Предел огнестойкости строительных конструкций

Огнестойкость металлических конструкций

При
проектировании и строительстве
промышленных и гражданских зданий
применяются металлические конструкции,
выполненные из стали, чугуна и сплавов
алюминия. Наиболее распространены
конструкции из сталей различных классов
и марок, алюминия. Стальные конструкции
значительно легче и удобнее в монтаже,
чем равные по несущей способности
железобетонные конструкции. Однако в
условиях пожара под действием высокой
температуры стальные конструкции часто
обрушаются. Последствия пожаров, а также
испытания на огнестойкость показали,
что большинство стальных конструкций
деформируются и теряют устойчивость и
несущую способность через 15 мин
интенсивного воздействия на них пожара
при огневых испытаниях. Несколько дольше
сопротивляются воздействию огня
толстостенные стальные конструкции, а
также конструкции с большим запасом
прочности.

Особенно
значительным разрушениям при пожарах
подвергаются стальные незащищенные
колонны, фермы и балки. Деформации и
потеря несущей способности стальных
колонн вызывают обрушение ферм и покрытий
зданий. Такие пожары имеют катастрофический
характер и наносят огромный материальный
ущерб. Обрушившиеся строительные
конструкции здания выводят из строя
оборудование, сырье и готовую продукцию,
способствуют дальнейшему развитию
пожара.

Стальные
конструкции и конструкции здания из
алюминиевых сплавов выдерживают пожар
продолжительностью не более 15 мин.
Необходима защита таких конструкций
от воздействия огня.

В
строительной практике наиболее
распространенным способом защиты
стальных конструкций от огня является
облицовка их несгораемым материалом
(легкий бетон, сборные плиты из легких
бетонов, керамический кирпич, пустотелые
керамические камни, гипсовые и
асбестоцементные плиты, штукатурка).
Эффективность облицовок зависит от
физико-химических свойств материалов,
из которых изготовлены облицовки, а
также от их способности сопротивляться
воздействию огня, так как с повышением
температуры происходит изменение
структуры материала, теряется его
прочность, появляются трещины.

Испытаниями
стальных колонн, изготовленных из
швеллеров или двутавров и защищенных
различными облицовочными материалами,
получены сравнительные характеристики
теплоизолирующей способности защитных
материалов.

Слой
штукатурки толщиной 25 мм, нанесенный
по металлической сетке, повышает предел
огнестойкости стальной колонны до 50
мин. Увеличение толщины штукатурки до
50 мм повышает предел огнестойкости
колонн до 2 ч. Но для штукатурки характерно
значительное разрушение под действием
высокой температуры, на ее поверхности
образуются трещины, происходит отслоение
отдельных участков поверхности, а затем
обрушение части штукатурки. Оставшаяся
штукатурка становится рыхлой и легко
отделяется от граней колонны.

В
отличие от штукатурки, облицовка стальных
колонн в полкирпича при всех огневых
испытаниях сохраняется и обеспечивает
защиту колонны в течение 5 ч. Колонны,
облицованные в четверть кирпича, имели
предел огнестойкости 2 ч 10 мин. Однако,
если в таких колоннах пространство
между облицовкой и стальным стержнем
заполнить бетоном, кирпичом, шлаком или
другим несгораемым материалом, предел
огнестойкости конструкции может быть
увеличен до 3 ч. Стоимость облицовки
стальной колонны составляет 15% ее
стоимости.

Значительно
сложнее защищать от воздействия пожара
стальные балки и фермы. Облицовка
поверхности таких конструкций плитными
материалами практически невозможна.
Значительные трудности вызывают также
нанесение слоя штукатурки, особенно на
элементы стальных ферм, поэтому такой
способ защиты применяют сравнительно
редко.

Критические для металла температуры

Под потерей огнестойкости понимается критическое состояние объекта, предшествующее его полному разрушению. По параметру возгораемости все входящие в состав строительных конструкций материалы условно делятся на несгораемые, трудносгораемые и легкосгораемые.

Отличительной особенностью металлоконструкций является быстрая потеря ими своих противопожарных свойств в условиях сильного разогрева, характерного для классической пожарной ситуации.

В связи с этим предел огнестойкости металлических конструкций редко превышает значение 10-20 минут, а конкретная его величина зависит от целого ряда факторов.

В первую очередь она определяется интенсивностью разогрева материала, из которого сделано сооружение. В случае разового или кратковременного воздействия открытого огня, сопровождающегося скачкообразным изменением температуры, металл нагревается не так быстро (в сравнении с окружающим пространством).

При постоянном и медленном нарастании энергии нагрева в очаге пожара металл сопротивляется ему только в течение короткого времени.

По истечении этого временного промежутка его температура выравнивается с окружением. Далее, на рассматриваемый показатель существенное влияние оказывают характеристические размеры отдельных элементов конструкций, а именно приведённая толщина металлов, предел огнестойкости которых подлежит оценке и размеры площади нагрева.

С увеличением характеристических размеров металлоконструкций и уменьшением площади их непосредственного контакта с огнём, скорость повышения температуры снижается.

Ещё одним фактором, определяющим поведение изготавливаемых из металла сооружений и позволяющим поднять порог их огнестойкости, является наличие специальных защитных средств.

Из сказанного следует, что температура нагрева металлических конструкций при пожаре может принимать произвольные значения. А для оценки состояния сооружения необходим какой-то фиксированный параметр, определяющий снижение прочностных свойств металла с его накаливанием.

Плиты, колонны, стены

Пределы огнестойкости отдельных элементов железобетона, подверженных сильным деформационным изгибам, при проведении типовых испытаний обычно укладываются в диапазон значений R45-R90.

Сравнительно небольшие усреднённые значения для этих элементов объясняются тем, что арматура, вносящая основной вклад в прочностные характеристики конструкции, защищена в них тонким слоем бетонного покрытия.

Для участков растянутого арматурного усиления это равнозначно отсутствию какой-либо преграды для свободного распространения огня. Следствием указанной особенности железобетонных структур является высокая скорость их разогрева до критических для данного типа конструкций температур.

С данными по рабочим значениям пределов огнестойкости железобетонных сооружений (а также входящих в них и подверженных деформации гибких элементов) можно ознакомиться в таблицах.

Окончательной целью проводимых испытаний является выработка рекомендаций, позволяющих повысить пределы огнестойкости за счёт принятия специальных технических и организационных решений.

Определение предела огнестойкости

Понятие «предела» охватывает время с момента воздействия огня и до критической точки. Показательно учитывает максимальное значение, которое предполагает стойкость каждого конструктивного элемента. С этой целью проводят детальный анализ проекта. Чтобы провести правильные расчеты, необходимо руководствоваться пособиями, которые прилагаются к СНиП. Если предельный показатель ниже требуемого, прибегают к повышению огнестойкости, чтобы можно было провести своевременную эвакуацию людей из здания и сделать несущие опоры устойчивыми перед пожаром. Такое мероприятие осуществляется с задействованием материалов, прошедших соответствующую сертификацию.Лучшей защитой от огня считается кирпичная отделка и бетонирование. Толщину армированного бетонного слоя подбирают для каждого объекта индивидуально. Хорошим вариантом является использование штукатурки. Это надежная защита от огня по доступной цене.

Степени устойчивости зданий к огню

Различается пять основных степеней огнестойкости. Каждая имеет свои характерные особенности и предел, достижение которого становится критическим, то есть конструкция уже не может сопротивляться распространяемому открытому пламени.

Первая степень

Включает в себя самые огнестойкие конструкции. К этой категории относятся строения и сооружения, которые возводились с использованием бетона, железобетона, натурального и искусственного камня, а также плит и листовых материалов. Они отличаются высокой сопротивляемостью к воздействию огня. Здания, которые должны соответствовать этой степени огнестойкости, возводятся исключительно из перечисленных стройматериалов, обладающих высокой сопротивляемостью как к повышенным температурам, так и к огню.

Вторая степень

Практически полностью соответствует первому уровню огнестойкости, но отличия имеются. Ко второй степени предъявляются менее жесткие требования. Сооружения, которые входят в данную категорию, могут возводиться с применением стальных конструкций.

Третья степень

Присваивается различным строениям и сооружениям и делится на три подвида:Третья. Здания с бетонными, железобетонными, каменными несущими, в которых используются ограждения с перекрытием из дерева. В качестве защитного огнестойкого покрытия выступают трудногорючие плиты и листовые материалы, а также штукатурка.Третья «а». Каркасные сооружения, при возведении которых применяют незащищенную сталь. Ограждения выполняются из стального профилированного листа. Другие материалы для несущих и прочих элементов тоже не боятся огня.Третья «б». Одноэтажные каркасные конструкции из древесины, обработанные специальным огнезащитным составом. Панельные ограждения собираются из древесины, которая предварительно пропитана и надежно защищена от воздействия высоких температур.

Четвертая степень

Включает в себя два разных норматива, определяющих степень огнестойкости:Четвертая. Строения с несущими конструкциями и ограждениями, выполненными из легко воспламеняемых материалов, к примеру, древесины. Обеспечение защиты от высоких температур предполагает задействование плиточного покрытия или штукатурки. Согласно техническому регламенту, к перекрытиям не предъявляются повышенные требования к защите от огня. Чердачные элементы из дерева обязательно обрабатывают составами или покрывают материалами, которые ограждают материал от воздействия огня.Четвертая «а». Одноуровневые здания, которые возводят по каркасной схеме. Они строятся из стального каркаса, а ограждения выполняются из профильных листов с задействованием утеплителя из горючего материала.

Пятая степень

Присваивается сооружениям, которые имеют самый низкий порог к огнестойки и скорости распространения огня. Эти конструкции не предполагают постоянного нахождения внутри людей, а также хранения горючих и взрывоопасных материалов, в том числе и подключения приборов, способных вызвать короткое замыкание.

Предел огнестойкости строительных конструкций
Степень огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков	Несущие стены, колонны и другие несущие элементы	Наружные ненесущие стены	Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами)	Строительные конструкции бесчердачных покрытий	Строительные конструкции лестничных клеток
настилы (в том числе с утепли-телем)	фермы, балки, прогоны	внутренние стены	марши и площадки лестниц
I	R 120	E 30	REI 60	RE 30	R 30	REI 120	R 60
II	R 90	E 15	REI 45	RE 15	R 15	REI 90	R 60
III	R 45	E 15	REI 45	RE 15	R 15	REI 60	R 45
IV	R 15	E 15	REI 15	RE 15	R 15	REI 45	R 15
V	не нормируется	не нормируется	не нормируется	не нормируется	не нормируется	не нормируется	не нормируется

Способы повышения огнестойкости

Возможно ли это сделать?

Конечно, возможно.

И даже необходимо, когда время сопротивления вещества огню у нас меньше, чем R15.

Для этого применяется конструктивная огнезащита.

Это метод повышения огневой стойкости материала с помощью нанесения слоя теплоизоляции на его обогреваемую часть.

Обычно наносят огнезащитные покрытия.

Способ нанесения также регламентируется проектной документацией и на практике, конечно, должен совпадать с проектом.

Ниже перечислим основные методы огнезащиты.

Облицовка.
Покрытия для огнезащиты.
Защитные ЛКМ.
Химические средства.
Прессование древесины.
Штукатурка и обмазка.

Все эти способы могут повысить огневую стойкость различных материалов на некоторую величину.

Железобетонных

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.

Вид бетона и характеристика плит	Минимальные толщина плиты (t) и расстояние до оси арматуры (a), мм	Пределы огнестойкости, мин.
15	30	60	90	120	150	180
Тяжелый	толщина плиты	t	30	50	80	100	120	140	155
опирание по двум сторонам или по контуру при ly/lx ≥1,5	a	10	15	25	35	45	60	70
опирание по контуру ly/lx<1 ,5	a	10	10	10	15	20	30	40

(окончание таблицы)

Вид бетона и характеристика плит	Минимальные толщина плиты (t) и расстояние до оси арматуры (a), мм	Пределы огнестойкости, мин.
15	30	60	90	120	150	180
Легкий(γв = 1,2т/м3)	толщина плиты	t	30	40	60	75	90	105	120
опирание по двум сторонам или по контуру при ly/lx ≥1,5	a	10	10	20	30	40	50	55
опирание по контуру ly/lx<1 ,5	a	10	10	10	10	15	25	30

Примечания:

1) Минимальная толщина плиты t обеспечивает значение предела огнестойкости по признаку “I” , а расстояние до оси арматуры – значение предела огнестойкости по признаку “R”.

2) Пределы огнестойкости многопустотных и ребристых с ребрами вверх панелей и

настилов следует принимать по таблице 1, умножая их на коэффициент 0,9.

3) Пределы огнестойкости статически неопределимых конструкций больше, чем пределы огнестойкости статически определимых на 25%, если отношение площади арматуры над опорной к площади арматуры в пролете равно 0,5, и на 50%, если это отношение равно 1,0.

4) Эффективная толщина многопустотной плиты для оценки предела огнестойкости определяется делением площади поперечного сечения плиты, за вычетом площади пустот, на ее ширину.

Таблица 2. Пределы огнестойкости статически определимых свободно опертых балок из тяжелого бетона, нагреваемых с 3-х сторон.

Пределы огнестойкости балок из тяжелого бетона, мин.

Ширина балки (b) и расстояние до оси арматуры (a), мм

Минимальные размеры железобетонных балок, мм

Минимальная ширина ребра bw, мм

120

160

200

120

160

200

300

100

150

200

280

400

100

120

200

240

300

500

120

150

240

300

400

600

140

180

280

350

500

700

160

Примечания:

1) Для двутавровых балок, у которых отношение ширины полки к ширине стенки больше 2, необходимо в ребре устанавливать поперечную арматуру. При этом отношении больше 3 пользоваться таблицей 2 нельзя.

2) Пределы огнестойкости статически неопределимых конструкций больше, чем пределы огнестойкости статически определимых на 25%, если отношение площади арматуры над опорной к площади арматуры в пролете равно 0,5; и на 50%, если это отношение равно 1,0.

Таблица 3. Пределы огнестойкости растянутых железобетонных элементов (растянутые элементы ферм, арок, обогреваемых со всех сторон).

Вид бетона

Толщина стены (b) и расстояние до оси арматуры (a), мм

Минимальные размеры железобетонных стен, мм,с пределами огнестойкости, мин.

120

150

180

Тяжелый

120

150

200

240

280

Легкий(γв = 1,2т/м3)

120

150

200

240

280

Литература:

Технический регламент о требованиях пожарной безопасности. Закон РФ от 22.07.2008 №123-ФЗ (с изменениями на 03.07.2016).
Ройтман В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости проектируемых и реконструируемых зданий. М., Ассоциация «Пожнаука», 2001.
Пособие по определению пределов огнестойкости строительных конструкций. Приказ ЦНИИСК от 19.12.1984 №351/л (с обновлениями 2016 года).

Перегородки 2 типа

При устройстве противопожарных перегородок этого типа, имеющих меньший предел стойкости к тепловому воздействия, открытому огню, чем кирпичные, железобетонные ПП 1 типа; и составляющий согласно нормам ПБ – не меньше EI 15, чаще всего используются другие материалы – стальные, алюминиевые сборные конструкции, огнестойкое стекло, прозрачные композитные материалы, гипсокартонные листы, иногда даже пиломатериалы, конечно, прошедшие перед этим этап огнезащиты древесины.

В отличие от ПП 1 типа, они не всегда имеют капитальный характер, постоянное место установки, часто могут быть временными/мобильными, предназначены для перепланировки на какой-то срок этажа здания, помещений большой площади.

Такие противопожарные перегородки в здании в основном предназначены для выделения/отделения следующих помещений:

Кабинетов, офисов.
Дополнительных изолированных рабочих мест.
Переговорных комнат.

Учитывая не очень большой нормативный срок до потери своих огнепреграждающих характеристик – от 15 до 45 мин, можно сделать вывод, что ПП 2 типа должны в основном обеспечить безопасную эвакуацию персонала, отчетной документации, других ценностей; а не сдержать распространение пожара до его ликвидации в смежных помещениях, что вполне возможно при использовании ПП 1 типа с предельным временем сохранения целостности, теплоизолирующих свойств свыше 45 мин.

Как обозначается величина

Конечно, такая величина имеет свою маркировку.

В проектной и прочей документации разные показатели обозначаются буквенно-цифровыми символами.

Покажем, как выглядит маркировка величины у строительных конструкций.

(W) – достижение порогового значения плотности потока тепла на заданной дистанции от ненагреваемой поверхности объекта;
(I) – утрата теплоизоляционных свойств по причине повышения температуры до максимальной на ненагреваемой поверхности;
(E) – время, за которое нарушается целостность объекта;
(R ) – временной промежуток, за который объект утрачивает несущую способность.

Предельное значение огнеупорности для заполнения проемов специальных преград наступает в следующих случаях.

достижение предела плотности потока тепла (W) либо дымо- , газонепроницаемости (S);
утрате теплоизоляции (I);
утрате целостности (E).

Если время сопротивления огню у металла небольшое, то у него велика тепловая емкость и проводимость тепла.

Такой металл при пожаре не способен держать большую нагрузку.

Поэтому наступает предел по критерию утраты несущей способности (R ).

К ненесущим конструкциям объекта могут применяться смешанные обозначения (к примеру, маркировка RE30 либо REI60).

Огнестойкость

Это способность сохранять целостность, несущую/ограждающую способность, теплоизоляционные свой свойства при пожаре.

Предел огнестойкости противопожарного перекрытия варьируется от 2,5 часов, равно стойкости стены 1 типа, позволяет за это время ликвидировать очаг возгорания, даже если развивается по всей площади пожарного отсека под перекрытиями, до 15 мин, что соответствует стойкости к огню стальных элементов объекта, не прошедших обработку, облицовку методами огнезащиты металлических конструкций.

Узлы крепления, примыкания противопожарных перекрытий к стенам, балкам, фермам должны иметь предел стойкости к огню не меньше, чем у самих соединяемых элементов конструктива строительного объекта, что в целом обеспечивает его устойчивость при пожаре.

Для защиты узлов крепления перекрытий, чаще всего сварных, для заполнения неизбежных в ходе проведения строительно-монтажных работ зазоров, неплотностей используют раствор бетона, огнезащитные штукатурки.

Толщина противопожарных перекрытий является важной характеристикой, во многом определяющей огнестойкость этой строительной конструкции, без которой невозможно представить создание большинства архитектурных объектов:

У железобетонных плит 1 типа она не меньше 200 мм.
2 типа – 100 мм.

У деревянных перекрытий 3 типа, защита от огневого воздействия осуществляется слоем штукатурки, гипса толщиной не меньше 20 мм по металлической сетке или огнестойким гипсокартоном, который используют для повышения предела стойкости конструкций перекрытий в других случаях; а также в составе противопожарных перегородок, заполняя пустоты в них минеральными шумо-, теплоизоляционными плитами, рулонами, например, базальтовым огнезащитным материалом.

Нормативные требования

Степени и предельные значения показателей огнестойкости металлических сооружений регламентируются действующими нормативными актами (Федеральным законом, в частности).

На основании этого документа все известные виды металлоконструкций по предельным состояниям входящих в их состав элементов и способности противостоять распространению пожара классифицируются по следующим признакам:

«R» – потеря балками, фермами, рамами или колоннами их начальной несущей способности.
«E» – нарушение целостности металлической конструкций (чаще всего используется для оценки состояния наружных стен).
«I» – снижение теплоизолирующих свойств до предельных значений.

Для ряда специфичных элементов вводятся смешанные признаки ухудшения состояния (REI120 или RE30, например). Добавим также, что все эти величины измеряются в часах или минутах.

Более подробно ознакомиться с величинами этих показателей для различных конструктивных элементов можно в таблицах.

Таблица 1. Степени огнестойкости зданий, строений и пожарных отсеков

Степень огнес-тойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков	Несущие стены, колонны и другие несущие элементы	Наружные ненесущие стены	Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами)	Строительные конструкции бесчердачных покрытий	Строительные конструкции лестничных клеток
настилы (в том числе с утеплителем)	фермы, балки, прогоны	внутренние стены	марши и площадки лестниц
I	R 120	Е 30	REI 60	RE 30	R 30	REI 120	R 60
II	R 90	Е 15	REI 45	RE 15	R 15	REI 90	R 60
III	R 45	Е 15	REI 45	RE 15	R 15	REI 60	R 45
IV	R 15	Е 15	REI 15	RE 15	R 15	REI 45	R 15
V	не нормируется	не нормируется	не нормируется	не нормируется	не нормируется	не нормируется	не нормируется

Таблица 2. Значение критической температуры различных металлических конструкций

Материал конструкции	Tcr, град.С
Сталь углеродистая Ст3, Ст5	470
Низколегированная сталь марки: 25Г2С 30ХГ2С	550 500
Алюминевые сплавы марки: АМг-6, АВ-Т1Д1Т, Д16ТВ92Т	225 250 165

Все эти характеристики для большинства незащищённых металлических элементов имеют сравнительно малое значение, укладывающееся в диапазон R10-R15 (R6-R8 – для алюминия).

Причины этого – в структурных особенностях стальных деталей, связанных с их теплопроводностью и характером распределения температур по продольным сечениям.

В качестве исключения могут рассматриваться массивные колоны со сплошным сечением, предел огнестойкости которых нередко достигает значения R45.

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, а также увеличением его толщины, предел огнестойкости возрастает. Также следует отметить, что данный показатель зависит от статической схемы и вида опирания конструкции. Поэтому перед заливкой, специалисты обязательно выполняют расчет огнестойкости железобетонных конструкций.

Бетонные прогоны

Горизонтально расположенные конструкции

Свободно опертые однопролетные изгибаемые элементы при воздействии пожара разрушаются в результате разогревания нижней продольной арматуры. Поэтому их предельная температура зависит от класса арматуры, теплопроводности материала, а также толщины защитного слоя.

К таким конструкциям относятся следующие виды изделий:

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

Также следует отметить, что при одинаковых параметрах, огнестойкость балок и плит разная, что связано с тем, что балки при пожаре разогреваются с трех сторон.

Тонкостенные изгибаемые конструкции могут преждевременно разрушаться под воздействием пожара по косому сечению у опор. Такие разрушения предотвращают путем установки вертикальных каркасов длиной ¼ пролета на при опорных участках.

К изгибаемым тонкостенным конструкциям относятся:

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

Плиты перекрытия

Опертые по контуру плиты обладают гораздо большим пределом огнестойкости, чем изгибаемые элементы. Такие плиты армированы в двух направлениях, поэтому их огнестойкость зависит от соотношения длины арматуры в длинном и коротком проемах.

У квадратных плит критическая температура составляет 800 градусов по Цельсию.С увеличением одной из сторон, критическая температура снижается, соответственно уменьшается и предел огнестойкости. Если соотношение сторон более четырех, то огнестойкость плит такая же, как и у конструкций, которые оперты на две стороны.

Обратите внимание!
С точки зрения огнестойкости наиболее прочной является арматурная сталь марки 25Г2С класса А-III.
Ее критическая температура составляет 570 градусов по Цельсию.
Надо сказать, что цена арматуры из такой стали относительно высокая

Колонны

Огнестойкость таких конструкций как колонны также зависит от ряда факторов:

Нагрузки на них (центральной и внецентральной);
Размеров поперечного сечения;
Вида крупного заполнителя;
Процента армирования;
Толщины защитного слоя у продольной арматуры. Поэтому при заливке конструкции должна строго соблюдаться инструкция.

Разрушение колонн под воздействием открытого огня происходит в результате снижения прочности бетона и арматуры. Причем, внецентреннаянагрузка уменьшает их огнестойкость.

В случаях, когда нагрузка происходит с большим эксцентриситетом, огнестойкость конструкции зависит от толщины защитного слоя в области растянутой арматуры. Другими словами — характер работы колонн при нагревании аналогичен с простыми балками. Если же нагрузка происходит с малым эксцентриситетом, то конструкция может сопротивляться воздействию 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

Применяемые материалы

Кроме негорючих строительных материалов, таких как кирпич, различные блоки из бетона или гипса, камня, противопожарные перегородки можно выполнять и из других материалов. Противопожарными могут быть перегородки, выполненные из таких материалов как: дерево, алюминий, гипсокартон, огнестойкое стекло. В любом случае, при выборе материалов для противопожарных перегородок необходимо помнить о минимальном классе пожарной опасности строительных конструкций, которые допускается применять в здании в зависимости от класса конструктивной пожарной опасности здания. Так например, для здания класса конструктивной пожарной опасности С0 недопустимо применение перегородок класса пожарной безопасности строительных конструкций К1, выполненных из дерева с классом материала КМ1 после огнезащитной обработки.

Чаще всего в строительстве для устройства противопожарных перегородок используется кирпича. Кирпичные перегородки выполняют толщиной в 120 мм (полкирпича) и 65 мм (четверть кирпича). Для прочности и устойчивости противопожарные перегородки 1 типа из кирпича армируют арматурными сетками через каждые 5-6 рядов кладки. При толщине кирпичной перегородки 65 мм предел огнестойкости составит EI 45, а при толщине 120 мм – EI 150.

Бетонные перегородки встречаются крайне редко. Выполняются они в основном индустриальным способом с армированием в виде арматурных сеток и доставляются на строительные площадки уже в готовом к монтажу виде. Предел огнестойкости противопожарных перегородок из тяжелого бетона при толщине 60 мм составляет EI 45. Для перегородок из легкого бетона достаточно толщины в 45 мм для достижения того же предела огнестойкости. Перегородки из ячеистых бетонов толщиной 75 мм имеют предел огнестойкости EI 150.

Противопожарные перегородки из огнестойкого гипсокартона (ГКЛО) пользуются популярностью ввиду их относительно невысокой стоимости. Конструкция гипсокартона имеет в качестве сердечника армирующие стекловолокна, усиленные глиной, в состав которой входит около 20 % (от общей массы) кристаллизованной воды. Этим объясняется длительное сопротивление огню и сохранение прочности ГКЛО в случае возникновения пожара, что по пожарно-технической классификации является характеристикой предела огнестойкости. Для профилей чаще всего используют алюминиевые и деревянные рамы, реже стальные. Одинарный металлический каркас с заполнением негорючей минплитой плотностью 40 кг/м3, толщиной 50 мм и обшивкой одним слоем ГКЛ с обеих сторон обеспечивает предел огнестойкости EI 45, но уже при использовании в такой конструкции ГКЛО вместо ГКЛ предел огнестойкости перегородки составит EI 60.

Противопожарные перегородки встречаются довольно редко в практике строительства. Для применения дерева в качестве материала для противопожарных перегородок необходимо его обработать специальными огнезащитными составами (антипиренами) для изменения свойства древесины к воспламенению и горению. При этом необходимо помнить, что такие конструкции не долговечны, так как со временем, в зависимости от гарантийных сроков эксплуатации огнезащитного состава, необходимо проводить повторную обработку дерева. Согласитесь, что это не совсем удобно. Область применения деревянных противопожарных перегородок крайне мала и в основном связана с эстетическими качествами дерева, которые используют при оформлении интерьеров.

Относительно новыми являются конструкции противопожарных перегородок, в которых используется огнестойкое стекло в качестве полотен, при этом каркас таких перегородок выполняется из дерева, алюминия, стали. Большим плюсом является светопропускная способность таких перегородок.

Строительные конструкции

У нас есть такой документ: «Пособие по расчету характеристик пожароопасности веществ, предела огневой стойкости стройконструкций».

Он служит дополнением к нормативным документам ФЗ №№ 384-ФЗ, 123-ФЗ, СП 14.13330.2011 и СП 2.13130.2012.

Согласно ему, степени и предельные значения для противопожарных объектов, отдельных строений определяются по Таблице 1.

Как видим, для 5-й степени огневой стойкости стройконструкций нет установленных норм в отношении предельного числа огнеупорности.

Металлические

Выше мы привели таблицу из Приложения к ФЗ.

Основной же документ – это «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности. Закон РФ от 22.07.2008 №123-ФЗ (с изменениями на 03.07.2016).» То есть, сам ФЗ.

Из него мы узнаем, что предельный показатель стойкости к огню у большинства металлических сооружений невелик.

Для алюминия – R6-R8, стали – R10-R15.

Однако, если это сплошная колонна, то значение предела у нее достигает R45.

Приведем таблицу пороговых значений нагрева у разных металлов.

Отсюда видим, что пороговая температура у алюминиевых элементов в 2-3 раза меньше, чем для стального металла.

Железобетонные

Железобетон – важнейший компонент строительного сооружения. При возгорании предельная величина для железобетонных изделий наступает:

при утрате свойств теплоизоляции;
теплового расширения металлов;
с появлением дырок, пробоин в сечениях арматуры;
уменьшение прочности материала при его разогреве.

Плиты, ж/б балки и пр. считаются уязвимыми ж/б конструкциями.

Ниже даны значения показателя огневой стойкости ж/б плит.

На огнестойкость железобетонных конструкций оказывает влияние сорт металла, марка цемента, наличие в составе последнего наполнителей, размеры и свойства несущих элементов.

Виды степеней огнестойкости

Согласно нормативным документам, особые требования к пределу огнестойкости предъявляются к тем элементам конструкции, которые помимо всего прочего несут ограждающую функцию (например, к несущим стенам). К ним относится сохранность таких показателей, как целостность, теплоизолирующая и несущая способность. Существенную роль играет также функциональная пожарная безопасность постройки.

На сегодняшний день принято выделять два вида огнестойкости зданий: фактическую и требуемую.

Фактическая степень огнестойкости постройки – этот тот уровень огнестойкости, который определяется непосредственно по итогам проведенной пожарно-технической экспертизы. Критерием для выводов являются актуальные на тот момент нормативные акты и документы. Пределы огнестойкости, разработанные для строительных конструкций различного типа, занесены в таблицу.

Wiki-fire.org — электронная энциклопедия пожарного дела