Определение предела огнестойкости здания

Согласно действующим нормам под огнестойкостью конструкции понимается ее способность противостоять воздействию открытого огня при сохранении основных эксплуатационных характеристик. К ним относятся качество теплоизоляционной защиты, несущая способность опорных оснований и их устойчивость к термическому разрушению (огнестойкость).

При измерении этой величины учитываются диапазоны, после чего конструкция разрушается в состоянии, которое невозможно восстановить.

От чего зависит этот параметр

В соответствии с нормативными требованиями определить степень огнестойкости здания можно только после присвоения ему категории пожарной безопасности, присвоенной с учетом следующих критериев:

• от изменения уровня теплоизоляции, вызванного повышением температуры поверхности элементов на 160-220 градусов (по сравнению с исходным состоянием);
• возможность блокировать эффект, исключая возможность появления трещин и пустот в отдельных частях конструкции;
• для снижения несущей способности, что приведет к деформации или обрушению конструкции.

Расчетное значение этого параметра зависит от ряда технических характеристик, таких как высота проверяемого объекта и предназначение входящих в него помещений.

При этом учитывается площадь, занимаемая всем зданием, и качество строительных материалов, используемых при строительстве.

Классификация по содержимому строений

На уровень воспламеняемости здания в значительной степени влияет наличие в его помещении взрывчатых или горючих материалов.

В соответствии с этим все объекты и помещения здания разделены на пять групп, характеристики которых можно найти в таблице «Разделение по содержанию».

Согласно этой таблице при определении степени огнестойкости зданий и сооружений обязательно учитывается факт наличия в помещениях веществ, представляющих угрозу в смысле возгорания.

Для категории взрывопожарной и пожарной опасности «А», например, характерно, что в них хранятся баллоны с опасными газами или жидкостями при воспламенении с температурой воспламенения до 30 градусов.

То же касается категории взрывопожарной и пожарной опасности «В», но при условии наличия в жилых и нежилых помещениях значительных объемов горючих веществ с температурой возгорания выше 30 градусов.

Попросту категория пожарной опасности «В» соответствует содержанию в помещениях небольших объемов легковоспламеняющихся жидкостей или твердых взрывоопасных веществ, которые быстро воспламеняются при непосредственном контакте с воздухом.

Категория «D», содержащая потенциальную угрозу, присваивается, когда в зданиях есть материалы или вещества, не обладающие горючими свойствами.

Группы опасности возгорания

По степени противопожарной защиты все известные типы конструкций делятся на пять групп, каждая из которых отличается следующими характеристиками.

В первую группу входят объекты, хорошо защищенные от воздействия огня, с элементами, частично подготовленными к тепловому воздействию.

Это достигается за счет применения специальных инженерных решений, предотвращающих его разрушение. Строения из камня и бетона относятся к одной категории противопожарной защиты.

ко второй степени огнестойкости принято относить конструкции, материал которых отличается высокой огнеупорностью. На этих участках могут использоваться элементы незащищенных конструкций (например, металлические дверные блоки).

В следующую группу входят постройки из негорючих и трудногорючих материалов. (Они также могут включать горючие компоненты, прошедшие специальную защитную обработку).

В зданиях и сооружениях, отнесенных к группе 4, эти ограничения применяются только к отдельным компонентам (например, стенам), которые способны удерживать горение в определенных пределах. Согласно требованиям стандартов несущие части этих конструкций должны быть из негорючих материалов.

Пятая и последняя группа по степени защиты от разрушения включает наиболее легковоспламеняющиеся конструкции, при возведении которых могут использоваться легковоспламеняющиеся материалы.

Таблица 2. Уровни огнестойкости зданий

Категория «К»

Подразделение на категории «К» подразумевает учет принятых организационных и конструктивных мер для обеспечения необходимой защиты здания от пожара. Он включает четыре группы огнестойкости, каждая из которых относит здание к определенному классу:

• К0 относится к конструкциям, неопасным для пожара;
• К1 определяет конструкцию, не очень опасную для возгорания;
• К2 указывает на довольно опасную конструкцию в случае пожара;
• К3 относится к пожароопасным объектам.

Следующие описания предназначены для расшифровки этих групп.

К0 — объект находится в состоянии полной пригодности, а внутри помещения (возле несущих элементов) нет хранимых горючих материалов. Кроме того, сами эти элементы не подвержены возгоранию или могут загореться только при нагревании примерно до 500 градусов.

К1 — на несущих элементах зданий допускаются продольные и поперечные повреждения не более 40 сантиметров и в самой конструкции отсутствуют источники открытого огня и сильных тепловых воздействий.

К2 — на поверхностях несущих элементов допускается наличие более серьезных повреждений с размерами по вертикали до 80 и по горизонтали до 50 сантиметров. Опять же нет источников сильных тепловых эффектов.

К3 — наблюдаемые повреждения несущих элементов конструкции превышают 80 и 50 сантиметров соответственно при одновременном наличии источников возгорания или теплового воздействия.

Категория «С»

Данная классификация соответствует подразделению на классы «К», проведенному с учетом фактического состояния несущих конструктивных элементов лестниц, лифтовых шахт, служебных помещений и других вспомогательных сооружений.

Классификация по «C» относится к сравнению состояний перечисленных выше объектов с такими же параметрами, определяемыми делением на «K».

Следовательно, объекты категории C0 должны полностью соответствовать классу K0. Для одинаковых позиций с категорией С1 допускаются повреждения перегородок и несущих элементов до состояния К1 и наружных стен — только до К2. В этом случае лестничные клетки и сами пролеты должны быть в идеальном состоянии.

Для категории С2 допустимые повреждения несущих конструкций (в том числе перегородок) ограничиваются состоянием К2, наружных стен — К3, а лестниц и ячеек — К1.

Категория C3 допускает повреждение лестниц и клеток до K1; в этом случае не учитываются все остальные элементы здания.

Порядок присвоения степеней огнестойкости

Для определения этого параметра используются как теоретические (расчетные), так и практические методы, позволяющие по результатам испытаний обобщить полученные данные в таблице.

На основании сравнения этих показателей делается вывод о текущем состоянии данного объекта, после чего он классифицируется по одному из ранее рассмотренных методов.

При оценке пожарной безопасности конструкции ни в коем случае нельзя забывать, что при ее расчете необходимо учитывать подразделение на категорию «С» (внутренние опорные элементы, лестницы и т.д.).

Принимая во внимание данную классификацию, можно будет сказать, соответствует ли рассматриваемый объект действующим строительным нормам по степени огнестойкости.

Полный список всех нормализованных данных в этом случае, позволяющий провести сравнительный анализ возможностей этого проекта, доступен в таблице.

Таблица 3. Степени огнестойкости

Значение СНиПа

СНиП или СП — строительные нормы и правила, которые устанавливают порядок реализации строительных объектов различных категорий. В этом документе изложены основные моменты подготовки проекта со всеми деталями, касающимися его способности противостоять воздействию открытого огня.

По результатам изучения конструкторских материалов, содержащихся в данном своде правил, пользователь может воспользоваться готовыми техническими решениями и выбрать наиболее подходящий для него вариант.

В процессе работы с нормативными документами следует помнить, что при практической оценке состояния конкретного объекта (его огнестойкости) следует использовать соответствующий документ — СНиП (21.01.97).

А на этапе подготовки к очередным пробным испытаниям (теоретическая часть) следует руководствоваться СНиП от 31.03.2001, в котором прописан отчет о специальных защитных мероприятиях.

Алгоритм определения огнестойкости (практический метод)

Предел прочности конкретной конструкции практически определяется как период времени, в течение которого ее компоненты теряют свои первоначальные свойства.

В ходе испытаний оценивается состояние всех элементов объекта и при достижении пределов одного из них происходит искусственное тушение пожара.

Перед началом испытаний необходимо изучить сопроводительные документы, в которых следует учитывать составные части объекта, в том числе «подсобные помещения» и лестничные марши.

Требуемый параметр определяется специально организованными испытаниями с использованием термошкафа, устанавливаемого на расстоянии не более 10 сантиметров от испытательной площадки.

Во время испытаний температура горения топлива регулируется с помощью специальной форсунки, которая распыляет керосин в зону горения и воспламеняет его. Температура в печи контролируется по показаниям термопары, встроенной в исследуемые элементы.

Пример школы и больницы

Рассмотрим расчет предела огнестойкости на примере здания школы или больницы, внутренняя конструкция которых очень удобна для этих целей. Они отличаются от других построек частотностью строения, так как состоят из ряда последовательно расположенных помещений.

Для предварительного расчета желаемого показателя потребуется знать следующие данные:

• этажность заведения (его высота);
• общее количество индивидуальных комнат;
• характеристики материалов, используемых в строительстве.

Таблица 4. Температуры горения различных материалов

Одно- и двухэтажным зданиям этого типа обычно присваивают III степень огнестойкости и категорию С0 (пожарная безопасность). Для зданий вместимостью до 100 мест и высотой до 3 метров второй показатель будет соответствовать категории С1 (с такой же степенью огнестойкости).

Больничные и школьные здания, рассчитанные на 150 и более мест, предположительно относятся ко второму классу по огнестойкости и категории С1 по пожарной безопасности.

Если высота этих построек превышает 9 метров, а количество обслуживаемых сидений превышает 300, то по результатам испытаний присваивается категория II или I. По пожарной безопасности они соответствуют категории C0 (C1).

В заключение отметим, что некоторые трудности, возникающие при определении показателя огнестойкости, чаще всего встречаются только на этапе реализации проектных решений.

Объясняется это тем, что на этом этапе необходимо учитывать архитектурные особенности как всей конструкции в целом, так и ее отдельных элементов.