Предел огнестойкости строительных конструкций

Предел огнестойкости – это показатель, который определяет защищенность здания или сооружения от прямого воздействия огня. По сути, это временной коэффициент, в течение которого здание сохраняет свои функциональные и несущие характеристики. То есть, оно находится в состоянии первоначальной постройки, без разрушения и деформации (стены, перекрытия и кровля не разрушены).

Пределы огневой стойкости элементов зданий и сооружений

Предел огнестойкости строительных конструкций определяется временным отрезком, в течение которого строительный материал начинает разрушаться. Что относится к факторам разрушения:

• появления сквозных трещин и отверстий, через которые огонь и дым начинают проникать в соседние помещения или на улицу;
• превышение температуры в точках, которые не подвергаются огню (сильному нагреву), где пределом является диапазон 160-190 °С;
• любой тип деформации или полное разрушение.

Параметры огневой стойкости

Общая способность постройки противостоять вышеперечисленным факторам при воздействии огня определяется пределом огнестойкости. В нормативных документах определены восемь степеней данного показателя. Чем выше степень, тем ниже предел.

Но общая огнестойкость строения зависит от пределов огнестойкости ее элементов. Сюда же добавляются скорость распространения огня и температурный предел возгорания использованных при строительстве материалов. Если говорить о промышленных зданиях, то необходимо добавить еще несколько позиций, а именно:

• уровень пожарной опасности технологии и оборудования, соответственно и применяемых сырьевых материалов и готовой продукции;
• площадь каждого производственного участка;
• этажность строения.

Все строительные материалы разделяются на три основные категории по пределу огнестойкости:

1. Негорючие. То есть, возведенные из них постройки не горят и не обугливаются.
2. Трудногорючие. Здания из этих стройматериалов горят только под длительным воздействием огня и высоких температур. Небольшое возгорание приводит только к порче поверхностей конструкций, но не к деформации и разрушению.
3. Горючие. Здания из них горят даже после того, как был ликвидирован источник возгорания.

Необходимо отметить, что рассчитывают предел огнестойкости не только исходя из материалов, использованных при сооружении зданий как несущих элементов. В расчете используют предел огнестойкости дверей, окон, различных перегородок, люков, лестниц и прочего.

8 степеней огневой стойкости

В этой классификации нет точного порядка от «1» до «8».

1. Первая категория (№1) – это здания, сооруженных полностью из железобетонных конструкций и изделий.
2. Категория №2 – это то же самое только с добавлением стальных конструкций, незащищенных специальными огнезащитными составами.
3. №3 – это строения, в которых используются деревянные элементы и конструкции, к примеру, перекрытия, стропильные системы, обработанные антипиренными составами или закрытые штукатурными растворами, листовыми материалами.
4. Категория «3а». Это каркасные здания, возведенные из стального профиля, необработанного огнезащитой.
5. Категория «3б» — здания каркасного типа из пиломатериалов, обработанных антипиренами.
6. Четвертая категория – это постройки из дерева (бревна, брусы: обычного или клееного), покрытые штукатурками или обработанные антипиренными смесями.
7. «4а» — одноэтажные строения из металлического каркаса, обшитые панельными или листовыми горючими материалами. В них же используются горючие утеплители.
8. Категория №5 – никаких требований по поводу предела огнестойкости конструкций.

Необходимо обозначить, что огнестойкость деревянных строительных конструкций – самая низкая. А так как сегодня частное домостроение переживает бум, особенно деревянное, необходимо особенное внимание уделять требованиям пожарной безопасности, где пределы стойкости огню должны учитываться при возведении деревянных домов. Именно поэтому такие здания принимаются пожарной охраной только в том случае, если все элементы постройки обработаны средствами огнезащиты. Они не спасают от огня, они оттягивают время возгорания, которого может не хватить для тушения очага.

Испытания огневой стойкости

Определяют предел огнестойкости конструкций и строительных материалов путем непосредственного воздействия огнем. При этом засекается время, в течение которого стройматериал просто разрушится. Стандартами определены несколько состояний строительных конструкций после испытания:

1. Полная потеря несущей способности обозначается буквой «R».
2. Потеря целостности, то есть появление отверстий и трещин. Обозначается буквой «Е».
3. Потеря теплоизолирующих качеств – «I».
4. Предельная характеристика теплового потока недалеко от необогреваемой поверхности – «W».
5. Потеря сопротивляемости проникновению дыма и газа – «S».

Испытания обычно проводятся в специальных печах, куда помещается испытуемый стройматериал. Увеличивая температуру и силу огня, проверяется, за какой промежуток времени уложенный в печь материал начнет деформироваться и разрушаться. Внутри печи устанавливаются температурные датчики, датчики давления.

Суть испытания заключается в том, что образец стройматериала нагревается до температуры, определяющей условия пожара. Если за время, определенное ГОСТами, он разрушился, то значит, соответствие требованием обосновано. Если разрушение произошло раньше времени, значит, материал не соответствует пределу огнестойкости, заявленному производителем.

В стандартах четко оговаривается, через какой промежуток времени надо учитывать пределы огнестойкости конструкций. Обычно это 30, 60 и 90 минут. Именно на этих трех этапах и регистрируют качественное состояние стройматериала. Результаты заносят в специальный журнал. На основании полученных данных выдается пожарный сертификат.

Огневая стойкость помещений

К огнестойкости строительных конструкций надо подходить с учетом их присутствие в помещениях. Последние по параметру огнестойкости определяются своим наполнением. То есть теми вещами, материалами, мебелью и другими принадлежностями, которыми заполняют пространство комнаты. Здесь пять позиций:

1. Категория «А». В помещениях хранятся взрывоопасные и легковоспламеняющиеся материалы и изделия, которые загораются и взрываются при температуре ниже +30С.
2. «Б». То же самое только при температуре больше +30С.
3. «В». То же самое только без образования взрыва. То есть, начинка только горит, но не взрывается.
4. «Г». В помещениях находятся материалы негорючего типа, которые по технологическим процессам находятся в нагретом состоянии. Они выделяют сами тепло, искры и прочее.
5. «Д». Производится хранение или переработка негорючих материалов (жидкостей, газов, твердых) в холодном или замороженном состоянии.

Классификация зданий по опасности возгорания

Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются, а точнее выбираются, с учетом класса пожарной безопасности здания. Здесь два вида: «К» — определяет состояние несущих конструкций (стены, фундаменты, лестницы, перекрытия и прочее), «С» — качественное состояние самого здания, как единого сооружения.

В категории «К» четыре класса по пределу огнестойкости:

1. «КО» — непожароопасно. Эти здания возводятся из негорючих материалов, у которых предел огнестойкости самый высокий. Возможность разрушения происходит при температуре больше +500С при длительном воздействии огня.
2. «К1» — малопожароопасно. К огнестойкости несущих строительных конструкций этих зданий предъявляются послабления. А именно: они могут по горизонтали и вертикали деформироваться под действием огня и высоких температур в пределах 40 см.
3. «К2» — умереннопожароопасно. Допускаются повреждения несущих конструкций по вертикали – до 80 см, по горизонтали до 50.
4. «К3» — пожароопасно. Происходит деформация вышеобозначенных параметров.

Что касается категории «С», то в основу классификации закладываются пределы огнестойкости отдельных конструкций, составляющих общий каркас сооружения. То есть, «С» зависит от «К». Соотношение такое:

• «С0» — это здания, в которых несущие конструкции соответствуют классу «К0»»
• «С1» — это ситуации, в которых лестничные клетки и лестницы соответствуют «К0», наружные стены «К2», а перегородки «К1»;
• «С2» — лестницы соответствуют «К1», наружные стены «К3», перегородки «К2»;
• «С3» — лестницы соответствуют повреждениям «К1», все остальные несущие и ненесущие конструкции не рассматриваются.

Понятно, что в зданиях могут быть использованы строительные конструкции из разных стройматериалов. А у каждого из них свой предел огнестойкости. Поэтому при расчете класса здания по степени возгорания, учитывают именно эти показатели. Они являются значениями табличными, поэтому ими легко оперировать. Вот несколько примеров самых распространенных строительных материалов, у которых предел огнестойкости определяется температурой плавления.

Способы увеличения огневой стойкости

Существует несколько способов увеличения предела огнестойкости строительных конструкций. Самый простой и распространенный вариант – использовать обмазки и штукатурки. Этим способом можно закрывать конструкции из разных строительных материалов. То есть, ограничений, в принципе, никаких. При этом ими закрываются как несущие, так и не несущие конструкции.

Самыми распространенными смесями являются известковые штукатурки, цементные, в состав которых входят перлит, вермикулит, и прочие. Но идеальный раствор – на основе асбеста. Его стараются во внутренних помещениях не использовать.

Внимание! Толщина огнезащитного штукатурного слоя – не менее 25 мм.

Второй вариант – облицовка. Обычно для этого используют кирпич, гипсовые или глиняные плиты. Здесь важно обозначить тот факт, что к пределу огнестойкости каждого материала свои особые требования. Потому что все зависит от времени, которое облицовка сможет выдержать. К примеру, обычный кирпич, уложенный слоем не менее 80 мм, выдержит натиск огня в течение 2 часов. А вот глиняная плита такой же толщины противостоит огню в течение 4,8 часов.

Третий вариант – защитные экраны. По сути, экраны для стен и колон представляют собой панельные конструкции типа сайдинга. Для потолка используются подвесные изделия. Производители сегодня предлагают две их разновидности, отличающихся друг от друга способом защиты: это отражающие материалы и поглощающие. Последние – это экраны, которые противостоят лучистой энергии пламени огня. Такая огнезащита может быть стационарной или передвижной. К категории защитных экранов можно отнести водяные завесы – не самый лучший вариант, если возгорание происходит на большой территории.

Четвертый – это использование антипиренов. К сожалению, разрекламированный способ не является панацеей от пагубного воздействия огня. К пределу огнестойкости он имеет незначительное отношение. Пропитки просто на небольшое время задерживает горение древесины.

И пятый способ защиты – специальные лакокрасочные материалы. Их действие – при высоких температурах вспучиваться, создавая достаточно толстый слой изоляции. Но он все равно малоэффективен по сравнению со штукатурками или облицовкой. Поэтому чаще всего краски применяют для защиты металла.

Говоря о пределах огнестойкости строительных конструкций, необходимо понимать, что все вышеописанные методы увеличивают себестоимость строительства. Но сегодня это простая необходимость, которая иногда гарантирует жизнь людей, находящихся в горящем здании.

Видео: