Wiki-fire.org — электронная энциклопедия пожарного дела

Классы опасности возгорания

Для определения огнестойкости всего здания конструкции делят на несколько категорий, а здания на несколько классов.

Имеется категория К, в ней выделяют:

1. КО — непожароопасно. В помещениях отсутствуют материалы, которые быстро воспламеняются, а основные конструкции не отличаются самовозгоранием и возгоранием при температурах, близких к 500 градусам.
2. К1 — низкая пожарная опасность. Могут допускаться небольшие повреждения, но не более 40 см. Нет горения, тепловой эффект не возникает.
3. К2 — умеренная пожарная опасность. Повреждения могут достигать 80 см, но теплового эффекта нет.
4. К3 — пожароопасно. Нарушения целостности более 80 см, присутствует тепловой эффект и возможно возгорание.

Категория С характеризует все строение в целом:

1. СО. Все подсобные помещения, главные конструкции и лестницы с проемами соответствуют классу КО.
2. С1. Могут присутствовать небольшие повреждения ведущих конструкций до К1, а наружных до К2. Лестницы и проемы должны находиться в отличном состоянии.
3. С2. Повреждения главных конструкций может достигать К2, внешних К3, а лестниц до К1.
4. С3. Лестницы с проемами повреждены до К1, а все остальное в расчет не берется.

Обе категории неразрывно связаны между собой и необходимы, чтобы окончательно определить степень огнестойкости жилых зданий.

Методы определения огнестойкости

Пределы распространения пламени можно определить по размерам повреждений, возникающих по причине горения

Важное значение имеет определение степени огнестойкости объекта. Специалисты обязательно испытывают все используемые в строительстве материалы на устойчивость к пламени

Испытания проводятся в печах, которые изнутри отделаны огнеупорным кирпичом. Сжигание керосина производится при помощи форсунок. Около печи ведутся наблюдения за температурой. При расчете предела огнестойкости решаются теплотехнические и статистические задачи. Каждый проект оценивается с учетом устойчивости элементов здания к пламени. Важным параметром является и противопожарное расстояние

Его нужно обязательно принимать во внимание и учитывать при возведении объектов. Только комплексный подход поможет предотвратить пожар в гараже или доме

Разрабатывая проект, специалисты должны обратиться к помощи пожарных, которые проведут экспертизу по огнестойкости. Если в проекте будут выявлены недочеты, то их обязательно исправляют. Также на этапе изготовления чертежей проекта кирпичного или бетонного здания нужно указать степень огнестойкости материалов. На практике это выглядит следующим образом:

1. Сначала выбирают предел огнестойкости, он выражается в часах. Это время от начала испытаний до того момента, когда строение может обрушиться из-за пожара.
2. На следующем этапе проводятся расчеты, в них включаются уровни воспламеняемости тех материалов, из которых было возведено сооружение. В проекте должны быть перечислены все используемые при возведении объекта материалы.
3. Если требуется точно рассчитать огнестойкость кирпичного здания, то необходимо собрать как можно больше информации о материалах, используемых для строительства, учитывать лестничные пролеты, имеющиеся в здании, дополнительные лестничные клетки, несущие и обычные перегородки. Необходимо помнить, что каждое сооружение имеет индивидуальный предел огнестойкости.

Что такое огнестойкость здания и зачем она определяется?

Предел огнестойкости конструкции — это показатель, с помощью которого можно узнать степень сопротивляемости данной конструкции огню.

Ещё в древнем мире люди страдали от случайных или намеренных поджогов деревянных и тонкостенных зданий. Это побудило общество создавать аварийные выходы, улучшать методы построения зданий. И люди заметили, что деревянные сооружения, насколько бы прочными они ни были, активно поддерживают горение, а каменные, наоборот, сложно сжечь дотла. Это послужило толчком для введения в обиход понятия огнестойкости.

С помощью практической установки показателя сопротивления огню выявляются наиболее пожаро- и взрывоопасные части здания.

Методика определения огнестойкости конструкций

Пределы охвата территории огнем определяется размерами повреждений посредством нанесения ущерба процессами, связанными с горением. Такие пределы определяются путем необходимых испытаний строительной конструкции.

Это может происходить следующим образом: пожар устраивается в печах, которые должны быть обязательно отделаны огнеупорным кирпичом. При помощи форсунок происходит сжигание керосина. Строго ведутся наблюдения за температурой в печи с помощью термических паров. Форсунки должны работать так, чтобы не иметь контакта с термопарами, а также не контактировать с поверхностями конструкций.

Основываясь на общих правилах можно сказать, что расчет предела огнестойкости сводится к решению двух сложных задач: теплотехнической и статистической

Чтобы определить степень огнестойкости, необходимо изначально получить архитекторский проект, а далее четко следовать по стандартной схеме. Подготовительной процедурой также является изучение законов по этой тематике. Итак, схема может выглядеть следующим образом:

• нужно обратиться к помощи пожарных, которые помогут провести экспертизу по огнестойкости. Если имеются недочеты, то их нужно исправить в обязательном порядке;

степень огнестойкости указывается на этапе составления эскизов: только грамотные архитекторы смогут сделать все по правилам.

На практике порядок определения огнестойкости может выглядеть так:

• за предел огнестойкости нужно принять определенное время – в часах или минутах. Время берется от начала проводимых испытаний до возникновения критической ситуации – то есть до того момента, как здание перестанет выдерживать испытания огнем (обрушиться, нарушиться целостность);

Блок в 50% от начала статьи статьи

для расчета берется одна из пяти ступеней огнестойкости;

в расчеты включаются уровни воспламеняемости различных материалов, из которых состоит конструкция, поэтому нужно внимательно ознакомиться с проектом сооружения;

стоит учитывать то, что поверхностной информации будет мало для точного определения огнестойкости здания (учитываются при расчетах и лестничные пролеты, дополнительные лестничные клетки, перегородки и прочие конструкции – учитываться должно все, каждый материал и каждая конструкция);

к изучению обязательны и дополнительные материалы, к примеру «Правила по обеспечению огнестойкости железобетонных конструкций», пособие к СНиП от 21 января 1997 года о «Предотвращении возникновения пожара»;

критерии огнестойкости напрямую зависят от достаточно широкого спектра технологических и планировочных моментов.

Взяв за основу проект здания и его документацию, нужно составить список нужных требований к зданию при выяснении его огнестойкости.

Категория «К»

Деление на категории «К» предполагает учёт мер организационного и конструктивного характера, предпринимаемых для обеспечения требуемой защищённости здания от пожара. Оно включает четыре группы по огнестойкости, каждая из которых относит здание к определённому классу:

• К0 присваивается не пожароопасным сооружениям;
• К1 определяет конструкцию как мало пожароопасную;
• К2 означает достаточно опасное при пожаре сооружение;
• К3 присваивают пожароопасным конструкциям.

Для расшифровки этих групп предусмотрены следующие описания.

К0 – здание находится в полностью исправном состоянии, а внутри помещений (возле несущих элементов) не имеется складируемых горючих материалов. Причём сами эти элементы не склонны к возгоранию или же могут воспламеняться только при нагревании примерно до 500 градусов.

К1 – на несущих элементах зданий допустимы продольные и поперечные повреждения размером не более 40 сантиметров, а в самой конструкции отсутствуют источники открытого пламени и сильного термического воздействия.

К2 – на поверхностях несущих элементов допускается наличие более серьёзных повреждений с вертикальными размерами до 80-ти и горизонтальными – до 50-ти сантиметров. Источники сильных термических воздействий в этом случае также отсутствуют.

К3 – наблюдаемые повреждения несущих элементов конструкций превышают 80 и 50 сантиметров соответственно с одновременным наличием источников возгорания или теплового эффекта.

Как определяется?

Степень огнестойкости – представитель наиболее значимых параметров сооружения, не уступающий в важности особенностям конструкции с точки зрения пожаробезопасности и функциональным характеристикам

Но на что обратить внимание для того, чтобы ее определить с предельной точностью? Для этого нужно рассмотреть такие параметры сооружения:

• Этажность.
• Реальная площадь сооружения.
• Характер назначения здания: промышленное, жилое, коммерческое и др.

Но наибольшее значение при имеют качественные показатели и степень воспламеняемости материалов, которые использовались для сооружения конкретного объекта.

Требуемые пределы огнестойкости

Для точного определения существуют специальные нормы и документы (СнИП). Совокупность нормативных актов разделяет все сооружения на 5 степеней огнестойкости сооружений.

Первая степень

В эту группу входят объекты, особенности которых позволяют понести минимальный ущерб при возникновении пожара. Такого эффекта разрешает добиться специальное конструирование сооружения, предотвращающее распространение огня по всей конструкции в случае, если было возгорание. Высокой пожароустойчивостью обладают объекты при сооружении которых большую часть используемых материалов составил железобетон или камень – они максимально устойчивы к огню и практически не поддаются его влиянию.

СНиП 31-03-2001

Вторая степень

В категорию включаются объекты с аналогичными первой группе особенностями, за исключением момента, что некоторые части конструкции сооружения, выполненные из стали, не имеют огнеупорной защиты.

Третья степень

Представители 3 степени сооружаются с несгораемых, трудносгораемых элементов или сгораемых материалов при условии, что последние обработаны средствами для повышения степени огнестойкости.

Четвертая степень

Здания четвертой степени должны иметь противопожарные стены, которые не подвержены воздействию огня, что будет способствовать задержке огня в пределах определенной площади, предотвращая распространение по всему зданию. Но оставшаяся часть конструкции строения должна сооружаться из трудносгораемых материалов.

Пятая степень

Степень огнестойкости здания таких объектов находится на предельно низком уровне. При строительстве таких объектов допускается использовать материалов, которые способны к сгоранию. Единственное исключение, которое также касается предыдущей категории, – сооружение несущей стены из несгораемых материалов.

Для определения степени огнестойкости (I, II и др.) нужно определяться исключительно на нормативные документы и приведенной в СнИП. Также для таких целей и проектирования высотных сооружений используют ДБН 1.1-7-2002, для определения пожаробезопасности многоэтажных сооружений используют 4 ДБН В.2.2-15-2005, а для ознакомления с требованиями пожаробезопасности к сооружениям с большим количеством этажей применяют 9 ДБН В.2.2-24:2009. Только использование специальной документации позволит получить наиболее полную информацию о степенях огнестойкости зданий с разными конструктивными особенностями.

Предельные состояния¶

Потеря несущей способности (R)

• Для изгибаемых конструкций следует считать, что предельное состояние наступило, если:
  • прогиб достиг величины L/20 или
  • скорость нарастания деформаций достигла L2/(9000 h) см/мин,где L — пролет, см;h — расчетная высота сечения конструкции, см.
• Для вертикальных конструкций предельным состоянием следует считать условие, когда вертикальная деформация достигает L/100 или скорость нарастания вертикальных деформаций достигает 10 мм/мин для образцов высотой (3±0,5) м.

Потеря теплоизолирующей способности (I)более чем на 140 °Сболее чем на 180 °Сболее 220 °СПотеря целостности (E)Достижение допустимой величины плотности потока теплового излучения (W)Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре : учебник / В. М. Ройтман, Б. Б. Серков, Ю. Г. Шевкуненко и др. ; под ред. В. М. Ройтмана ; 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Академия ГПС МЧС России. – 2013. – 364 с.

• 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, IГОСТ 30247.1-94.

Что такое степень огнестойкости?

СНиП 31-01-03

Под этим определением понимают способность сооружений сдерживать расширение воспламеняемой площади без потери зданием способности дальнейшей эксплуатации. Перечень этих свойств состоит из ограждающей и несущей способностей.

Если сооружение утратит несущую способность – оно непременно обрушиться. Именно под разрушением подразумевается это определение. Что касается ограждающей способности, то ее потерей считается уровень прогрева материалов до образования трещин или отверстий, через которые продукты горения смогут распространиться в смежные комнаты или же прогрев до температуры, при которой начинается процесс горения материала.

Показатель предельной степени огнестойкости сооружений – временный промежуток от момента образования возгорания до возникновения признаков таких потерь (измеряется в часах). Для испытания показателей материалов в условиях пожара берется опытный образец и помещается в оборудование для таких опытов – специальная печь. В условиях печи на предмет испытаний воздействуют огнем высокой температуры, при этом на материал возлагается нагрузка, характерная для определенного проекта.

Степень огнестойкости, при определении ее предела, также зависит от способности повышения температуры в отдельных точках или среднее значение повышения температурных показателей по поверхности, которое сравнивается с изначальным. Минимальное сопротивление огневому воздействию имеют элементы конструкции сооружения, выполненные из метала, а максимальное – железобетонные, при изготовлении которых применялся цемент с высокими характеристиками огнестойкости. Максимальное значение степени огнестойкости может достигать 2.5 ч.

Также при определении способности конструкции противостоять огню в расчет берется предел распространения огня. Он равнозначен размерам повреждений на участках, которые были вне зоны горения. Этот показатель может составлять 0-40 см.

Можно смело утверждать, что степень огнестойкости сооружений напрямую зависит от способности материалов, которые используют при его строительстве, противостоять высоких температурам, воздействующим на поверхность в среде пожара.

По степени горения материалы разделены на 3 группы:

• Несгораемые (конструкции из железобетона, кирпич, каменные элементы).
• Трудносгораемые (материалы из группы сгораемых, устойчивость к огню которых повышена с помощью обработки специальными средствами).
• Сгораемые (быстро воспламеняются и хорошо горят).

Для классификации материалов используется специальный свод документов – СнИП.

Предел огнестойкости строительных конструкций. Таблица пределов огнестойкости конструкций

Предел огнестойкости строительных конструкций

Для обозначения предела огнестойкости строительных конструкций используют такие обозначения как: R (Утрата несущей способности конструкций); I (Утрата теплоизолирующих свойств вследствие увеличения температуры на конструкционной поверхности, которая не подвергается нагреванию до предельных значений); Е (Утрата целостности конструкционных элементов); W (Достижение предельного значения плотности потока тепла на расстоянии от поверхности, которая не подлежит нагреву).

Предел огнестойкости металлических конструкций

Предел огнестойкости металлических конструкций, которые не имеют дополнительной защиты, является небольшим и располагается в диапазоне R10–R15 для тех конструкций, которые изготовленных из стали и R6–R8 для произведенных из алюминия.

Но есть и исключения из этого, являющиеся колоннами массивного сечения и имеющие характеристики высоких значений предела огнестойкости металлических конструкций – R45. Но конструкции подобного вида используются крайне редко.

Незащищенные конструкции, сооруженные из стали можно использовать независимо от их фактических пределов огнестойкости (есть небольшие исключения) тогда, когда минимально допустимый предел огнестойкости строительных конструкций составляет R15 (или RE15). Однако сюда не входят те конструкции, которые относятся к противопожарным преградам. Что касается тех самых упомянутых исключений, то имеются в виду случаи, при которых соответствующая величина предела огнестойкости несущих конструкций по итогам проведенных испытаний достигает только R8 или еще меньшего значения.

Если теплопроводность имеет высокие значения при небольших величинах емкости, то это значит, что осуществляется скоростная потеря незащищенными металлическими конструкциями свойства сопротивления к воздействию открытого огня. Завышенная теплопроводность типична для металлических элементов, и не вызывает появления температурного градиента внутри конструкционного сечения. Именно это и служит основной причиной столь скоростного роста температуры металла до критической отметки. По достижению данной величины прочность материала резко уменьшается и сооружение перестает выдерживать возложенную на него нагрузку.

Предел огнестойкости деревянных конструкций 

Деревянные конструкции, в отличие от металлических, в свойствах имеют горючесть. К факторам, оказывающим влияние на пределы огнестойкости деревянных конструкций, относится время от начала взаимодействия материала и огня до момента возгорания дерева. Отрезок времени, который тратится от самого начала горения и до достижения предельного состояния.

Чтобы древесина повысила степень своей огнестойкости, на нее наносят несколько слоев штукатурки. При нанесении на деревянную колонну слоя толщиной 2 см, предел огнестойкости деревянной конструкции вырастает до R60. Наиболее эффективны в плане огнезащиты пропитка древесины антипиренами и любые лакокрасочные покрытия.

Предел огнестойкости конструкций из железобетона 

Факторов, оказывающих влияние на огнестойкость конструкций из железобетона, довольно много. К ним относятся тип арматуры, которая использовалась при строительстве; особенности геометрии, габариты бетонных слоев, нагрузка, разновидность бетонных слоев и т.д.

Предел огнестойкости строительных конструкций в момент пожара происходит потому, что теряются теплоизолирующие свойства, появляются щели, сколы и сечения и понижается прочность характеристик бетона из-за роста температуры.

Самыми чувствительными конструктивными элементами являются железобетонные изгибаемые конструкции, поскольку рабочую арматуру растянутой зоны, которая обеспечивает важнейший вклад в несущую способность конструкций, защищает от пламени небольшой слой бетона. Таким образом, данный фактор является ключевым и сказывается на большой скорости прогревания рабочей арматуры.

Виды степеней

СНиП 21.01-97 определяет, что огнестойкость может подразделяться на пять базовых степеней. Некоторые из них делятся еще на несколько позиций. Обозначаются они римскими цифрами с добавлением в случае необходимости малых букв кириллического алфавита.

Классификация по степеням выглядит следующим образом.

Первая степень (I) присваивается зданиям, в которых спроектированы несущие и ограждающие конструкции из крупнопанельных или листовых материалов, абсолютно не поддерживающих горение. Они также могут быть из монолитного бетона или железобетона.

Второй уровень (II) присваивается строениям, удовлетворяющим требованиям предыдущего пункта, но только если покрытия выполнены из металлических конструкций, не подвергавшихся огнезащитной обработке.

Третья степень (III) устанавливается для зданий, несущие стены которых выполнены из искусственного или природного камня, а перекрытия могут быть из древесных материалов при условии, что они защищены цементной или гипсовой штукатуркой. Покрытие выполняется из трудносгораемых листов по деревянным конструкциям, обработанным антипиренами – составами для повышения огнезащиты древесины.

IIIа уровень присваивается строениям с элементами каркаса, выполненными из металла. Ограждающие конструкции обшиваются листами, не поддерживающими горения. Утеплитель внутри каркаса здания тоже должен быть негорючим.

IIIб степень присваивается одноэтажным постройкам, стены которых изготовлены из древесины. Это могут быть и каркасные, и бревенчатые стены, и стены из бруса. Деревянные детали здания обрабатывают специальными составами. Каркасные строения могут быть обшиты шпоном, вагонкой либо плитными материалами, изготовленными из отходов древесного производства – опилок, стружек. Плиты и листы также обрабатываются огнезащитными составами.

IV степень огнестойкости предусматривает строительство здания из горючих материалов, защищенных трудносгораемыми листами. Кровельная конструкция может изготавливаться из древесины, причем обработка огнезащитными составами в этом случае не требуется, хотя некоторые элементы могут быть и защищены.

IVа уровень предполагает, что здания имеют каркасную металлическую конструкцию. При этом обшиты они негорючими листами и утеплены при помощи негорючих изоляционных материалов. Требования к защите материалов каркаса и облицовки не предъявляются.

V степень назначается для тех строений, к которым никакие требования по огнестойкости не предъявляются вообще.

Как определяется

Расчёт предела огнестойкости конструкций по потере несущей способности согласно действующему ГОСТу проводится по теплотехнической или статической методике.

Первый из этих подходов состоит в расчёте времени достижения предела по огнестойкости, после которого элементы конструкций нагреваются до критических температур.

При статическом подходе рассчитывается огнестойкость объекта, обеспечивающая защиту сооружения от разрушения (потерю устойчивости при комплексном воздействии определённой нагрузки и высоких температур).

Таблица 2. Составление пределов огнестойкости строительных конструкций

Для оценки величины предела огнестойкости по способности удерживать тепло «I» придётся воспользоваться теплотехническими расчетами. Полученные при этом значения температуры должны укладываться в пределы, допустимые для данного типа конструкции (смотрите таблицу).

Целостность объектов после огневого воздействия «Е» оценивается по наличию сквозных трещин или отверстий. При обсчёте железобетонных конструкций, в частности, эта процедура проводится для элементов из тяжелого бетона (со средней влажностью выше 3,5 процента).

Зависимость огнестойкости от материалов

Способность здания противостоять огню во многом зависит от тех материалов, из которых оно построено. Их можно классифицировать, опираясь на следующие характеристики:

• Выделение токсических веществ.
• Воспламеняемость.
• Горючесть.
• Образование дыма.
• Распространение огня.

Степень огнестойкости конструкций здания зависит от времени, которое требуется для деформации материала:

• Керамические кирпичи или силикатные начинают деформироваться через 300 минут после начала пожара.
• Бетонные перекрытия, толщиной более 25 см, через два часа.
• 75 минут требуется для начала деформации деревянных конструкций с гипсовым покрытием.
• Час пройдет, прежде чем начнет деформироваться дверь, обработанная антипиреном.
• Металлической конструкции достаточно 20-минутного воздействия огня.

Степень огнестойкости кирпичных зданий достаточно высокая, чего не скажешь про металлические, которые уже при 1000 градусах переходят в жидкое состояние.

Влияние технологий на огнестойкость

Изучение документации позволяет проверить наличие или отсутствие применения современных технологий, которые повышают уровень огнестойкости. Проводят предварительный осмотр конструкции объекта. Изучают все имеющиеся в нем помещения. с учетом лестничных проемов, подсобок и т. п. При строительстве могут использоваться совершенно другие материалы, чем для сооружения в целом. Нередко для сокращения расходов по смете для лестничных клеток и подсобных помещений используют более дешевые материалы с меньшим уровнем устойчивости к огню. Довольно часто при возгорании огонь в здании распространяется именно по этим участкам, так как у них меньшая прочность по сравнению с остальной конструкцией. Этот фактор также обязательно берется в расчет.

Категории испытуемых помещений по содержимому

Наличие в помещение взрывчатых или просто легко возгорающихся веществ значительно понижает уровень огнестойкости сооружения. Так, здания или комнаты делят на несколько групп, отраженных в таблице.