Огнестойкость строительных конструкций – способность тех или иных конструкций зданий, сооружений выдерживать воздействие высоких температур и открытого огня без потери эксплуатационных свойств и необратимых разрушений. Это время от начала теплового воздействия до наступления одного из предельных состояний.
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
Определение предела огнестойкости строительных конструкций необходимо для того, чтобы:
-
здания, сооружения, постройки и иные объекты строительства соответствовали действующим требованиям ПБ;
-
разрабатывать эффективные мероприятия по пожарной безопасности для минимизации человеческих жертв и потерь материально-технического обеспечения в случае возгораний;
-
определять оптимальные пути эвакуации, размещение эвакуационных планов и знаков;
-
выбирать подходящие материалы и способы установки инженерных коммуникаций на объектах;
-
подбирать соответствующие системы автоматического пожаротушения, дымоудаления, аварийного освещения и пожарной сигнализации.
Какие материалы проверяют на огнестойкость
При проведении испытаний пределы огнестойкости определяются для материалов:
-
наружных несущих, ненесущих стен, колонн, плит перекрытий;
-
лестничных клеток, ферм;
-
балок, прогонов;
-
настилов;
-
чердачных перекрытий.
Пределы огнестойкости дерева и железобетонных конструкций
В строительстве жилых, коммерческих, производственных объектов основными материалами являются дерево, железобетонные и металлические конструкции. Поэтому именно для них проводят испытания в первую очередь.
Температура самовоспламенения дерева составляет 350 ℃. Предельные и промежуточные и состояния деревянных конструкций наступают при следующих температурах:
-
110 ℃ – нагрев и удаление жидкости из древесины (как естественной влажности, так и сухой).
-
150 ℃ – изменение цвета (поверхность желтеет), активное выделение летучих веществ, включая смолы и др.
-
150-250 ℃ – обугливание, признаки достижения предела огнестойкости строительных конструкций из дерева.
-
250-300 ℃ – разложение.
-
350-450 ℃ – активное выделение продуктов разложения.
В общем случае выделяют 2 фазы горения: разложение с пламенным горением и тление.
При воздействии открытого огня скорость обугливания дерева может достигать 1 мм/мин, что приводит к быстрому уменьшению сечения элементов, потере прочности. Важно учитывать тип деревянных строительных конструкций, поскольку поведение однородной древесной массы, клееных армированных балок и древесных плит существенно различается при пожаре.
Для повышения предела огнестойкости деревянных строительных конструкций поверхность традиционно обрабатывают материалами с низкой теплопроводностью (гипсовая, цементная штукатурка), пропитками (антипрены) или обшивают, оклеивают минеральной ватой, асбестоцементными листами, покрытиями ВПД.
Железобетонные конструкции имеют большие пределы огнестойкости, но при длительном воздействии высоких температур и открытого огня происходит потеря эксплуатационных характеристик и разрушение. Это связано со следующими факторами:
-
Снижение прочности вследствие нагрева поверхности;
-
Тепловое расширение арматуры, закладных деталей и последующей деформации стали;
-
Образование трещин и сквозных отверстий;.
-
Потеря теплоизолирующей способности.
Негорючие материалы
Среди строительных конструкций есть ряд негорючих материалов, т.е. таких, которые не поддерживают пламенное горение. К ним относятся:
-
Вещества, используемые для получения кладочных растворов и штукатурки – гипс, известь, цемент.
-
Кровля и гидроизоляция – асбестоцементная, натуральная керамическая черепица, шифер.
-
Стеновые материалы для несущих, ненесущих стен – кирпич, монолитный бетон, железобетонные плиты.
-
Теплоизоляционные материалы – минеральная вата, ячеистые бетоны (пено-, газобетоны) и пр.
-
Материалы отделки, облицовки – облицовочный кирпич, керамические, керамогранитные плиты и др.
Степени огнестойкости
Степень огнестойкости зданий и сооружений – показатель, определяемый в соответствии с Федеральным законом РФ № 123-ФЗ от 22.08.2008 г. на основании материалов, используемых для строительства этих зданий и сооружений.
Выделяют 5 категорий по степени огнестойкости:
-
Железобетонные конструкции, штучный натуральный или искусственный камень.
-
Сооружение из ж/б изделий, камня без огнезащиты для стропильных систем.
-
Древесина, ж/б конструкции, штучный камень для плит перекрытий, стропильных систем с пропиткой антипренами, нанесением штукатурки.
-
Деревянные объекты строительства со штукатуркой и грунтовкой древесины.
-
Строительные объекты без установленного предела огнестойкости.
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!
Метод испытаний — ГОСТ Р 53325-2012
