Как определить предел огнестойкости конструкции

Огнестойкость строительных конструкций и предел огнестойкости, основные характеристики материала

Огнестойкость — это один из основных эксплуатационных показателей сооружения характеризующий способность несущих элементов, стен и перекрытий здания сопротивляться воздействию огня и высокой температуры во время пожара. Этот показатель является обязательным при проектировании сооружения.

На основании определения степени огнестойкости зданий и сооружений выполняют расчёты различных инженерных коммуникаций: электропроводки, газо и водопровода. Данный показатель является основополагающим для определения мощности, типа и структуры различных систем пожарной безопасности:

• Сигнализации;
• Установок и автономных модулей пожаротушения;
• Эвакуации и аварийного освещения;
• Дымоудаления.

В соответствии с актуальными нормативами различают 8 основных степеней огнестойкости.

• Первые три относятся к сооружениям, элементы которых сделаны из железобетона, штучных натуральных или искусственных камней. Основные различия относятся к материалам межэтажных перекрытий и крыши здания. Для первой категории — это железобетонные плиты, для второй, допускается применение металлических конструкций в стропильных системах покрытия без специальной огнезащиты. Для третьей категории допустимо применение древесины как для перекрытий, так и для стропильных систем. Деревянные элементы должны быть либо защищены штукатуркой (листовыми трудногорючими материалами), либо подвергнуться дополнительной обработке антипиренами.
• К категории 3а и 3б относится здание каркасного типа. Однако если материалами для категории 3а являются незащищенные металлические конструкции (профилированные листовые стройматериалы), то здание категории 3б возводятся из массива древесины или клееного бруса, защищённого антипиреновыми пропитками и подвергнутого дополнительной огнезащите, значительно повышающей предел огнестойкости, EI 60 и более.
• К 4 категории относятся здания из массива древесины или клееного бруса, имеющие огнезащиту в виде штукатурки. Незащищённые элементы конструкции грунтуются антипиренами.
• Здания категории 4a (обычно одноэтажные каркасные) состоят из металлического несущего каркаса, обшитого горючими теплоизоляционными материалами.
• К зданиям 5 категории вообще не предъявляется требование относительно предела огнестойкости.

Предел огнестойкости

Свойство материала комбинированной из нескольких материалов конструкции сопротивляться открытому пламени и высоким температурам без потери основных несущих способностей и функциональных характеристик называется пределом огнестойкости. Выражается в цифровом эквиваленте времени с буквенным шифром:

• R — потеря строительной конструкцией несущей способности;
• E — потеря целостности конструкции;
• I — утрата материалом теплоизолирующей способности.

К примеру, предел огнестойкости ei 30 означает, что строительные конструкции будет сохранять свою целостность и защищать от воздействия высокой температуры на протяжении 30 мин.

Таблица 1: Предел огнестойкости строительных конструкций

Талица 2: Предел огнестойкости противопожарных преград, специальных строительных конструкций, используемых для локализации возгорания

Талица 3: Предел огнестойкости конструкций, заполняющих проемы (окна, двери, ворота) в противопожарных преградах

Способы увеличения предела огнестойкости стройматериалов

Существует целый ряд способов, способствующих увеличению времени сопротивления конструкций и материалов огню:

Обмазки и штукатурки. Один из наиболее распространенных и доступных способов. Может применяться для таких материалов, как дерево и древесно-стружечные изделия, железобетон, бетонные блоки, металл, полимерные стройматериалы. Может применяться как на несущих, так и ограждающих конструкциях.

Эффективная толщина слоя защиты не менее 25мм. Хорошие показатели защиты продемонстрированы такие обмазки, как: известково-цементная штукатурка, вермикулит, перлит.

Использование асбест-вермикулита является более эффективным методом, но допускается только в помещениях с ограниченной посещаемостью из-за вредного влияния асбеста.

Облицовка. Может осуществляться как специальными материалами вроде гипсовых плит или шамотного кирпича, так и обычным керамическим кирпичом. Эффективность защиты зависит от толщины изоляции. Глиняная плита толщиной до 80 мм повышает предел огнестойкости бетонной колонны до 4,8 ч. А облицовка такого же элемента обычным глиняным кирпичом — всего до 2 ч.

Защитные экраны. Чаще всего такими конструкциями в виде подвесных потолков с несгораемыми плитами закрываются панели перекрытия.

Современные производители отделочных материалов выпускают довольно большое количество трудносгораемых листовых облицовок и сайдинга, который можно устанавливать на стены и колонны. Экраны могут различаться по своему защитному эффекту: теплоотводящие и поглощающие.

Последние, как правило, защищают от лучистой энергии открытого пламени. Различается и конструктивное исполнение, бывают стационарные экраны и передвижные (временные).

Одной из разновидностей защитных экранов являются водяные завесы. Они создаются различными установками автоматического пожаротушения, как правило дренчерными. Их можно причислить к отдельному способу увеличения огнестойкости.

Однако при стремительном распространении очага возгорания по большой площади такой способ малоэффективен. С недавнего времени существует решения, позволяющие более эффективно защищать металлические конструкции.

Несущие колонны охлаждаются путём циркуляции воды во внутренних полостях изделия.

Химические средства защиты. Обычно антипиреновые составы в виде пропиток применяются для обработки древесины. Однако такой способ является довольно дорогостоящим и трудоемким.

Кроме того его эффективность в значительной мере зависит от типа древесины — строения и плотности древесных волокон.

В большинстве случаев приобретённые защитные свойства материала значительно ниже тех, которые рекламирует производитель антипиреновой грунтовки.

Защитные лакокрасочные материалы. Наносятся на поверхность строительной конструкции и пригодны для использования на любом стройматериале. Принцип действия большинства таких защит состоит в термореактивном эффекте. Под воздействием температуры краска вспучивается, создавая дополнительный слой теплоизоляции.

Такие покрытия имеют сравнительно доступную стоимость, просты в предварительной подготовке основания и самой смеси. Легко наносятся на поверхности любой сложности. Имеют хорошие огнезащитные показатели и широкий спектр применения.

Как правило, используются для повышения предела огнестойкости металлических конструкций.

Наиболее распространенными на данный момент являются следующие средства:

• Германия — Пироморс, Унитерм;
• Финляндия — Винтер;
• Венгрия — Фламс САФЕ;
• Россия — Файрекс;
• Украина — ОВК — 2, Эндотерм – ХТ — 150.

Несмотря на высочайшую эффективность, таким материалы можно приготовить самостоятельно. Для этого необходимо смешать истолченный в порошок асбест и жидкое стекло в пропорциях 4 к 10 соответственно. Смесь тщательно перемешать. В зависимости от консистенции она может наноситься щеткой, валиком или при помощи краскопульта. Ориентировочный расход защитной смеси 0,5-1 кг/м2 при слое 2-3 мм.

При использовании многокомпонентных защитных химических средств необходимо помнить, что в состав некоторых из них входят органические компоненты. При превышении температуры более 300°С такие средства разлагаются с выделением в атмосферу токсичных веществ. Предпочтительнее использовать вспучивающиеся покрытия на минеральной основе с жидким стеклом в виде вяжущего ВЗП-1 — ВЗП-12.

Прессование древесины. Сравнительно новый и дорогостоящий метод, который заключается во введении в толщу древесины специальных химических веществ, размягчающих целлюлозу. После этого осуществляется прессование под большим давлением. После этого материал приобретает значительную плотность и прочность, а также устойчивость к огню с повышением категории до трудносгораемых.

Особенности определения предела огнестойкости строительных конструкций

Перед определением огнестойкости 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 огнестойкости 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.

Источник: http://ohranivdome.net/pozharnaya-signalizatsiya/tekhnicheskoe_obsluzhivanie/ognestojjkost-stroitelnykh-konstrukcijj-i-predel-ognestojjkosti-osnovnye-kharakteristiki-materiala.html

Определение огнестойкости строительных конструкций

Огнестойкостью называют важный эксплуатационный показатель сооружений, материалов и конструкций, означающий способность сопротивляться воздействию огня и высоких температур. Данная характеристика в обязательном порядке определяется при проектировании зданий. Она показывает степень безопасности несущих элементов, их способность сохранять свои характеристики при возгорании.

Пределом огнестойкости называется максимальный временной промежуток воздействия на конструкцию пламени или высокой температуры, после завершения которого возникают признаки предельного состояния объекта. Данные о пределе огнестойкости всегда фиксируются в названии материала. Такая характеристика измеряется в минутах.

Среди главных свойств, характерных для наступления предельного состояния элемента, стоит отметить:

• Потерю теплоизолирующей способности
• Утрату целостности
• Нарушение несущей конструкции

Обозначение предела огнестойкости

Существует ряд условных обозначений, регламентированных отечественным законодательством. Устанавливается, что при огнезащите класса EI объект способен выдержать температуру до 180 градусов с обратной холодной стороны, которая не взаимодействует с открытым пламенем.

Пределы огнестойкости строительных конструкций обозначаются следующими показателями:

• Потеря целостности – Е
• Утрата несущей способности – R
• Максимальный уровень плотности теплового потока на расстоянии от необогреваемой части изделия – W
• Потеря теплоизолирующей способности ввиду роста температурного режима необогреваемого элемента объекта до предельных значений – I
• Дымогазонепроницаемость конструкции – S

При расчете степени устойчивости к воздействию огня учитываются следующие факторы:

• Наличие слоев. Материалы, имеющие несколько слоев, отличаются улучшенными теплоизоляционными параметрами
• Воздушные прослойки. Изделия с наличием такого компонента в составе имеют уровень огнестойкости на 10% выше по сравнению с аналогичными товарами, без прослойки
• Направление теплового потока. Этот фактор принимают во внимание при расположении защитных слоев

Зачем определять огнестойкость строительных конструкций

Получая данные об огнестойкости материалов, специалисты могут рассчитать:/

• Характеристики инженерных коммуникаций (водопровод, электропроводка, газоснабжение)
• Мощность и тип систем пожарной безопасности, включая устройства аварийного освещения, дымоудаления, сигнализации, пожаротушения

Какие материалы проверяют на огнестойкость

Анализу подлежат строительные конструкции, включая чердачные и бесчердачные покрытия, лестничные клетки, фермы, балки, прогоны, настилы, наружные несущие, ненесущие и внутренние стены, междуэтажные перекрытия.

Огнестойкость дерева

Дерево – горючий материал. Пределы его огнестойкости определяются в зависимости от периода воздействия пламени, времени от начала пожара до воспламенения.

Удаление влаги из древесины происходит при нагревании до 110 °С. Такое воздействие приводит к выделению газообразных продуктов термической деструкции.

Повышение температуры нагреваемой поверхности до 150 °С вызывает пожелтение, повышение выделения летучих веществ. При 150-250 °С дерево обугливается и становится коричневым.

После достижения 250-300 °С материал разлагается. Самовоспламенение древесины происходит на отметке 350-450 °С.

Традиционными способами поднять уровень огнестойкости являются:

• Нанесение штукатурки толщиной 2 см
• Окрашивание поверхности вспучивающимися и не вспучивающимися составами
• Пропитка антипиренами

Пределы огнестойкости железобетонных конструкций

Огнестойкость железобетонных конструкций определяется с учетом:

• Уровня эксплуатационных нагрузок
• Типа арматуры
• Конструкции, геометрических параметров
• Толщины защитных слоев бетона
• Вида и категории влажности бетона

Предел огнестойкости железобетонных изделий при возникновении возгорания возникает как следствие:

• Уменьшения степени прочности при нагревании поверхности
• Теплового расширения и начала температурной деформации арматуры
• Появления сквозных отверстий, трещин в сечениях
• Потери теплоизолирующей способности

Наибольшую чувствительность к тепловому воздействию проявляют изгибаемые железобетонные конструкции, например, прогоны, балки, плиты и ригели. Такие элементы защищены от пожара достаточно тонким слоем бетона. В результате попадания под огонь арматура быстро приобретает критическую температуру и разрушается.

Негорючие материалы

Эксперты выделяют категорию негорючих материалов, среди них:

• Изделия для строительства стен (дерево, металлы, кирпич, бетон)
• Теплоизоляционные материалы (пенопласт, минеральная вата, войлок, пено- и газобетон)
• Кровельные и гидроизоляционные изделия (черепица, асбестоцементные листы, кровельная сталь, шифер, бризол, пороизол, рубероид)
• Отделка и облицовка (каменные плиты, пластик, линолеум, керамика)
• Вяжущие материалы (гипс, известь, цемент)

Степени огнестойкости

Согласно действующему законодательству материалы делятся на следующие степени огнестойкости:

• Железобетонные плиты – 1 категория
• Металлические конструкции в стропильных системах без специальной огнезащиты – 2 категория
• Древесина для перекрытий и стропильных систем с защитой из штукатурки, антипирена – 3 категория. Степень 3а и 3б включает в себя здание каркасного типа. Изделия категории 3а — незащищенные металлические конструкции. Продукция категории 3б – дерева и клееный брус с антипиреновыми пропитками и дополнительной огнезащитой
• Постройки из массива древесины или клееного бруса с обработкой штукатуркой, грунтовкой антипиренами — 4 категория. Степень 4a — одноэтажные каркасные металлические сооружения, покрытые горючими теплоизоляционными материалами
• Здания, к которым не предъявляются требования по пределу огнестойкости, — 5 категория

Показатели огнестойкости

Показатели огнестойкости выявляются после огневых испытаний. Одним из ключевых критериев оценки служит потеря целостности конструкции.

При исследовании материалов специалисты проводят следующие работы:

• Оценка теплоизолирующей способности. Изучаются характеристики слоистых ограждающих конструкций, элементов с воздушной прослойкой, с несимметричным расположением слоев. Определяется скорость увеличения влажности, прогрева, разрушения материала
• Анализ несущей способности объектов разной толщины и размеров при увеличении нагрузки

Испытания на огнестойкость

Проведение испытаний подразумевает определение следующих важных значений:

• Время наступления предельных состояний и их характеристики
• Температура необогреваемой поверхности конструкции
• Степень деформации несущих элементов
• Избыточное давление
• Момент появления пламени необогреваемой поверхности
• Время возникновения дыма, трещин, отверстий, отслоений, их характер и размеры
• Предельные состояния (потеря несущей способности, целостности, теплоизолирующих свойств)

Способы увеличения предела огнестойкости

Повысить огнестойкость можно посредством:

• Облицовки несгораемыми материалами (глиняным кирпичом)
• Нанесения специальных огнезащитных покрытий, включая обмазки и краски с термореактивным эффектом
• Наполнения полых элементов водой. Применение водяных завес подразумевает циркуляцию жидкости во внутренних полостях изделия
• Установки защитных экранов. Подвесные потолки часто закрывают несгораемыми плитами. Применяется листовые панели и сайдинг
• Прессования древесины для повышения плотности и прочности материала

Все виды пожарных испытаний в современной лаборатории!

Печь для определения класса пожарной опасности вертикальных конструкций по ГОСТ 30403

Нормативный документ для проведения испытаний: ГОСТ 31251-2008

Метод испытаний на пожарную опасность

Установка для экспериментального определения показателя токсичности продуктов горения полимерных материалов (Токсичность)

Нормативный документ для проведения испытаний: ГОСТ 12.1.044-89

Метод определения токсичности продуктов сгорания полимерных материалов

Установка для экспериментального определения группы негорючих материалов

Нормативный документ для проведения испытаний: ГОСТ 30244-94

Метод определения группы негорючих материалов

Установка для определения степени кислотности газов и количества газов галогенных кислот, выделяемых при горении конструкции кабелей

Нормативный документ для проведения испытаний: ГОСТ IEC 60754-1-2011

Определение степени кислотности газов и количества газов галогенных кислот, выделяемых при горении конструкции кабелей

Установка для определения распространения пламени по напольным покрытиям (Полы)

Нормативный документ для проведения испытаний: ГОСТ Р 51032-97

Метод испытания на распространения пламениалов

Установка для определения коэффициента дымообразования твердых веществ и материалов

Нормативный документ для проведения испытаний: ГОСТ 12.1.044-89

Определяемые характеристики: группа дымообразующей способности

Установка для определения группы трудногорючих материалов и огнезащитных свойств покрытий и пропиточных составов для обработки древесины «Керамическая труба»

Нормативный документ для проведения испытаний: ГОСТ 12.1.044-89, ГОСТ Р 53292-2009, ГОСТ 16363-76. Метод определения группы трудногорючих и горючих твердых неметаллических веществ и материалов в воздушной среде.

Метод определения огнезащитной эффективности покрытий и пропиток для обработки древесины.

Установка для определения воспламеняемости элементов мягкой мебели и постельных принадлежностей

Нормативный документ для проведения испытаний: ГОСТ Р 53294-2009

Установка для измерения плотности дыма при горения кабелей в заданных условиях

Нормативный документ для проведения испытаний: ГОСТ IEC 61034-2-2011

Метод определения плотности дыма при горения кабелей в заданных условиях

Комплексная установка для определения времени сохранения работоспособности кабельных линий в условиях пожара

Нормативный доку мент для проведения испытаний: ГОСТ Р 53316-2009

Определяемые характеристики: Показатель огнестойкости — Е, ЕI

Комплексная установка для определения воспламеняемости тканей

Нормативный документ для проведения испытаний: ГОСТ Р 50810-95

Определяемые характеристики – легко или трудновоспламеняемые

https://www.youtube.com/watch?v=OQ7cbpXMDgw

Комплексная установка для определения воспламеняемости строительных материалов

Нормативный документ для проведения испытаний: ГОСТ 30402-96

Метод испытания на воспламеняемость

Комплексная установка для испытания кабелей, проложенных в пучке (при групповой прокладке) на нераспространение горения

Нормативный документ для проведения испытаний: ГОСТ IEC 60332-3-21-2011, ГОСТ IEC 60332-3-22-2011, ГОСТ IEC 60332-3-23-2011, ГОСТ IEC 60332-3-24-2011.

Метод определения нераспространения горения кабелей, проложенных в пучках. Метод определения стойкости распространения горения при групповой прокладке

Комплексная установка для испытаний на огнестойкость конструкций и оборудования инженерных систем зданий и сооружений

Нормативный документ для проведения испытаний: ГОСТ Р 53299-2013, ГОСТ Р 53302-2009, ГОСТ Р 53304-2009, ГОСТ Р 53301-2013

Определяемые характеристики: Показатель огнестойкости — Е, ЕI

Испытательная установка (стенд) «У-ОП»

Установка для проведения функциональных испытаний, испытаний по устойчивости к изменению напряжений питания оповещателей пожарных, охранно-пожарных световых, звуковых, речевых и комбинированных

Метод испытаний — ГОСТ Р 53325-2012

Испытательная установка (стенд) «СИ-ПУ»

Испытания извещателей пожарных на устойчивость к воздействию прямого механического удара (одиночный боковой удар по корпусу извещателя)

Установка — Приложение В ГОСТ Р 53325-2012

Испытательная установка (стенд) «СИ-ОС» («Оптическая скамья»)

Испытания извещателей пожарных пламени (ИПП) в рамках сертификационных, приёмочных и/или приёмо-сдаточных испытаний. Проведение испытаний и исследований для нужд ОКР и НИР Установка — Приложение Л ГОСТ Р 53325-2012

Метод испытаний —ГОСТ Р 53325-2012

Испытательная установка (стенд) «СИ-ИПДЛ»

Испытания извещателей пожарных ручных (ИПР) в рамках сертификационных, приёмочных и/или приёмо-сдаточных испытаний. Проведение испытаний и исследований для нужд ОКР и НИР Установка — Приложение П ГОСТ Р 53325-2012

Метод испытаний — ГОСТ Р 53325-2012

Испытательная установка (стенд) «СИ-ГК» («Дымовой канал»)

Установка (стенд) для проведения функциональных испытаний, испытаний по устойчивости к повышенной температуре и изменению напряжений питания извещателей пожарных газовых точечных

Метод испытаний — ГОСТ Р 53325-2012

Источник: https://www.pskpb.ru/services/opredelenie-ognestojkosti-stroitelnyh-konstrukcij/

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:

1. потеря несущей способности(R);
2. потеря целостности(E);
3. потеря теплоизолирующей способностивследствие 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).

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:

• для колонн, балок, ферм, арок и рам— только потеря несущей способности конструкции и узлов — R;
• для наружных несущих стен и покрытий— потеря несущей способности и целостности — R, E, для наружных ненесущих стен — E;
• для ненесущих внутренних стен и перегородок— потеря теплоизолирующей способности и целостности — E, I;
• для несущих внутренних стен и противопожарных преград— потеря несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности — R, E, I

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:

τ= τ воспл+ τ гор

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

Таблица 23. Пределы огнестойкости противопожарных преград

Таблица 24. Пределы огнестойкости заполнения проемов в противопожарных преградах

Литература:

Ройтман В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости проектируемых и реконструируемых зданий. М., Ассоциация «Пожнаука», 2001.

Источник: http://buildingbook.ru/pred_ognest.html

Предел огнестойкости строительных конструкций: таблица

/ Статьи / Пожарная безопасность

Пределы огнестойкости строительных конструкций имеют следующие обозначения:

• потеря несущей способности (R);
• потеря целостности (Е);
• потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений (I);
• достижение предельной величины плотности теплового потока на нормируемом расстоянии от необогреваемой поверхности конструкции (W).

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).

 Внимание: методические материалы для проведения занятий по данной теме по кнопке скачать после статьи! 

Степени и пределы

(зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков)

Металлических

Испытание предела огнестойкости дверей

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.

В  случаях,  когда  минимальный  требуемый  предел  огнестойкости конструкции (за исключением конструкций в составе противопожарных преград) указан R15  (RE15,  REI15),  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 R8 (СП 2.13130.2012).

Причина  столь  быстрого  исчерпания  незащищенными  металлическими конструкциями  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 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  Tcr  прогрева  различных  металлических конструкций при нормативной эксплуатационной нагрузке приведены в таблице:

550

500

Алюминевые сплавы марки:

АМг-6,

АВ-Т1Д1Т,

Д16ТВ92Т

225

250

165

Как  видно  из  таблицы 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: облицовка  несгораемыми  материалами, нанесение  на  поверхность  специальных огнезащитных покрытий (красок и обмазок), наполнение  полых  конструкций  водой  постоянным  или  аварийным, с естественной или принудительной циркуляцией.

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

асбоцементными плоскими листамитолшиной 10…12мм

30

35

20

Испытание предела огнестойкости окон

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.

Данные о фактических пределах огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций приведены в таблицах:

Таблица 1.Пределы огнестойкости свободно опертых плит.

при ly/lx ≥1,5

ly/lx

Источник: https://fireman.club/statyi-polzovateley/predel-ognestoykosti-stroitelnyih-konstruktsiy/