прогреваемого тела.

По мере прогрева конструкции зона испарения влаги продвигается все дальше вглубь ее сечения. Сопротивление выходу пара через слой сухого материала, отделяющего зону испарения, с избыточным давлением пара, от нагреваемых поверхностей конструкций, будет расти (см. рис. 1.12,а). Это приводит к дальнейшему увеличению давления пара в зоне испарения, интенсификации процессов фильтрационного переноса влаги, росту градиентов температуры, влагосодержания, избыточного давления. В комплексе с воздействием механической нагрузки это приводит к резкой интенсификации накопления нару-

Рис. 1.12. Схема взрывообразной потери целостности материалами конструкций при воздействии пожара [7]:

а — распределение температуры Цх, т), давления Р(х, т), влагосодержания U(x, т) по сечению прогреваемого объекта в момент времени возникновения единичного акта ВПЦ; б — распределение степени разрушения К(х, т) материала конструкции в момент времени возникновения единичного акта ВПЦ; в — протекание единичного акта ВПЦ;

7 — сухая зона материала; 2 — зона испарения влаги; 3 — зона повышенного влагосодержания; 4 — зона начального влагосодержания

шений в структуре материала на границе сухой зоны и зоны испарения влаги и возникновению на границе этих зон максимальных значений степени разрушении материала (см. рис. 1.12, в).

Изучение механизма ВПЦ позволило предложить ряд мер по повышению стойкости материала конструкции против взрывообразной потери целостности в условиях воздействия пожара [9—13]:

  • • повышение уровня пожарной безопасности объекта путем обеспечения возможности ликвидации пожара на начальной стадии его развития;
  • • недопущение и устранение возможных причин увеличения вла- госодержания материала конструкции выше допустимой (за счет нарушения условий нормальной эксплуатации железобетонных конструкций — аварии систем водоснабжения, водоотведения, протечки, нарушение гидроизоляции конструкций и т.д.);
  • • контроль расчетной относительной влажности воздуха в помещении;
  • • устройство огнезащитных покрытий на поверхности конструкций, нагреваемых в условиях пожара;
  • • применение специальных добавок в составе материала конструкции, повышающих его стойкость к ВПЦ.

Особенности инженерного расчета железобетонных конструкций на огнестойкость

Расчет пределов огнестойкости железобетонных конструкций по потере несущей способности R состоит из решения двух задач:

  • • теплофизической: определения прогрева конструкции в условиях воздействия пожара;
  • • прочностной: определения изменения несущей способности конструкции в зависимости от ее прогрева при пожаре и определения значения предела огнестойкости конструкции ту. (времени от начала воздействия пожара до потери несущей способности конструкции).

Расчет предела огнестойкости железобетонных конструкций по потере теплоизолирующей способности / будет включать решение только теплофизической задачи: определения времени ту прогрева при пожаре необогреваемой поверхности конструкции до регламентируемой критической температуры [7].

Инженерные оценки пределов огнестойкости железобетонных конструкций могут осуществляться с помощью использования справочных данных об огнестойкости конструкций, результатов вычислительных экспериментов, отражающих поведение отдельных строительных конструкций при воздействии пожара и упрощенных методик.

Инженерные методы решения теплофизической задачи огнестойкости для железобетонных конструкций

Для проведения инженерных расчетов прогрева сечений бетонных и железобетонных конструкций при воздействии «стандартного» пожара общую сложную математическую модель теплофизической задачи огнестойкости необходимо упрощать.

При расчете температур прогрева сечений рассматриваемых конструкций следует учитывать изменение характеристик теплопереноса материалов конструкций (коэффициента теплопроводности X, коэффициента удельной теплоемкости с в зависимости от температуры прогрева).

Коэффициент теплопроводности X бетона и арматуры [Вт/(м • °С)] допускается определять по формуле

Удельную теплоемкость бетона и арматуры [кДж/(кг • °С)] допускается определять по формуле

В виде такого рода линейных зависимостей значения теплофизических характеристик материалов приводятся в справочниках, которые используются в расчетах конструкций на огнестойкость (табл. 1.4).

Теплофизические характеристики материалов

Огнестойкость бетона

Пособие по определению пределов огнестойкости строительных конструкций, параметров пожарной опасности материалов. Порядок проектирования огнезащиты

Сведения о пособии:

1 РАЗРАБОТАНО ОАО «НИЦ «Строительство» (д.т.н., проф. А.И.Звездов), Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций (ЦНИИСК) им. В.А.Кучеренко ОАО «НИЦ «Строительство» (д.т.н., проф. И.И. Ведяков; д.т.н., проф. Ю.В.Кривцов; к.т.н., с.н.с. И.Р.Ладыгина; к.т.н., с.н.с. В.В.Пивоваров; В.В.Яшин; П.П.Колесников), при участии Холдинга «Ассоциация КрилаК» (д.э.н., проф. А.К.Микеев; к.т.н., с.н.с. Е.Н.Носов; М.В.Постникова).

Читать еще:  Какое расстояние должно быть между винтовыми сваями под фундамент дома?

2 РЕКОМЕНДОВАНО К ПРИНЯТИЮ секцией «Пожарная безопасность в строительстве» НТС ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко ОАО «НИЦ «Строительство» от 06.06.2013 г.

3 РЕКОМЕНДОВАНО ФГБУ ВНИИПО МЧС России для применения в качестве справочного материала в проектных, строительных организациях и органах Государственного пожарного надзора (письмо ФГБУ ВНИИПО МЧС России от 28.06.2013 г. N 2936-13-1-03).

В пособии приведены нормативные требования для назначения пределов огнестойкости строительных конструкций и параметров пожарной опасности материалов, изложены методы определения собственных пределов огнестойкости несущих стальных, железобетонных, деревянных и алюминиевых конструкций с учетом применения огнезащитных покрытий.

В приложении представлены справочные данные по огнезащитным составам и конструкционным материалам в объеме, достаточном для их обоснованного выбора и проведения проектных работ.

В случаях, когда приведенные в Пособии сведения недостаточны для выбора соответствующих решений либо для установления соответствующих показателей огнестойкости строительных конструкций с применением средств огнезащиты, за консультациями следует обращаться в ОАО «НИЦ «Строительство»: НЭБ ПБС ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (тел. 8(499) 170-73-91; e-mail: tsniisk@rambler.ru).

I Требования нормативных документов

I Требования нормативных документов

Нормативные требования пожарной безопасности зданий, сооружений, строительных конструкций, инженерного оборудования и строительных материалов приведены в Федеральном законе от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» в редакции Федерального закона от 10 июля 2012 г. N 117-ФЗ [1].

Пределы огнестойкости строительных конструкций приведены в табл.1 и должны соответствовать принятой степени огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков [1].

Степень огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков

Предел огнестойкости строительных конструкций, не менее

Несущие элементы здания (стены, колонны и др.)

Наружные ненесущие стены

Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами)

Элементы бесчердачных покрытий

Настилы (в том числе с утеплителем)

Фермы, балки, прогоны

Марши и площадки лестниц

Указанные в таблице 1 пределы огнестойкости соответствуют времени достижения одного или последовательно нескольких признаков предельных состояний: R — потеря несущей способности; Е — потеря целостности; I — потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений.

Пределы огнестойкости определяются в условиях стандартных испытаний по методикам, установленным нормативными документами по пожарной безопасности. Допускается пределы огнестойкости конструкций, аналогичных по форме, материалам, конструктивному исполнению строительным конструкциям, прошедшим огневые испытания, определять расчетно-аналитическими методами, установленными нормативными документами [1].

Класс пожарной опасности строительных конструкций приведен в таблице 2 и должен соответствовать классу конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков [1].

Класс конструктивной пожарной опасности здания

Класс пожарной опасности строительных конструкций

Несущие стержневые элементы (колонны, ригели, фермы)

Наружные стены с внешней стороны

Стены, перегородки, перекрытия и бесчердачные покрытия

Стены лестничных клеток и противопожарные преграды

Марши и площадки лестниц в лестничных клетках

Характеристики пожарной опасности конструкций в зависимости от класса пожарной опасности конструкций приведены в таблице 3 [1].

Класс пожар-
ной опас-
ности конс-
трукций

Допускаемый размер повреждения конструкций, сантиметры

Допускаемые характеристики пожарной опасности поврежденного материала

дымо-
образую-
щей способ-
ности

не регламентиру-
ется

более 40, но не более 80

более 25, но не более 50

не регламентиру-
ется

Примечание — Знак «+» обозначает, что при отсутствии теплового эффекта параметр не регламентируется.

Класс пожарной опасности конструкций определяется по ГОСТ 30403-96 [5].

Класс пожарной опасности материалов должен соответствовать классу здания и категории помещения и определяется исходя из данных, представленных в табл.4 [1].

Класс (подкласс) функциональной пожарной опасности здания

Этажность и высота здания

Класс пожарной опасности материала, не более указанного

для стен и потолков

для покрытия полов

Вестибюли, лестничные клетки, лифтовые холлы

Общие коридоры, холлы, фойе

Вестибюли, лестничные клетки, лифтовые холлы

Общие коридоры, холлы, фойе

Ф1.2; Ф1.3; Ф2.3; Ф2.4; Ф3.1; Ф3.2; Ф3.6; Ф4.2; Ф4.3; Ф4.4; Ф5.1; Ф5.2; Ф5.3

не более 9 этажей или не более 28 м

более 9, но не более 17 этажей или более 28, но не более 50 м

более 17 этажей или более 50 м

Ф1.1; Ф2.1; Ф2.2; Ф3.3; Ф3.4; Ф3.5; Ф4.1

вне зависимости от этажности и высоты

Класс пожарной опасности строительных материалов определяется параметрами их воспламеняемости (группами), приведенными в таблице 5 [1].

Свойства пожарной опасности строительных материалов

Класс пожарной опасности строительных материалов в зависимости от групп

Токсичность продуктов горения

Распространение пламени по поверхности для покрытия полов

В таблице 5 использованы следующие обозначения групп строительных материалов:

Д1 — с малой дымообразующей способностью;

Д2 — с умеренной дымообразующей способностью;

Д3 — с высокой дымообразующей способностью;

Методы определения группы горючести, воспламеняемости, дымообразующей способности, токсичности и распространения пламени изложены в следующих нормативных документах:

В случае, если фактический предел огнестойкости не соответствует требуемому, используются средства для его повышения. К указанным средствам относятся конструктивная огнезащита и тонкослойные огнезащитные покрытия [3].

Конструктивная огнезащита — это способ огнезащиты строительных конструкций, основанный на создании на обогреваемой поверхности конструкции теплоизоляционного слоя средства огнезащиты. К конструктивной огнезащите относятся толстослойные напыляемые составы, огнезащитные обмазки, штукатурки, облицовка плитными, листовыми и другими огнезащитными материалами, в том числе на каркасе, с воздушными прослойками, а также комбинации данных материалов, в том числе с тонкослойными вспучивающимися покрытиями. При этом способ нанесения (крепления) огнезащиты должен соответствовать способу, описанному в протоколе испытаний на огнестойкость и в проекте огнезащиты.

Тонкослойное огнезащитное покрытие — это способ огнезащиты строительных конструкций, основанный на нанесении на обогреваемую поверхность конструкции специальных лакокрасочных составов с толщиной сухого слоя не превышающей 3 мм, увеличивающих ее многократно при нагревании.

Применение данных способов огнезащиты регламентируется [3].

В зданиях I и II степеней огнестойкости для обеспечения требуемого предела огнестойкости несущих элементов здания, отвечающих за его общую устойчивость и геометрическую неизменяемость при пожаре, следует применять конструктивную огнезащиту.

Применение тонкослойных огнезащитных покрытий для стальных конструкций, являющихся несущими элементами зданий I и II степеней огнестойкости, допускается для конструкций с приведенной толщиной металла не менее 5,8 мм.

Если требуемый предел огнестойкости конструкции (за исключением конструкций в составе противопожарных преград) R 15 (RE 15, REI 15), допускается применять незащищенные стальные конструкции независимо от их фактического предела огнестойкости, за исключением случаев, когда предел огнестойкости хотя бы одного из элементов несущих конструкций (структурных элементов ферм, балок, колонн и т.п.) по результатам испытаний составляет менее R 8.

Средства огнезащиты для стальных и железобетонных строительных конструкций следует использовать при условии оценки предела огнестойкости конструкций с нанесенными средствами огнезащиты по [18, 21], с учетом способа крепления (нанесения), указанного в технической документации на огнезащиту, и (или) разработки проекта огнезащиты.

Выбор вида огнезащиты осуществляется с учетом режима эксплуатации объекта защиты и установленных сроков эксплуатации огнезащитного покрытия. В случае строительства зданий и сооружений в сейсмическом районе при применении средств огнезащиты должны выполняться требования [4].

Не допускается использовать огнезащитные покрытия и пропитки в местах, исключающих возможность периодической замены или восстановления, а также контроля их состояния.

Покрытия, предназначенные для повышения предела огнестойкости несущих металлоконструкций, характеризуются группой огнезащитной эффективности, определяемой по методике, изложенной в ГОСТ Р 53295-2009 [10]. За предельное состояние принимается достижение критической температуры 500°С опытного образца с нанесенным покрытием (стальная колонна двутаврового сечения профиля N 20 по ГОСТ 8239-89 [11] или профиля N 20Б1 по ГОСТ 26020-83 [12] высотой 1700 мм) в условиях стандартных испытаний.

Огнезащитная эффективность средств огнезащиты в зависимости от наступления предельного состояния металлоконструкции подразделяется на семь групп [10]:

1-я группа — не менее 150 мин.;

2-я группа — не менее 120 мин.;

3-я группа — не менее 90 мин.;

4-я группа — не менее 60 мин.;

5-я группа — не менее 45 мин.;

6-я группа — не менее 30 мин.;

7-я группа — не менее 15 мин.

Покрытия, предназначенные для повышения предела огнестойкости несущих деревянных конструкций, характеризуются группой огнезащитной эффективности, определяемой по методике, изложенной в ГОСТ Р 53292-2009 [13] и зависящей от потери массы образца (бруски из древесины сосны с поперечным сечением 30 60 мм и длиной вдоль волокон 150 мм) в условиях стандартных испытаний.

Определены следующие группы огнезащитной эффективности [13]:

I-я группа — потеря массы не более 9%;

II-я группа — потеря массы более 9%, но не более 25%.

При потере массы более 25% состав не является огнезащитным.

Параметр огнезащитной эффективности носит классификационно-сравнительный характер и не может быть непосредственно использован для оценки нормируемых пожарно-технических характеристик строительных конструкций — предела огнестойкости и показателей пожарной опасности.

Исходные данные для проведения этих оценок предоставляются разработчиком средств защиты по результатам испытаний образцов с проектными параметрами.

Для зданий, сооружений, строений, для которых отсутствуют нормативные требования, разрабатываются специальные технические условия, отражающие специфику обеспечения их пожарной безопасности и содержащие комплекс необходимых инженерно-технических и организационных мероприятий.

Помимо показателей огнестойкости при выборе огнезащиты должны учитываться следующие параметры составов и технологии нанесения:

условия хранения и эксплуатации;

сейсмостойкость (для объектов, возводимых в сейсмостойких районах);

возможность дезактиваций (для объектов атомной энергетики);

возможность дегазации (для объектов химических производств);

возможность и периодичность замены или восстановления;

способы подготовки поверхности;

марки декоративных и защитных покрытий;

инструмент и агрегаты для нанесения.

В Приложении к данному пособию приведена номенклатура огнезащитных составов и материалов для обеспечения требуемых параметров пожарной безопасности металлических, деревянных и железобетонных несущих конструкций. Объем приведенных сведений достаточен для обоснованного выбора типа и марки покрытий во всем диапазоне изменения требований огнестойкости и характеристик строительных конструкций.

Читать еще:  Можно ли ставить глухой забор между соседями на дачном участке?

Все составы и материалы, приведенные в Приложении, испытаны по расширенной программе с использованием стандартных методик. Их результаты представлены в виде матриц зависимости экспериментально полученных пределов огнестойкости металлоконструкций с нанесенными на них огнезащитными покрытиями от толщины этого покрытия и приведенной толщины металла элемента конструкции. Указанные данные предоставляются разработчиком материалов по конкретному запросу.

II Порядок проектирования огнезащиты несущих строительных конструкций

Проектная документация разрабатывается в соответствии с действующими нормами и правилами пожарной безопасности и на основании рабочей документации на строительство, ремонт или реконструкцию объекта.

Разработка проекта огнезащиты включает в себя поэтапное выполнение следующих мероприятий.

1 Анализ технической документации проекта.

2 Определение требуемых пределов огнестойкости несущих конструкций.

3 Разложение общей схемы несущего каркаса здания на отдельные элементы.

4 Расчет собственных пределов огнестойкости элементов.

5 Определение необходимости нанесения огнезащитного покрытия на элементы.

6 Подбор средств огнезащиты.

7 Расчет потребной толщины огнезащиты для каждого элемента.

Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются с использованием данных, приведенных в табл.3.

II.1 Порядок проектирования огнезащиты несущих металлических конструкций

Оценка собственных пределов огнестойкости стержневых стальных конструкций (без огнезащиты) проводится по табл.6, составленной на основе расчетных данных [14].

Приведенная толщина металла (ПТМ), мм

Собственный предел огнестойкости (Пф), мин

Огнестойкость строительных конструкций

Большое значение для надежности построек и их безопасности имеет сопротивляемость огню. Для измерения этого параметра используется фиксация времени между началом контакта с огнем до возникновения критических проявлений. Предел огнестойкости фиксируется по тому фактору, который нормирован официально.

Читайте больше на: NeBezopasno.com

Степени огнестойкости и пределы огнестойкости строительных конструкций

Для определения нужных параметров проводятся испытания по стандартному протоколу. В случае невозможности провести испытания используют расчеты.

Ненормальными изменениями считаются:

  • утрата несущей силы;
  • механический разрыв;
  • неспособность конструкции обеспечить теплоизоляцию.

Для подбора методов исследования строений и их частей на огнестойкость надо обращаться к стандартным материалам по пожарной защите. Условные обозначения показывают, какие предельные состояния описываются и в какой момент наступит первое из них. Утрата несущих свойств засчитывается, если конструкция прогнулась более чем на 5% длины.

О том, что конструкция потеряла целостность, свидетельствует появление отверстий либо трещин, уходящих на всю глубину. Для тестирования используют указания ГОСТ 30247.0. Минимальная сопротивляемость огню составляет ¼ часа. Наибольший показатель — от 6 часов.

Высокий уровень сопротивляемости огню подразумевает, что максимально отдаляется момент, когда необходимо оставить горящее сооружение. Требуется проанализировать:

  • архитектурный план;
  • правила поддержания крепости сооружений;
  • нормативные пособия;
  • СНиП и дополнения к ним.

Показатель REI-60 относится к внутренним стенам лестничных клеток. Он означает, что не менее 1 часа должны сохраняться несущая способность, механическая целостность и способность не пропускать тепло. Определение степеней огнестойкости производится только после заблаговременного осмотра. Изучать нужно любое помещение, в том числе лестничные марши и коридоры.

REI-90 и REI-120 — два самых высоких уровня защиты внутренних стен лестничных клеток, которые предусмотрены в Российской Федерации. Категорически неприемлемо применение слишком дешевых материалов, которые неустойчивы к пламени. Во многих случаях пожар идет по лестничным маршам или через подсобные помещения.

Показатель REI-150 относится только к наиболее защищенным конструкциям, чья огневая устойчивость отвечает самым жестким требованиям. В эту группу входят только постройки, сооруженные с применением железобетона и простого бетона, природного и синтезированного камня. Еще к ним могут быть отнесены плиты и листовые строительные материалы, сертифицированные в установленном порядке.

Применение других веществ и конструкций категорически недопустимо. При тестировании должно быть подтверждено, что изделия хорошо сопротивляются как огню, так и повышенной температуре.

Второй разряд почти совпадает с первым, но есть некоторая специфика. Требования становятся менее жесткими, допускается применение стали. Третья группа может относиться к широкому спектру строительных объектов. Для большего удобства и практичности ее делят еще на 3 разряда. В один из них попадают постройки, в которых для создания несущих частей употреблены бетон, камень или железобетон, а ограждения выполнены из дерева.

Для дополнительного прикрытия от огня применяются плохо загорающиеся плиты и специальные листовые покрытия. Дополнительно может использоваться штукатурка. В эту категорию попадают объекты, огневая стойкость которых выражается формулой REI-45. Такое требование предъявляется к перекрытиям, разделяющим этажи (сюда относятся и перекрытия чердаков, подвалов).

Категория 3А — это построенные на основе каркаса сооружения, сделанные из неприкрытых стальных сплавов. В качестве ограждений применяется профильный лист. При отборе остальных деталей тоже стараются использовать такие, которые не будут повреждены огнем.

Формат 3Б — это каркасные здания высотой 1 этаж. Их сооружают, используя обрабатываемые защитным покрытием деревянные детали. Кроме пропитки, используют дополнительные защитные средства.

Четвертая категория — это уровень R15; такой показатель относится к несущим стенам и иным опорным конструкциям различных зданий. В эту группу входят сооружения, опорные и ограждающие части которых изготовлены из бурно горящих веществ (прежде всего древесины). Для блокировки сильного нагрева их прикрывают плитами либо штукатуркой. Существующие регламенты не предъявляют увеличенных требований к перекрытиям. Но чердаки надо оснащать только блоками, которые хорошо пропитаны защитными средствами.

Есть подвид 4А: постройки каркасного типа, возведенные в 1 уровень. Для сооружения их применяют каркас из стали. Ограждающие элементы делаются из листового профиля. Допускается применение утеплительных элементов из горючих веществ.

Стойкость к огню 5 категории не нормируется. Подразумевается, что порог стойкости к возгоранию низок, а скорость продвижения пожара, наоборот, крайне велика. Такие сооружения представляют большую опасность, потому не годятся для систематического присутствия людей. В них нельзя хранить горючие вещества. Запрещается складировать там взрывоопасные субстанции, подключать любую аппаратуру, которая может создать короткое замыкание.

Таблица объектов и информация по ним

Опорные части, в том числе стеныВнешние стены без несущей функцииПерекрытия, разделяющие ярусы и этажи (включая отделение первого этажа от подвала и

Базовые сведения по установлению огнестойкости описываются в 123 Федеральном законе. К0 — это объекты, не представляющие опасности в пожарном отношении, К3 — это исключительно опасные сооружения. Кроме категорий конструкций по шкале REI, для определения точной огнестойкости надо обращать внимание на:

  • количество этажей;
  • площади пожарных отсеков и зданий;
  • дистанций до соседних сооружений (в том числе особо опасных);
  • цель использования постройки;
  • выраженность угрозы возгорания.

Бывает так, что фактический показатель огнестойкости хуже нормативного уровня. Тогда обязательно требуется выявить слабое место и защитить его. Только в этом случае можно обеспечить полноценную беспрепятственную эвакуацию и сохранить устойчивость опор. Усиление такого рода производится исключительно сертифицированными материалами.

Наилучшими вариантами повышения защищенности являются прикрытие кирпичом и создание слоя бетона. Марку материалов и их толщину, способ выкладки определяют отдельно. Из бюджетных вариантов хорошие результаты дает оштукатуривание.

Пределы огнестойкости металлических конструкций

Сопротивляемость воздействию открытого пламени для неприкрытого металла невелика. Сталь теряет свою прочность за 10-15 минут, для алюминия критичны уже 6-8 минут пожара. Единственным исключением из правила является тяжеловесная монолитная колонна. Она способна гарантировать сохранение базовых инженерных характеристик до 45 минут.

Использовать эти элементы тяжело, и строители избегают их. Так как предел огнестойкости металлической конструкции, не входящей в противопожарную преграду, достигает только отметки R15, это ограничивает ее применение.

Причина слабости конструкции — высокая теплопроводность в сочетании с малой теплоемкостью. Металлы разогреваются исключительно быстро, почти не появляется тепловой градиент между основными частями. Та часть, которая появляется, быстро сглаживается. В результате подвергнутые воздействию пожара стальные, чугунные, алюминиевые блоки легко достигают критической температуры.

Возникает необходимость увеличивать стойкость элементов до REI 60. Для решения этой задачи могут применяться облицовочные защитные покрытия твердого или обмазочного вида. Иногда используется введение в полости воды, циркуляция которой может обеспечиваться принудительно. Выбор окончательного варианта определяется комбинацией инженерных и экономических факторов. Сэкономить часто помогает такое изменение конструкции, которое снижает величину поверхности, непосредственно контактирующей с огнем.

Пределы огнестойкости деревянных конструкций

Этот параметр рассчитывается исходя из темпа обугливания основных элементов. Специальная обработка даже лучшими составами не снижает скорости этого процесса. Если изделие входит в состав сборного блока (вместе с металлической частью или подвесным потолком), сопротивляемость огню нормируется по единой схеме.

Чтобы повысить предел огнестойкости конструкции из дерева, могут использоваться ограждения из металла, асбестоцементных блоков, специальных типов пластмасс. В ряде случаев, например при монтаже навешиваемых панелей на стальные детали здания с огневой защитой, определение характеристик производится экспериментальным способом.

Пределы огнестойкости железобетонных конструкций

Установление этой характеристики имеет большое значение для последующего расчета сохранности здания после окончания пожара. Если здание классифицировано как относящееся к повышенной степени огневой стойкости, оно должно сохранять механическую стабильность при пожаре от 180 минут и более. Если речь идет о сооружениях высотой от 100 м, требуется увеличивать этот показатель минимум до 240 минут.

Предел огнестойкости железобетонных конструкций невозможно установить без теплотехнического расчета. Эти вычисления показывают, за какой срок арматура достигнет опасной температуры либо сечение бетона снизится до критического уровня. Обязательно проводится и статический расчет, который позволяет максимально отдалить момент разрушения.

Огнестойкость бетона по такому показателю, как возникновение проникающих трещин и отверстий, оценивается из предположения, что весь объем в расчетном сечении прогрелся выше критического значения. Бетонный слой при удельной массе от 1200 кг на 1 м³. не должен быть влажнее 3,5%.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector